DE2224069A1

DE2224069A1 - Misch- und kneteinrichtung

Info

Publication number: DE2224069A1
Application number: DE2224069A
Authority: DE
Inventors: Fritz Ronner
Original assignee: Buss AG
Current assignee: Buss AG
Priority date: 1971-05-17
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1973-12-13
Also published as: CA968343A; JPS5528728B1; IT955522B; AU4233172A; FR2143668A1; CH532458A; FR2143668B1; GB1380149A; AT315467B

Description

BMSS AG BASEL (Schweiz)

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Misch- und Kneteinrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Kneteinrichtung, welche eine in einem Gehäuse angeordnete, drehbare und gleichzeitig hin und her bewegbare fo eile aufvseist.

Die Einrichtungen der erwähnten Art haben in den letzten Jahren einen grossen Aufschwung erlebt, indem sehr vielseitige Anwendungsmäg*- lichkeiten für solche Maschinen gefunden worden sind. Es seien hier als typische Anwendungsfälle lediglich deren Verwendung bei der physikalischen oder chemischen Aufbereitung von Kunststoffen, bei Reaktionen in der organischen und anorganischen Chemie, beispielsweise bei der Herstellung von Flussäure und in Anlagen zur Erzeugung von Aluminiumfluorid genannt,

Xm Laufe der Entwicklung dieser Einrichtungen hat sich herausgestellt,

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dass die Kellen dieser Maschinen mit Vorteil als Schneckenwellen ausgebildet werden, deren Schneckenflügel unterbrochen sind»

Um den Misch- und Kneteffekt zu unterstützen bzw,, überhaupt erst zu ermöglichen, hat man vorgeschlagen, an der Gehäuseinnenwand radial gegen innen abstehende Knetzähne anzuordnen, welche bei der Rotation und Oszillation der iv eile durch die Lücken im Schneckenflügel hindurchtreten. Die Bewegung der Schneckenwelle und die geometrische Ausbildung der Schneckenflügel wurde dabei so auf die Lage der Knetzähne abgestimmt, dass letztere möglichst eng an den Schneckenflügeln vorbeiziehen, um möglichst grosse Scherkräfte in das Produkt einzuleiten und Material abzustreifen und wieder dem Misch— und Knetvorgang zuzuführen.

Die ursprünglichen Versuche mit einer zweiflügeligen Schneckenwelle Hessen bald erkennen, dass damit kein maximaler Schereffekt zu erzielen ist. Unter zweiflügeliger Schneckenwelle soll dabei verstanden werden, dass der sich um die Welle spiralförmig herumziehende Schneckengang pro vollem Umgang zweimal unterbrochen ist, der mit feststehend eingebauten Knetzähnen zusammenwirkt. Man ist daher schon bald auf die Idee gekommen, eine dreiflügelige Ivelle zu bauen, d.h., den Flügel pro Umgang dreimal zu unterbrechen. Mit diesen drei Schneckenflügeln wirken drei an der Gehäuseinnenwand angeordnete Knetzähne zusammen, wobei für die Lage der Knetzähne, die Ausbildung der Schneckenflügel

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und die Bewegung der Iv eile das vorher gesagte sinngemäss ebenfalls gilt. Mit einer solchen Einrichtung, wie sie beispielsweise in den Schweizer Patenten 278. 575, 28k, 396 und 358. 068 beschrieben ist, konnte eine wesentliche Verbesserung der Fördereigenschaften erzielt werden, wobei auch die übrigen Eigenschaften, insbesondere

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beim kontinuierlichen Betrieb einer solchen Einrichtung, durchaus zufriedenstellend waren und im Laufe der Zeit auch immer weiter entwickelt werden konnten. Eine dreiflügelige Welle bedingt aber gleichfalls drei Knetzahnreihen in der Gehäusewand, wodurch bei Schnitt des zylindrischen Gehäuses durch die Mitte, zwei unsymmetrie sehe Hälften entstehen, die nicht ausgetauscht werden können.

Die von der Anmelderin durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass es für die bei bestimmten physikalischen oder chemischen Reaktionen in das Produkt einzuleitenden Scherkräfte wichtig ist, die durch die Schneckenflügel und Knetzähne pro Längeneinheit der Maschine gegebenen Scherflächen zu vergrössern und das notwendige Spiel im Zwischenraum zwischen Knetflügel und Knetzahn eng zu halten. Um diesen Zwischenraum so klein wie möglich zu gestalten, ist bei den herkömmlichf-n Misch" und Kneteinrichtungen eine komplizierte Formgebung der Schneckenflügel und damit eine zeitraubende Bearbeitung erforderlich, wobei u.a. die Bearbeitung von räumlich gekrümmten Flächen erforderlich ist, da sich die im Schweizer Patent 358. 068 dargestellte Form, die im wesentlichen aus drei Gangschnitten plus Hinterfräsungen besteht, nicht mit einfachen, maschinellen Herstellungsmethoden fertigen lässt.

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JBs ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diese bekannten Nachteile auszuschalten und eine Misch- und Kneteinrichtung vorzuschlagen, welche eine in einem Gehäuse angeordnete, drehbare und gleichzeitig hin und her bewegbare, mit Misch- und Knetflügeln ausgerüstete Schneckenwelle aufweist und welche mit an der Gehäuseinnenwand angeordneten, radial nach innen abstehenden Knetorganen ausgerüstet ist. Diese Einrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Misch- und Knetflügel ein sich spiralförmig um die Welle herumziehender Schneckengang pro Umgang mindestens viermal unterbrochen ist. Dadurch können die pro Längeneinheit der Maschine gegebenen Scherflächen äusserst vorteilhaft vergrössert werden.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Misch- und Kneteinrichtung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Abwicklung der Gehäuseinnenwand, und Fig* 3 einen Ausschnitt aus einer Abwicklung.

