DE2233824A1

DE2233824A1 - Mixing kneader - has helical screw rotor meshing with fixed teeth

Info

Publication number: DE2233824A1
Application number: DE19722233824
Authority: DE
Inventors: Fritz Ronner
Original assignee: Buss AG
Current assignee: Buss AG
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1974-01-31

Abstract

The kneader comprises a barrel with inwardly projecting teeth and a revolving and axially oscillating screw with helical thread, the helical thread being interrupted at least four times per circumference, thus constituting a 4-bladed screw. Specifically the four blades have approximately plane surfaces, which slide past the fixed teeth of the barrel. The regulation of the axial motion is such as to ensure this sliding action. Preferably, the regulating units contain a template corresponding to the pattern of the blades. This arrangement results in greatly simplified construction of the rotor.

Description

Mlsch- und Kneteinrichtung und Verfahren zum Betrieb derselben.Milling and kneading equipment and method of operating the same.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Yiisch- und Kneteinrichtung mit, in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren und gleichseitig hin und her bewegbaren, mit Sisch- und Knetflügeln ausgerüsteten Schnecken welle, welche mit an der Gehäuseinnenwand radial nach innen abstehenden Knetorganen ausgerüstet ist, wobei der sich spiralförmig um die Welle herumziehende Schneckengang mindestens viermal pro Umgang unterbrochen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb dieser Einrichtung.The present invention relates to a mixing and kneading device with, arranged in a housing, rotatable and reciprocally movable at the same time, screw shaft equipped with mixing and kneading blades, which are attached to the inner wall of the housing is equipped with kneading elements protruding radially inwards, the spiral being shaped The worm thread moving around the shaft interrupted at least four times per turn is. The invention also relates to a method for operating this device.

Bei solchen Einrichtungen treten die Rnetsähne bei der Rotation und Oszillation der Welle durch zwischen den Schneckenflügeln vorbandenen Lücken hindurch. Dabei ist es notwendig, die geometrische Ausbildung der Schneckenfltigel unter Berückachtigung der Bewegung der Schneckenwelle so auf die Lage der Knetzähne abzustimmen, dass letztere möglichst eng an den Schneckenflügeln vorbeiziehen, um Scherkräfte in das Produkt einzuleiten und das material abzustreifen. Bisher hat man dreiflügelige Esellen gebaut, indem der spiralförmig sich um die Welle herumziehende Schneckengang pro vollem Umgang dreimal unterbrochen wurde, wobei dre Knetzahnreihen an der Gehäusewand angebracht sind. Um den Zwischenraum zwischen Flügel und Knetzähnen so klein wie möglich zu gestalten, ist eine sehr komplizierte Formgebung der Schneckenflügel und damit eine zeitraubende Bearbeitung erforderlich, so dass die Schneckenflügel nicht mit einfachen maschinellen herstelbngsmethoden gefertigt werden können.In such devices, the teeth kick in the rotation and Oscillation of the shaft through the gaps between the screw blades. In doing so, it is necessary to take into account the geometrical design of the snail blades the movement to match the worm shaft to the position of the kneading teeth, that the latter pull as closely as possible past the screw blades to reduce shear forces to be introduced into the product and to strip off the material. So far one has three-winged Esellen built by the worm gear spiraling around the shaft was interrupted three times per full session, with three rows of kneading teeth on the housing wall are appropriate. Around the space between the wing and the kneading teeth as small as to make possible, is a very complicated shape of the screw blades and thus a time-consuming machining required, so that the screw blades cannot be manufactured with simple machine manufacturing methods.

Um zu ermöglichen, dass auch bei einem einfach herstellbaren Schneckenflügel möglichst günstige Verhältnisse in Bezug auf Scherkräfte und Abstreifeigenschaften herrschen, hat die Anmelderin Hauptpatent vorgeschlagen, den sich spiralförmig um die Welle herumsiedenden Schneckengang pro Umgang mindestens viermal zu unterbrechen, so dass eine sogenannte vier-flügelige Welle entsteht, welche mit vier Reihen von Knetorganen zusammenwirken. Damit kann die relative Bewegungsbahn zwischen Flügel und Knetorgan schon recht gut aufeinan der abgestimmt werden.In order to enable that even with a screw wing that is easy to manufacture The best possible conditions in terms of shear forces and wiping properties prevail, the applicant has proposed the main patent, which spirals around to interrupt the shaft simmering worm thread at least four times per turn, so that a so-called four-winged shaft is created, which has four rows of Kneading organs work together. This allows the relative movement path between the wings and kneading device can be coordinated quite well with one another.

