DE3704269A1 - Mischkneter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischkneter für die mechanische und/oder thermische Behandlung von Produkten entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Mischkneter dieser Art sind z.B. bekannt durch die AT-PS 2 94 020 oder die CH-PS 4 10 789. Bei diesen bekannten Mischknetern reinigt sich eine Knetwelle mit senkrecht aufgesetzten Scheibenelementen an radial im Gehäuse befestigten Knetgegenelementen, wobei für eine gute Abreinigung die Knetwelle mit den Scheiben eine axial hin- und hergehende Bewegung macht. Der Zeitaufwand für diese Hin- und Herbewegung führt zu einer schlechten Abreinigung der wärmeübertragenden Flächen, d.h. einem ungenügenden Wärmeaustausch und einer mangelnden Knet­ wirkung bei trotzdem grossem Energieaufwand. Bei einem anderen Mischkneter nach DE-PS 23 49 106 sind die wärmeübertragenden Scheiben ebenfalls auf der Welle befestigt und werden bei einer nur umlaufenden Bewegung durch Haken abgereinigt, wobei ein Zusammenwirken zwischen Mischbarren auf den Scheiben und der im Gehäuse befestigten Haken eine gute Knetwirkung erzielt wird. Der Nachteil dieser Anordnung liegt jedoch in einem starken Energieaufwand und für bestimmte Produkte in der Ausbildung von Torusbildungen des Produkts zwischen den Scheiben, die die Gutsbewegung zwischen den Scheiben stark hemmen.

Es wurde gefunden, dass durch die hier dargestellte Erfindung die Knetwirkung intensiviert, die Energie erheblich reduziert und die Torusbildung beseitigt wird. Ebenso wird der Wärmeaustausch durch eine bessere Abreinigung aller wärmeübertragenden Flächen wesentlich verbessert. Daneben ergeben sich auch fertigungstechnisch durch Vereinfachung des Gehäuses und der Welle Vorteile.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gehäuse eines Misch­ kneters nach Linie III-IV der Fig. 2.

Fig. 2 Querschnitt durch Mischkneter nach Linie I-II der Fig. 1.

Fig. 3 einen halben Querschnitt einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Mischkneters.

Fig. 4 einen halben Querschnitt einer weiteren Ausfüh­ rungsform eines Mischkneters.

Fig. 5 bis 7 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen von Mischknetern.

Fig. 8 eine Abwicklung eines Teils eines Mischkneters zur Darstellung einer Anordnung der Knet-, Rühr- und Transportelemente entsprechend Fig. 2.

Fig. 9 eine Darstellung entsprechend Fig. 8 einer anderen Ausführungsform der Anordnung.

Fig. 10 eine Darstellung entsprechend Fig. 8 oder 9 einer weiteren Ausführungsform der Anordnung entsprechend Fig. 3.

Das Grundprinzip der Erfindung ist in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. In einem meist horizontal angeordneten Ge­ häuse mit den Scheibenelementen 25, Stirnwänden 10 und 11 rotiert die Welle 20 mit den Knetarmen 32.

Das Gehäuse 1 ist mit einem Heizmantel oder Heizkanälen 2 versehen. Zum Einfüllen des Ausgangsproduktes und zum Abzug von Brüden sind oben ein oder mehrere Stutzen 3 angeordnet. Das Abfüllen des fertig behandelten Produktes erfolgt am unteren Stutzen 4. Die Füsse 5 sind zum Abstützen des Apparates. Die Stirnwand 15 ist mit der Stopfbüchse 18 ausgerüstet und mit der Laterne 16 zur Abstützung des Lagers 17 für den Rührwellenzapfen 22 verbunden. Die Stirnwand 10 mit der Stopfbüchse 13, Laterne 11 und Lager 12 auf der axial gegenüberliegenden Seite, sind ähnlich ausgeführt. In den Lagern 12 und 17 ist die zentrale Welle 20 mit den Wellenzapfen 21 und 22 abgestützt und wird von einem hier nicht gezeigten Antriebsmotor über das Keilriemenrad 23 und das Aufsteckgetriebe 24 angetrieben.

Auf der Welle 20 sind die Knetarme 32 angeordnet, an denen Knet-, Rühr- und Transportelemente 35, 36, 37 angesetzt sind. Die Welle 20 ist normalerweise heiz- und kühlbar, wobei die Zuführung des Heiz- und Kühlmediums durch Stutze 29 und die Rückführung durch Stutzen 30 erfolgt.

Die Scheibenelemente 25 besitzen Gegenknetelemente 26, die so ausgeführt sind, dass zwischen ihren Enden jeweils eine Lücke 31 vorhanden ist. Im Bereich dieser Lücke wird der benachbarte zylindrische Wellenteil nicht von den Gegen­ knetelementen 26 bestrichen. Dies macht es möglich, dort kräftige Knetarme 32 auf der Welle anzubringen.