Gemäss Fig. 1 besitzt die Misch- und Kneteinrichtung ein Gehäuse, das in der Längsmittelebene geteilt ist und demnach aus zwei mit—

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einander verbundenen, symmetrischen Hälften 1 und 2 besteht» Jede, der beiden Hälften 1 und 2 ist mit einem Mantel 3, 4 versehen, in welchen ein Kühl- öder Heizmedium eingebracht werden kann* Im Innern des Gehäuses ist eine Schneckenwelle 5 untergebracht, deren Schneckengang in vier Flügel 6, 7, 8 und 9 pro Umgang unterteilt ist. Ferner sind vier Reihen von Knetzähnen 10, 11, 12 und 13 vorgesehen, wobei in jeder Gehäusehälfte zwei Reihen angebracht sind*

In den Abwicklungen gemäss Fig* 2 und 3 ist die Form des Querschnitts der einzelnen Schneckenflügel zu erkennen. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Rhombus, dessen zwei spitze Ecken gebrochen sind.

In der Detailzeichnung von Fig_k 3 ist mittels der Kreise die Po*· sition der Knetzähne relativ zu einem Schneckenflügel angedeutet, wie sie sich während einzelner Phasen des Bewegungsäblaufes ein— stellt. Man sieht deutlich, wie eng die Schneckenflügel an den Knetzähnen vorbeistreifen und lediglich einen gleichmässig schmalen Raum rings um den Schneckenflügel freilassen.

Es wird dadurch erreicht, dass ein guter Selbstreinigungseffekt zustande kommt, da die Knetzähne die Schneckenflügel entlang ihrer ganzen Oberfläche abstreifen. Es ergeben sich dadurch neben grösseren Scherkräften eine zeitlich raschere Einleitung der Reaktion zwischen einzelnen Komponenten, die in der Maschine verarbeitet

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werden und während des kontinuierlichen Betriebes eine rascher aufeinanderfolgende VJiederholung der einzelnen Reaktionsschritte* durch die grössere Anzahl von Scheckenflügeln und Knetzähnen sind mehr Treffpunkte zwischen Flügel und Knetzahn bei gleicher Maschinenlange und gleicher Drehzahl vorhanden, was sich in einer intensiveren Mischwirkung der Maschine, bezogen auf die Länge derselben, äussert.

Im Normallall sind bei solchen Misch- und Kneteinrichtungen eine gleich grosse Anzahl von Knetzahnreihen wie Schneckenflügel, oder aber ein ganzzahlig Vielfaches davon vorhanden. Bei einer vierflügeligen Maschine ergibt sich dann der zusätzliche Vorteil einer symmetrischen Anordnung der Knetzahnreihen in den beiden Gehäusehälften, was zur Entlastung des Gehäuses führt.

Der Hub einer vierflügeligen Maschine wird zweckmassiger weise etwas grosser gewählt als bei einer dreiflügeligen Maschine, damit die einzelnen Flügel genügend breit ausgebildet werden können, um eine genügende Festigkeit zu erzielen. Das Verhältnis von Umdrehungszahl zu Hubzahl beträgt im Normalfall lsi, kann aber auch davon abweichen. Die Länge der einzelnen Schneckenflügel richtet sich nach der Grosse des Hubes, nach der Breite der Zähne in Bewegungsrichtung sowie nach der Steigung des Schneckenganges und damit dem Abstand der einzelnen Knetzähne.

Bei der Herstellung der Welle für die beschriebene Misch- und Knet-

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einrichtung ergeben sich ganz besondere Vorteile, Während bei einer dreiflügeligen Maschine, um gleich gute Misch- und Knetresultate zu erreichen, eine Bearbeitung von mindestens sechs Flächen pro Schneckenflügel erforderlich ist, genügt es bei einer vierflügeligen Welle, vier Flächen zu bearbeiten. Bei der dreiflügeligen Maschine lassen sich nur zwei Flächen pro Flügel als unterbrochenes Gewinde, fräsen, während die übrigen Flächen einzeln hinterfräst werden müssen. Bei der vierflügeligen fc'eiie dagegen lassen sich alle vier Flächen als unterbrochenes Gewinde herstellen, ohne dass eine Hinterfräsung notwendig wäre. Dies ergibt eine beträchtliche Zeitersparnis bei der Herstellung der Welle.

Der Austritt des Produktes erfolgt bei einer solchen vierflügeligen Maschine gleichmässiger, was für die lfi> eiterverarbeitxing des Produktes von Vorteil ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Misch- und Kneteinrichtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren und gleichzeitig hin und her bewegbaren, mit Misch— und Knetflügeln ausgerüstete Schneckenwelle, welche mit an der Gehäuseinnenwand angeordneten, radial nach innen abstehenden Knetorganen ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Misch- und Knetflügel ein sich spiralförmig um die Welle herumziehender Schneckengang pro Umgang mindestens viermal unterbrochen ist.

£. Misch- und Kneteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier Reihen von Knetzähnen vorgesehen sind, die gleich massig verteilt entlang des Umfanges des Gehäuses angeordnet sind.

3. Misch- und Kneteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse in seiner Längs mittelebene geteilt und bezüglich dieser Ebene symmetrisch ausgebildet ist.

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