DE4330090A1 - Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Bei derartigen Walzwerken zum kontinuierlichen Mischen, Homogenisieren, Plastifizieren und Transportieren von Kunststoffen, Gummi, und anderen plastifizierbaren Materialien ist es erforderlich, daß die Materialien, unabhängig vom Zustand ihrer Viskosität zum Zeitpunkt der Aufgabe auf das Walzwerk, vom Walzwerk intensiv und zuverlässig bearbeitet werden. Dabei soll sichergestellt sein, daß die Scher- und/oder Knetdrücke im Plastifi­ zierungsspalt, insbesondere zwischen den beiden Walzen, hinreichend klein gehalten werden können. Außerdem muß dort gewährleistet sein, daß die Haftung des Materials auf der sich schneller drehenden und höher beheizten Walze nicht zu niedrig ist, um zu verhindern, daß unbearbeitetes Material dem Spaltdruckaufbau ausweicht und oberhalb der zweiten oder Gegenwalze länger, in Form von unbearbeiteten Materialzungen, verweilt, was zu Quali­ tätsschwankungen des Walzproduktes führen kann.

Aus der EP-A-0 148 966 ist ein Misch- und Scherwalzwerk bekannt, bei dem die beiden Walzen von Innen und von Außen temperiert sind. Die auf dem Umfang der Walzen angeordneten scharfkantigen Nuten können eine Nutstei­ gung von 5° bis 45° aufweisen.

Dieses Walzwerk kann für Materialien mit einer bestimmten spröden Härte optimal eingesetzt werden, weil diese genügend Spaltdruck erzeugen und da durch der Materialtransport durch die Nuten eng begrenzt ist. Für weich­ plastisches Material ist dieses Walzwerk ungeeignet.

Desweiteren ist aus der EP-A-0 231 398 ein kontinuierliches Misch- und Scherwalzwerk bekannt, bei dem einerseits das Drehzahlverhältnis der bei­ den Walzen im Zeitrhythmus von 5 bis 50 Sekunden im Verhältnis von maximal 5 : 1 bis maximal 1 : 5 periodisch geändert wird und andererseits in Anpassung an das Aufschmelzverhalten des Materials die beiden Walzen über eine In­ nentemperierung und über eine äußere Strahlungsheizung auf verschiedene Temperaturhöhen entlang der Ballenlänge der Walzen temperiert wird.

Außerdem ist aus der EP-A-0 324 800 ein Misch- und Scherwalzwerk für pla­ stifizierbares Material bekannt, bei dem auf beiden Walzen Nuten mit einer Nutensteigung bezogen auf die Walzenachsen von größer als 75° angeordnet sind, wobei die Zwischenstege zwischen den Nuten mindestens zweimal so breit sind, wie die Nuten breit sind, und das Verhältnis des Durchmessers der Walzen zur Länge der Walzen größer als 1 zu 10 und kleiner als 1 zu 20 ist.

Auch die in den letzten beiden Dokumenten beschriebenen Walzwerke stellen noch keine optimale Lösung zur Verarbeitung zueinander in der Viskosität stark unterschiedlicher Materialien dar, zumal der Materialtransport im Plastifizierungsspalt für die verschiedenen Materialtypen noch nicht si­ chergestellt ist und die Spaltdrücke bei den dort vorgesehenen Steigungen noch zu groß sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzwerk der eingangs genann­ ten Art so zu verbessern, daß im Walzprozeß nicht nur eine intensive aber schonende Scherung von Ausgangsmaterialien unterschiedlichster Art und/oder in den verschiedensten niedrigviskosen bis hin zu hartspröden Zu­ standsformen ermöglicht und trotzdem ein sicherer Einzug in den Plasti­ fizierungsspalt gewährleistet ist, sondern auch, daß ein ausreichend großer Materialhaftfaktor auf der betreffenden Walze sichergestellt wird, um ein Ausweichen der zu bearbeitenden Materialien beim Aufbau des Spalt­ drucks auszuschließen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Schutzan­ spruchs 1 gelöst und in den Unteransprüchen sind weitere Merkmale bean­ sprucht.

