DE2827877A1

DE2827877A1 - Schneckenmaschine zum bearbeiten von festen, zaehviskosen und fluessigen materialien

Info

Publication number: DE2827877A1
Application number: DE19782827877
Authority: DE
Inventors: Josef A Blach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-24
Filing date: 1978-06-24
Publication date: 1980-01-17
Also published as: DE2827877C2

Description

Beschreibung:
Schneckenmaschine zum Bearbeiten von festen, zähviskosen und flüssigen Materialien Die Erfindung befaßt sich mit Schneckenmaschinen zum Bearbeiten von festen, zähviskosen und flüssigen Materialien, wie sie vor allem zum Homogenisieren verwandt werden, worunter im folgenden alle Vorgänge verstanden werden sollen, durch die die Makro- oder Mikrostruktur von Ein- oder Mehrkomponentenmassen vergleichmäßigt wird, insbesondere also die Vorgänge Mischen, Kneten, Dispergieren, Emulgieren und Plasifizieren, Derartige Schneckenmaschinen weisen üblicherweise eine oder mehrere Entgasungsöffnungen auf, die von vertikal verlaufenden Kanälen gebildet werden, die sich von dem die Schnecken aufnehmenden Gehäusehohlraum nach oben erstrecken. Nachteilig an den bekannten Konstruktionen ist es, daß die Entgasungsöffnungen zum Verstopfen neigen, und zwar durch Material, was von den entweichenden Gasen mitgerissen und in die Entgasungskanäle hinein hochgeschleudert wird.
Zuweilen wird auch bei Schneckenmaschinen mit mehreren in Schneckenwellen-Längsrichtung hintereinander angeordneten Entgasungsöffnungen an eine dieser Öffnungen ein Unterdruck angelegt. Weisen dann die Wellen zwischen den Entgasungsöffnungen z.B. zum Zwecke des Mischens oder Knetens Scheibenabschnitte auf, die einen von einem zur Wellenachse konzentrischen Kreis abweichenden Querschnitt besitzen, so ist der Strömungswiderstand zwischen den Entgasungsöffnungen zu gering, d.h. der an die eine Entgasungsöffnung angelegte Unterdruck wird durch Luft, welche durch die andere Entgasungsöffnung angesaugt wird, in wesentlichem Umfang unwirksam gemacht.
Mit der Patentanmeldung P 28 02 125.2 wurde eine Schneckenmaschine vorgeschlagen, die zwei gleichsinnig antreibbare und miteinander kämmende Schneckenwellen aufweist, deren jede mehrere hintereinander angeordnete Scheibenabschnitte besitzt, die einen von einem zur Wellenachse konzentrischen Kreis abweichenden Querschnitt aufweisen. Zwischen dem ersten und zweiten, dem dritten und vierten usf. Scheibenabschnitt der einen Welle und dem zweiten und dritten, dem vierten und fünften usf. Scheibenabschnitt der anderen Welle sind zur jeweiligen Wellenachse konzentrische Kreisringe vorgesehen, die bis zur Wand des Gehäusehohlraums reichen und einen axialen Materialtransport im Bereich der jeweiligen Welle verhindern und das zu bearbeitende Material in den Bereich der anderen Welle umlenken sollen, um die ein Kneten, Mischen od.dgl. bewirkenden Scheibenabschnitte voll zur Wirkung zu bringen.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es nun, derartige Kreisringe an oder zwischen Entgasungsöffnungen als Sperren einzusetzen, um zu verhindern, daß nennenswerte Mengen des zu bearbeitenden Materials in eine Entgasungsöffnung gelangen oder um den Strömungswiderstand der Maschine zwischen Entgasungsöffnunen zu vergrößern.
