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1. WO1994004332 - BESCHICKUNGSEINRICHTUNG FÜR INNENMISCHER, SCHNECKENEXTRUDER O. DGL.

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Beschickungseinrichtung für Innenmischer, Schneckenextruder o. dgl.

Die Erfindung betrifft eine Beschickungseinrichtung für Innenmischer, Schneckenextruder o. dgl. mit mindestens einem Zuführschacht und mindestens einem Stopfer, wobei der Zuführschacht mit mindestens einer Beladeöffnung versehen ist.

Bei den bekannten Beschickungseinrichtungen der vorgenannten Art für Innenmischer wird ein rechteckiger oder runder Stempel in einem rechteckigen oder runden Beschickungsschacht linear auf und ab bewegt. Der Stempel ist an einer Stempelstange befestigt und wird durch diese geführt. Der Beschickungsschacht hat eine mittels einer Klappe verschließbare Öffnung, die ein horizontales Befüllen ermöglicht (EP-PS 0 272 338).

Die bekannten Beschickungseinrichtungen für Innenmischer weisen erhebliche Nachteile auf. Beispielsweise beträgt die Höhe der bekannten Beschickungseinrichtungen ein Mehrfaches des tatsächlich benötigten Stempelhubes . Ferner ist die Biege- und Torsionsfestigkeit der Stempelstange, bedingt durch ihr großes Längen-Durchmesser-Verhältnis, nicht ausreichend, um den Stempel definiert ohne Kontakt zum Beschickungsschacht zu führen. Der daraus resultierende Verschleiß der bekannten Beschickungseinrichtungen hat eine, wenn auch geringe, Verunreinigung des Mischgutes durch Metallpartikel zur Folge. Außerdem wird der Stempel während des Mischvorgangs ständig im Beschickungsschacht verdreht und schlägt am Beschickungsschacht an. Dies kann zu einem Dauerbruch der Kühlwasserleitungen und zu einer Beschädigung der Schachtplatten führen. Darüber hinaus muß bei einem Rezepturwechsel der Mischer häufig gereinigt werden, um eine Kontamination der Folgemischung auszuschließen. Da die bekannten Beschickungseinrichtungen im oberen Bereich nur sehr schwer zugänglich sind, er geben sich lange Reinigungs- und damit lange Maschinen-Stillstandszeiten.

Die bekannten Beschickungseinrichtungen der vorgenannten Art für Schneckenextruder haben beispielsweise als Stopfwerke an Kautschuk-Austragsextrudern die Aufgabe, das in unregelmäßiger Form anfallende Kautschukmaterial der Extruderschnecke vorzulegen und einen Preßdruck im Kautschuk zu erzeugen, so daß das Kautschukmaterial gleichmäßig und mit gutem Wirkungsgrad in den Extruder eingezogen wird. Die Beschickungseinrichtungen sind dabei als Linearstopfer ausgeführt und umfassen zwei zur Extruderschnecke radial angeordnete, hydraulisch linear bewegte, rechteckige Stopfkolben, von denen der eine als Nebenstopfer das Kautschukmaterial der Extruderschnecke vorlegt und der zweite als Hauptstopfer die radiale Preßkraft zum Einzug des Materials aufbringt.

