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Nisch- und Knetmaschine. Misch- und Knetmaschinen mit in entgegengesetzter
Richtung zueinander schraubenförmig gewundenen Mischflügeln, welche die Materialien
in einem Behälter hin und her und auch gleichzeitig im Kreise um die Mittellinie
des Behälters bewegen, sind an sich bekannt.
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Nach vorliegender Erfindung wird die Durchmischung der Masse in solchen
Maschinen dadurch verbessert, daß die in entgegengesetzter Richtung zueinander schraubenförmig
gewundenen Flügel bis nahe an die Wandungen der Trommel sich erstrecken. Sie sind
derart entgegengesetzt gerichtet, daß sie, ohne sich zu kreuzen, von einem bis nahe
dem anderen Ende der Trommel reichen, um hier einen Durchgang für das Mischungs-
oder Knetgut zwecks Umkehr dessen Bewegungsrichtung zu schaffen.
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Abb. z der Zeichnung zeigt in schaubildlicher Darstellung eine zur
Ausführung des Verfahrens verwendbare Maschine. Abb.2 zeigt den Apparat von der
Seite gesehen, teilweise im Schnitt. Die Abb. 3 und q. zeigen eine Ausführungsform
einer 1naterialabgebenden Patrone, teilweise im Schnitt abgebrochen. Die Abb. 5,
6 und 7 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen des in der Maschine zur Anwendung
kommenden Mischorgans. Abb. 6a zeigt den Schnitt nach der Linie 6a-6a der Abb. 6.
Die Abb. 8 und 9 sind Querschnitte
der in den Abb. 5 und 6 gezeigten
Organe, und Abb. io zeigt die Endansicht der in Abb. ; gezeigten Ausführungsform
dieses Organs. Abb. i i ist die Ansicht einer weiteren Ausführungsform des -#tiscliorgans
in größerem Maßstabe, und Abb. 12 zeigt die Abwicklung des in Abb. i i dargestellten
Mischorgans in kleinerem Maßstabe.
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Auf einem geeigneten Rahmen i i (Abb. i und 2) ist eine Mischtrommel
oder Kammer 12 angebracht, die irgendeine geeignete Gestalt erhalten kann. In dieser
Kammer 12 ist (las Mischorgan 13 drehbar gelagert und wird beispielsweise durch
das Zahnrad G in Umdrehung versetzt. Dieses Organ ist mit einer Anzahl von schraubenförmig
gewundenen Schaufeln versehen (Abb. 5, 6 und 7). In jedem Falle ist die Schaufel
14 rechtsgängig, von dein unteren oder linken Ende des Körpers 13 betrachtet, und
die Schaufel 15 linksgängig, wenn von derselben Seite betrachtet. Zwischen dein
rechten Ende der Schaufel i-. und dein rechten Ende der Schaufel 15 ist eine Lücke
16 vorhanden, und eine ähnliche Lücke 17 befindet sich zwischen dem linken
Ende der Schaufel 13 und (lest linken Ende (der Schaufel i.1. Diese Anordnung hat
das Ergebnis, daß bei der Drehung des -Mischorgans ini Innern (der Mischka innrer
die eine Schaufel, beispielsweise 14, das Material von dem einen Ende (in diesem
Falle (dem linken) nachdem andern Ende der Kammer verschiebt, so daß es schließlich
durch die Lücke 16 hindurchtritt, worauf es durch die Schaufel 15 annähernd bis
zu dein Ausgangspunkt wieder zurückbewegt wird. Hierauf gelangt (las -Material durch
die Lücke 1;, und dieser Kreislauf wiederholt sich ständig, bis (las gesamte Material
aus der :@taschine entfernt ist.
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Die oben beschriebene Behan41ungsweise des Materials hat eine gleichmälFge
Durchinischung der Bestandteile zur Folge. Um jedoch auch eine innige Durchniischung
zu erzielen, ist jede Schaufel 14 und 15 noch mit einer besonderen Verreibttngsfläche
idL, 1,311 außer der Verschiebungsfläche i4", 1511 ausgestattet. Diese Verreibtingsfläche
kann mit fier Schaufel selbst aus einem Stück gefertigt sein, c der sie kann auch
abn@hint ar gemacht werden, sie kann glatt oder auch ge-
zahnt hergestellt
werden, je nach Bedarf. Wie aus fier "Zeichnung ersichtlich ist, sind die 1#ortbewegungsflächen
(der Schaufeln so gestaltet, daß sie nicht in übermäßiger Weise (las Material nach
außen gegen die Innenwand ()fier Innenfläche fier Kammer drängen, (la ihre 1-fatiptaufgabe
ist, infolge der Schraubenwindung eine Längsbewegung zu erzielen.
