WO2009052640A1 - Cardanic doctor blade - Google Patents

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WO2009052640A1
WO2009052640A1 PCT/CH2008/000407 CH2008000407W WO2009052640A1 WO 2009052640 A1 WO2009052640 A1 WO 2009052640A1 CH 2008000407 W CH2008000407 W CH 2008000407W WO 2009052640 A1 WO2009052640 A1 WO 2009052640A1
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shearing
shear
drive shaft
tool
shear plate
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PCT/CH2008/000407
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German (de)
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Inventor
Kurt Müntener
Original Assignee
Bühler AG
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Publication date
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    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/10Mills in which a friction block is towed along the surface of a cylindrical or annular member
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23GCOCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G1/00Cocoa; Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
    • A23G1/04Apparatus specially adapted for manufacture or treatment of cocoa or cocoa products
    • A23G1/10Mixing apparatus; Roller mills for preparing chocolate
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    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
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    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90Heating or cooling systems
    • B01F35/95Heating or cooling systems using heated or cooled stirrers

Definitions

  • the invention relates to a processing device according to the preamble of claim 1.
  • Such devices are used for dispersion layers in the electronics industry, for dye processing and for dispersions of solid particles in fat, so for example chocolates and chocolate-like masses.
  • the processing involves grinding or comminution, but also rounding off the particles, homogenization, as well as the anodization or homogenization of the dispersion compounds.
  • fine grinding means that at the end of a grinding process solid particles with a mean particle size of less than 20 ⁇ m are distributed in the liquid.Electron industry today even requires dispersions of solid particles in the nanometer range. The milling effect is used in most wet grinding processes (which of course The shearing forces are intended to tear and thus break up the individual grains.For liquid grinding, for example, stirred mills are also used in which the dispersion to be milled is sheared by moving balls.
  • the invention has for its object to provide a machine of the type mentioned in such a way that it can be produced inexpensively and used in many ways and still produces the desired products in excellent quality with high efficiency. According to the invention, this is achieved by the characterizing features of claim 1.
  • the respective shear tool extends at an angle transverse to the axis of the drive shaft, that is, in the ideal case extends radially and is guided against a shear surface by rotation of the drive shaft to a shearing motion, wherein the respective shear tool is a substantially transverse to the axis of the drive shaft
  • the friction - and thus the wear - over the length of the shearing edge or the radius of movement due to the radially outward continuously increasing peripheral speed is different.
  • the respective shearing tool should be connected to the drive shaft via a universal joint, which allows an automatic adjustment of the optionally partially worn shear edge or shear surface to the coating surface, in particular in the interaction of all the heavy tool loading forces, such as the force of Loading device, which - together with the Kardstromrung - a three-point support of the heavy tool on the, a counterforce impacting layer of the mass to be machined, as will be explained later.
  • This adaptation results in a well controllable way, especially when a loading device, in particular a spring, is provided, which approximately in the shear edge or near the shear edge against the shear surface loads, while the shear surface due to the universal joint on the one hand and the loading device on the other hand, forming a pull-in angle, oblique to the shear surface.
  • the load device should and must exert the necessary pressure on the shear edge, and so strong that in the equilibrium state of the depressing force against the force of the back pressure of the mass of the desired large shear gap arises.
  • the shearing tool is guided on the end opposite the universal joint, preferably radially outward, by means of a guide arrangement substantially perpendicular to the direction of rotation or parallel to the axis of the drive shaft.
  • the universal joint is radially inward.
  • the guide arrangement is preferably formed by an oblong hole on an arm protruding from the drive shaft, which can be configured differently.
  • this guide arrangement the shear tool, in particular attached thereto, optionally cylindrical pin, in the direction of rotation with game, for example, by the width of the elongated hole is greater than the diameter of the pin, so that for tilting movements about the universal joint even at maximum deviation from the parallelism or maximum abrasion of the shearing edge enough leeway remains.
  • the guide arrangement secures against the falling out of the universal joint from its joint socket.
  • FIG. 1 A is a vertical section through a first embodiment of a processing machine according to the invention, to which
  • Fig. 1B is a plan view and a section along the line B-B of FIG. 1A below
  • Fig. 2 is a detail section along the line H-II of Fig. 1B;
  • Fig. 3 is a view in the direction of the arrow III of Fig. 1 B;
  • Fig. 4 is a detail section along the line IV-IV of Fig. 1 B; the
  • Fig. 5, 7, 8 illustrate in several sections respectively along the line AA of Fig. 1B, the situation when shear and shear plate are parallel to each other (Fig. 5), in Figs. 7 and 8 each a situation with non-parallel position of this Parts, whereas the
  • Fig. 6 shows the shear tool in axonometric view
  • FIGS 9, 10 illustrate two alternative embodiments for a four-bar device, each arm carrying at least one shear tool according to the invention
  • Fig. 11 A, 11 B show two other embodiments of a processing device according to the invention, of which
  • Fig. 12 is a drawn in Fig. 1B section along the line XII-XII
  • Fig. 13 is a drawn in Fig. 1B section along the line XIII-XIII
  • Fig. 12 is a drawn in Fig. 1B section along the line XII-XII
  • Fig. 13 is a drawn in Fig. 1B section along the line XIII-XIII
  • Fig. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV in Fig. 1B;
  • Fig. 15 is a plan view of a variant of the shear plate, the in
  • Fig. 16 in a section along the line XVI-XVI of Fig. 15 and in
  • Fig. 17 is shown in a section along the line XVII-XVII of Fig. 15, whereas Fig. 18 is a section along the line XVIII-XVIII of Fig. 15 and the
  • Fig. 19 is a perspective view of this shear plate, whereas the
  • Shear plate in a similar perspective view shows; on the basis of the perspective view of the
  • FIG. 21 is intended to explain the geometric and physical conditions of the cardanic mounting of a shearing tool
  • Figs. 22a-c illustrate the principle of a shear arrangement as could be used in devices of Figs. 11A and 11B, but without a universal joint, in which Fig. 22a is a sectional view taken along line aa of the plan view of Figs. 22c and 22b is a section along the line bb of Fig. 22a; on the basis of the perspective view of
  • Fig. 23 is the principle of the one-sided gimbal bearing of the heavy tool on the basis of a version with a substantially rectangular shear plate explained, which is mounted on a shortened arm by means of a ball joint;
  • the 24 to 26 show the temperature control flow according to a particular embodiment in a shaft assembly according to the Fig. 11 A, wherein the Fig. 26 is approximately the upper part of Fig. 24, which is a section along the line XXIV-XXIV of FIG and Fig. 25 is a section along the line XXV-XXV of Fig. 24;
  • Fig. 27 illustrates an axial section through another embodiment, to which
  • Fig. 28 shows an enlarged detail of the relative position and arrangement of two axially spaced-apart shear units, whereas the
  • a container 101 has a hopper 102, an upper cylindrical tube section 103 and a lower outlet section 104 with a discharge funnel. Between the upper tube portion 103 and the outlet portion 104, a shear plate 1 is inserted and by means of the flanges 105, 106 of the two sections 103 and 104 passing through, in Fig. 1A only dash-dotted lines indicated bolt 107 tightly screwed through corresponding holes (107a in Fig. 15 and 19, 20) protrude, with seals 108 are provided (see Fig .. 12-14).
  • all sections of the container 101 are double-walled, in order to temper the mass located therein-generally a dispersion-via a gap-shaped space 109.
  • tempering should be understood here as a generic term for a cooling or heating, because at the beginning of operation, so when the container 101 is still cold, it may be useful to heat the mass of a heating medium in the space 109, while at During operation, the resulting heat has to be dissipated via a cooling medium. If this is referred to as a gap-shaped space, it is understood that this design is different can be, for example with helical heating / cooling channels.
  • the space 109 may serve the flow of a temperature control medium and be provided for this purpose with corresponding terminals 118 (only one is shown) for supply and removal of this medium.
  • a shear arrangement cooperates, the one to a rotation in the direction of the arrow 16 about its geometrical axis 111a drivable drive shaft 111 and seen from the top view in the direction of the line BB arms 18a to 18d (in the illustrated embodiment, there are four; see also Fig. 1B) for fixing plate-shaped, substantially oblong rectangular shear tools 3 with shear surface 3c (Fig. 6) and shear edge 3d has.
  • the shear plate 1 takes the axis 111a at an angle 131, which for manufacturing reasons or due to mounting tolerances of exact 90 ° - will differ within a tolerance specification (although not intended). The details of this shear tool and its storage in cooperation with the shear plate 1 will be discussed below.
  • a dispersion such as, for example, a cocoa-containing dispersion in a fatty substance, is introduced through the top 102 of a container and passes by gravity and / or pumping into the region of the cutting tools 3 and the shear plate 1.
  • the pumping can - as shown - several times done in a cycle.
  • the shearing tools 3 occupy a predetermined angle 4 (Fig. 2) to the surface of the shear plate 1 and have a multiple effect:
  • the machined mass can pull off.
  • the shear plate 1 has at least one passage opening 112 for the machined mass, preferably a plurality of such openings 112, which are distributed over the surface of the shear plate 1, but preferably over the edge surface.
  • Fig. 1A shows a pump 114 and a directional control valve 115, which can optionally be opened both to the line 113 and to the output line 116.
  • a vent tube 117 may be provided outside the path of movement of the arms 18a to 18d (see FIGS. 1A and 1B), which allows when flowing out of the mass from the outlet section 104 or during the flow of ground from above a fuss promoting air pressure compensation takes place.
  • the shearing tools 3 are supported and guided on the arms in a manner as discussed particularly with reference to FIGS. 2-8 and FIG. 23, respectively.
  • the bearing is preferably on one side of the universal joint, in particular on the radially inner side, whereas the other side, in particular the radially outer side, has a loose guide with clearance.
  • the game is expediently so great that the pin 10b can move freely in the amount of horizontal relative movement as a result of rotation of the shear tool 3 about its on the basis of FIG. 23 described spatial diagonal 33 '.
  • This bearing and guide thus comprises a universal joint 10a on the radially inner, the shaft 111 facing side and - preferably - a height movement or lateral movement permitting guide 18 ', 119 for movement at least in the extent h of Fig. 1A, ie perpendicular to the direction of rotation 16 of the shaft 111 and parallel to its axis 111a.
  • the height movement within the mass h is advantageously dimensioned so that at maximum deviation from the parallelism or at maximum possible or tolerable abrasion of the cutting tools 3, the cylindrical pin 10b the upper or lower limit of the slot 119 as far as possible not yet reached.
  • the elongated hole 119 Since the universal joint 10a or 10a 'provided according to the invention permits movement on all sides, it is expedient for the elongated hole 119 to have a certain play relative to the journal 10b. In this case, the slot 119 should be so wide that the pin 10b guided therein permits a movement transversely to the extension direction of the elongated hole 119 upon tilting of the shearing tool (as described about the diagonal 33 'on the basis of FIG. 23).
  • This guide arrangement 18 ', 119 is preferably located on the radially sweeter end of the arm, although a guide at the inner end (see stops 39') will be explained with reference to FIG. This can be done in any case - regardless of any uneven mass wear facing the shear plate 1 shear edge of the cutting tools 3 - an automatic adjustment and adjustment.
  • the arms 18a to 18d extend above the shearing tools 3 and engage over their entire length, so that the shearing tools 3 at its other, preferably radially outer, end by means of an apparent from Fig. 1B end plate 18 'then secured against falling out is when the universal joint according to FIGS.
  • the universal joint should also be formed by a cylindrical pin, but which is in a bearing hole, which is wide enough to allow the desired gimbal movement.
  • the embodiment of the pin with a certain conicity according to FIGS. 5-8 has the advantage that the pin 10a can be easily inserted into its bearing hole and at the same time a stop in the horizontal direction radially inward, without the vertical movement or a hinder horizontal pivoting movement of the heavy tool 3.
  • a ball and socket joint 10a 1 according to FIG. 23 either the arm 18a 'is divided in a horizontal plane (referring to FIG. 23) and passing through the ball joint socket (indicated by the dot-dash line in FIG. so that the ball joint 10a 'first in the lower part of the arm 18a' inserted and then the upper part above it, in any manner, for example by means of clamping screws, is attached.
