DE2530184A1

DE2530184A1 - Vorrichtung zum mahlen, kneten und/ oder mischen, insbesondere granuliervorrichtung

Info

Publication number: DE2530184A1
Application number: DE19752530184
Authority: DE
Inventors: Horst Papenmeier; Wolfgang Papenmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-05
Filing date: 1975-07-05
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2530184B2

Description

Vorrichtung zum Mahlen, Kneten und/oder Mischen, insbesondere Granuliervorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mahlen, Kneten und/oder Mischen von pulverförmigem, körnigem und/oder pastösem Gut, insbesondere auf eine Granuliervorrichtung mit einem senkrecht angeordneten, nach oben offenen Behälter mit mindestens einem Formloch, durch das das zu behandelnde Gut mittels eines antreibbaren, bezüglich der Behälterinnenfläche bewegbaren Druckelementes gedrückt wird.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DT-AS 2 321 204) ist eine Granuliervorrichtung, bei der das Druckelement aus einer um seine Achse drehbaren Druckrolle besteht, die außerhalb des Behälters gelagert ist und auf die Behälterinnenfläche gedrückt wird, so daß bei Drehung der Druckrolle um ihre Achse sowie bei Drehung des Behälters um seine senkrechte Mittelachse eine Relativbewegung zwischen Behälterinnenfläche und Druckelement stattfindet. Das zu behandelnde Gut gelangt zwischen die Druckrolle und die Behälterinnenfläche und wird dort geknetet und durchmischt und dabei gleichzeitig radial nach außen befördert und durch die im Randbereich des Behälters vorgesehenen Formlöcher herausgepreßt. Das aus den Formlöchern austretende Gut kann dann mittels einer Schneidvorrichtung zu Granulatteilchen zerteilt werden.
Bei dieser bekannten Granuliervorrichtung ist nicht aus zum schließen, daß ein Teil des zu behandelnden Gutes sich von der Mitte der Behälterinnenfläche nach außen bewegt, ohne von der Druckrolle geknetet worden zu sein, um dann aus den Formlöchern herausgepreßt zu werden, wodurch aus diesen Formlöchern ein schlecht geknetetes und schlecht gemischtes Material austritt.
Darüber hinaus erfordert die Einstellung eines anderen Granulatdurchmessers bei der vorbekannten Granuliervorrichtung einen erheblichen Montageaufwand, da alle, am Umfang verteilten Formlöcher angepaßt werden müssen, was gegebenenfalls durch Einsetzen oder Vorsetzen von Lochblenden erfolgen kann, häufig aber das Austauschen des gesamten Behälters erfordert.
Schließlich ergeben sich bei der vorbekannten Granuliervorrichtung auch Lagerungsprobleme, da der sich drehende Behälter erheblichen Belastungen durch die Druckrolle ausgesetzt ist.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine möglichst einfach aufgebaute Vorrichtung zum Mahlen, Kneten und/oder Mischen und insbesondere eine Granuliervorrichtung zu schaffen, in der das zu behandelnde Gut gleichmäßig gemahlen, geknetet und/oder gemischt wird und die eine einfache Änderung des Durchmessers des oder der Formlöcher ermöglicht.
Dies wird mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Druckelement aus einem Stößel mit einer unteren Arbeitsfläche besteht, der mit seiner Längsachse auf dem Mantel eines mit seiner Spitze im Bereich der Behälterinnenfläche liegenden Kegels um dessen Kegelachse bewegbar ist, die von einer durch die Mitte der Behälterinnenfläche verlaufenden, senkrechten Achse gebildet ist.
Durch die Verwendung eines derart bewegten Stößels ist es möglich, auf eine Drehbewegung des Behälters zu verzichten und diesen stationär zu halten, wenngleich eine Drehbewegung des Behälters selbstverständlich zusätzlich zur Bewegung des Stößels erfolgen kann.
Da die Arbeitsfläche des Stößels während eines Umlaufs der Längsachse des Stößels auf dem Kegelmantel einmal den gesamten Umfang der Behälterinnenfläche überläuft, wirkt der Stößel auf das gesamte, sich im Behälter befindende Gut ein, und es besteht daher nicht die Gefahr, daß ein Teil des zu behandelnden Gutes unzureichend durchmischt oder geknetet aus dem Behälter herausgepreßt wird.