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Es leuchtet: jedoch ein, daß eine gewisse Menge des Materials ständig
seinen Weg auswärts zwischen die Verreibungsflächen und die Innenwandflächen der
Kammer findet. Die sich ergebende Verreibungswirkung tritt über eine große Fläche
auf infolge der Zusammenwirkung der Verreibungsfläche an den schraubenförmigen Schaufeln
mit der unbeweglich verbleibenden Innenfläche der Kammer, und die Folge dieser erhöhten
Verreibungswirkung und der gleichzeitigen Längsverschiebung des Materials im wesentlichen
von einem Ende bis zum anderen Ende der Trommel ist die, daß die Bestandteile des
Materials mit großer Gründlichkeit durchmischt werden.
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Wie aus Abb.6a ersichtlich ist, verlaufen die Enden der Schaufeln
in der Nähe der Endwandung der Mischkammer in einer Spirale mit dein Ergebnis, daß
sie von diesen Wandungen das Material entfernen, das das Bestreben bat, haftenzubleiben,
während gleichzeitig die Umkehrbewegung des Materials bei dessen Wanderung nach
dem entgegengesetzten Ende des Zylinders unterstützt wird.
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Die Kammer 12 kann in irgendeiner gewünschten Weise temperiert werden,
nach Bedarf erwärmt oder gekühlt, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Mantels
i9 (Abb. i und 2), der die Mischkammer umgibt, und der durch Dampf oder Wasser von
einer geeigneten Ouelle aus durch Rohre 2o gefüllt werden kann. Auch das Innere
der Mischkammer kann in ähnlicher Weise beheizt oder gekühlt «erden. hn Innern des
Gestells i i ist bei 21 eine F_inlaßtür 22 der Mischkammer drehbar angebracht. Die
drehbare Befestigung dieser Tür kann in irgendeiner beliebigen Weise erfolgen, beispielsweise
mit Hilfe eines Scharniers, (las so ausgebildet ist, daß an der Zylinderwandung
eine Schiene oder eine Unterbrechungsleiste 21' verbleibt. Der Zweck dieser Schiene
ist, irgendwelches Bestreben des Materials aufzuheben, zwischen den Verreibungsflächen
und der Kammer zurückzubleiben bei den aufeinanderfolgenden Umdrehungen des lIisclikörpers.
In der Offenstellung nimmt die Tür 22 die in Abb. i in vollen Linien und in Abb.2
in punktierten Linien dargestellte Lage ein. Bei 24 kann an dein Gestell i i noch
ein Deckel 23 drehbar befestigt werden. Zum Anheben der Tür 22 können irgendwelche
Hilfsmittel Verwendung finden, beispielsweise eine hydraulische Vorrichtung 25,
die durch ein schmiegsames Band 26 oder Kette o. dgl. finit der Tür verbunden sein
kann. An Stelle der dargestellten hydraulischen Vorrichtung kann auch eine einfache
Hubvorrichtung in Anwendung kommen, die in der Mitte fier Tür 22 unten angreift
und diese einfach durch Anheben schließt. Der Deckel 23 kann von 1 -fand oder in
irgendeiner anderen gewünschten Weise geöffnet und geschlossen werden.
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Die Tür 22 kann mit Hilfsmitteln zur Aufnahme
-einer
Trommel oder eines. ähnlichen Behälters versehen sein, um bestimmte Materialien
während des Mischvorganges der Mischkammer zuzuführen. Zu diesem Zweck kommen Halteorgane
27 und 28 in Anwendung, die drehbar -und um ein. geringes in der Längsrichtung verschiebbar
in Naben 29 und 30 gelagert sind, die an den einander gegenüberliegenden
Enden der Tür 22 angebracht sind. Wie aus den A'bb. i, 3 und 4 erkennbar ist, sind
die inneren Enden der Halteorgane mit Schraubengewinde versehen, während die äußeren
Enden je ein Handrad 31 bzw. 32 oder eine ähnliche Einrichtung tragen, mit deren
Hilfe die genannten Organe bewegt werden können.
