DE2248509A1

DE2248509A1 - Misch- und knetmaschine

Info

Publication number: DE2248509A1
Application number: DE19722248509
Authority: DE
Inventors: Fritz Ronner
Original assignee: Buss AG
Current assignee: Buss AG
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1972-10-03
Publication date: 1973-05-03
Also published as: US4004788A; FR2161931B2; JPS577768B2; AT320951B; IT1044927B; GB1404815A; FR2161931A2; AU4749972A; CA976153A; CH528294A; AU477115B2; JPS4852054A

Description

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Zusatz zu Patentanmeldumg Np.

Misch- und Knetmaschine

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Misch· schine mit einer in einem Gehäuse aBgeords@tea_p drehbarem umd gleichzeitig hin- und herbewegbaren,, mit Mische und ausgerüsteten Schneckenwelle, welche mit as der wand radial nach innen absteßjendß®. KnetoFganen ausgerüstet lsi, wsd hat zum Ziel, eine verbesserte Ausiührussg des· im HmuptpaiQBi be<* schriebenen Maschine mit vervielfachtes* Uurchsatzl®Isiuag gegs^übe einer vorgegebenen Maschine vorzuschlagen,,

Die Schnecken maschinmder beschriebenem Art habea M d@n let st Jahren einen grossen Einsatzbereich i® vielen Zweigen de? ladhisföie

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und insbesondere in der Kunststoff-verarbeitenden Industrie gefunden. Gerade der letzte Industriezweig aber verlangt immer grössere Maschinen, weil eine Maschine mit z* B. der dreifachen Durch·* satzleistung wesentlich weniger kostet und auch wirtschaftlicher arbeitet als drei Maschinen mit der einfachen Leistung, Es kommt noch dazu, dass eine Maschine hoher Leistung relativ weniger Lohnkosten verursacht und weniger Platz beansprucht.

Wenn sich ein bestimmter Maschinentyp aufgrund seiner Kennwerte, die durch die konstruktive Ausbilduag der Maschine eü wie durch die Betriebsverhältnisse bestimmt sind, für einen spezifischen Arbeitsprozess oder für ein mehr oder weniger breites Spektrum von ähnlichen Arbeitsprozessen gut bewährt hat, so ist dies in vielen Fällen einer langjährigen Entwicklung dieses Maschinentyps zuzuschreiben, wobei eine grosse Zahl voti Versuchsreihen notwendig waren, um die optimalen Kennwerte einer Maschine festzulegen. Ein bewährter Maschinentyp lässt sich aber nicht ohne weiteres masstäblich vergrössern, um eine Maschine mit vervielfachter Durchsatzleistung zu erhalten, weil z. B, die Umfangsgeschwindigkeit der Welle und damit die Beanspruchung des Produktes durch erhöhte Reibungswärme zu gross werden kann. Aus demselben Grund darf auch die Wellendrehzahl nicht beliebig erhöht werden. Neben der Wärmeempfindlichkeit spielt auch die schlechte Wärmeleitfähigkeit der meisten darin zu verarbeitenden Produkte, z. B. der Kunststoffprodukte, eine grosse Rolle, denn an einer bestimmten Stelle kann

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das Produkt bereits durch zn kohe Temperatus¹ verdorben sem₉ wäh rend es unmittelbar cfaae&ea kaum die Betri&h&temperatur erreicht haben kann.

Um die Schwierigkeiten dieser Art mn umgehen? bat man schoa vorgeschlagen, Maschinen mit bis zn eimer Lämge vom dreissigfachen des Durchmessers und mehr hee®uat@:ll@ä_B Bei <aiaez> kontinuierlichen Misch- und Knetmaschine isß jedoch eiae so starke Verläageruag des Gehäuses nicht zu empfehlen^ weil die unterschiedlich hohe Temperaturausdehnung der Welle und des Gehäuses die korrekte Zusammenarbeit zwischen der Gehäuseiaaenvmßd und den Kaetelementen auf der Welle gefährden würde^ besoaders auch dann? weaa die G®häus@ianenwand noch mit Abstreifbolzen oder zaäaähnlickea Knetelemente® bestückt ist, welche mit KnetflügeM der Welle zusammenwirken.

Es ist das Ziel der vorliegeadea Erfimdnog,, eiae Sch&eckenmascMae der eingangs erwähnten Art .w@z>3WBcM&igeit, welche eise vervielfachte Durchsatzleistung gegenüber einer vorgegebenen Ma&chMe besHzt, ohne dass wieder eine grundlegende Neuentwicklung der Maschine notwendig wäre. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichbleibender Gehäuselänge der Innendurchmesser desselben gegenüber der vorgegebenen Maschine um einen bestimmten Faktor vervielfacht und der Wellenkerndurchmesser um so viel vergrössert ist_t dass die Differenz zwischen Gehäuse- und Kerndupchmesser unverändert bleibt^

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ferner dass die Wellendrehzahl gegenüber der vorgegebenen Maschine um denselben Faktor verkleinert ist, und dass schliesslich die Anzahl der Schneckenflügel und der Knet- oder Abstreiforgane um denselben Faktor vervielfacht ist»

Bei einer Maschine mit rotierender und gleichzeitig hin- und herge -bender Welle ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Achsialbewegungen pro Umdrehung der Schneckenwelle gegenüber der vorgegebenen Maschine um denselben Faktor vervielfacht ist.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen als Beispiel eine kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine, deren Welle neben der rotierenden gleichzeitig eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine gegebene Maschine,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine gemäss dem Verfahren konstruierte Maschine mit vervielfachter Durchsatzleistung,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch die Maschine nach Fig. 1,

Fig. U einen schematischen Längsschnitt durch die Maschine nach Fig. 2, und

Fig. 5 eine Abwicklung der Schneckenwelle der Maschine gemäss Fig. 2 und 4.

