DE69303925T2

DE69303925T2 - Mischungsmaschine vom "Transfermix" Typus

Info

Publication number: DE69303925T2
Application number: DE69303925T
Authority: DE
Inventors: Paul Meyer
Original assignee: Frenkel CD AG Liechtenstein
Current assignee: A-Z Formen- und Maschinenbau 80992 Muenchen GmbH
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2013-06-02
Also published as: DE69303925D1; JP3490478B2; ATE141069T1; CA2097950A1; EP0574172B1; GB2267653A; CA2097950C; US5421650A; GB9212155D0; KR100264736B1; KR940001362A; TW232660B; AU660088B2; JPH079437A; EP0574172A1; ES2092764T3; AU3998993A; GB2267653B

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Maschinerie zum Mischen, Bearbeiten, Homogenisieren und/oder Verbinden eines fließfähigen Mediums in sich oder mit anderen und/oder mit Festkörpern, Flüssigkeiten oder Gasen. Sie bezieht sich spezifisch aber nicht ausschließlich auf plastifizierbare, visko-elastische Medien wie Kautschuk und schmelzbare wie Plastik und kann auch zur Zerkleinerung von Festkörpern verwendet werden.
Kontinuierlich wirkende Mischapparate sind bekannt mit einer Geometrie, die in der Technik als "Transfermix" bekannt und die generisch definiert wird als:
Ein Apparat umfassend einen Bestandteil mit einer inneren Arbeitsfläche, die mit einem Schneckengang versehen ist und einen diesem Bestandteil innen liegenden Bestandteil mit einer äußeren Arbeitsfläche, die mit einem Schneckengang versehen ist, welcher eine andere Richtung hat als, aber ko-axial ist mit dem Scheckengang in dem Bestandteil mit der inneren Arbeitsfläche, wo diese beiden Schneckengänge sich gegenüberliegen und einen Durchgang für ein zu mischendes Medium definieren; wo die umfassende Fläche liegt, die durch die Spitzen des inneren Schneckenganges definiert wird, innerhalb der umfassenden Fläche liegt, die durch die Spitzen des äußeren Schneckenganges definiert wird, liegt und wo im Extremfall die beiden umfassenden Flächen zusammenfallen, und wo die Querschnittsflächen der Nuten der gegenüberliegenden Schneckengänge gegenläufig variieren zwischen einem Maximum- und einem Minimum-Wert für jeden dieser Schneckengänge entlang ungefähr der gleichen Länge des Durchganges; wodurch, wenn das Medium durch den Durchgang bewegt wird, Teilelemente davon zwischen den Nuten der gegenüberliegenden Schneckengänge, respektive als Geber und Nehmer, transferiert werden.
Ein solcher Apparat mag stationär sein und das Medium mag durch diesen gepumpt werden.
In einem solchen Apparat mag das Minimum des Nutenquerschnitts gleich Null sein und die Schneckengänge mögen gegenläufig sein.
Kontinuierlich wirkende Extruder sind bekannt, in welchen ein Rotor und ein Gehäuse eine Einzugszone, eine Transfermixzone und eine Austragszone bilden, wo der Rotor den besagten äußeren Schnekcnegang und das Gehäuse in der Transfermixzone den besagten inneren Schneckengang haben, wobei die Schneckengänge gegenläufig und koaxial sind; wobei die Nut des Schneckengangs z. B. in dem Rotor über die axiale Länge der Transfermixzone von einer vollen Querschnittsfläche zu Null Querschnittsfläche und die Nut des Schneckengangs z. B. im Gehäuse von Null Querschnittsfläche zu einer vollen Querschnittsfläche variiert, und wo in einer möglicherweise folgenden Transfermixzone diese Variation im umgekehrten Sinne stattfindet.
In Funktion wird das Medium, welches am Anfang einer Transfermixzone in dem einen Bestandteil transportiert wird, schichtweise von diesem als dem Geberbestandteil in den Nehmerbestandteil transferiert bis am Ende dieser Mischzone das ganze Medium übertragen, gemischt und bearbeitet sein wird, schichtweise quer zum Fluß in geordneter Folge.
Zwei Generationen solcher Transfermixe sind in den G.B. Patenten Nr. 842'692 (Frenkel) und Nr.1'585'531 und 1'585'532 (Meyer) beschrieben.
Solche Transfermixe sind zur Anwendung gekommen in der Mischung und Extrusion von Gummi(Kautschuk)-Mischungen, in der Plastik-Industrie und in der Chemischen Industrie zum Mischen verschiedenster viskoser und pastöser Medien, wobei in jedem Fall hervorragende Mischwirkungen in Ebenen quer zur Maschinenachse, auch als transversale Mischungen zu bezeichnen, erzielt wurden. Das bedeutete, daß dafür Sorge zu tragen war, daß alle zu mischenden Ingredientien in der erforderlichen Proportion in jedem Querschnitt des kreisringförmigen Flusses, der dem Eingang der Transfermixzone dargeboten wird, wenn Gleichförmigkeit zu einem bestimmten Grade am Ausgang der Transfermixzone erreicht werden soll.
