DE1112498B

DE1112498B - Double bowl kneader with two mutually rotating kneading elements, each provided with two blades

Info

Publication number: DE1112498B
Application number: DEC16912A
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Grubenmann; Rudolf Schlaefli
Original assignee: Ciba Geigy AG; Ciba AG
Current assignee: Novartis AG; BASF Schweiz AG
Priority date: 1958-05-12
Filing date: 1958-05-27
Publication date: 1961-08-10

Description

Doppelmuldenkneter mit zwei mit jeweils zwei Schaufeln versehenen, gegenseitig umlaufenden Knetorganen Die Erfindung betrifft einen Doppelmuldenkneter mit zwei mit jeweils zwei Schaufeln versehenen, gegenseitig umlaufenden Knetorganen. Double bowl kneader with two, each with two blades, Mutually rotating kneading elements The invention relates to a double-bowl kneader with two mutually rotating kneading devices, each provided with two blades.

In der chemischen Industrie werden für die verschiedensten Zwecke die unter dem Namen Doppelmuldenkneter bekannten Misch- und Knetmaschinen für trockene, halbplastische und plastische Stoffe verwendet. Bei solchen Doppelmuldenknetern laufen zwei nebeneinanderliegende Knetwellen in zwei den Gehäuseboden bildenden nebeneinanderliegenden Mulden. Die Knetwellen haben entweder die Form durchgehender Wellen mit an diesen befestigten Knetschaufeln oder die sogenannte Z-Form, bei welcher eine durchgehende Welle fehlt und zwei etwa um 1800 versetzte Knetarme bzw. Knetschaufeln in der Mitte durch ein Zwischenstück verbunden sind. In the chemical industry they are used for a wide variety of purposes the mixing and kneading machines known under the name Doppelmuldenkneter for dry, semi-plastic and plastic fabrics are used. With such double bowl kneaders two adjacent kneading shafts run in two forming the housing base adjacent hollows. The kneading shafts either have a more continuous shape Shafts with kneading blades attached to them or the so-called Z-shape, in which a continuous shaft is missing and two kneading arms or kneading paddles offset around 1800 are connected in the middle by an intermediate piece.

Der Querschnitt des eigentlichen Schaufelteils bei beiden Typen ist trapezförmig mit geraden oder konvexen Flanken, welche in bezug auf den Radius durch die Drehachse symmetrisch liegen. Die eigentlichen Schaufeln sind schraubenförmig ausgebildet und weisen eine Verdrehung der Schaufelkante von im allgemeinen 900 oder mehr auf, wobei die beiden auf einer Knetwelle sitzenden Schaufeln gegenläufige Steigung besitzen.The cross section of the actual blade part in both types is trapezoidal with straight or convex flanks, which with respect to the radius through the axis of rotation are symmetrical. The actual blades are helical and have a blade edge twist of generally 900 or more, with the two blades sitting on a kneading shaft rotating in opposite directions Own slope.

Bei der Bearbeitung von sehr zähen und nicht ziehenden Massen ergeben sich bei dem üblichen Schaufelquerschnitt Nachteile dadurch, daß sich an bestimmten Stellen der Schaufel Knetmasse dauernd festheftet und somit am Knetprozeß nicht mehr teilnimmt, oder aber daß ein Teil des Muldeninhaltes nach oben steigt und oberhalb der beiden Knetarme verbleibt. Dieser Teil gelangt längere Zeit nicht mehr in die Mulde zurück und wird dem eigentlich wirksamen Knet- und Mischvorgang entzogen. When machining very tough and non-pulling masses The usual blade cross-section has disadvantages in that certain Make the shovel clay permanently stuck and therefore not in the kneading process more participates, or that part of the trough content rises upwards and above it of the two kneading arms remains. This part does not get into the for a long time Trough back and is withdrawn from the actually effective kneading and mixing process.

