EP0350665A1 - Drive unit for a mixing and/or kneading device - Google Patents

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Publication number
EP0350665A1
EP0350665A1 EP89111166A EP89111166A EP0350665A1 EP 0350665 A1 EP0350665 A1 EP 0350665A1 EP 89111166 A EP89111166 A EP 89111166A EP 89111166 A EP89111166 A EP 89111166A EP 0350665 A1 EP0350665 A1 EP 0350665A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
drive
rotation
rotating
tools
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89111166A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Grimm
Georg Keller
Manfred Maier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ika-Maschinenbau Janke & Kunkel & Co KG GmbH
Original Assignee
Ika-Maschinenbau Janke & Kunkel & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ika-Maschinenbau Janke & Kunkel & Co KG GmbH filed Critical Ika-Maschinenbau Janke & Kunkel & Co KG GmbH
Publication of EP0350665A1 publication Critical patent/EP0350665A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/95—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/95—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis
    • B01F27/951—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis with at least one stirrer mounted on the sun axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/23—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis
    • B01F27/232—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes
    • B01F27/2322—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes with parallel axes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/23—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis
    • B01F27/232—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes
    • B01F27/2324—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes planetary

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for a mixing and / or kneading machine with at least one tool rotating in a container and also rotating about its own axis, the tool being mounted eccentrically and approximately parallel to its axis of rotation, the rotation of the Rotary body sets the tool in a rotary motion and the driving force acting on the rotating rotary body from a drive motor via a reduction, which has a planetary gear, can be transmitted to the tool, which also rotates about its own axis, that is rotatably connected to a planet gear of the planetary gear, which rolls on a sun gear arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body.
  • Vertical kneading machines are already known, for example with two kneading tools arranged on approximately parallel shafts, one of which is centrally located and is rotated in the kneading container by the other kneading tool.
  • the kneading tools also rotate on their own axis.
  • the kneading tools are equipped with blades, the enveloping circles of which intersect; the speed of rotation of the two kneading tools is so matched that their blades do not touch each other.
  • Vertical kneading machines of this type have proven themselves, for example, when mixing liquid, solid and plastic materials to form tough, plastic or doughy masses.
  • the self-rotation of the kneading tools and the rotational movement of at least one kneading tool is accomplished by a drive motor which sets the rotating basket into a rotational movement via a toothed ring arranged on the outside of a rotating basket.
  • the rotating tool In the interior of the rotating basket, the rotating tool is mounted eccentrically and can be rotated approximately parallel to the axis of rotation of the rotating basket. Due to the rotation of the rotating basket, the eccentrically mounted kneading tool rotating in the container is also set into its circulating movement. Due to a reduction, which has a planetary gear, the driving force of the drive motor is also used for the self-rotation of the kneading tools.
  • a planet gear provided on the shaft of the rotating kneading tool rolls on a sun gear arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating basket.
  • a sun gear arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating basket.
  • the internal rotation of the rotating kneading tool is converted into a different internal rotation of the centrally arranged kneading tool, however, with regard to the blades intersecting in their respective enveloping circle.
  • the low-viscosity components are often premixed in separate mixers in order to shorten the mixing time.
  • This separate premixing can have a disadvantageous effect, in particular in the case of dangerous, for example explosive or harmful substances, since additional risks and work for the operating personnel arise during the transfer.
  • a rapid orbital movement with high viscosities of the product to be treated also has a disadvantage because too much drive power is required to push the product in front of the rotating kneading paddle. It would be advantageous to have a slow orbital movement with high self-rotation of the kneading tools in order to use the available power as effectively as possible for an intensive kneading process.
  • a change in the rotation of the rotating body or the rotational movement of the tool also changes the speed of its own rotation; the ratio of these two speeds practically always remains the same. It is not possible in this way alone to achieve a desired high speed with a simultaneous slow rotation of the tool and vice versa. If the sun gear is additionally driven via the additional drive, the drive forces overlap and the natural speed of the rotating tool can be increased, for example, while its rotating speed remains the same or may even be reduced. In this way, for example, the stirring or kneading performance of the machine can be easily adapted to the viscosity of the product to be treated.
  • a laborious and complicated exchange of gears or gear parts, for example, can also be dispensed with, such as premixing in separate mixers.
  • the sun gear serves as an output of the additional drive in the planetary gear and is preferably lockable.
  • a sun wheel serving as an output of the additional drive in the planetary gear enables a particularly simple design of the mixing and / or kneading machine according to the invention.
  • the tools that intersect in the enveloping circles of their blades can have strong shear stress fields in the gap between them generate the kneading blades and above all promote the kneading performance of the mixing and / or kneading machine according to the invention.
  • An advantageous development according to the invention provides that a tool arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body is provided, which is in drive connection with at least one rotating tool, and that the central tool is non-rotatably connected to its own sun gear, which with an additional planet gear interacts at least one rotating tool.
  • the tool which is arranged centrally and coaxially to the axis of rotation of the rotating body, is also set to rotate by the rotation of the rotating tool.
  • a further planetary stage is provided for this purpose, the additional planet gear of the rotating tool driving the own sun gear of the central tool.
  • the mixing and / or kneading machine according to the invention can also be designed such that a tool arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body and preferably two tools rotating in the container around the centrally arranged tool are provided.
  • the direction of rotation of the additional motor is reversible and / or its speed is preferably continuously variable.
  • the additional drive can be designed as a motor, in particular as an electric motor, preferably as a DC motor.
  • the speed of such an electric or DC motor could easily be over Change potentiometer.
  • a preferred embodiment according to the invention provides that the additional motor and preferably also the drive motor is designed as a hydraulic motor, the speed of which can be adjusted particularly simply by changing the hydraulic oil supply.
  • a further embodiment of the drive unit according to the invention can consist in that both drive motors, that is to say the additional drive and the drive motor, can be changed in their speed. As a result, the overall working speed within the mixing and / or kneading machine can also be influenced.
  • a drive control which couples the control of the drive motor and the auxiliary drive at least in such a way that when the speed of the rotary movement of the tool (s) rotating in the container is reduced or increased, the self-rotating speed of the tools also changes reduces or increases with a constant ratio of the speeds to each other.
  • a particularly simple stirring and / or kneading machine could have a drive control, for example, in which the control of the two drives is forcibly coupled in such a way that, for example, a slowdown in the rotating movement of at least one rotating tool also slows down the rotational speed of all Tools leads. The ratio of these speeds could be preselected using additional switches, for example.
  • the drive control has two adjustment options, one of which responds to both drives in the same way in terms of their speed, that is to say accelerates or slows down at a constant Ratio of the speeds to each other, while the other adjustment option serves to change the ratio of the speeds of the two drives to each other.
  • the one setting option of the drive control enables simple handling of the drive unit according to the invention, the ratio of the speeds can be changed slightly using the other setting option and, for example, adapted to the viscosity of a product to be mixed.
  • the kneading machine 1 shows a stirring and kneading machine designated as a whole, which is also referred to here briefly as a "kneading machine".
  • the kneading machine 1 for example, liquid, solid and plastic materials can be mixed to form tough, plastic or doughy masses.
  • the kneading machine 1 has three tools 3 arranged in a container 2, the outer tools 3a rotating in the container 2 around the centrally arranged tool 3b. All tools 3 also rotate on their own, vertically aligned axis. From Fig. 1 it is clear that the outer tools 3a are mounted eccentrically in a rotating body 4 and approximately parallel to its axis of rotation.
  • the rotating body 4 has a ring gear 5 on its outside, which is connected to a ring gear 6 a drive motor 7 combs. With the help of the drive motor 7, the rotating body 4 can be set in rotation, which is simultaneously converted into a circular movement of these tools by the eccentric arrangement of the outer tools 3a.
  • the rotating body 4 practically forms the web of a planetary gear 8.
  • the driving force of the drive motor 7 can also be transmitted to the tools 3a rotating about its own axis via a reduction device which has the planetary gear 8.
  • the tools 3a each have a planet gear 9, which roll on a sun gear 10 arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body 4.
  • the self-rotation of the rotating tools 3a is transmitted via a second planetary stage 11 to the centrally arranged tool 3b, which only rotates about its own axis.
  • the central tool 3b is rotatably connected to its own sun gear 12 of the second planetary stage 11, which cooperates with the additional planet gears 13 of the two rotating tools 3a.
  • the tools 3 have blades 14 at their ends arranged in the container 2, which intersect in their enveloping circles.
  • the second planetary stage 11 is reduced so that the blades 14 of the tools 3a and 3b do not touch each other.
  • An advantageous reduction ratio of the natural speeds between the central tool 3b and the rotating tools 3a is, for example, 1: 2.
  • the speed ratio between the self-rotation of the outer tools 3a and their orbital movement remains practically constant.
  • this ratio usually fluctuates in the range from approximately 1: 1 to approximately 4: 1.
  • the viscosity and / or the consistency of the product to be treated changes during processing.
  • the sun gear 10 of the planetary gear 8 of the kneading machine 1 is rotatably supported and has its own additional drive 15 for the rotation of the kneading tools 3. If the sun gear 10 is additionally driven via the additional drive 15, then the driving forces of the additional drive 15 and the drive motor 7 are superimposed.
  • both the drive motor 7 and the auxiliary drive 15 are designed as hydrostatic drives. These drives have the advantage that they can be infinitely adjusted by changing the hydraulic oil supply and can absorb torques even when the machine is at a standstill. If both the drive motor 7 and the auxiliary drive 15 are supplied by a common pump unit, the sum of the drive powers and thus also the maximum power to be transmitted by the reduction gears can be limited in a simple manner. The torques can in turn be limited by a pressure limitation on the drive motors 7, 15 and thus also the maximum torque resulting from the superimposition of the two drive motors.
  • the rotational movement of the outer tools 3a can also be reduced in relation to a high intrinsic rotation of all the tools 3 if the available power is as effective as possible, for example for an intensive kneading process of a product with a high viscosity.
  • High revolving movements would otherwise result in the product being pushed forward in front of the blades 14 of the tools 3, in a corresponding reduction in the output effective for the kneading process, and possibly in a build-up of the product up to the sealing area 16 of the tool shafts, which is particularly the case with the processing of explosive products is particularly dangerous and undesirable.
  • the blades 14 Since the intrinsic rotation ratio of the tools 3a to the centrally arranged and counter-rotating tool 3b, for example 2: 1, does not change even when the speed ratio of the rotational movement of the outer tools 3a to the intrinsic rotation of all tools 3 does not change, the blades 14 also touch the tools 3 never, even though their enveloping circles intersect.
  • FIG. 1 a table with 23 operating states of the kneading machine 1 is attached in FIG.
  • the sun gear 10 of the planetary gear 8 has 23 teeth, the planet gear 9 of the rotating tools 3a in the planetary gear 8 25 teeth, the sun gear 12 of the second planetary gear 11 32 teeth and the planet gears 13 of the second planetary gear 11 16 teeth.
  • the blades 14 of the rotating tools 3a rotate relative to the rotating body 4, regardless of the input and output speeds, always twice as fast as that of the centrally arranged tool 3b.
  • the sun gear 10 and the planet gears 9 need not necessarily be designed as gear wheels, it is important in the second planetary stage 11 that the arrangement of the blades 14 of the tools 3 does not change with respect to one another and the planet gears 13 and its sun gear 12 are therefore expediently meshing with one another Gears are formed. This avoids that the cutting tools 3 in the enveloping circles of their blade 14 touch each other.
  • the direction of rotation, considered relative to the rotating body 4, the tools 3a on the one hand and the centrally arranged tool 3b is always in opposite directions. In Fig.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a drive unit for a mixing and/or kneading machine (1) having at least one tool (3a) revolving in a vessel (2) and also rotating about its axis. The tool (3a) is here mounted in a rotary body (4) eccentrically and approximately parallel to the axis of rotation thereof and is set in revolving motion by the rotation of the rotary body (4). The drive force acting on the rotating rotary body (4) is transmitted from a drive motor (7) via a reduction having a planetary gear (8) to the tool (3a) which also rotates about its own axis and which, for this purpose, is joined securely against rotation to a planet wheel (9) of the planetary gear (8), which rolls over its sun wheel (10) arranged coaxially to the axis of rotation of the rotary body (4). In order to vary, independently of the selected reduction between the sun wheel (10) and the planet wheel (9), the relation between the speed of revolution of the tool (3a) and its own speed of rotation, the sun wheel (10) is, according to the invention, rotatably mounted and has its own additional drive (15) for the actual rotation of the kneading tool(s) (3). As a result, these speed of rotation ratios can readily be adapted, for example, to the viscosity or consistency, variable during a mixing process, of a product to be treated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine Rühr- und/oder Knetmaschine mit wenigstens einem, in einem Behälter umlaufenden und sich auch um seine eigene Achse drehenden Werkzeug, wobei das Werkzeug in einem Drehkörper exzentrisch und etwa parallel zu dessen Drehachse gelagert ist, die Rota­tion des Drehkörpers das Werkzeug in eine Umlaufbewegung versetzt und die auf den rotierenden Drehkörper wirkende Antriebskraft von einem Antriebsmotor über eine, ein Planeten­getriebe aufweisende Untersetzung auf das sich auch um seine eigene Achse drehende Werkzeug übertragbar ist, daß dazu mit einem Plantenrad des Planetengetriebes drehfest verbunden ist, welches sich an einem koaxial zur Drehachse des Drehkörpers angeordneten Sonnenrad abwälzt.The invention relates to a drive unit for a mixing and / or kneading machine with at least one tool rotating in a container and also rotating about its own axis, the tool being mounted eccentrically and approximately parallel to its axis of rotation, the rotation of the Rotary body sets the tool in a rotary motion and the driving force acting on the rotating rotary body from a drive motor via a reduction, which has a planetary gear, can be transmitted to the tool, which also rotates about its own axis, that is rotatably connected to a planet gear of the planetary gear, which rolls on a sun gear arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body.