Die auf den Gehäusescheiben angeordneten Gegenknetele­ mente 26 sind axial so angeordnet, dass sie die Welle 20 und die Knetarme 32 abstreifen und reinigen. Durch das Rotieren der Welle 20 wird das Produkt mittels der Knetarme 32 gegen die Scheibenelemente 25 gerieben und zur Erhöhung der Knetwirkung durch den Spalt zwischen der Knetwelle und dem axialen Teil des Knetarms 32 mittels der Gegenknetelemente 26 hindurchgepresst.

Zusätzlich zur Verbesserung der Knetwirkung reinigen die Knetelemente 26 auch die heiz- und kühlbaren Flächen der Knetwelle mit den darauf angeordneten Knetarmen 32.

Fig. 3 zeigt z.B. eine Anordnung der radialen Gegen­ knetelemente 26 an den Scheiben 25, die dazu dienen das Produkt von der Welle gegen den eigentlichen Knetspalt zwischen dem Gehäuse 1 und den Knet-, Rühr-und Transport­ elementen 37, 39 des Knetarms 32 zu transportieren. Statt nur einer Reihe von Gegenknetelementen 26 im Ge­ häuse 1 können auch zwei oder mehrere Reihen auf ver­ schiedene Rotationsradien angeordnet werden.

Hierbei können diese Gegenknetelemente 26, die in der Rotationsrichtung der Welle 20 gesehen hintereinander an den Scheibenelementen 25 befestigt sind, verschiedenartig ausgebildet sein. Z.B. kann das eine Gegenknetelement von der Halterung aus gesehen nur nach links ausragen, während das zweite Gegenknetelement entsprechend nach rechts ausladet. Auch für die Form der Gegenknetelemente gibt es verschiedene Varianten. Sie kann grossflächig ausgebildet sein, messerartig, rahmenförmig wie in den anliegenden Skizzen gezeigt ist.

Oft kann auch durch die zweckmässige Form der Knet-, Rühr- und Transportelemente im Zusammenhang mit der Formgebung des Gegenknetelements die Knetwirkung verbessert werden z.B. durch keilförmige Verringerung des Durchgang-Quer­ schnitts im Knetspalt der beiden Werkzeuge.

Auch für die Scheibenelemente sind viele Varianten möglich. Neben der gewählten Anzahl der Knetarme bzw. deren Knet-, Rühr- und Transportelemente, den Dimensionen und der Form hat eine Ausführung Wichtigkeit, bei der gemäss Fig. 4 die Knetarme 32 auf speziellen Trägerm 38 wie z.B. Rohr­ schellen, Distanzhülsen, Klemmstücke oder dgl. angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Demontage sowie ein nachträgliches einfaches Auswechseln und Anpassen der Knetarme an die jeweilige Produktqualität.

Um eine weitere Anordnung der Scheibenelemente 25 und der Knetarme 32 bzw. der Knet-, Rühr- und Transportelemente 37, 39 darstellen zu können, wird in Fig. 5 ein Querschnitt durch eine Scheibenzone des Mischkneters gezeigt, zwei Reihen unterschiedlich langer Knetarme und den entsprechend ausgebildeten Knetgegenelementem auf den Scheiben sowie pro Scheibenebene zwei aufrechtstehende Scheibenelemente zwischen denen sowohl für den axialen Produkt- als auch axialen Gas-Transport eine grosse Durchlass-Oeffnung besteht. Diese Ausführung hat noch den Vorteil, dass sich das Gehäuse einfach abziehen lässt.

Fig. 6 zeigt die Ausführung eines Mischkneters, wo die Knetelemente 37, 39 und die Gegenknetelemente 26 so angeordnet sind, dass Knetspalten 43 und 44 gegenüber der Welle 20 und den Gegenknetelementen 26 sowie zwischen den Knetelementen 37 und dem Gehäuse 1 entstehen.

Fig. 7 zeigt eine Ausführung in der die Scheibenelemente 25 so angeordnet sind, dass ihre ganze Oberfläche nur durch Wärmeleitung beheizt wird, was eine Verbilligung der Herstellung und bessere Montagemöglichkeit mit sich bringt. Reicht die Wärmeaustauschfläche des Gehäuses, werden die Scheibenelemente 25 so verkleinert, dass sie nur noch Tragarme für die Gegenknetelemente 26 bilden.

Fig. 8, 9 und 10 zeigen einige der vielen möglichen Anordnungen von Knetarmen 32 und Gegenknetelementen 26 in einer Abwicklung. In dieser Abwicklung ist das zylindrische Gehäuse 1 oben aufgeschnitten und in einer Ebene herunter­ geklappt. Entsprechend sind die Scheibenelemente 25 auf ihrem äusseren Umfang auf dieser Ebene projiziert.

