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Maschine zum Fördern und gleichzeitigen Zerkleinern,
Homogenisieren u. dgl. von schwierigen, wässerigen Fördergütern
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Fördern und gleichzeitigen Zerkleinern, Homogenisieren u. dgl. von schwierigen, wässerigen Fördergütern, wie Abwässern, Dickstoffen u. dgl., bei welcher der die Arbeit leistende Umlaufkörper als schräg auf der Maschinenwelle angeordnete Scheibe ausgebildet ist, die elliptische Umrissgestalt mit am Umfang angeordneten Zähnen, Zacken oder Vorsprüngen hat, die in entsprechende rillenförmige Vertiefungen an der zylindrischen Innenfläche des Maschinengehäuses ein- greifen, wobei an den beiden Schmalseiten der Scheibe segmentartige Teile abgeschnitten sind.
Bisher sind Maschinen bekanntgeworden, die entweder nur für das Zerkleinern oder aber nur für das Fördern, Homogenisieren und Mischen von Fördergütern bestimmt sind. Bei manchen, insbesondere schwierigen Fördergütern, wie Abwässern, Dickstoffen u. dgl., sind seit jeher dem Maschinenkonstrukteur spezielle Aufgaben gestellt, ohne dass bisher eine befriedigende Lösung erzielt werden konnte. Es hat sich immer wieder gezeigt, dass beim Fördern schwieriger Fördergüter Verstopfungen und demzufolge leicht ein Festfahren der Maschine eintrat.
Bei besonders schwierigen Fördergütern, beispielsweise bei flockenartigen Vorprodukten bestimmter Kunststoffe, die elastische, gummiartige Eigenschaften haben und die durch die genannten Maschinen gefördert werden sollen, haben sich Nachteile gezeigt, die insbesondere darauf zurückzuführen sind, dass in den Spalträumen, die zwischen den durch die segmentartigen Abschnitte an den Schmalseiten des elliptischen Maschinenumlaufkörpers gebildeten Kanten einerseits und den inneren Stirnwandungen der Gehäusedeckel anderseits entstehen, sich die zu fördernden Stoffe, offenbar wegen ihrer Elastizität, festsetzen und einklemmen.
Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass in demjenigen Bereich der Innenseite der beiden Gehäusedeckel, an welchem die abgeschnittenen Schmalseiten der Scheibe beim Umlauf vorbeistreichen, Rillen eingedreht sind, und dass an den Schmalkanten der Scheibe ein oder mehrere rippenartige Ringvorsprünge derart vorgesehen sind, dass Teile dieser Rillen die rippenartigen Ringvorsprünge teilweise umgreifen.
Durch diese Ausbildung des Maschinenumlaufkörpers einerseits und des zugehörigen Gehäuses an den Stirnwandungen der Gehäusedeckel anderseits wird auch bei Förderung besonders schwieriger Stoffe kein Verstopfen und Verklemmen, auch nicht im Bereich der Gehäusedeckel eintreten, was offenbar darauf zurückzuführen ist, dass durch die ringartigen Vorsprünge in Verbindung mit den rillenartigen Ausdrehungen ein Zerreissen und Zerreiben selbst schwierigster Stoffe erreicht wird.
Der Maschinenumlaufkörper kann fliegend an dem der Kreisscheibe zugewendeten Deckel gelagert sein, während in dem gegenüberliegenden Deckel der Saugstutzen und am Umfang des Gehäuses, vorzugsweise im oberen Teil, der Druckstutzen vorgesehen ist.
Bei den bisher behandelten Maschinen rotierte der Maschinenumlaufkörper innerhalb eines zylindrischen oder spiraligen Maschinengehäuses. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung entspricht statt dessen der Innenraum des Maschinengehäuses der Form eines abgeplatteten Rotationskörpers, insbesondere von kugelförmiger oder ellipsoidartiger Gestalt, welche Raumform entsteht, wenn der als kreisförmige bzw. ellipsenförmige Scheibe mit an diametral gegenüberliegenden Stellen segmentartig abgeschnittenen Teilen ausgebildete Umlaufkörper der Maschine rotiert.