  • the arm has an insertion hole, in which also the ball 10a 'is inserted, and on the inside of this hole an expandable joint socket, for example made of plastic, which receives the ball 10a' under widening and then snap together elastically.
  • Fig. 23 shows a preferred embodiment, although in a universal joint 10a 1 , which thus prevents a displacement radially outward itself, as is the case with the ball joint 10a ', an embodiment without the guide assembly (see .Low 119 in FIG 3) is possible at the outer end of the arms 18.
  • Such a guide (a movement of the pin with the ball 10 a 'leading vertical slot style with clearance) can also be provided at the radially inner end, such as by two parallel stops or by an L-shaped angle iron.
  • This L-shaped stop 39 'with at the rear downwardly guided leg and under the bearing pin for the heavy tool 3 extending horizontal leg can be seen in Fig. 23, which the one-sided storage of the shear plate 3 in a ball joint 10a' at a - compared to the previous embodiments - shortened arm 18a illustrated.
  • the leadership has the task of limiting the per se possible free movement of heavy tools 3 in the direction of rotation, forward and possibly also down.
  • the shear plate 3 Due to the one-sided storage of the substantially rectangular shear plate 3 at a location remote from the shear edge 3d location, the shear plate 3 assumes the position shown in solid lines, in which it rests with its end points 29 and 30 on the shear plate 1. Due to the load in the direction of arrow 6, however, the shear plate 3 is tilted around the space diagonal 33 and pressed into the dot-dashed position in which their shear edge 3d in a desired manner along a straight line 32 between their end points 29 and 31 abuts the coating surface 1 or along this line 32 limits a shearing gap 15 (see Fig. 21).
  • the shearing tool 3 is composed of a support plate 3a and a wear plate 3b.
  • the wear plate 3b can be connected in any manner with the support plate 3a, for example by means of a releasable holder, by gluing or the like. Accordingly, the wear plate 3b on the downwardly facing side has a shear surface 3c which terminates at a downwardly turned shear edge 3d.
  • the storage of this cutting tool 3 takes place on one side in an approximately peg-shaped universal joint 10 a, which is arranged at a distance from the cutting edge 3d, wherein the universal joint preferably in a pin 10 b along a longitudinal axis O its continuation.
  • This pin 10b is supported on the respective arm 18, as explained above, preferably so as to permit movement parallel to the axis of the drive shaft 111 (FIG. 1A), i.
  • the accommodation and support of the elongated hole in the end plate 18 ' is the advantage of a shear tool 3 over its entire (radial) length cross-arm 18. It is advantageous if the width 11a (Fig. 3) of the slot 119 is so much greater than the diameter of the pin 10b that a possible swiveling tangential movement of the pin 10b is not hindered.
  • This slightly swinging tangential movement can be created by rotation of a rectangular shear tool 3 about its diagonal 33 '(FIG. 23) in the event of a change in the distance of the heavy edge 3d or 3d' and the axis O to the shear plate 1.
  • Ie 120 can be tempered, which are provided with corresponding connections, such as the one shown in Fig. 1A connection 121. This, together with the other temperature control measures, allows a relatively accurate maintenance of an optimum temperature of the mass, for which purpose optionally at least one temperature sensor (not shown) is connected to a corresponding temperature control loop.
  • a loading device in particular a spring 6a (FIG. 4) is provided.
  • this spring 6a (or some other load) lies approximately above the region of the shearing edge 3d or near this shearing edge 3d and loads it against the shear plate 1 via loading bolts 6c, while the shearing surface 3c of the heavy tool 3 is grounded of the universal joint 10a on the one hand and the loading device 6a on the other hand, forming a pull-in angle 4 (FIG. 2), runs obliquely to the shear plate 1.
  • the through holes 112 are not shown for the convenience of illustration.
  • the spring 6a is seated in each case in a spring housing 6b, and their pressure on the respective loading bolt 6c is optionally adjustable by means of an adjusting screw 122.
  • the arrangement of the spring 6a, seen in the radial direction of the arm 18 and the underlying tool 3, is not critical. As can be seen from the arrow 6 of FIG. 21 or 23, a single loading device suffices per se.
  • two such spring housings 6b are provided at a distance from one another per cutting tool 3, as is preferred. But it can also be distributed over the (radial) length of the cutting tool 3 more load devices of the same or different kind.
  • the pin 10 a formed into a universal joint is accommodated in a bearing hole 10 b of an arm 18.
  • the bearing hole 10b is preferably provided with a radius R permitting a clearance to facilitate the cardanic function at the inlet.
  • the pin 10 a is just formed so that it can move and rotate in the bearing hole 10 b in all directions, in particular by rolling at the radius R, and thus exerts a Kardanfunktion.
  • the above-mentioned longitudinal Slit 119 ( Figure 3) prevents the pin 10a and its associated shear tool 3 in the direction of movement of the arm 18 is able to move so strong that the pin 10a could fall out of the bearing hole 10b.
  • this movement limitation could also be done in other ways, for example on the side of the pin 10a, be it by a ball head (FIG. 23) or possibly also by a pin 10a surrounding, eg dome-shaped, flange, in the direction of the axis O through a holding part is held.
  • the gimbal axis O and the axis O 1 defined by the bearing hole 10b coincide, which is the case when the shear plate 1 is in an inclination to the shear edge 3d when two are opposite each other Arms 18 are at an angle of 90 ° transverse to the pitch axis, and provided that the shear plate 1 is still flat.
  • the shear plate 1 which is preferably flat, but also within the scope of the invention, e.g. can be curved in the manner of a cylinder (similar to a conch trough is the case), is shown here simplified. On this shear plate 1 will therefore be a certain dispersion layer 2, which is to be processed. About this shear plate 1 and the dispersion layer 2 lying thereon, the shearing tool 3 sweeps with its shear edge 3d.
  • DE-A-42 21 315 With regard to the principles of theological shear between dispersion layers, reference is made to DE-A-42 21 315. Of course, these principles also apply in the present case when it comes to shear.
  • the shear tool 3 is shown as a simple plate, although it may take various forms per se, whereas the gimbal bearing pin 10a and the guide pin 10b are indicated only by dash-dotted lines. Since the shearing tool 3 is pressed against the shear plate 1 by the arm 18 (see, for example, FIGS. 5 and 7, 8) via the loading device 6 (see bolt 6c) over the entire (radially extending) length of its shearing edge 3d (cf. to this also Fig. 23) and on the other hand, the center of the gimbal bearing 10 at a predetermined distance 9 to the shear plate 1, the already mentioned angle of attack results 4.
  • the shearing tool 3 of the shear plate 1 slightly lifting buoyancy force 8 will arise, which reduces the angle 4 slightly .
  • the rotational speed 5 of the shear tool 3 together with the nip 7 and the physical properties of the material to be processed and the resulting state of equilibrium of the pressure forces 6 with the driving forces for the movement 66, as well as the gimbal bearing 10a retaining reaction forces, and the buoyancy forces 8 with the opposing forces of shear and back pressure 88 in the catchment room 2 under the cutting tool 3 ultimately determine the size of the shear gap 13 (distance 15 of the shear edge 3d of the shear plate 1).
  • this shear gap 13 or the distance 15, which determines the processing fineness of the dispersion can be adjusted by the magnitude of the load 6 and preferably also vary. For all forces acting on the shearing tool 3 will ultimately be in a state of equilibrium with each other. For a grinding, this means that the maximum particle size of a dispersion to be milled after passing through the shear gap 13 is not greater than this itself.
  • each shear tool 3 has been discussed essentially. However, this can be driven in various ways relative to the shear plate 1. Because the problem at stake here is the processing of a mass or dispersion, such as chocolate, paints, coating compounds or the like.
  • the arms 18 may protrude from the shaft approximately radially from her. Of course, it is not necessarily a construction with arms 18, because the shearing tools 3, for example, stored on a plate above them and can be driven by this, which covers them fully or only partially.
  • FIGS. 9 and 10 show two variants of the above-mentioned solution.
  • the shaft 111 rotates in the clockwise direction in the direction of the arrow 16
  • Angle - ⁇ are directed backwards, unfold a pumping action in the manner of a centrifugal pump.
  • This pumping action can be exploited, for example, to accelerate the machined mass radially outwards into a discharge opening arranged there or several thereof, which also means that the residence time in the respective reaction space is shortened.
  • the arms 18 may be directed radially outward at an angle + ⁇ forward to the direction of rotation 16 so as to counteract the centrifugal force and mass delayed to convey to the outside, ie to extend the residence time in the reaction space.
  • FIG. 1A shows a machine 101 which is all in all specially designed for the intended purpose
  • Figs. 11A and 11B show machines which are known in their basics as mixers but for processing the mass or dispersion with the invention Shearing tools are provided.
  • 11A shows a dash-dotted line of a mixing vessel 101a, which is flanged on its upper side to a drive with a motor M and motor shaft Mw and a hollow shaft 111 'mounted parallel thereto and driven by V-belt K with a housing 126 on the vessel 101a.
  • This shaft 111 ' rotates about a fixed axis 17 which on the upper side by means of the shape or wedge axis K1 and bolt 123 shown in detail in FIG.
  • the device has two different pressure adjustment options, i.
  • Via connections 125 temperature control means can be supplied to the intermediate space between the shaft 111 'and the axis 17 or separate channels.
  • the advantage of this solution lies not least in the fact that the mixing vessel 101a - after unscrewing the housing 126 - can also be used for other tasks. It can also - on Position of the housing 101 a to be placed such that a plurality of mutually parallel shafts 111 or 111 ', for example, with different tools, such dissolver tools for dissolving larger particles or Agglomera- th, by a common motor or driven separately.
  • FIG. 11B The situation is similar in the case of Fig. 11B, but instead of a fixed to the container 101 a drive housing 126 (Fig. 11A) is provided via a lifting piston 127 in a stand 128 raised and lowered housing 126 a, so that Container 101a, after lifting out of the tool assembly or shaving unit 1, 18 shown in detail in Fig. 24 from the container, rolled away and can be replaced by another container.
  • the drive unit of FIG. 11B can be designed substantially exactly as shown for FIG. 11A or in FIG. 26.
  • FIG. 12 shows an enlarged section along the line XII-XIII, which, however, also illustrates the connection 121 (FIG. 1A) and the tempering channel 120 together with the seals 108 in detail.
  • a tempering 120 further seals 129 are provided.
  • the shear plate 1 carries on its upper side a firing plate 1z, which, if desired, is easily replaceable after loosening the bolts 107.
  • Fig. 13 shows the section along the line XII-XIII of Fig. 1B, but here one of the through holes 112 can be seen. As can be seen, the passage openings 112 are arranged so that no additional seal with respect to the tempering 120 is required.
  • Fig. 14 illustrates the arrangement of the vent tube 117 in a section along the line XIV-XIV of Fig. 1B. Also, this vent tube 117, which establishes the connection of the space above the shear plate 1 and the space below, is arranged so that no additional seal against the tempering 120 is required.
  • FIG. 15 to 19 show a variant of a shear plate 1 ', in which for additional processing, in particular a more intensive grinding, the shear plate 1' with sharp edges 19 (see Fig. 16, 18, 19), preferably sawtooth, to the surface of the shear plate V or an interchangeable firing plate 1z 'are provided.
  • the shearing tools 3 see previous figures
  • sudden up and down movements of the, preferably plate-shaped, shear tool 3 which - in addition to shearing - to a better grinding effect by additional smashing of the solid particles to lead. In this way, it may be possible to dispense with premilling coarser particles.
  • FIG. 20 shows a perspective view of the already explained shear plate 1.
  • FIGS. 22a to 22c show the theoretical case of a non-cardanic mounting of the shearing tools 3, which are each mounted here at their two ends, ie with per heavy tool 3 double-sided storage.
  • Fig. 22c as may be the arrangement with two opposing arms and shearing tools (instead of four crosswise arranged arms corresponding to Fig. 1B), it should be noted here that with respect to the number of around the drive shaft 111 arranged shear tools per se, there is no restriction. For the sake of avoiding imbalance but it is expedient if the shearing tools are arranged at equal angular intervals around the shaft 111 and its axis 111 a.
  • FIGS. 11A, 11B A version with a cooled shear plate 1a (see also FIGS. 11A, 11B) can be seen in FIGS.
