EP0203260B1

EP0203260B1 - Knetmaschine

Info

Publication number: EP0203260B1
Application number: EP86101551A
Authority: EP
Inventors: Peter Wanninger
Original assignee: Ika-Maschinenbau Janke & Kunkel & Co KG GmbH
Current assignee: Ika-Maschinenbau Janke & Kunkel & Co KG GmbH
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1990-05-09
Anticipated expiration: 2006-02-06
Also published as: EP0203260A3; DE3670958D1; DE3519349A1; ATE52424T1; US4797080A; DE3519349C2; EP0203260A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Knetmaschine mit einer Beschickungsöffnung und einander benachbarten, jeweils eine ihre Innenräume verbindende, quer zu den Achsen der Knetwerkzeuge orientierte Öffnung aufweisenden Knetkammern, in denen jeweils zwei achsparallele Knetwerkzeuge vorzugsweise mit unterschiedlicher Drehzahl gegensinnig antreibbar sind.
Derartige Knetmaschinen sind für viele Anwendungsfälle bekannt Dabei muß immer eine durch die Beschickungsöffnung in die Knetkammer eingeführte Charge eine gewisse Zeit bearbeitet, ggf mit Zusätzen versehen und dann abgezogen werden.
In der Kunststoff- und Gummiindustrie werden seit einiger Zeit ein- oder zweiwellige Schneckenmischextruder eingesetzt, mit denen feste oder flüssige Zusätze in Kunststoff- oder Gummimassen bei erhöhten Tempteraturen in der Thermoplast- oder in der Lösungsmittelphase homogen eingemischt werden können. Als Zusatzstoffe seien feste Füllstoffe und Verstärkungsmittel wie Calciumkarbonat, Silikate, Asbest, Talkum, Kaolin, Metalloxide, Farbstoffe, Glasfasern, synthetische Verstärkungsfasern, Graphitfasern, Borfasern, sowie flüssige Zusätze wie Weichmacher genannt.
In geringerem Maße müssen auch Substanzen wie Antioxidantien, Lichtschutzmittel, Stabilisatoren, Vernetzer, Gleitmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Brandschutzmittel, Antistatika oder Treibmittel in möglichst homogener Verteilung in die polymeren Werkstoffe in exakter Konzentration eingearbeitet werden.
Das Verfahren läuft in der Regel in der Weise ab, daß die Zusatzstoffe und Additive und die Kunststoffgranulate mit Dosierwaagen eindosiert, im kontinuierlich arbeitenden Mischextruder meist im thermoplastischen Zustand miteinander vermischt und am Kopfende des Extruders durch Düsen als Stränge extrudiert werden, die dann mit einer Schneidmaschine granuliert werden.
Man kann im Mischextruder also Misch- und/ oder Plastifizier-Prozesse durchführen.
Für die anschließende Formgebung können die gefüllten Kunststoffgranulate beispielsweise in Spritzgießmaschinen zu Formteilen weiterverarbeitet werden.
In kommerziell genutzten Kunststoff- oder Gummiprodukten dürften die Füllstoffanteile in der Mehrzahl der Fälle bei Werten von 50% oder weniger liegen, um die mechanische Festigkeit und andere wichtige Eigenschaften der Kunststoffteile nicht übermäßig zu erniedrigen.
Ein weiters neueres Einsatzgebiet für kontinuierlich arbeitende Mischextruder ist die Herstellung von Treibund Explosivstoffen sowie von pyrotechnischen Artikeln.
Man hat auf diesem Arbeitsgebiet vor allem Festtreibstoffe, Treibladungspulver, Explosivstoffladungen mit Kunststoffbindern und pyrotechnische Artikel bearbeitet. Dabei wurden vor allem sogenannte Doublebase-Festtreibstoffe nach dem thermoplastischen Arbeitsver- verfahren hergestellt, während andere Produkte in der Lösungsmittel-Phase oder bedingt durch einen flüssigen polymeren Binder .aus einem pastenförmigen Zustand verarbeitet werden.
