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Patent Searching and Data


Title:
INTERNAL MIXER FOR POLYMER PROCESSING, AND METHOD FOR OPERATING SAID MIXER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/008933
Kind Code:
A1
Abstract:
A mixer (1) for mixing materials (13) in polymer processing has a mixing chamber (2) and more than two rotors (6a-6d) arranged in the mixing chamber (2). The rotors (6a-6d) can especially be designed to mesh with each other.

Inventors:
HESSE MARKUS (DE)
WÄSCHENBACH PASCAL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/068873
Publication Date:
January 11, 2024
Filing Date:
July 07, 2023
Export Citation:
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Assignee:
HARBURG FREUDENBERGER MASCHB GMBH (DE)
International Classes:
B29B7/18; B29B7/28; B29B7/74; B29B7/82
Foreign References:
JPH11147219A1999-06-02
CN109129967A2019-01-04
CN206170388U2017-05-17
US2215976A1940-09-24
JPS4321015Y11968-09-04
JP2013176750A2013-09-09
EP3746278B12022-04-20
Other References:
PETER J [DE] ET AL: "TANDEM-MISCHVERFAHREN. TEIL 5: EINSATZ BEI TECHNISCHEN GUMMIWAREN", KGK KAUTSCHUK GUMMI KUNSTSTOFFE, HÜTHIG VERLAG [DE], vol. 47, no. 9, 1 September 1994 (1994-09-01), pages 666 - 671, XP000444726, ISSN: 0948-3276
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Mischer (1) zur Mischung von Mischgut (13) in der Polymerverarbeitung, aufweisend eine Mischkammer (2) und mehr als zwei Rotoren (6a-6d) , die in der Mischkammer (2) angeordnet sind.

2. Mischer (1) nach Anspruch 1, wobei die Rotoren (6a-6d) ineinandergreifend ausgebildet sind .

3. Mischer (1) nach Anspruch 2, wobei jeder Rotor (6a-6d) mit zwei oder mehr als zwei anderen der Rotoren (6a-6d) in direktem Eingriff ist.

4. Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der derart ausgebildet ist, dass sich die Drehrichtung der ineinandergreifenden Rotoren (6a-6d) unterscheidet.

5. Mischer (1) nach Anspruch 1, bei dem die Rotoren (6a-6d) tangierend ausgebildet sind.

6. Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der vier oder mehr als vier Rotoren (6a-6d) aufweist.

7. Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer der Rotoren (6a-6d) in Gravitationsrichtung unterhalb eines anderen der Rotoren (6a- 6d) angeordnet ist.

8. Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend genau vier Rotoren (6a-6d) , die an vier Ecken eines Rechtecks angeordnet sind.

9. Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rotoren (6a-6d) einen Innenbereich (8) umgeben, wobei im Innenbereich (8) wenigstens ein Temperaturfühler (15) angeordnet ist.

10. Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rotoren (6a-6d) einen Innenbereich (8) umgeben, wobei im Innenbereich (8) wenigstens eine Abgabevorrichtung

(16) zur Einführung wenigstens einer Komponente des Mischguts (13) angeordnet ist.

11. Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen Stempel (5) zur Einbringung von ein oder mehreren Komponenten des Mischguts (13) in die Mischkammer

(2) und eine Entleerungsklappe (4) zum Entleeren der Mischkammer (2) .

12. Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine erste Mischkammer (9) und eine zweite Mischkammer (10) , wobei wenigstens in einer der Mischkammern

(9, 10) mehr als zwei Rotoren (6a-6d) angeordnet sind.

13. Verfahren zum Betrieb eines Mischers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Mischgut (13) in der Mischkammer durch gleichzeitigen Betrieb der mehr als zwei Rotoren (6a-6d) vermischt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Rotoren (6a-6d) ineinandergreifend ausgebildet sind, wobei sich die Drehrichtung der ineinandergreifenden Rotoren (6a-6d) unterscheidet .