  • the arrangement and mounting of the shear tool 3 shown in FIG. 24 is the same as already described with reference to FIGS. 2-8.
  • the drive shaft 111 ' mounted in a respective fixed bearing 28, 28' (Fig. 26), similarly as in Fig. 11A via a belt pulley 36 and the belt K driven, while in its hollow interior, the non-rotatable but advantageously axially displaceable , Double tube 17 (see also the connections 125 in Fig. 11A) is mounted, via which in the manner shown in Fig. 24 in the middle of a temperature control a supply channel 25 supplied and peripherally (see the arrows) is discharged from the temperature control 120 again. In this way, an intensive tempering and in particular a very effective removal of the resulting processing heat is possible.
  • FIG. 27 shows a variant embodiment in the form of an extruder 101b, but in which, instead of an extruder screw, the shearing tools 3 mounted on one side in a cardan manner are provided on arms.
  • the form shaft or splined shaft 111 is inserted in a driving sleeve 43 (FIGS. 28, 31) fixedly connected to the shear arm with a corresponding shape complementary to the external shape of the shaft 111", which expediently passes through an opening 111a "between continues the arms 18.
  • the outer shape of the forming shaft 111 may be arbitrary per se, as known in the art, for example as a splined shaft.
  • the arms 18 advantageously have a - in the direction of rotation - forward facing and against the shear tool 3 inclined surface 44, which thus on the one hand forms a streamlined profile in the mass to be processed, on the other hand, this mass against the deflects respective shear tool 3 out.
  • the extruder housing 103a has a modular construction, wherein the individual modules are pressed together by clamping screws 37, which at the same time determines and generates the respective predicted force of the loading device (spring 6 in the spring housing 6b).
  • the load is determined by the spring 6 respectively by the geometry or the length of the sleeves 43.
  • a spreading device for adjusting the spring force between opposing sleeves see Fig. 28
  • Each module comprises a temperature-controllable shear plate 1b and in between the housing 103a, which, as shown, is also tempered.
  • the arms 18 are mounted axially displaceably on the drive shaft 111 '' with their sleeves 43, so that their free ends 130 abut against each other as shown in Fig. 28. In the uninstalled state, this defines the unloaded distance 131a (see Figs Distance 131 in Fig. 27) of the opposite shear edges 3d from the respective shear plate 1b (see Fig. 27, 28). 1b, 18 are located, advantageously temperable, intermediate plates 38, which force a deflection of the flow from the outside to (radially) inside.
  • the mass to be processed passes through the supply line 113 in a to the right (as seen in Fig. 27) sealed in a manner not shown annular space 40 around the shaft 111 "and is then from the radially inner side, if necessary supported 9, directed radially outward, as shown by the arrows in Fig. 27.
  • FIG. 29 illustrates in perspective view that embodiment with a full drive shaft 111 and the arms 18 as used in the embodiment of Figs. 1A, 1B
  • Fig. 30 shows the hollow drive shaft 111 'which in the embodiment of Figs Figs. 11A and 11B is used.
  • the invention can take on a wide variety of shapes, with only the gimbal bearing of the shearing tools 3 being of importance.
  • These shearing tools 3 are preferably as rectangular as shown in Figs. 21 or 23, but other shapes are possible.

Abstract

A device (101; 101a; 101b) for working dispersions has at least one elongated shearing tool (3), which is guided with respect to a working surface of a shearing plate (1; 1a, 1') to perform a shearing motion and driven by means of a drive shaft (111) to perform a rotating motion (16). The respective shearing tool (3) extends at an angle (e.g. -a, +a) transversely in relation to the axis (111a) of the drive shaft (111). In this case, the respective shearing tool (3) has on a shearing surface (3c) a shearing edge (3d) running substantially transversely in relation to the axis (111a) of the drive shaft (111). Furthermore, the respective shearing tool (3) is connected to the drive shaft (111) on one side by means of a cardan joint (10a). A loading device (6), in particular a spring, loads the shearing edge (3d) approximately in the region thereof or close to it against the shearing plate (1; 1a; 1'), while the shearing surface (3c) runs obliquely in relation to the shearing plate (1; 1a; 1'), forming a wedge angle (4), on account of the cardan joint (10a) on the one hand and the loading device (6a) on the other hand.

Description

Kardanisches Streichmesser Cardanic knife
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a processing device according to the preamble of claim 1.
Derartige Vorrichtungen werden für Dispersionsschichten in der Elektronikindustrie, für die Farbstoffverarbeitung und für Dispersionen von Feststoffpartikeln in Fett, also beispielsweise Schokoladen und schokoladeartige Massen, eingesetzt. Bei der Bearbeitung geht es um die Vermahlung bzw. Zerkleinerung, aber auch Abrundung, der Partikel, um die Homogenisierung sowie um die Versalbung bzw. Homogenisierung der Dispersionsmassen.Such devices are used for dispersion layers in the electronics industry, for dye processing and for dispersions of solid particles in fat, so for example chocolates and chocolate-like masses. The processing involves grinding or comminution, but also rounding off the particles, homogenization, as well as the anodization or homogenization of the dispersion compounds.
Bei der Vermahlung von Dispersionen handelt es sich praktisch immer um eine Feinvermahlung. Der Ausdruck „Feinvermahlung" heisst, dass am Ende eines Mahlprozesses Feststoffkörper einer mittleren Komgrösse von weniger als 20 μm in der Flüssigkeit verteilt sind. In der Elektronikindustrie benötigt man heute sogar Dispersionen von Feststoffpartikeln im Nanometerbereich. Der Mahleffekt wird bei den meisten Nassmahlverfahren (die natürlich stets auch mit einer Homogenisierung einhergehen) durch intensive Scherung der Dispersion erreicht. Die Scherkräfte sollen dabei die einzelnen Körner zerreissen und so zerkleinern. Für die Flüssigvermahlung werden beispielsweise auch Rührwerksmühlen eingesetzt, bei denen die zu vermählende Dispersion durch bewegte Kugeln geschert wird.The milling of dispersions is practically always a fine grinding. The term "fine grinding" means that at the end of a grinding process solid particles with a mean particle size of less than 20 μm are distributed in the liquid.Electron industry today even requires dispersions of solid particles in the nanometer range.The milling effect is used in most wet grinding processes (which of course The shearing forces are intended to tear and thus break up the individual grains.For liquid grinding, for example, stirred mills are also used in which the dispersion to be milled is sheared by moving balls.
Ein anderes Beispiel für die Anwendung solcher Scherkräfte sind die sogenannten Reibwalzwerke, bei denen sich unter Druck aneinanderliegende Walzen mit unterschiedlicher Drehzahl und meist auch in entgegengesetzter Drehrichtung drehen. Dabei ist es oberstes Gebot, dass die, die Scherzone begrenzenden, meist metallischen Teile einander nicht berühren, sondern dazwischen eine dünne Schicht der zu vermählenden Dispersion liegt, wobei die Schichtdicke auch die erreichbare Komfeinheit bestimmt. Daher verhindert jede Unebenheit der Walzenoberflächen oder jede Abweichung von der Parallelität der die Scherung erzeugenden Walzen oder, bei anderen Schervorrich- tungen dieselben Abweichungen von Schwerwerkzeugen zu einer Scherfläche, die Erreichung der gewünschten gleichmässigen Korngrössen über den gesamten Scherbereich bzw. machen deshalb den Prozess ineffizient. Bei Walzwerken ist die Bereitstellung eines gleichmässigen Walzenspaltes mit zueinander parallelen Walzenwellen, besonders bei wechselndem Druck, aber schwierig. Zudem sind solche Walzwerke relativ platzaufwendig und teuer. Ausserdem erfordern sie in den meisten Fällen eine Vorvermahlung der gröbsten Partikel der Dispersion.Another example of the application of such shear forces are the so-called Reibwalzwerke in which under pressure abutting rollers rotate at different speeds and usually in the opposite direction of rotation. It is top priority that the shearing zone limiting, usually metallic parts do not touch each other, but in between a thin layer of the dispersion to be mated, the layer thickness also determines the achievable Komfeinheit. Therefore, any unevenness of the roll surfaces or any deviation from the parallelism of the rollers producing the shear or, in the case of other shear forces, prevents The same deviations from heavy tools to a shear surface, the achievement of the desired uniform grain sizes over the entire shear range or make therefore the process inefficient. In rolling mills, it is difficult to provide a uniform nip with roll shafts parallel to each other, especially at varying pressures. In addition, such rolling mills are relatively space consuming and expensive. In addition, in most cases they require pre-grinding of the coarsest particles of the dispersion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie kostengünstig hergestellt und vielseitig eingesetzt werden kann und trotzdem mit hoher Effizienz die gewünschten Produkte in ausgezeichneter Qualität erzeugt. Erfindungsgemäss gelingt dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.The invention has for its object to provide a machine of the type mentioned in such a way that it can be produced inexpensively and used in many ways and still produces the desired products in excellent quality with high efficiency. According to the invention, this is achieved by the characterizing features of claim 1.
Dadurch, dass das jeweilige Scherwerkzeug sich unter einem Winkel quer zur Achse der Antriebswelle erstreckt, also im Idealfall radial verläuft und dabei gegenüber einer Scherfläche durch Drehung der Antriebswelle zu einer scherenden Bewegung geführt ist, wobei das jeweilige Scherwerkzeug eine im wesentlichen quer zur Achse der Antriebswelle verlaufende Scherkante an einer Scherfläche besitzt, ergibt sich eine relativ grosse Reibung bzw. Scherung von selbst. Allerdings muss beachtet werden, dass einerseits aus herstellungstechnischen Gründen wegen Distanz- und geometrischen Toleranzen an sich nie vollkommene Parallelität werden kann. Anderseits ist die Reibung - und damit die Abnützung - über die Länge der Scherkante bzw. des Bewegungsradius wegen der nach radial aussen hin kontinuierlich zunehmende Umfangsgeschwindigkeit unterschiedlich. Die Folge ist schon von Anfang an wegen der unvollkommenen Parallelität ein unterschiedlich grosser Scherspalt über die Länge des Scherwerkzeuges, was zu unterschiedlicher Korngrösse bzw. einer dementsprechend weiten Kom- grössenverteilung (Gauss'sche Verteilung entsprechend einer Glockenkurve) führt. Dabei verändert sich über die Betriebszeit infolge des unterschiedlichen Abriebs über die Länge der Scherkante sowie auch auf Grund des Abriebs der Scherplatte dauernd der Scherspalt. Die Bedeutung dieser Tatsache tritt ans Licht, wenn man bedenkt, dass 1 Winkelsekunde Parallelitätsabweichung , entsprechend 0,0028 Winkelgraden, bei nur zwei starr an der Antriebswelle, insbesondere einander gegenüberliegend, angebrachten Scherwerkzeugen von beispielsweise je 150 mm Länge und bei einem äusseren Scherdurchmesser von 400 mm bereits eine Abweichung der Grösse des Scherspaltes von 19,4 μm ergibt, wogegen die Korngrösse kleiner als dieses Mass sein soll, also et- wa 15 μm, 10 μm oder gar 1 μm.Characterized in that the respective shear tool extends at an angle transverse to the axis of the drive shaft, that is, in the ideal case extends radially and is guided against a shear surface by rotation of the drive shaft to a shearing motion, wherein the respective shear tool is a substantially transverse to the axis of the drive shaft However, it must be noted that on the one hand for manufacturing reasons due to distance and geometric tolerances per se can never be perfect parallelism. On the other hand, the friction - and thus the wear - over the length of the shearing edge or the radius of movement due to the radially outward continuously increasing peripheral speed is different. Because of the imperfect parallelism, the consequence is already from the outset a shearing gap of different lengths over the length of the shearing tool, which leads to a different particle size or a correspondingly wide particle size distribution (Gaussian distribution according to a bell curve). This changes over the operating time due to the different abrasion over the length of the shearing edge as well as due to the abrasion of the shear plate constantly the shear gap. The importance of this fact comes to light, considering that 1 second of angular deviation parallelism, corresponding to 0.0028 degrees, with only two rigidly attached to the drive shaft, in particular opposite each other, mounted shear tools, for example, each 150 mm in length and an outer Shear diameter of 400 mm already results in a deviation of the size of the shear gap of 19.4 microns, whereas the grain size should be smaller than this measure, that is about 15 microns, 10 microns or even 1 micron.