Das hat eine Vorbereitung durch eine vorhergehende Verschneidung zu dem erforderlichen Standard der Proportionierung erfordert, wogegen oft ein Anteil von Längsmischung zusammen mit der Quermischung einen Teil oder die gesamte Vorverschneidung überflüssig machen würde.
Ein Beispiel einer solchen Anforderung ergibt sich in einem Transfermix als Folgemischer unter einem Innenmischer von Typ Banbury oder dessen Äquivalent, wie diese generell in der Gummiindustrie als Erstmischer installiert sind. Die Mischzykluszeit in einem solchen Innenmischer könnte generell beträchtlich reduziert werden, wenn ein Transfermix als heißgefütterter Nachmischer eine Kapazität zur Längsmischung zusätzlich zu seiner Quermischungskapazität hätte.
Das würde generell eine Aufwertung von bestehenden Innenmischer- Verfahrensstrassen mitsichbringen. Diese haben jetzt entweder Walzwerksstraßen im Gefolge, zwecks weiterer Mischung ohne weitere Erhitzung, oder einfache Austrageextruder ohne Mischwirkung zwecks Ausformung der Charge in Felle oder Pellets für folgende Kühlung. Dabei sind für viele Gasmischungen zwei oder mehr Durchgänge durch die Installation nötig, um den notwendigen Mischgrad zu erzielen.
Es besteht auch eine Notwendigkeit für Längsmischung in kalt gefütterten Transfermix, um bei diesen Vorbereitungsschritt für das Füttermaterial zu vereinfachen oder ganz zu eliminieren.
Transfermix für die Gunmi- und Plastikindustrie wurden generell als Extruder mit einem angetriebenen Rotor und einem stationären Gehäuse konzipiert, wobei Rotordurchmesser von 610/530 mm nicht ürschritten wurden. Bei dieser Größe waren die Geschwindigkeiten 3 - 12 Umdrehungen pro Minute, was sehr große und teure Getriebe nötig machte.
Dagegen wurden für die Erden-, Chemie- und Metall-Industrie, die mit großen Brocken von Erde oder Filterkuchen zu tun haben, Transfermix einer höheren Größenordnung konzipiert, von 1'000 oder 3'000 mm Durchmesser und größer. Der innere Bestandteil war hierin stationer und der äußere (die Schale) mit kleiner Drehgeschwindigkeit angetrieben nach Art eines Drehofens, wobei die Achse horizontal oder vertikal sein konnte. Die Antriebe waren dabei einfacher als die Getriebe für Extruder indem ein Zahnkranz mit großem Durchmesser an der Außenseite der Schale von einem standardisierten Getriebemotor angetrieben wurde. Wenn ein größeres Drehmoment erforderlich war, konnte dieses leicht dadurch erbracht werden, daß zusätzliche solche Getriebemotoren um den Zahnkranz arrangiert wurden.
Heißgefütterte Transfermix mit zusätzlicher Längsmischkapazität könnten also mit angetriebenen Schalen größerer Durchmesser und vereinfachten Antrieben wie Drehöfen könnten demnach als Nach-Extruder für Innenmischer in der Gummi- und Plastik- Industrie verwendet werden.
Ein sehr grober Vergleich der Kühlfläche, die von sogar den größten Walzwerken (2'100 mm Länge x 665 mm Durchmesser) geboten wird, wobei wir zweimal die von der Charge umhüllten Rollenoberfläche nehmen (zweimal wegen der Abstrahlung nach außen) zeigt zum Beispiel, daß ein Transfermix mit 1'500 mm Mitteldurchmesser und 1'500 mm effektiver Länge mehr Kühlfläche hat als zwei der obigen Walzwerke nacheinandergeschaltet. Bei 3'000 mm Länge könnte dieser Transfermix entsprechend mehr Kühlwirkung leisten.
Das eröffnet die Möglichkeit der Nutzung solcher Transfermix als Austrageextruder unter Innenmischem, die ähnlich wie oder sogar bedeutend besser als Walzwerksstraßen sind. Dabei, wie bekannt, wird dann die Qualität der Mischwirkung besser je niedriger die Temperatur des Mediums ist mit Bezug auf die Inkorporierung von Füllstoffen wie Ruß.
Nach vorgehenden Betrachtungen ist es Erfindungszweck:
In kontinuierlichen, stationären Mischem vom Typ Transfermix, die eine transversale oder Quermischung auf ein durchgepumptes Medium ausüben, zusätzlich eine Längsmischung zu liefern.
In kontinuierlich wirkenden kaltgefütterten Transfermix, die eine Plastifizierung und/oder ein Schmelzen des gefütterten Materials erfordern, eine Vorverschneidung von Bestandteilen dieses Materials zu vereinfachen oder dieses ganz eliminieren, so daß die Bestandteile kontinuierlich kontinuierlich in den Transfermix gefüttert werden können oder auch chargenweise in gewissen regulären Zeitabständen, über die sie immer noch richtig proportioniert sind.