Im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen gefüllten Kunststoff- und Gummiartikeln besitzen diese Produkte wegen ihrer spezifischen Anwendung in einigen Fällen hohe Anteile an festen oder flüssigen Zusatzstoffen, die durchaus z. B. ca. 70% bis 95% betragen können. Die polymeren Binderanteile betragen dann nur etwa 30% bis 5% und könnten eigentlich teilweise nur noch mit Hilfe von Lösungsmitteln verarbeitet werden.
Bei vielen Stoffen in diesem Produktionsbereich wie z. B.
Nitrocellulose als polymerem Bestandteil handelt es sich um schlag- und reibempfindliche Materialien. Das gleiche gilt für Explosivstoffkomponenten. Diese Stoffe und Verbindungen sind häufig auch thermisch sehr empfindlich und verpuffen bei Temperaturen zwischen 170° Celsius und 250° Celsius.
Die geschilderte Problematik hat bisher den Einsatz von kontinuierlich arbeitenden Maschinen behindert und erschwert. Eine Reihe von Gründen, die auch im Extrudersystem zu suchen sind, waren größtenteils für diese Schwierigkeiten verantwortlich. Für gute Durchmischungen werden Mischschnecken benötigt, deren Länge etwa das 15- bis 30-fache ihres Durchmessers betragen, um eine ausreichende Verweilzeit für die erforderlichen Benetzungsvorgänge im Extruder zu gewährleisten. Eine weitere wichtige Forderung ist die sehr exakte Dosierung der Rohstoffe, da im Extruder auch in den Knetzonen kaum Rückströmungen und damit kaum Vermischungen mit nachfolgenden Materialien stattfinden, um evtl. Wägeungenauigkeiten auszugleichen.
Eine weitere große Schwierigkeit für die Verarbeitung von Treib- und Explosivstoffen muß in der möglichen Wandberührung der nur einseitig gelagerten Extruderschnecken gesehen werden. Durch die erhebliche Länge der Schnecken sind auch bei vollständig gefüllten Maschinen Wandberührungen nicht auszuschließen. Rei- bund schlagempfindliche Substanzen können aber unter diesen Belastungen entzündet werden, was zu Bränden, Verpuffungen oder bei Verdämmung sogar zur Detonation führen kann.
Ein weiteres Problem muß bei der Bearbeitung vor allem von Treib- und Explosivstoffen in den bereits erwähnten hohen Füllstoffanteilen gesehen werden. Der Benetzungsund Homogenisierungsprozeß läßt sich während der kurzen Verweilzeit von wenigen Minuten nicht optimal beenden, so daß häufig mehrere Durchgänge mit demselben Material oder Vormischungen in Chargen-Mischverfahren durchgeführt werden müssen.
Aus US-PS 2 698 962 und DE-AS 11 31 389 sind auch bereits Knetmaschinen der eingangs erwähnten Art bekannt, bei welchen jeweils zwei Knetkammern übereinander angeordnet sind, in welchen aber ebenfalls Knetschnecken angeordnet sind. Vor allem bei ganz oder teilweise pulverigem und/oder körnigem Ausgangsmaterial besteht dabei die Gefahr, daß das Knetgut vor Erlangung der gewünschten Konsistenz durch die Schwerkraft zu schnell aus der einen in die andere Knetkammer und von dort zu deren Austragsöffnung gelangen kann. Darüberhinaus sorgt auch bei sonstigem Knetgut die Schwerkraft für eine relativ schnelle Weiterbeförderung des Knetgutes, so daß die Verweilzeit des Knetgutes relativ gering ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Knetmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der eine längere Verweilzeit des Knetgutes erreichbar ist, wobei auch empfindliche Treib- und Explosivstoffe sowie andere gefüllte Kunststoffe in großer Homogenität kontinuierlich gemischt und geknetet werden können sollen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Misch- und Knetwerkzeuge die Wand der Knetkammer berühren. Gleichzeitig soll eine gute Verdichtung des gekneteten Produktes beim Verlassen der Knetmaschine erreicht werden, so daß beim Kneten eventuell noch eingearbeitete Lufteinflüsse od. dgl. soweit wie möglich vermieden werden.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß wenigstens drei. Knetkammern in etwa horizontaler Reihe nebeneinander angeordnet und daß am Ende der Reihe der Knetkammern an der Austragöffnung der letzten Knetkammer eine Austragschnecke angebracht ist.