Man kennt bereits Vertikalknetmaschinen mit beispielsweise zwei, auf etwa parallelen Wellen angeordneten Knetwerkzeugen, wovon eines der Knetwerkzeuge zentral angeordnet ist und vom anderen Knetwerkzeug im Knetbehälter umlaufen wird. Dabei drehen sich die Knetwerkzeuge noch zusätzlich um ihre eigene Achse. Die Knetwerkzeuge sind mit Schaufeln versehen, deren Hüllkreise sich schneiden; dabei sind die beiden Knet­werkzeuge in ihrer Drehzahl so aufeinander abgestimmt, daß sich ihre Schaufeln dennoch nicht gegenseitig berühren. Derartige Vertikalknetmaschinen haben sich beispielsweise beim Vermischen flüssiger, fester und plastischer Stoffe zu zähen, plastischen oder teigigen Massen bewährt.Vertical kneading machines are already known, for example with two kneading tools arranged on approximately parallel shafts, one of which is centrally located and is rotated in the kneading container by the other kneading tool. The kneading tools also rotate on their own axis. The kneading tools are equipped with blades, the enveloping circles of which intersect; the speed of rotation of the two kneading tools is so matched that their blades do not touch each other. Vertical kneading machines of this type have proven themselves, for example, when mixing liquid, solid and plastic materials to form tough, plastic or doughy masses.

Während durch das Umlaufen des einen Knetwerkzeuges und die Eigendrehung beider Knetwerkzeuge eine Rührleistung und gleichmäßige Durchmischung des Produktes erzielt wird, die beispielsweise den Wärmeaustausch zwischen Produktraum und heiz- oder kühlbarer Knettrogwand begünstigt, wird durch die Drehbewegung der Knetwergzeuge im Spaltbereich zwischen den ineinandergreifenden Knetwerkzeugen bzw. zwischen den Knetschaufeln und der Knettrogwand kräftige Scherspannungs­felder und eine entsprechend gute Knetleistung erzeugt.While the rotating of one kneading tool and the internal rotation of both kneading tools achieve a stirring performance and uniform mixing of the product, which for example favors the heat exchange between the product space and the heatable or coolable kneading trough wall, the rotating movement of the kneading tools in the gap between the intermeshing kneading tools or strong shear stress fields and a correspondingly good kneading performance are generated between the kneading blades and the kneading trough wall.

