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Knetpumpe Zusatz zum Patent 682 787 Gegenstand des Hauptpatents 682
757 ist eine Knetpumpe, die aus mehreren teils rechts, teils linksgingigen Schnecken
besteht, die breitgängig mit zusammenlaufenden Wendelflächen gleichbleibender Steigung
geschnitten sind und schraubenförmigen Eingriff besitzen, wobei die Hauptspindel
vom Eintritts- zum Austrittsende abnehmendes, die damit dichtkämmende Nebenspindel
vom tritts- zum Austrittsende entsprechend zunehmendes Gangvolumen besitzt.
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Bei der weiteren Bearbeitung des Erfindungsgegenstandes wurde gefunden,
daß bei der Beschickung mit sehr elastischem und widerspenstigem Gut wie auch mit
zähen Flüssigkeiten bei hohen Drehzahlen die Knetpumpen aller Bauarten sich nicht
vollfüllen, infolgedessen. die Knetwirkung nicht so ausgenutzt wird, wie es die
Bauart der Maschinen an sich zulassen würde. Die vorliegende Erwindung beruht nun
auf dem Gedanken, durch Füllpumpen und Vorrichtungen dafür zu sorgen, daß die Kammern
der Maschinen von Anfang bis zum Ende voll beaufschlagt sind. Dies geschieht erfindungsgemäß
durch Vorschaltung von Schneckenpumpen als Füllpumpen, die organisch mit der Hauptpumpe
verbunden sind und ein größeres Einzugs-oder Kammervolumen haben als die Feigentlichen
Arbeitsspindeln und die deshalb nicht
so dicht zu schließen brauchen,
aber ein großes Volumen des Gutes erfassen. Dadurch werden unnötig hohe Zwischendrücke
vermieden. Die Spindeln der Füllpumpen laufen dabei so zueinander um, daß sie die
Fördermasse in die Pumpe hineinwalzen oder einziehen.
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Die weiter unten noch näher beschriebenen Füllspindeln stehen im
Gegensatz zu der bekannten Konstruktion nach Patent 652 990.
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Diese Pumpen führen bekanntlich bei voller Beaufschlagung am Pumpeneingang
mehr Gut ein, als gegen Ende ausgetragen wird.
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Ob die Schnecken nach Patent 652 990 von desn zu verarbeitenden Gut
aber so viel einziehen, wie sie am Eingang aufnehmen können, hängt ganz von der
Art des Gutes ab. Stückiges oder klumpiges Gut füllt den freien Raum um die Schnecken
am Eingang nie voll aus, so daß die von den Schnecken gebildeten Kammern zunächst
auf eine gewisse Strecke hin teils mit dem Gut und teils mit Luft ausgefüllt sind.
Erst wenn die Verengung des freien Raums so weit vorgeschritten ist, daß dieser
Raum ganz von dem darin befindlichen Gut ausgefüllt ist, setzt überhaupt eine Knet-
und Preßwirkung ein.
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Die Folge davon ist ein ungleichmäßiges Austragen und eine schlechte
Ausnutzung der Pumpe, weil nur die letzten Gänge der Schnecken wirklich kneten.
Der Einzug kann bei. sehr sperrigem Gut so schlecht werden, daß überhaupt nur noch
der letzte Gang der Schnecken als Förderpumpe wirkt und praktisch überhaupt nicht
mehr geknetet wird.
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Diese Nachteile treten zwar bei Gut, das der Pumpe mehr oder weniger
von selbst zufließt oder das keine Luft einschließt, im allgemeinen. nicht auf;
bei stückigem Gut hingegen können sie die Wirtschaftlichkeit der Pumpe in Frage
stellen. Eine Abhilfe durch Verengerung der Schneckengänge ist nicht möglich, da
die Kammbreite am Schneckeneingang bereits das zulässige Mindestmaß hat.