Durch die horizontale Reihe von mehr als zwei Knetkammern ergibt sich einerseits eine Intensivierung der Bearbeitung des Knetgutes, andererseits wird der den Vorschub des Knetgutes beschleunigende Einfluß der Schwerkraft ausgeschaltet, so daß durch die Kombination dieser Maßnahmen die Verweilzeit des Knetgutes in der Knetmaschine erhöht werden kann. Darüberhinaus kann die am Ende befindliche Austragschnecke das Knetgut noch einmal verdichten und ferner je nach gewählter Drehzahl eben falls die Verweilzeit beeinflussen.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann nämlich darin bestehen, daß die Drehzahl der Austragschnecke veränderbar und/oder die Dreh- und Förderrichtung umkehrbar sind. Auch dadurch kann die Verweilzeit des Knetgutes beliebig geändert werden. Darüberhinaus ergibt sich zwischen der Umkehr der Dreh- und Förderrichtung auch die Drehzahl O der Austragsschnecke, die ebenfalls das Knetgut weitgehend am Austritt hindern und somit seine Verweilzeit verlängern kann.
Die vorbeschriebenen Maßnahmen können dadurch unterstützt werden, daß die Mündung des Gehäuses der Austragschnecke verengt, vorzugsweise als Extrudier-Düse ausgebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich vor allem ein gewisser Rückstau innerhalb der Austragschnecke, der die gewünschte Verdichtung des Knetgutes nach seiner Knetbearbeitung während des Austragens bewirken kann.
Es werden also die Vorteile einer Knetmaschine mit jeweils zwei achsparallelen Knetwerkzeugen und mehreren Knetkammern beibehalten, wobei nämlich die Knetwerkzeuge beidseits gelagert sein können und eine gute Durchmischung und Knetung durchführen. Gleichzeitig wird eine genügend große Verweilzeit des Knetgutes in der Knetmaschine gewährleistet, da drei oder mehr derartige Knetkammern horizontal nebeneinander angeordnet sind, so daß das zu knetende Gut allmählich von Kammer zu Kammer wandern kann, ohne dabei durch die Schwerkraft zu schnell vorwärts bewegt zu werden, und dadurch ein kontinuierliches Arbeiten über eine ausreichend lange Verweilzeit möglich wird. Die Durchmischung und Knetung kann dabei einerseits duruch die Wahl der Anzahl von Knetkammern beeinflußt und verlängert werden, sie kann aber auch bei einer fertigen Maschine mit festliegender Anzahl von Knetkammern mit Hilfe der Austragschnecke beeinflußt werden. An der Beschikkungsöffnung kann im Hinblick auf die kontinuierliche Arbeitsweise jeweils neues Knetgut nachgefüllt werden, während an der letzten der nebeneinander befindlichen Knetkammern an der Austragöffnung und der Mündung der Austragschnecke das bearbeitete Gut abgezogen werden kann.
Es ist also eine kontinuierliche und den Bedürfnissen des jeweiligen Knetgutes anpassbare Bearbeitung möglich.
Die bei solchen Knetmaschinen in der Regel verwendeten Knetschaufelwellen können hohe Druck-, Zug- und Scherkräfte und somit starke Friktionen im Knetgut bewirken, was zu einer ausgezeichneten Dispergierung und Homogenität führt. Aufgrund der Verbindungsöffnung von einer Knetkammer zur nächsten erhalten diese Knetwerkzeuge und Knetschaufeln eine zusätzliche Funktion, weil sie allmählich das Knetgut auch zu dieser Öffnung und schließlich in die nächste Knetkammer befördern. Je nach angestrebter Verweilzeit kann die Zahl der Knetkammern nebeneinander gewählt sein.