Um all dies auszugleichen, soll das jeweilige Scherwerkzeug mit der Antriebswelle über ein Kardangelenk verbunden sein, was eine selbsttätige Anpassung der gegebenenfalls teilweise abgenützten Scherkante bzw. Scherfläche an die Streichfläche erlaubt, und zwar insbesondere im Zusammenwirken aller das Schwerwerkzeug belastenden Kräfte, wie die Kraft der Belastungseinrichtung, welche - zusammen mit der Kardanlagerung - eine Dreipunktabstützung des Schwerwerkzeuges auf der, eine Gegenkraft auswirkenden Schicht der zu bearbeitenden Masse ergibt, wie später noch erläutert wird.To compensate for all this, the respective shearing tool should be connected to the drive shaft via a universal joint, which allows an automatic adjustment of the optionally partially worn shear edge or shear surface to the coating surface, in particular in the interaction of all the heavy tool loading forces, such as the force of Loading device, which - together with the Kardanlagerung - a three-point support of the heavy tool on the, a counterforce impacting layer of the mass to be machined, as will be explained later.
Diese Anpassung ergibt sich in gut kontrollierbarer weise besonders dann, wenn eine Belastungseinrichtung, insbesondere eine Feder, vorgesehen ist, welche etwa im Bereiche der Scherkante oder nahe dieser die Scherkante gegen die Scherfläche hin belastet, während die Scherfläche auf Grund des Kardangelenkes einerseits und der Belastungseinrichtung anderseits, einen Einzugswinkel bildend, schräg zur Scherfläche verläuft. Selbstverständlich soll und muss auch die Belastungseinrichtung den notwendigen Druck auf die Scherkante ausüben, und zwar so stark, dass im Gleichgewichtszustand der niederdrückenden Kraft gegenüber der Kraft des Staudruckes der Masse der gewünscht grosse Scherspalt entsteht.This adaptation results in a well controllable way, especially when a loading device, in particular a spring, is provided, which approximately in the shear edge or near the shear edge against the shear surface loads, while the shear surface due to the universal joint on the one hand and the loading device on the other hand, forming a pull-in angle, oblique to the shear surface. Of course, the load device should and must exert the necessary pressure on the shear edge, and so strong that in the equilibrium state of the depressing force against the force of the back pressure of the mass of the desired large shear gap arises.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Scherwerkzeug an der dem Kardangelenk gegenüberliegenden, vorzugsweise radial aussen liegenden, Ende mittels einer Führungsanordnung im Wesentlichen senkrecht zur Drehrichtung bzw. parallel zur Achse der Antriebswelle geführt ist. Im bevorzugten Fall liegt also das Kardangelenk radial innen. Femer ist bevorzugt die Führungsanordnung von einem Langloch an einem von der Antriebswelle abstehenden Arm gebildet, der verschieden ausgestaltet sein kann. In einer zweckmässigen Ausgestaltung führt diese Führungsanordnung das Scherwerkzeug, insbesondere einen daran befestigten, gegebenenfalls zylindrischen, Zapfen, in Drehrichtung mit Spiel, beispielsweise indem die Breite des Langloches grösser ist als der Durchmesser des Zapfens, so dass für Kippbewegungen um das Kardangelenk auch bei maximaler Abweichung von der Parallelität bzw. maximalem Abrieb der Scherkante genügend Spielraum verbleibt. Gleichzeitig sichert die Führungsanordnung gegen das Herausfallen des Kardangelenkes aus seiner Gelenkspfanne.In this case, it is preferred if the shearing tool is guided on the end opposite the universal joint, preferably radially outward, by means of a guide arrangement substantially perpendicular to the direction of rotation or parallel to the axis of the drive shaft. In the preferred case, therefore, the universal joint is radially inward. Furthermore, the guide arrangement is preferably formed by an oblong hole on an arm protruding from the drive shaft, which can be configured differently. In an expedient embodiment, this guide arrangement, the shear tool, in particular attached thereto, optionally cylindrical pin, in the direction of rotation with game, for example, by the width of the elongated hole is greater than the diameter of the pin, so that for tilting movements about the universal joint even at maximum deviation from the parallelism or maximum abrasion of the shearing edge enough leeway remains. At the same time, the guide arrangement secures against the falling out of the universal joint from its joint socket.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further details of the invention will become apparent with reference to the following description of exemplary embodiments shown schematically in the drawing. Show it:
Fig. 1 A einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfin- dungsgemässen Bearbeitungsmaschine, zu der1 A is a vertical section through a first embodiment of a processing machine according to the invention, to which
Fig. 1B eine Draufsicht bzw. einen Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 1A unterFig. 1B is a plan view and a section along the line B-B of FIG. 1A below
Weglassung der Doppelwand des Behälters veranschaulicht;Omission of the double wall of the container illustrated;
Fig. 2 ist ein Detailschnitt nach der Linie H-Il der Fig. 1B;Fig. 2 is a detail section along the line H-II of Fig. 1B;
Fig. 3 ist eine Ansicht im Sinne des Pfeils III der Fig. 1 B;Fig. 3 is a view in the direction of the arrow III of Fig. 1 B;
Fig. 4 ist ein Detailschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1 B; dieFig. 4 is a detail section along the line IV-IV of Fig. 1 B; the
Fig. 5, 7, 8 veranschaulichen in mehreren Schnitten jeweils nach der Linie A-A der Fig. 1B die Situation, wenn Scherarm und Scherplatte zueinander parallel sind (Fig. 5), in den Fig. 7 und 8 je eine Situation mit nichtparalleler Lage dieser Teile, wogegen dieFig. 5, 7, 8 illustrate in several sections respectively along the line AA of Fig. 1B, the situation when shear and shear plate are parallel to each other (Fig. 5), in Figs. 7 and 8 each a situation with non-parallel position of this Parts, whereas the
Fig. 6 das Scherwerkzeug in axonometrischer Darstellung zeigt; dieFig. 6 shows the shear tool in axonometric view; the
Fig. 9, 10 veranschaulichen zwei alternative Ausführungsformen für eine vierar- mige Vorrichtung, wobei jeder Arm mindestens ein erfindungsgemäß ausgebildetes Scherwerkzeug trägt; dieFigures 9, 10 illustrate two alternative embodiments for a four-bar device, each arm carrying at least one shear tool according to the invention; the
Fig. 11 A, 11 B zwei andere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung, von denenFig. 11 A, 11 B show two other embodiments of a processing device according to the invention, of which
Fig. 12 einen in Fig. 1B eingezeichneten Schnitt nach der Linie XII-XII, Fig. 13 einen in Fig. 1B eingezeichneten Schnitt nach der Linie XIII-XIII, und12 is a drawn in Fig. 1B section along the line XII-XII, Fig. 13 is a drawn in Fig. 1B section along the line XIII-XIII, and
Fig. 14 einen in Fig. 1B eingezeichneten Schnitt nach der Linie XIV-XIV, darstellt;Fig. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV in Fig. 1B;
Fig. 15 eine Draufsicht auf eine Ausführungsvariante der Scherplatte, die inFig. 15 is a plan view of a variant of the shear plate, the in
Fig. 16 in einem Schnitt nach der Linie XVI-XVI der Fig. 15 und inFig. 16 in a section along the line XVI-XVI of Fig. 15 and in
Fig. 17 in einem Schnitt nach der Linie XVII-XVII der Fig. 15 dargestellt ist, wogegen die Fig. 18 ein Schnitt nach der Linie XVIII-XVIII der Fig. 15 und dieFig. 17 is shown in a section along the line XVII-XVII of Fig. 15, whereas Fig. 18 is a section along the line XVIII-XVIII of Fig. 15 and the
Fig. 19 eine perspektivische Darstellung dieser Scherplatte ist, wogegen zumFig. 19 is a perspective view of this shear plate, whereas the
Vergleich dieCompare the
Fig. 20 die zuvor an Hand der Fig. 12-14 besprochene Ausführungsform derFig. 20, the previously discussed with reference to FIGS. 12-14 embodiment of
Scherplatte in einer ähnlichen Perspektivdarstellung zeigt; an Hand der Perspektivdarstellung derShear plate in a similar perspective view shows; on the basis of the perspective view of the
Fig. 21 sollen die geometrischen und physikalischen Verhältnisse der kardani- schen Lagerung eines Scherwerkzeuges erläutert werden; dieFIG. 21 is intended to explain the geometric and physical conditions of the cardanic mounting of a shearing tool; FIG. the
Fig. 22a-c veranschaulichen das Prinzip eine Scheranordnung, wie sie in Vorrichtungen nach den Fig. 11A und 11B verwendet werden könnte, jedoch ohne Kardangelenk, wobei Fig. 22a ein Schnitt nach der Linie a-a der Draufsicht in Fig. 22c und Fig. 22b ein Schnitt nach der Linie b-b der Fig. 22a ist; an Hand der perspektivischen Darstellung derFigs. 22a-c illustrate the principle of a shear arrangement as could be used in devices of Figs. 11A and 11B, but without a universal joint, in which Fig. 22a is a sectional view taken along line aa of the plan view of Figs. 22c and 22b is a section along the line bb of Fig. 22a; on the basis of the perspective view of
Fig. 23 sei das Prinzip der einseitigen kardanischen Lagerung des Schwerwerkzeuges an Hand einer Ausführung mit einer im wesentlichen rechteckigen Scherplatte erläutert, die an einem verkürzten Arm mittels eines Kugelgelenks gelagert ist; die Fig. 24 bis 26 zeigen den Temperiermitteldurchfluss nach einer besonderen Ausführungsform bei einer Wellenanordnung entsprechend der Fig. 11 A, wobei die Fig. 26 etwa der obere Teil zur Fig. 24 ist, welche einen Schnitt nach der Linie XXIV-XXIV der Fig. 25 und die Fig. 25 einen Schnitt nach der Linie XXV-XXV der Fig. 24 darstellt; dieFig. 23 is the principle of the one-sided gimbal bearing of the heavy tool on the basis of a version with a substantially rectangular shear plate explained, which is mounted on a shortened arm by means of a ball joint; the 24 to 26 show the temperature control flow according to a particular embodiment in a shaft assembly according to the Fig. 11 A, wherein the Fig. 26 is approximately the upper part of Fig. 24, which is a section along the line XXIV-XXIV of FIG and Fig. 25 is a section along the line XXV-XXV of Fig. 24; the
Fig. 27 veranschaulicht einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform, zu der dieFig. 27 illustrates an axial section through another embodiment, to which
Fig. 28 als vergrössertes Detail die Relativlage and Anordnung zweier in axialem Abstand voneinander befindlicher Schereinheiten zeigt, wogegen dieFig. 28 shows an enlarged detail of the relative position and arrangement of two axially spaced-apart shear units, whereas the
Fig. 29 bis 31 einen Vergleich der jeweiligen Antriebswellen samt Schereinheiten für die Ausführungsformen der Fig. 1A, 1B einerseits, der Fig. 11 A, 11B anderseits und der Fig. 27 in perspektivischer Darstellung wiedergeben.29 to 31 a comparison of the respective drive shafts including shear units for the embodiments of FIGS. 1A, 1B on the one hand, the Fig. 11 A, 11 B on the other hand and Fig. 27 in perspective view.
Ein Behälter 101 besitzt einen Einfülltrichter 102, einen oberen zylindrischen Rohrabschnitt 103 und einen unteren Auslaufabschnitt 104 mit einem Auslauftrichter. Zwischen dem oberen Rohrabschnitt 103 und dem Auslaufabschnitt 104 ist eine Scherplatte 1 eingesetzt und mittels die Flanschen 105, 106 der beiden Abschnitte 103 und 104 durchsetzenden, in Fig. 1A lediglich strich-punktiert angedeuteten Bolzen 107 dicht verschraubt, die durch entsprechende Bohrungen (107a in Fig. 15 bzw. 19, 20) ragen, wobei Dichtungen 108 vorgesehen sind (vgl. Fig. 12-14).A container 101 has a hopper 102, an upper cylindrical tube section 103 and a lower outlet section 104 with a discharge funnel. Between the upper tube portion 103 and the outlet portion 104, a shear plate 1 is inserted and by means of the flanges 105, 106 of the two sections 103 and 104 passing through, in Fig. 1A only dash-dotted lines indicated bolt 107 tightly screwed through corresponding holes (107a in Fig. 15 and 19, 20) protrude, with seals 108 are provided (see Fig .. 12-14).