Vorteilhaft bei diesem neuen Walzwerk ist nicht nur der räumlich klare An­ fang und begrenzte Verlauf der einzelnen Temperierzonen T1 und T2 in den jeweiligen Walzen, wobei dort die Durchflußmenge der Temperierflüssigkeit in den einzelnen Temperierkreisläufen völlig unabhängig voneinander regel­ bar ist, sondern auch der spezifische, äußerst wirksame Nutverlauf auf den Mantelflächen der Walzen, in einer Kombination von Nuten mit einem insbe­ sondere völlig stufenlosen, kontinuierlichen Anstieg der Nutensteigung, mit achsparallelen Nuten relativ geringer Tiefe. Vorteilhaft ist ferner eine Walzenpaarung mit einer unterschiedlichen Anzahl von Nuten auf den einzelnen Walzen.

Ausführungsbeispiele mit diesen und weiteren vorteilhaften Merkmalen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Walzenpaarung für ein Misch- und Scherwalzwerk mit den jeweiligen Temperierkreisen in den einzelnen Walzen und mit auf die einzelnen Walzen bezogene Diagramme über den Temperaturverlauf der Temperierflüssigkeit in Abhängigkeit von der Walzenlänge,

Fig. 2 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegel­ bildlich gegenläufigen relativ flachen Steigungsanstieg der Nuten,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Walzenpaarausschnitts im Bereich des Plastifizierungsspaltes,

Fig. 4 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegel­ bildlich gegenläufigen relativ steilen Steigungsanstieg der Nuten,

Fig. 5 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegel­ bildlich gegenläufigen, völlig stufenlos kontinuierlichen, relativ flachen Steigungsanstieg der Nuten und mit axialverlaufenden rela­ tiv flachen Nuten,

Fig. 6 ein Walzenpaar für ein Misch- und Scherwalzwerk mit einem spiegel­ bildlich gegenläufigen, völlig stufenlos kontinuierlichen, relativ steilen Steigungsanstieg der Nuten und mit axialverlaufen relativ flachen Nuten,

Fig. 7 eine schaubildliche Ansicht eines Walzenpaarausschnitts im Bereich des Plastifizierungsspaltes,

Fig. 8 eine schaubildliche Querschnittsansicht durch ein Walzenpaar ohne Axialnutrillen und

Fig. 9 eine schaubildliche Querschnittsansicht durch ein Walzenpaar mit Axialnutrillen.

Die Fig. 1 zeigt im einzelnen die beiden achsparallel zueinander angeord­ neten, drehbar gelagerten Walzen 1 und 2. Dabei wirken die Walze 1 als so­ genannte Arbeitswalze und die Walze 2 als sogenannte Gegenwalze.

Auf der Walze 1 bezeichnet 13a einen Temperierkanal der Temperierzone T1, der auf der Seite der Materialaufgabe 9 beginnt und über ca. 2/3 der Ge­ samtlänge der Walze 1 verläuft. Das restliche Drittel, hin zur Material­ abnahme 10, entsprechend der vorgesehenen Temperierzone T2, wird von einem Temperierkanal 13b temperiert.

Auf der Walze 2 bezeichnet 13c einen Temperierkanal der dortigen Tempe­ rierzone T1, der auf der Seite der Materialaufgabe 9 über ca. 1/3 der Ge­ samtlänge der Walze 2 verläuft. Die restlichen 2/3 der Gesamtlänge der Walze 2, hin zur Materialabnahme 10, entsprechend der dort vorgesehenen Temperlerzone T2, wird von dem Temperierkanal 13d temperiert.