In Mischstraßen mit Chargenmischern, die periodisch in heißgefütterten Transfermix Extruder abladen, eine zusätzliche Längsmischung zu liefern, erstens, um die Zykluszeiten eines Chargenmischers zu reduzieren bei Erreichung einer gleichen Mischqualität am Ausgang der Straße; und/oder
die Anzahl der zu diesem Zweck nötigen Durchgänge durch eine solche Mischstraße, wie zum Beispiel den Mischsaal einer Gummifabrik, zu reduzieren.
Zusätzlich, Transfermix zu liefern mit bedeutend grösseren Durchmessern als bisher üblich, die vereinfachte Antriebe haben und die in kurzen Längen eine gleiche oder mehr Kühlwirkung bringen als Walzwerksstraßen. Solche Transfermix zu liefern, die auf vertikalen anstatt horizontalen Achsen arrangiert sind, um auch vereinfachte Fütterung von Klumpen zu ermöglichen im Vergleich zu konventionellen Extrudern mit horizontaler Achse, die generell Stopfstempel oder andere Fütterhilfen benötigen.
Um diese Ziele zu erreichen, sieht diese Erfindung vor:
Transfermix, umfassend einen Bestandteil mit einer inneren Arbeitsfläche, die mit einem Schneckengang versehen ist und einen diesem Bestandteil innen liegenden Bestandteil mit einer äußeren Arbeitsfläche, die mit einem Schneckengang versehen ist, welcher eine andere Richtung hat als, aber ko-axial ist mit dem Schneckengang in dem Bestandteil mit der inneren Arbeitsfläche, wo diese beiden Schneckengänge sich gegenüberliegen und einen Durchgang für ein zu mischendes Medium definieren; wo die umfassende Fläche, die durch die Spitzen des inneren Schneckenganges definiert wird, innerhalb der umfassenden Fläche liegt, die durch die Spitzen des äusseren Schneckenganges definiert wird, liegt und wo im Extremfall die beiden umfassenden Flächen zusammenfallen, und wo die Querschnittsflächen der Nuten der gegenüberliegenden Schneckengänge gegenläufig variieren zwischen einem Maximum- und einem Minimum-Wert fair jeden dieser Schneckengänge entlang ungefähr der gleichen Länge des Durchganges;
dadurch charakterisiert, daß eine Schnecke, deren Nutenquerschnitt reduziert wird, mindestens zwei Gänge umfaßt, von welchen einer über einen Teil der axialen Länge in seinem Nutenquerschnitt langsamer abnimmt als der zweite, und von welchen über einen anderen Teil der axialen Länge der erste Gang in seinem Nutenquerschnitt schneller abnimmt als der zweite, wodurch, wenn das Medium durch den Durchgang bewegt wird, Teilelemente davon zwischen den Nuten der gegenüberliegenden Schneckengänge, respektive als Geber und Nehmer, transferiert werden, wobei einige Anteile des Inhalts des zu Anfang langsamer reduzierenden Gebernut in die Nehmernuten später transferiert werden als einige Anteile aus dem anderen reduzierenden Gebernut, wodurch über die axiale Gesamtlänge des Transfermix eine gewisse Längsmischung zusätzlich zu der Quermischung erreicht wird.
In einem solchen Transfermix mag der besagte zweite Gang der Gebernuten zusätzlich in seinem Nutenquerschnitt schneller abnehmen mindestens über die besagte erste axiale Teillänge und mag über die verbleibende Teillänge in seinem Nutenquerschnitt langsamer abnehmen.
In einem solchen Transfermix mögen die langsameren Abnahmen der Nutenquerschnitte der beiden Gänge über ihre jeweiligen axialen Längen beide gleich Null Abnahme sein.
In einem solchen Transfermix-Apparat mögen die Minimum-Werte der Querschnitte einander gegenüberliegender Schneckennuten Null sein.
In einem solchen Transfermix-Apparat mögen die einander gegenüberliegenden Schneckengänge gegenläufig sein.
In einem solchen Transfermix mag einer der Bestandteile drehbar montiert und angetrieben sein, um eine Transportwirkung auf das Medium hervorzurufen.
In kontinuierlich wirkenden Extrudern, in welchen ein Rotor und ein Gehäuse eine Einzugszone, eine Transfermixzone und eine Austragszone bilden, wo der Rotor den besagten äusseren Schneckengang und das Gehäuse in der Transfermixzone den besagten inneren Schneckengang haben, wobei die Schneckengänge gegenläufig und ko-axial sind, die Umhüllenden der jeweiligen Schneckengänge radial Luft haben und wobei die Nut des Schneckengangs in dem Rotor über die axiale Länge der Transfermixzone von einer vollen Querschnittsfläche zu Null Querschnittsfläche und die Nut des Schneckengangs im Gehäuse von Null Querschnittdfläche zu einer vollen Querschnittsfläche variiert, und wo in einer möglichen folgenden Transfermixzone diese Variation im umgekehrten Sinne stattfindet, sieht diese Erfindung vor, daß die Schnecke in einem Geberbestandteil mindestens zwei Gänge umfaßt, von welchen der eine über einen Teil der Länge der Transfermixzone zu Anfang seinen Nutenquerschnitt nicht reduziert, während der andere seinen Nutenquerschnitt über diese Teillänge reduziert und über einen anderen Teil der Länge der Transfermixzone sein Minimum des Nutenquerschnitts beibehält, während der erste Schneckengang seinen Nutenquerschnitt über diese andere Teillänge der Transfermixzone reduziert, und umgekehrt in einer möglichen folgenden Transfermixzone.