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem wenigstens eine Komponente des Mischguts (13) in einen Innenbereich (8) , der von den Rotoren (6a-6d) umgeben ist, eingebracht wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei eine Drehrichtung der Rotoren (6a-6d) , die einer Beschickung (3) , durch die ein Hauptbestandteil des Mischguts (13) in die Mischkammer (2) eingebracht wird, nächstliegend sind, derart ist, dass das Mischgut (13) nach dem Eintritt in die Mischkammer (2) in einen Eingriffsbereich dieser Rotoren (6a-6d) gefördert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei eine Drehrichtung der Rotoren (6a-6d) , die einer Beschickung (3) , durch die ein Hauptbestandteil des Mischguts (13) in die Mischkammer (2) eingebracht wird, nächstliegend sind, derart ist, dass das Mischgut (13) nach dem Eintritt in die Mischkammer (2) weg von einem Eingriffsbereich dieser Rotoren (6a-6d) gefördert wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei vor dem Mischvorgang wenigstens ein Füllstoff (14) in die Mischkammer (2) derart eingebracht wird, dass sich der Füllstoff (14) in einem Bereich von ein oder mehreren der Rotoren (6a-6d) ansammeln kann, die in Gravitationsrichtung unterhalb von ein oder mehreren anderen der Rotoren (6a-6d) angeordnet sind, und danach ein Stempel (5) in einer Beschickung (3) abgesenkt wird.

Description:
Beschreibung

INNENMISCHER FÜR DIE POLYMERVERARBEITUNG UND VERFAHREN ZUM BETRIEB DIESES MISCHERS

Die vorliegende Erfindung betri f ft einen Mischer zur Mischung von Mischgut in der Polymerverarbeitung . Insbesondere kann es sich beim Mischgut um Elastomere für die kautschukverarbeitende Industrie handeln . Das Mischgut kann neben einem Polymermaterial auch ein oder mehrere Additive aufweisen . Der Mischer ist insbesondere als Innenmischer mit einer Mischkammer ausgebildet , in die die Komponenten des Mischguts eingefüllt werden, anschließend ein Mischprozess erfolgt und das gemischte Mischgut schließlich durch eine Entleerungsöf fnung abgegeben wird .

Grundlagen der Kautschukverarbeitung sind in der Veröf fentlichung „Technologie der Kautschukverarbeitung" von Andreas Limper, Peter Barth und Franz Graj ewski aus dem Jahr 1989 beschrieben . Die Druckschri ft EP 3 746 278 Bl of fenbart einen Innenmischer für Mischgut mit ineinandergrei fenden Rotoren .

Es ist eine Aufgabe , einen Mischer zur Polymerverarbeitung mit verbesserten Eigenschaften anzugeben . Insbesondere kann der Mischer eine verbesserte Mischleistung aufweisen .

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Mischer zur Mischung von Mischgut in der Polymerverarbeitung angegeben . Der Mischer weist eine Mischkammer auf , in der mehr als zwei Rotoren zur Mischung des Mischguts angeordnet sind .

Das Mischgut weist beispielsweise einen Hauptbestandteil und ein oder mehrere Zusätze auf . Beim Hauptbestandteil kann es sich um ein Polymermaterial , insbesondere um ein Elastomer, für die kautschukverarbeitende Industrie handeln . Bei den Zusätzen kann es sich um ein oder mehrere pulverförmige Zusätze und/oder flüssige Komponenten, wie beispielsweise ein Öl , handeln .

Bei dem Mischer handelt es sich insbesondere um einen Innenmischer zur Durchführung eines diskontinuierlichen Mischvorgangs . Es werden ein oder mehrere Komponenten in die Mischkammer eingegeben, die Mischung durch Drehung der Rotoren vermischt und schließlich die Mischung durch Öf fnen einer Entleerungsöf fnung abgegeben . Anschließend kann ein weiterer Mischvorgang durchgeführt werden . Die Zugabe von ein oder mehrere Komponenten, insbesondere eines Polymers , kann dabei über einen Stempel erfolgen, der die Komponenten in die Mischkammer drückt . Man spricht hier auch von einem Stempelkneter . Weitere Zusätze können direkt in die Kammer, beispielsweise über Düsen eingebracht werden .

Es kann sich auch um einen Tandemmischer mit einer ersten Mischkammer und einer zweiten Mischkammer handeln . Wenigstens eine der Mischkammern weist dabei mehr als zwei Rotoren auf .

