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Misch-und Kneteinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Misch-und Kneteinrichtung, welche eine in einem Gehäuse rotierende und gleichzeitig hin-und hergehende Welle aufweist, die Rühr-und Knetorgane trägt, welche mit im Gehäuse angeordneten Knetschikanen zusammenwirken. Die hin-und hergehende Bewegung der Welle ist dabei so begrenzt, dass die Rühr-und Knetorgane nicht auf die Knetschikanen auftreffen können.
Solche Misch-und Kneteinrichtungen sind bekannt und sind meistens so ausgebildet, dass infolge der der Drehbewegung überlagerten synchronen Hin-und Herbewegung der Welle, diese im Verlaufe jeder Drehung einmal die vorderste und einmal die hinterste Stellung im Knetgehäuse einnimmt, wobei die feststehenden Knetschikanen während der Drehung durch die Flügellücken hindurchtreten und das Knetgut von den Flügeln abstreifen. Zwischen Flügel und Schikane bildet sich ein keilförmiger Raum, durch den ein Teil des Knetgutes hindurchgepresst wird. Die Misch-und Knetwirkung kann durch eine speziell gewählte Formgebung der Knetorgane festgelegt werden, wobei durch das Teilen des Materialstromes die Mischwirkung und durch das aneinander Vorbeigleiten der Knetorgane die Knetwirkung erreicht wird.
Die gleichzeitig rotierende und hin-und hergehende Bewegung ergibt eine sinuskurven-ähnliche Bahn, wobei der Materialdurchsatz über einen weiten Bereich der Drehzahl der Welle proportional ist.
Die rotierende und gleichzeitig hin-und hergehende Bewegung der Welle wurde mittels eines Spezialgetriebes erzeugt, wobei das gegebene Verhältnis von Durchsatz zur Misch-und Knetleistung nur in gewissen Grenzen veränderbar war. So wurde bereits vorgeschlagen, ganz oder teilweise geschlossene Schneckengänge anzuwenden, um eine zusätzliche Materiallängsströmung zu erzielen. Eine andere Lösung bestand darin, dass durch Schrägstellen der Schneckenflügel gegenüber der Schraubenlinie, auf der sie angeordnet sind, eine bemerkbare Steigerung des Materialdurchsatzes bewirkt werden konnte. Diese Steigerung trat oft bereits beim Anschrägen der Flügelkanten ein. Eine Drosselung des Durchsatzes bei gegebener Drehzahl konnte durch das Verdicken des Wellenkernes oder durch die Anordnung von Stauelementen erzielt werden.
Es soll noch besonders darauf hingewiesen werden, dass bei allen bisher bekanntgewordenen Misch- und Kneteinrichtungen mit flügelartig unterbrochenen Schneckengängen der Hub nur im ganzzahligen Verhältnis zur Drehbewegung bekannt ist, wobei das Verhältnis meistens oder sogar fast ausschliesslich 1 : 1 beträgt.
Zweck der Erfindung ist, eine Misch-und Kneteinrichtung vorzuschlagen, bei welcher das Verhältnis von Durchsatzleistung zu Misch-und Kneteffekt in einem grossen Bereich und mit einfachen Mitteln den Erfordernissen stufenlos angepasst werden kann, wie dies beispielsweise bei vielen chemischen Reaktionsprozessen erforderlich ist.
Die Misch-und Kneteinrichtung weist eine in einem Gehäuse rotierende und gleichzeitig hinund hergehende Welle auf, die Rühr-und Knetorgane trägt, welche mit im Gehäuse angeordneten Knetschikanen zusammenwirken, wobei die hin-und hergehende Bewegung der Welle so begrenzt ist, dass die Rühr-und Knetorgane nicht auf die Knetschikanen auftreffen können.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rühr-und Knetorgane im Bereiche des Gehäuseeinlasses durch durchgehende Schneckenwindungen gebildet sind, wonach entlang einer Schraubenlinie versetzt
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angeordnete Knetflügel vorgesehen sind, zum Abschluss des Mischraumes im Gehäuse ein Stauring in das Gehäuse eingesetzt ist und schliesslich, dass für die Drehbewegung ein für die Hin-und Herbewegung der Welle vollständig unabhängige Antriebsmittel vorgesehen sind.
