DE4412725A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten von viskosen Flüssigkeiten und Massen - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten von viskosen Flüssigkeiten und MassenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierli
chen Bearbeiten von viskosen Flüssigkeiten und Massen.
insbesondere Kunststoffschmelzen und hochmolekularen
Polymeren, mit einer Anzahl in einem Gehäuse kranzformig
angeordneter achsparaller, über zugeordnete Ritzel
gleichsinnig angetriebener Trabantenwellen, die bei be
nachbarten Trabantenwellen ineinander greifende und das
Bearbeitungsgut bereichsweise dünnschichtig ausbreitende
Bearbeitungsmittel tragen, mit einer in dem von den Tra
bantenwellen umschlossenen Raum zentral angeordneten, zu
den Trabantenwellen achsparallelen angetriebenen Zentral
welle auf der drehfest wenigstens ein Antriebszahnrad
sitzt, wobei die Trabantenwellen über ihre Ritzel mit dem
zentralen Antriebszahnrad und mit der Innenverzahnung
wenigstens eines gehäusefesten Zahnringes getrieblich
derart gekuppelt sind, daß bei rotierender Zentralwelle
die Trabantenwellen eine gemeinsame Umlaufbewegung um die
Zentralwelle ausführen, sowie mit Zu- und Abführeinrich
tungen für das Bearbeitungsgut durch die das Bearbei
tungsgut einlaufseitig in den Wirkungsbereich der Bear
beitungsmittel einführbar und auslaufseitig aus diesem
abführbar ist.
Beispielsweise zum Homogenisieren und Entgasen von hoch
molekularen Polymerenschmelzen wurden sogenannte Dünn
schicht-Vielwellenreaktoren entwickelt (DE-PS 30 30 541).
die im Vergleich zu den herkömmlichen, sogenannten
Schneckenextrudern den grundsätzlichen Vorteil aufweisen,
daß sie bei hoher Entgasungsleistung auch für lange Ver
weilzeiten des Bearbeitungsgutes mit wirtschaftlich und
technisch realisierbaren Arbeitslängen auskommen.
Diese bekannten Vielwellenreaktoren arbeiten mit einer
Anzahl kranzförmig angeordneter Wellen, die die Bearbei
tungswerkzeuge beispielsweise in Gestalt von Knetscheiben
tragen. Die Bearbeitungswerkzeuge benachbarter Wellen
greifen kämmend ineinander, wobei das viskose Bearbei
tungsgut beim Durchlauf durch die von dem Bearbeitungs
werkzeugen begrenzten engen Spalte immer wieder zu dünnen
Schichten ausgebreitet wird. Vielwellenreaktoren dieser
Bauart sind deshalb von hoher verfahrenstechnischer Wirk
samkeit.
Um eine einwandfreie Ausbreitung des Bearbeitungsgutes in
dünnen Schichten zu gewährleisten, erfolgt bei einem aus
der DE-PS 34 30 885 bekannten Vielwellenreaktor dieser
Art eine kontrollierte Beschickung des Trabantenwellen
kranzes mit dem Bearbeitungsgut derart, daß bei einer
Beschickung des Außenkranzes sich eine Dünnschicht am
Innenkranz ausbildet, während bei einer Beschickung des
Innenkranzes eine Dünnschicht am Außenkranz erzeugt wird.
Bei einer anderen aus der DE-PS 40 01 986 bekannten Vor
richtung in Form eines solchen Vielwellenreaktors, die
sich durch einen einfacheren konstruktiven Aufbau des
Antriebsgetriebes der Trabantenwellen auszeichnet, sollen
die Trabantenwellen am Außenkranz mit Bearbeitungsgut
beschickt werden, um damit am Innenkranz eine Dünnschicht
zu erzeugen. Die konstruktiven Verhältnisse sind dabei
aber so gewählt, daß sich keine einwandfreie Trennung
zwischen Dick- und Dünnschicht ergibt, so daß auch die
Wirksamkeit dieser Vorrichtung nicht optimal ist. Hinzu
kommt, daß die Vorrichtung mit einer hohl gebohrten, im
Querschnitt verkleinerten zentralen Antriebswelle arbei
tet, die im radialen Abstand von den sie umgebenden Be
arbeitungswerkzeugen der Trabantenwellen verläuft. Dies
hat zur Folge, daß Ablagerungen des Bearbeitungsgutes auf
der Zentralwelle auftreten können, die zur Verstopfung
der in der Zentralwelle angebrachten Vakuumleitungen,
sowie zu einer Beeinträchtigung und Verunreinigung des
Bearbeitungsgutes führen können.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrich
tung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diesen
Nachteilen abhilft und bei einfachem Aufbau sich durch
eine einwandfreie Ausbildung von Dünnschichten des Be
arbeitungsgutes auszeichnet und damit eine hohe Wirksam
keit sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Vor
richtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß den
Trabantenwellen auf der Einlaufseite des Verarbeitungs
gutes mit der Zuführeinrichtung in Verbindung stehende
Verteilermittel für das Bearbeitungsgut zugeordnet
sind, die bei allen Trabantenwellen im Bereiche der Be
arbeitungsmittel zu einer Seite, der Dickschichtseite,
hin mundende Leitmittel für das Bearbeitungsgut auf
weisen.
Dabei liegt die Dickschichtseite mit Vorteil auf der dem
umhüllenden Gehäuse abgewandten Seite der Trabantenwel
len, so daß die Dünnschichtseite auf dem Außenkranz der
Trabantenwellen sich befindet. Die neue Vorrichtung
zeichnet sich durch eine einwandfreie Trennung zwischen
Dick- und Dünnschichtseite aus, weil sie eine exakte
Zuführung des Behandlungsgutes zu den Behandlungsmitteln
der Trabantenwellen gewährleistet.
Um das Entstehen von Ablagerungen auf der Zentralwelle
und/oder dem die Trabantenwellen umgebenden Gehäuseteil
zu vermeiden, ist die Anordnung zweckmäßigerweise derart
getroffen, daß die Zentralwelle oder ein sie umgebender
Teil radial bis an die Bearbeitungsmittel der Trabanten
welle heranreichend ausgebildet sind, während anderer
seits die Behandlungsmittel bis an einen sie umgebenden
Gehäuseteil heranreichen, derart, daß lediglich enge
Betriebsspalte zwischen den Behandlungsmitteln und der
Zentralwelle bzw. dem umschließenden Gehäuseteil vorhan
den sind. Damit ist ein stetiges Abschaben sowohl der
Zentralwelle oder des sie umgebenden Teiles sowie der
Innenwand des die Trabantenwellen umschließenden Gehäuse
teils gewährleistet.
Die Verteilermittel weisen zweckmäßigerweise eine den
einlaufseitigen Ritzeln nachgeordnete Verteilerscheibe
auf, die mit Durchgangsbohrungen für die Trabantenwellen
versehen ist und an der die Leitmittel ausgebildet sind.
Diese Verteilerscheibe kann wenigstens eine zur Einlauf
seite hin offene und mit der Zuführeinrichtung in Ver
bindung stehende Ringnut aufweisen, von der die Leitmit
tel bildende Kanäle abgehen.