In Funktion wird das Medium, welches am Anfang einer Transfermix-Zone im Rotor transportiert wird, aus diesem als dem Geberbestandteil in die Schale als Nehmerbestandteil transferiert bis am Ende dieses Mischteils das ganz Medium quer zum Flußs übertragen, gemischt und bearbeitet worden ist, wobei das Material in dem Gang der Rotorschnecke, dessen Nutenquerschnitt anfänglich nicht reduzierte später transferiert wurde als das Material in dem Schneckengang der am Anfang seinen Nutenquerschnitt reduzierte, wodurch eine Längsmischung dem Material gegeben wurde zusätzlich zu der besagten Quermischung, und umgekehrt beim Transfer von der Schale in den Rotor in einer möglichen folgenden, erfindungsgemäß gestalteten zweiten Transfermix-Zone.
In Ausführungen dieser Erfindung, in welchen die Anzahl der Schneckengänge in einem Geberbestandteil durch zwei teilbar ist, können solche längsweise Verschiebungen der verschiedenen Reduktionsraten der Nutenquerschnitte und daher auch der Transfers von Portionen des Materials in alternativen Gängen stattfinden.
In anderen Ausführungen der Erfindung, in welchen die Gänge in einem Geberbestandteil eine Vielzahl sind, können solche längsweise Verschiebungen der Reduktionsraten der Nutenquerschnitte in Folge bei mehr als zwei Gängen stattfinden, wodurch in Funktion der Transfer von Portionen des Materials in den Nehmerbestandteil sequentiell verzögert wird, um Längsmischung zu produzieren.
Es ist ein weiterer Erfindungszweck, Transfermix-Maschinen zum Mahlen oder zur Zerlegung von Festkörpern in Teile anzuwenden.
Transfermix-Maschinen, worin die radiale Luft zwischen den Schneckengängen vergrößert ist und wo die Nutenquerschnitte der reduzierenden Gänge erfindungsgemäß mit verschiedenen Raten reduzieren, sind zum Mahlen bevorzugte Ausführungen.
Die Erfindung wird nun beispielhaft und in einigem Detail mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, worin
Fig. 1 ein diagrammatischer Querschnitt durch einen Transfermix nach dieser Erfindung ist, worin der innere und der äußere Bestandteil relativ zueinander unbeweglich montiert sind und einen kreisringförmigen Durchgang für ein durchgepumptes Medium bilden.
Fig. 2 ist eine entwickelte Ansicht von zwei benachbarten Nuten des inneren Geber- Bestandteils, worin die Änderungen der Nutentiefe als schraffierte Projektionen in die Zeichnungsebene dargestellt sind.
Fig. 3 ist ein Aufriß, größtenteils im Schnitt, von einem Extruder mit zwei aufeinanderfolgenden Transfermixzonen nach dieser Erfindung.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Austrage-Transfermix Extruders mit vertikaler Achse, wobei die Außenschale drehbar angetrieben ist und ein Innendorn feststeht, gezeigt unter einem Innenmischer auf seinem Tragegerüst.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den Innendorn des Transfermix in Fig. 4, ohne die Antriebsmotoren für die Aussenhülse und die Trägersäulen für den Innenmischer.
Fig. 6 ist eine entwickelte Ansicht von drei Schneckennuten eines Geber- Bestandteils, mit den Änderungen der Nutentiefe dargestellt als schraffierte Projektionen in die Zeichnungsebene.
In Fig. 1 hat ein kreisringförmiger Kanal mit einem inneren Bestandteil 2 eine erfindungsgemäße Transfermixzone 3. In dieser hat der innere Bestandteil viergängige Schneckennuten 4 und der äußere Bestandteil hat Schneckennuten 5, die gegenläufig zu Schneckennuten 4 sein mögen, aber an sich nur eine andere Steigung haben mögen.
Nach den Transfermix Prinzip, reduziert sich der Flußquerschnitt der inneren Schnecken 4 vom Anfang 6 längs der Mischzone 3 auf Null an deren Ende 7, während der Flußquerschnitt der äußeren Schnecken 5 von Null am Anfang 6 bis zum vollen Querschnitt am Ende 7 zunimmt. Die beiden Bestandteile mögen beide stationär sein und die beiden Schnecken mögen sich berühren und sogar aneinander festgemacht sein an ihren Graten, wo diese einander kreuzen. Die strichliierte Linien 8 markieren die konische Transferfläche zwischen den Schnecken.