Fig. 8 zeigt eine Hälfte der Maschine bei der alle Scheibenelemente senkrecht zur axialen Längslinie der Welle liegen, wobei die Gegenknetelemente 26 und die Knet-, Rühr- und Transportelemente 35, 36, 37 genau axial angebracht sind.

Besser als diese Anordnung ist in den meisten Fällen die Anordnung nach Fig. 9, bei der die Knetarme 32 nicht mehr auf einer genau axialen Linie sitzen, sondern auf einer Linie, die dem Transportwinkel 40 der Knet-, Rühr- und Transportelemente 37 entspricht. Dies hat den Vorteil, dass der Produkttransport erleichtert wird.

In dieser Fig. 9 stehen auch die Gegenknetelemente 26 in einem Winkel zur axialen Gehäuseachse und zwar entgegengesetzt zum Transportwinkel 40 der Knet-, Rühr- und Transportelemente. Dieser scherenartige Eingriff kann die Knetwirkung des Systems erhöhen.

Das System nach Fig. 10 zeigt ein Beispiel, wie Produkt­ ansammlungen und daraus resultierende Verdichtungen und hohe Leistungsaufnahmen erheblich verringert werden können. Die Anordnung der Knetarme und Scheibenelemente bzw. der Knet-, Rühr- und Transportelemente und Gegen­ knetelemente wurde so gewählt, dass nie eine Mehrzahl von Elementen gleichzeitig miteinander in Eingriff sind. Diesem Zweck dient auch die Versetzung der Scheibenelemente rechts gegenüber den Scheibenelementen links um einen bestimmten Umfangswinkel.

Claims (12)

1. Mischkneter für die mechanische und/oder thermische Behandlung von Produkten in flüssigem, pastösem und/ oder pulverförmigem Zustand, mit einem Gehäuse (1) in dem in axialer Richtung verteilt mehrere Scheibenelemente (25) vorgesehen sind und mit einer zum Gehäuse gleichachsig umlaufenden Knetwelle (20), auf der sich jeweils zwischen dem Scheibenelementen (25) die reinigenden Knetarme (32) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenelemente (25) an der Gehäuse-Innenwand befestigt und Knetarme (32) auf der Welle (20) angeordnet sind.

2. Mischkneter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Knetarme (32) zwischen den Scheibenelementen (25) in der Längsrichtung als mindestens eine Reihe angeordnet sind, die einer Mantellinie des Rotationszylinders der Welle folgt.

3. Mischkneter nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Knetarme (32) auf der Welle (20) in der Längsrichtung gegenüber der Mantellinie des Rotationszylinders versetzt angeordnet sind.

4. Mischkneter mach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Raum zwischen den Scheibenelementen (25) mehrere sowohl in der Form als auch im Abstand vom der Welle (20) unter­ schiedliche Knetarme angeordnet sind.

5. Mischkneter nach Patentanspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Knetarme (32 a, 32 b, 32 c) der jeweiligen Form der Scheibenelemente (25), der Gehäuseinnenwand (1) sowie den Ansätzen (26) an den Scheibenelementen (25) angepasst sind.

6. Mischkneter nach Patentanspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in axialer Richtung zwischen jeweils zwei radialen Scheibenelementen (25) mindestens zwei rotierende Knetarme (32 a) an der Welle (20) be­ festigt sind, von denen jeweils einer nur an einem Scheibenelement und einem Teil des Gehäusemantels entlang verläuft, während der zweite Knetarm (32 c) entlang dem gegenüberliegenden Scheibenelement (25) und dem restlichen Teil des Gehäusemantels zwischen den genannten beiden radialen Scheibenelementen (25) verläuft.

7. Mischkneter nach Patentansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze an die Scheiben­ elemente (25) Knetgegenelemente (26) sind.

8. Mischkneter nach Patentanspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass sich jeweils mindestens ein Knetarm (32) zwischen den Knetelementen (26) hindurchbewegt.

9. Mischkneter nach Patentansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Knetarme (32) mit Knet-, Rühr- und/oder Transportelementen (35, 36, 37) versehen sind.

10. Mischkneter nach Patentanspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Knet-, Rühr- und Transport­ elemente (35, 36, 37) in einem Winkel zur axialen Mantellinie des Gehäuses (1) angeordnet sind, um den Transport des zu behandelnden Produktes durch den Mischkneter zu bewirken.

11. Mischkneter nach Patentansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Knetarm (32) mehrere Knet-, Rühr- und/oder Transportelemente (35, 36, 37, 39) vorgesehen sind.

12. Mischkneter nach Patentansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Knetarme (32) auf Trägern (38) angeordnet sind, die lös- und austauschbar auf der Welle (20) befestigt sind.