Dabei wird die Eigendrehung der Knetwerkzeuge und die Um­laufbewegung zumindest des einen Knetwerkzeuges durch einen Antriebsmotor bewerkstelligt, der über einen an der Außenseite eines Drehkorbes angeordneten Zahnkranz den Drehkorb in eine Rotationsbewegung versetzt. Im Inneren des Drehkorbes ist das umlaufende Werkzeug exzentrisch und etwa parallel zur Drehachse des Drehkorbes drehbar gelagert. Durch die Rotation des Drehkorbes wird auch das im Be­hälter umlaufende, exzentrisch gelagerte Knetwerkzeug in seine Umlaufbewegung versetzt.
Durch eine, ein Planetengetriebe aufweisende Untersetzung wird die Antriebskraft des Antriebsmotors auch für die Eigendrehung der Knetwerkzeuge genutzt. Dazu wälzt sich ein, an der Welle des umlaufenden Knetwerkzeuges vorge­sehenes Plantenrad an einem koaxial zur Drehachse des Drehkorbes angeordneten Sonnenrad ab. Über eine weitere Plantenstufe od.dgl. wird die Eigendrehung des umlaufen­den Knetwerkzeuges in eine, mit Rücksicht auf die sich in ihrem jeweiligen Hüllkreis schneidenden Schaufeln allerdings verschiedene Eigendrehung des zentral angeordne­ten Knetwerkzeuges umgesetzt.The self-rotation of the kneading tools and the rotational movement of at least one kneading tool is accomplished by a drive motor which sets the rotating basket into a rotational movement via a toothed ring arranged on the outside of a rotating basket. In the interior of the rotating basket, the rotating tool is mounted eccentrically and can be rotated approximately parallel to the axis of rotation of the rotating basket. Due to the rotation of the rotating basket, the eccentrically mounted kneading tool rotating in the container is also set into its circulating movement.
Due to a reduction, which has a planetary gear, the driving force of the drive motor is also used for the self-rotation of the kneading tools. For this purpose, a planet gear provided on the shaft of the rotating kneading tool rolls on a sun gear arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating basket. About another planet stage or the like. the internal rotation of the rotating kneading tool is converted into a different internal rotation of the centrally arranged kneading tool, however, with regard to the blades intersecting in their respective enveloping circle.

Durch diese Untersetzung der Antriebskraft ist das Drehzahl­verhältnis zwischen der Umlaufbewegung des einen Knetwerk­zeuges und der unterschiedlichen Eigendrehungen beider Knet­werkzeuge stets konstant. Lediglich durch ein Verändern der Übersetzung könnte dieses Verhältnis beeinflußt werden.As a result of this reduction in the driving force, the speed ratio between the rotating movement of one kneading tool and the different intrinsic rotations of both kneading tools is always constant. This ratio could only be influenced by changing the translation.

Bei der Mehrzahl der Mischprozesse, bei denen Rühr- und/oder Knetmaschinen eingesetzt werden, ändert sich jedoch während der Bearbeitung die Viskosität und/oder die Konsistenz des zu behandelnden Produktes.
Dabei müssen die flüssigen und niederviskosen Komponenten eines Produktes oft vorgemischt werden. In dieser nieder­viskosen Phase kommt es weniger auf ein intensives Kneten an, sondern vielmehr auf eine intensive Durchmischung der Komponenten und einen guten Wärmeaustausch zur Behälter­wandung. Wünschenswert wäre in diesem Fall eine schnelle Umlaufbewegung bei möglichst hoher Eigendrehung der Misch­werkzeuge.In the majority of the mixing processes in which stirring and / or kneading machines are used, however, the viscosity and / or the consistency of the product to be treated changes during processing.
The liquid and low-viscosity components of a product often have to be premixed. In this low-viscosity phase, intensive kneading is less important than intensive mixing of the components and good heat exchange to the container wall. In this case, it would be desirable to have a rapid orbital movement with the mixing tools rotating as much as possible.

Da die Umlaufbewegung der eingangs beschriebenen, vorbe­kannten Vertikalknetmaschine oftmals zu langsam ist, werden die niederviskosen Komponenten häufig in separaten Mischern vorgemischt, um die Mischzeit zu verkürzen.
Dieses separate Vormischen kann sich insbesondere bei ge­fährlichen, also beispielsweise explosiven oder gesund­heitsschädlichen Stoffen, nachteilig auswirken, da beim Um­füllen zusätzliche Gefahren und Arbeiten für das Bedien­personal entstehen.Since the orbital movement of the previously known vertical kneading machine is often too slow, the low-viscosity components are often premixed in separate mixers in order to shorten the mixing time.
This separate premixing can have a disadvantageous effect, in particular in the case of dangerous, for example explosive or harmful substances, since additional risks and work for the operating personnel arise during the transfer.

Bei hohen Viskositäten des zu behandelnden Produktes da­gegen ist die Umlaufbewegung der im Knetbehälter umlaufenden Knetwerkzeuge zu schnell, so daß das Produkt sich vor der umlaufenden Schaufel aufstaut.
In Verbindung mit hohen Füllständen kann sich dabei das Produkt so hoch aufstauen, daß es bis in den Dichtungsbereich der Knetwellen gelangt, was insbesondere bei der Verarbeitung von explosiven Produkten besonders gefährlich und unerwünscht ist.In the case of high viscosities of the product to be treated, on the other hand, the circulating movement of the kneading tools circulating in the kneading container is too fast, so that the product builds up in front of the circulating blade.
In connection with high fill levels, the product can build up so high that it reaches into the sealing area of the kneading shafts, which is particularly dangerous and undesirable, especially when processing explosive products.

Im übrigen wirkt sich eine schnelle Umlaufbewegung bei hohen Viskositäten des zu behandelnden Produktes auch deshalb nach­teilig aus, weil zuviel Antriebsleistung benötigt wird, um das Produkt vor der umlaufenden Knetschaufel herzuschieben. Von Vorteil wäre hier eine langsame Umlaufbewegung bei hoher Eigenrotation der Knetwerkzeuge, um die zur Verfügung stehende Leistung möglichst wirksam für einen intensiven Knetvorgang einzusetzen.In addition, a rapid orbital movement with high viscosities of the product to be treated also has a disadvantage because too much drive power is required to push the product in front of the rotating kneading paddle. It would be advantageous to have a slow orbital movement with high self-rotation of the kneading tools in order to use the available power as effectively as possible for an intensive kneading process.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Antriebsanordnung für eine Rühr- und/oder Knetmaschine zu schaffen, mit welcher bei gleichbleibender relativer Drehzahl der umlaufenden Werkzeuge beispielsweise gegenüber einem zentralen Werkzeug die Relation zwischen Umlaufgeschwindigkeit des oder der äußeren Werkzeuge zu ihrer Eigendrehzahl verändert werden kann.It is therefore the task of creating a drive arrangement for a mixing and / or kneading machine, with which the relation between the rotational speed of the outer tool or the external tools and their own speed can be changed while the relative speed of the rotating tools remains the same, for example compared to a central tool.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser in sich scheinbar wider­sprüchlichen Aufgabe besteht bei der Rühr- und/oder Knetma­schine der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß das Sonnenrad drehbar gelagert ist und einen eigenen Zusatz­antrieb für die Eigendrehung des Knetwerkzeuges oder der Knetwerkzeuge aufweist.
Wird der Zusatzantrieb nicht eingesetzt, so sind die Be­wegungsvorgänge und Verhältnisse im wesentlichen so, wie bei den eingangs beschriebenen vorbekannten Rühr- und/oder Knetmaschinen. Durch die Rotation des Drehkörpers wird auch zumindest das eine Werkzeug in eine Umlaufbewegung versetzt. Dieses wälzt sich gleichzeitig über ein Plantenrad an dem Sonnenrad ab, so daß die Antriebskraft des Antriebsmotors auch in eine Eigendrehung des Werkzeuges umgesetzt wird.The solution of this seemingly contradictory task in the case of the mixing and / or kneading machine of the type mentioned at the outset is, in particular, that the sun wheel is rotatably mounted and has its own additional drive for the self-rotation of the kneading tool or kneading tools.
If the additional drive is not used, the movement processes and conditions are essentially the same as in the previously known stirring and / or kneading machines. The rotation of the rotating body also causes at least one tool to rotate. This rolls off at the same time via a planet gear on the sun gear, so that the driving force of the drive motor is also converted into an internal rotation of the tool.