Vorzugsweise führt der Stößel zusätzlich zu der vorstehend erwähnten Bewegung noch eine Drehbewegung um seine Längsachse aus, so daß die Stößelbewegung also einer sogenannten Taumelbewegung entspricht.
Die Behälterinnenfläche kann zumindest in einem äußeren Ringbereich muldenartig nach innen vertieft sein, und die Form der Arbeitsfläche des Stößels kann zumindest in einem äußeren Bereich an die Form des entsprechenden Bereichs der Behälterinnenfläche angepaßt sein, so daß eine verhältnismäßig gleichförmige Belastung von Arbeitsfläche und Behälterinnenfläche entsteht, was zu einer gleichförmigen Behandlung des eingebrachten Gutes führt.
Bei einer derartigen Ausgestaltung der Behälterinnenfläche ist das Formloch bzw. sind die Formlöcher vorzugsweise im tiefsten Teil der Behälterinnenfläche vorgesehen, und das zu behandelnde Gut wird dann durch die Stößelbewegung automatisch in diesen tiefsten Teil gedrückt und durch das bzw. die Formlöcher herausgepreßt.
Da bei einem solchen Aufbau der Vorrichtung entweder nur ein einziges Formloch vorhanden ist oder aber die Formlöcher in einem verhältnismäßig kleinen Bereich der Behälterinnenfläche zusammenliegen, ist es ohne weiteres möglich, durch Einbringen von Einsätzen oder durch Ansetzen von Lochblenden an der Außenseite des Behälters den Durchmesser des oder der Formlöcher in der gewünschten Weise anzupassen.
Die Zufuhr des oder der zu behandelnden Güter kann vom Umfangsrand der Behälterinnenfläche erfolgen. Flüssige Zusatzstoffe können auch durch eine koaxial mit der Längsachse des Stößels verlaufende Zufuhrleitung vorgenommen werden, die sich zu in radialem Abstand von der Längsachse liegenden Stellen der Arbeitsfläche des Stößels verzweigt und zwar bevorzugt in die druckschwächere Randzone des Stößels.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch und vereinfacht Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Granuliervorrichtung mit einem einzigen Formloch und einem eine Taumelbewegung ausführenden Stößel.
Fig. 2 zeigt eine Granuliervorrichtung ähnlich Fig. 1, jedoch mit mehreren, konzentrisch angeordneten Formlöchern.
Fig. 3 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der der Stößel keine Taumelbewegung ausführt, sondern sich nur mit seiner Längsachse auf dem Mantel eines Kegels bewegt.
Die in Fig. 1 dargestellte Granuliervorrichtung besteht aus einem Behälter 1 mit einer Behälterinnenfläche 3 sowie einem Stößel 2 mit einer Arbeitsfläche 4. Im Behälter 1 ist koaxial mit der senkrechten Mittelachse 6 ein Formloch 5 vorgesehen, as sich nach unten durch den Behälter, durch eine Isolierung 14 und durch einen Kühl- oder Heizblock 15 erstreckt.
Der Stößel 2 hat einen sich koaxial mit der Längsachse 7 des Stößels nach oben erstreckenden Antriebsschaft 9, der exzentrisch in einer Scheibe 10 gelagert ist, die an der Antriebswelle 8 befestigt ist. Bei Drehung der Antriebswelle 6 im angedeuteten Drehsinn bewegt sich somit die Längsachse 7 des Stößels 2 auf dem Mantel eines Kegels, dessen Kegelachse von der Mittelachse 6 gebildet wird und dessen Spitze etwa im Bereich der Behälterinnenfläche liegt. Außerdem dreht sich der Antriebs schaft 9 und damit der Stößel 2 während dieser Bewegung auf dem Kegelmantel um die Längsachse 7, so daß der Stößel insgesamt eine Taumelbewegung ausführt.