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Zu dem angegebenen Zweck kann vorteilhaft eine Trommel 33 in Anwendung
kommen, die aus einem zylindrischen Mantel besteht, der an seinen Enden durch Stirnwände
oder Deckel 34 verschlossen ist. Dieser Deckel ist mit Zungen 36 versehen, von denen
die eine einen Stift 35 besitzt, der in einen Bajonettschlitz 37 am Ende des Zylinders
einzugreifen vermag, wodurch die Stirnwand bzw. der Deckel in der gewünschten Lage
festgehalten wird. Die Endwandung ist mit einem Muttergewinde 38 zur Aufnahme des
mit Schraubengewinde versehenen Endes des Halteorgans 28 versehen; das andere Ende
des Zylinders ist in ähnlicher Weise durch den Deckel 34 verschlossen. Das Innengewinde
38 des einen oder beider Deckel 34 ist zweckmäßig exzentrisch angebracht, wodurch
der Zylinder eine schützende Bewegung wie eine Poliertrommel erhält. An dem Gestell
i i kann noch ein loses Kettenrad 39 drehbar gelagert sein, das zur Führung einer
Antriebskette dient, mit deren Hilfe das Kettenrad 40, das auf dem Halteorgan 27
sitzt, angetrieben werden kann, wenn die Tür 22 geschlossen ist, um die Trommel
33 in Drehung zu versetzen. Gewünschtenfalls kann auch irgendeine andere Antriebsvorrichtung
benutzt werden, beispielsweise ein Reibungsgetriebe als Ersatz des beschriebenen
Kettengetriebes.
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Es ist noch hervorzuheben, daß es von Wichtigkeit ist, daß der oben
beschriebene Materialspender drehbar ist. Er kann an irgendeinem Ort oder irgendeiner
Quelle gefüllt und geschlossen und dann nach der Mischmaschine getragen werden.
Er wird nicht geöffnet, ehe er in die Mischmaschine eingesetzt ist, wie unten näher
beschrieben werden soll. Dieses Merkmal ist von besonderer Wichtigkeit, wenn Material
zugeführt werden soll, das eine pulverförmige Beschaffenheit oder unangenehme oder
unhygienische Eigenschaften besitzt, in welchem Falle es wünschenswert ist, den
Wärter gegen Berührung mit dem Material zu schützen. Die Handhabung des Apparates
erfolgt in der Weise, däß zunächst ein Teil des Materials in die Mischkammer eingebracht
wird. Die Trommel wird dann mit gewissen anderen Zusatzstoffen, z. B. Farbstoffen,
gefüllt, die mit dem in der Mischkammer befindlichen Material gemischt werden sollen,
wobei die Stirnwände der Trommel durch den Stift 35 gehalten werden, der in dem
inneren Ende des Schlitzes 37 ruht (Abb. 4). Die Trommel wird dann in die Tür 22
eingelegt, wobei die Halteorgane 27, 28 in die Trommelendwandungen 34 eingeschraubt
werden.
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Das Zahnrad G wird dann angetrieben, um den Mischkörper 13 in Umdrehung
zu versetzen, während die hydraulische Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, um
die Tür 22 zu heben. Anfänglich mag die Tür nicht ganz geschlossen werden, etwa
infolge der in die Kammer eingeführten Materialmenge. Nach fortgesetzter Umdrehung
des Mischkörpers wird jedoch das Material im Innern der Kammer so verteilt, daß
sich die untere Tür voll schließen kann. Alsdann wird auch der-oben besprochene
Deckel 23 geschlossen, wobei gewünschtenfalls Vorkehrung getroffen sein kann,
daß durch Schließen dieses Deckels die Tür 2: in geschlossener Stellung, wie es
in vollen Linien in Abb. 2 gezeigt ist, verriegelt wird. Dies ist jedoch nicht von
Wichtigkeit, da, ohne vom .Wesen der Erfindung abzuweichen, der Deckel auch ganz
in Fortfall kommen kann.
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Nunmehr wird die Trommel 33 durch das Kettengetriebe 4o in " Umdrehung
versetzt, und die Folge von dieser Drehbewegung ist, daß der Stift 35 gegen das
innere Ende 35' des Längsteiles des Schlitzes 37 (Abb. 4) zu liegen kommt. Soll
nun Material, das in der Trommel sich befindet, in die Mischkammer eingeführt werden,
so werden die Halteorgane 27 und 28 nach außen gezogen, wodurch die Stirnwände in
die Stellung (Abb. 3) übertreten. Die hierbei entstehenden Lücken zwischen den Stirnwänden
und, dem Trommelmantel ermöglichen den Austritt des Materials aus der Trommel in
die Mischkammer, wenn die Trommel sich dreht. Die schaukelnde Bewegung, die infolge
der exzentrischen Lagerung der Trommel herbeigeführt wird, beschleunigt den Austritt
des Materials.