Die Drehzahl der Knetwerkzeuge der einen Kammer können unterschiedlich zu denen wenigstens einer weiteren Kammer sein. Somit sind nicht nur die beiden Knetwerkzeuge in einer Kammer mit zueinander verschiedenen Drehzahlen antreibbar, sondern diese Drehzahlen können auch von Kammer zu Kammer verschieden sein, falls das Knetgut dies erforderlich macht. Beispielsweise könnte die Drehzahl der Werkzeuge der in Vorschubrichtung für das Knetgut nächstfolgenden Kammer kleiner als die der Werkzeuge in wenigstens einer der vorangegangenen Knetkammern sein. Dadurch kann im Laufe der Zeit ein gewisser Rückstau und damit eine genügend große Verweilzeit des Knetgutes erzielt werden. Ferner kann durch solche abweichenden Drehzahlen berücksichtigt werden, ob das Knetgut im Laufe der Bearbeitung seine Viskosität ändert.
Eine Ausgestaltung der Erfindung von ercheblicher Bedeutung und großen Vorteilen kann darin bestehen, daß zwischen und/oder an den Knetkammern Eingabeöffnungen für flüssige und/ oder feste Zusatzstoffe vorgesehen sind. Dadurch kann das Knetgut allmählich während seiner kontinuierlichen Bearbeitung mit weiteren Zuschlagstoffen versehen werden, die dann in den nachfolgenden Kammern eingemischt und eingeknetet werden. In einem solchen Fall kann es dann zweckmäßig sein, daß die Drehzahl der Knetwerkzeuge in einer Knetkammer an oder hinter Öffnungen zum Zudosieren größer als die der Knetwerkzeuge in einer Knetkammer vor der Zudosierung sind, um beispielsweise die Vermehrung an Knetsubstanz zu berücksichtigen und diese nun größere Menge an Knetgut auch entsprechend schneller weiterzubefördern.
Ein besonders zweckmäßiger Kompromiß zwischen einer guten Verweilzeit für das Knetgut und einem nicht zu großen maschinellen Aufwand kann darin bestehen, daß vier Knetkammern nebeneinander vorgesehen sein können. Dies ergibt eine intensive Knetung und Durchmischung, die eine Bearbeitung in zwei übereinanderliegenden Knetkammern bei weitem übersteigt, wobei aber dennoch die Bauhöhe trotz der Vielzahl von Knetkammern gering bleibt und die gewünschte intensive Bearbeitung durch vier Knetstellen erreicht wird.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Knetmaschine zur Verbesserung der gekneteten Produkte und insbesondere zur Vermeidung von Lufteinschlüssen in diesen Produkten - was vor allem bei der Herstellung von Treibund Explosivstoffen wichtig ist - kann darin bestehen, daß an wenigstens einer Knetkammer und/oder der Verbindung zweier Knetkammern zumindest ein Anschluß zum Erzeugen eines Unterdruckes vorgesehen ist. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn an der letzten und/oder vorletzten Knetkammer und/oder dem Gehäuse der Austragschnecke ein Anschluß zum Erzeugen eines Unterdruckes vorgesehen ist, so daß das Knetgut möglichst am Ende seiner Bearbeitung von ungünstigen Lufteinschlüssen befreit oder freigehalten wird.
Es wurde bereits erwähnt, daß als Knetwerkzeuge Knetschaufeln vorgesehen sein können, die zu einer entsprechend intensiven Bearbeitung des Knetgutes führen und außerdem für den Vorschub von Knetkammer zu Knetkammer sorgen können, also eine Doppelfunktion haben.