Durch diese Taumelbewegung läuft die Arbeitsfläche 4 des Stößels 2 auf der Behälterinnenfläche 3 um, und zwischen diesen beiden Flächen befindliches Gut, beispielsweise über die Zuführeinrichtung 13, die auch mit umlaufen kann, zugeführter körniger Kunststoff wird gemischt und geknetet. Dabei kann der auf das zu behandelnde Gut ausgeübte Druck durch Aufbringen oder Wegnehmen von scheibenförmigen Gewichten 11 auf den bzw. vom Stößel eingestellt werden.
Die Form der Arbeitsfläche 4 des Stößels entspricht im wesentlichen der Form desjenigen Bereiches der Behälterinnenfläche 3, mit der die Arbeitsfläche 4 in Berührung kommt. Zusätzlich können, wie in Fig. 1 bei 20 angedeutet, in der Arbeitsfläche 4 Ringrippen und -nuten vorgesehen sein, um die Misch- und Knetwirkung zu vergrößern. Entsprechende Ringnuten und -rippen können auch in die Behälterinnenfläche eingeformt werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel läuft die Mitte der Arbeitsfläche 4 des Stößels 2 in eine Spitze 19 aus, die in den oberen Bereich des Formloches 5 hineinragt. Durch diese Ausbildung wird einerseits eine gewisse Führung des Stößels im Behälter erreicht und andererseits der Transport des behandelten Gutes vom äußeren Randbereich der Behälterinnenfläche zum Formloch 5 unterstützt. Während dieses Transportes des Gutes erfolgt, wie ohne weiteres klar ist, das Mischen und Kneten des Gutes, wie dies in der Figur schematisch angedeutet ist. Das behandelte Gut wird dann durch das Formloch 5 herausgepreßt und kann mittels eines rotierenden Granuliermessers 16 zu Granulatteilchen 18 zerlegt werden.
Falls das zu behandelnde Material beheizt oder gekühlt werden muß, kann dies über die Heiz- oder Kühleinrichtung 12 erfolgen.
Ebenso kann das durch das Formloch 5 austretende Material 0mittels des Blockes 15 gekühlt oder beheizt werden.
ist ohne weiteres klar, daß sich bei der dargestellten Vorrichtung keine Lagerungsprobleme ergeben, da der verhältnismäßig schwere und stark belastete Behälter stationär gehalten wird und lediglich der Stößel 2 von der sich drehenden Antriebswelle 8 angetrieben eine Taumelbewegung ausführt. Darüber hinaus kann der Durchmesser des durch das Formloch 5 herausgepreßten Gutes sehr einfach dadurch verändert werden, daß man beispielsweise den Block 15 gegen einen Block mit anderem Durchmesser des Formloches austauscht.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung entspricht im Prinzip der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und ihr Stößel 22 hat eine Arbeitsfläche 24, die bei der Taumelbewegung des Stößels in Berührung mit der Behälterinnenfläche 23 des Behälters 21 kommt. Dieser Behälter hat eine Heiz- oder Kühleinrichtung 32 und an seinem unteren Ende ist eine Isolierung 34 und ein Kühl- oder Heizblock 35 vorgesehen, an dem ein rotierendes Granuliermesser 36 angebracht ist. Zur Durchführung der Taumelbewegung des Stößels 22 ist dessen Antriebsschaft 29 exzentrisch mit einer Scheibe 30 verbunden, die an einer sich um die Mittelachse 26 drehenden Antriebswelle 28 befestigt ist. Zur Einstellung des Mischdrucks sind auf den Stößel aufsetzbare Gewichte 31 vorgesehen, die hier einen Kegel bilden.
Die Zufuhr von flüssigen Zusatzstoffen kann über eine koaxial mit der Längsachse des Stößels und im Antriebs schaft 29 verlaufende Zufuhrleitung 33 erfolgen, die sich zu im Abstand von der Längsachse liegenden Stellen der Arbeitsfläche des Stößels verzweigt, so daß die zugeführten flüssigen Zusatzstoffe in den Knet- und Mischbereich zwischen Arbeitsfläche des Stößels und Behälterinnenfläche gelangen.Zusätzlich kann zu behandelndes Gut in der gleichen Weise wie in Fig. 1 dargestellt zugeführt werden.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 entspricht ein äußerer Ringbereich der Behälterinnenfläche 23 in seiner Form dem äußeren Bereich der Arbeitsfläche 24 des Stößels 22. Vom inneren Rand des Ringbereiches der Behälterinnenfläche geht eine Erhebung 39 aus, die also in der Mitte der Behälterinnenfläche liegt. Auf dieser Erhebung 39 ruht der Stößel mit einer entsprechenden, in der Mitte seiner Arbeitsfläche 24 vorgesehenen Vertiefung 40, so daß eine Lagerung des Stößels gegeben ist, die jedoch die Taumelbewegung des Stößels nicht beeinträchtigt.