Die Erfindung soll nun diese Unzulänglichkeiten der bisher bekannten Doppelmuldenkneter überwinden. Sie betrifft einen Doppelmuldenkneter mit zwei mit jeweils zwei Schaufeln versehenen, gegenseitig umlaufenden Knetorganen. Die Erfindung besteht darin, daß im Querschnitt die Verlängerung der im Drehsinn vorn liegenden Druckflächen der Schaufeln der Knetorgane hinter der Drehachse verläuft oder diese berührt, während ihre im Drehsinn rückwärts liegenden Saugflächen konvex verlaufen. The invention is now to address these shortcomings of the previously known Overcome double bowl kneader. It concerns a double bowl kneader with two each two blades provided, mutually revolving kneading elements. The invention consists in the fact that in cross section the extension of the front in the direction of rotation Pressure surfaces of the blades of the kneading organs runs behind the axis of rotation or this touches, while their backward suction surfaces in the direction of rotation are convex.

Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1 und 2 einen Kneter im Grundriß und Aufriß darstellen; Fig. 3 und 4 zeigen Querschnitte durch Schaufeln von Knetwellen der Z-Form, und Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Kneter mit durchgehender Welle. The drawing illustrates embodiments of the present invention Invention, wherein Figures 1 and 2 show a kneader in plan and elevation; Fig. 3 and 4 show cross sections through paddling of kneading shafts of the Z-shape, and Fig. 5 shows a cross section through a kneader with a continuous shaft.

Fig. 1 zeigt einen Doppelmuldenkneter im Grundriß. In der Mischmulde 10 befinden sich die beiden Knetwellen 12 und 14. Diese sind beidseitig außerhalb der Knetmulde in den Lagern 15 getragen. Der Antrieb erfolgt durch einen Motor 18 über ein Vorgelege 20, wobei die Drehzahl der beiden Knetwellen voneinander abweicht. Darstellungsgemäß werden Knetarme der sogenannten Z-Form verwendet. Diese bestehen jeweils in an sich bekannter Weise aus zwei schraubenförmig verdrehten Knetschaufeln 22 und 24, welche miteinander durch ein Zwischenstück 26 und am oberen bzw. unteren Ende mit den Wellenstümpfen28 fest verbunden sind. Die axiale Länge der Schaufeln 22 und 24 ist darstellungsgemäß gleich. Die Länge der Schaufeln kann aber auch ungleich sein. Im letzteren Falle sind die beiden Knetwellen so eingesetzt, daß die kürzere Knetschaufel der einen Welle der längeren Knetschaufel der anderen Welle gegenübersteht. Auch diese Anordnung ist an sich bekannt. Fig. 1 shows a double bowl kneader in plan. In the mixing bowl 10 are the two kneading shafts 12 and 14. These are outside on both sides the kneading trough in the bearings 15 carried. It is driven by a motor 18 via an intermediate gear 20, the speed of the two kneading shafts deviating from one another. As shown, kneading arms of the so-called Z-shape are used. These exist each in a manner known per se from two kneading blades twisted in a helical manner 22 and 24, which with each other by an intermediate piece 26 and on the upper and lower End are firmly connected to the stub shafts28. The axial length of the blades 22 and 24 are the same as shown. However, the length of the blades can also be unequal be. In the latter case, the two kneading shafts are used so that the shorter Kneading paddle of one shaft is opposite to the longer kneading paddle of the other shaft. This arrangement is also known per se.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung der Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A. Der Schnitt läßt die doppelmuldenförmige Ausführung des Bodens der Knetmulde 10 und die Querschnittsform der Knetarme erkennen. Je nach dem Verwendungszweck ist die Mulde noch mit einer Heiz- oder Kühlvorrichtung versehen. Desgleichen kann die Mulde durch einen Deckel dicht abgeschlossen werden, so daß ein Kneten im Vakuum oder mit an sich flüchtigen Lösungsmitteln möglich ist. FIG. 2 shows a section through the arrangement of FIG. 1 along the section line A-A. The cut leaves the double trough-shaped design of the floor the kneading trough 10 and the cross-sectional shape of the Recognize kneading arms. Depending on the intended use, the trough is also equipped with a heating or cooling device Mistake. The trough can also be sealed with a lid, so that kneading in vacuo or with volatile solvents is possible.