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Noch ungünstiger als bei der Vorrichtung nach Patent 652 990 werden
die Verhälnisse bei Pumpen nach dem Hauptpatent 682 787. Bei diesen kann überhaupt
nur die eine Schnecke einziehen, und dieses Einziehen wird durch den breiten Kamm
der Nebenschnecke erschwert. Die Nebenspindel hat hier nur die Aufgabe, die Flanken
der Hauptspindel abzudichten und das iibergeW preßte Gut zum Austrittsstutzen ohne
besonder Arbeitsleistung zu fördern. Es schneidet also nur die Hauptscbnecke mit
ihrem schmalen Kamm Stücke von dem aufgegebenen Gut ab und fördert sie wdter; es
kami. sogar vorkommen, daß die Klumpen des Gutes lediglich angehoben werden. ohne
daß etwas abgeschnitten wird. Im allgcmeinen zieht hierbei die Pumpe zu wenig ein.
Hier setzt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein; diese Aufgabe wird durch
die Vorschaltung von Schneckenpumpen als Füllpumpen gelöst. Ein Rückstau ist auch
nicht möglich, weil ja die weiterwandernden Kammern völlig geschlossen sind; die
Folge ist dann eine ungenügende Knetwirkung.
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Der Erfindungsgedanke ist in der verschiedensten Weise ausführbar.
Beispielsweise kann. das im Einfüllstutzen liegendc Gewiudestück der Haupltspindel
einen oder mehrere schmale Kämme tragen, und das Gewindestück der Nebenspindel oder
die Gewindestücke der Nebenspindeln können einen oder mehrere Kämme mit zunehmender
Breite haben. wobei auf der Arebenspindel zweckmäßig am Ende des Einfüllstutzens
eine Scheibe als. Abschluß vorgesehen ist. Anstatt einer auf der Achse der Nebenspindel
sitzenden Scheibe kann auch in dem Gehäuse eine Platte eingesetzt sein, in der diese
Spindel geführt wird.
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Weiterhin kann der Zweck der Erfindung auch dadurch verwirklicht
werden, daß die im Einfüllstutzen freiliegenden Gewindestücke der Spindeln zusätzlich
vertiefte Nuten haben. Es ist auch möglich, das am Einfüllstutzen freiliegende Stück
der Nebenspindel ohne Gewinde zu lassen und eine Abstreifcrkante im Gehäuse vorzusehen,
an der dieses Stück der Nebenspindel vorbeistreift. Außcrdem kann dieses Stück der
Nebenspindel zur Vergrößerung der Einzugsfläche von einem endlosen Förderband umsehlungen
sein.
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Es ist schließlich auch möglich, am Einfüllstutzen noch eine dritte
Spindel anzubringen, die mit der Hauptspindel kämmt und diese volldrückt. Diese
mit der Hauptspindel kämmende Vorspindel hat zweckmäßig einen Durchmesser, der ein
ganzzahliges Vielfaches des Durchmessers der Hauptspindel beträgt, also etwa das
Doppelte oder Dreifache; sie wirkt also gegenüber der Hauptspindel zwei-oder freigängig
und erhält demgemäß im Betrieb die Hälfte oder ein.Drittel der Drehzahl der Hauptspindel.
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Nachstehend ist eine Rcihe von Ausffihrungsmöglichkeiten beschrieben.
Abb. 1 stellt einen waagerechten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Knetpumpe,
von oben gesehen, dar, Abb. 2 einen Querschnkt dieser Pumpe durch den Einfüllstutzen.
Die Hauptspindeln und die Nebenspindel b sind nebeneinander im Gehäuse c so gelagert,
daß es die Spindeln von der Kantc k des Eintrittsstutzens ab dicht umschließt. Vom
Eintrittsstutzen bei A her gelangt die Fördermasse auf die Haupt- und Nebenspindel,
und die Frehrichtung der Spindel ist so gewählt, wie durch die l3ogenpfeile angedeutet,
daß
die Spindeln das von oben her kommende Gut wie ein Walzwerk
erfassen und in die Nuten drücken. Der Austrittsstutzen bei B führt von dem anderen
Ende der Nebenspindel weg. Diese so beschriebene Niiordilung ist für alle erfindungsgemäßen
Pumpen grundsätzlich dieselbe.
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Abb. l zeigt darüber hinaus eine besondere Ausführung der Einfüllenden
der Spindeln.