Dabei wird durch eine Veränderung der Rotation des Dreh­körpers bzw. der Umlaufbewegung des Werkzeuges auch dessen Eigendrehungs-Geschwindigkeit verändert; das Verhältnis dieser beiden Drehzahlen bleibt praktisch stets gleich. Eine evtl. gewünschte hohe Eigendrehzahl bei gleichzeitig langsamer Umlaufbewegung des Werkzeuges und umgekehrt ist allein auf diese Weise nicht möglich.
Wird nun das Sonnenrad über den Zusatzantrieb noch zusätzlich angetrieben, so überlagern sich die Antriebskräfte und die Eigendrehzahl des umlaufenden Werkzeuges kann beispiels­weise erhöht werden, während seine Umlaufgeschwindigkeit gleich bleibt oder u.U. sogar vermindert wird. Damit kann beispielsweise auf einfache Weise die Rühr- oder Knet­leistung der Maschine an die Viskosität des zu behandelnden Produktes angepaßt werden. Auf einen umständlichen und komplizierten Austausch etwa von Zahnrädern oder Getriebe­teilen kann ebenso verzichtet werden, wie beispielweise auf ein Vormischen in separaten Mischern.A change in the rotation of the rotating body or the rotational movement of the tool also changes the speed of its own rotation; the ratio of these two speeds practically always remains the same. It is not possible in this way alone to achieve a desired high speed with a simultaneous slow rotation of the tool and vice versa.
If the sun gear is additionally driven via the additional drive, the drive forces overlap and the natural speed of the rotating tool can be increased, for example, while its rotating speed remains the same or may even be reduced. In this way, for example, the stirring or kneading performance of the machine can be easily adapted to the viscosity of the product to be treated. A laborious and complicated exchange of gears or gear parts, for example, can also be dispensed with, such as premixing in separate mixers.

Dabei ist es von Vorteil, wenn das Sonnenrad als Abtrieb des Zusatzantriebes im Planetengetriebe dient und vorzugs­weise blockierbar ist. Insbesondere ein als Abtrieb des Zusatzantriebes im Planetengetriebe dienendes Sonnenrad er­möglicht eine besonders einfache Ausführung der erfindungs­gemäßen Rühr- und/oder Knetmaschine.It is advantageous if the sun gear serves as an output of the additional drive in the planetary gear and is preferably lockable. In particular, a sun wheel serving as an output of the additional drive in the planetary gear enables a particularly simple design of the mixing and / or kneading machine according to the invention.

Um eine möglichst hohe Rühr- oder Knetleistung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn zumindest zwei, jeweils Schaufeln aufweisende Werkzeuge vorgesehen sind, die über eine Unter­setzung in Antriebsverbindung stehen, und wenn die Unter­setzung vorzugsweise so gewählt ist, daß sich die Schaufeln der Werkzeuge berührungslos drehen und in ihren Hüllkreisen schneiden. Dabei können insbesondere die sich in den Hüll­kreisen ihrer Schaufeln schneidenden Werkzeuge kräftige Scherspannungsfelder im Spalt zwischen den ineinandergreifen­ den Knetschaufeln erzeugen und vor allem die Knetleistung der erfindungsgemäßen Rühr- und/oder Knetmaschine begünsti­gen.In order to achieve the highest possible stirring or kneading performance, it is advantageous if at least two tools, each having blades, are provided, which are in drive connection via a reduction, and if the reduction is preferably selected such that the blades of the tools are non-contact turn and cut in their enveloping circles. In particular, the tools that intersect in the enveloping circles of their blades can have strong shear stress fields in the gap between them generate the kneading blades and above all promote the kneading performance of the mixing and / or kneading machine according to the invention.

Eine vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, daß ein koaxial zur Drehachse des Drehkörpers ange­ordnetes Werkzeug vorgesehen ist, das mit zumindest einem umlaufenden Werkzeug in Antriebsverbindung steht, und daß dazu das zentrale Werkzeug mit einem eigenen Sonnenrad dreh­fest verbunden ist, welches mit einem zusätzlichen Pla­netenrad zumindest eines umlaufenden Werkzeuges zusammen­wirkt.
Über die Eigendrehung des umlaufenden Werkzeuges wird auch das zentral und koaxial zur Drehachse des Drehkörpers an­geordnete Werkzeug in eine Eigendrehung versetzt. Zusätzlich zu dem zur Eigendrehung des Werkzeuges vorgesehenen Plane­tengetriebe ist dazu eine weitere Planetenstufe vorgesehen, wobei das zusätzliche Planetenrad des umlaufenden Werkzeuges das eigene Sonnenrad des zentralen Werkzeuges antreibt.An advantageous development according to the invention provides that a tool arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body is provided, which is in drive connection with at least one rotating tool, and that the central tool is non-rotatably connected to its own sun gear, which with an additional planet gear interacts at least one rotating tool.
The tool, which is arranged centrally and coaxially to the axis of rotation of the rotating body, is also set to rotate by the rotation of the rotating tool. In addition to the planetary gear provided for the self-rotation of the tool, a further planetary stage is provided for this purpose, the additional planet gear of the rotating tool driving the own sun gear of the central tool.

Zweckmäßigerweise kann die erfindungsgemäße Rühr- und/oder Knetmaschine auch so ausgebildet sein, daß ein koaxial zur Drehachse des Drehkörpers angeordnetes Werkzeug sowie vor­zugsweise zwei im Behälter um das zentral angeordnete Werk­zeug umlaufende Werkzeuge vorgesehen sind.Advantageously, the mixing and / or kneading machine according to the invention can also be designed such that a tool arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body and preferably two tools rotating in the container around the centrally arranged tool are provided.

Um möglichst viele Variations- und Anpassungsmöglichkeiten an das zu behandelnde Produkt zu erreichen, ist es vorteil­haft, wenn die Drehrichtung des Zusatzmotors umkehrbar und/­oder seine Drehzahl vorzugsweise stufenlos veränderbar ist.In order to achieve as many possible variations and adaptations to the product to be treated, it is advantageous if the direction of rotation of the additional motor is reversible and / or its speed is preferably continuously variable.

Dabei kann der Zusatzantrieb als Motor, insbesondere als Elektro motor, vorzugsweise als Gleichstrommotor ausgebildet sein. Die Drehzahl eines solchen Elektro- oder Gleich­strommotores ließe sich beispielsweise leicht über ein Potentiometer verändern.
Eine bevorzugte Ausführung gemäß der Erfindung sieht jedoch vor, daß der Zusatz-Motor und vorzugsweise auch der Antriebs­motor als Hydraulikmotor ausgebildet ist, der in seiner Dreh­zahl besonders einfach über eine Veränderung der Hydraulik­ölzufuhr eingestellt werden kann.The additional drive can be designed as a motor, in particular as an electric motor, preferably as a DC motor. The speed of such an electric or DC motor, for example, could easily be over Change potentiometer.
A preferred embodiment according to the invention, however, provides that the additional motor and preferably also the drive motor is designed as a hydraulic motor, the speed of which can be adjusted particularly simply by changing the hydraulic oil supply.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebs­einheit kann darin bestehen, daß beide Antriebsmotoren, also der Zusatzantrieb und der Antriebsmotor in ihrer Dreh­zahl veränderbar sind. Dadurch kann auch die gesamte Ar­beitsgeschwindigkeit innerhalb der Rühr- und/oder Knetma­schine beeinflußt werden.A further embodiment of the drive unit according to the invention can consist in that both drive motors, that is to say the additional drive and the drive motor, can be changed in their speed. As a result, the overall working speed within the mixing and / or kneading machine can also be influenced.