Die Rotoren können ineinandergrei fend ausgebildet sein . Insbesondere ist der Mischer derart ausgebildet , dass sich die Drehrichtung der ineinandergrei fenden Rotoren unterscheidet . Dabei kann ein Betrieb nur bei unterschiedlicher Drehrichtung der ineinandergrei fenden Rotoren möglich sein . Beispielsweise überlappen sich die Drehkreise der Rotoren, so dass eine vollständige Drehung eines Rotors nur bei einer Drehung des Rotors , der im Eingri f f mit diesem Rotor ist , möglich ist . Beispielsweise sind alle Rotoren ineinandergrei fend ausgebildet , so dass eine vollständige Drehung eines Rotors nur bei Drehung aller anderen Rotoren möglich ist . Ein Rotor kann dabei mit einem anderen Rotor direkt in Eingri f f sein oder über ein oder mehrere weitere Rotoren mittelbar im Eingri f f sein .

Beispielsweise ist j eder Rotor mit genau zwei anderen Rotoren direkt im Eingri f f . Es ist auch möglich, dass j eder Rotor mit mehr als zwei anderen Rotoren direkt im Eingri f f ist . Durch die ineinandergrei fende Ausbildung eines Rotors mit mehr als einem Rotor wird der Gesamt-Eingri f fsbereich in der Mischkammer erhöht . Beispielsweise kann das Mischgut bei j eder Rotordrehung mehr als einen Eingri f fsbereich durchlaufen, so dass durch die im Eingri f fsbereich besonders ef fektive Mischung das Mischergebnis verbessert und/oder der Mischprozess beschleunigt wird . Insgesamt ist im Vergleich zu einer Mischkammer, in der lediglich zwei Rotoren angeordnet sind, die Größe des Gesamt-Eingri f fsbereichs bei gleichem Kammervolumen größer .

Wenigstens einer der Rotoren kann in Gravitationsrichtung unterhalb eines anderen der Rotoren angeordnet sein . Dies hat den Vorteil , dass Mischungsbestandteile , beispielsweise pulverförmige Komponenten, sich beim Einfüllen am unteren Rotor ansammeln können und ein Aufwirbeln durch das Vorhandensein des oberen Rotors reduziert wird .

In der Mischkammer können genau vier Rotoren angeordnet sein . Beispielsweise grei fen die Rotoren reihum ineinander ein . Die Rotoren können an den Ecken eines Quadrates angeordnet sein .

Alternativ können die Rotoren auch tangierend ausgebildet sein, so dass sich die Drehkreise nicht überlappen und damit eine vollständige Drehung eines Rotors ohne Drehung eines weiteren Rotors möglich ist . Dabei ist es möglich, dass alle Rotoren tangierend ausgebildet sind, so dass keiner der Rotoren mit einem anderen Rotor im Eingri f f ist . Es ist auch möglich, dass einige der Rotoren zueinander tangierend ausgebildet sind und somit weder unmittelbar noch mittelbar ineinandergrei fen und einige andere Rotoren ineinandergrei fend ausgebildet sind . Beispielsweise können j eweils nur Paare von Rotoren ineinandergrei fend ausgebildet sein und die Paare zueinander tangierend ausgebildet sein . Die Rotoren können einen Innenbereich umgeben, in dem ein oder mehrere Komponenten des Mischers angeordnet sind . Der Innenbereich ist dabei ein Bereich, der nicht im Eingri f fsbereich der Rotoren liegt .

Beispielsweise ist im Innenbereich ein Temperaturfühler angeordnet . Durch die Anordnung im Innenbereich ist eine Temperaturmessung ohne Beeinflussung durch die Temperatur einer Gehäusewandung der Mischkammer möglich, so dass die Temperaturbestimmung genauer erfolgen kann .

Alternativ oder zusätzlich dazu kann im Innenbereich eine Abgabevorrichtung zur Einführung wenigstens einer Komponente des Mischguts angeordnet sein . Beispielsweise handelt es sich um eine Einspritzdüse zur Einbringung eines flüssigen Zusatzes , wie beispielsweise Öl . Durch die Einbringung der Komponente im Innenbereich kann die Einmischung der Komponente in das Mischgut verbessert werden . Zudem kann das Auftreten eines Schmierfilms an einer Wandung der Mischkammer reduziert werden .

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb des vorhergehend beschriebenen Mischers angegeben . Im Verfahren wird das Mischgut durch gleichzeitigen Betrieb der mehr als zwei Rotoren vermischt . Ein oder mehrere Komponenten des Mischguts können dabei mittels eines Stempels in die Mischkammer eingebracht werden . Zudem können ein oder mehrere Komponenten direkt in einen von den Rotoren umgebenen Innenbereich eingebracht werden . Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen flüssigen Zusatz , wie Öl .

