-
Knetpumpe
Es sind verschiedenen Ausführungen von gegensinnig sich drehenden
mehrspindeligen Knetpumpen bekannt, bei denen sich das Gangvolumen in der Längsrichtung
der Schnecken ändert. Solche Knetpumpen sind insbesondere für die Verarbeitung zäher,
plastischer Teige geeignet, z. B. von keramischen Massen, Druckpasten, Fett aus
dem Schmiermittelsektor, Fließkohle, Kautschuk, Kunststoffen u. dgl.
-
Sie haben aber alle mehr oder weniger den Nachteil, daß am Austrittsende
erhebliche Druckschwankungen auftreten und demgemäß, insbesondere bei mäßiger Enddrosselung
und kleinem Pufferraum vor dem Austritt, das durchgesetzte Gut ungleichmäßig ausgestoßen
wird.
-
Es wurde nun festgestellt, daß diese Druckschwankungen weitgehend
verringert und ein gleichmäßiger Gutsstrom erhalten werden kann, wenn die Schnecken
nicht mellr wie bei den bekanntgewordenen Knetpumpen eingängig, sondern mehrgängig
ausgeführt werden, während sich das Gangvolumen in der Längsrichtung der Schnecken
ändert. Außer der gleichmäßigen Gutsförderung werden aber bei der neuere Bauart
noch weitere Vorteile gegenüber den eingängigen mehrspindeligen Pumpen erzielt.
Die Mehrgängigkeit bewirkt nämlich durch den steileren Vorlauf der NVindungen ein
andersartiges Verhalten des Gutes in den Nuten. Zu der in den eingängigen Spindeln
vorherrschenden Längsbewegung des Gutes
in den Nuten, die ja insbesondere
auch durch den Stau in der Verzahnungsstelle der Spindeln erzwungen wird, tritt
bei den mehrgängigen Spindeln noch eine beträchtliche Umwälzung des Gutes quer zur
Nut hinzu. Je mehr Gänge eine Schnecke hat, um so steiler wird bei gleicher Zahnbreite
das Gewinde und um so stärker kommt diese Querbewegung zur Nut beim Drehen zur Geltung.
Sie kann noch dadurch verstärkt oder erweitert werden, daß man absichtlich zwischen
Schnecken und Gehäuse ein etwas reichlicheres Spiel zuläßt, so daß das Gut auch
über den Kopfkreis der Gewindebalken in die benachbarten Nuten übertreten kann.
Dadurch wird einerseits eine besonders kräftige Scher- und Mahlwirkung auf das Gut
ausgeübt und andererseits die Mischung verbessert. Man erreicht damit also außer
der Querbewegung innerhalb der Nut auch noch eine Querbewegung über die Nuten hinweg.
-
Die für eine kräftige Knetung des Gutes erforderliche Veränderlichkeit
der Schnecken kann in der verschiedensten Weise erreicht werden, und zwar entweder
durch Veränderung der Nuttiefe oder der Nutbreite oder durch beides, wobei sich
auch die Breiten der Gewindebalken ändern können. Die ausschließliche Änderung der
Breiten von Gewindenuten und Balken hat dabei den Vorteil, daß die Schnecken und
die Gehäusebohrungen zylindrisch werden, was in bezug auf die Herstellung und den
Einbau von Vorteil ist.
-
Man kann die Knetpumpen besonders zweckmäßig so gestalten, daß sich
das Volumen benachbarter Nuten gleich- oder gegensinnig ändert. Es nimmt in diesem
Fall bei der einen Schnecke das Nutvolumen ab, während es bei der in sie eingreifenden
zweiten Schnecke zunimmt. Dadurch gelangt das Gut zwangsweise durch scherende Spalte
hindurch von einer Nut der einen Schnecke in eine Nut der anderen und mischt sich
mit deren Inhalt. Die mehrgängige Ausführung der Schnecken gibt die Möglichkeit,
auch die benachbarten Nuten von ein und derselben Schnecke sich gleichsinnig oder
entgegengesetzt verändern zu lassen.
-
Durch ein- oder mehrmalige Umkehrung dieser Volumenänderungen einer
Nut wird ein mehrfaches Hinundherschieben des Gutes und eine sehr wirksame Durcharbeitung
und Mischung erreicht.
-
In vielen Fällen ist es vorteilhaft, alle Flanken der Schnecken dicht
miteinander kämmen zu lassen, weil sich hierdurch die Schneckenflächen selbsttätig
reinigen und das Gut beim Übertritt von einer Schnecke zur anderen einer Scherbeanspruchung
unterworfen wird.