Zweckmäßig ist es, wenn eine Antriebssteuerung vorgesehen ist, die die Steuerung des Antriebsmotors und des Zusatz­antriebs zumindest derart koppelt, daß bei Reduzierung oder Erhöhung der Drehzahl der Umlaufbewegung des (der) im Behälter umlaufenden Werkzeuge(s) sich auch die Eigen­drehungs-Drehzahl der Werkzeuge reduziert oder erhöht bei konstantem Verhältnis der Drehzahlen zueinander.
Eine in der Handhabung besonders einfache Rühr- und/oder Knetmaschine könnte beispielsweise eine Antriebssteuerung aufweisen, bei der die Steuerung der beiden Antriebe so zwangsweise gekoppelt sind, daß etwa eine Verlangsamung der Umlaufbewegung zumindest des einen umlaufenden Werkzeuges auch zu einer Verlangsamung der Eigendrehungs-Drehzahl aller Werkzeuge führt. Über zusätzliche Schalter könnte dabei beispielsweise das Verhältnis dieser Drehzahlen noch vorge­wählt werden.It is useful if a drive control is provided which couples the control of the drive motor and the auxiliary drive at least in such a way that when the speed of the rotary movement of the tool (s) rotating in the container is reduced or increased, the self-rotating speed of the tools also changes reduces or increases with a constant ratio of the speeds to each other.
A particularly simple stirring and / or kneading machine could have a drive control, for example, in which the control of the two drives is forcibly coupled in such a way that, for example, a slowdown in the rotating movement of at least one rotating tool also slows down the rotational speed of all Tools leads. The ratio of these speeds could be preselected using additional switches, for example.

Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die Antriebs­steuerung zwei Verstellmöglichkeiten aufweist, deren eine beide Antriebe in gleicher Weise in ihrer Drehzahl an­spricht, also beschleunigt oder verlangsamt bei konstantem Verhältnis der Drehzahlen zueinander, während die andere Verstellmöglichkeit dazu dient, das Verhältnis der Drehzahlen der beiden Antriebe zueinander zu verändern. Während die eine Einstellmöglichkeit der Antriebssteuerung eine einfache Handhabung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ermöglicht, läßt sich mit Hilfe der anderen Einstellmöglichkeit das Ver­hältnis der Drehzahlen leicht verändern und beispielsweise an die Viskosität eines zu mischenden Produktes anpassen.However, it is particularly advantageous if the drive control has two adjustment options, one of which responds to both drives in the same way in terms of their speed, that is to say accelerates or slows down at a constant Ratio of the speeds to each other, while the other adjustment option serves to change the ratio of the speeds of the two drives to each other. While the one setting option of the drive control enables simple handling of the drive unit according to the invention, the ratio of the speeds can be changed slightly using the other setting option and, for example, adapted to the viscosity of a product to be mixed.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Figuren noch näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of an advantageous exemplary embodiment in conjunction with the figures.

Es zeigt:

  • Fig. 1 eine Rühr- und Knetmaschine in einer Schnitt­darstellung und
  • Fig. 2 eine Drehzahl-Tabelle der bei einer ausge­wählten Untersetzung möglichen Drehzahlen der Rühr- und Knetmaschine aus Fig. 1.
It shows:
  • Fig. 1 is a mixer and kneading machine in a sectional view and
  • FIG. 2 shows a speed table of the speeds of the mixing and kneading machine from FIG. 1 that are possible with a selected reduction.

Fig. 1 zeigt eine im ganzen mit 1 bezeichnete Rühr- und Knet­maschine, die hier auch kurz als "Knetmaschine" bezeichnet wird. Mit Hilfe der Knetmaschine 1 können beispielsweise flüssige, feste und plastische Stoffe zu zähen, plastischen oder teigigen Massen vermischt werden. Dazu weist die Knetmaschine 1 drei, in einem Behälter 2 angeordnete Werk­zeuge 3 auf, wobei die äußeren Werkzeuge 3a im Behälter 2 um das zentral angeordnete Werkzeug 3b umlaufen. Alle Werk­zeuge 3 drehen sich auch um ihre eigene, vertikal ausgerich­tete Achse.
Aus Fig. 1 wird deutlich, daß die äußeren Werkzeuge 3a in einem Drehkörper 4 exzentrisch und etwa parallel zu dessen Drehachse gelagert sind. Der Drehkörper 4 weist an seiner Außenseite einen Zahnkranz 5 auf, der mit einem Zahnkranz 6 eines Antriebsmotors 7 kämmt. Mit Hilfe des Antriebsmotors 7 kann der Drehkörper 4 in eine Rotation versetzt werden, die durch die exzentrische Anordnung der äußeren Werkzeuge 3a gleichzeitig in eine Umlaufbewegung dieser Werkzeuge um­gesetzt wird. Der Drehkörper 4 bildet praktisch den Steg eines Planetengetriebes 8.
Die Antriebskraft des Antriebsmotors 7 ist über eine, das Planetengetriebe 8 aufweisende Untersetzung auch auf die sich um ihre eigene Achse drehenden Werkzeuge 3a übertragbar. Dazu weisen die Werkzeuge 3a jeweils ein Planetenrad 9 auf, die sich an einem koaxial zur Drehachse des Drehkörpers 4 angeordneten Sonnenrad 10 abwälzen.
Die Eigendrehung der umlaufenden Werkzeuge 3a wird über eine zweite Planetenstufe 11 auf das zentral angeordnete und sich nur um seine eigene Achse drehende Werkzeug 3b über­tragen. Das zentrale Werkzeug 3b ist dazu mit einem eigenen Sonnenrad 12 der zweiten Planetenstufe 11 drehfest verbunden, welches jeweils mit den zusätzlichen Planetenrädern 13 der beiden umlaufenden Werkzeuge 3a zusammenwirkt.1 shows a stirring and kneading machine designated as a whole, which is also referred to here briefly as a "kneading machine". With the help of the kneading machine 1, for example, liquid, solid and plastic materials can be mixed to form tough, plastic or doughy masses. For this purpose, the kneading machine 1 has three tools 3 arranged in a container 2, the outer tools 3a rotating in the container 2 around the centrally arranged tool 3b. All tools 3 also rotate on their own, vertically aligned axis.
From Fig. 1 it is clear that the outer tools 3a are mounted eccentrically in a rotating body 4 and approximately parallel to its axis of rotation. The rotating body 4 has a ring gear 5 on its outside, which is connected to a ring gear 6 a drive motor 7 combs. With the help of the drive motor 7, the rotating body 4 can be set in rotation, which is simultaneously converted into a circular movement of these tools by the eccentric arrangement of the outer tools 3a. The rotating body 4 practically forms the web of a planetary gear 8.
The driving force of the drive motor 7 can also be transmitted to the tools 3a rotating about its own axis via a reduction device which has the planetary gear 8. For this purpose, the tools 3a each have a planet gear 9, which roll on a sun gear 10 arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body 4.
The self-rotation of the rotating tools 3a is transmitted via a second planetary stage 11 to the centrally arranged tool 3b, which only rotates about its own axis. For this purpose, the central tool 3b is rotatably connected to its own sun gear 12 of the second planetary stage 11, which cooperates with the additional planet gears 13 of the two rotating tools 3a.

Die Werkzeuge 3 weisen an ihrem im Behälter 2 angeordneten Ende Schaufeln 14 auf, die sich in ihren Hüllkreisen jeweils schneiden. Dabei ist die zweite Planetenstufe 11 so unter­setzt, daß sich die Schaufeln 14 der Werkzeuge 3a und 3b dennoch nicht berühren. Ein vorteilhaftes Untersetzungs-­Verhältnis der Eigendrehzahlen zwischen dem zentralen Werk­zeug 3b und den umlaufenden Werkzeugen 3a liegt beispiels­weise bei 1:2. Aus diesem Untersetzungs-Verhältnis ergeben sich auch die geometrischen Formen der Knetschaufeln, die während des Mischens mit ihren Hüllkreisen ineinandergreifen.The tools 3 have blades 14 at their ends arranged in the container 2, which intersect in their enveloping circles. The second planetary stage 11 is reduced so that the blades 14 of the tools 3a and 3b do not touch each other. An advantageous reduction ratio of the natural speeds between the central tool 3b and the rotating tools 3a is, for example, 1: 2. The geometric shapes of the kneading blades, which intermesh with their enveloping circles during mixing, result from this reduction ratio.