Vorzugsweise kann anschliessend an den Mischraum ein Entgasungsraum vorhanden sein, welcher sich zwischen dem Stauring und andernends angeordneten Gangschliesselementen erstreckt.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Kneterwelle mit einer Antriebswelle verbunden ist, welche mit Hilfe eines Antriebsmotors unter Zwischenschaltung einer Zahnradübersetzung angetrieben wird, wobei zur hin-und hergehenden Bewegung der Welle ein mit Hilfe eines Motors betätigbares Steuerorgan vorgesehen ist, welches im Sinne einer axialen Verschiebung abwechselnd in beiden Richtungen auf einen die Welle gleichachsig umgebenden Arbeitskolben einwirkt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Misch-und Kneteinrichtung ohne Antrieb, Fig. 2 eine Abwicklung der Kneterwelle nach Fig. 1 mit drei Varianten a bis c der Hubbewegung, Fig. 3 eine Antriebsvorrichtung im Vertikalschnitt, und Fig. 4 einen Vertikalschnitt.
Die Misch-und Kneteinrichtung weist ein zylindrisches Gehäuse--l-auf, welches mit einem trichterförmigen Einlass --2-- für Feststoffe und mit einem Einlass--3--für Flüssigkeiten, Pasten
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Knetschikanen oder einzelne davon mit Bohrungen zu versehen, welche für die zusätzliche Materialzufuhr dienen können.
Im Gehäuse-l-ist eine Kneterwelle --6-- angeordnet, welche zweckmässigerweise auf der Getriebeseite (links) gelagert und im Knetgehäuse abgestützt sein kann. Das getriebeseitige Wellenlager ist mit --7-- bezeichnet. Im Bereiche des trichterförmigen Einlasses sind durchgehende Schneckenwindungen --8-- auf der Welle--6--vorgesehen, mittels welchen das Material in den Mischraum --9-- eingezogen wird. Anschliessend an die Schneckenwindungen sind auf der Welle knetflügel --10-- vorgesehen. Die erwähnten Knetschikanen--5--sind den Schneckenflügeln --7-- entsprechend verteilt, gegebenenfalls in mehreren Reihen schraubenlinienförmig versetzt.
Im Mischraum --9-- wird das Material besonders intensiv gemischt und geknetet, wobei als Abschluss des Mischraumes ein Stauring--l--in das Gehäuse--l--eingesetzt ist. Ober diesen Stauring --11-- wird das bearbeitete Produkt in den Raum --13-- des Gehäuses --1-- gestossen. Der Raum-13-ist mit einem länglichen Entgasungsschacht --14-- ausgerüstet, welcher das Absaugen flüchtiger Reaktionsprodukte ermöglicht. Dieser Entgasungsschacht wird durch ein Schauglas
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her entsteht, erzielen lässt.
Es sei ferner erwähnt, dass die Kneterwelle --6-- als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Zuleitung --16-- und eine Rückleitung-17-für ein Heizmedium besitzt. Es sei ferner noch die mit --18-- bezeichnete Dosierpumpe erwähnt, mittels welcher eine Flüssigkeitskomponente durch eine Leitung --19-- durch den Einlass --3-- gefördert wird.
In der Fig. 2 ist die Abwicklung der Welle--6--gezeigt, wobei die Stellungen der Knetschikanen --5-- bezüglich der Welle bei verschiedenen Kombinationen von Rotations-und Hubbewegungen angegeben sind. Die Linie--a--ergibt sich, wenn man eine Axialbewegung pro Umdrehung einstellt. Die Linie-b-zeigt zwei Axialbewegungen pro Umdrehung und die Linie - c-ebenfalls zwei Bewegungen, aber mit Stillstand in den Endpunkten über 15 der Drehung. Es ist deutlich, wie man es in der Hand hat, den ganzen periodisch wiederkehrenden Abstreifeffekt über die ganze Schneckenflügelbreite einzuregulieren.