Es ist aber zusätzlich möglich, daß einzelne Knetkammern statt Knetschaufeln Walzen und/ oder Polygonscheiben als Knetwerkzeuge aufweisen. Diese Ausgestaltung ist aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung mehrerer Knetkammern nebeneinander möglich und erlaubt somit eine verschiedenartige Bearbeitung des Knetgutes innerhalb der einzelnen Kammern. Während die Knetschaufeln vor allem auch einen guten Mischeffekt haben, können mit solchen Walzen und Polygonscheiben größere Kneteffekte erzielt werden. Durch die Anordnung mehrerer Knetkammern nebeneinander mit unterschiedlichen Knetwerkzeugen kann also in gezielter Weise unterschiedlich auf das Knetgut eingewirkt werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn wenigstens zwei Knetkammern mit Knetschaufeln in Reihe hintereinander nach der Beschickungsöffnung der Knetmaschine angeordnet sind, bevor sich Knetkammern mit Walzen und/oder Polygonscheiben anschließen. Dadurch wird erreicht, daß das Knetgut zunächst möglichst gut durchmischt und auch schon vorgeknetet ist, bevor es den Walzen oder Polygonscheiben ausgesetzt wird, die überwiegend Zerkleinerungs- und Plastifizierungsarbeiten durchführen, insbesondere wenn sie beheizt sind.
Zwischen wenigstens zwei Knetkammern können Siebe oder Schikanen zu Teilung und/oder Schieber zur Stauung des Materialstromes angeordnet sein. Damit läßt sich wiederum die Verweilzeit des Werkstoffes in den einzelnen Kammern steuern und beeinflussen. Dabei können die Siebe, Schikanen und/oder Schieber hinsichtlich ihrer Lage und der von ihnen freigebbaren Durchlaßöffnung sowie hinsichtlich ihrer Orientierung zur Leitung des Materialstromes verstellbar sein. Auch diese Ausgestaltung ist aufgrund der Aneinanderreihung mehrerer Knetkammern möglich und erlaubt ein gezieltes Verändern des Materialstromes und der Verweilzeit des Knetgutes in einzelnen Knetkammern.
Zweckmäßig ist es, wenn jedes Paar von Knetwerkzeugen in einer Knetkammer einen eigenen Antrieb, z. B. einen Ölmotor aufweist. Dadurch können die jeweils gewünschten Drehzahlen und Drehzahlunterschiede individuell von Kammer zu Kammer eingestellt werden. Dennoch ergibt sich insgesamt eine vom maschinellen Aufwand einfache Konstruktion.
Um gegebenenfalls die Anzahl der aneinandergereihten Knetkammern verändern zu können, ist es vorteilhaft, wenn an der Austragöffnung einer Knetkammer jeweils ein Anschluß für die Eintrittsöffnung einer nachfolgenden benachbarten Kammer oder der Austragschnecke vorgesehen ist.
Insgesamt ergibt sich eine Knetmaschine, mit der ein Knetgut kontinuierlich und je nach Anforderungen gezielt bearbeitet werden kann, wobei auch die Verweilzeit an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden kann. In vorteilhafter Weise sind dabei dennoch die Knetwerkzeuge außerhalb der Knetkammern lagerbar, so daß auch reib- und schlagempfindliche Substanzen problemlos bearbeitet werden können, zumal die Knetwerkzeuge jeweils beidseitig gelagert werden können. Durch Wandreibung entstehende Gefahren für explosive Materialien sind durch diese gewählte Anordnung völlig vermieden. Da die Knetmaschine praktisch nach dem Baukastenprinzip aufgebaut sein kann, ist sie sehr vielseitig und für unterschiedlichste Misch-, Knet-, Zerkleinerungs- und Plastifizierungsarbeiten für unterschiedlichste Knetgüter verwendbar und daran anpaßbar. Bei Anordnung einer Extrudierdüse oder dergleichen Verengung an der äußeren Mündung der Austragschnecke bzw. von deren Gehäuse ergibt sich dabei der weitere Vorteil, daß das bearbeitete Knetgut gleich zu einem Strang geformt und somit besonders gut aus der Maschine heraus und anschließend weiterbefördert werden kann.
Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung in drei Ausführungsbeispielen noch näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter Darstellung:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Knetmaschine, mit mehreren nebeneinander befindlichen Knetkammern, wobei diese jeweils im Querschnitt zu sehen sind und jede Knetkammer Knetschaufeln enthält,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei jedoch in der dritten Knetkammer gegenläufig umlaufende Walzen als Knetwerkzeuge vorgesehen sind, sowie
Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellung, wobei jedoch in der dritten und vierten Knetkammer Polygonscheiben als Knetwerkzeuge vorgesehen sind.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Knetmaschine hat eine Beschickungsöffnung 2, durch welche das Knetgut gem. dem Pfeil Pf 1 eingeführt wird und in eine erste Knetkammer 3 gelangt. In der Knetkammer 3 sind zwei Knetwerkzeuge 4 angeordnet, deren Achsen 5 parallel zueinander liegen und die gem. den Pfeilen Pf 2 und Pf 3 gegensinnig und mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben werden. Dabei erkennt man, daß mehrere Knetkammern 3 in horizontaler Reihe einander benachbart sind und jeweils eine ihre Innenräume verbindende Öffnung 6 haben, die quer zu den Achsen 5 der Knetwerkzeuge 4 orientiert ist und durch die das Knetgut gemäß dem Pfeil Pf 4 von einer Knetkammer 3 in die nächste befördert wird. Die letzte der in Reihe nebeneinander befindlichen Knetkammern 3 hat eine Austragöffnung 7, aus der das fertig bearbeitete Knetgut abgezogen wird.
Die Drehzahlen der Knetwerkzeuge 4 der einen Kammer 3 können dabei unterschiedlich zu denen wenigstens einer weiteren Knetkammer 3 sein. Beispielsweise kann die Drehzahl der Werkzeuge 4 der in Vorschubrichtung gem. dem Pfeil Pf 4 nächstfolgenden Kammer 3 kleiner als die der Werkzeuge 4 in wenigstens einer der vorangegangenen Knetkammern 3 sein, um einen gewissen Stau an den Öffnungen 6 zu erzeugen und so die Verweildauer jeweils in der vorangegangenen Knetkammer 3 zu erhöhen.
Bei allen Ausführungsbeispielen ist ferner angedeutet, daß zwischen zwei Knetkammern 3 Eingabeöffnungen 8 vorgesehen sein können, durch welche gem. den Pfeilen Pf 5 flüssige oder feste Zusatzstoffe zu dem Knetgut zugeführt und zugefügt werden können. Dabei ist es dann zweckmäßig, wenn die Drehzahl der Knetwerkzeuge 4 in einer Knetkammer 3 hinter einer Öffnung 8 zum Zudosieren größer als die der Knetwerkzeuge 4 in einer Knetkammer 3 vor der Zudosieröffnung 8 sind, weil durch die Zudosierung von Material die Menge des Knetgutes größer wird und deshalb für eine etwas schnellere Weiterbeförderung gesorgt werden kann, um nicht einen zu großen Stau zu bewirken.
Am Ende der Reihe der Knetkammern 3 ist im Ausführungsbeispiel an der Austragöffnung 7 der letzten Kammer 3 eine Austragschnecke 9 angebracht. Diese kann beispielsweise eine Düse od. dgl. Ende haben, so daß das Knetgut in einem kontinuierlichen Strang anfällt und aus der Knetmaschine 1 ausgegeben wird, so daß es entsprechend kontinuierlich weiterverarbeitet werden kann. Die erwähnte Düse oder dergleichen Verengung am Ausgang der Austragschnecke 9 sorgt außerdem für einen gewissen Stau im Inneren der Schnecke, so daß das Knetgut beim Austragen noch einmal zusätzlich verdichtet wird. Dabei kann die Drehzahl der Austragschnecke 9 veränderbar sein und es kann gegebenenfalls sogar auch die Drehrichtung und somit die Förderrichtung der Austragschnecke 9 umkehrbar sein, wodurch ein Austrag des Knetgutes für eine Weile verhindert werden kann, so daß dadurch die Verweilzeit beeinflußt und verlängert werden kann.