Im tiefsten Bereich der Behälterinnenfläche 23, d.h. in unmittelbarer Nachbarschaft der Erhebung 39 sind konzentrisch um die Mittelachse 26 Formlöcher angeordnet, durch die das gemischte und geknetete Gut aus dem Behälter herausgepreßt und mittels des Granuliermessers 36 zu Granulatteilchen 38 zerschnitten wird. Auch hier ist eine einfache Änderung des Durchmessers der Formlöcher durch Austausch des Blockes 35 möglich.
Während in den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 1 und 2 der Stößel jeweils eine Taumelbewegung ausführte, ist in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem die Längsachse des Stößels sich lediglich auf dem Mantel eines Kegels bewegt.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 hat einen Behälter 51 mit einer Behälterinnenfläche 53 sowie einen Stößel 52 mit einer Arbeitsfläche 54. Die Form der Behälterinnenfläche 53 entspricht im wesentlichen der Form des äußeren Bereichs der Arbeitsfläche 54 des Stößels, und der Mittelteil der Arbeitsfläche des Stößels ist, wie dargestellt, etwas abgeflacht, um so einen hohen Druck im Mittelbereich zu erzielen.
Im Behälter ist koaxial zur Mittelachse 56 ein Formloch 55 vorgesehen, das sich nach unten durch den Behälter 51 und durch eine Isolierung 64 sowie einen Kühl- oder Heizblock 65 erstreckt. Ferner ist im Behälter eine Heiz- oder Kühleinrichtung 62 vorhanden.
Wie bereits erwähnt, führt der Stößel in der Vorrichtung gemäß Fig. 3 keine Taumelbewegung aus. Zu seinem Antrieb sind zwei räder oder Rollen 58 und 59 mit unterschiedlichem und zwei Räder oder Rollen 58', 59' mit gleichem Durchmesser vorhanden, die über ein Achsenkreuz 57 miteinander verbunden sind und die mit ihrer Lauffläche auf der der Arbeitsfläche 54 des Stößels 52 gegenüberliegenden Fläche 69 an einander diagonal gegenüberliegenden Stellen auf liegen. Auf den Rädern ruht ein Gewicht 60, so daß dessen untere, horizontale Fläche 61 in Berührung mit den Laufflächen der Räder steht.
Wird das Achsenkreuz 57 um die Mittelachse 56 des Behälters 51 gedreht, so rollen die Lauf flächen der Räder einerseits an der unteren Fläche 61 des Gewichts 60 und andererseits an der oberen Fläche 69 des Stößels 52 ab. Da jedoch die untere Fläche 61 des Gewichts 60 ihre horizontale Lage nicht ändert und da die Durchmesser der Räder 58 und 59 unterschiedlich sind, wird der Stößel gegenüber der Behälterinnenfläche bewegt, und zwar so, daß die Längsachse 67 des Stößels auf dem Mantel eines Kegels umläuft, dessen Achse von der Mittelachse 56 gebildet wird und dessen Spitze im Bereich der Mitte der Behälterinnenfläche liegt. Insoweit stimmt also die Bewegung des Stößels mit der Stößelbewegung gemäß Fig. 1 und 2 überein.
Entgegen den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 führt jedoch der Stößel keine Drehbewegung um seine Längsachse aus.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann der Durchmesser des einzigen Formloches durch einfachen Austausch des Blockes 65 verändert werden.
Ferner kann die Zufuhr von zu behandelndem Gut oder flüssigen Zusatzstoffen über die sich verzweigende, koaxial mit der Längsachse 67 des Stößels 52 verlaufende Zufuhrleitung 63 und/ oder über eine Zuführeinrichtung gemäß Fig. 1 erfolgen.
