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Maschine zum kontinuierlichen Aufbereiten trockener, breiiger oder
plastischer Massen Die Erfindung betrifft eine Maschine zum kontinuierlichen Aufbereiten
trockener, breiiger oder plastischer Mischungen, insbesondere auch Keramik- und
Gummimischungen mittels Förderschnecken.
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Die altbewährten, gegenwärtig noch immer bevorzugt verwendeten Universaltrogmischmaschinen
für einsatzweisen Betrieb durch das Arbeitsgut kontinuierlich aufnehmende und ausliefernde
Maschinen zu ersetzen, ist bis heute noch nicht in wirklich zufriedenstellender
Weise gelungen.
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Bekannt sind z. B. Maschinen in der Ausführung mit einer in einem
zylindrischen Gehäuse sich drehenden Mischschnecke. Die Verwendbarkeit solcher Maschinen
ist ganz auf Trockenmischungen aus rieselfähigen Stoffen beschränkt.
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Bekannt sind des weiteren Maschinen, die eine gewisse Knet-, Misch-
und Förderwirkung dadurch verbürgen sollen, daB die :Mischschnecke axial hin und
her beweglich gemacht und in ihren Gewindegängen mit Durchbrüchen zum Durchlaß von
Stiften oder Zähnen versehen ist, die sich von der zylindrischen Gehäuseinnenwand
radial in die Fördergänge der Schnecke hinein erstrecken. Wieweit derartige Maschinen
praktisch zu gebrauchen sind, zumal auch für breiige bis zähplastische Massen
(z. B. (hmmimassen), mag hier da t#il-ngeslellt -Eleiben.
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Zum vorbekannten Stand der Technik gehören des weiteren die sogenannten
Knetpumpen. Das sind Maschinen mit ineinandergreifenden rechts- und linksgängigen
Schnecken, die vom Eintritts- nach dem Austrittsende hin abnehmendes Gangvolumen
und ganz am Ende Kapselpumpeneingriff aufweisen (s. zum Beispiel Patent 652 g90).
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Die Wirkung in bezug auf die zu verarbeitende Masse, die hier immer
nur eine knetbare bzw. plastische, aber keine rieselfähige Trockenmasse sein kann,
beruht allerdings weniger auf einem Kneten und Durchmischen längs des Förderweges
der Schnecken, sondern mehr oder gar hauptsächlich nur auf einem durch die letzten
Gänge erzeugten Pumpen-oder
Preßdruck zum Hindurchtreiben der Massen
durch eine mit Öffnungen jeweils bestimmter Größe und Form versehene Preßplatte
am Austrittsende der Knetpumpe.
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Die neue Maschine gemäß der Erfindung ist zwar auch eine solche mit
Förderschnecken, doch unterscheidet sie sich von den bisher bekannten Ausführungen
sehr wesentlich dadurch, daß nebeneinander angeordnete, paarweise zusammenwirkende
und dabei mit den Kopfkreisen ihrer Gänge sich aufeinander abwälzende Schnecken
vorgesehen sind, deren Gangnuten mittels quer oder beliebig schräg gestellter Zwischenwände
in Kammern unterteilt sind. Zwischen einigen oder gar allen aufeinanderfolgenden
Kammern belassen die soeben erwähnten, die Gangnuten radial mehr oder weniger hoch
ausfüllenden Zwischenwände gewisse räumliche Verbindungen in der Umfangsrichtung
der Kammern. Durch Unterbrechung oder extra steilgängige Führung der Gewindegänge
sind in den Schnecken stellenweise besonders großräumige Kammern, sogenannte Homogenisierungsräume,
geschaffen. Einzugs- bzw. Beschickungsöffnung und Austrags- bzw. Entleerungsöffnung
sind an sich bekannterweise unmittelbar im Bereich der Schneckenenden vorgesehen,
doch kommen erfindungsgemäß noch über die Gesamtlänge der Schnecken verteilte Zuführvorrichtungen
(Öffnungen im die Schnecken umschließenden Gehäuse) hinzu, die dem Behandlungsgut
in gewissen Stadien seiner kontinuierlichen Bearbeitung eventuell noch irgendwelche
Sonderbeimengungen zuführen lassen (z. B. Schwefel, Ruß und sonstige Füllmittel
beim Aufbereiten von Kautschukmischungen u. dgl.).
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Maschinen der erfindungsgemäß neuen Ausführung haben gegenüber ihren
Vorläufern den großen Vorteil, daß sie so gut wie universell, d. h. sowohl für Trockenmassen
als auch für breiige bis zähplastische Misch-und/oder Knetmassen verwendbar sind.
Die weder miteinander noch mit irgendwelchen anderen Teilen kämmenden Schnecken
sind in ihrer Drehbeweglichkeit nicht im geringsten voneinander abhängig. Die Betriebssicherheit
gefährdende Eingriffsstörungen sind vollkommen ausgeschlossen. Mit den Kammern bzw.
deren Scheidewänden in den Gangnuten der Schnecken verteilt die Maschine ihre sämtlichen
Wirkungen auf das Behandlungsgut unbedingt gleichmäßig über den gesamten Förderweg
der Schnecken; auch sichert sie durch ihre nicht ineinandergreifenden, wohl aber
sich aufeinander abwälzenden Gewindegänge ein bisher unerreicht großes Fassungsvermögen
und damit zugleich einen den praktischen Anforderungen wirklich genügenden Gleichförmigkeitsgrad
der Mischung.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der neuen Maschine,
Es stellt dar Abb. i eine Maschine mit zwei nebeneinandergelagerten Schnecken von
oben gesehen, das Gehäuse der Schnecken ist aufgedeckt bzw. horizontal geschnitten,
Abb. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Abb. i, Abb. 3 einen Querschnitt nach
Linie III-III der Abb. i. .