Vorzugsweise sind sämtliche Abschnitte des Behälters 101 doppelwandig ausgeführt, um die darin befindliche Masse - im Allgemeinen eine Dispersion - über einen spalt- förmigen Raum 109 zu temperieren. Der Begriff „temperieren" soll hier als Oberbegriff für eine Kühlung oder Heizung verstanden werden, denn zu Beginn des Betriebes, also wenn der Behälter 101 noch kalt ist, mag es zweckdienlich sein, die Masse über ein Heizmedium im Raum 109 zu erwärmen, während bei laufendem Betrieb die dabei entstehende Wärme über ein Kühlmedium abgeführt werden muss. Wenn hier von einem spaltförmigen Raum die Rede ist, so versteht es sich, dass dieser verschieden gestaltet sein kann, beispielsweise mit schraubenlinienförmigen Heiz-/Kühl-Kanälen. Alternativ könnten natürlich auch wahlweise zu betreibende Heiz- (z.B. elektrische Wicklungen) und Kühlleitungen vorgesehen werden, obwohl dies im Allgemeinen weniger bevorzugt sein wird. Im vorliegenden Fall aber mag der Raum 109 dem Durchfluss eines Temperiermediums dienen und zu diesem Zweck mit entsprechenden Anschlüssen 118 (nur einer ist dargestellt) für Zu- und Abfuhr dieses Mediums versehen sein.Preferably, all sections of the container 101 are double-walled, in order to temper the mass located therein-generally a dispersion-via a gap-shaped space 109. The term "tempering" should be understood here as a generic term for a cooling or heating, because at the beginning of operation, so when the container 101 is still cold, it may be useful to heat the mass of a heating medium in the space 109, while at During operation, the resulting heat has to be dissipated via a cooling medium.If this is referred to as a gap-shaped space, it is understood that this design is different can be, for example with helical heating / cooling channels. Alternatively, of course, optional heating (eg, electrical windings) and cooling ducts could be provided, although this will generally be less preferred. In the present case, however, the space 109 may serve the flow of a temperature control medium and be provided for this purpose with corresponding terminals 118 (only one is shown) for supply and removal of this medium.
Mit der Scherplatte 1 wirkt eine Scheranordnung zusammen, die eine zu einer Drehung im Sinne des Pfeils 16 rund um ihre geometrische Achse 111a antreibbare Antriebswelle 111 und aus der Draufsicht im Sinne der Linie B-B ersichtliche Arme 18a bis 18d (im dargestellten Ausführungsbeispiel sind es vier; vgl. auch Fig. 1B) zur Fixierung von plat- tenförmigen, im wesentlichen länglich rechteckigen Scherwerkzeugen 3 mit Scherfläche 3c (Fig. 6) und Scherkante 3d aufweist. Die Scherplatte 1 nimmt zur Achse 111a einen Winkel 131 ein, der aus fertigungstechnischen Gründen bzw. auf Grund von Montagetoleranzen von exakten 90° - innerhalb einer Toleranzvorgabe abweichen wird (wenn auch nicht soll). Die Einzelheiten dieses Scherwerkzeuges und seine Lagerung in Zusammenarbeit mit der Scherplatte 1 soll unten noch besprochen werden.With the shear plate 1, a shear arrangement cooperates, the one to a rotation in the direction of the arrow 16 about its geometrical axis 111a drivable drive shaft 111 and seen from the top view in the direction of the line BB arms 18a to 18d (in the illustrated embodiment, there are four; see also Fig. 1B) for fixing plate-shaped, substantially oblong rectangular shear tools 3 with shear surface 3c (Fig. 6) and shear edge 3d has. The shear plate 1 takes the axis 111a at an angle 131, which for manufacturing reasons or due to mounting tolerances of exact 90 ° - will differ within a tolerance specification (although not intended). The details of this shear tool and its storage in cooperation with the shear plate 1 will be discussed below.
Vorerst sei aber im Zusammenhang mit der Fig. 1 A noch auf den Materialfluss in der Bearbeitungsmaschine 101 eingegangen. Eine Dispersion, wie beispielsweise eine ka- kaohaltige Dispersion in einer Fettsubstanz, wird über den Oberteil 102 eines Behälters eingefüllt und gelangt durch Schwerkraft und/oder Umpumpen in den Bereich der Scherwerkzeuge 3 und der Scherplatte 1. Das Umpumpen kann - wie dargestellt - auch mehrmals in einem Kreislauf erfolgen. Die Scherwerkzeuge 3 nehmen einen vorbestimmten Winkel 4 (Fig. 2) zur Fläche der Scherplatte 1 ein und haben einen mehrfachen Effekt:For the time being, however, the material flow in the processing machine 101 will be discussed in connection with FIG. 1A. A dispersion, such as, for example, a cocoa-containing dispersion in a fatty substance, is introduced through the top 102 of a container and passes by gravity and / or pumping into the region of the cutting tools 3 and the shear plate 1. The pumping can - as shown - several times done in a cycle. The shearing tools 3 occupy a predetermined angle 4 (Fig. 2) to the surface of the shear plate 1 and have a multiple effect:
> auf Grund ihrer mindestens annähernd radialen Ausrichtung, ausgehend von der Welle 111 , reiben sie gegenüber der Scherplatte 1 , so dass die Festpartikel der> Due to their at least approximately radial orientation, starting from the shaft 111, they rub against the shear plate 1, so that the solid particles of the
, Dispersion zerkleinert werden;, Dispersion are comminuted;
> die Masse wird homogenisiert und versalbt.> the mass is homogenized and anointed.
Nachdem also auf diese Weise die Bearbeitung wenigstens in einem ersten Durchgang erfolgt ist (dabei zeigt die Darstellung der Fig. 1A lediglich eine Scheranordnung im Zu- sammenwirken mit einer Scherplatte 1 , obwohl mehrere Wellen 111 auch parallel zueinander angeordnet sein könnten), kann die bearbeitete Masse abziehen. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen; beispielsweise wäre es denkbar, radial aussen an der Scherplatte 1 und/oder in der Wand des Abschnittes 103 mindestens eine Abzugsöffnung vorzusehen. Im vorliegenden Fall aber besitzt die Scherplatte 1 mindestens eine Durchtrittsöffnung 112 für die bearbeitete Masse, vorzugsweise eine Mehrzahl solcher Öffnungen 112, die über die Räche der Scherplatte 1 , vorzugsweise aber über die Randfläche, verteilt sind. Auf diese Weise gelangt die Masse in den vom Abschnitt 104 und (oben) durch die Scherplatte 1 begrenzten Bereich, von wo sie abgepumpt und/oder zur neuerlichen Bearbeitung rückgeführt werden kann, wie an Hand einer schematisch dargestellten Leitung 113 angedeutet ist. Zu diesem Zwecke zeigt die Fig. 1A eine Pumpe 114 und ein Wegeventil 115, das gegebenenfalls sowohl zur Leitung 113 als auch zur Ausgangsleitung 116 geöffnet werden kann.Thus, after the machining has been carried out in this way at least in a first passage (in this case, the illustration of FIG. 1A shows only a shearing arrangement in the beginning). cooperate with a shear plate 1, although several waves 111 could also be arranged parallel to each other), the machined mass can pull off. This can be done in different ways; For example, it would be conceivable to provide at least one outlet opening radially on the outside of the shear plate 1 and / or in the wall of the section 103. In the present case, however, the shear plate 1 has at least one passage opening 112 for the machined mass, preferably a plurality of such openings 112, which are distributed over the surface of the shear plate 1, but preferably over the edge surface. In this way, the mass passes into the area bounded by the section 104 and (above) by the shear plate 1, from where it can be pumped off and / or recycled for further processing, as indicated by a line 113 shown schematically. For this purpose, Fig. 1A shows a pump 114 and a directional control valve 115, which can optionally be opened both to the line 113 and to the output line 116.
Hier sei erwähnt, dass der beschriebene Materialdurchgang durch die Maschine auch über mindestens zwei hintereinandergeschaltete Scherplatten 1 mit zugehörigen Scherwerkzeugen 3 in ähnlicher Weise erfolgen kann, wie dies später an Hand der Fig. 27 an Hand einer anderen Ausführungsform beschrieben wird.It should be mentioned here that the described material passage through the machine can also take place via at least two shearing plates 1 connected in series with associated shearing tools 3 in a similar manner, as will be described later with reference to FIG. 27 with reference to another embodiment.
Damit ein klagloser Übertritt der bearbeiteten Masse aus dem oberen Rohrabschnitt 103 in den darunterliegenden Abschnitt 104 erfolgen kann, mag ein Entlüftungsrohr 117 ausserhalb der Bewegungsbahn der Arme 18a bis 18d (vgl. die Fig. 1A und 1B) vorgesehen sein, die es gestattet, dass beim Abfliessen der Masse aus dem Auslaufabschnitt 104 bzw. beim Nachfliessen von Masse von oben ein den Fiuss fördernder Luftdruckausgleich stattfindet.In order that a smooth transfer of the machined mass from the upper tube section 103 into the underlying section 104 can take place, a vent tube 117 may be provided outside the path of movement of the arms 18a to 18d (see FIGS. 1A and 1B), which allows when flowing out of the mass from the outlet section 104 or during the flow of ground from above a fuss promoting air pressure compensation takes place.
Was die Scherwerkzeuge 3 betrifft, sind sie an den Armen in einer Weise gelagert und geführt, wie sie besonders an Hand der Fig. 2 bis 8 bzw. von Fig. 23 besprochen wird. Die Lagerung ist vorzugsweise einseitig am Kardangelenk, insbesondere an der radialen Innenseite, wogegen die andere Seite, insbesondere die radial äussere Seite eine lose Führung mit Spiel aufweist. Das Spiel ist zweckmässig so gross, dass sich der Zapfen 10b darin im Ausmasse der horizontalen Relativbewegung infolge einer Drehung des Scherwerkzeuges 3 um seine an Hand der Fig. 23 beschriebene Raumdiagonale 33' frei bewegen kann. Diese Lagerung und Führung umfasst also ein Kardangelenk 10a an der radial inneren, der Welle 111 zugewandten Seite und - vorzugsweise - auch eine Höhenbewegung bzw. Seitenbewegung zulassende Führung 18', 119 zur Bewegung wenigstens im Ausmass h der Fig. 1A, d.h. senkrecht zur Drehrichtung 16 der Welle 111 und parallel zu ihrer Achse 111a. Die Höhenbewegung innerhalb des Masses h ist vorteilhaft so bemessen, dass bei maximaler Abweichung von der Parallelität bzw. bei maximal möglichem bzw. tolerierbarem Abrieb der Scherwerkzeuge 3 der zylindrische Zapfen 10b die obere oder untere Begrenzung des Langloches 119 möglichst noch nicht erreicht.As for the shearing tools 3, they are supported and guided on the arms in a manner as discussed particularly with reference to FIGS. 2-8 and FIG. 23, respectively. The bearing is preferably on one side of the universal joint, in particular on the radially inner side, whereas the other side, in particular the radially outer side, has a loose guide with clearance. The game is expediently so great that the pin 10b can move freely in the amount of horizontal relative movement as a result of rotation of the shear tool 3 about its on the basis of FIG. 23 described spatial diagonal 33 '. This bearing and guide thus comprises a universal joint 10a on the radially inner, the shaft 111 facing side and - preferably - a height movement or lateral movement permitting guide 18 ', 119 for movement at least in the extent h of Fig. 1A, ie perpendicular to the direction of rotation 16 of the shaft 111 and parallel to its axis 111a. The height movement within the mass h is advantageously dimensioned so that at maximum deviation from the parallelism or at maximum possible or tolerable abrasion of the cutting tools 3, the cylindrical pin 10b the upper or lower limit of the slot 119 as far as possible not yet reached.