Gemäß der Erfindung weisen die Knetschaufeln nun einen in bezug auf einen Radius durch die Drehachse der Knetwelle unsymmetrischen Querschnitt auf. Dies ist aus der Fig. 2 und im Detail aus den Fig. 3. 4 und 5 zu ersehen. Die im Sinne des durch den Pfeil 40 angegebenen Umlaufs vorn liegenden Druckflächen 42 beider Schaufeln sind so gerichtet, daß ihre Verlängerungen nach Fig. 5 im Querschnitt hinter der Drehachse vorbeigehen oder nach Fig. 3 und 4 gerade die Drehachse 44 berühren. Die im Sinne des Umlaufs rückwärts liegenden Saugflächen 46 sind konvex ausgebildet. Sie weisen vorteilhafterweise einen stetig veränderlichen Krümmungsradius auf wobei der Krümmungsradius an der Knetkante 48 am größten ist und in Richtung auf die Drehachse abnimmt. According to the invention, the kneading blades now have a relation a radius through the axis of rotation of the kneading shaft asymmetrical cross-section. This can be seen from FIG. 2 and in detail from FIGS. 3, 4 and 5. The in In the sense of the circumference indicated by the arrow 40, the pressure surfaces 42 lying in front both blades are directed so that their extensions according to FIG. 5 in cross section pass behind the axis of rotation or, according to FIGS. 3 and 4, just pass the axis of rotation 44 touch. The suction surfaces 46 lying backwards in the sense of the circulation are convex educated. They advantageously have a constantly changing radius of curvature where the radius of curvature is greatest at the kneading edge 48 and in the direction decreases on the axis of rotation.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der Schaufelquerschnitt auch entlang der Achse veränderlich ausgebildet sein, insbesondere die rückwärts liegenden, konvexen Saugflächen. Da die Neigung zum Ansetzen von Knetgut an diesen rückwärtigen Flanken außen, d. h. am Rand der Mulde, größer ist als in der Mitte der Knetwelle, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die rückwärtigen Saugflächen der Schaufelarme in radialer Hinsicht so veränderlich auszubilden, daß sie stärker konvex als in der Mitte ausgebildet sind. In a further embodiment of the invention, the blade cross section can also be designed to be variable along the axis, in particular the reverse lying, convex suction surfaces. Since the tendency to attach kneaded material to this rear flanks outside, d. H. at the edge of the hollow, is larger than in the middle the kneading shaft, it has proven to be advantageous, the rear suction surfaces to train the blade arms so variable in radial terms that they are stronger are convex than in the middle.

Die Fig. 4 zeigt gegenüber Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Z-förmige Knetwelle, bei welcher der tragende Materialquerschnitt 49 des Schaufelteils erheblich stärker ausgeführt ist als bei der Fig. 3. FIG. 4 shows a cross section through another compared to FIG. 3 Z-shaped kneading shaft, in which the supporting material cross-section 49 of the blade part is made considerably stronger than in FIG. 3.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, sind die Schaufeln in Achsrichtung schraubenförmig ausgebildet, wobei die Steigung dieser Schrauben in bezug auf den durch die Pfeile 41 angedeuteten Drehsinn so gerichtet ist, daß die Schaufelkanten beim Drehen das Knetgut von den Rändern der Knetmulde in axialer Richtung nach innen fördern, so daß stets ein Materialtransport zur Mitte der Knetmulde hin erfolgt. Vorteilhafterweise ist der Verdrehungswinkel 52 bei dem erfindungsgemäßen Kneter kleiner als 903. vorzugsweise in der Nähe von 600. Dies steht im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, bei welchen dieser Winkel 900 und mehr beträgt. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the blades are in the axial direction formed helically, the pitch of these screws with respect to the Direction of rotation indicated by arrows 41 is directed so that the blade edges When turning the kneading material from the edges of the kneading bowl in the axial direction inwards promote so that there is always a material transport towards the center of the kneading trough. The twist angle is advantageously 52 in the kneader according to the invention less than 903. preferably near 600. This is in contrast to the known arrangements in which this angle is 900 and more.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 4 zeigen Kneter mit Z-Form. Selbstverständlich läßt sich die erfindungsgemäße Schaufelform auch bei Knetern mit durchgehender Welle anwenden. Dies ist in der Fig. 5 gezeigt welche einen Querschnitt durch die Schaufel eines Kneters mit durchgehender Welle darstellt. Ein Vergleich der Querschnitte der Fig. 3, 4 mit 5 zeigt, daß durch Verstärkung des tragenden Materialquerschnittes die Z-Form allmählich in die Form mit durchgehender Welle übergeht, wobei sich der günstigste Fall aus den Eigenschaften der zu knetenden Masse ergibt. Erfindungsgemäß ist die als Druckfläche wirkende Vorderflanke 54 im Querschnitt der Schaufel so gerichtet, daß im Drehsinn ihre Verlängerung 55 hinter der Drehachse 56 der Knetwelle hindurchgeht, wobei darstellungsgemäß Knetschaufel und Welle einen einzigen Teil bilden. The illustrated embodiments of FIGS. 3 and 4 show kneaders with Z-shape. Of course, the blade shape according to the invention can also be used Use for kneaders with a continuous shaft. This is shown in FIG. 5 which represents a cross section through the blade of a kneader with a continuous shaft. A comparison of the cross sections of FIGS. 3, 4 with 5 shows that by reinforcement of the load-bearing material cross-section gradually transforms the Z-shape into the shape with a continuous Wave passes over, being the most favorable case from the properties of those to be kneaded Mass results. According to the invention, the front flank 54 acting as a pressure surface is in the Cross-section of the blade directed so that its extension 55 behind in the direction of rotation the axis of rotation 56 of the kneading shaft passes through, with kneading paddle as shown and shaft form a single part.