Wenn, wie erwähnt, die Dickschichtseite auf der dem um
hüllenden Gehäuse abgewandten Seite der Trabantenwellen
liegt, kann die Ent- oder Begasung der außenliegenden
Dünnschichten in verhältnismäßig bequemer Weise erfolgen.
Zu diesem Zwecke kann im Bereiche der Bearbeitungsmittel
an dem Gehäuse wenigstens eine Ent- oder Begasungsöffnung
ausgebildet sein, die mit Anschlußmitteln für eine Unter-
oder Überdruckquelle in Verbindung steht. Besonders gün
stige Verhältnisse ergeben sich, wenn diese Öffnung als
schmaler Schlitz ausgebildet ist, der sich ringsum das
die Trabantenwellen umhüllende Gehäuse quer zu den Tra
bantenwellen über zumindest einige Trabantenwellen er
streckt.
Um günstige Strömungsverhältnisse zu erzielen, kann der
Schlitz als zur Auslaufseite hin sich öffnender Schräg
schlitz ausgebildet sein, der durch Wandungsteile be
grenzt ist, die mit der Achse der Zentralwelle einen zur
Auslaufseite hin gerichteten spitzen Winkel einschließen.
An dem Gehäuse ist dann außenliegend eine Ent- oder Bega
sungskammer vorgesehen, in der der Schlitz mündet und an
der die Anschlußmittel für die Unter- oder Überdruckquel
le angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ist diese Ent- oder
Begasungskammer etwa mittig zwischen der Ein- und Aus
laufseite der Trabantenwellen oder von Trabantenwellen
abschnitten angeordnet.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstan
des der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung im axialen
Schnitt in einer Seitenansicht und im Aus
schnitt,
Fig. 2 einen Abschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 auf
der Einlaufseite des Bearbeitungsgutes in einer
Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1 und in
einem anderen Maßstab,
Fig. 3 den Zwischenabschnitt der Vorrichtung nach Fig.
1 unter Veranschaulichung der Entgasungskammer
in einer entsprechenden Darstellung und in ei
nem anderen Maßstab,
Fig. 4 den Abschnitt auf der Auslaufseite des Bearbei
tungsgutes der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer
entsprechenden Schnittdarstellung und in einem
anderen Maßstab,
Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 1 im Querschnitt und
in einer Draufsicht unter sektorweiser Veran
schaulichung des jeweiligen Schnittbildes an
verschiedenen Schnittlinien AB bis WX der Vor
richtung nach Fig. 2, 3, 4, 16,
Fig. 6 einen Ausschnitt der Darstellung nach Fig. 5
unter Veranschaulichung der Kerbverzahnung, in
einem anderen Maßstab,
Fig. 7 die Vorrichtung nach Fig. 1 geschnitten längs
der Linie YZ der Fig. 3 in einer Draufsicht und
in einem anderen Maßstab,
Fig. 8 und Fig. 9 eine Stauscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1 in
perspektivischer Darstellung und in einer An
sicht von oben bzw. von unten,
Fig. 10 die Verteilerscheibe der Vorrichtung nach Fig.
1 mit den zugehörigen Dichtscheiben in einer
perspektivischen Teildarstellung und in einem
anderen Maßstab,
Fig. 11 eine perspektivische schematische Darstellung
der Zwickelbereiche zwischen den Trabantenwel
len, der Zentralwelle und dem umschließenden
Gehäuse im Ausschnitt und in einem Maßstab ent
sprechend Fig. 9,
Fig. 12 zwei Reinigungsscheiben der Vorrichtung nach
Fig. 1 in einer perspektivischen Teildarstel
lung,
Fig. 13 eine schematische Darstellung der reibschlüssi
gen Antriebsverhältnisse der Reinigungsscheiben
nach Fig. 11,
Fig. 14 eine Stauscheibe der Vorrichtung nach Fig. 1
mit einseitig gerichteten Füllkörpern in per
spektivischer Darstellung und in einem anderen
Maßstab,
Fig. 15 zwei verschiedene Ausführungsformen der Vor
richtung nach Fig. 1 mit einer unterschiedli
chen Anzahl axial aneinander angefügter Bear
beitungsbereiche, jeweils im axialen Schnitt
und in einer Seitenansicht und
Fig. 16 einen mit einer Radiallagerung der Trabanten-
Wellen versehenen Zwischenabschnitt einer Vor
richtung gemäß Fig. 13 im axialen Schnitt in
einer Seitenansicht und in einem anderen Maß
stab.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zum Homoge
nisieren und Be- oder Entgasen einer viskosen Flüssigkeit
oder Masse, beispielsweise einer hochmolekularen polyme
ren Schmelze. Sie weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf,
das liegend oder stehend angeordnet sein kann und das auf
der Einlaufseite des Bearbeitungsgutes durch eine Deckel
platte 2 und auf der Auslaufseite des Bearbeitungsgutes
durch einen Deckel 3 vakuumdicht verschlossen ist. Es
besteht aus einem zylindrischen Gehäusemantel 4, an den
sich einlaufseitig ein koaxialer innenverzahnter erster
Zahnring 5, ein koaxialer Abstandsring 6 und ein Gehäuse
ring 7 anschließen, auf den die Deckelplatte 2 aufgesetzt
ist.
Auslaufseitig ist mit dem Gehäusemantel 4 ein zweiter
Gehäusering 8 verbunden, auf den ein zweiter innen ver
zahnter Zahnring 9 folgt, an den sich ein zweiter Ab
standsring 10 anschließt, der von einem dritten Gehäuse
ring 11 gefolgt ist, welcher an den Deckel 3 angrenzt.
Die Ringe 5, 6, 7 auf der Einlaufseite und 8, 9, 10, 11
auf der Auslaufseite sind zusammen mit der Deckelplatte 2
bzw. dem Deckel 3 durch nicht weiter dargestellte achs
parallele Zuganker miteinander sowie mit einem entspre
chenden Endflansch 12 bzw. 13 des Gehäusemantels 4 lage
richtig verspannt, wobei an den Trennflächen angeordnete
Dichtungsringe, wie sie beispielhaft bei 15 angedeutet
sind, für eine vakuumdichte Abdichtung sorgen. Auf das
Gehäuse außen aufgesetzte elektrische Heizelemente 16
erlauben es, das Gehäuse 1 von außen her zu beheizen,
wobei durch die abschnittsweise axiale Unterteilung der
Heizelemente 16 eine über die axiale Länge der Vorrich
tung unterschiedlich gesteuerte Wärmezufuhr möglich ist.
Sämtliche Gehäuseteile können jedoch auch doppelmantelig
ausgebildet sein, um sie mit Wärmeträgeröl zu temperie
ren.
In dem Gehäuse ist eine koaxiale Zentralwelle 17 drehbar
gelagert, die einen zylindrischen Wellenmantel 18 trägt,
der sich zwischen zwei drehfest mit der Zentralwelle 17
verbundenen Zentralzahnrädern 19, 20 erstreckt, von denen
eines auf der Einlaufseite im Bereiche des Abstandsringes
6 und das andere auf der Auslaufseite im Bereiche des
Abstandringes 10 angeordnet ist.