Während durch das Umlaufen der Werkzeuge 3a und die Eigen­drehung aller Werkzeuge 3a und 3b eine Rührleistung und gleichmäßige Durchmischung des im Behälter 2 befindlichen Produktes erzielt wird, die beispielsweise den Wärmeaustausch zwischen Produktraum und der gegebenenfalls heiz- oder kühlbaren Trogwand des Behälters 2 begünstigt, wird durch die Eigendrehung der Werkzeuge 3 im Spaltbereich zwischen den ineinandergreifenden Werkzeug-Schaufeln 14 bzw. zwischen den Schaufeln 14 und der Trogwand des Behälters 2 kräftige Scherspannungsfelder und eine entsprechend gute Knetleistung erzeugt.While the rotating of the tools 3a and the self-rotation of all tools 3a and 3b achieve a stirring performance and uniform mixing of the product in the container 2, which, for example, the heat exchange between the product space and the possibly heatable or coolable trough wall of the container 2, the internal rotation of the tools 3 in the gap area between the intermeshing tool blades 14 or between the blades 14 and the trough wall of the container 2 produces strong shear stress fields and a correspondingly good kneading capacity generated.

Wird die Antriebskraft für die Umlaufbewegung und Eigen­drehung der Werkzeuge 3 allein vom Antriebsmotor 7 aufge­bracht, so bleibt das Drehzahl-Verhältnis zwischen der Eigendrehung der äußeren Werkzeuge 3a und ihrer Umlaufbe­wegung praktisch konstant. Je nach der gewählten Unter­setzung im Planetengetriebe 8 und den Planetenrädern 9 bzw. dem Sonnenrad 10 schwankt dieses Verhältnis gewöhnlich im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 4:1.If the driving force for the orbital movement and self-rotation of the tools 3 is applied solely by the drive motor 7, the speed ratio between the self-rotation of the outer tools 3a and their orbital movement remains practically constant. Depending on the reduction ratio selected in the planetary gear 8 and the planet gears 9 or the sun gear 10, this ratio usually fluctuates in the range from approximately 1: 1 to approximately 4: 1.

Bei der Mehrzahl der Mischprozesse, bei denen Rühr- und/oder Knetmaschinen eingesetzt werden, ändert sich jedoch während der Bearbeitung die Viskosität und/oder die Konsistenz des zu behandelnden Produktes. Um das Drehzahl-Verhältnis von Umlaufbewegung der äußeren Werkzeuge 3a und der Eigendrehung aller Werkzeuge 3 etwa an die Viskosität oder Konsistenz des zu behandelnden Produktes anpassen zu können, ist er­findungsgemäß das Sonnenrad 10 des Planetengetriebes 8 der Knetmaschine 1 drehbar gelagert und weist einen eigenen Zusatzantrieb 15 für die Eigendrehung der Knetwerkzeuge 3 auf. Wird das Sonnenrad 10 über den Zusatzantrieb 15 noch zusätzlich angetrieben, so überlagern sich die Antriebs­kräfte von Zusatzantrieb 15 und Antriebsmotor 7. Aufgrund der Überlagerung der beiden Antriebe 7 und 15 läßt sich das Verhältnis der Drehzahlen zwischen der Eigenrotation der äußeren Werkzeuge 3a und ihrer Umlaufbewegung verändern. In Verbindung mit stufenlos verstellbaren und drehrichtungs­umkehrbaren Antrieben läßt sich praktisch jedes Drehzahl-­ Verhältnis einstellen.
In Fig. 1 sind sowohl der Antriebsmotor 7 als auch der Zu­satzantrieb 15 als hydrostatische Antriebe ausgebildet. Diese Antriebe haben den Vorteil, daß sie durch eine Ver­änderung der Hydraulikölzufuhr stufenlos verstellbar sind und auch im Stillstand Drehmomente aufnehmen können. Werden sowohl der Antriebsmotor 7 als auch der Zuatzan­trieb 15 von einem gemeinsamen Pumpenaggregat versorgt, so läßt sich auf einfache Weise die Summe der Antriebs­leistungen begrenzen und somit auch die maximale, von den Zahnrädern der Untersetzung zu übertragende Leistung. Durch eine Druckbegrenzung an den Antriebsmotoren 7, 15 las­sen sich wiederum die Drehmomente begrenzen und somit auch das aus der Überlagerung der beiden Antriebsmotoren sich ergebende maximale Drehmoment.In the majority of the mixing processes in which stirring and / or kneading machines are used, however, the viscosity and / or the consistency of the product to be treated changes during processing. In order to be able to adapt the speed ratio of the rotational movement of the outer tools 3a and the intrinsic rotation of all the tools 3 to the viscosity or consistency of the product to be treated, the sun gear 10 of the planetary gear 8 of the kneading machine 1 is rotatably supported and has its own additional drive 15 for the rotation of the kneading tools 3. If the sun gear 10 is additionally driven via the additional drive 15, then the driving forces of the additional drive 15 and the drive motor 7 are superimposed. Due to the superposition of the two drives 7 and 15, the ratio of the speeds between the self-rotation of the external tools 3a and their orbital movement can be changed . In connection with steplessly adjustable and reversible drives, practically every speed Set ratio.
In Fig. 1, both the drive motor 7 and the auxiliary drive 15 are designed as hydrostatic drives. These drives have the advantage that they can be infinitely adjusted by changing the hydraulic oil supply and can absorb torques even when the machine is at a standstill. If both the drive motor 7 and the auxiliary drive 15 are supplied by a common pump unit, the sum of the drive powers and thus also the maximum power to be transmitted by the reduction gears can be limited in a simple manner. The torques can in turn be limited by a pressure limitation on the drive motors 7, 15 and thus also the maximum torque resulting from the superimposition of the two drive motors.

Mit Hilfe dieses Zusatzantriebes 15 und des in Fig. 1 als sein Abtrieb dienenden, drehbar gelagerten Sonnenrades 10 kann das Drehzahl-Verhältnis zwischen der Umlaufbewegung der äußeren Werkzeuge 3a und der Eigendrehung aller Werk­zeuge 3 in vorteilhafter Weise verändert werden.
So können beispielsweise flüssige und niederviskose Komponen­ten eines Produktes gut vorgemischt werden, bei schneller Umlaufbewegung und möglichst hoher, mittels des Zusatzan­triebes 15 noch zusätzlich beschleunigter Eigendrehung der Misch-Werkzeuge 3. Ein insbesondere bei gefährlichen, bei­spielsweise explosiven oder gesundheitssschädlichen Stoffen mit zusätzlichen Gefahren und Arbeiten verbundenes Vor­mischen dieser Komponenten in separaten Mischern kann somit entfallen.With the aid of this additional drive 15 and the rotatably mounted sun gear 10 serving as its output in FIG. 1, the speed ratio between the rotational movement of the external tools 3a and the self-rotation of all tools 3 can be changed in an advantageous manner.
Thus, for example, liquid and low-viscosity components of a product can be premixed well, with a rapid circulation movement and the highest possible rotation of the mixing tools 3, which is additionally accelerated by means of the additional drive 15. This is associated with additional dangers and work, particularly in the case of dangerous, for example explosive or harmful substances Premixing of these components in separate mixers can thus be omitted.

Auch kann die Umlaufbewegung der äußeren Werkzeuge 3a im Ver­hältnis zu einer hohen Eigendrehung aller Werkzeuge 3 redu­ziert werden, wenn die zur Verfügung stehende Leistung möglichst wirksam etwa für einen intensiven Knetvorgang eines Produktes mit hoher Viskosität eingesetzt werden soll. Hohe Umlaufbewegungen würden hier andernfalls zur einem Vor­sichherschieben des Produktes vor den Schaufeln 14 der Werk­zeuge 3, zu einer entsprechenden Verminderung der für den Knetvorgang wirksamen Leistung und zu einem Aufstauen des Produktes evtl. bis in den Dichtungsbereich 16 der Werkzeug-­Wellen führen, was insbesondere bei der Verarbeitung von explosiven Produkten besonders gefährlich und unerwünscht ist.The rotational movement of the outer tools 3a can also be reduced in relation to a high intrinsic rotation of all the tools 3 if the available power is as effective as possible, for example for an intensive kneading process of a product with a high viscosity. High revolving movements would otherwise result in the product being pushed forward in front of the blades 14 of the tools 3, in a corresponding reduction in the output effective for the kneading process, and possibly in a build-up of the product up to the sealing area 16 of the tool shafts, which is particularly the case with the processing of explosive products is particularly dangerous and undesirable.