Die rückwärtige, als Saugfläche wirkende Flanke 60 ist wiederum konvex ausgebildet und zeigt einen von der Knetkante 62 nach rückwärts hin abnehmenden Krümmungsradius. Der Verdrehungswinkel 64 ist wiederum kleiner als 900.The rear flank 60 acting as a suction surface is again convex formed and shows a decreasing from the kneading edge 62 towards the rear Radius of curvature. The twist angle 64 is again less than 900.

Selbstverständlich ist es nicht notwendig, daß die Druckflächen, wie dargestellt, geradlinig sind, sie können auch vorteilhafterweise nach Art einer Schaufelfläche ausgehöhlt, d. h. konkav ausgebildet sein. Of course, it is not necessary that the printing areas, as shown, are straight, they can also advantageously in the manner of a Vane surface hollowed out, d. H. be concave.

Durch die erfindungsgemäße Form der Knetschaufeln werden, wie sich durch Versuche gezeigt hat, die Nachteile der bisher bekannten Kneter beseitigt. Weder tritt ein Aufsteigen der Knetmasse nach oben auf, noch bilden sich an den Vorder- oder Rückflächen der Knetschaufeln tote Stellen, in denen Material haftenbleibt und nicht mehr am Mischvorgang teilnimmt. Erreicht wird dies durch die besondere Neigung und Ausbildung der vorderen Druckflächen und rückwärtigen Saugflächen der Knetschaufeln. Durch die Beschränkung des Verdrehungswinkels der Kneterschaufeln auf einen Winkel unter 900 wird weiterhin eine gute Durchmischung auch in axialer Richtung erreicht. Due to the shape of the kneading blades according to the invention, how has shown through tests, eliminated the disadvantages of the previously known kneaders. The putty does not rise to the top, nor does it form on the Front or back surfaces of the kneading paddles are dead spots where material can stick and no longer takes part in the mixing process. This is achieved through the special Inclination and formation of the front pressure surfaces and rear suction surfaces of the Kneading blades. By restricting the angle of twist of the kneader blades at an angle below 900, there is still good mixing in the axial direction as well Direction reached.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Double bowl kneader with two with two each Mutually rotating kneading elements provided with blades, characterized in that that in cross section the extension of the pressure surfaces lying in front in the direction of rotation (42 or 54) of the blades of the kneading elements behind the axis of rotation or this touches, while their suction surfaces (46 or 60) lying backwards in the direction of rotation are convex get lost.

2. Double trough kneader according to claim 1, characterized in that the shape of the rearward convex suction surfaces along the kneading shaft has continuously changing radius of curvature.

3. Double trough kneader according to claim 2, characterized in that the suction surfaces at the edge of the trough are more convex than in the middle of the kneading shaft are trained.

4. Double trough kneader according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the two blades extend helically in the axial direction, the direction of slope of the two screws arranged on a kneading device opposite and such is related to the direction of rotation of the kneading element that the kneaded material in the axial direction is conveyed inwards from the edges of the kneading bowl.