Die Zentralwelle 17 ist als Hohlwelle mit einer durch
gehenden Bohrung 190 ausgebildet, die auf der Auslaufsei
te durch eine aufgeschraubte Kappe 200 vakuumdicht ver
schlossen ist und in die ein bei 21 angedeuteter elek
trischer Stabheizkörper eingesetzt ist, dessen Stromzu
führungsleitung auf Schleifringe 22 auf der Einlaufseite
herausgeführt sind.
Von dem Gehäuse umschlossen sind kranzförmig rings um die
Zentralwelle 17 in der insbesondere aus den Fig. 5, 7
ersichtlichen Weise zwölf achsparallele Trabantenwellen
23 angeordnet, die bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel jeweils mehrteilig ausgebildet sind und die über
einen etwa der Länge des Gehäusemantels 4 entsprechenden
Teil ihrer Längserstreckung Bearbeitungsmittel in Gestalt
von Schneckengängen 24 tragen. Anstelle der Schneckengän
ge 24 könnten die Trabantenwellen 23 auch mit anderem
Bearbeitungswerkzeugen, beispielsweise in Form von Knet
scheiben bestückt sein, wie sie etwa aus der DE-PS 3 030
541 bekannt sind. Auch Kombinationen verschiedener Be
arbeitungswerkzeuge untereinander sowie mit Schneckengän
gen sind möglich.
Der Durchmesser der Schneckengänge 24 ist derart gewählt,
daß die Schneckenkämme 25 mit einem kleinen Betriebsspalt
von ca. 0,4 mm einerseits außen an die Innenwand des
zylindrischen Gehäusemantels 4 und andererseits innen an
den zylindrischen Wellenmantel 18 heranreichen. Der
Betriebsringspalt ist so klein gewählt, daß im Betrieb eine
wirksame axiale Abdichtung an dem Gehäusemantel 4 und dem
Wellenmantel 18 vorhanden ist.
Auf einen zylindrischen Abschnitt 26 der Trabantenwellen 23
ist einlaufseitig ein Ritzelpaar 27 aufgesetzt, das
aus zwei Zahnritzeln 28, 29 besteht, die formschlüssig
mit der jeweiligen Trabantenwelle 23 drehfest verbunden
sind.
Das auf der Einlaufseite des Verarbeitungsgutes liegende
in Fig. 2 obere Ritzel 28 steht mit dem Zentralzahnrad 19
in Eingriff, während das zweite Ritzel 29 mit der Innen
verzahnung des gehäusefesten Zahnringes 5 kämmt. Wie in
Fig. 2 angedeutet, tragen die beiden Zahnritzel 28, 29
eine Schrägverzahnung mit entgegengesetzt gerichteter
Steigung, der eine entsprechende Schrägverzahnung an dem
Zentralzahnrad 19 bzw. dem Zahnring 5 zugeordnet ist.
Die beiden gegenläufigen Schrägverzahnungen auf den bei
den Ritzeln 28, 29 des Ritzelpaares 27 ergänzen sich zu
einer Pfeilverzahnung. Sie bewirken, daß auf die Zentral
welle 17 und die Trabantenwellen 23 einwirkende Axial
kräfte über die Verzahnungen unmittelbar in den gehäuse
festen Zahnring 5 abgeleitet werden, wie dies in Fig. 2
durch einen bei 30 angedeuteten Weg für den Kraftfluß der
Axial- und Radialkräfte angegeben ist. Gleichzeitig wer
den die Trabantenwellen 23 durch diese Verzahnungen
selbsttätig radial zentriert, während die Zentralwelle 17
mit ihrem Zentralzahnrad 19 über die Ritzel 28, 29 auf
dem gehäusefesten Zahnring 5 ebenfalls radial gelagert
ist. Es sind deshalb im Bereiche des Gehäusedeckels 2
keine eigenen Radial- oder Axiallager für die Zentralwel
le 17 und/oder die Trabantenwellen 23 erforderlich.
Die Schrägverzahnungen der beiden Ritzel 28, 29 des Rit
zelpaares 27 sind mit unterschiedlichen Modulen ausge
führt, die derart gewählt sind, daß sich jeweils optimale
Eingriffsverhältnisse mit der Stirnverzahnung des Zen
tralzahnrades 19 bzw. der Innenverzahnung des Zahnringes
5 ergeben. Die Auswahl der Modulen ist dabei derart ge
troffen, daß sich an dem Zentralzahnrad 19 bzw. an der
Innenverzahnung des Zahnringes 5 von Trabantenwelle 23 zu
Trabantenwelle 23 eine ganzzahlige Zähnezahl ergibt. Dies
ist in Fig. 5, 6 in den den Schnittbildern IJ bzw. MN
entsprechenden Sektoren veranschaulicht: Der zwischen
zwei benachbarten Trabantenwellen 23 liegende Verzah
nungsabschnitt weist bei dem Zentralzahnrad 19 fünf Zähne
und an dem Zahnring 5 acht Zähne auf.
Zur drehfesten formschlüssigen Verbindung der beiden
Ritzel 28, 29 mit der jeweiligen Trabantenwelle 23 ist
diese in ihrem zylindrischen Bereich 26 mit einer axialen
Kerbverzahnung 31 (Fig. 6) versehen, die in eine entspre
chende Innenkerbverzahnung der beiden Ritzel eingreift.
Der Modul dieser Kerbverzahnung 31 ist derart gewählt,
daß sich ein Teilungswinkel der Verzahnung ergibt, dessen
ganzzahliges Vielfaches dem Teilungswinkel zwischen zwei
benachbarten Trabantenwellen 23 entspricht. Im vorliegen
den Falle beträgt der Teilungswinkel zwischen zwei be
nachbarten Trabantenwellen 23 30° (360° : 12 Wellen),
während der Teilungswinkel der Kerbverzahnung 31 bei 36
Zähnen 10° beträgt.
Da die Schneckengänge 24 der Trabantenwellen 23 zweigän
gig sein können, muß dann, nebenbei bemerkt die Zähne
zahl der Kerbverzahnung 31 zusätzlich durch vier teilbar
sein.
Durch die erläuterte Ausbildung der Kerbverzahnung 31 und
der Ritzelverzahnungen lassen sich bei der Montage die
Ritzel 28, 29 auf die Kerbverzahnung 31 in einer solchen
Winkellage zu den Trabantenwellen 23 auf stecken, daß wie
aus Fig. 7 ersichtlich, die einzelnen Trabantenwellen 23
bei ihrer Umlaufbewegung um die Zentralwelle 17 immer
ihre richtige gegenseitige räumliche Zuordnung behalten,
d. h., daß die bei 32 in Fig. 7 angedeutete radiale Be
zugsachse der Schneckengänge 24 ihre räumliche Ausrich
tung beibehält. Damit sind in jedem Falle einwandfrei
unveränderliche präzise Eingriffsverhältnisse benachbar
ter Schneckengänge 24 gewährleistet. Gleichzeitig können
für alle Trabantenwellen 23 gleichgestaltete Ritzel 28,
29 verwendet werden, die eben nur mit anderer Winkelstel
lung auf die Kerbverzahnung 31 der ebenfalls unter sich
gleichgestalteten Trabantenwellen 23 aufgesteckt werden.