Die bekannten Beschickungseinrichtungen für Schneckenextruder sind verhältnismäßig aufwendig in der Herstellung, benötigen viel Raum und bereiten bei der Reinigung und Wartung erhebliche Schwierigkeiten. Außerdem erfordern sie wegen der im Betrieb sich ergebenden Kräfteverhältnisse eine Halterung, die zu störend großen Dichtspalten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Beschickungseinrichtung so auszubilden, daß sie einfach und leicht zu handhaben sowie störungs- und wartungsfrei ist und daß sie die vorgenannten Nachteile der bekannten Beschickungseinrichtungen nicht aufweist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß bei einer Beschickungseinrichtung der eingangs genannten Art der Zuführschacht - ganz oder teilweise - und der Stopfer kreisbogenförmig gekrümmt sind und daß der Stopfer um einen Drehpunkt, der den Mittelpunkt der kreisbogenförmigen Krümmung bildet, schwenkbar angeordnet ist, so daß die Stirnplatte des Stopfers einer kreisbogenförmigen Bewegungsbahn folgt.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Beschickungseinrichtung besteht darin, daß sich deren Höhe gegenüber den bekannten Beschickungseinrichtungen auf etwa ein Drittel verringert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß infolge der definierten Bewegung des Stopfers auf einer Kreisbahn um einen festen Drehpunkt in Verbindung mit der verwindungssteifen Konstruktion ein wesentlich geringerer Verschleiß des Stopfers und des Zuführschachtes auftritt. Die kreisbogenförmige Bewegungsbahn der Stirnplatte des Stopfers gewährleistet eine sehr wirksame und betriebssichere Krafteinleitung und Kraftübertragung. Es können Kräfte aus verschiedenen Richtungen aufgenommen werden, ohne daß besondere Lagerungsvorkehrungen getroffen werden müssen. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Beschickungseinrichtung eine Optimierung der Spalte zwischen Stopfer und Zuführschacht möglich. So können der hintere und die seitlichen Spalte möglichst klein sein, um einer Verunreinigung des Zuführschachtes vorzubeugen, während der vordere Spalt größer belassen werden kann, um ein Entweichen der in den Füllstoffen eingeschlossenen Luft zu ermöglichen. Dadurch ist auch ein definiertes "Überströmen" des Stopfers an der abzureinigenden Vorderseite gewährleistet.

In Ausgestaltung der Erfindung sind an der Unterseite des Stopfers Kühlbohrungen, ein Massetemperaturfühler und/oder ein Weichmachereinspritzventil vorgesehen. Die Kühlbohrungen können durch im Stopfer verlegte Schläuche gespeist werden, so daß Rohre, die mit Stopfbuchsen abgedichtet werden müssen, nicht mehr benötigt werden. Durch die Bestückung der Unterseite des Stopfers mit einem Massetemperaturfühler und/oder einem Weichmachereinspritzventil, die wegen der verbesserten Zugäng-lichkeit des Stopfers möglich ist, ergeben sich zusätzliche verfahrenstechnische Möglichkeiten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an der Unterseite des Stopfers Nuten für die Aufnahme von Bürsten, Abstreifern o. dgl. vorgesehen. Hiermit kann, durch mehrmaliges Ein- und Ausfahren des Stopfers, in einfachster Weise und in kurzer Zeit der Zuführschacht gereinigt werden.

Das Schwenken des Stopfers um den Drehpunkt kann pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder elektrisch erfolgen. Zweckmäßigerweise wird das Schwenken des Stopfers durch einen Antrieb bewirkt, der den Stopfer winkelhebelartig betätigt. Die aus der Krafteinleitung resultierenden Reaktionskräfte bewirken im Zuführschacht und in den angrenzenden Bauteilen Druckspannungen und pressen sie somit an den Fügestellen zusammen, so daß die bei den bekannten, als Linearstopfer ausgebildeten Beschickungseinrichtungen bestehende Gefahr vermieden wird, daß sich die betreffenden Verschraubungen lösen, die zudem im Bereich des höchsten Stopfdruckes liegen.

Bei der erfindungsgemäßen Beschickungseinrichtung ist zweckmäßigerweise der Drehpunkt des Stopfers in der Trennebene zwischen der Mischkammer des Innenmischers und dem Zuführschacht angeordnet. Da in diesem Falle der Stopfer auch geringfügig unterhalb der Trennebene gelangt, ist eine Änderung der Mischkammer im Beschickungsbereich notwendig. Bei der Nachrüstung vorhan-dener Mischer mit einer erfindungsgemäßen Beschickungs-einrichtung müssen daher die Schachtplatten ausgetauscht und durch neue Schachtplatten ersetzt werden, deren innere Kontur den Radius des Zuführschachtes aufweist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind bei der Beschickungseinrichtung zwei nebeneinander angeordnete Stopfer vorgesehen. Hierbei kann die Lage der Stirnplatten der Stopfer so gewählt werden, daß sie bei zurückgeschwenktem Stopfer parallel zur Wand des Zuführ-Schachtes verlaufen, der Bewegung des Verarbeitungsgutes in Aufgaberichtung zur Extruderschnecke also nur einen geringen Widerstand entgegensetzen. Bei vorgeschwenktem Stopfer dagegen liegt dessen Stirnplatte zumindest annähernd tangential zur Extruderschnecke und erzeugt auf dem Weg dorthin wegen der zunehmenden Annäherung an die zu dieser radiale Kraftwirkung also eine optimale StopfWirkung .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stopfer bzw. sind die Stopfer aus dem Zuführschacht vollständig nach außen ausschwenkbar. Hierdurch werden die Reinigung und die Wartung des Stopfers und des Zuführschachtes wesentlich erleichtert.