In nicht näher dargestellter Weise könnte an den Knetkammern 3 und dabei vor allem an den in Vorschubrichtung gem. den Pfeilen Pf 4 letzten Knetkammern 3 ein oder mehrere Anschlüsse zum Erzeugen eines Unterdruckes innerhalb den Knetkammern 3 vorgesehen sein, um Lufteinschlüsse zu vermeiden oder zu beseitigen.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind als Knetwerkzeuge 4 ausschließlich Knetschaufeln vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind in einer Knetkammer 3 statt Knetschaufeln Walzen 10 vorgesehen, während im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in der dritten und vierten Knetkammer 3 Polygonscheiben 11 als Knetwerkzeuge vorgesehen sind. Dabei sind zunächst zwei Knetkammern 3 mit Knetschaufeln in Reihe hintereinander nach der Beschickungsöffnung 2 angeordnet, bevor sich diese Knetkammern 3 entweder mit den Walzen 10 oder den Polygonscheiben 11 anschließen. Die Anordnung mehrerer Knetkammern 3 in Reihe nebeneinander erlaubt also nicht nur die kontinuierliche Bearbeitung, sondern ermöglicht auch, die mechanische Einwirkung auf das Knetgut durch unterschiedliche Knetwerkzeuge 4 zu beeinflussen.
Man erkennt deutlich, daß an der jeweiligen Austragöffnung 6 oder 7 einer Knetkammer 3 jeweils ein Anschluß 12 für die Eintrittsöffnung einer nachfolgenden benachbarten Kammer 3 oder der Austragschnecke 9 vorgesehen ist, so daß die Durchtrittsöffnungen 6 durch Aneinanderkuppeln dieser Anschlüsse 12 gebildet werden. Ferner ist dadurch die Vergrößerung oder Verkleinerung der Reihe von Knetkammern 3 je nach Art des zu bearbeitenden Werkstoffes oder Knetgutes möglich, wenn diese Anschlüsse 12 lösbar kuppelbar sind.
Insgesamt ergibt sich eine Knetmaschine 1 mit einfachem Aufbau, wobei jeweils zwei Knetkammern 3 von einem gemeinsamen Stützfuß 13 getragen werden. Dabei können auch jeweils zwei Knetkammern 3 fest verbunden und mit jeweils zwei weiteren derartigen Kammern kuppelbar sein, wie es diese Beispiele zeigen. Dadurch lassen sich sowohl die Zahl dieser Knetkammern als auch die dabei jeweils verwendeten Knetwerkzeuge 4 nahezu beliebig an das jeweilige Knetgut anpassen, wobei die Vorteile der bisher bekannten Chargen-Knetmaschinen mit zwei achsparallelen Knetwerkzeugen 4 in einem einzigen Knettrog erhalten bleiben, dennoch aber eine kontinuierliche Bearbeitung des Knetgutes durch dessen gleichzeitige Weiterbeförderung von Knetkammer 3 zu Knetkammer 3 und sein Abziehen mit Hilfe einer Austragschnecke 9 möglich ist. Die bei bisherigen kontinuierlichen Knetverfahren mit Hilfe von Extrudierschnecken auftretenden Gefahren von Wandreibungen der Knetwerkzeuge und dgl. werden vermieden, so daß die erfindungsgemäße Knetmaschine 1 auch für leicht entzündliche, entflammbare oder explosive Stoffe, aber auch für sonstige möglichst intensiv zu durchmischende und zu knetende Stoffe geeignet ist. Dabei kann jedes Paar von Knetwerkzeugen 4 einen eigenen Antrieb beispielsweise mit Hilfe eines Ölmotors haben. Es können -wie dargestellt- sechs Knetkammern 3, eventuell aber auch nur drei Knetkammern nebeneinanderliegen. Ein guter Kompromiß zwischen maschinellem Aufwand und Verweilzeit kann in der Verwendung von vier, eventuell fünf Knetkammern 3 nebeneinader bestehen. Denkbar wären sogar sieben oder mehr Knetkammern 3.
Alle in der Beschreibung, der Zusammenfassung und den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander wesentliche Bedeutung haben.