Wie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen, ist auf ein zy
lindrisches Endteil 33 der Trabantenwellen 23 an der
Auslaufseite des Bearbeitungsgutes ein zweites Ritzelpaar
34 aufgesetzt, das aus zwei koaxialen Ritzeln 35, 36
besteht, die beispielsweise über eine der Kerbverzahnung
31 (Fig. 6) entsprechende Kerbverzahnung formschlüssig
mit der jeweiligen Trabantenwelle gekuppelt sind. Die
beiden Ritzel 35, 36 tragen eine Geradverzahnung, mit der
sie in eine entsprechende Geradverzahnung auf der Innen
seite des Zahnringes 9 bzw. auf der Außenseite des Zen
tralzahnrades 20 eingreifen.
Die Geradverzahnungen erlauben eine gewisse axiale Be
weglichkeit der Trabantenwellen 23 und der Zentralwelle
17 in diesem Auslaufbereich, so daß bspw. temperaturbe
dingte geringfügige Längenänderungen dieser Wellen ohne
Behinderung ausgeglichen werden. Gleichzeitig sind die
Zentralwelle 17 und die Trabantenwellen 23 über die Rit
zel 35, 36 radial an dem gehäusefesten Zahnring 9 gela
gert, so daß sich auch auf der Auslaufseite des Bearbei
tungsgutes keine Notwendigkeit zur Anordnung eigener Axial-
oder Radiallager in dem Deckel 3 ergibt.
Zwischen den beiden Ritzeln 28, 29 des ersten Ritzelpaa
res 27 ist ebenso wie zwischen den beiden Ritzeln 35, 36
des zweiten Ritzelpaares 34 jeweils eine Stauscheibe 37
angeordnet, deren Aufbau insbesondere aus den Fig. 8 und
9 zu ersehen ist.
Die kreiszylindrische Stauscheibe 37 ist als Ringscheibe
mit einer koaxialen zylindrischen Öffnung 38 ausgebildet,
die mit engem Ringspalt den Wellenmantel 18 umschließt
und an ihrem Außenumfang ebenfalls mit engem Spalt an die
Innenfläche des Abstandsringes 6 (Fig. 2) bzw. 10 (Fig.
1) heranreicht. Sie ist mit achsparallelen zylindrischen
Durchgangsbohrungen 39 versehen, durch die die zylindri
schen Teile 26 bzw. 33 (Fig. 2, 4) der Trabantenwellen
verlaufen. Eingesetzte innenkerbverzahnte Lagerringe 40
(Fig. 2) dichten die Kerbverzahnung 31 (Fig. 6) ab und
ergeben einwandfrei Bewegungsverhältnisse zu der Innen
wandung der Bohrungen 39.
Jeweils achsmittig zwischen benachbarten Axialbohrungen
39 sind auf einem gemeinsamen, zu der mittigen Öffnung 38
koaxialen Teilkreis liegend achsparallele Durchgangskanä
le 41 für das Bearbeitungsgut eingebohrt. Wie insbesonde
re aus den Fig. 5, 6 zu entnehmen, münden diese Durch
gangskanäle 41 zwischen den nicht miteinander in Eingriff
stehenden Verzahnungen der Ritzel 28, 29 bzw. 35, 36
(Fig. 2, 4) benachbarter Trabantenwellen 23 und zwar etwa
an oder in der Nähe der Stelle, an der die Ritzelverzah
nungen benachbarter Trabantenwellen sich am weitesten
gegenseitig annähern.
Auf der Oberseite und der Unterseite der Stauscheibe 37
sind jeweils aufrechtstehende achsparallele Füllkörper 42
angeformt, deren Stirnflächen in einer gemeinsamen hori
zontalen Ebene liegen und die seitlich im wesentlichen
durch sich schneidende achsparallele Zylinderflächen
begrenzt sind. Die Füllkörper 42 sind in ihrem Quer
schnitt derart gestaltet, daß sie die beidseitig der
Durchgangskanäle 41 vorhandenen Zwickel zwischen den
Verzahnungen der Ritzel der beiden Ritzel 28, 29 bzw. 36,
37 und dem zugehörigen Zentralzahnrad 19 bzw. 20 sowie
dem zugehorigen gehäusefesten Zahnring 5 bzw. 9 (Fig. 2,
4) weitgehend ausfüllen. Dazu reichen, wie bspw. anhand
von Fig. 2 kurz erläutert, die Füllkörper 42 bei 46 unter
Ausbildung eines engen Ringspaltes an die Umfangsfläche
der Zentralwelle 17 heran, während sie bei 47 ebenfalls
mit einer Zylinderfläche unter Ausbildung eines engen
Ringspaltes gegenüber der innenliegenden Zylinderfläche
des Abstandringes 6 abdichten. Bei 48, 49 sind die ent
sprechenden Zylinderflächen der Füllkörper 42 radial
zurückversetzt, um für die Verzahnung des Zentralzahnra
des 19 bzw. des Zahnringes 5 Platz zu schaffen.
Für die in das zweite Ritzelpaar 34 (Fig. 4) eingesetzte
Stauscheibe 37 gilt entsprechend das gleiche.
Die Stauscheibe 37 hat die Aufgabe, einerseits einen
geregelten kontrollierten Durchfluß des Bearbeitungsgutes
durch das jeweilige Ritzelpaar 27 bzw. 34 zu gewährlei
sten und andererseits zu verhindern, daß sich in den
zwischen den Ritzeln der Zentralwelle 17 und den außen
umschließenden Gehäuseteilen Bearbeitungsgut ansammelt,
das nicht mehr weiter gefördert wird und deshalb er
starrt, so daß auf die Dauer die Betriebssicherheit der
ganzen Vorrichtung in Frage gestellt werden könnte.
In Durchströmungsrichtung des Verarbeitungsgutes ist den
Ritzelpaaren 27, 34 bei jeder Trabantenwelle 23 jeweils
ein Förderelement in Gestalt einer Förderschnecke 50
vorgeschaltet, die drehfest auf die Kerbverzahnung 31 der
Welle aufgesetzt ist. Die Förderschnecke 50 ist jeweils
als Schneckenbüchse ausgebildet, in die auf der Einlauf
seite ein entsprechender kerbverzahntes Endstück 51 ragt,
das zu dem zylindrischen Teil 26 der jeweiligen Traban
tenwelle 23 durch eine Führungsbuchse 52 zentriert ist
und auf seinem zylindrischen Kopfteil 53 kreuzförmig
angeordnete Verteilernuten 54 (Fig. 5 Schnittbild ent
sprechend dem Sektor CD) trägt.
Grundsätzlich ähnlich ist die konstruktive Gestaltung auf
der Auslaufseite des Verarbeitungsgutes, wie dies aus
Fig. 4 zu entnehmen ist. Die Führungsbuchse ist hier
wiederum mit 52 bezeichnet. Die Anordnung ist nur derart
getroffen, daß in Fließrichtung hinter dem Ritzelpaar 34
noch eine zweite Förderschnecke 50 auf jede Trabantenwel
le 23 aufgesetzt ist, die das bearbeitete Behandlungsgut
in einen Auslaufkanal 55 fördert, der zu einer zentri
schen Auslauföffnung 56 in dem Deckel 3 führt.
Jede Trabantenwelle 23 ist als Hohlwelle ausgebildet; sie
enthält einen durchgehenden Zuganker 560, der mit den
beiden Endstücken 51, 540 verschraubt ist und das Ganze
zu einer einheitlichen Welle zusammenspannt.