Die erfindungsgemäße Beschickungseinrichtung kann noch dadurch verbessert werden, daß die beiden Bewegungsbahnen der Stopfer in einer Querebene zu der Extruderschnecke eines Schneckenextruders einander gegenüberliegend verlaufen, daß die Wand des Zuführschachtes im Bereich der Stopfer ebenflächig und mit je einer Öffnung für den Durchtritt der Stopfer versehen ist und daß die Stopfer um etwa in der Verlängerung des Zuführschachtes und beiderseits der Extruderschnecke auf deren Höhe und zu ihr parallel liegende Schwenkachsen schwenkbar gelagert sind.

Die Lage der Bewegungsbahnen sorgt für einen einwandfreien Ablauf des StopfVorgangs . Beide Stopferanordnungen,
einschließlich der - ggf. zeitlich gegeneinander versetzt, zweckmäßig abwechselnd stattfindenden - Bewegungsabläufe, können übereinstimmend bzw. symmetrisch ausgeführt werden. Diese Vereinfachung führt auch zu einer weiteren
Verringerung des Herstell- und Lageraufwandes. Die
Anpassung der Stopfer an die Wand des Zuführschachtes kann in der Weise erfolgen, daß bei zurückgeschwenktem Stopfer dessen Stirnplatte mit der Wand bündig abschließt.

Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen
Beschickungseinrichtung wird dadurch erzielt, daß an die Stirnplatten der beiden Stopfer in Richtung der
Bewegungsbahn verlaufende Seitenwände anschließen, deren Länge dem Hub der Stopfer entspricht. Dadurch ist der
Stopfer in seinen Abmessungen auf die jeweils
geringstnotwendige Größe beschränkt . Auf der
Kreisbogeninnenseite verkürzt er sich gegenüber der
Außenseite entsprechend dem geringen Abstand zur
Schwenkachse.

In Weiterbildung der Erfindung sind im Bereich der abseitig von der Extruderschnecke gelegenen Seitenwand der beiden Stopfer der Zuführschacht mit nach innen weisenden
Abstreifern ausgestattet und die Stirnplatten der beiden Stopfer an ihren den Schwenkachsen zugewandten Seiten mit Abstreifkanten versehen, die an der hier zur Schnecke des Schneckenextruders hin eingezogenen, entsprechend der Bewegung der beiden Stopfer geformten Übergangswand des Zuführschachtes entlanggleiten. Damit ist die besondere Gestaltung der erfindungsgemäßen Beschickungseinrichtung für eine höchst nachhaltige Abdichtung zwischen Stopfer und Zuführschacht mit einer Selbstreinigungswirkung genutzt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Aus-führungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Beschickungseinrichtung eines Innenmischers, wobei nur der obere Teil des Innenmischers dargestellt ist, in einem Längsschnitt, in der Beschickungsposition;

Fig. 2 die Beschickungseinrichtung gemäß Fig. 1, in der Mischposition;

Fig. 3 die Beschickungseinrichtung gemäß Fig. 1, in der Reinigungsposition;

Fig. 4 die Beschickungseinrichtung eines Schneckenextruders in einem Schnitt quer zur Schnecke des Schneckenextruders ;

Fig. 5 die Beschickungseinrichtung gemäß Fig. 4 in Seitenansicht .