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Die durch das Mischorgan 13 bei dessen Drehung erzielte Wirkung
kann so lange fortgesetzt werden; als es erforderlich ist, um das Mischen oder Kneten
des Materials auszuführen. Hierauf werden der Deckel und die Tür der Kammer wieder
geöffnet und das Material aus der Kammer entfernt. Unter Umständen kann es zweckmäßig
sein, an Stelle .der oben beschriebenen Ausführungsform die in Abb. ii dargestellte
zu benutzen.
Bei dieser Ausführungsform kommt eine größere Anzahl
von Schaufeln A, B, C und D
zur Anwendung. Die Schaufeln
A und B
laufen an ihren Enden in Schaber aus und können, wie in Abb.
6a gezeigt ist, schraubenförmig gewunden sein. Diese beiden Schaufeln sind zweckmäßig
kürzer als die entsprechenden Schaufeln 14 und 15 der Ausführungsform Abb.
6, während die zwischenliegenden Schaufeln B und C so verlängert sind, daß die durch
die Schaufeln El und B eingeleitete Längsbewegung des Materials fortgesetzt
werden kann.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform wird bei Betrachtung der
Abb. 12, die schematisch die Abwicklung der Schaufeln darstellt, verständlich sein.
Zunächst sei die Bewegung des Materials verfolgt, wie sie durch die Schaufel D entsteht.
Bei der Drehbewegung des Mischorgans bewegt sich das Material vom linken Ende der
Schaufel D @Abb. 12 oben) nach der Schaufel B. Von hier bewegt sich das Material
nach rechts bis annähernd dem rechten Ende des Apparates, wo es in den Kanal B,
D eintritt. Hier teilt sich (las Material, um durch die Lücke B, C auf die Schaufel
C und zum Teil durch die Lücke C, D auf die Schaufel D zu gelangen.
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Derjenige Teil des Materials, der durch die Lücke B, C auf die Schaufel
C übertrat, wird unter Durchtritt durch die Öffnung C, <7 fast bis zum äußersten
Ende des Apparates nach links bewegt, tritt hier teilweise durch die Offnung
C, B auf die Schaufel B uml teilweise (furch die Öffnung A, B auf
die Schaufel A, die das Material ihrerseits durch die Öffnung C, A gleichfalls
auf die Schaufel C zurückführt.
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Offenbar wird das Material nicht nur im wesentlichen vom einen Ende
bis zum anderen Ende bewegt, sondern es wird auch einer Verreibungswirkung ausgesetzt,
wie sie oben beschrieben worden ist. Das 'Material wird aber ferner noch hier wiederholt
zerteilt und unterteilt in einer solchen Weise, daß die Wirkung des 'Mischvorganges
erhöht wir('.
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Es dürfte wohl verständlich sein, (Maß zur Han"llial)unn der oben
beschriebenen Masrliine es keiner besonderen Geschicklichkeit bedarf, so (Maß auch
ungelernte Arbeiter die Maschine handhaben können. Die genauen -Mengen der verschiedenen
Stoffe, wie sie für jede Füllung erforderlich sind, sind vorher zu bestimmen. Es
kann auch vorher bestimmt werden, wie lange der Mischvorgang fortgesetzt werden
bzw. wie lange die Maschine arbeiten soll, nachdem die Trommel eingesetzt wurde.
Das einzige, worauf der Wärter zu achten hat, ist, (Maß er die vorher abgemessenen
'Mengen in die Maschine einführt, alsdann die Maschine in Tätigkeit setzt und nach
einer gewissen Zeit die Trommel öffnet und schließlich nach einer weiteren vorgeschriebenen
Zeit die Maschine anhält und das Mischmaterial herausnimmt. Es kann also ohne jede
besondere Geschicklichkeit des Arbeiters bei richtiger, voraufgegangener Abmessung
nicht nur der gewünschte Grad der Durchmischung erreicht werden, sondern es muß
auch jede wieder aus dein Apparat herausgenommene Füllung mit der voraufgegangenen
in bezug auf die Durchmischung gleich sein. Beim Durcharbeiten größerer Mengen wird
mithin das Material eine vollkommen homogeneBeschaffenheit auf-«-eisen.