Den Förderschnecken 50 jeder Trabantenwelle ist jeweils
eine eigene Stauscheibe 37a zugeordnet, die in Fig. 14
dargestellt ist und grundsätzlich den gleichen Aufbau wie
die Stauscheibe 37 (Fig. 8, 9) aufweist. Unterschiedlich
ist lediglich, daß Füllkörper 42a nur auf einer Planseite
der Stauscheibe 37a angeordnet sind. Diese Füllkörper 42a
sind mit ihren sie seitlich begrenzenden einander schnei
denden Zylinderflächen so gestaltet, daß sie die Förder
schnecken 50 im wesentlichen über ihre axiale Erstreckung
umschließen, wie dies aus den Fig. 2, 4 hervorgeht. Die
achsmittig zwischen den Durchgangsbohrungen 39a für die
zylindrischen Teile 33 der Trabantenwellen 23 auf einem
gemeinsamen koaxialen Teilkreis liegenden Durchlaßkanäle
41a für das Bearbeitungsgut leiten das von den Förder
schnecken 50 jeweils geförderte Bearbeitungsgut entweder
zu den Ritzeln 28, 29 des ersten Ritzelpaares 27 oder zu
den Ritzeln 36, 37 des zweiten Ritzelpaares 34. Lediglich
die die auf die jeweiligen Trabantenwelle 23 auslaufsei
tig aufgesetzte endständige Förderschnecke 50 umgebenden
Füllkörper 42a sind zu dem Auslaufkanal 55 hin gerichtet,
so daß sich im Vergleich zu den Verhältnisse bei der dem
Ritzelpaar 34 vorgeschalteten Stauscheibe 37a hier eine
Durchströmung der Stauscheibe 37a in der umgekehrten
Richtung ergibt.
Die dem auslaufseitigem Ritzelpaar 34 vorgeschaltete
Stauscheibe 37a ergibt den für die Behandlung des Bear
beitungsgutes durch die Schneckengänge 24 erforderlichen
Rückdruck, während die Füllkörper 42a der Stauscheiben
37a in bereits erläuterter Weise die Zwickelräume zwi
schen der Zentralwelle 17 und dem Gehäuse, sowie den in
diesem Bereich vorhandenen Verzahnungen ausfüllen, um
damit tote Räume im Fließweg des Bearbeitungsgutes zu
vermeiden.
Auf die Füllkörper 42a der dem auslaufseitigem Ritzelpaar
34 vorgeordneten Stauscheibe 37a sind zwei koaxiale Rei
nigungsringe 58 aufgelegt, von denen der innenliegende
Reinigungsring 58 auf der Umfangsfläche des Wellenmantels
18 und der größeren Durchmesser aufweisende äußere Reini
gungsring an der Innenmantelfläche des Gehäusemantels 4
drehbar gelagert ist (Fig. 4, 12).
Wie die Skizze nach Fig. 13 erkennen läßt, werden die
beiden Reinigungsringe 58 bei um die Zentralwelle 17
umlaufenden Trabantenwellen 23 im entgegengesetzten Dreh
sinne reibschlüssig mitgenommen, weil sie mit den Förder
schnecken 50 auf der Außen- bzw. Innenseite der Drehachse
der jeweiligen Trabantenwelle durch Reibschluß gekuppelt
sind. Aufgabe der Reinigungsringe 12 ist es, Toträume im
Bereiche des Überganges zwischen den Schneckengängen 24
und der Förderschnecken 50 bzw. den Füllkörpern 42a der
Stauscheibe 37a auszuschalten, und eine dauernde selbst
tätige Reinigung der Stirnflächen der Füllkörper 42a zu
gewährleisten.
Die dem Ritzelpaar 34 auf der Auslaufseite vorgeschalte
ten Förderschnecken 50 sind so bemessen, daß sie den
Fließwiderstand der beiden nachgeordneten Stauscheiben
37a und des Ritzelpaares 34 überwinden.
Einlaufseitig ist dem Ritzelpaar 27 in Durchflußrichtung
eine dreiteilige Verteilerscheibe 60 nachgeordnet, deren
Aufbau insbesondere aus Fig. 10 zu entnehmen ist:
Die als Ringscheibe ausgebildete Verteilerscheibe 60
weist eine der Zahl der Trabantenwellen 23 entsprechende
Anzahl von auf einem gemeinsamen koaxialen Teilkreis
liegenden Durchgangsbohrungen 61 auf, mit denen sie auf
jeweils einem zylindrischen Bund 62 (Fig. 2) der Traban
tenwellen 23 mit geringem Spiel gelagert ist.
In dem von dem Teilkreis der Durchgangsöffnungen 61 um
schlossenen Raum ist eine koaxiale Ringnut 63 vorgesehen,
die sich von der Planfläche aus nach oben öffnet und von
der für jede Durchgangsbohrung 61 eine mit dieser auf dem
gleichen Radius liegende Stichbohrung 64 abgeht, die als
Durchgangsbohrung zur Rückseite der Verteilerscheibe 60
führt. Die Ringnut 63 ist radial innen durch einen zylin
drischen inneren Dichtring 65 begrenzt, der auf dem Wel
lenmantel 18 frei drehbar gelagert ist und mit der Ring
nut 63 auf der anderen Umfangsseite einen engen Lager
spalt begrenzt.
Ein zweiter äußerer Dichtring 66 ist auf die äußere zy
lindrische Umfangsfläche 67 der Verteilerscheibe 60 mit
geringem Lagerspiel aufgesetzt; er grenzt mit ebenfalls
geringem Spiel an die zylindrische Innenfläche des Gehäu
seabschnitts 4 an.
Bei um die Zentralwelle 17 umlaufenden Trabantenwellen 23
führen die beiden Dichtringe 65, 66 eine in Fig. 10 durch
Pfeile angedeutete gegenlaufige Drehbewegung aus, die
ihnen durch reibschlüssige Mitnahme von den die Schnec
kengänge 24 tragenden Stirnseiten der Trabantenwellen
erteilt wird. Das Zustandekommen der gegenläufigen Dreh
bewegung folgt augenfällig aus Fig. 11, aus der außerdem
zu ersehen ist, daß die beiden Dichtringe die inneren und
äußeren Zwickelbereiche 70, 71 zwischen dem Gehäuse und
dem Wellenmantel 18, sowie den benachbarten Trabantenwel
len 23 abdecken.
Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen, wird durch die
Anordnung der Stichbohrungen 64 auf der Innenseite der
Durchgangsbohrungen 61 der Verteilerscheibe 60 erreicht,
daß die Stichbohrungen unmittelbar innerhalb der jeweili
gen Trabantenwelle auf deren Schneckengänge 24 münden.
Damit ist eine einwandfreie genau definierte Zufuhr des
Bearbeitungsgutes in die in Fig. 11 mit 73 bezeichnete
innenliegende Arbeitskammer jeder Trabantenwelle gewähr
leistet, wobei diese Arbeitskammer durch den Wellenmantel
18 und die Schneckengänge 24 benachbarter Trabantenwellen
23, sowie die jeweiligen Trabantenwelle 23 selbst be
grenzt ist. Im Betrieb liegt deshalb im Bereiche dieser
inneren Arbeitskammern 73 die sogenannte Dickschichtsei
te.