-
In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung in Abb. 1 bis 4 an Hand
einiger Abwicklungen von zweigängigen, sich gegensinnig zueinander drehenden Schneckenpaaren
erläutert. Die Abwicklungen gehen von der Eingriffsstelle eines Schneckenpaares
aus und sind in entgegengesetztem Abwicklungssinn bei jedem Schneckenpaar aufgeklappt,
die Schnecken auseinandergerückt. Abb. 5 und 6 zeigen Querschnitte durch eine zusammengesetzte
Knetpumpe mit zwei Spindeln. Abb. 1 und 2 zeigen die Abwicklungen eines Schneckenpaares
A und 1S, bei dem die Tiefe' der Nuten I und 2 der Schnecke A sowie 3 und 4 der
Schnecke B in Richtung C abnimmt, was durch zunellmende Stärke des Schneckenkernes
und entsprechende Abnahme des äußeren Schneckendurchmessers erreicht wird. Bei der
Drehung der Schnecke A in Richtung des Pfeils D und der Schnecke B in Richtung des
Pfeils E wird das Gut innerhalb der Nuten in Richtung des Pfeils C fortgeschoben
und dabei immer mehr zusammengedrückt und durchgearbeitet und schließlich am Ende
der Pumpe unter erheblichem Druck ausgestoßen. Von Vorteil ist dabei, daß die Druckschwankungen
infolge der N'ielzahl der vorhandenen Gänge viel geringer sind, als wenn jede Schnecke
nur eingängig wäre.
-
Während bei dem erwällnten Schneckenpaar sowohl die Nuten I und 3
wie auch 2 und 4 von links nach rechts immer kleineres Volumen aufweisen, verhalten
sich die beiden Nuten 5 und 6 nach Abb. 3 und 7 und 8 nach Abb. 4 verschieden, derart,
daß jede dieser Nuten in Pfeilrichtung für eine bestimmte Strecke der Schneckenlängsachse
zunehmende und darauf wieder abnehmende Breite aufweist und umgekehrt. Die Nut 5
gemäß Abb. 3 beispielsweise hat ihre geringste Breite bei I0, worauf sie wiederum
in der Breite zunimmt; ihre größte Breite ist bei 9.
-
Die Nut 6 dagegen nimmt von II bis I2 in gleichem Maße zu, um dann
wieder abzunehmen. Die auf der Abwicklung gemäß Abb. 4 gezeigte Nut 7 hat ihre geringste
Breite bei 13 und ihre größte bei 14, während die Nut 8 bei 15 am breitesten und
bei i6 am schmalsten ist. Es ist jeweils so, daß die größte Breite der Nut 5 etwa
in der Nachbarschaft der schmalsten Stelle der Nut 6 liegt und umgekehrt, und ebenso
ist es mit der Nut 7 und 8. Die Gewindebalken haben ebenfalls nicht gleiche Breite,
sondern sind, da sie dicht in die Gewindenuten der Gegenschnecke eingreifen sollen
und diese letzteren Gewindenuten ja auch veränderliche Breiten haben, ebenfalls
von periodisch zu- und abnehmender Breite.
-
Drehsinn der Schnecken gemäß Abb. 3 und 4 und Vorschub des Gutes sind
gleichartig wie nach Abb. I und 2.
-
Wenn nun in die Knetpumpe gemäß Abb. 5 durch den Einwurftrichter
15 Gut hineingelangt, so wird es in dem Gehäuse I6 durch die Schnecken I7 und 18
erfaßt und in axialer Richtung weiterbewegt. Hat das in den Nuten der Schnecken
befindliche Gut den Bereich der Einfüllöffnung 15 (vgl. Abb. 5) verlassen, was in
Abb. 6 im Querschnitt dargestellt ist, so wird es infolge der Abnahme des Volumens
des einen Nutpaares (5 und 8) in diejenigen benachbarten Nuten gedrückt, deren Volumen
infolge Breitenzunahme wächst, also in die Nuten 6 und 7, Dies geht so weit, bis
die Nuten 5 und 8 ihr geringstes und die Nuten 6 und 7 ihr größtes Volumen erreicht
haben. Von nun an verläuft die I)urcharbeitung infolge entgegengesetzter Volumenänderung
auch in umgekehrter Richtung, und zwar so lange, bis wiederum alle Nuten ihr größtes
und kleinstes Volumen erreicht haben. Man ist auf diese Weise in der Lage, durch
entsprechende Längenbemessung und Nutengestaltung der Schnecke eine heliel)ige Wiederholullg
des
Knetvorganges und damit eine äußerst vollkommene Durcharbeitung des Gutes zu erreichen.