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Die Maschine ge mass Fig. 1 besitzt eis Gehäuse 1, in welchem eise hohl ausgebildete Welle 2 drehbar und gleichseitig hin™ und herbewegt bar gelagert ist. Die Welle 2 ist mit vier Schneckenflügeln 3 versehen, welche mit vier gleichmässig entlang des Umfaoges der Gehäuseinnenwand angeordneten Knetzähnen h zusammenwirken. Aus Figo ist ersichtlich, dass der Wellenkern beispielsweise einen Durchmes ser von a *■ 130 mm, efas Gehäuse einen Innendurchmesser von b — 200 mm und die Maschine eine wirksame Länge von c ^ 1390 mm besitzt. Eine solche Maschine wird beispielsweise mit einer Drehzahl der Welle von 72 Umdrehungen pro Minute betrieben, währenddem die Welle pro Umdrehung eine Hin- und Herbewegung ausführt«

Die Maschine gemäss Fig. 2 besitzt ebenfalls ein Gehäuse 5_P in welchem die hohle Schneckenwelle 6 drehbar uad Mn- und herbewegbar gelagert ist. Die Welle 6 trägt um ihren Umfang verteilte Schneckenflügel 7, deren Anzahl mit acht gewählt ist» In entsprechender Weise sind ferner acht, entlang der Gehäuseinneawand mm Umfang verteilte Knetzähne 8 vorgesehen, welche mit den Schneckenflägeln 7 susani menwirken. Aus Fig. 4 geht hervor, dass bei dieser Maschine der Wellenkerndurchmesser d - 330 mm beträgt, während der Gehäuse*» innendurchmesser e mit UOO mm doppelt so gross ist wie bei der Ma schine gemäss Figi 1 und J. Die wirksame Maschinenlänge c ist unverändert^ also 1390 mm.

Die Differenz zwischen dem Durchmesser b des Gehäuses und dem

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Durchmesser a des Kerns der Welle beträgt im ersten Fall 200 - 130 - 70 mm, im zweiten Fall e - d - UOO - 330 - 70 mm, ist also gleich. Da der Gehäusedurchmesser verdoppelt wurde, beträgt auch die Anzahl der Schneckenflügel 7 und der Knetzk'hne8 das doppelte. Im Betrieb wird diese vergrösserte Maschine mit halber Drehzahl, d. h. mit 36 Umdrehungen pro Minute gefahren, wobei die Welle pro Umdrehung jedoch zwei Hin- und Herbewegungen ausführt. Die Querschnittsflache des Arbeitsraumes beträgt bei

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der ersten Maschine 181 cm , bei der zweiten Maschine U02cm ,

d. A, das 2, 2-fache, Da diese Querachnittsflache des Arbeitsraumes direkt proportional der Durchsatzleistung ist, wird die nach dem vorgeschlagenen Verfahren berechnete Maschine mehr als die doppelte Durchsatzleistung als die ursprüngliche Maschine besitzen. Infolge der halben Drehzahl ist die Umfangsgeschwindigkeit der Knetzähne bei beiden Maschinen identisch, so dass keine stärkere Beanspruchung des Materials auftreten kann.

Es kommen selbstverständlich auch andere Faktoren als wie der im vorhergehenden Beispiel gewählten Faktor 2 in Betracht. Der Kerndarchmesser einer Maschine mit z. B. 600 mm Innendurchmesser wird 530 njm betragen, während die Anzahl der Schneckenflügel und Knetzähne auf 12 pro Umfang erhöht würde. Eine solche Maschine würde mit einer Wellendrehzahl von 2k Umdrehungen pro Minute und mit dreifacher Hin- und Herbewegung der Welle betrieben. AIb Quer- schnittsfläche des Arbeitsraumes ergäbe sich ein Wert von 621 cm ,

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was einer 3, fyj-fachen Durchsatzleistung der ursprünglichen Maschine entspricht.

Eine nach dem vorgeschlagenen Verfahren berechnete Maschine ergibt insofern konstruktive Vorteile^ als das Gehäuse mehr Umfangsfläche zur Unterbringung von Heizeinrichtungen und Knetzähnen bietet. Ausserdem ist der verhältnismässig stark verdickte Wellenkern wesentlich biegungssteifer und bietet auch mehr Raum zur Aufnahme von Einrichtungen zur Heizung oder Kühlung der Welle. Der Platzbedarf einer solchen Maschine ist nur unwesentlich grosser, während der Herstellungspreis im Verhältnis zur erzielten Durchsatz} eistfung wesentlich günstiger liegt, als bei kleinen Maschinen.

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Claims

Patentansprüche

1. Schnecken maschine mit vervielfachter DurchsatzJeiatung gegen" über einer vorgegebenen Maschine, nach dem Anspruch 1 des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichbleibender Gehäuselänge der Innendurchmesser desselben gegenüber der vorgegebenen Maschine um einen bestimmten Faktor vervielfacht und der Wellenkerndurchmesser um so viel vergrössert ist, dass die Differenz zwischen Gehäuse- und Kerndurchmesser gleich bleibt, ferner dass die W eil en drehzahl gegenüber der vorgegebenen Maschine um zumindest annähernd denselben Faktor verkleinert ist, und dass scbliesslich die Anzahl der Schneckenflügel und der Knet- oder Abstreiforgane um zumindest annähernd denselben Faktor vervielfacht ist.

2. Schnecken maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Achsialbewegungen pro Umdrehung der Schneckenwelle gegenüber der vorgegebenen Maschine um zumindest annähernd denselben Faktor vervielfacht ist.

3. Schneckenmaschine nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Schneckenwelle pro Umdrehung mehr als einen Axialhub ausführt.

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