Aus den, den einzelnen Walzen 1 und 2 zugeordneten Diagrammen ist ersicht­ lich, daß in der Temperierzone T1 der Walze 1 die Vorlauftemperatur der Temperierflüssigkeit im Bereich der Materialaufgabe 9 ca. 200°C beträgt. Dadurch wird das kalt aufgegebene Material sehr schnell in den Schmelzbe­ reich erwärmt. Entsprechend schnell kühlt sich die Temperierflüssigkeit zum Ende der Temperierzone T1 hin, auf ca. 160°C ab. Auf diese Weise wird die Materialtemperatur beim Bearbeitungsvorgang im Plastifizierungsspalt 3 über etwa 2/3 der Walzenlänge hinreichend stabilisiert. Die Temperierflüs­ sigkeit verläßt dann über das Walzeninnere und die Drehdurchführung 14 im Bereich der Walzenlager 15 das System. Sie wird in einem nicht näher dar­ gestellten Temperiergerät aufgeheizt und wieder in den Kreislauf gepumpt. Über eine Mengenregelung der Temperlerflüssigkelt wird der Verlauf der Temperaturkurve über die Walzenlänge eingestellt. Bei einer entsprechenden Mengendrosselung auf ein Drittel, kann der Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauftemperatur durchaus bis zu 40°C erreichen.

Auf der Materialabnahmeseite 10, im Bereich der Temperierzone 2, wird die Temperierflüssigkeit mit relativ tiefen Temperaturen, z. B. mit 130°C, aber auf kleine Menge gedrosselt, im Gegenstrom zum Produkt, zugeführt. Dort entzieht man dem Produkt auf der Walze 1 örtlich soviel Temperatur, bis es auf der Mantelfläche 4 nicht mehr klebt, zähfest ist und leicht als Streifen, oder nach Passieren einer Granulatlochtrommel als Zylindergranu­ lat trocken abgenommen werden kann.

Während das Material sich auf der Walze 1 abkühlt, heizt sich die Tempe­ rierflüssigkeit im Gegenstrom soweit auf, daß sie im Vergleich zum Rück­ strom des Kreislaufs der Temperierzone T1 keinen Temperatursprung mehr aufweist. Auf diese Weise wird der sonst bei großen Temperaturunterschie­ den beobachtete Schmelzstau im Materialknet des Plastifizierungsspaltes 3 beim Übergang von der ersten Temperierstufe T1 in die zweite Temperier- oder Abkühlstufe T2 vermieden.

Die materialfreie Gegenwalze, oder Walze 2, muß so temperiert werden, daß trotz großer Scherenergie im Plastifizierungsspalt 3 die Mantelfläche 5 überall zwar temperiert, aber genügend außerhalb des Klebebereichs des Ma­ terials bleibt.

Da dort der größte Energieumsatz in der Mitte der Walzenlänge erfolgt, ist auf der Walze 2 eine andere Aufteilung der Temperierzonen T1 und T2 vorge­ sehen, im Vergleich zur Walze 1. Die Temperierzone T1 der Walze 2 reicht längstens bis zur Walzenmitte. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Tempe­ rierzone T1 nur über ca. 1/3 der Walzenlänge zu erstrecken. Auch in dieser Zone T1 wird im Vorlauf, im Gleichstrom zum Material, zunächst eine rela­ tiv hoch temperierte Temperierflüssigkeit von ca. 180°C mit insbesondere gedrosseltem Volumenstrom zugeführt, um unter Wärmeabgabe möglichst viel kaltes Material auf Bearbeitungstemperatur zu bringen.

Die, im Anschluß an die Temperierzone T1 beginnende, Temperierzone T2 zur Ableitung der Scherenergie ist über ca. 2/3 der Walzenlänge erforderlich, um die Einbringung einer großen Menge Dispergierenergie in das Material 11 zu ermöglichen, ohne die Materialtemperatur zu erhöhen.

Die Abfuhr von Scherenergie über diese zweite Temperierzone T2 der Walze 2 erfolgt, wie bei der Temperlerzone T2 der Walze 1, im Gegenstrom zu dem zu bearbeitenden Material. Die Temperaturen der Mantelfläche 5 der Walze 2 müssen überall nahe unterhalb der Klebetemperatur des Materials bleiben.

Deshalb ist es erforderlich, daß ein relativ großer Volumenstrom an Tempe­ rierflüssigkeit in dieser Temperaturzone T2 der Walze 2 fließt.

Die Mengenregelung kann in allen Temperierkreisläufen insbesondere mit drehzahlgeregelten Pumpen oder über Drosselregler erfolgen, die im Rück­ lauf des jeweiligen Temperierkreislaufs liegen.