Selbstverständlich kann auch in der Vorrichtung gemäß Fig. 3 am Block 65 ein Granuliermesser befestigt sein. Es ist jedoch auch möglich, die Vorrichtung gemäß Fig. 3 sowie auch die Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2 zur Herstellung von Strangmaterial zu benutzen, also auf den Einsatz eines Granuliermessers zu verzichten.
Ferner ist es auch leicht möglich, den Winkel zwischen Behälterachse 6, 26, 56 und Stößellängsachse 7, 27, 67 zu verändern.

Claims

Ansprüche

1.Vorrichtung zum Mahlen, Kneten und/oder Mischen von pulverförmigem, körnigem und/oder pastösem Gut, insbesondere Granuliervorrichtung mit einem senkrecht angeordneten, nach oben offenen Behälter mit mindestens einem Formloch, durch das das zu behandelnde Gut mittels eines antreibbaren, bezüglich der Behälterinnenfläche bewegbaren Druckelementes gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement aus einem Stößel (2; 22; 52) mit einer unteren Arbeitsfläche (4; 24; 54) besteht, der mit seiner Längsachse (7; 27; 67) auf dem Mantel eines mit seiner Spitze im Bereich der Behälterinnenfläche (3; 23; 53) liegenden Kegels um dessen Kegelachse bewegbar ist, die von einer durch die Mitte der Behälterinnenfläche (3; 23; 53) verlaufenden, senkrechten Achse (6; 26; 56) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Behälterinnenfläche (3; 23; 53) zumindest in einem äußeren Ringbereich muldenartig nach innen vertieft und daß die Form der Arbeitsfläche (4; 24; 54) des Stößels (2; 22; 52) zumindest in einem äußeren Bereich an die Form des entsprechenden Bereichs der Behälterinnenfläche (3; 23; 53) angepaßt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formloch (5; 55) oder die Formlöcher (25) im tiefsten Teil der Behälterinnenfläche (3; 23; 53) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (52) eine obere, der Arbeitsfläche (54) gegenüberliegende Fläche (69) aufweist, auf der an einander diagonal gegenüberliegenden Stellen mindestens zwei miteinander verbundene Räder (58, 59) unterschiedlichen Durchmessers mit ihren Laufflächen auf liegen, wobei die gebildete Radanordnung um die Kegelachse (56) drehbar ist, und daß die Laufflächen der Räder (58, 59) zwischen der oberen Fläche (69) und einer oberhalb dieser liegenden, horizontalen Ebene (61) liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Ebene von der Bodenfläche (61) eines Gewichtes (60) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (2; 22) um seine Längsachse (7; 27) drehbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (2; 22) einen sich koaxial mit einer Längsachse (7; 27) nach oben erstreckenden Antriebsschaft (9; 29) aufweist, der exzentrisch mit einer koaxial mit der Kegelachse (6; 26) verlaufenden Antriebswelle (8; 28) gekoppelt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsfläche (4) und/oder der Behälterinnenfläche konzentrisch bezüglich der Längsachse (7) bzw. der Kegelachse verlaufende Ringnuten und/oder -rippen (20) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch lösbar auf dem Stößel (2; 22) befestigbare, plattenförmige Gewichte (11; 31).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine koaxial mit der Längsachse (27; 67) verlaufende Zufuhrleitung (33; 63), die sich zu in radialem Abstand von der Längsachse (27; 67) liegenden Stellen der Arbeitsfläche (24; 54) des Stößels (22; 52) verzweigt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Behälterinnenfläche (3; 53) von außen zur Mitte muldenartig vertieft.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Formloch (5; 55) in der Mitte der Behälterinnenfläche (3; 53) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (54) des Stößels (52) im Mittelbereich abgeflacht ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Arbeitsfläche (4) des Stößels (2) in eine Spitze (19) ausläuft, die in das Formloch (5) hineinragt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Behälterinnenfläche (23) eine Erhebung (39) vorgesehen ist, um die die Formlöcher (25) konzentrisch angeordnet sind, und daß die Mitte der Arbeitsfläche (24) des Stößels (22) entsprechend der Form der Erhebung (39) vertieft ist.