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Zur Erhöhung des Zerreiss- und Kneteffektes sind erfindungsgemäss an der Innenwand des Maschinengehäuses über den Umfang regelmässig verteilt Zahnstreifen angeordnet, die so zueinander ausgerichtet sind, dass sie unterbrochene kreisförmige Rillen bilden, in die Zähne des Maschinenkörpers beim Umlauf eingreifen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen : Fig. la eine Prinzipdarstellung der Herstellung eines Maschinenscheibenkörpers in Seitenansicht, Fig. 1b eine Prinzipdarstellung der Herstellung einer Maschinenscheibe im Grundriss, Fig. 2 einen vollständigen Querschnitt durch ein Maschinengehäuse mit eingebautem Maschinenumlaufkörper, welcher mit je einem Zahnansatz in eine von drei Rillen an den inneren Stirnseiten der Gehäusedeckel eingreift, Fig.
3 eine vergrösserte Darstellung im Eckenbereich des Maschinengehäuses mit dem Eingriff in eine der Umfangsrit- len des Gehäuseeinsatzes und eine der Ringrillen des einen Gehäusedeckels, Fig. 4 eine Schmalseitenansicht der Maschinenscheibe, projiziert in Flächenrichtung der Scheibe mit eingedrehten Rillen an den Stirn- und Umfangskanten, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Scheibe senkrecht zur Scheibenfläche ebenfalls mit eingearbeiteten Rillen bzw.
Zähnen, Fig. 6 eine Breitseitenansicht auf den Maschinenumlaufkörper, projiziert parallel zur Fläche der Maschinenscheibe, Fig. 7 einen teilweisen Schnitt durch eine der Schmalkanten der Maschinenscheibe nach der Linie XIV-XIV der Fig. 5, Fig. 8 eine perspektivische Ansicht auf die Maschinenscheibe, nachdem ein Maschinendeckel und der Zylindergehäusemantel entfernt worden sind, Fig. 9a eine Maschine mit gezahnter Maschinenscheibe und entsprechend gerillter Innenfläche eines kugelförmigen Maschinengehäuses, Fig. 9b eine der Fig. 9a ähnliche Maschine mit abgeplattet kugelförmige Maschinengehäuse.
Fig. 10 einen teilweisen Radialschnitt durch eine Hälfte eines hohlkugelförmigen Maschinengehäus. es, das auf eine Planscheibe einer Drehbank aufgespannt ist, Fig. 11 ein scheibenförmiges Schneidwerkzeug zur Herstellung der Gehäuserillen, Fig. 12 einen schwenkbaren Schneidstahl zur Herstellung der Rillen des Maschinengehäuses, Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines Maschinengehäuses bei einer andern Ausführungsform einer Maschine, bei-welcher der umlaufende Maschinenkörper, der trichterförmige Einlaufstutzen, der Austrittsstutzen undein seitlicher Abschlussdek - kel entfernt worden sind, Fig. 14 ein Zahnstreifen in vergrösserter perspektivischer Darstellung nach Herausnahme aus dem Maschinengehäuse.
Fig. 15 einen teilweisen Radialschnitt durch das Maschinengehäuse entsprechend der Linie XXX-XXX der Fig. 13, Fig. 16a einen Axialschnitt durch eine Maschine, bei welcher auch der Austrittsstutzen sehr breit ausgeführt ist, und Fig. 16b eine Stirnansicht auf die Maschine der Fig. 16.
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Bei Herstellung des erfindungsgemässen Maschinendrehkörpers 1 nach den Fig. 1-8 wird zunächst von einer elliptischen Scheibe ausgegangen, bei welcher an den beiden Schmalkanten Sehnen 2,3 segmentartige Teile abschneiden. Die Maschinendrehscheibe 1 wird entsprechend den Fig. la und lb, schräg an der Maschinenwelle 4 befestigt und zur Herstellung der Verzahnung in ein Dreibackenfutter 5 einer Drehbank, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, eingespannt.. Mittels eines Stahles 6 werden in die beiden Ellipsenbögen 7,8 Zahnlücken 9 eingearbeitet, indem der Stahl in Richtung des Pfeiles 10 herangeschoben wird.