Die Rotoren können ineinandergrei fend ausgebildet sind, wobei sich die Drehrichtung der ineinandergrei fenden Rotoren unterscheidet .

Die Drehrichtung der Rotoren kann derart sein, dass die

Rotoren, die einer Beschickung, durch die ein Hauptbestandteil der Mischung eingebracht wird, das Mischgut nach dem Eintritt in die Mischkammer direkt in einen Eingri f fsbereich dieser Rotoren fördern . Es ist auch möglich, eine entgegen gesetzte Drehrichtung zu wählen .

Im Verfahren kann ein Füllstof f , insbesondere ein pulverförmiger Füllstof f in die Mischkammer eingebracht werden . Der Füllstof f kann sich dann durch Gravitation in einem unteren Bereich der Mischkammer ansammeln . Insbesondere kann sich der Füllstof f im Bereich von ein oder mehreren Rotoren ansammeln, die in Gravitationsrichtung unterhalb von ein oder mehreren anderen Rotoren angeordnet sind . Erst danach wird ein Stempel in der Beschickung zur Einbringung einer weiteren Komponente des Mischguts abgesenkt . Auf diese Weise kann ein stempelinduziertes Aufwirbeln des Füllstof fs vermindert werden .

Die vorliegende Erfindung umfasst mehrere Aspekte , insbesondere Vorrichtungen und Verfahren . Die für einen der Aspekte beschriebenen Merkmale , Eigenschaften und

Aus führungs formen sollen entsprechend auch für den anderen Aspekt gelten .

Zudem ist die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände nicht auf die speziellen Aus führungs formen beschränkt . Vielmehr können die Merkmale der einzelnen Aus führungs formen - soweit technisch sinnvoll - miteinander kombiniert werden .

Im Folgenden werden die hier beschriebenen Gegenstände anhand schematischer Aus führungsbeispiele näher erläutert .

Es zeigen :

Figur 1 im Querschnitt einen Mischer gemäß einer

Aus führungs form, Figur 2 im Querschnitt die Mischkammer des Mischers aus Figur 1 in vergrößerter Darstellung,

Figur 3 im Querschnitt eine weitere Aus führungs form einer Mischkammer,

Figur 4 im Querschnitt einen Mischer gemäß einer weiteren Aus führungs form,

Figur 5 im Querschnitt eine Darstellung der Ansammlung einer Komponente des Mischguts in einer Mischkammer,

Figur 6 im Querschnitt eine weitere Aus führungs form einer Mischkammer,

Figur 7 im Querschnitt eine weitere Aus führungs form einer Mischkammer,

Figur 8 in schematischer Ansicht Verfahrensschritte eines Mischverfahrens .

Vorzugsweise verweisen in den folgenden Figuren gleiche Bezugs zeichen auf funktionell oder strukturell entsprechende Teile der verschiedenen Aus führungs formen .

Figur 1 zeigt eine Aus führungs form eines Mischers 1 aufweisend eine Mischkammer 2 . Die Mischkammer 2 kann über eine Beschickung 3 von oben befüllt werden und über eine Entleerungsklappe 4 nach unten entleert werden . Bei dem Mischgut handelt es sich beispielsweise um ein oder mehrere Polymere , insbesondere um eine Rohgummimischung . Die Beschickung erfolgt dabei mit einem Stempel 5, der das Mischgut in die Mischkammer 2 befördert.

Bei dem Mischer 1 handelt es sich insbesondere um einen sogenannten Innenmischer, der zur Ausführung eines diskontinuierlichen Mischprozess ausgebildet ist. Hierbei wird das Mischgut in die Mischkammer 2 eingebracht, ein Mischvorgang durchgeführt und nach der Mischung die Mischkammer 2 entleert.