Die zuvor beschriebenen Maßnahmen, insbesondere die Verlängerung der Tem­ perierzone T1 der Walze 1 auf ca. 2/3 der Walzenlänge bezogen auf die Ma­ terialaufgabe 9, und gleichzeitig seitenverkehrt die Verlängerung der Ab­ kühlzone der Temperierzone T2 der Walze 2 bezogen auf die Materialabnahme 10, dienen der Vergrößerung des Arbeitsbereichs eines derartigen Walz­ werks. Insbesondere wird durch die aus dem Stand der Technik bekannte Ver­ längerung der Walzenlänge und die vorliegende besondere Aufteilung der Temperierzonen T1 und T2, sowie die individuelle Mengenregelung der Tem­ perierflüssigkeiten, eine wesentliche Steigerung der Mengenleistung und der Dispergierqualität erzielt.

Um eine gegenseitige Beeinflussung der vorgesehenen Rohrleitungen der ein­ zelnen Temperierkanäle 13a, 13b, 13c und 13d konstruktiv hinreichend aus­ zuschließen und um eine völlig freie Wahl der einzelnen Temperaturstufen zu erreichen, werden die Zu- und Abführleitungen der einzelnen Temperier­ kanäle von beiden Stirnseiten der Walzenzapfen 16 der Walzen 1 und 2 her geführt. Insbesondere sind die einzelnen Temperierkanäle 13a, 13b, 13c, 13d als eingängige Wendelkanäle ausgeführt. Damit wird die dem Material angepaßte Temperaturkurve entlang des Plastifizierungsspaltes 3 in vor­ teilhafter Weise erzielt, indem man dort desweiteren, den Mengenstrom der Temperierflüssigkeit drosselt oder verstärkt.

Die Fig. 2 zeigt im einzelnen die beiden Walzen 1 und 2. 12 kennzeichnet dort Nuten auf den Mantelflächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2, deren Stei­ gung völlig stufenlos von ca. 30° bezogen auf die Walzenachse 17, auf ca. 45°, bei einer insbesondere spiegelbildlichen Anordnung der Nuten 12 auf den Mantelflächen 4 und 5.

Durch diese Maßnahme wird insbesondere bei kautschukartig dehnbaren plas­ tischen Materialien, in Verbindung mit der zuvor beschriebenen spezifi­ schen Temperierung, gemäß der Fig. 1, eine vorteilhafte Materialbearbei­ tung erzielt.

Durch die spiegelbildlich gegenläufige Steigung und den Steigungsanstieg der Nuten 12, entwickelt sich entlang dem Plastifizierungsspalt 3 ein gleichmäßiger Transportschub des Materials von der Materialaufgabe 9 hin zur Materialabnahme 10. Gleichzeitig werden der Materialknet und das Ma­ terialfell auf der Walze 1 in axialer Richtung gedehnt. Die übereinander­ streifenden Nutrillen zerteilen den Materialknet und erzeugen eine großvo­ lumige rotierende Materialumschichtung im Plastifizierungsspalt 3. Beim Zusammentreffen der nutfreien Walzenflächen, der Zwischenstege 8 der Wal­ zen 1 und 2 entwickelt sich dort in dem sehr kleinen Plastifizierungsspalt 3 ein relativ hoher Spaltdruck. Das unter dem hohen Druck stehende Materi­ al 11 weicht in Richtung der Nuten 12 aus und fließt in axialer Richtung bevorzugt über den Nutgrund 18 ab, wie dies aus der Fig. 3 klar ersicht­ lich ist.