Nachdem der Stahl 6 wieder mittels des Drehbanksupports zurückgezogen worden ist, wird der Stahl in Richtung des Pfeiles 11 um eine Zahnteilung verschoben'und dann wieder an die Ellipsenkanten 7,8 der Maschinenscheibe herangeführt, wodurch die beiden nächsten gegenüberliegenden Lücken 9 gefertigt werden. So wird schrittweise über die ganzen Ellipsenbögen 7, 8 eine Lücke neben der andern hergestellt, bis die gesamten Ellipsenbögen 7, 8 mit dicht nebeneinanderliegenden Zähnen versehen sind. Es sind nur acht Zähne in der Mitte gezeichnet.
Nunmehr werden in die beiden Stirnseiten 2,3 der Maschinenscheibe 1 mittels eines Stahles 12 zwei Nuten 13 eingearbeitet, indem der Stahl 12 in Richtung des Pfeiles 14 herangeschoben wird. Nach Fertigstellung der beiden Lücken 13 wird der Stahl 12 in Richtung des Pfeiles 15 um eine Zahnteilung verschoben und es werden anschliessend durch Heranstellen weitere Lücken 16 eingearbeitet. Hiebei ist zu berücksichtigen, dass die in Fig. 1b eingezeichnet winklige Form der Lücken 13. und 16 nicht der tatsächlichen Gestalt entspricht, sondern hier nur rein theoretisch angedeutet ist.
Nach der Erfindung sollen die zahnartigen Teile, die durch die Herstellung der Lücken 13,16 an den Schmalseiten des Scheibenkörpers entstehen, in entsprechende rillenartige Vertiefungen an den zugehörigen Innenflächen der Gehäusedeckel eingreifen, wie dies aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Zu diesem Zweck sind an den beiden Innendeckeln 17, 18 ringartige, im Querschnitt dreieckig gezeichnete Rillen 2 23,24 vorgesehen, die zwischen sich ringartige Rippen bilden. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2
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und 3 ist in das Gehäuse die in Fig. la dargestellte Maschinendrehscheibe 1 eingezeichnet. An den Innendeckeln 17,18 sind je drei Rillen 22,23, 24 vorgesehen.
In die Rille 24, die den grössten Durchmesser aufweist, greift ein zugespitzter Teil 25 an der Schmalseite des Maschinendrehkörpers 1 ein, während in die Rillen 26 der Büchse 27 des Maschinengehäuses 28, in das diese Büchse eingeschoben ist, die Zähne 29 der Maschinendrehscheibe 1 eingreifen. In den Fig. 2 und 3 ist der Übersichtlichkeit halber nur ein einziger zugespitzter Teil 25 eingezeichnet, der in die korrespondierende Rille 24 eingreift, während die unter dem Teil 25 befindlichen beiden weiteren zugespitzten Teile, die in die Rillen 23 und 22 ein- greifen, nicht gezeichnet sind. Die Zähne, Rippen und Rillen können ausser dreieckigen, auch rechtecki- gen, quadratischen, bogenförmigen oder andern Querschnitt aufweisen.
Es ist zweckmässig, sowohl beim Deckel 17 als auch beim Deckel 18 radial verlaufende Nuten 30 in Kreuzanordnung (Fig. 8) vorzusehen, durch welche die Ringrillen 22, 23, 24 unterbrochen sind. Auf diese Weise wird der Zerreiss-und Zerkleinerungseffekt noch wesentlich verbessert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass an den Kanten 31, die durch die Nuten 30 an den Ringrillen 22,23, 24 entstehen, bei den Umlaufbewegungen des Maschinendrehkörpers Scherkanten gebildet werden. Diese Rillen haben weiterhin den Vorteil, dass man am Grund derselben Öffnungen 32 für die Befestigungsschrauben vorsehen kann.
Bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 9a und 9b ist das Gehäuse als Hohlkugel ausgebildet. Die Maschinenscheibe ist als gezahnte Scheibe ausgeführt, wobei die Zähne 112 in entsprechende Ringrillen 113 an der inneren Umfläche des Gehäuses mit Spiel oder spielfrei eingreifen. Damit die gezahnte Scheibe in das Gehäuse eingebracht werden kann, ist dieses nach zwei sich kreuzenden Ebenen 114, 115 zu vier Kugelausschnitten. 116,117, 118, 119 geteilt, die durch Flanschpaare 120,121 miteinander verschraubt werden.
Für die Herstellung der Ringrillen 113 (s. Fig. 10 und 12) werden jeweils zwei Ausschnitte, im gezeichneten Beispiel die. Kalotten 116,117 mittels Spannvorrichtung 122 auf der Planscheibe 123 einer Drehbank aufgespannt. Alsdann wird mittels des in Fig. 12 dargestellten Schneidwerkzeuges 124, das mit- telsStahlhalter 125 an einem Support befestigt ist, zunächst eine der Ringrillen 113 in das Innere des aufgespannten Gehäuses bei sich drehender Planscheibe eingestochen. Anschliessend wird der Stahl 124, entsprechend dem Doppelpfeil 126 nach der einen oder andern Richtung um eine Zahnteilung verschwenkt und alsdann die nächste Rille eingestochen. Auf diese Weise werden sämtliche Rillen, wie sie die Fig. 10 zeigt, in die eine Gehäusehälfte und schliessend in die andere Gehäusehälfte eingearbeitet.
Nach einer weiterenAusführungsform können bei einem zweiteiligen Hohlkugelgehäuse, bei welchem die Flanschpaare 120 fortgelassen sind, mit einem halbscheibenförmigen Werkzeug 127 (Fig. 11), das mittels eines Stahlhalters 128 in dem nicht dargestellten Support eingespannt ist, die einzelnen Ringrillen113 in einem Arbeitsgang gefertigt werden, indem die Halbscheibe entsprechend dem Pfeillinienzug 129,130 in den Hohlraum der sich drehenden Halbhohlkugel eingeführt wird. Die Zähne 131 dieses Werkzeuges erzeugen Ringrillen 113, wobei allerdings diejenigen Rillen, die in der Nähe der Flanschpaare 121 liegen, völlig verschwinden, die weiter innenliegenden Rillen nur fragmentartig ausgebildet sind und erst die noch weiter innenliegenden Rillen in vollständiger Profilierung erscheinen.
Dies hängt damit zusammen, dass ein Hinterschneiden nur mit dem Werkzeug 124, nicht aber mit der Halbscheibe 127 möglich ist.
Um bei der zuletzt beschriebenen Herstellungsmethode keine zum Teil fragmentarisch ausgebildeten Rillen zu erhalten, kann es zweckmässig sein, entsprechend Fig. 9b von nach Sehnen abgeschnittenen Scheiben, sei es in Kreis- oder Ellipsenform, auszugehen, zu denen abgeplattete Kugel- bzw. Ellipsoidgehäuse gehören, wobei sich die Abplattung im Bereich des Eintrittsstutzens einerseits und der Stopfbüch- se der Welle anderseits befindet. In diesem Fall wird bei der Herstellung der Gehäuserillen mittels einer Halbzahnscheibe diese in Richtung der Pfeile 132 bzw. 133 in den jeweiligen Rotationshalbkörper eingeführt. Hiebei muss allerdings die Teilungsebene durch den Eintrittsstutzen und die Stopfbüchse gelegt werden, wobei die Verbindungsflansche 134,135 in diese Ebene fallen, wie dies in der Fig. 9b gestrichelt angedeutet ist.
Die Grösse des Eintritts- und des Austrittsstutzens bzw. ihr Grössenverhältnis zueinander richtet sich nach der Art und der Konsistenz des verarbeiteten Mediums.