Den inneren Arbeitskammern 73 gegenüberliegend ist bei
jeder Trabantenwelle 23 eine äußere Arbeitskammer 74
definiert, die von dem Gehäusemantel 4, den Schneckengän
gen 24 benachbarter Trabantenwellen 23 und der jeweiligen
Trabantenwelle 23 selbst begrenzt ist. In den äußeren
Arbeitskammern 74 ist das Bearbeitungsgut im Betrieb zu
dünnen Schichten auf den Flanken der Schneckengänge 24
ausgebreitet, so daß es einer wirksamen Be- und Entgasung
zugänglich ist, während gleichzeitig beim aufeinanderfol
genden wiederholten Durchgang durch die zwischen den
Schneckengängen 24 benachbarter Trabantenwellen vorhande
nen engen Spalte eine hervorragende Homogenisierung und
Durchmischung des Bearbeitungsgutes erfolgt. Die den
äußeren Arbeitskammern 74 zugeordnete Seite ist deshalb
die sogenannte Dünnschichtseite des Trabantenwellenkran
zes bzw. der ganzen Vorrichtung.
Die Zufuhr des Behandlungsgutes zu den von den Schnecken
gängen 24 gebildeten Behandlungsmitteln der Trabantenwel
len 23 geschieht über eine Zuführeinrichtung, die in der
Deckelplatte 2 ausgebildet ist (vergleiche Fig. 1, 2).
Diese Zuführeinrichtung enthält einen in der Deckelplatte
2 angeordneten, zu der Zentralwelle 17 koaxialen Ringka
nal 75, der ausgehend von einem seitlich angeordneten
radialen Zuführkanal 76 für das Behandlungsgut über seine
Länge eine kontinuierlich abnehmende Axialhöhe aufweist.
Der Ringkanal 75 mündet in eine zu ihm koaxiale Ringnut
77, in der die Endstücke 51 der Trabantenwellen 23 mit
seitlichem Spiel aufgenommen sind. Im Betrieb sind des
halb die Trabantenwellen 23 stirnseitig auch im Bereiche
ihrer Förderschnecken 50 in das Behandlungsgut eingebet
tet, das über seitlich angeordnete Nuten 77 an dem jewei
ligen Endstück 51 zu den Schneckengängen der Förder
schnecken 50 fließen kann. Die stirnseitig angeordneten
Nuten 54 verbessern die Verteilung des Behandlungsgutes
und verhindern, daß sich auf den Stirnflächen der End
stücke 51 Behandlungsgut absetzt.
Die Förderschnecken 50 sind derart bemessen, daß sie den
Fließwiderstand, den das Behandlungsgut in den Stauschei
ben 37, in dem Ritzelpaar 27 und in der Verteilerscheibe
60 finden, überwunden wird.
Da die Zentralwelle 17 und die Trabantenwellen 23 über
die beiden Ritzelpaare 27, 34 axial und radial gelagert
sind, ist im Bereiche der Deckelplatte 2 keine eigene
Axiallagerung insoweit vorgesehen. Die Zentralwelle 17
ist durch eine mittige zylindrische Lageröffnung 78 der
Deckelplatte 2 durchgeführt, deren Durchmesser so gewählt
ist, daß sie mit der zylindrischen Außenwand des Wellen
mantels 18 einen dünnen Lagerspalt begrenzt. Im Bereiche
der Lagerbohrung 78 ist auf den Lagermantel 18 außen ein
Fördergewinde 79 aufgebracht, das axial bis in den Be
reich der Förderschnecken 50 der Trabantenwellen 23 ragt
und dessen Steigung so gerichtet ist, daß es im Betrieb
stetig eine gewisse Menge Bearbeitungsgut in Achsrichtung
durch den es umgebenden Lagerspalt in der Deckelplatte 2
fördert. Dieses den Lagerspalt ausfüllende fließfähige
Bearbeitungsgut bildet eine vakuumdichte Abdichtung des
Gehäuseinneren nach außen.
Um Vakuumverluste durch den zwischen der Zentralwelle 17
und dem Wellenmantel 18 vorhandenen Ringspalt zu vermei
den, ist der Wellenmantel 18 außerdem durch zwei aufge
setzte Dichtringe 80, 81 gegen einen zylindrischen Wel
lenzapfen 17a der Zentralwelle 17 abgedichtet. Die beiden
Dichtringe 80 sind axial durch Druckschrauben 82, 83
verspannt, die auf entsprechende Druckringe 84, 85 ein
wirken.
Auf die Deckelplatte 2 ist schließlich außen noch ein
beheizbarer koaxialer Kühlring 86 aufgesetzt, der in der
Regel aus einem gut wärmeleitenden Metall besteht und an
seiner Außenumfangsfläche ein Heizelement 87 trägt. In
dem aus Fertigungsgründen zweiteiligen Kühlring 86 ist
ein koaxialer Ringkanal begrenzt in den ein Kühlmittel
anschluß 89 führt und der radial innenliegend durch einen
Kühlringteil 86a begrenzt ist, der mit dem außenliegenden
Kühlringteil 86b flüssigkeitsdicht verschweißt ist. Es
sind Ausführungsformen denkbar, bei denen die beiden
Kühlringteile 86a, b aus unterschiedlichem Material beste
hen, derart, daß lediglich der innenliegende Kühlringteil
86a gut wärmeleitend ist.
Im Bereiche seiner den Wellenmantel 18 mit einem Lager
spiel umschließenden Innenwand ist der Kühlring 86 mit
wellenseitig sich öffnenden Ringnuten 90 versehen.
Von dem Ringkanal 75 zweigt wenigstens ein Stichkanal 91
ab, der in der Deckelplatte 2 im Bereiche deren Lagerboh
rung 78 in unmittelbarer Nähe des Kühlringes 86 mündet
und der dazu bestimmt ist, aus dem Ringkanal 75 fließfä
higes Bearbeitungsgut in den Lagerspalt zwischen dem
Kühlring 86 und der Lagerbohrung 78 der Deckelplatte 2
und dem Wellenmantel 18 zu bringen.
Der Kühlring 86 wird durch entsprechende Steuerung seines
Heizelementes 87 und der Kühlmittelbeaufschlagung bei 89
im Betrieb auf einer Temperatur gehalten, die unterhalb
des Schmelzpunktes des Bearbeitungsgutes liegt, so daß
sichergestellt ist, daß das den Lagerspalt ausfüllende
Bearbeitungsgut seine Funktion als Dichtmittel einwand
frei erfüllen kann.
Das Fördergewinde 79 auf dem Wellenmantel 18 kann im
übrigen auch von einem dem Zufuhrkanal 76 gegenüberlie
gend angeordneten in Fig. 2 nicht weiter dargestellten
Stichkanal aus mit Bearbeitungsgut zwecks Spülung ver
sorgt werden.
Zwischen den beiden anhand der Fig. 2, 4 beschriebenen
aus-und einlaufseitigen Endabschnitten der Vorrichtung
ist der Gehäusemantel 4 angeordnet, der etwa mittig eine
Ent- oder Begasungseinrichtung trägt, die in den Fig. 1,
3 und 7 veranschaulicht ist.