Da das erfindungsgemäss vorgesehene Kardangelenk 10a bzw. 10a' eine Bewegung nach allen Seiten zulässt, ist es zweckmässig, wenn das Langloch 119 gegenüber dem Zapfen 10b ein gewisses Spiel aufweist. Dabei soll das Langloch 119 so breit sein, dass der darin geführte Zapfen 10b bei einem Kippen des Scherwerkzeuges (wie es um die Diagonale 33' an Hand der Fig. 23 beschrieben wird) eine Bewegung quer zur Erstreckungsrichtung des Langloches 119 zulässt. Das bedeutet, dass das Scherwerkzeug 3 durch den Druck 6 der Belastungseinrichtung statt der mit vollen Linien dargestellten Position, in welcher seine Ebene durch die Punkte des Kardangelenks (Kugel 10a') sowie der die Seitenkante des Werkzeuges 3 definierenden Punkte (3-Punkt- Lagerung) bestimmt ist, die strich-punktiert gezeigte Lage einnimmt, in welcher die drei Punkte durch das Kardangelenk 10a' und die die Scherkante 3d definierenden Punkte bestimmt ist.Since the universal joint 10a or 10a 'provided according to the invention permits movement on all sides, it is expedient for the elongated hole 119 to have a certain play relative to the journal 10b. In this case, the slot 119 should be so wide that the pin 10b guided therein permits a movement transversely to the extension direction of the elongated hole 119 upon tilting of the shearing tool (as described about the diagonal 33 'on the basis of FIG. 23). This means that the shear tool 3 by the pressure 6 of the loading device instead of the position shown in solid lines, in which its plane through the points of the cardan joint (ball 10 a ') and the side edge of the tool 3 defining points (3-point storage ), which assumes the dot-dashed position in which the three points are determined by the universal joint 10a 'and the points defining the shear edge 3d.
Diese Führungsanordnung 18', 119 liegt bevorzugt am radial Süsseren Ende des Armes, obwohl an Hand der Fig. 23 noch eine Führung am inneren Ende (vgl. Anschläge 39') erläutert wird. Damit kann in jedem Falle - ungeachtet einer allfälligen ungleich- massigen Abnützung der gegen die Scherplatte 1 gewandten Scherkante der Scherwerkzeuge 3 - eine automatische Anpassung und Nachstellung erfolgen. Wie ersichtlich, verlaufen die Arme 18a bis 18d oberhalb der Scherwerkzeuge 3 und übergreifen sie über deren ganze Länge, so dass die Scherwerkzeuge 3 an ihrem anderen, bevorzugt radial äusseren, Ende mittels einer aus Fig. 1B ersichtlichen Endplatte 18' auch dann gegen Herausfallen gesichert ist, wenn das Kardangelenk gemäss den Fig. 5-8 von einem Zapfen 10a mit gegen das freie Ende abnehmendem Durchmesser und nicht von einer Kugel 10a' wie in Fig. 23 gebildet ist. Allerdings kann im Rahmen der Erfindung das Kardangelenk auch von einem zylindrischen Zapfen gebildet sein, der aber in einem Lagerloch steckt, welches weit genug ist, um die angestrebte kardani- sche Bewegung zu erlauben.This guide arrangement 18 ', 119 is preferably located on the radially sweeter end of the arm, although a guide at the inner end (see stops 39') will be explained with reference to FIG. This can be done in any case - regardless of any uneven mass wear facing the shear plate 1 shear edge of the cutting tools 3 - an automatic adjustment and adjustment. As can be seen, the arms 18a to 18d extend above the shearing tools 3 and engage over their entire length, so that the shearing tools 3 at its other, preferably radially outer, end by means of an apparent from Fig. 1B end plate 18 'then secured against falling out is when the universal joint according to FIGS. 5-8 is formed by a pin 10a with decreasing diameter towards the free end and not by a ball 10a 'as in Fig. 23. However, under the Invention, the universal joint should also be formed by a cylindrical pin, but which is in a bearing hole, which is wide enough to allow the desired gimbal movement.
Die Ausführungsform des Zapfens mit einer gewissen Konizität nach den Fig. 5-8 hat den Vorteil, dass der Zapfen 10a leicht in sein Lagerloch gesteckt werden kann und dabei zugleich auch ein Anschlag in horizontaler Richtung nach radial innen zu ist, ohne die Höhenbewegung oder eine horizontale Schwenkbewegung des Schwerwerkzeuges 3 zu behindern. Dagegen wären bei einem Kugelgelenk 10a1 nach Fig. 23 verschiedene Lösungen möglich: Entweder ist der Arm 18a' in einer horizontalen (bezogen auf Fig. 23) und durch die Kugelgelenkspfanne verlaufenden Ebene (in Fig. 23 strichpunktiert als Ebene T angedeutet) geteilt, so dass das Kugelgelenk 10a' erst in den unteren Teil des Armes 18a' eingelegt und danach der obere Teil darüber, auf an sich beliebige Art, beispielsweise mittels Spannschrauben, befestigt wird. Oder der Arm besitzt ein Einsteckloch, in welches auch die Kugel 10a' einführbar ist, und an der Innenseite dieses Loches eine aufweitbare Gelenkspfanne, z.B. aus Kunststoff, welche die Kugel 10a' unter Aufweitung aufnimmt und dann elastisch zusammenschnappt.The embodiment of the pin with a certain conicity according to FIGS. 5-8 has the advantage that the pin 10a can be easily inserted into its bearing hole and at the same time a stop in the horizontal direction radially inward, without the vertical movement or a hinder horizontal pivoting movement of the heavy tool 3. In contrast, different solutions would be possible with a ball and socket joint 10a 1 according to FIG. 23: either the arm 18a 'is divided in a horizontal plane (referring to FIG. 23) and passing through the ball joint socket (indicated by the dot-dash line in FIG. so that the ball joint 10a 'first in the lower part of the arm 18a' inserted and then the upper part above it, in any manner, for example by means of clamping screws, is attached. Or the arm has an insertion hole, in which also the ball 10a 'is inserted, and on the inside of this hole an expandable joint socket, for example made of plastic, which receives the ball 10a' under widening and then snap together elastically.
Jedenfalls zeigt die Fig. 23 eine bevorzugte Ausführung, obwohl bei einem Kardangelenk 10a1, das also eine Verschiebung nach radial aussen selbst verhindert, wie das mit dem Kugelgelenk 10a' der Fall ist, eine Ausführung ohne die Führungsanordnung (vgl. Langloch 119 in Fig. 3) am äusseren Ende der Arme 18 möglich ist.In any case, Fig. 23 shows a preferred embodiment, although in a universal joint 10a 1 , which thus prevents a displacement radially outward itself, as is the case with the ball joint 10a ', an embodiment without the guide assembly (see .Low 119 in FIG 3) is possible at the outer end of the arms 18.
Allerdings kann eine solche Führung (ein die Bewegung des Zapfens mit der Kugel 10a' führende Anordnung nach Art eines vertikalen Schlitzes mit Spiel) auch am radial inneren Ende vorgesehen werden, etwa durch zwei zueinander parallele Anschläge oder durch ein L-förmiges Winkeleisen. Dieser L-förmige Anschlag 39' mit an der Rückseite abwärts geführtem Schenkel und einem unter dem Lagerzapfen für das Schwerwerkzeug 3 sich erstreckendem horizontalen Schenkel ist in Fig. 23 zu sehen, welche die einseitige Lagerung der Scherplatte 3 in einem Kugelgelenk 10a' an einem - gegenüber den vorherigen Ausführungsbeispielen - verkürzten Arm 18a veranschaulicht. In jedem Fall Hat die Führung die Aufgabe, die an sich mögliche freie Bewegung der Schwerwerkzeuge 3 in Drehrichtung, nach vorne sowie gegebenenfalls auch nach unten zu begrenzen. Durch die einseitige Lagerung der im wesentlichen rechteckigen Scherplatte 3 an einer von der Scherkante 3d entfernt gelegenen Stelle, nimmt die Scherplatte 3 an sich die mit vollen Linien dargestellte Lage ein, in der sie mit ihren Endpunkten 29 und 30 an der Scherplatte 1 aufliegt. Durch die Belastung im Sinne des Pfeils 6 jedoch wird die Scherplatte 3 um die Raumdiagonale 33 gekippt und in die strichpunktierte Lage gedrückt, in welcher ihre Scherkante 3d in gewünschter Weise entlang einer geraden Linie 32 zwischen ihren Endpunkten 29 und 31 an der Streichfläche 1 anliegt bzw. entlang dieser Linie 32 einen Scherspalt 15 (vgl. Fig. 21) begrenzt.However, such a guide (a movement of the pin with the ball 10 a 'leading vertical slot style with clearance) can also be provided at the radially inner end, such as by two parallel stops or by an L-shaped angle iron. This L-shaped stop 39 'with at the rear downwardly guided leg and under the bearing pin for the heavy tool 3 extending horizontal leg can be seen in Fig. 23, which the one-sided storage of the shear plate 3 in a ball joint 10a' at a - compared to the previous embodiments - shortened arm 18a illustrated. In any case, the leadership has the task of limiting the per se possible free movement of heavy tools 3 in the direction of rotation, forward and possibly also down. Due to the one-sided storage of the substantially rectangular shear plate 3 at a location remote from the shear edge 3d location, the shear plate 3 assumes the position shown in solid lines, in which it rests with its end points 29 and 30 on the shear plate 1. Due to the load in the direction of arrow 6, however, the shear plate 3 is tilted around the space diagonal 33 and pressed into the dot-dashed position in which their shear edge 3d in a desired manner along a straight line 32 between their end points 29 and 31 abuts the coating surface 1 or along this line 32 limits a shearing gap 15 (see Fig. 21).
Wenn man die axonometrische Darstellung der Fig. 6 betrachtet, so ist ersichtlich, dass das Scherwerkzeug 3 aus einer Trägerplatte 3a und einer Schleissplatte 3b zusammengesetzt ist. Die Schleissplatte 3b kann in an sich beliebiger Weise mit der Trägerplatte 3a verbunden sein, beispielsweise mittels einer lösbaren Halterung, durch Klebung o.dgl. Dementsprechend besitzt die Schleissplatte 3b an der nach unten gewandten Seite eine Scherfläche 3c, die an einer nach unten gekehrten Scherkante 3d endet. Die Lagerung dieses Scherwerkzeuges 3 erfolgt einseitig in einem etwa zapfenförmigen Kardangelenk 10a, das in einem Abstand von der Scherkante 3d angeordnet ist, wobei das Kardangelenk vorzugsweise in einem Zapfen 10b entlang einer Längsachse O seine Fortsetzung findet. Dieser Zapfen 10b ist am jeweiligen Arm 18, wie oben erläutert - bevorzugt so gelagert, dass eine Bewegung parallel zur Achse der Antriebswelle 111 (Fig. 1A) zugelassen wird, d.h. vorteilhaft in dem schon erwähnten Langloch 119 innerhalb der aus Fig. 1B ersichtlichen Endplatte 18'. Die Unterbringung und Halterung des Langloches in der Endplatte 18' ist der Vorteil eines das Scherwerkzeug 3 über seine ganze (radiale) Länge übergreifenden Armes 18. Vorteilhaft ist, wenn die Breite 11a (Fig. 3) des Langloches 119 um so viel grösser ist als der Durchmesser des Zapfens 10b, dass eine mögliche ausschwenkende Tangentialbewegung des Zapfens 10b nicht behindert wird. Diese leicht ausschwenkende Tangentialbewegung kann durch Drehung eines rechteckigen Scherwerkzeuges 3 um seine Diagonale 33' (Fig. 23) im Falle einer Änderung des Abstandes der Schwerkante 3d bzw. 3d' und der Achse O zur Scherplatte 1 entstehen.Looking at the axonometric view of Fig. 6, it can be seen that the shearing tool 3 is composed of a support plate 3a and a wear plate 3b. The wear plate 3b can be connected in any manner with the support plate 3a, for example by means of a releasable holder, by gluing or the like. Accordingly, the wear plate 3b on the downwardly facing side has a shear surface 3c which terminates at a downwardly turned shear edge 3d. The storage of this cutting tool 3 takes place on one side in an approximately peg-shaped universal joint 10 a, which is arranged at a distance from the cutting edge 3d, wherein the universal joint preferably in a pin 10 b along a longitudinal axis O its continuation. This pin 10b is supported on the respective arm 18, as explained above, preferably so as to permit movement parallel to the axis of the drive shaft 111 (FIG. 1A), i. Advantageous in the already mentioned slot 119 within the apparent from Fig. 1B end plate 18 '. The accommodation and support of the elongated hole in the end plate 18 'is the advantage of a shear tool 3 over its entire (radial) length cross-arm 18. It is advantageous if the width 11a (Fig. 3) of the slot 119 is so much greater than the diameter of the pin 10b that a possible swiveling tangential movement of the pin 10b is not hindered. This slightly swinging tangential movement can be created by rotation of a rectangular shear tool 3 about its diagonal 33 '(FIG. 23) in the event of a change in the distance of the heavy edge 3d or 3d' and the axis O to the shear plate 1.