Nach der Ausführungsform gemäss Fig. 13-15 ist das Maschinengehäuse aus einzelnen Blechen zu- ; ammengeschweisst. Zwecks Versteifung sind die beiden am oberen und unteren Ende angeordneten Ab- schlussbleche 1', 2'flanschartig über den Umfang des Zylindergehäuses nach aussen erweitert. Ausserdem ist in der Mitte zwischen den beiden Blechen l', 2'ein mittleres, ebenfalls über den Umfang nach aussenragendes Rippenringblech 3'angeschweisst. In zwei übereinanderliegenden Zonen sind rechteckige Öffnungen 4', 5'in der Zylinderwandung 12'des Gehäuses 10'vorgesehen.
In den Öffnungen 4', 5'sind Zahnstreifen.8' mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Schrauben befestigt, die durch Öffnungen 9' [m Zahnstreifen hindurchgeführt sind (Fig. 14).
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Aus der Schnittdarstellung der Fig. 15 sieht man die entsprechend dem Innendurchmesser der Zylinderwandung des Gehäuses gekrümmten Zahnflanken 28'der Zahnstreifen S'-die mittels Flanschen 29' am Zylinder 12'und mittels Winkeln 30'an den Deckelplatten 13'durch in der Zeichnung nicht dargestellte, durch ihre Mittellinien 14'angedeutete Schrauben befestigt werden. Zwischen den Zahnstreifen 8'sind Zwischenstücke 11'kreissegmentartiger Gestalt angeordnet, die mittels Flanschen 31'mit
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glatt-wiestellt-oder auch mit Ringnuten versehen sein.
Um besondere Mahl- oder Zerreisseffekte zu erzielen, kann es zweckmässig sein, die Zwischenstücke herauszunehmen, so dass Vertiefungen 33'entstehen
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schine ist eine über die ganze Höhe sich erstreckende breite Öffnung 34'vorgesehen (Fig. 13), die in einen in der Zeichnung nicht dargestellten, waagrecht nach vorn verlaufenden Druckstutzen mündet und konisch zu einem ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellten runden Druckrohr mit Flansch ausläuft.
Gegebenenfalls kann das'Druckrohr konisch in das Maschinengehäuse übergehen.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 16a und 16b ist der Druckstutzen 138 als reiner Zylinderstutzen ausgebildet mit einem Durchmesser 139, der dem Innendurchmesser 140 des Maschinengehäuses entspricht.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann z. B. zur Herstellung von Fasermaterial benutzt werden, indem in einen Behälter zusammen mit einer für das Aufschwemmen und Aufschliessen erforderlichen Flüssigkeit Rohmaterial eingebracht und durch Fördern bei gleichzeitiger Zerkleinerung mittels einer der genannten Maschinen so lange in Umlauf gesetzt wird, bis die gewünschte Faserfeinheit in dem gemischten und aufgeschwemmten Gut erreicht worden ist. Alsdann wird durch Ablassen des Gemisches und nach Entwässern und Trocknen das gewünschte feinflockige Fasermaterial gewonnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zum Fördern und gleichzeitigen Zerkleinern, Homogenisieren u. dgl. von schwierigen, wässerigen Fördergütern, wie Abwässern, Dickstoffen u. dgl., bei welcher der die Arbeit leistende Umlaufkörper als schräg auf der Maschinenwelle angeordnete Scheibe ausgebildet ist, die elliptische Umrissgestalt mit am Umfang angeordneten Zähnen, Zacken oder Vorsprüngen hat, die in entsprechende rillenförmige Vertiefungen an der zylindrischen Innenfläche des Maschinengehäuses eingreifen, wobei an den beiden Schmalseiten der Scheibe segmentartige Teile abgeschnitten sind, dadurch gekennzeichnet, dass in demjenigen Bereich der Innenseite der beiden Gehäusedeckel, an welchem die abgeschnittenen Schmalseiten der Scheibe beim Umlauf vorbeistreichen, Rillen eingedreht sind,
und dass an den Schmalkanten der Scheibe ein oder mehrere rippenartige Ringvorsprünge derart vorgesehen sind, dass Teile dieser Rillen die rippenartigen Ringvorsprünge teilweise umgreifen.