In Funktion, wenn ein Medium durch den Kreisringkanal gepumpt wird, wird der Inhalt der inneren Schnecke 4 Element für Element durch die Transferfläche 8 in die äußere Schnecke 5 übertragen, wobei die innere reduzierende Schnecke der "Geber" und die äußere, anwachsende Schnecke der "Nehmer" in diesem Transfer ist.
Fig. 2 zeigt eine Entwicklung der vier Gänge 9, 10, 11 und 12 der Geberschnecke, wo in jeder Nut die Änderungen der Tiefe in Projektion in die Zeichnungsebene durch die eng schraffierten Flächen dargestellt werden.
Erfindungsgemäß werden die Tiefen der Nuten 9 und 11 langsamer reduziert als die der Nuten 10 und 12 zwischen dem Anfang 6 und einer Zwischenebene 13, während ab 13 bis zum Ende 7 die Tiefen von Nuten 9 und 11 schneller reduziert werden als die der Nuten 10 und 12. Tatsächlich zeigen die Nuten 9 und 10 den Extremfall dadurch, daß die Nut 9 in voller Tiefe bleibt von 6 bis 13, während die Nut 10 von ihrer vollen Tiefe zu Null reduziert und von 13 bis 7 bleibt die Nut 10 bei Null Tiefe, wahrend die Nut 9 von ihrer vollen Tiefe zu Null reduziert.
Die Nuten 11 und 12 zeigen eine sanfte Änderung in ihren Tiefen: In Nut 11 ist diese sehr langsam zwischen 6 und 13 und viel schneller zwischen 13 und 17. Für Nut 12 gilt das Gegenteil.
Diese Veränderungen der Nutentiefen sind auch in Fig. 1 gezeigt mit Bezug auf benachbarte Nuten der Geberschnecke 4.
In Funktion, wenn ein inhomogenes Medium durch diese Mischzone gepumpt wird, werden von Anfang 6 bis Zwischenebene 13 die "Geber"-Nuten 12 und 10 respektive fast ihren ganzen oder im Extremfall 10 ihren ganzen Inhalt in die "Nehmer"-Nuten transferieren, während von den Nuten 11 und 9 respektive sehr wenig beziehungsweise von Nut 9 garnichts entsprechend transferiert wird. Zwischen 13 und dem Ende 7 transferieren die bislang weniger aktiven Nuten 11 und 9 ihre Inhalte in die "Nehmer"- Nuten, während die Nuten 12 und 10 wenig oder keinen Anteil an dem Transfer mehr haben.
Während auf diese Weise eine komplette Mischung quer zur Hauptflußrichtung in dem kreisförmigen Kanal 1 stattgefunden haben wird in Übereinstimmung mit dem generischen Transfermix, hat zusätzlich eine klar definierte Längsmischung stattgefunden zwischen den Teillängen 6-13 und 13-7 der Mischzone.
Genau wie bei der Quermischung wird die Intensität der Längsmischung abhängen von der Anzahl der Elemente des Transfers, die definiert wird durch die Anzahl der Kreuzungspunkte zwischen den gegenüberliegenden Geber- und Nehmer Schneckennuten, sowie von der "Dicke" dieser Elemente, die durch die Änderungsraten der Flußquerschnitte der gegenüberliegenden Schneckennuten bestimmt wird.
Es ist ersichtlich, daß indem man die Anzahl der Elemente maximiert und deren Dicke minimiert, man praktisch jede Intensität von Mischung in einem Transfer erreichen kann, oder, falls benötigt, mittels wiederholter Transfers, wobei die inneren und äußeren Schnecken ihre Rollen als Geber und Nehmer tauschen.
Auch wird es klar sein, daß Änderungen der Tiefe der Schneckennuten nur als leichter klar zu machendes Beispiel gezeigt werden, daß aber die Erfindung auch ausgeführt werden könnte durch Änderungen der Nutenbreite oder durch Kombinationen von Nutenbreite und Nutentiefe.
Fig. 3 zeigt einen Extruder, teilweise im Schnitt, der ein Gummi-Extruder sein könnte, mit einem Gehäuse 20 mit Einzugsöffnung 21 und Ausgangsflansch 22. Der Extruderrotor 23 und das Gehäuse 20 bilden zwei aufeinanderfolgende Transfermix- Zonen 24 und 25. In Zone 24 wirken die Nuten des Rotors als Geber hinein in die Gehäuseschnecke 26 und sind erfindungsgemäß geformt. Dabei reduziert sich jede zweite Schneckennut 27 des Rotors von vollem zu Null Querschnitt bis zur Schnittebene 29 halb in die Transfermixzone 24 hinein, während jede zweite Schneckennut 28 bis zu 29 ihre Tiefe noch nicht reduziert hat, mit der umgekehrten Änderung von 29 bis zum Ende der Transfermixzone 24.
In der Transfermixzone 25 wirken die Schneckengänge 30 im Gehäuse als die Geber, wobei jede zweite Scheckennut 30 von Volltiefe auf Nulltiefe geht zwischen dem Anfang der Transfermixzone 25 und Mittelschnitt 32, während jede andere Schneckennut bei ihrer vollen Tiefe bleibt. Die umgekehrten Veränderungen finden zwischen Schnitt 32 und dem Ende der Transfermixzone 25 statt.
Auf diese Weise findet Längsmischung zusätzlich zur Quermischung separat in jeder der beiden Transfermixzonen statt.
Nach den Transfermixzonen hat der Extruderrotor noch eine Metering-Zone 33. Der Extruder kann durch Zirkulation von Flüssigkeiten in Kanal 32 im Rotor und Kanälen 35 im Gehäuse temperiert werden. Das Lager und der Antrieb des Rotors 23 sind durch 36 angedeutet.