Um nun aber optimale VerhAltnisse zu schaffen, wird mit der vorliegenden Erfindung eine weitere Angestaltung der im Hauptpatent beschriebenen Einrichtung vorgeschlagen. Anstelle der bisher verwendeten Schnecken flüge 1, welche in der Abwicklung so gut wie möglich der sinoidalen Axialbewegung angepasst wurden, wird eine günstige, in der Fabrikation leicht zu bearbeitende Flügelform vorgeschlagen, welcher die Axialbewegung der Welle angepasst wird. Demgemäss ist die Einrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass die so gebildeten vier Misch- und Rnetflügel mindestens annähernd ebene Begrenzungsflächen besitzen, welche entlang der Knetorgane bewegbar sind, wobei der für die Axialbewegung der Welle vorgesehene Antrieb der Form der Misch- und Knetflügel entsprechend steuerbar ist.In order to create optimal conditions, the present Invention a further development of the device described in the main patent suggested. Instead of the previously used Snails flies 1, which in the development are adapted as well as possible to the sinusoidal axial movement becomes an inexpensive wing shape that is easy to work with in manufacture proposed, which is adapted to the axial movement of the shaft. Accordingly is the device of the type mentioned, characterized in that the so formed four mixing and mixing blades have at least approximately flat boundary surfaces, which are movable along the kneading members, the one for the axial movement of the Shaft provided drive of the shape of the mixing and kneading blades can be controlled accordingly is.

Das Verfahren zum Betrieb der Einrichtung mit, in einem Gehäuse angeordneter, drehbaren und gleichzeitig hin und her bewegbaren, mit Misch- und Knetflügeln ausgerüsteten Schnecken welle und mit an der Gehäuseinnenwand angeordneten, radial nach innen abstehenden Knetzähnen ist dadurch gekennzeichnet, dass die h isch- und Knetflfisel'eine, durch die Form ihrer i~egrentungsfldchen bestimmte Bewegung an den Knetorganen vorbei ausführen. Diese kann eine der Flügelform entsprechend gewählte Schablone umfassen.The method for operating the device with, arranged in a housing, rotatable and at the same time movable to and fro, equipped with mixing and kneading blades Screw shaft and arranged on the inner wall of the housing, radially inward protruding kneading teeth is characterized by the fact that the kneading and kneading Movement past the kneading organs, determined by the shape of their boundary surfaces carry out. This can include a template selected to match the shape of the wing.

Auf beiliegender Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Schnecke in Abwicklung dargestellt.On the accompanying drawing is a screw as an exemplary embodiment shown in development.

In der Zeichnung ist die Abwicklung einer Misch- und Kneteinrichtung dargestellt, deren Schneckengang pro Umgang acht mal unterbrochen. ist, um acht Misch- und Knetflügel zu bilden, die in der Zeichnung mit 1 bezeichnet sind. Mit diesen Misch- und Knetflügeln wirken acht Reihen von Knetorganen 2 zusammen, die beispielsweise als in die Gehäuseinnenwand eingesetzte Bolzen ausgebildet sein können.The drawing shows the development of a mixing and kneading device shown, whose worm thread is interrupted eight times per cycle. is, around to form eight mixing and kneading blades, which are denoted by 1 in the drawing. Eight rows of kneading organs 2 work together with these mixing and kneading blades, which can be designed, for example, as bolts inserted into the inner wall of the housing can.

Wie aus der Zeichnung deutlich zu sehen ist, sind die Flügel als Abschnitte eines einfach und billig herstellbaren Gewindeganges ausgebildet, welche im Querschnitt die Form eines Rhombus besitzen. Es sind keine kostspieligen Hinterfräsungen der Flügel notwendig. Selbstverständlich lässt sich auch jede andere, einfach herstellbare Form für die Flügel verwenden.As can be clearly seen from the drawing, the wings are as sections a simple and cheap to manufacture thread formed, which in cross section have the shape of a rhombus. There are no costly back millings Wings necessary. Of course, any other, easily producible one can also be used Use the shape for the wings.