Claims

1. Knetmaschine (1) mit einer Beschickungsöffnung (2) und einander benachbarten, jeweils eine ihre Innenräume verbindende, quer zu den Achsen (5) von Knetwerkzeugen (4) orientierte Öffnung (6) aufweisenden Knetkammern (3), in denen jeweils zwei achsparallele Knetwerkzeuge vorzugsweise mit unterschiedlicher Drehzahl gegensinnig antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Knetkammern (3) in etwa horizontaler Reihe nebeneinander angeordnet und daß am Ende der Reihe der Knetkammern (3) an der Austragöffnung (7) der letzten Knetkammer (3) eine Austragschnecke (9) angebracht ist.

2. Knetmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Austragschnecke (9) veränderbar und/oder die Dreh- und Förderrichtung umkehrbar sind.

3. Knetmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Gehäuses der Austragschnecke (9) verengt, vorzugsweise als Extrudier-Düse oder dergleichen ausgebildet ist.

4. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Knetkammern (3) nebeneinander vorgesehen sind.

5. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Knetwerkzeuge (4) der einen Kammer (3) unterschiedlich zu denen wenigstens einer weiteren Knetkammer (3) sind.

6. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Werkzeuge (4) der in Vorschubrichtung nächstfolgenden Kammer (3) kleiner als die der Werkzeuge (4) in wenigstens einer der vorangegangenen Knetkammern (3) ist.

7. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen und/ oder an den Knetkammern (3) Eingabeöffnungen (8) für flüssig und/oder feste Zusatzstoffe vorgesehen sind.

8. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Knetwerkzeuge (4) in einer Knetkammer (3) an oder hinter einer Öffnung (8) zum Zudosieren größer als die der Knetwerkzeuge (4) in einer Knetkammer (3) vor der Zudosieröffnung sind.

9. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Knetkammer (3) und/oder der Verbindung (6) zweiter Knetkammern (3) zumindest ein Anschluß zum Erzeugen eines Unterdruckes vorgesehen ist.

10. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der letzten und/oder vorletzten Knetkammer (3) und/oder dem Gehäuse der Austragschnecke (9) ein Anschluß zum Erzeugen eines Unterdruckes vorgesehen ist.

11. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Knetwerkzeuge Knetschaufeln vorgesehen sind.

12. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Knetkammern statt Knetschaufeln Walzen (10) und/oder Polygonscheiben (11) als Knetwerkzeuge aufweisen.

13. Knetmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Knetkammern (3) mit Knetschaufeln in Reihe hintereinander nach der Beschickungsöffnung (8) der Knetmaschine angeordnet sind, bevor sich Knetkammern mit Walzen (10) und/oder Polygonscheiben (11) anschließen.

14. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen wenigstens zwei Knetkammern (3) Siebe oder Schikanen zur Teilung und/oder Schieber zur Stauung des Materialstromes angeordnet sind.

15. Knetmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe, Schikanen und/ oder Schieber hinsichtlich ihrer Lage und der von ihnen freigebbaren Durchlaßöffnung sowie hinsichtlich ihrer Orientierung zur Leitung des Materialstromes verstellbar sind.

16. Knetmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes paar von Knetwerkzeugen (4) in einer Knetkammer (3) einen eigenen Antrieb, z.B. einen Ölmotor, aufweist.

17. Knetmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austragöffnung (6, 7) einer Knetkammer (3) jeweils ein Anschluß (12) für die Eintrittsöffnung einer nachfolgenden benachbarten Kammer (3) oder der Austragschnecke (9) vorgesehen ist.

18. Knetmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (12) lösbar kuppelbar sind.

19. Knetmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Knetkammern (3) zusammenhängen und mit weiteren Knetkammern (3) oder Gruppen von Knetkammern (3) kuppelbar sind.