Da sich das Eigendrehungs-Verhältnis der Werkzeuge 3a zum zentral angeordneten und sich gegensinnig drehenden Werkzeug 3b von beispielsweise 2:1 auch bei Ver­änderung des Drehzahl-Verhältnisses von Umlaufbewegung der äußeren Werkzeuge 3a zur Eigendrehung aller Werkzeuge 3 nicht ändert, berühren sich auch die Schaufeln 14 der Werkzeuge 3 niemals, obwohl sich ihre Hüllkreise schneiden.Since the intrinsic rotation ratio of the tools 3a to the centrally arranged and counter-rotating tool 3b, for example 2: 1, does not change even when the speed ratio of the rotational movement of the outer tools 3a to the intrinsic rotation of all tools 3 does not change, the blades 14 also touch the tools 3 never, even though their enveloping circles intersect.

Um einen Eindruck von den erzielbaren Drehzahl-Verhältnissen zu geben, ist in Fig. 2 eine Tabelle mit 23 Betriebszuständ­den der Knetmaschine 1 beigefügt. Dabei weist das Sonnenrad 10 des Planetengetriebes 8 23 Zähne, das Planetenrad 9 der umlaufenden Werkzeuge 3a im Planetengetriebe 8 25 Zähne, das Sonnenrad 12 der zweiten Planetenstufe 11 32 Zähne und die Planetenräder 13 der zweiten Planetenstufe 11 16 Zähne auf.In order to give an impression of the achievable speed ratios, a table with 23 operating states of the kneading machine 1 is attached in FIG. The sun gear 10 of the planetary gear 8 has 23 teeth, the planet gear 9 of the rotating tools 3a in the planetary gear 8 25 teeth, the sun gear 12 of the second planetary gear 11 32 teeth and the planet gears 13 of the second planetary gear 11 16 teeth.

In Fig. 2 bedeuten:

Figure imgb0001
2 mean:
Figure imgb0001

In dem in Zeile 1 der Tabelle (Fig. 2) beschriebenen Zustand 1 steht der Drehkörper 4, während die Schaufeln 14 der Werk­zeuge 3 sich drehen, ohne daß eine Umlaufbewegung der Werk­zeuge 3a stattfindet. Der Drehsinn der Werkzeuge 3a und des zentral angeordneten Werkzeuges 3b ist gegensinnig.In the state 1 described in line 1 of the table (FIG. 2), the rotating body 4 is stationary, while the blades 14 of the tools 3 rotate without the tools 3a being rotated. The direction of rotation of the tools 3a and the centrally arranged tool 3b is in opposite directions.

In den Zuständen 2 bis 6 rotiert der Drehkörper 4 und die Werkzeuge 3a bewegen sich um das zentral angeordnete Werk­zeug 3b. Dabei ist der Drehsinn des zentral angeordneten Werkzeuges 3b gegensinnig zum Drehsinn der äußeren, um­laufenden Werkzeuge 3a und des Drehkörpers 4.
Erreicht

Figure imgb0002
den Wert 2, so bleibt das zentral ange­ordnete Werkzeug 3b stehen.In states 2 to 6, the rotating body 4 rotates and the tools 3a move around the centrally arranged tool 3b. The direction of rotation of the centrally arranged tool 3b is opposite to the direction of rotation of the outer, rotating tools 3a and the rotating body 4.
Reached
Figure imgb0002
 the value 2, the centrally arranged tool 3b remains.

In den Zuständen 7 bis 11 drehen sich der Drehkörper 4 und die beiden außen umlaufenden Werkzeuge 3a ebenso gleichsinnig, wie das Plantenrad 13 der zweiten Planetenstufe 11 relativ zum Drehkörper 4.
Im Zustand 12 steht der Zusatzantrieb 15 und blockiert das Sonnenrad 10. Die Antriebskraft für die Dreh- und Rotationsbewegungen wird dabei ausschließlich vom Antriebs­motor 7 erbracht.In states 7 to 11, the rotating body 4 and the two external tools 3a rotate in the same direction as the planet wheel 13 of the second planetary stage 11 relative to the rotating body 4.
In state 12, the auxiliary drive 15 stands and blocks the sun gear 10. The driving force for the rotational and rotational movements is provided exclusively by the drive motor 7.

In den Zuständen 13 bis 16 haben der Drehkörper 4, der Zu­satzantrieb 15 sowie die äußeren Werkzeuge 3a den gleichen Drehsinn.
Erreicht

Figure imgb0003
den Wert Null, so findet keine Eigen­drehung der äußeren Werkzeuge 3a relativ zum Drehkörper 4 statt. Bei
Figure imgb0004
 haben die umlaufenden Werkzeuge 3a die Drehzahl n = 0, sodaß ihre Schaufeln 14 zwar im Behälter 2 umlaufen, dem Betrachter aber immer die gleiche Seite zuwenden.In states 13 to 16, the rotating body 4, the additional drive 15 and the external tools 3a have the same direction of rotation.
Reached
Figure imgb0003
 the value zero, the external tools 3a do not rotate relative to the rotating body 4. At
Figure imgb0004
 the rotating tools 3a have the speed n = 0, so that their blades 14 rotate in the container 2, but always turn the same side towards the viewer.

In den Zuständen 20 bis 22 ist auch absolut betrachtet der Drehsinn der umlaufenden Werkzeuge 3a gegensinnig zum Dreh­sinn des zentralen Werkzeuges 3b sowie des Drehkörpers 4.In states 20 to 22, the direction of rotation of the rotating tools 3a is also viewed in absolute terms in the opposite direction to the direction of rotation of the central tool 3b and of the rotating body 4.

In den Zuständen 1 und 23 erreicht das Verhältnis

Figure imgb0005
den Wert ± ∞ . In diesen Zuständen drehen sich also die äußeren Werkzeuge 3a um ihre eigene Achse, ohne sich je­doch weiter um das zentral angeordnete Werkzeug 3b zu be­wegen. Damit drehen sich die Werkzeuge 3a im Behälter 2 praktisch auf der Stelle um ihre eigene Achse.In states 1 and 23 the ratio reaches
Figure imgb0005
 the value ± ∞. In these states, the external tools 3a thus rotate about their own axis, but without moving further around the centrally arranged tool 3b. The tools 3a in the container 2 thus practically rotate on the spot about their own axis.

Durch die gewählte Übersetzung in der zweiten Planetenstufe 11 drehen sich die Schaufeln 14 der umlaufenden Werkzeuge 3a relativ zum Drehkörper 4, unabhängig von Antriebs- und Abtriebsdrehzahlen, stets doppelt so schnell, wie die des zentral angeordneten Werkzeuges 3b. Während das Sonnenrad 10 sowie die Planetenräder 9 nicht notwendig als Zahnräder ausgebildet sein müssen, ist bei der zweiten Planetenstufe 11 wichtig, daß sich die Anordnung der Schaufeln 14 der Werkzeuge 3 zueinander nicht verändert und die Planetenräder 13 sowie dessen Sonnenrad 12 daher zweckmäßigerweise als miteinander kämmende Zahnräder ausgebildet sind. Dadurch wird vermieden, daß die sich in den Hüllkreisen ihrer Schaufel 14 schneidenden Werkzeuge 3 gegenseitig berühren. Der Drehsinn, relatv zum Drehkörper 4 betrachtet, der Werk­zeuge 3a einerseits und des zentral angeordneten Werkzeuges 3b ist stets gegensinnig.
In Fig. 2 wird noch einmal verdeutlicht, wie mittels der er­findungsgemäßen Antriebseinheit der Knetmaschine 1 die Relation zwischen der Umlaufgeschwindigkeit der äußeren Werkzeuge 3a und ihrer Eigendrehzahl verändert und bei­spielsweise an die Konsistenz und Viskosität eines Produktes oder an den gewünschten Wärmeaustausch des Produktes mit der Trogwand des Behälters 2 angepaßt werden kann.Due to the selected ratio in the second planetary stage 11, the blades 14 of the rotating tools 3a rotate relative to the rotating body 4, regardless of the input and output speeds, always twice as fast as that of the centrally arranged tool 3b. While the sun gear 10 and the planet gears 9 need not necessarily be designed as gear wheels, it is important in the second planetary stage 11 that the arrangement of the blades 14 of the tools 3 does not change with respect to one another and the planet gears 13 and its sun gear 12 are therefore expediently meshing with one another Gears are formed. This avoids that the cutting tools 3 in the enveloping circles of their blade 14 touch each other. The direction of rotation, considered relative to the rotating body 4, the tools 3a on the one hand and the centrally arranged tool 3b is always in opposite directions.
In Fig. 2 it is clarified once again how, by means of the drive unit of the kneading machine 1 according to the invention, changes the relationship between the rotational speed of the external tools 3a and their own speed and, for example, the consistency and viscosity of a product or the desired heat exchange of the product with the trough wall of the Container 2 can be adjusted.