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Die Nut der Hauptspindel ist breit bis zur Kante k, von. wo aus das
stetige Engerwerden der Hauptspindelnute begimlt. Die Nut der Nebenspindel ist entsprechend
kleiner, so daß der größte Teil der Masse nur in die Hauptspindel gelangt. Von der
Eintrittskante k ab sird die Nut der Nebenspindel wieder breiter, so daß am Ende
der Nebenspindel die ganze Masse von der Hauptspindel durch das Flankenspiel auf
die STebenspindel gedrückt ist. Außerdem ist. vie Abb. i zeigt. das Gehäuse seitlich
um die Spindeln herum im Bereich des Eintrittsstutzens noch etwas enveitert.
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In Abb. 3 und 4 sind andersgestaltete Spindeln für obige Pumpe gezeichnet.
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In Abb. 3 hat die Nebenspindel b im Bereich des Eintrittsstutzens
einen Kamm mit zunehmender Breite. Damit vird auch die voll der Nebenspindel aufgenommene
Masse noch vor Eintritt der Spindeln in das umschließende Gehäuse in. die Hauptspindel
a herübergedrückt. Um der Nebenspindel an der Gehäusekante k einen vollkommenen
Abschluß gegen den Eintrittsstutzen zu geben, erhält sie zwischen ihrem Hauptgewinde
und dem Einfüllgewinde eine Scheibe g (im Schnitt gezeichnet) von gleichem Durchmesser,
während in dem Kamm der Hauptspindel- an. der entsprechenden S-telle eine Lücke
I ausgearbeitet wird.
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In Abb. 4 ist der breite Kamm der Nebenspindel und die Nut der Hauptspindel
auf einen kleineren Durchmesser abgesetzt, um ein möglichst großes Fassungsvermögen
der Einfüllspindeln zu haben.
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Bei wenig haftenden Fördermassen können die zylindrischen Oberflächen
der Spindeln an der Eintrittsstelle lällgs oder schräg geriefelt oder verzahnt werden.
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Für gewisse Knetmassen ist es auch angebracht, die Nebenspindel an
der Einfüllstelle ganz ohne Gewinde auszuführen. Eine solche Pumpe ist in Abb. 5
und 6 dargestellt.
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Im Bereich des Eintrittsstuzens bleibt die Nebenspindel b ohne Gewindekämme
und hat dort eine entweder glatte oder gegebenenfalls eine mit Riefen versehene
Oberfläche, wie z. B. in Abb. 3 dargestellt. Das im Einfüllstutzen auf diese Spindeloberfläche
auftreffende Gut wird von beiden Spindeln erfaßt, entsprechend den Drell) feilen
nach unten gezogen und dort an der Innenkante m des Gehäuses c von der Nebenspindei
abgeschabt mld in die Nut der Hauptspindel herübergedrückt. Damit ist auch bei sehr
steifell Knetmassen die Gewähr gegeben, daß die Hauptspindelnut vollgefüllt wird.
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Die im Eintrittsstuzen freiliegende Zylinderoberfläche der Nebenspindel
kann auch von einem endlosen Band n umschlungen sein, wie in Abb. 7, das mitlaufend
eine Vergrößerung der die Massen hereinstreichenden Spindeloberfläche darstellt,
gegebenenfalls auf der Außenseite gerauht oder mit Querleisten besetzt ist, und
weiterhin auch als Förderband ausgebildet werden kann, das die zu verarbeitenden
Massen von außen her in die Pumpe liefert.
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Eine weitere Ausführungsmöglichkeit zeigen die Abb. 8 und 9, wo zwecks
Kürzung der Arbeitsspindeln für den Füllraum eine kurze Eintrittsspindel E im Bereich
des Eintrittsstutzens neben der Hauptspindel und parallel zu ihr vorgeschaltet ist.
Maschinen nach dieser Bauart erreichen den Erfindungszweck mit kürzerer Baulänge
und sind deshalb auch bei hohen Drucken erheblich weniger beansprucht. Die NVirkung
ist nach Abb. 9 besonders dadurch verstärkt, daß die Vorspindel E etwa doppelten
Durchmesser wie die Arbeitsspindel hat und dafür für den Fall ineinandergreifender
Gänge nur halbe Drehzahl erhält und doppelgängig durchgeführt wird.