Die Axialbewegung der Welle wird nun so gesteuert, dass die relative Bewegungsbahn der Knetorgane 2 gegenüber den Flügeln 1 möglichst genau der Kontur der letzteren entspricht. Es muss le.iglfth noch das konstruktiv erforderliche Spiel zwischen Flügel 1 UPd 2 Knetorgan berücksichtigt werden.The axial movement of the shaft is now controlled so that the relative Path of movement of the kneading elements 2 relative to the blades 1 as precisely as possible to the contour corresponds to the latter. It must le.iglfth the constructively required game between wing 1 UPd 2 kneading device must be taken into account.

Ir der Zeichnung ist zur Erläuterung ein beispielsweiser Bewegungsablauf eingezeichnet. Einfachheitshalber wurde die Darstellung so gewählt, wie wenn sich die Knetorgane 2 an den ruhenden Flügeln 1 vorbeibewegen würden, während es in Wirklichkeit ja umgekehr ist. Für das Prinzip der Erfindung spielt dies jedoch keine Rolle. Die beispiels weise Bewegungsbahn in axialer Richtung während einer Umdrehung setzt sich aus einer Anzahl Geraden zusammen, die ja die die Flügel begrenzenden Flächen Ebenen sind. Während der Abstand zwischen zwei horizontalen Linien in der Zeichnung einer Drehung der Welle um ist entspricht. bedeutet ein sich senkrecht zu diesen Linien erstreckender Verlauf der Bahn einen Stillstand der axialen Verschiebung der Welle, während ein Verlauf der Bahn nach links einen Vorwärtshub und nach rechts einen Rückwärtshub bedeutet.Ir the drawing is an exemplary movement sequence for explanation drawn. For the sake of simplicity, the representation was chosen as if the kneading members 2 would move past the stationary blades 1, while it is in reality yes is the other way around. However, this does not play a role in the principle of the invention. the for example wise trajectory in the axial direction during a Revolution is made up of a number of straight lines that define the wings Areas are planes. While the distance between two horizontal lines in the Drawing corresponds to a rotation of the shaft around is. means a perpendicular the course of the path extending to these lines stops the axial displacement the wave, while a course of the path to the left a forward stroke and to the right means a backward stroke.

Um zu verdeutlichen, wie eng die Flügel 1 an den Knetorganen 2 vorbeistreifen, wurden die relativen Bahnen eines Knetorganes 2a und 2b eingezeichnet. Wie man sieht, verbleibt um die Flügel ia und ib herum lediglich ein geringes Spiel.To make it clear how closely the wings 1 slide past the kneading elements 2, the relative trajectories of a kneading device 2a and 2b were drawn. As you can see, Only a small amount of play remains around the wings ia and ib.

Bei einer solchen Zick-Zack-Bewegung der Welle kann der Austritt des Produktes in einfacher Weise beeinflusst werden. So kann bei einem kürzeren Rückgang der Welle ein langsames gleichförmiges Austossen oder bei langem Rückgang der Welle ein kurzes starkes Ausstossen ohne weiteres erreicht werden. Ferner kann die durch die Welle erzielte Rückförderung nach Belieben gross oder klein gehalten werden.With such a zigzag movement of the shaft, the exit of the Product can be influenced in a simple way. So can with a shorter decline of the wave a slow, uniform expulsion or a long retreat of the wave a short, strong expulsion can easily be achieved. Furthermore, the through the return achieved by the wave can be kept large or small as desired.

Die für die gebräuchlichen Wellen typische Pulsation des Produktenaustrittes kann bei der vorgeschlagenen Lösung in der Weise vermindert oder aufgehoben werden, indem über mehr als 1800 Wellendrehung ausgestossen wird während über weniger als 1800 die Welle axial zurückgezogen wird. Je nach Konstruktion kann die Axialbewegung bis drei Viertel Ausstoss und ein Viertel Rückgang umfassen.The pulsation of the product outlet typical for the usual waves can be reduced in that way with the proposed solution or be reversed by ejecting over more than 1800 shaft rotation during for less than 1800 the shaft is retracted axially. Depending on the construction include axial movement up to three quarters of ejection and one quarter of decline.