Übrigens wird aus einem Vergleich der Fig. 1A mit den Fig. 2-4 ersichtlich, dass auch die Scherplatte 1, wo ja bei der Bearbeitung abzuführende Wärme entsteht, über Kanä- Ie 120 temperiert werden können, die mit entsprechenden Anschlüssen, wie dem aus Fig. 1A ersichtlichen Anschluss 121 , versehen sind. Dies, zusammen mit den übrigen Temperiermassnahmen, ermöglicht eine relativ genaue Einhaltung einer optimalen Temperatur der Masse, zu welchem Zweck gegebenenfalls mindestens ein Temperatursensor (nicht dargestellt) an einen entsprechenden Temperatur-Regelkreis angeschlossen ist.Incidentally, it can be seen from a comparison of FIG. 1A with FIGS. 2-4 that the shear plate 1, where heat which is to be dissipated during processing, is also conveyed over canals. Ie 120 can be tempered, which are provided with corresponding connections, such as the one shown in Fig. 1A connection 121. This, together with the other temperature control measures, allows a relatively accurate maintenance of an optimum temperature of the mass, for which purpose optionally at least one temperature sensor (not shown) is connected to a corresponding temperature control loop.
Um dem dynamischen Auftrieb 8 (vgl. die Fig. 21 ) - bei Einhaltung des notwendigen Scherspaltes 15 (im Allgemeinen < 20 μm) - entgegenzuwirken, ist eine Belastungseinrichtung, insbesondere eine Feder 6a (Fig. 4), vorgesehen. Wie Fig. 4 zeigt, liegt diese Feder 6a (oder eine andere Last) etwa oberhalb des Bereiches der Scherkante 3d bzw. nahe dieser Scherkante 3d und belastet dieselbe über Belastungsbolzen 6c gegen die Scherplatte 1 hin, während die Scherfläche 3c des Schwerwerkzeuges 3 auf Grund des Kardangelenkes 10a einerseits und der Belastungseinrichtung 6a anderseits, einen Einzugswinkel 4 (Fig. 2) bildend, schräg zur Scherplatte 1 verläuft. Es sei darauf hingewiesen, dass in Fig. 1B die Durchgangsöffnungen 112 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt sind. Die Feder 6a sitzt jeweils in einem Federgehäuse 6b, und ihr Druck auf den jeweiligen Belastungsbolzen 6c ist gewünschtenfalls mittels einer Justierschraube 122 einstellbar. Die Anordnung der Feder 6a, gesehen in radialer Richtung des Armes 18 und des darunterliegenden Werkzeuges 3, ist nicht kritisch. Wie aus dem Pfeil 6 der Fig. 21 oder 23 ersichtlich ist, genügt an sich eine einzige Belastungseinrichtung. Im Falle der Ausführung nach Fig. 1B und den zugehörigen Detailfiguren sind pro Scherwerkzeug 3 zwei solcher Federgehäuse 6b in einem Abstand voneinander vorgesehen, wie es bevorzugt ist. Es können aber auch mehrere Belastungseinrichtungen gleicher oder verschiedener Art über die (radiale) Länge des Scherwerkzeuges 3 verteilt sein.In order to counteract the dynamic buoyancy 8 (see FIG. 21), while maintaining the necessary shear gap 15 (generally <20 μm), a loading device, in particular a spring 6a (FIG. 4), is provided. As FIG. 4 shows, this spring 6a (or some other load) lies approximately above the region of the shearing edge 3d or near this shearing edge 3d and loads it against the shear plate 1 via loading bolts 6c, while the shearing surface 3c of the heavy tool 3 is grounded of the universal joint 10a on the one hand and the loading device 6a on the other hand, forming a pull-in angle 4 (FIG. 2), runs obliquely to the shear plate 1. It should be noted that in FIG. 1B, the through holes 112 are not shown for the convenience of illustration. The spring 6a is seated in each case in a spring housing 6b, and their pressure on the respective loading bolt 6c is optionally adjustable by means of an adjusting screw 122. The arrangement of the spring 6a, seen in the radial direction of the arm 18 and the underlying tool 3, is not critical. As can be seen from the arrow 6 of FIG. 21 or 23, a single loading device suffices per se. In the case of the embodiment according to FIG. 1B and the associated detailed figures, two such spring housings 6b are provided at a distance from one another per cutting tool 3, as is preferred. But it can also be distributed over the (radial) length of the cutting tool 3 more load devices of the same or different kind.
Der Effekt dieser Anordnung ist am besten aus den Fig. 5 und 7, 8 ersichtlich. Demnach ist der zu einem Kardangelenk ausgebildete Zapfen 10a in einem Lagerloch 10b eines Armes 18 untergebracht. Dabei ist das Lagerloch 10b zur Erleichterung der kar- danischen Funktion am Eintritt bevorzugt mit einem ein Spiel erlaubenden Radius R versehen. Der Zapfen 10a ist eben so ausgebildet, dass er sich in dem Lagerloch 10b nach allen Richtungen, insbesondere durch Abwälzen am Radius R, leicht bewegen und drehen kann und somit eine Kardanfunktion ausübt. Der oben erwähnte Längs- schlitz 119 (Fig. 3) verhindert, dass sich der Zapfen 10a und sein mit ihm verbundenes Scherwerkzeug 3 in Bewegungsrichtung des Armes 18 so stark zu bewegen vermag, dass der Zapfen 10a aus dem Lagerloch 10b herausfallen könnte. Diese Bewegungsbegrenzung könnte allerdings auch auf andere Art, beispielsweise auf der Seite des Zapfens 10a, sei es durch einen Kugelkopf (Fig. 23) oder etwa auch durch einen den Zapfen 10a umgebenden, z.B. kalottenförmigen, Flansch erfolgen, der in Richtung der Achse O durch einen Halteteil festgehalten wird. In der in Fig. 5 gezeigten Parallellage von Arm 18 und Scherplatte 1 stimmen die Kardanachse O und die durch das Lagerloch 10b definierte Achse O1 überein, was bei einer vorhandenen Neigung der Scherplatte 1 zur Scherkante 3d dann der Fall ist, wenn zwei einander gegenüberliegende Arme 18 in einem Winkel von 90° quer zur Neigungsachse liegen, und vorausgesetzt, dass die Scherplatte 1 noch plan ist.The effect of this arrangement is best seen in FIGS. 5 and 7, 8. Accordingly, the pin 10 a formed into a universal joint is accommodated in a bearing hole 10 b of an arm 18. In this case, the bearing hole 10b is preferably provided with a radius R permitting a clearance to facilitate the cardanic function at the inlet. The pin 10 a is just formed so that it can move and rotate in the bearing hole 10 b in all directions, in particular by rolling at the radius R, and thus exerts a Kardanfunktion. The above-mentioned longitudinal Slit 119 (Figure 3) prevents the pin 10a and its associated shear tool 3 in the direction of movement of the arm 18 is able to move so strong that the pin 10a could fall out of the bearing hole 10b. However, this movement limitation could also be done in other ways, for example on the side of the pin 10a, be it by a ball head (FIG. 23) or possibly also by a pin 10a surrounding, eg dome-shaped, flange, in the direction of the axis O through a holding part is held. In the parallel position of arm 18 and shear plate 1 shown in FIG. 5, the gimbal axis O and the axis O 1 defined by the bearing hole 10b coincide, which is the case when the shear plate 1 is in an inclination to the shear edge 3d when two are opposite each other Arms 18 are at an angle of 90 ° transverse to the pitch axis, and provided that the shear plate 1 is still flat.
Nützt sich jedoch das Scherwerkzeug 3 bzw. deren Scherkante 3d (und/oder die Scherplatte 1) am radial äusseren Ende stärker ab, dann kann die Situation nach Fig. 7 entstehen, in der die Achsen O und O' miteinander einen Winkel einschliessen. Diese Fig. 7 zeigt deutlich, dass es eigentlich nur auf eine Relativbewegung ankommt, denn während das Kardangelenk mit dem Zapfen 10a durch die Schräglage einen Ausgleich der Abnützung der Scherfläche bzw. der Scherkante erlaubt, könnte theoretisch auch die Scherplatte 1 beweglich gelagert sein, um diesen Ausgleich zu ermöglichen. Allerdings wäre eine solche Lösung wegen der notwendigen Dichtheit des Behälters 101 (vgl. Fig. 1A) schwierig und verlangte zumindest doppelseitig schwenkbar gelagerte Scherwerkzeuge, wie sie die Fig. 22a zeigt, wogegen völlig starre Scherwerkzeuge infolge von Abweichungen der Ebenen der Arme in diesem Falle nicht genügen könnten. Es ist klar, dass eine solche Lösung eine von der vorliegenden Patentanmeldung unabhängige Erfindung darstellt.If, however, the shearing tool 3 or its shearing edge 3d (and / or the shear plate 1) becomes stronger at the radially outer end, then the situation according to FIG. 7 can arise in which the shafts O and O 'enclose an angle with one another. This Fig. 7 clearly shows that it really only depends on a relative movement, because while the universal joint with the pin 10a by the oblique position compensates for the wear of the shear surface or the shearing edge, theoretically, the shear plate 1 could be movably mounted to to make this possible. However, such a solution would be difficult because of the necessary tightness of the container 101 (see Fig. 1A) and demanded at least double-sided pivotally mounted shearing tools, as shown in Fig. 22a, whereas completely rigid shearing tools due to deviations of the planes of the arms in this case could not be enough. It is clear that such a solution is an invention independent of the present patent application.
Der umgekehrte Fall, nämlich dass eine besondere Abnützung an der radial innen liegenden Seite des Scherwerkzeuges 3 erfolgt, wird an Hand der Fig. 8 gezeigt. Auch hier schliessen dann die Achsen O und O' auf Grund der kardanischen Lagerung zueinander einen Winkel ein, und dementsprechend wird - wie gezeigt - eine Anpassung der Lage des Scherwerkzeuges an die eigene Abnützung automatisch derart erfolgen, dass sich unterhalb der Scherkante 3d ein geringer, aber gleichmässiger Spalt ergeben wird, der eine gleichmässige Bearbeitung der Dispersion und einen gleichmässigen Vermahlungseffekt sichert.The reverse case, namely that a special wear takes place on the radially inner side of the shearing tool 3, is shown with reference to FIG. 8. Again, then the axes O and O 'due to the gimbal bearing to each other at an angle, and accordingly - as shown - an adjustment of the position of the shear tool to its own wear automatically done so that below the shear edge 3d a small, but give even gap which ensures a uniform processing of the dispersion and a uniform grinding effect.
Um die geometrischen und physikalischen Verhältnisse der eben besprochenen Lagerung zu beleuchten, sei kurz auf die Fig. 21 eingegangen, in welcher der entsprechende, das Scherwerkzeug lagernde Arm der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist. Die Scherplatte 1 , die bevorzugt eben ist, im Rahmen der Erfindung aber auch, z.B. nach Art eines Zylinders gekrümmt sein kann (ähnlich wie dies bei einem Conchentrog der Fall ist), ist hier vereinfacht dargestellt. Auf dieser Scherplatte 1 wird also eine gewisse Dispersionsschicht 2 liegen, welche zu bearbeiten ist. Über diese Scherplatte 1 und die darauf liegende Dispersionsschicht 2 streicht das Scherwerkzeug 3 mit seiner Scherkante 3d. Bezüglich der Grundsätze der Theologischen Scherung zwischen Dispersionsschichten sei auf die DE-A-42 21 315 verwiesen. Diese Grundsätze gelten selbstverständlich auch im vorliegenden Fall, wenn von Scherung die Rede ist.In order to illuminate the geometrical and physical conditions of the storage just discussed, briefly refer to FIG. 21, in which the corresponding arm supporting the cutting tool has been omitted for the sake of clarity. The shear plate 1, which is preferably flat, but also within the scope of the invention, e.g. can be curved in the manner of a cylinder (similar to a conch trough is the case), is shown here simplified. On this shear plate 1 will therefore be a certain dispersion layer 2, which is to be processed. About this shear plate 1 and the dispersion layer 2 lying thereon, the shearing tool 3 sweeps with its shear edge 3d. With regard to the principles of theological shear between dispersion layers, reference is made to DE-A-42 21 315. Of course, these principles also apply in the present case when it comes to shear.