Diese Ent- oder Begasungseinrichtung weist eine im Be
reiche der von den Schneckengängen 24 gebildeten Bearbei
tungsmittel angeordnete Ent- oder Begasungsöffnung auf,
die als ein ringsumlaufender Schrägschlitz 95 ausgebildet
ist. Dieser sich zur Außenseite des Gehäusemantels 4
öffnende Schrägschlitz ist beidseitig durch kegelförmige
Wandungsteile 96, 97 begrenzt, die mit der Achse der
Zentralwelle 17 einen spitzen Winkel einschließen und zu
der Auslaufseite der Vorrichtung hin geneigt sind.
Der Schrägschlitz 95 mündet außen in eine den Gehäuseman
tel 4 umgebende Ent- oder Begasungskammer 98 (Fig. 3),
die durch an dem Gehäusemantel 4 befestigte Gehäuseteile
99 begrenzt ist, zwischen denen ebene Schaugläser 100
abgedichtet eingesetzt sind, so daß sich insgesamt ein
quadratischer Ent- oder Begasungsraum ergibt. Auf einer
Seite ist anstelle eines Schauglases ein Anschlußstutzen
101 abgedichtet angesetzt, der von einem elektrischem
Heizkörper 102 umgeben ist und an eine Unter- oder Über
druckquelle angeschlossen ist. Abhängig von der Art der
Behandlung des Bearbeitungsgutes kann er auch zu einem
Auffangbehälter oder einem Kondensator führen.
Die insoweit beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Das mit geringem Druck über den Zuleitungskanal 76 in den
Ringkanal 75 kontinuierlich eingespeiste Bearbeitungsgut,
bspw. eine hochmolekulare Polymerenschmelze, gelangt in
bereits beschriebener Weise aus dem Ringkanal 75 zu den
einlaufseitigen Förderschnecken 50, die das Bearbeitungs
gut durch die Durchgangskanäle 41 der Stauscheiben 37 und
das Ritzelpaar 27 zu der Verteilerscheibe 60 fördern, von
wo aus das Bearbeitungsgut über die Stichbohrungen 64
gezielt auf die radiale Innenseite jeder Trabantenwelle
23 geleitet wird.
Damit bildet sich in den radial innenliegenden Arbeits
kammern 73 der Gewindegänge 24 der Trabantenwellen 23 die
Dickschichtseite aus, von der aus das Bearbeitungsgut bei
jeder Umdrehung der Trabantenwellen durch die zwischen
kämmenden Gewindegängen vorhandenen Spalte auf die gegen
überliegende radial äußere Seite, die Dünnschichtseite,
mit den Arbeitskammern 74 (Fig. 11) kontinuierlich geför
dert wird.
Das in dieser Weise über die gesamte Länge der Gewinde
gänge 24 geförderte Bearbeitungsgut ist auf der äußeren
Dünnschichtseite über den etwa mittig zwischen der Ein
lauf- und der Auslaufseite angeordneten Schrägschlitz 95
dauernd bspw. mit Unterdruck beaufschlagt, wenn es um die
Entgasung des Bearbeitungsgutes geht. Da der Unterdruck
auf das mit großer Oberfläche dünnschichtig ausgebreitete
Bearbeitungsgut einwirkt, wird eine ausgezeichnete Entga
sung erreicht.
Nach Durchlaufen der Schneckengänge 24 wird das Bearbei
tungsgut von den auslaufseitigen Förderschnecken 50 durch
die Stauscheiben 37a und das zweite Ritzelpaar 34 in den
Auslaufkanal 55 gefördert, von dem aus es über den An
schluß 56 zu Weiterverarbeitung gelangt.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Länge der
Trabantenwellen 23 mit Rücksicht auf die erforderliche
Verweilzeit des Bearbeitungsgutes, sowie die Zahl der
Trabantenwellen verhältnismäßig kurz bemessen (15×dem
Durchmesser der Trabantenwelle). Auch ist lediglich eine
Bearbeitungskammer vorhanden, die sich zwischen den bei
den Ritzelpaaren 27, 34 im Bereiche der Schneckengänge 42
befindet.
Wie Fig. 15 zeigt, auf der die beschriebene Ausführungs
form nach Fig. 1 bei a zum Vergleich nochmals veranschau
licht ist, kann die Vorrichtung aber auch mit wesentlich
größerer axialer Länge ausgeführt werden, wobei auch
mehrere durch eigene Ritzelpaare und Stauscheiben vonein
ander getrennte Behandlungs- oder Bearbeitungskammern
axial hintereinander angeordnet sein können.
So zeigen die Ausführungsformen a, b daß über die Länge
der Vorrichtung mehrere Ent- oder Begasungseinrichtungen
entsprechend Fig. 1, 3 vorgesehen sein können, von denen
jede mit einer eigenen Ent- oder Begasungskammer 98 ent
sprechend Fig. 6 und einem zugehörigen Anschlußstutzen
101 ausgerüstet ist. Die entsprechenden Abschnitte der
Vorrichtung sind, wie in Fig. 3 im Detail veranschau
licht, ausgestaltet.
Zwischen zwei solchen jeweils eine Ent- oder Begasungs
kammer 98 enthaltenden Abschnitten ist die Vorrichtung
durch ein eigenes, vorzugsweise geradverzahntes Ritzel
paar 110 in getrennte Behandlungsabschnitte oder -kammern
unterteilt, die axial einfach hintereinander angeordnet
sind. Dabei sind die Zentralwelle 17 und die Trabanten
wellen 23 gleichzeitig radial gegen den Gehäusemantel 4
abgestützt, so daß sich auch bei horizontaler Anordnung
der Vorrichtung eine einwandfreie Wellenlagerung ergibt,
die ein übermäßiges Durchhängen der Wellen ausschließt.
Wie die Ausführungsformen a und b der Fig. 15 zeigen,
können so beispielsweise ein und mehr Bearbeitungsab
schnitte oder -kammern hintereinander geschaltet werden.
Die konstruktive Gestaltung der jeweils ein Ritzelpaar
110 enthaltenden Zwischenabschnitte der Vorrichtung ist
aus Fig. 16 zu ersehen; sie entspricht grundsätzlich der
Ausbildung des Ritzelpaares 34, wie sie in Fig. 4 ver
anschaulicht ist:
Auf die Zentralwelle 17 ist drehfest ein geradverzahntes
Zentralzahnrad 20 aufgesetzt, mit dem ein geradverzahntes
Ritzel 36 kämmt, das drehfest auf den mit einer entspre
chenden Kerbverzahnung versehenen zylindrischen Teil 330
eines entsprechenden Abschnittes der Trabantenwelle 23
aufgesetzt ist. Das andere geradverzahnte Zahnrad 35 des
Ritzelpaares 110 steht mit der Innenverzahnung eines
gehäusefesten Zahnringes 9 in Eingriff, den ein benach
barter Abstandsring 10 zugeordnet ist. Zwischen den Rit
zeln 35, 36 ist eine Stauscheibe 37 vorgesehen, deren
Durchgangskanäle 41 wie in Fig. 4 angeordnet sind.