Alle vorbeschriebenen oder in den Ansprüchen aufgeführten Einzelmerkmale können einzeln oder in beliebiger Kombina­tion miteinander erfindungswesentlich sein.All of the individual features described above or listed in the claims can be essential to the invention individually or in any combination with one another.

Claims (12)

1. Antriebseinheit für eine Rühr- und/oder Knetmaschine (1) mit wenigstens einem, in einem Behälter (2) umlaufenden und sich auch um seine eigene Achse drehenden Werkzeug (3a), wobei das Werkzeug (3a) in einem Drehkörper (4) exzentrisch und etwa parallel zu dessen Drehachse gela­gert ist, die Rotation des Drehkörpers (4) das Werkzeug (3a) in eine Umlaufbewegung versetzt und die auf den rotierenden Drehkörper (4) wirkende Antriebskraft von einem Antriebsmotor (7) über eine, ein Planetenge­triebe (8) aufweisende Untersetzung auf das sich auch um seine eigene Achse drehende Werkzeug (3a) übertragbar ist, daß dazu mit einem Planetenrad (9) des Planetenge­triebes (8) drehfest verbunden ist, welches sich an einem koaxial zur Drehachse des Drehkörpers (4) angeordneten Sonnenrad (10) abwälzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (10) drehbar gelagert ist und einen eigenen Zusatzantrieb (15) für die Eigendrehung des Knetwerkzeuges oder der Knetwerkzeuge (3a, 3b) aufweist.1. Drive unit for a mixing and / or kneading machine (1) with at least one tool (3a) rotating in a container (2) and also rotating about its own axis, the tool (3a) in a rotating body (4) eccentrically and approximately parallel to its axis of rotation, the rotation of the rotating body (4) sets the tool (3a) in a circular motion and the driving force acting on the rotating rotating body (4) is from a drive motor (7) via a planetary gear (8 ) having reduction ratio to the tool (3a) which also rotates about its own axis, is rotatably connected to a planet gear (9) of the planetary gear (8) which is arranged on a sun gear arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body (4) (10) rolls, characterized in that the sun gear (10) is rotatably mounted and has its own additional drive (15) for the self-rotation of the kneading tool or kneading tools (3a, 3b). 2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (10) als Abtrieb des Zusatzantriebes (15) im Planetengetriebe (8) dient und vorzugsweise blockierbar ist.2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the sun gear (10) as an output of the additional drive (15) in the planetary gear (8) and is preferably lockable. 3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß zumindest zwei, jeweils Schaufeln (14) auf­weisende Werkzeuge (3) vorgesehen sind, die über eine Untersetzung in Antriebsverbindung stehen, und daß die Untersetzung vorzugsweise so gewählt ist, daß sich die Schaufeln (14) der Werkzeuge (3) berührungslos drehen und in ihren Hüllkreisen schneiden.3. Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that at least two, each having blades (14) having tools (3) are provided which are connected via a reduction in drive connection, and that the reduction is preferably selected so that the blades (14) of the tools (3) turn without contact and cut in their enveloping circles. 4. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein koaxial zur Drehachse des Drehkörpers (4) angeordnetes Werkzeug (3b) vorgesehen ist, das mit zumindest einem umlaufenden Werk­zeug (3a) in Antriebsverbindung steht, und daß dazu das zentrale Werkzeug (3b) mit einem eigenen Sonnenrad (12) drehfest verbunden ist, welches mit einem zusätzlichen Planetenrad (13) zumindest eines umlaufenden Werkzeuges (3a) zusammenwirkt.4. Drive unit according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a coaxial to the axis of rotation of the rotary body (4) arranged tool (3b) is provided, which is in drive connection with at least one rotating tool (3a), and in addition the central tool (3b) is rotatably connected to its own sun gear (12) which interacts with an additional planet gear (13) of at least one rotating tool (3a). 5. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein koaxial zur Drehachse des Drehkörpers (4) angeordnetes Werkzeug (3b) sowie vorzugsweise zwei im Behälter (2) um das zentral angeordnete Werkzeug (3b) umlaufende Werkzeuge (3a) vor­gesehen sind.5. Drive unit according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a tool arranged coaxially to the axis of rotation of the rotating body (4) (3b) and preferably two in the container (2) around the centrally arranged tool (3b) rotating tools ( 3a) are provided. 6. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Zusatzantriebs (15) umkehrbar und/oder seine Drehzahl vorzugsweise stufenlos veränderbar ist.6. Drive unit according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the direction of rotation of the additional drive (15) is reversible and / or its speed is preferably continuously variable. 7. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzantrieb (15) als Motor, insbesondere als Elektromotor, vorzugs­weise als Gleichstrommotor ausgebildet ist.7. Drive unit according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the additional drive (15) is designed as a motor, in particular as an electric motor, preferably as a DC motor. 8. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz-Motor (15) und vorzugsweise auch der Antriebsmotor (7) als Hydraulikmotor ausgebildet ist.8. Drive unit according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the additional motor (15) and preferably also the drive motor (7) is designed as a hydraulic motor. 9. Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein gemeinsames Pumpenaggregat für ihre beiden, als Hydraulikmotoren ausgebildeten Antriebe (7, 15) aufweist.9. Drive unit according to claim 8, characterized in that it has a common pump unit for its two drives designed as hydraulic motors (7, 15). 10. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzantrieb (15) und der Antriebsmotor (7) in ihrer Drehzahl ver­änderbar sind.10. Drive unit according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the additional drive (15) and the drive motor (7) are variable in their speed. 11. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebs­steuerung vorgesehen ist, die die Steuerung des Antriebs­motors (7) und des Zusatzantriebs (15) zumindest derart koppelt, daß bei Reduzierung oder Erhöhung der Drehzahl der Umlaufbewegung des (der) im Behälter (2) umlaufenden Werkzeuge(s) (3a) sich auch die Eigendrehungs-Drehzahl der Werkzeuge (3a, 3b ) reduziert oder erhöht bei konstantem Verhältnis der Drehzahlen zueinander.11. Drive unit according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that a drive control is provided which couples the control of the drive motor (7) and the auxiliary drive (15) at least such that when reducing or increasing the speed of the rotary motion of the The tool (s) (3a) rotating in the container (2) also reduces or increases the rotational speed of the tools (3a, 3b) with a constant ratio of the speeds to one another. 12. Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebssteuerung zwei Verstellmöglichkeiten aufweist, deren eine beide Antriebe (7, 15) in gleicher Weise in ihrer Drehzahl anspricht, also beschleunigt oder verlangsamt bei konstantem Verhältnis der Dreh­zahlen zueinander, während die andere Verstellmöglich­keit dazu dient, das Verhältnis der Drehzahlen der beiden Antriebe (7, 15) zueinander zu verändern.12. Drive unit according to claim 11, characterized in that the drive control has two adjustment options, one of the two drives (7, 15) responds in the same way in their speed, that is, accelerates or slows down at a constant ratio of the speeds to each other, while the other adjustment option serves to change the ratio of the speeds of the two drives (7, 15) to each other.
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