Ausgehend von einer Schneckenmaschine, die in einem Gehäusehohlraum eines mit wenigstens einer Entgasungsöffnung versehenen Gehäuses mindestens zwei Wellen aufweist, von denen wenigstens eine erste mindestens einen zur Wellenachse konzentrischen Kreisring aufweist, wobei der Gehäusehohlraum im Bereich des Kreisrings einen Querschnitt von der Form zweier sich ggf. überlappender, zu den Wellenachsen konzentrischer Kreise besitzt und der Kreisringradius nur geringfügig kleiner als der Radius des zugehörigen Querschnittskreises des Gehäusehohlraums ist, läßt sich also die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß die Entgasungsöffnung der mit dem Kreisring versehenen ersten Welle benachbart und der Kreisring stromaufwärts der Entgasungsöffnung angeordnet ist. Ordnet man den Kreisring unmittelbar neben der Entgasungsöffnung an, so kann an dieser Stelle das zu bearbeitende Material nicht längs der der Entgasungsöffnung benachbarten Welle vorgeschoben werden, so daß der Materialfluß im Bereich der Entgasungsöffnung längs der den größeren Abstand von der Entgasungsöffnung aufweisenden Welle erfolgt; zwar können dann die aus dem zu bearbeitenden Material zu entfernenden Gase an der der Entgasungsöffnung benachbarten Welle vorbei immer noch ohne Schwierigkeiten in die Entgasungsöffnung gelangen, das von ihnen mitgerissene Material wird jedoch durch die vor der Entgasungsöffnung liegende Welle abgefangen, wodurch ein Verstopfen der Entgasungsöffnung verhindert wird. Bei Schneckenmaschinen mit mehreren Entgasungsöffnungen verhindert der Kreisring einen direkten Gasaustausch zwischen den öffnungen längs der den Öffnungen benachbarten Welle, wenn der Kreisring zwischen den Öffnungen angeordnet wird.
Die Erfindung läßt sich auf Schneckenmaschinen mit ineinandergreifenden und gleichsinnig antreibbaren Wellen ebenso anwenden wie auf Maschinen mit Wellen, die nicht miteinander kämmen und infolgedessen gleich- oder gegensinnig angetrieben werden können. Desweiteren versteht es sich von selbst, daß es sich bei den Kreisringen nicht um separate Teile handeln muss, daß sie sich aber auch nicht mit den Wellen drehen müssen. An die Stelle von von den Wellen getragenen können könne auch am Kreisringen~/ Masc.hi.nengehäuse befestigte Trennwände vorgesehen werden, die ungefähr die Form der Kreisringe aufweisen und eine Aussparung besitzen, durch die die jeweilige Schneckenwelle hindurchtritt; diese Aussparung könnte z.B.
U-förmig und .in Richtung auf die jeweils andere Schneckenwelle randoffen sein, so daß die Trennwände von der Seite her auf die jeweilige Schneckenwelle aufgeschoben werden könnten.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schneckenmaschine; es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Schneckenmaschine, die z.T. längs einer horizontalen Ebene geschnitten wurde, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1.
Die Maschine besitzt ein Gehäuse 10, auf das ein Einfülltrichter 12 aufgesetzt ist und welches eine Austrittsöffnung 14 für das bearbeitete Material hat. In dem Gehäuse sind zwei Schneckenwellen 16 und 18 angeordnet, die miteinander kämmen und durch einen Motor 20 über eine Kupplung 22 und ein Getriebe 24 gleichsinnig in Richtung der Pfeile angetrieben werden können. Dadurch wird das zu bearbeitende Material vom Einfülltrichter 12 zur Austrittsöffnung 14 gefördert.
Das Gehäuse 10 weist neben der Schneckenwelle 16 hintereinander zwei Entgasungsöffnungen 30 und 32 auf, die von in das Gehäuse eingesetzten Entgasungsstutzen 30a und 32a gebildet werden. Unmittelbar neben und stromaufwärts einer jeden Entgasungsöffnung trägt nun die Schneckenwelle 16 einen Kreisring 16a bzw. 16b) dessen Durchmesser nur ganz geringfügig kleiner als derjenige der einander überlappenden Kreise ist, die den Querschnitt des die Schneckenwellen 16 und 18 aufnehmenden Gehäusehohlraums 10a bilden.
Diesen ersten Kreisringen 16a und 16b gegenüber trägt die Schneckenwelle 18 kleinere zweite Kreisringe 18a und 18b, deren Durchmesser so gewählt ist, daß die Summe der Radien der großen und kleinen Kreisringedem Achsabstand der Schneckenwellen 16 und 18 entspricht.