Andererseits sind auch plastifizierbare Materialien 11 zu verarbeiten, welche in verschiedenen Zustandsformen nur eine geringe Strukturfestigkeit aufweisen. Durch starke Unterschiede im Axialschubverhalten der verschie­ denen Nutsteigungen, wird die Fellbildung bei diesen Werkstoffen auf der Arbeits-Walze 1 behindert. Die Materialstücke des sogenannten Walzenfells haften nicht ausreichend oder werden durch die unterschiedlichen Steigun­ gen der Nuten 12 zerrissen. Bei diesen Materialien 11 werden an sich bekann­ te, relativ lange Walzen 1 und 2 mit sehr stellgängigen Nuten 12 einge­ setzt. Im Aufheizbereich des Materials 11 wird durch die steilen Nutwinkel nur eine geringe radiale Scherkomponente und eine größere axiale Trans­ portkomponente eingeleitet. Deshalb werden zur Erzielung einer erfahrungs­ gemäß optimalen Materialbearbeitung, die steileren Nuten 12, in einer Größenordnung von 75° bis 89°, dem Materialaufnahmebereich 9, und die we­ niger steilen Nuten 12 in einer Größenordnung von 75° bis 85° dem ge­ schmolzenen Materialzustand im Bereich der Materialabnahme 10 zugeordnet, wie dies aus der Fig. 4 ersichtlich ist. Auch bei dieser Anordnung der Nu­ ten 12 ist eine stufenlose Änderung der Steigungen vorteilhaft.

Die auch dort sich im Plastifizierungsspalt 3 ausbildende Knetrotation mit einem sogenannten Rückstromwirbel im Inneren des Materialknets, wie dies aus der Fig. 8 näher ersichtlich ist, wird fortwährend durch die in den Plastifizierungsspalt 3 eintretenden Scher-Nuten 12 der Walze 1 und 2 gestört, weil entsprechend den jeweiligen Nuttiefen und Spaltabständen der Spaltdruck in einem Verhältnis von 5 zu 1 und mehr nach oben und unten pendelt. Die Höhe des sich entwickelnden größten Spaltdruckes entscheidet im wesentlichen über die Qualität der Dispergierung.

Außerdem wird der Druck im Plastifizierungsspalt 3 exponentiell größer, wenn der effektive Abstand der Zwischenstege 8 der Walzen 1 und 2 redu­ ziert wird. Der Druck steigt auch mit der Länge des engsten Spaltab­ schnitts, insbesondere bei kleinerem Materialeinzugswinkel, größeren Wal­ zendurchmessern und größeren Haftfaktoren zwischen dem Material 11 einer­ seits und der Mantelfläche 4, 5 der Walzen 1 und 2. andererseits. Dabei hängt die Größe des Haftfaktors vom Materialtyp und der effektiven Tempe­ ratur der Mantelflächen 4 und 5, jedoch auch von der Struktur der Mantel­ flächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2 ab.

Diese Erfordernisse werden durch eine vorteilhaften Weiterbildung der Neu­ erung gelöst, indem einerseits in die, zwischen den Nuten 12 verlaufenden, Zwischenstege 8 relativ flache Nuten 12a vorgesehen werden, die steigungs­ gleich zu den Nuten 12 verlaufen.

Eine weitere vorteilhafte Verbesserung wird erzielt, wenn die relativ fla­ chen Nuten 12a, zusätzlich zu den Nuten 12, walzenachsparallel und gegen­ läufig zueinander auf den Mantelflächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2 ange­ ordnet sind.

Mit diesem neuen und vorteilhaften Nutverlauf auf den Mantelflächen 4 und 5 der Walzen 1 und 2 wird insbesondere durch die flachen, achsparallel verlaufenden Nuten 12a die Kraftübertragung der Grenzschicht am wirkungs­ vollsten gesteigert. Die Tiefe der Nuten 12a beträgt zweckmäßigerweise 0,1 mm bis 2 mm, insbesondere 0,3 mm bis 1,3 mm, höchstens jedoch etwa die halbe Tiefe der Nuten 12. Die Breite dieser Nuten 12a muß einerseits eine mechanische Verklammerung der Grenzschichten bewirken, andererseits aber durch Schneidwirkungen der scharfen Kanten Materialwirbel und Austauschef­ fekte ermöglichen. Die zweckmäßigsten Breiten der axial verlaufenden Nuten 12a liegen zwischen dem zwei- bis achtfachen, insbesondere dem vier- bis sechsfachen der oben bezeichneten Nuttiefe. Die Länge dieser Nuten 12a be­ trägt zwischen dem fünf bis fünfzigfachen ihrer Breite. Diese Länge ist insbesondere durch den Abstand der Nuten 12 vorgegeben. Außerdem ist es dort erforderlich, daß der räumliche Abstand der einzelnen Nuten 12a zu­ einander groß genug gewählt wird, damit beim Zusammentreffen der Zwischen­ stege 8 noch ausreichend große Mantelflächen 4 und 5 auf den Walzen 1 und 2 verbleiben.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen Walzenpaare mit dem neuen vorteilhaften Nutver­ lauf. Im einzelnen bezeichnet 1 und 2 die beiden Walzen. 4 und 5 die Man­ telflächen der Walzen 1 und 2. 12 kennzeichnet die Scher-Nuten und 12a die axialverlaufenden, relativ flachen Nuten. 3 zeigt den Plastifizierungs­ spalt.