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Ein Gehäuse i aus zwei parallel dicht aneinandergelegt zu denkenden
Zylindern 2, 2z, die der Länge nach durch einen Spalt oder Schlitz 3 zueinander
offenstehen, enthält in jedem der beiden Zylinder je eine Schnecke 4, 4a. Die eine
Schnecke ist rechtsgängig und die andere linksgängig (Abb. i). Im übrigen ist jede
der beiden Schnecken vollkommen gleich der anderen gestaltet und mit ihrer Längsmittelachse
genau in die Längsmittelachse des entsprechenden Zylinders gesetzt. Der gegenseitige
Abstand der Achsen ist so eingerichtet, daß in der Achsebene I-I die Schneckengänge
auf der Breite b ihrer Stirnflächen soeben Linienberührung miteinander haben, die
Kopfkreise der Schnecken sich also aufeinander abwälzen, aber doch niemals einander
überschneiden können.
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Die Schraubensteigung der Schneckengänge kann auf ganzer Länge der
Maschine durchweg gleichbleibend, gegebenenfalls aber auch in der Förderrichtung
allmählich kleiner werdend ausgeführt sein. Es kann die Ausführung der Schnecken
auch so sein, daß die Gänge in ihrer Breite b allmählich größer bzw. stärker und
in der `'feite der dazwischen befindlichen Gangnuten allmählich enger werdend ausgebildet
sind.
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Bezeichnend für die neue Maschine ist aber stets, daß ihre Schnecken
eine Unterteilung in Kammern K innerhalb ihrer Gangnuten aufweisen. Eigens hierfür
sind in den Gangnuten Zwischenwände 6 irgendeiner jeweils zweckentsprechenden Größen-
und/oder Formengestaltung vorgesehen. Die Anordnung dieser Wände in den Gangnuten
ist quer oder beliebig schräg. Die radial zur Schnecke gemessene Höhe der Zwischenwände
6 ist maximal durch die radiale Tiefe der Gangnuten bestimmt. Durch radial weniger
hohe Zwischenwände 6 mögen in der Umfangsrichtung der Schnecken einzelne oder gar
alle aufeinanderfolgenden Kammern K untereinander räumlich mehr oder weniger in
Verbindung sein. Im übrigen ist es für paarweise miteinander zusammenwirkende Schnecken
zweckmäßig, jene Zwischenwände 6 so anzuordnen bzw. so zu verteilen, daß sie beim
Gegeneinanderdrehen der Schnecken (s. die Drehpfeile in Abb.2) sich längs deren
Berührungslinie in der Mitte des Spaltes oder Schlitzes 3 begegnen.
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7 bezeichnet die Haupteinfüllöffnung für das Behandlungsgut; sie befindet
sich unmittelbar über dem vorderen Ende der Schnecken. Längs über das Gehäuse der
Schnecken verteilt sind Sonderzuführungen bzw. Öffnungen 7', 7" vorgesehen, die
ein zusätzliches Beschicken der Schnecken mit irgendwelchen Massen ermöglichen,
z. B. mit Füllmitteln, die man dem Behandlungsgut in jeweils bestimmten Stadien
seines Mischungszustandes beizugeben wünscht. Den steten Abgang des Gutes aus der
Maschine ermöglicht die Auslaßöffnung 8, die hier auf der Unterseite des Gehäuses
i im Bereich des hinteren, in Abb. i rechts gelegenen Endes der Schnecken vorgesehen
ist.
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Mit besonders großräumigen Kammern K' verfolgt die Erfindung den Zweck
des Zusammenführens, Untermischens und Homogenisierens der Inhalte aus einer entsprechenden
Vielzahl kleinerer Kammern K. Als sogenannte Homogenisierungsräume sind die Kammern
K' hier beispielsweise durch eine besonders steilgängige Gewindegangführung geschaffen.
Es könnten
solche Kammern aber auch durch Aussparung, Unterbrechung
oder Durchbrechung einer beliebigen Vielzahlregelrecht geführter Gewindegänge der
Schnekken geschaffen werden - und überdies auch an jeder beliebigen, jeweils für
besonders zweckmäßig befundenen Stelle längs einer jeden Schnecke.
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Die Wirkungsweise der neuen Maschine dürfte an Hand der obigen Darlegungen
zu dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung leicht
verständlich sein. Die zur Verarbeitung, zum Untereinander-mischen und evtl. zum
Durchkneten in der Maschine bestimmten Massen werden durch die Öffnungen 7 bzw.
7', f" eingeführt, sofort von den Schnecken erfaßt, von deren Kammern unterteilt,
aufgenommen, axial stetig weiterbefördert und dabei auch imfner und immer wieder
sowohl radial als auch axial ineinandergeschoben und untermischt. Wo auch immer
längs der Schnecken zwei ihrer Kammern K bzw. K' unterhalb der Oberkante S des zwischen
den Zylindern 2, 2a befindlichen Verbindungsschlitzes 3 sich gegeneinander zu öffnen
bzw. zu einer Doppelkammer zu vereinigen beginnen, werden die Inhalte der betreffenden
Kammern alsbald unweigerlich ineinandergeschoben und zugleich auch längs der Unterkante
S' des Verbindungsschlitzes 3 zu einer die Misch- und Knetwirkung besonders günstig
gestaltenden Stauung gebracht. Das Gut tritt dabei in die nachfolgenden Kammern
über, wird daselbst um einen entsprechenden Teil der Schneckensteigung axial weiterbefördert
und radial gemischt und geknetet. Die Vorgänge wiederholen sich, bis sämtliche Kammern
durchlaufen sind und am Ende das fertig behandelte Gut aus der Auslaßöffnung 8 herausgedrückt
wird.