In der Mischkammer 2 sind mehr als zwei Rotoren 6a, 6b, 6c, 6d angeordnet. Die Rotoren 6a-6d weisen beispielsweise jeweils einen Rotorgrund und ein oder mehrere Rotorflügel auf. Die Rotoren 6a-6d sind ineinandergreifend ausgebildet. Somit überlappen sich die Drehkreise der Rotoren 6a-6d, so dass keiner der Rotoren 6a-6d eine vollständige Umdrehung ausführen kann, ohne dass sich wenigstens ein anderer der Rotoren 6a-6d ebenfalls dreht. Insbesondere können sich ineinandergreifende Rotoren 6a-6d auch nicht mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen. Das Ineinandergreifen der Rotoren 6a-6d kann analog zum Ineinandergreifen von Zahnrädern ausgestaltet sein. Die Eingriffsbereiche 17 der Rotoren 6a-6d, also die Bereiche, in denen sich die Drehkreise überschneiden, sind hier eingekreist angedeutet. Bei der hier gezeigten Aus führungs form ist eine vollständige Drehung eines der Rotoren 6a-6d nur bei Drehung aller Rotoren 6a-6d möglich. Jeder der Rotoren 6a-6d befindet sich mit zwei weiteren der Rotoren 6a-6d direkt im Eingriff.

Die Rotoren 6a-6d sind an den Ecken eines Quadrats angeordnet. Je nach Ausführung der Rotoren 6a-6d ist auch eine andere Anordnung möglich. Es können auch mehr als vier Rotoren 6a-6d in der Mischkammer angeordnet sein. Insbesondere sollte bei ineinandergreifenden Rotoren, bei denen jeweils zwei Rotoren miteinander in Eingriff sind, die Anzahl der Rotoren geradzahlig sein. Durch die ineinandergrei fende Ausbildung der Rotoren 6a- 6d kann die dispersive und/oder distributive Mischleistung des Mischers 1 erhöht werden . Dies beruht darauf , dass die Mischleistung im Eingri f fsbereich ineinandergrei fender Rotoren 6a- 6d besonders hoch ist . Durch die mehr als zwei ineinandergrei fenden Rotoren 6a- 6d erhöht sich die Anzahl der Durchläufe des Mischguts durch den Eingri f fsbereich j e Rotorumdrehung . Insbesondere kann sich die Anzahl verdoppeln . Zudem teilt sich das Mischgutvolumen bei vier Rotoren 6a- 6d auf vier Eingri f fsbereiche auf , wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Durchlaufs vier Mal höher ist .

Durch einen derartigen Mischer 1 können die volumetrischen Vorteile eines großen Mischers mit den qualitativen Vorteilen eines kleinen Mischers erreicht werden . Die qualitativen Vorteile eines kleinen Mischers liegen dabei unter anderem in der kleineren Spaltgröße zwischen den Rotoren im Eingri f fsbereich und zwischen den Rotoren und der Mischkammerwandung . Beim erfindungsgemäßen Konzept wird der Gesamt-Eingri f fsbereich erhöht . Somit kann eine hohe Mischqualität mit einer geringeren Zahl von Überrollungen, d . h . mit weniger vollständigen Drehungen der Rotoren 6a- 6d, erreicht werden . Auf diese Weise kann die Mischzeit verkürzt und somit der Durchsatz bei gleicher Qualität des Mischguts , im Vergleich zu Mischern mit nur zwei Rotoren, erhöht werden . Alternativ kann bei gleicher Mischzeit und gleichem Durchsatz eine höhere Qualität des Mischguts erzielt werden .

Darüber hinaus kann das Mischgut besser temperiert werden . Beispielsweise sind in einer Wandung 7 der Mischkammer 2 und/oder in den Rotoren 6a- 6d Kühlkanäle ausgebildet , die von einer Kühl flüssigkeit durchströmt werden . Bei der Ausbildung von mehr als zwei Rotoren ist das Verhältnis von Temperieroberfläche zu Mischkammervolumen günstiger, da mehr temperierbare Oberfläche zur Verfügung steht . Beispielsweise ist das Verhältnis von Temperieroberfläche zu Mischkammervolumen, bezogen auf ein Mischkammervolumen von beispiels- weise ca . 250 1 , bei der hier gezeigten Aus führungs form um ca . 21 % höher als bei einem, dem Stand der Technik entsprechenden, Mischer mit nur zwei Rotoren .

Bei gleichem Mischkammervolumen ist zudem der Abstand zwischen Rotorgrund und Wandung 7 der Mischkammer 2 geringer als bei einer Mischkammer mit nur zwei ineinandergrei fenden Rotoren . Somit kann die Temperatur des Mischguts schneller verändert werden . Dies ist insbesondere bei Mischgutmaterial wie Kautschuk, das ein schlechter Wärmeleiter ist , von großer Bedeutung . Somit kann im Mischvorgang eine geringere Temperatur eingestellt werden . Durch die höhere Viskosität und die damit höhere Scher- und Dehnspannung kann somit eine bessere Mischqualität erzielt werden . Alternativ kann der Mischer 1 mit höheren Drehzahlen betrieben werden, so dass bei gleicher Temperatur eine Durchsatzsteigerung erreicht werden kann .