Dem Ritzelpaar 110 ist in Förderrichtung des Bearbei
tungsguts eine Verteilerscheibe 60 nachgeordnet, die mit
ihren beiden Dichtringen 65, 66 entsprechend Fig. 10
gestaltet ist und die über die Stichbohrungen 64 das
Bearbeitungsgut jeweils auf die Innen-, d. h. die Dicksei
te der nachfolgenden Abschnitte der Trabantenwellen 23
leiten. Damit ergeben sich für den an das Ritzelpaar 110
jeweils anschließenden Bearbeitungsabschnitt die gleichen
Zuführverhältnisse für das Bearbeitungsgut, wie dies
einlaufseitig bei dem ersten Abschnitt der Vorrichtung
anhand der Fig. 1, 2 bereits ausführlich erläutert worden
ist.
Auf der Zufließseite des Bearbeitungsgutes zu dem Ritzel
paar 110 ist jeweils eine Stauscheibe 37a angeordnet, die
von einem Gehäusering 111 umgeben ist, der zwischen dem
jeweiligen Distanzring 9 und dem benachbarten Flansch 13
des zugehörigen Gehäusemantels 4 abgedichtet eingespannt
ist. Die Füllkörper 42a der Stauscheibe 37a umschließen
jeweils eine Förderschnecke 50, die auf einen zylindri
schen, mit einer Kerbverzahnung 31 versehenen Abschnitt
331 des vorhergehenden Abschnittes der Trabantenwelle 23
aufgesetzt ist. Eine Führungsbuchse 52 bewirkt die gegen
seitige Zentrierung der beiden stirnseitig benachbarten
koaxialen Trabantenwellenabschnitte.
Das von dem vorhergehenden Abschnitt der jeweiligen Tra
bantenwelle 23 (in Fig. 16 oben) zufließende Bearbei
tungsgut kommt an Reinigungsscheiben 58 entsprechend Fig.
12 vorbei in den Bereich der Förderschnecken 50, von
denen es aus durch die Durchlaßkanäle 41a zu dem Ritzel
paar 110 gelangt. Nachdem es das Ritzelpaar 110 durch
strömt hat, wird das Bearbeitungsgut wie bereits erläu
tert, durch die Verteilerscheibe 60 auf die Dickschicht
seite des unteren Abschnittes der Trabantenwellen 23
geleitet.
In dem Gehäusering 111 ist ein radialer Zufuhrkanal 112
ausgebildet, der über einen an der Stauscheibe 37a außen
ausgebildeten Ringkanal 113 und von diesem abgehende
Stichkanäle 114 mit den Durchlaßkanälen 41a der einzelnen
Trabantenwelle 23 in der Stauscheibe 37a verbunden ist.
Der Zuführkanal 112 mündet somit in dem Bereich vor dem
Ritzelpaar 110; er erlaubt es in die den nachfolgenden
Behandlungsabschnitt Zusatzstoffe oder -materialien ein
zuführen, um damit einen anderen Behandlungsvorgang,
beispielsweise das Zumischen eines dritten Stoffes, zu
ermöglichen.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten von
viskosen Flüssigkeiten und Massen, insbesondere
Kunststoffschmelzen und hochmolekularen Polymeren, mit
einer Anzahl in einem Gehäuse kranzförmig angeordneter
achsparalleler, über zugeordnete Ritzel gleichsinnig
angetriebene Trabantenwellen, die bei benachbarten
Trabantenwellen ineinander greifende und das
Bearbeitungsgut bereichsweise dünnschichtig
ausbreitende Bearbeitungsmittel tragen, mit einer in
dem von den Trabantenwellen umschlossenen Raum zentral
angeordneten, zu den Trabantenwellen achsparallelen
angetriebenen Zentralwelle, auf der drehfest wenigstens
ein Antriebszahnrad sitzt, wobei die Trabantenwellen
über ihre Ritzel mit dem zentralen Antriebszahnrad und
mit der Innenverzahnung wenigstens eines gehäusefesten
Zahnringes getrieblich derart gekuppelt sind, daß bei
rotierender Zentralwelle die Trabantenwellen eine
gemeinsame Umlaufbewegung um die Zentralwelle
ausführen, sowie mit Zu- und Abführeinrichtungen für
das Bearbeitungsgut, durch die das Bearbeitungsgut
einlaufseitig in den Wirkungsbereich der
Bearbeitungsmittel einführbar und auslaufseitig aus
diesem abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß den
Trabantenwellen (23) einlaufseitig mit der
Zuführeinrichtung in Verbindung stehende
Verteilermittel (60) für das Bearbeitungsgut zugeordnet
sind, die bei allen Trabantenwellen im Bereich der
Bearbeitungsmittel (24) zu der auf der dem umhüllenden
Gehäuse (1) abgewandten Seite der Trabantenwellen (23)
liegenden Dickschichtseite hin mündende Leitmittel (64)
für das Bearbeitungsgut aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verteilermittel eine den einlaufseitigen
Ritzeln (28, 29) nachgeordnete Verteilerscheibe (60)
aufweisen, die mit Durchgangsbohrungen (61) für die
Trabantenwellen (23) versehen ist und an der die
Leitmittel (64) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verteilerscheibe (60) wenigstens eine zur
Einlaufseite hin offene und mit der Zuführeinrichtung
in Verbindung stehende Ringnut (63) aufweist, von der
die Leitmittel bildende Kanäle (64) abgehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß radial beidseitig an die kreisrunde
Verteilerscheibe (60) anschließend zwei ringförmige
Dichtringe (65, 66) angeordnet sind, die koaxial zu der
Zentralwelle (17) frei drehbar gelagert sind und daß
durch die Verteilerscheibe (60) gemeinsam mit den
Dichtringen (65, 66), die Bereiche (70, 71) zwischen
benachbarten Trabantenwellen (23), der Zentralwelle
(17) und dem Gehäuse (4) im wesentlichen abgedeckt
sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich der Bearbeitungsmittel
(24) an dem Gehäuse (4) wenigstens eine Ent- oder
Begasungsöffnung (95) ausgebildet ist, die mit
Anschlußmitteln (101) für eine Unter- oder
Überdruckquelle in Verbindung steht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung als schmaler Schlitz (95) ausgebildet
ist, der sich ringsum das die Trabantenwellen (23)
umhüllende Gehäuse (4) quer zu den Trabantenwellen (23)
über zumindest einige Trabantenwellen erstreckt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitz als zur Außenseite hin sich öffnender
Schrägschlitz (95) ausgebildet ist, der durch
Wandungsteile begrenzt ist, die mit der Achse der
Zentralwelle (17) einen spitzen Winkel zu der
Auslaufseite hin einschließen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet daß an dem Gehäuse (4) eine Ent- oder
Begasungskammer (98) vorgesehen ist, in der die Öffnung
(95) mündet und an der die Anschlußmittel (101)
angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnung (95) etwa mittig
zwischen der Ein- und Auslaufseite der Trabantenwellen
(23) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralwelle (17) oder
ein sie umgebender Teil (18) radial bis auf 0,1 mm bis
0,7 mm an die Bearbeitungsmittel (42) der
Trabantenwellen (23) heranreichend ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsmittel bis
auf 0,1 mm bis 0,7 mm an die Innenwand des sie
umschließenden Gehäuses oder Gehäuseteils (4)
heranreichend ausgebildet ist.
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