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Beschickungsein- richtung besteht im wesentlichen aus einem Zuführschacht 1 und einem Stopfer 2 , die kreisbogenförmig gekrümmt sind. Der Zuführschacht 1 ist mit einer Beladeöffnung 3 versehen, die mittels einer Klappe 4 verschlossen werden kann. Der Stopfer 2 ist um einen Drehpunkt 5 schwenkbar angeordnet, wobei der Drehpunkt 5 den Mittelpunkt der kreisförmigen Krümmung bildet. Das Schwenken des Stopfers 2 um den Drehpunkt 5 wird durch einen - nicht dargestellten - Antrieb bewirkt, der den Stopfer 2 winkelhebelartig betätigt. Der Antrieb kann dabei pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder elektrisch erfolgen. An der Unterseite des Stopfers 2 ist eine Stirnplatte 6 angeordnet. Ferner sind an der Unterseite des Stopfers 2 Kühlbohrungen 7 vorgesehen. Der Drehpunkt 5 des Stopfers 2 ist in der Trennebene zwischen der Mischkammer des Innenmischers 8 und dem Zuführschacht 1 angeordnet. Der Innenmischer 8 weist in seinem oberen Bereich eine Schachtplatte 9 auf, deren innere Kontur dem Radius des Zuführschachtes 1 angepaßt ist.

Zur Beschickung des Innenmischers 8 werden der Stopfer 2 und die Klappe 4 in die Fig. 1 dargestellte Position gefahren .

Während des Mischvorgangs befinden sich der Stopfer 2 und die Klappe 4 in der Fig. 2 dargestellten Position.

Wenn eine Reinigung des Stopfers 2 und des Zuführschachtes 1 durchgeführt werden soll, wird der Stopfer 2 vollständig aus dem Zuführschacht 1 in die in Fig. 3 dargestellte Position gefahren. Diese Position ermöglicht ein Bestücken der an der Unterseite des Stopfers 2 vorgesehenen Nuten 10 mit Bürsten, Abstreifern o. dgl., mit deren Hilfe der gesamte Zuführschacht 1 durch mehrmaliges Ein- und Ausfahren des Stopfers 2 in kurzer Zeit gesäubert werden kann.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Beschickungseinrichtung ist an ein Extrudergehäuse 11 zur Aufnahme einer Extruderschnecke 12 mittels Schrauben 13 ein Zuführschacht 14 für die Beschickung des Extruders mit Verarbeitungsgut, beispielsweise zu knetendes Kautschukmaterial, angeschlossen. Der Zuführschacht 14 verengt sich an seinem unteren Ende über eine Übergangswand 15 und liegt mit der verbleibenden Öffnung über einer entsprechenden Öffnung im Extrudergehäuse 11. Seitlich am Extrudergehäuse 11 sind in Höhe der Achse der Extruderschnecke 12 und parallel zu ihr verlaufend zwei Schwenkachsen 16 und 17 angeordnet. Um diese Schwenkachsen 16 und 17 schwenkbar sind winkelhebelartig ausgebildete Gestelle 18 und 19 zweier Stopfer 20 und 21 gelagert. Die Stopfer 20 und 21 durchsetzen die Wand 22 des Zuführschachtes 14 und sind mit je einer Stirnplatte 23 und 24 sowie Seitenwänden versehen, von denen die oberen mit 25 und 26 bezeichnet sind. Die Stopfer 20 und 21 sind mittels Hydraulikantriebe 27 schwenkbar, die über Gelenkstellen 28 an den Gestellen 18 und 19 und Anlenkpunkten 29 am Zuführschacht 14 angelenkt sind. Die Länge der Seitenwände der Stopfer 20 und 21 entspricht dem Hub der Schwenkbewegung zwischen der in Fig. 4 dargestellten eingeschwenkten Lage und der ausgeschwenkten Lage, in der die Stirnplatten 23 und 24 die zugehörigen Öffnungen in der Wand 22 des Zuführschachtes 14 bündig verschließen. Die Übergangswand 15 ist entsprechend der Bewegung der inneren Seitenwand der Stopfer 20 und 21 geformt. Der Zuführschacht 14 ist an der von der äußeren Seitenwand 25 und 26 der Stopfer 20 und 21 überstrichenen Kante der betreffenden Öffnung mit einem nach innen weisenden Abstreifer 30 versehen. Die Stirnflächen 23 und 24 der Stopfer 20 und 21 weisen an ihren der Übergangswand 15 zugewandten Rändern Abstreifkanten 31 auf, mit denen sie an der Übergangswand 15 entlanggleiten .