Die neuen axial verlaufenden Nuten 12a ziehen das verklammerte Material 11 mit großer Kraft in den Plastifizierungsspalt 3. Da die Schlupfreibung im Grenzschichtbereich dadurch behindert wird, kann der Druckaufbau vor der engsten Stelle des Plastifizierungsspaltes 3 den doppelten Wert im Ver­ gleich zu völlig glatten Mantelflächen 4, 5 der Walzen 1, 2 erreichen. Da­ bei ist es zweckmäßig, daß auf der Walze 1, der sogenannten Arbeitswalze, wesentlich weniger Nuten 12a vorgesehen sind, als auf der materialfreien Walze 2.

Beim Einarbeiten von voluminösem, pulvrigem oder granuliertem Material 11 in die plastifizierte Materialschicht auf der Walze 1, erhält die Walze 2 etwa 30% mehr Nuten 12a als die Walze 1. Dadurch wird ein um etwa 30% größeres Schüttvolumen erzielt. Die axialverlaufenden Nuten 12a auf den Walzen 1 und 2 pressen etwa gleich große Feststoffmaterialmengen in den Plastifizierungsspalt 3. Dieses Verfahren bewirkt, daß anstelle des be­ kannten Knetwirbels im Plastifizierungsspalt 3 zwei stabile symmetrische Knetwirbel ausgebildet werden, wie dies auch aus der Fig. 9 ersichtlich ist.

Jede der beiden Walzen 1 und 2 schleppt zwangsweise gleiche Materialmengen in den Plastifizierungsspalt 3, wovon etwa je die halbe Materialmenge den Spalt 3 nicht passieren kann und somit in den obere Teil des Materialkne­ tes zurückströmen muß.

Die axialverlaufenden Nuten 12a der materialfreien Walze 2 bewerkstelligen außerdem die Entlüftung des Materials in diesen Nuten 12a nach beiden Sei­ ten in die jeweils angrenzenden großen, gewindeartigen Scher- und Trans­ port-Nuten 12 und pressen den Feststoffanteil in der unteren Hälfte des keilförmigen Knetwulstes in die plastische Masse, wie dies aus der Fig. 9 schematisch ersichtlich wird.

Außerdem verdoppeln die beiden obenbeschriebenen gegenläufigen symmetri­ schen Knetwirbel den Staueffekt und damit den örtlichen Druck im Plastifi­ zierungsspalt 3, bei gleicher mechanisch vorgegebener Größe des Spaltes 3.

Die im Knetinnern verdoppelte Zahl an Scherströmungen, die im Bereich der Nuten 12a sich besonders wirksam als Strömungen verklammerten Materials gegen strömendes Material 11 vollziehen, führen zu einer erheblichen Lei­ stungssteigerung hinsichtlich der Menge und der Dispergierqualität des Plastifizierungsspaltes 3.