In der Fig. 3 ist die Antriebseinrichtung schematisch dargestellt. Das aus dem Gehäuse--l-- ragende Ende der Kneterwelle --6-- ist mit einer Antriebswelle --21-- verbunden, welche sich gleichachsig zur Kneterwelle--6--erstreckt. Die Antriebswelle --21-- ist in Gleitlagern geführt
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--22-- istZahnrad --24-- kämmt. Das aus dem Getriebe ragende Ende der Welle --21-- ist mit Anschlüssen - 25 und 26--für ein Heizmedium zum Beheizen der Welle vorgesehen.
Die hin-und hergehende Bewegung der Welle wird durch einen separaten Antrieb erzeugt, welcher einen Motor--27--aufweist. Dieser Motor ist stufenlos regelbar und besitzt eine Antriebswelle--28--, die eine austauschbare Kurvenscheibe --29-- trägt. Die wirksame Bahn der
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findet.Je nach der Stellung des Steuerventils-32-strömt Hydrauliköl entweder durch die Leitung - oder durch die Leitung --39-- in den Arbeitszylinder --34--, wodurch der Arbeitskolben --35-- nach rechts oder nach links verschoben wird. Da der Arbeitskolben-35nicht mitdreht, sind Federn --40-- zum Ausgleich der Schubkräfte im Hydraulikzylinder eingebaut.
Zur Feinregulierung der Hubbewegung ist ein Grenzregler vorgesehen, welcher eine
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--42-- desArbeitskolbens --35-- in Verbindung und ist andernends bei --43-- schwenkbar gelagert.
Die Mitte des Gestänges ist mit dem Steuerventil--32--verbunden. Mit dem Grenzregler wird der Ölfluss so lange aufrecht erhalten, bis die Endstellungen des Arbeitskolbens erreicht sind. Je nach Form der Kurvenscheibe --29-- können eine oder beide Endstellungen z. B. über 150 der Kurvenscheibendrehung gehalten werden, bevor mit dem Steuerventil--32--die ÖHlussrichtung verändert wird.
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liefert und im Rückwärtshub Kraft speichert.
In der beschriebenen Weise erfolgt die hin-und hergehende Bewegung der Kneterwelle vollkommen unabhängig von der rotierenden Bewegung, wobei die Misch-und Knetwirkung durch die Änderung der Drehzahl der Kneterwelle und die Anzahl der Hubbewegungen entscheidend beeinflusst werden kann. Der Misch-und Kneteffekt bleibt in weitem Bereich nahezu unabhängig vom Hub und wird nur durch die Änderung der Drehzahl eingestellt. Für die Antriebe können einfache und zuverlässige Regelmotoren und in Normalausführung erhältliche Rotations-und Exzentergetriebe verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Misch-und Kneteinrichtung, welche eine in einem Gehäuse rotierende und gleichzeitig hinund hergehende Welle aufweist, die Rühr-und Knetorgane trägt, welche mit im Gehäuse angeordneten Knetschikanen zusammenwirken, wobei die hin-und hergehende Bewegung der Welle so begrenzt ist, dass die Rühr-und Knetorgane nicht auf die Knetschikanen auftreffen können,
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durch durchgehende Schneckenwindungen (8) gebildet sind, wonach entlang einer Schraubenlinie versetzt angeordnete Knetflügel (10) vorgesehen sind, zum Abschluss des Mischraumes im Gehäuse ein Stauring (11) in das Gehäuse eingesetzt ist und schliesslich, dass für die Drehbewegung und für die Hinund Herbewegung der Welle (6) vollständig unabhängige Antriebsmittel vorgesehen sind.
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