Somit kann die Mischguttemperaturführung und -kontrolle während des Mischens verbessert werden . Insbesondere kann im Vergleich zu herkömmlichen Mischern bei einer niedrigeren Temperatur gemischt werden und damit die Mischqualität verbessert werden . Alternativ kann bei gleicher Temperatur mit höherer Drehzahl gemischt werden, so dass der Durchsatz gesteigert wird .

Ein weiterer Vorteil bei der Ausbildung von mehr als zwei ineinandergrei fenden Rotoren 6a- 6d ist es , dass Öle und andere flüssige Komponenten ef fektiver in das Mischgut eingearbeitet werden können . Durch die Zwangsverdrängung des Mischguts im Eingri f fsbereich der Rotoren 6a- 6d wird die Einarbeitung eines Öls in eine Kautschukmatrix beschleunigt . In der gezeigten Aus führungs form sind vier derartige Eingri f fsbereiche vorhanden, so dass eine gute Mischqualität mit weniger Überrollungen der Rotoren 6a- 6d erreicht werden kann . Beispielsweise kann bei gleicher Qualität die Mischzeit verkürzt und der Durchsatz gesteigert werden . Alternativ kann bei gleichbleibender Mischzeit und gleichem Durchsatz die Mischqualität im Vergleich zu herkömmlichen Mischern verbessert werden .

In weiteren Aus führungs formen ist es auch möglich, dass ein oder mehrere Rotoren tangierend zueinander ausgebildet sind, so dass ein oder mehrere Rotoren auch unabhängig von ein oder mehreren anderen Rotoren eine vollständige Drehung aus führen können . Beispielsweise können nur die zwei oberen Rotoren 6a, 6b und nur die zwei unteren Rotoren 6c, 6d ineinandergrei fen, so dass sich die Drehkreise der oberen Rotoren 6a, 6b nicht mit den Drehkreisen der unteren Rotoren 6c, 6d überschneiden und sich die oberen Rotoren 6a, 6b unabhängig von den unteren Rotoren 6c, 6d drehen lassen . Es können auch alle Rotoren tangierend zueinander ausgebildet sein .

In einer weiteren Aus führungs form ist es auch möglich, dass ein oder mehrere Rotoren mit mehr als zwei Rotoren direkt in Eingri f f sind .

Die Rotoren 6a- 6d können beim Mischen mit einer Drehrichtung wie in den Figuren 1 und 2 zu sehen betrieben werden . Dabei ist die Drehrichtung der zwei oberen Rotoren 6a, 6b, d . h . die der Beschickung 3 nächstliegenden Rotoren 6a, 6b, derart , dass von oben eingeführtes Mischgut in einen Innenbereich 8 zwischen den vier Rotoren 6a- 6d gefördert wird . Auf diese Weise kann ein besonders gutes Einzugsverhalten des Mischers 1 erreicht werden .

Figur 3 zeigt eine Aus führungs form, bei der die Drehrichtung der Rotoren 6a- 6d entgegengesetzt zu der in Figur 2 gezeigten Drehrichtung ist .

Insbesondere weisen die oberen Rotoren 6a, 6b eine Drehrichtung auf , durch die das Mischgut zuerst nach außen befördert wird . Durch das Zusammenwirken der oberen Rotoren 6a, 6b mit dem j eweils darunter liegenden unteren Rotor 6c, 6d wird das Mischgut dann in den Innenbereich 8 gefördert . Aufgrund der gezeigten Drehrichtung der unteren Rotoren 6c, 6d wird das Mischgut durch den Eingri f fsbereich dieser Rotoren 6c, 6d direkt in Richtung Entleerungsklappe 4 gefördert , so dass das Austragsverhalten des Mischers 1 optimiert werden kann .

Es ist auch möglich, die Drehrichtung im Betrieb zu ändern, um zu Beginn des Mischvorgangs ein optimiertes Einzugsverhalten und am Ende des Mischvorgangs ein optimiertes Austragsverhalten zu erzielen . Beispielsweise liegt zuerst die in Figur 2 gezeigte Drehrichtung und dann die in Figur 3 gezeigte Drehrichtung vor .