Die vorgeschlagenen Verbesserungsmerkmale in der Mantelflächentemperie­ rung und der Oberflächenprofilierung solcher kontinuierlicher Walzen 1 und 2 bewirken nicht nur eine Verdoppelung des Arbeitsdrucks im Spalt 3, ohne daß die effektiven Zwischenstege 8 im konstruktiv kritischen Bereich der Walzen noch verkleinert werden müssen, sondern sie ermöglichen, daß, wenn die Schüttdichten der zu bearbeitenden Materialien bekannt sind, das Vo­ lumenverhältnis aller Nuten 12a der Walze 1 zu allen Nuten 12a der Walze 2 über die jeweilige Zahl und Nutform ein gleich starker Materialeintrag in den Plastifizierungsspalt 3 berechnet werden kann, ohne daß hierfür über die stufenlose Drehzahlregelung der Walzen 1 und 2 ein produktspezifisches Friktionsverhältnis eingestellt werden muß. D.h. es ist somit möglich, die beiden Walzen 1 und 2 mit nur einem gemeinsamen Antrieb und mit gleicher Drehzahl anzutreiben, wenn durch die ungleiche Zahl und Form der Nuten 12a der materialspezifische Materialeintrag in den Plastifizierungsspalt 3 sichergestellt ist.

Claims (6)

1. Misch- und Scherwalzwerk für plastifizierbares Material mit zwei, mit gleicher oder unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit, zueinander gegen­ läufig laufenden, innentemperierten Walzen (1 und 2), die zwischen sich, über ihre gesamte Länge, einen Plastifizierungsspalt (3) bilden und auf deren Mantelflächen (4 und 5) unter einem Steigungswinkel (StW) schräg zu den Walzenachsen (6) verlaufende scharfkantige Nuten (12) und Zwischenste­ ge (8) gegenläufig zueinander angeordnet sind und mit Materialaufgabe- (9) und -abnahmevorrichtungen (10), die für die verschiedenen Materialien (11) geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel (StW) der Nuten (12) von ca. 30° auf der Seite der Materialaufgabe (9), auf ca. 45° hin zur Seite der Materialabnahme (10) kontinuierlich ansteigt, daß die Nuten (12) auf den Walzen (1 und 2) spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, daß auf den Mantelflächen (4 und 5) der Walzen (1 und 2), zuzüglich zu den Nuten (12), insbesondere in gleichen Teilungsabständen zueinander auf den Mantelflächen (4 und 5) verteilt, axial verlaufende Nuten (12a) vorgesehen sind, daß die Walzen (1 und 2) jeweils mit zwei, unabhängig voneinander gespeisten, Temperierzonen (T1 und T2) versehen sind, daß auf der Walze (1) die erste, im Bereich der Materialaufgabe (9) beginnende, Temperierzone (T1) über ca. 2/3 der Gesamtlänge der Walze (1) verläuft, daß sich die zweite, über das restliche Drittel der Gesamtlänge der Walze (1) verlaufende, Temperierzone (T2) mittelbar an die Temperierzone (T1) anschließt, und daß auf der Walze (2) die erste, im Bereich der Material­ aufgabe (9) beginnende Temperierzone (T1) über ca. 1/3 der Gesamtlänge der Walze (2) verläuft, an die sich mittelbar die zweite, über die rest­ lichen 2/3 der Gesamtlänge der Walze (2) verlaufende, Temperierzone (T2) anschließt.

2. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (12a) ca. 5 mm bis 200 mm lang bemessen sind, daß zwischen den einzelnen Nuten (12a) eine nutfreie Walzenoberfläche von ca. 0,3 mm bis 100 mm vorgesehen ist, und daß die Zahl der Nuten (12a) auf der Walze (1) ca. 10 bis 60% kleiner ist, als die Zahl der Nuten (12a) auf der Walze (2).

3. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nuten (12a) ca. 0,1 mm bis 2 mm tief und ca. 0,4 mm bis 16 mm breit bemessen sind.

4. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mantelflächen (4 und 5) der Walzen (1 und 2) mit den Nuten (12 und 12a) einstückig ausgebildet sind.

5. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Temperierung der Temperierzonen (T1 und T2) auf den Mantel­ flächen (4 und 5) koaxial angeordnete, wendelförmige Kanäle für die Tem­ perierflüssigkeiten in den Walzen (1 und 2) vorgesehen sind.

6. Misch- und Scherwalzwerk nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchflußmenge der Temperierflüssigkeit je Temperierzone (T1 und T2) unabhängig voneinander regelbar sind.