Die Kreisringe 16a und 16b sperren nun den Materialfluß längs der Schneckenwelle 16 unmittelbar vor den Entgasungsöffnungen 30 und 32 ab und leiten ihn zur anderen Schneckenwelle 18 hinüber, so daß das zu bearbeitende Material die Gänge der Schneckenwelle 16 im Bereich der Entgasungsöffnungen 30 und 32 nicht füllt und infolgedessen keine nennenswerten Mengen zu bearbeitenden Materials von den in die Entgasungsöffnungen hinein abströmenden Gasen mitgerissen werden können oder durch die sich drehende Schneckenwelle 16 in die Entgasungsöffnungen hineingeschleudert werden.
Desweiteren verhindert der große Kreisring 16b einen direkten Gasaustausch längs der Schneckenwelle 16 zwischen den Entgasungsöffnungen 30 und 32, und in entsprechender Weise verhindert der große Kreisring 16a einen direkten Gasaustausch längs der Schneckenwelle 16 zwischen der Entgasungsöffnung 30 und der Öffnung 12a des Einfülltrichters 12, so daß ein an eine dieser öffnungen angelegter Unterdruck weit effektiver ist als bei den bekannten Schneckenmaschinen.
Wie die Fig. 2 erkennen läßt, kann in die Entgasungsöffnungen ein Leitkörper 15 eingesetzt sein, der mit einer Leitfläche 52 einen sich in Drehrichtung der Schneckenwelle 16 verjüngenden Spalt 54 bildet, die Entgasungsöffnung jedoch nicht völlig blockiert, sondern über sich einen freien Durchgang läßt. Durch die Leitfläche 52 wird erreicht, daß von der Schneckenwelle 16 in die Entgasungsöffnung hineingequollenes Material wieder in den Gehäusehohlraum zurückgedrückt wird.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: Schneckenmaschine zum Bearbeiten von festen, zähviskosen und flüssigen Materialien, die in einem Gehäusehohlraum eines mit wenigstens einer Entgasungsöffnung versehenen Gehäuses mindestens zwei Wellen aufweist, von denen wenigstens eine erste mindestens einen zur Wellenachse konzentrischen Kreisring aufweist, wobei der Gehäusehohlraum im Bereich des Kreisrings einen Querschnitt von der Form zweier sich ggf. überlappender, zu den Wellenachsen konzentrischer Kreise besitzt und der Kreisringradius nur geringfügig kleiner als der Radius des zugehörigen Querschnittskreises des Gehäusehohlraums ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Entgasungsöffnung (32,30) der mit dem Kreisring (16a,16b) versehenen ersten Welle (16) benachbart und der Kreisring stromaufwärts der Entgasungsöffnung (32;30) angeordnet ist.
2. Schneckenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisring (16a;16b) unmittelbar neben der Entgasungsöffnung (30,32) angeordnet ist.
3. Schneckenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (18) einen dem Kreisring (16a;16b) der ersten Welle (16) gegenüberstehenden zweiten Kreisring (18a;18b) aufweist, der zur Achse der zweiten Welle (18) konzentrisch ist und einen Außendurchmesser besitzt, welcher gleich der Differenz zwischen dem doppelten Abstand der Wellenachsen und dem Außendurchmesser des Kreisrings (16a; 16b) der ersten Welle (16) ist.
4. Schneckenmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnung (30;32) von einem ungefähr horizontal verlaufenden Kanal (30a; 32a) gebildet ist, welcher eine der ersten Welle (16) benachbarte Leitfläche (52) aufnimmt, die mit der ersten Welle (16) einen sich in deren Drehrichtung verjüngenden Spalt (54) bildet, sich von der unteren Kanalwand nach oben erstreckt und im Abstand vor der oberen Kanalwand endet, wobei sich der Spalt von oben nach unten verjüngt.
5. Schneckenmaschine nach Anspruch 1, mit zwei in Wellenrichtung hintereinanderliegenden Entgasungsöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisring (16a; 16b) zwischen den beiden Entgasungsöffnungen (12a, 30 bzw.

30, 32) angeordnet ist.