Figur 4 zeigt eine weitere Aus führungs form eines Mischers 1 . Es handelt sich insbesondere um einen sogenannten Tandemmischer .

Der Mischer 1 weist eine erste Mischkammer 9 und eine zweite Mischkammer 10 auf . Die erste Mischkammer ist eine obere Mischkammer und die zweite Mischkammer ist eine untere Mischkammer . Ansonsten ist der Aufbau analog zu dem in Figur 1 gezeigten Mischer . Das Mischgut wird durch einen Stempel 5 über die Beschickung 3 in die obere Mischkammer 9 befördert und dort einem ersten Mischvorgang unterzogen . Anschließend gelangt das Mischgut durch eine erste Entleerungsklappe 11 der ersten Mischkammer 9 in die zweite Mischkammer 10 und wird dort einem zweiten Mischvorgang unterzogen . Anschließend fällt das Mischgut durch Öf fnen einer zweiten Entleerungsklappe 12 nach unten aus dem Mischer 1 .

In j eder der beiden Mischkammern 9 , 10 sind j eweils vier ineinandergrei fende Rotoren, wie zu den Aus führungs formen der Figuren 1 bis 3 beschrieben, angeordnet . Es ist auch möglich, dass nur die obere Mischkammer 9 oder nur die untere Mischkammer 10 mehr als zwei Rotoren aufweist . Es ist auch möglich, dass eine der Mischkammern 9 , 10 eine größere Anzahl an Rotoren aufweist als die andere der Mischkammern 9 , 10 . Es können auch spezi fische Aus führungs formen der Mischkammern, wie zu den Figuren 1 und 2 beschrieben, miteinander kombiniert werden .

Figur 5 zeigt eine Aus führungs form einer Mischkammer 2 gemäß den vorgehend beschriebenen Aus führungs formen, wobei in der Mischkammer 2 ein Bestandteil des Mischguts 13 in Form eines pulverförmigen Füllstof fs 14 abgebildet ist .

Vor dem eigentlichen Mischvorgang werden ein Polymer, insbesondere ein Kautschukmaterial , und der pulverförmige Füllstof f 14 durch die Beschickung 3 in die Mischkammer 2 zugegeben . Beispielsweise wird der Füllstof f 14 durch seitlich angebrachte Schütten in die Beschickung 3 gegeben . I st die Dosierung abgeschlossen, senkt sich der Stempel 5 und presst die Mischungsbestandteile in die Mischkammer 2 . Während der Bewegung verdrängt der Stempel 5 Luft im Prinzip einer Luftpumpe . Dies kann zu Aufwirbelungen pulverförmiger Mischungsbestandteile führen, welche dann oftmals ungewollt von einem Aspirationssystem abgesaugt werden . Der abgesaugte Filterstaub ist oft Undefiniert zusammengesetzt und kann nur schwer ohne Einbußen in der Qualität zurückgeführt werden, so dass nur eine kostenpflichtige Entsorgung möglich ist .

Bei der gezeigten Aus führungs form kann der pulverförmige Füllstof f 14 nun gravimetrisch in die untere Häl fte der Mischkammer 2 fallen, in der die unteren Rotoren 6c, 6d angeordnet sind . Durch die darüber angeordneten oberen Rotoren 6a, 6b ist der Füllstof f 14 von den stempelinduzierten Luftverwirbelungen abgeschirmt , so dass weniger Material durch eine Aspiration verloren geht . Somit kann die Materialqualität durch eine bessere Kontrolle der Füllstof fmenge und damit eine genauere Zusammensetzung nach Rezeptur erhöht werden . Zudem sind eine Reduktion von Materialkosten und ein umweltfreundlicher Betrieb durch weniger Materialentsorgung ermöglicht . Darüber hinaus müssen weniger Reinigungsarbeiten durchgeführt werden, so dass die Mischzyklen verkürzt werden können . Insbesondere kann eine Reinigung des Stempels 5 während des Mischens entfallen .

Figur 6 zeigt eine weitere Aus führungs form einer Mischkammer 2 für den Mischer 1 wie vorhergehend beschrieben . Zusätzlich zu den bei den vorhergehenden Figuren beschrieben Merkmalen ist in einem von den Rotoren 6a- 6d umgebenen Innenbereich 8 ein Temperaturfühler 15 zur Messung der Temperatur des Mischguts angeordnet .