Das Getriebe für die Axialbewegung der Welle weist eine Steuereinrichtung aut, welche in Funktion der Flügelform wirkt. Die Steuerung kann eine, der Flügelform entsprechend gewählte Schablone oder auch hydraulische Mittel umfassen, wobei die konstruktive Ausbildung aus Fig. 3 der Schweizer Patente 497. 195 und 504. 227 der Anmelderin ersichtlich ist. Eine weitere Lösung für einen hydraulischen Antrieb ist ähnlich denkbar, wie aus aus dem Schweizer Patent 507. 733 bekannt wurde.The transmission for the axial movement of the shaft has a control device aut, which acts in function of the wing shape. The control can be one of the wing shape appropriately selected template or also include hydraulic means, the constructive training from Fig. 3 of the Swiss patents 497.195 and 504.227 of the Applicant can be seen. Another solution for a hydraulic drive is similarly conceivable, as was known from Swiss patent 507.733.

Schliesslich sei noch die Icrröglichkeit erwähnt, dass bei entsprechender Flügel form die nicht sinusoidale hin- und hergehende Bewegung in Kombination mit der Rotation der Welle mechanisch entsteht aus der Bahn eines Punktes P, der mit einem Kreis vom Radius r im Abstand a vom Mittelpunkt M des Kreises fest verbunden ist, wenn dieser Kreis, ohne zu gleiten, auf einer Geraden rollt. Dabei kann der Abstand a gleich, grösser oder kleiner als der Radius r gewählt werden. Ein Getriebe zur Erzeugung solcher Bewegungen ist unter Umständen billiger herzustellen als ein entsprechendes sinusoidal arbeitendes Getriebe. Auch sind andere Antriebe gegebenenfalls von Vorteil, beispielsweise mechanisch entstanden als Bahn eines Punktes Po wenn ein Kreis k mit dem Radius rt auf der Aussenseite eines festen Kreises K mit dem Radius R abrollt. Je nach dem Abstand a' des Punktes P' vom Mittelpunkt Al des Kreises k ergeben sich wiederum unterschiedliche Bewegungsbahnen für a'=r', a' grösser als r', oder ar kleiner als rt. Weitere Bewegungsformen lassen sich mit r'= R oder 3 rr - R erhalten, wobei letzteres bereits einer Sonderform der vorerwähnten Schablonensteuerung entsprechen würde.Finally, the possibility should be mentioned that with the appropriate Wings form the non-sinusoidal reciprocating motion in combination with the rotation of the shaft mechanically arises from the trajectory of a point P, which with firmly connected to a circle of radius r at a distance a from the center M of the circle is when this circle rolls in a straight line without sliding. The Distance a can be selected to be equal to, larger or smaller than the radius r. A transmission to generate such movements may be cheaper to manufacture than a Corresponding sinusoidal gear. Even are other Drives may be advantageous, for example mechanically created as a train of a point Po if a circle k with radius rt on the outside of a solid Circle K with the radius R rolls. Depending on the distance a 'of the point P' from the center Al of the circle k there are in turn different trajectories for a '= r', a 'larger than r', or ar smaller than rt. Other forms of movement can be made with r '= R or 3 rr - R obtained, the latter already being a special form of the aforementioned Template control would correspond.

Claims

1. Mixing and kneading device with one arranged in a housing, rotatable and at the same time movable back and forth worm shaft, which with the inside wall of the housing arranged, radially inwardly protruding kneading elements equipped is, wherein the helical flight around the shaft in a spiral at least is interrupted four times per handling, according to claim 1 of the main patent, thereby characterized in that the four mixing and kneading blades formed in this way are at least approximately have flat boundary surfaces which can be moved along the kneading elements, whereby the drive provided for the axial movement of the shaft - the form of the mixing - and kneading paddle can be controlled accordingly.

2. Mixing and kneading device according to claim 1, characterized in that that the control for the movement of the worm shaft one of the wing shape accordingly includes molded stencil.

3. A method for operating the mixing and kneading device according to claim 1, characterized in that the mixing and kneading blades have a shape their boundary surfaces perform certain movement past the kneading organs.

4. The method according to claim 3, characterized in that the mixing and kneading blades in addition to the rotary movement a uniform, linear Axialbe movement carry out.

5. The method according to claim 5, characterized in that the mixing and kneading blades perform a zigzag movement superimposed on the rotation.

6, method according to claim 3, characterized in that the mixing and kneading blades a complex, non-uniform movement superimposed on the rotation carry out.

L e r s e i t e