Fig. 4 zeigt unter einem Innenmischer 40 auf seinem Traggerüst 41 einen erfindungsgemäßen Transfermix mit vertikaler Achse, mit einem stationären Innendorn 42 und einer rotierbaren Schale 43. Diese ist auf einem Lager 44 montiert, welches auf Trägern 45 sitzt, und wird angetrieben durch Getriebemotoren 46 und 47 über den Zahnkranz 48 mit einem grossen Durchmesser. Diese Antriebsart ist von Drehöfen sowohl der stehenden wie der liegenden Ausführung bekannt und liefert niedrige Drehzahlen ohne ein teures Hauptgetriebe.
Der Ausgang 49 des Transfermix ist am unteren Umfang der rotierbaren Schale 43 oder an dem zentralen Dorn 42. Der Ausgang mag aus einer Serie um den jeweiligen Umfang verteilten Löchern fur die Extrusion von Pellets bestehen, die mittels Messern, die an dem jeweils anderen Bestandteil fixiert sind, abgeschnitten werden. Die Pellets fallen auf den rotierenden Tisch 50 und mögen von dort abgelenkt werden auf ein Transportband, welches zu einer Kühlvorrichtung und/oder zu einem Walzwerk zur Fellbildung führt.
Die Draufsicht in Fig. 5 auf die Oberfläche des Innendorns 42 zeigt die Öffnung 51 für den Fallschacht aus dem Innenmischer. Die konisch geformte Schale 43 hat zahlreiche Schneckennuten 52 an ihrer Innenseite und die Öffnung in dem Innendorn 42 von dem Fallschacht des Innenmischers ist so geformt, daß ihre glatten, nach unten und rund abfallenden Seiten den Gummiklumpen gegen die Schneckengänge der rotierenden Schale drücken, wodurch sichergestellt wird, daß der Klumpen in die schlitzförmige Öffnung des tieferliegenden eigentlichen Transfermix gezogen wird.
Diese Maßnahme bezweckt, daß die Stopfstempel, die wie das große Untersetzungsgetriebe, kostspielige und wartungsintensive Bestandteile eines Nachfolge- Extruders mit horizontaler Achse sind, entfallen können.
Kühlvorrichtungen sind nicht gezeigt, können aber leicht im Dorn untergebracht werden, wo ein Medium unter Druck zirkulieren kann. Mit Hinsicht auf die große verfügbare Kühlfläche kann Kühlwasser an der Schale, die zu diesem Zweck mit Kühlbohrungen oder Kanälen zu versehen wäre, in einem offenen System zirkuliert werden, was auch Probleme der Versiegelung entfallen läßt.
An passenden Positionen am Umfang des Dorns können zusätzliche Eintragsöffnungen 53/54 für Vernetzungschemikalien in Pulverform vorgesehen werden, oder auch ein Flüssigkeitseinlaß 55, der zu um den Umfang verteilten Ausgängen tiefer am Transfermix, wo dieser voll läuft, führt und welcher der Einspritzung unter Druck von Suspensionen von Vernetzungschemikalien oder solchen als Flüssigkeit mittels einer Druckdosierpumpe dient.
Wie in der allgemeinen Beschreibung festgestellt wurde, ermöglicht der große mittlere Durchmesser und die relativ dazu kleinen radialen Tiefen der vielen Schneckengänge des Transfermixes, daß effektive Mischung und Kühlung gleichzeitig bewirkt werden. Dabei bewirken die Merkmale dieser Erfindung die Längsmischung, die nötig ist für den aus einem Innenmischer fallenden Klumpen, speziell wenn dieser Mischer mit Hinsicht auf die weitere Mischwirkung im Transfermix mit einer reduzierten Zykluszeit gefahren wird.
Fig 6 zeigt ähnlich wie Fig. 2 eine Entwicklungsansicht von drei schneckenförmigen "Geber"-Nuten 60, 61 und 62, an welchen die erfindungsgemäßen Merkmale zwecks Längsmischung in einer Dreiergruppe ausgeformt sind.
Wie mittels der schraffierten Projektionen der Nutentiefen in die Zeichnungsfläche gezeigt, wird die Nut 61 im ersten Drittel der Länge von Volltiefe auf Null reduziert, während die Nuten 62 und 63 in voller Tiefe weitergehen. Im zweiten Drittel der Länge wird die Nut 62 von Volltiefe auf Null reduziert, während Nut 63 bei voller Tiefe bleibt und im letzten Drittel der Länge von Volltiefe zu Null reduziert. Das bewirkt den längenmässig versetzten Transfer des gesamten Inhaltes der "Geber"-Nuten in die "Nehmer"-Nuten, die ihren Querschnitt kontinuierlich über die Gesamtlänge der Transfermixzone vergrößern.
Die Ausführungen der Figs. 4 bis 6 können auch zur Zerkleinerung von Gummiabfällen, wie abgenützten Reifen verwendet werden. Es hat sich erwiesen, daß Transfermix mit relativ großer "Luft" zwischen den relativ zueinander beweglichen Bestandteilen zu diesem Zweck verwendbar sind und einen breiten Größenbereich von Gummipartikeln sowie relativ sauber davon getrennte andere Teile (Fasern oder Drähte) liefern.