Der Innenbereich 8 wird von keinem der Rotoren 6a, 6d berührt , so dass sich dieser Bereich zur Anordnung von weiteren Komponenten gut eignet . Beispielsweise befindet sich der Innenbereich 8 im Mittelpunkt der Anordnung der Rotoren 6a- 6d .

Im Vergleich zu einer Anordnung des Temperaturfühlers 15 in einem Bereich der Wandung 7 der Mischkammer 2 , ist der Temperaturfühler 15 in der hier gezeigten Aus führungs form tiefer in der Mischkammer 2 platziert . Dies ermöglicht eine genauere Temperaturmessung und störende Randeinflüsse , wie eine Temperierung der Mischkammer 2 , kommen weniger zum Tragen .

Figur 7 zeigt eine weitere Aus führungs form einer Mischkammer 2 für den Mischer 1 wie vorhergehend beschrieben . Im Innenbereich 8 ist eine Abgabevorrichtung 16 zur Einführung von ein oder mehreren Bestandteilen der Mischung vorgesehen .

Beispielsweise handelt es sich bei der Abgabevorrichtung 16 um einen Inj ektor, insbesondere um ein In ektionsventil , für flüssige Mischungskomponenten . Hierbei kann es sich um Öl oder andere flüssige Komponenten handeln .

Die Abgabe erfolgt somit fern von der Wandung 7 der

Mischkammer 2 , so dass die Ausbildung von Schmierfilmen an der Innenseite der Wandung 7 reduziert werden kann . Üblicherweise erfolgt eine Inj ektion derartiger Komponenten durch einen seitlichen Bereich der Wandung 7 der Mischkammer 2 , so dass sich dort leicht Schmierfilme bilden, was zu einer verminderten Leistungsaufnahme des Mischers 1 und einer verlängerten Mischzeit führt . Durch die Abgabe direkt in den Innenbereich 8 kann aufgrund der geringeren Tendenz zur Schmierfilmbildung die Mischzeit verkürzt und der Durchsatz der Maschine gesteigert werden .

Die Abgabevorrichtung 16 kann zusätzlich oder alternativ zum Temperaturfühler 15 der Figur 6 vorhanden sein .

Beispielsweise sind die Abgabevorrichtung 16 und der Temperaturfühler 15 nebeneinander angeordnet . Beispielsweise sind die Abgabevorrichtung 16 und/oder der Temperaturfühler 15 entlang einer Achse angeordnet , die parallel zur Drehachse der Rotoren 6a- 6d verläuft .

Figur 8 zeigt ein Verfahren zur Mischung eines Mischguts mit einem Mischer 1 wie vorhergehend beschrieben .

Im Verfahren wird die Mischkammer 2 mit Komponenten des Mischguts befüllt . Dabei kann in einem ersten Schritt A ein pulverförmiges Material in die Mischkammer 2 gegeben werden . Nach einer Wartezeit , in der sich das pulverförmige Material in der Mischkammer 2 absetzt , wie beispielsweise in Figur 5 dargestellt , wird eine Hauptkomponente , wie beispielsweise ein Polymer, zugegeben . Die Zugabe kann in einem Schritt B über einen Stempel erfolgen, der das Material in die Mischkammer 2 drückt .

In einem weiteren Schritt C wird eine flüssige

Mischungskomponente , wie z . B . Öl , in einen Innenbereich 8 zwischen den Rotoren 6a- 6d zugegeben . Beispielsweise erfolgt Schritt C vor und/oder während des Vermischens des Mischguts . Es ist möglich, dass nur einer der Schritt A und C oder beide dieser Schritte durchgeführt werden .

Nach dem Vermischen wird das Mischgut aus der Mischkammer 2 entnommen, beispielsweise durch Öf fnen einer Entleerungsklappe 4 .

Be zugs Zeichen

1 Mischer

2 Mischkammer

3 Beschickung

4 Entleerungsklappe

5 Stempel

6a Rotor

6b Rotor

6c Rotor

6d Rotor

7 Wandung

8 Innenbereich

9 erste Mischkammer

10 zweite Mischkammer

11 erste Entleerungsklappe

12 zweite Entleerungsklappe

13 Mischgut

14 Füllstof f

15 Temperaturfühler

16 Abgabevorrichtung

17 Eingri f fsbereich