Claims

1. Bearbeitungsmaschinerie vom Typus Transfermix, umfassend einen ersten Bestandteil (1, 20, 43) mit einer inneren Arbeitsfläche, die mit einem Schneckengang (5, 30, 31) versehen ist und einen diesem Bestandteil innen liegenden zweiten Bestandteil (2, 23, 42) mit einer äußeren Arbeitsfläche, die mit einem Schneckengang (4, 27, 28) versehen ist, welcher eine andere Richtung hat als, aber ko-axial ist mit dem Schneckengang des ersten Bestandteils, wo diese Schneckengänge sich gegenüberliegen und einen Durchgang für ein zu bearbeitendes Medium definieren; wo die umfassende Fläche, die durch die Spitzen des inneren Schneckenganges definiert wird, innerhalb der umfassenden Fläche liegt, die durch die Spitzen des äußeren Schneckenganges definiert wird, liegt bis zu und einschließlich des Extremfalls des Zusammenfalls der umfassenden Flächen, und wo die Querschnittsflächen der Nuten der gegenüberliegenden Schneckengänge gegenläufig variieren zwischen einem Maximum- und einem Minimum- Wert für jeden dieser Schneckengänge entlang ungefähr der gleichen Länge des Durchganges;

dadurch charakterisiert, daß die Schnecke (4), deren Nutenquerschnitt reduziert wird, mindestens zwei Gänge (9, 10, 27, 28, 30, 31) umfaßt, von welchen ein erster Gang (9, 28, 31) über einen Teil der axialen Länge in seinem Nutenquerschnitt langsamer abnimmt als ein zweiter Gang (10, 27, 30), und daß über einen anderen Teil der axialen Länge der erste Gang (9, 29, 31) in seinem Nutenquerschnitt schneller abnimmt als der zweite (10, 27, 30).

2. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch charakterisiert, daß der zweite Gang (10, 27, 30) der Schneckennut zusätzlich in seinem Nutenquerschnitt schneller abnimmt mindestens über die erste axial Teillänge und über die verbleibende Teillänge in seinem Nutenquerschnitt langsamer abnimmt.

3. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die langsameren Abnahmen der Nutenquerschnitte der beiden Gänge (9, 10, 27, 28, 30, 31) über ihre jeweiligen axialen Längen jeweils gleich Null Abnahme sind.

4. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minimum-Werte der Querschnitte einander gegenüberliegender Schneckennuten (4, 5) Null sind.

5. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Schneckengänge (4, 5) gegenläufig sind.

6. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Schneckengängen in einem Bestandteil (1, 2, 20, 23) ein Produkt der Zahl zwei ist und daß die längsweisen Verschiebungen der verschiedenen Geschwindigkeiten der Abnahme der Nutenquerschnitte an alternativen Schneckengängen stattfinden.

7. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Schneckengängen in einem Bestandteil (1, 2, 20, 23) vielfach ist und daß die längsweisen Verschiebungen der verschiedenen Geschwindigkeiten der Abnahme von Nutenquerschnitten sequentiell bei mehr als zwei Schneckengängen stattfinden.

8. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Bestandteile (2, 23, 43) drehbar montiert und angetrieben ist, um eine Transportwirkung auf das Medium hervorzurufen.

9. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bestandteil (42) fixiert ist und der erste Bestandteil (43) rotierbar und angetrieben ist.

10. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Bestandteile (42, 43) vertikal ist und daß der zweite Bestandteil (42) mit einer Fütteröffnung versehen ist.

11. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile in einem Kanal fixiert sind und das Medium durch diese gepumpt wird.

12. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinerie verschiedene Komponenten mischen soll, die das Medium bilden, so daß wenn in Funktion, das Medium in dem Durchgang zum Fließen gebracht wird, Teile davon zwischen den Nuten der gegenüberliegenden Schneckengängen (4, 5) als Geber und Nehmer transferiert werden , wobei einige Elemente in dem ersten Schneckengang (9) der Gebernut später in der Nehmernut transferiert werden als einige Elemente in dem zweiten Schneckengang (10), wodurch über die axiale Länge der Transfermix-Geometrie ein Maß an Längsmischung zusätzlich zu der Quermischung durchgeführt wird.

13. Bearbeitungsmaschinerie entsprechend Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinerie arrangiert ist, das Medium in Komponenten zu zerkleinern, wobei die radiale Luft zwischen den Schneckengängen (4, 5) vergrößert ist.

14. Extrusionsmaschinerie mit einem Rotor (23), der in einem Gehäuse (20) wirkt und mit diesem eine Einzugszone (21), eine Transfermixzone (24, 25) als Plastifizierzone für ein zu extrudierendes Material und eine Austragszone (22) bildet, wo der Rotor (23) einen äußeren Schneckengang (27, 28) hat und das Gehäuse in der Transfermixzone einen inneren Schneckengang (30, 31) der gegenläufig zu und ko-axial mit dem Rotorschneckengang ist, die Umhüllungen der jeweiligen Schneckengänge radial Luft haben, und wobei die Nut des Schneckengangs in dem Rotor über die axiale Länge der Transfermixzone von einer vollen Querschnittsfläche zu Null Querschnittsfläche und die Nut des Schneckengangs im Gehäuse von Null Querschnittsfläche zu einer vollen Querschnittsfläche variiert, und wo in einer möglicherweise folgenden Transfermixzone diese Variation im umgekehrten Sinne stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke in einem Geberbestandteil mindestens zwei Gänge (27, 28); (30, 31) umfaßt, von welchen ein erster (28, 31) über die Länge der Transfermixzone zu Anfang seinen Nutenquerschnitt nicht reduziert, während der zweite (27, 30) seinen Nutenquerschnitt über diese Teillänge reduziert und über einen anderen Teil der Länge der Transfermixzone sein Minimum des Nutenquerschnitts beibehält, während der erste Schneckengang seinen Nutenquerschnitt über diese andere Teillänge der Transfermixzone reduziert.

15. Extrusionsmaschinerie entsprechend Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (23) am Eintritt zu der Transfermixzone den Geberbestandteil umfaßt, so daß in Funktion das Medium, welches am Anfang einer Transfermixzone (24, 25) im Rotor (23) transportiert wird, aus diesem in das Gehäuse (20) als Nehmerbestandteil transferiert wird bis am Ende des Hischteils das ganze Medium quer zum Fluß übertragen, gemischt und bearbeitet worden ist, während das Material in dem Gang (28) der Rotorschnecke, dessen Nutenquerschnitt anfänglich nicht reduzierte, später transferiert wird als das Material in dem Schneckengang (27) der ab Anfang seinen Nutenquerschnitt reduzierte, wodurch eine Längsmischung an dem Material durchgefuhrt wird zusätzlich zu der Quermischung, und umgekehrt in einem folgenden Teil der Transfermix-Zone.