In Fig. 21 ist das Scherwerkzeug 3 als einfache Platte dargestellt, obwohl es an sich verschiedene Formen annehmen kann, wogegen der kardanische Lagerzapfen 10a und der Führungszapfen 10b nur strich-punktiert angedeutet sind. Da das Scherwerkzeug 3 vom Arm 18 (siehe etwa die Fig. 5 und 7, 8) über die Belastungseinrichtung 6 (vgl. Bolzen 6c) über die ganze (radial sich erstreckende) Länge ihrer Scherkante 3d gegen die Scherplatte 1 hin niedergedrückt wird (vgl. dazu auch Fig. 23) und anderseits das Zentrum des kardanischen Lagers 10 in einem vorbestimmten Abstand 9 zur Scherplatte 1 liegt, ergibt sich der schon erwähnte Anstellwinkel 4. Unabhängig davon, ob die Scherplatte 1 rundum exakt im rechten Winkel zur Antriebsachse 111a (Fig. 1A) steht bzw. ob die Achse O parallel zur Scherplatte 1 liegt, wird die Scherkante 3d über ihre gesamte Länge in jeder Drehposition zunächst an der Scherplatte 1 anliegen (in ihrem bewegungslosen Zustand), wogegen ab Beginn der Drehung (Pfeil 5) um die Achse 111a ein dynamischer Zustand erreicht wird, in dem die Kante durch die Auftriebskräfte 8 der Masse so weit angehoben wird, dass sich ein konstanter Scherspalt 13 bildet. Denn durch die Dynamik der Bewegung und die rheologisch-physikalischen Eigenschaften der zu bearbeitenden Dispersion im Einzugsbereich 2 und im Einzugsspalt 7 sowie auf Grund des Anstellwinkels 4 wird die das Scherwerkzeug 3 von der Scherplatte 1 leicht anhebende Auftriebskraft 8 entstehen, welche den Anstellwinkel 4 geringfügig verkleinert. Die Drehgeschwindigkeit 5 des Scherwerkzeuges 3, zusammen mit dem Einzugsspalt 7 und den physikalischen Eigenschaften des zu bearbeitenden Stoffes sowie dem resultierenden Gleichgewichtszustand der Andruckkräfte 6 mit den Antriebskräften für die Bewegung 66, sowie die das kardanische Lager 10a festhaltenden Reaktionskräfte, und der Auftriebskräfte 8 mit den Gegenkräften aus Scherung und Staudruck 88 im Einzugsraum 2 unter dem Scherwerkzeug 3 bestimmen letztlich die Grosse des Scherspaltes 13 (Abstand 15 der Scherkante 3d von der Scherplatte 1). Die gewünschte Grosse dieses Scherspaltes 13 bzw. der Abstand 15, welcher die Bearbeitungsfeinheit der Dispersion bestimmt, lassen sich durch die Grosse der Belastung 6 einstellen und vorzugsweise auch variieren. Denn alle auf das Scherwerkzeug 3 wirkenden Kräfte werden letztlich in einem Gleichgewichtszustand zueinander sein. Für eine Vermahlung bedeutet das, dass die maximale Korngrösse einer zu vermählenden Dispersion nach einem Durchgang durch den Scherspalt 13 nicht grösser ist als dieser selbst.In Fig. 21, the shear tool 3 is shown as a simple plate, although it may take various forms per se, whereas the gimbal bearing pin 10a and the guide pin 10b are indicated only by dash-dotted lines. Since the shearing tool 3 is pressed against the shear plate 1 by the arm 18 (see, for example, FIGS. 5 and 7, 8) via the loading device 6 (see bolt 6c) over the entire (radially extending) length of its shearing edge 3d (cf. to this also Fig. 23) and on the other hand, the center of the gimbal bearing 10 at a predetermined distance 9 to the shear plate 1, the already mentioned angle of attack results 4. Regardless of whether the shear plate 1 all around exactly at right angles to the drive axis 111a (Fig 1A), or whether the axis O is parallel to the shear plate 1, the shear edge 3d will abut the shear plate 1 over its entire length in each rotational position (in its non-moving state), whereas from the beginning of the rotation (arrow 5) the axis 111a is reached a dynamic state in which the edge is lifted by the buoyancy forces 8 of the mass so far that a constant shear gap 13 is formed. Because of the dynamics of the movement and the rheological-physical properties of the dispersion to be processed in the intake area 2 and in the intake gap 7 and due to the angle of attack 4, the shearing tool 3 of the shear plate 1 slightly lifting buoyancy force 8 will arise, which reduces the angle 4 slightly , The rotational speed 5 of the shear tool 3, together with the nip 7 and the physical properties of the material to be processed and the resulting state of equilibrium of the pressure forces 6 with the driving forces for the movement 66, as well as the gimbal bearing 10a retaining reaction forces, and the buoyancy forces 8 with the opposing forces of shear and back pressure 88 in the catchment room 2 under the cutting tool 3 ultimately determine the size of the shear gap 13 (distance 15 of the shear edge 3d of the shear plate 1). The desired size of this shear gap 13 or the distance 15, which determines the processing fineness of the dispersion, can be adjusted by the magnitude of the load 6 and preferably also vary. For all forces acting on the shearing tool 3 will ultimately be in a state of equilibrium with each other. For a grinding, this means that the maximum particle size of a dispersion to be milled after passing through the shear gap 13 is not greater than this itself.
Bis jetzt wurde im Wesentlichen die Anordnung, Ausbildung und Lagerung des jeweiligen Scherwerkzeuges 3 besprochen. Dieses kann aber auf verschiedene Weise relativ zur Scherplatte 1 angetrieben werden. Denn das Problem, um das es hier geht, ist ja die Bearbeitung einer Masse bzw. Dispersion, wie Schokolade, Farben Beschich- tungsmassen o.dgl. Dabei können die Arme 18 an der Welle etwa radial von ihr abstehen. Selbstverständlich bedarf es nicht unbedingt einer Konstruktion mit Armen 18, weil die Scherwerkzeuge 3 beispielsweise auch an einem über ihnen liegenden Teller gelagert und von diesem angetrieben sein können, der sie voll oder nur teilweise abdeckt.So far, the arrangement, training and storage of each shear tool 3 has been discussed essentially. However, this can be driven in various ways relative to the shear plate 1. Because the problem at stake here is the processing of a mass or dispersion, such as chocolate, paints, coating compounds or the like. The arms 18 may protrude from the shaft approximately radially from her. Of course, it is not necessarily a construction with arms 18, because the shearing tools 3, for example, stored on a plate above them and can be driven by this, which covers them fully or only partially.
Die Fig. 9 und 10 zeigen aber zwei Varianten zur oben erwähnten Lösung. Dreht sich nämlich die Welle 111 im Sinne des Pfeils 16 im Uhrzeigersinn, dann lässt sich mit etwa tangential zur Drehrichtung 16 angeordneten und unter einem der Drehrichtung 16 entgegengesetzten Armen, die in Fig. 9 radial nach aussen zu unter einem, diesmal von 90° abweichenden, Winkel -α rückwärts gerichtet sind, nach Art einer Zentrifugalpumpe eine Pumpwirkung entfalten. Diese Pumpwirkung kann beispielsweise dazu ausgenutzt werden, die bearbeitete Masse radial nach aussen beschleunigt in eine dort angeordnete Abflussöffnung oder deren mehrere zu fördern, was aber auch bedeutet, dass die Verweilzeit im jeweiligen Reaktionsraum verkürzt wird. Umgekehrt kann es erwünscht sein, die Masse intensiver zu bearbeiten, und zu diesem Zweck können die Arme 18 gemäss Fig. 10 zur Drehrichtung 16 gesehen, radial nach aussen zu unter einem Winkel +α vorwärts gerichtet sein, um so der Zentrifugalkraft entgegenzuwirken und die Masse verzögert nach aussen zu befördern, d.h. die Verweilzeit im Reaktionsraum zu verlängern.However, FIGS. 9 and 10 show two variants of the above-mentioned solution. In fact, if the shaft 111 rotates in the clockwise direction in the direction of the arrow 16, then it is possible to arrange it with a tangential to the direction of rotation 16 and arms opposite one another in the direction of rotation 16, which in FIG. 9 extends radially outwards to below, this time by 90 ° , Angle -α are directed backwards, unfold a pumping action in the manner of a centrifugal pump. This pumping action can be exploited, for example, to accelerate the machined mass radially outwards into a discharge opening arranged there or several thereof, which also means that the residence time in the respective reaction space is shortened. Conversely, it may be desirable to process the mass more intensively, and for this purpose, as seen in Fig. 10, the arms 18 may be directed radially outward at an angle + α forward to the direction of rotation 16 so as to counteract the centrifugal force and mass delayed to convey to the outside, ie to extend the residence time in the reaction space.
Während die Fig. 1A eine Maschine 101 zeigt, welche insgesamt für den beabsichtigten Zweck besonders ausgebildet ist, zeigen die Fig. 11A und 11B Maschinen, wie sie in ihren Grundzügen als Mischer bekannt sind, jedoch zur Bearbeitung der Masse bzw. Dispersion mit den erfindungsgemässen Scherwerkzeugen versehen sind. Dabei zeigt Fig. 11 A strich-punktiert ein Mischgefäss 101a, das an seiner Oberseite einen Antrieb mit einem Motor M und Motorwelle Mw und einer parallel dazu gelagerten und über Keilriemen K angetriebenen hohlen Welle 111' mit einem Gehäuse 126 am Gefäss 101a angeflanscht ist. Diese Welle 111' rotiert um eine feststehende Achse 17, die an der Oberseite mittels der in Fig. 26 im Detail gezeigten Form- oder Keilachse K1 und Bolzen 123 zwar drehfest, aber axial verschiebbar an einem Deckel 124 gelagert ist und an der Unterseite die Scherplatte 1a trägt. Nach Lösen der Muttern 140 kann durch eine relativ leichte Axialverschiebung der Keilachse K1 , die (nach Fig. 24) an der Unterseite die Scherplatte 1a trägt, die letztere relativ zu den Scherwerkzeugen 3 verschoben werden, was bedeutet, dass die jeweiligen, die Belastungseinrichtung bildenden Federn 6 in den Gehäusen 6b zusammengedrückt oder entlastet werden. Auf diese Weise lässt sich also deren Druck einstellen, ohne jede einzelne Justierschraube 122 (Fig. 4) betätigen zu müssen. Somit besitzt die Vorrichtung zwei unterschiedliche Druckeinstellmöglichkeiten, d.h. einerseits individuell über die Justierschrauben 122 und anderseits insgesamt über das Heben oder Senken der Keilachse K1 über die Muttern 140. Da aber die Gesamtverstellungseinrichtung eine Relatiwerstellung von Scherwerkzeugen 3 und Scherplatte 1 vornimmt, versteht es sich, dass dies auch umgekehrt gelöst sein könnte, indem die Welle 111' gegenüber der Scherplatte 1 höhenverschiebbar ist, doch wird dies im Allgemeinen weniger bevorzugt sein.While Fig. 1A shows a machine 101 which is all in all specially designed for the intended purpose, Figs. 11A and 11B show machines which are known in their basics as mixers but for processing the mass or dispersion with the invention Shearing tools are provided. 11A shows a dash-dotted line of a mixing vessel 101a, which is flanged on its upper side to a drive with a motor M and motor shaft Mw and a hollow shaft 111 'mounted parallel thereto and driven by V-belt K with a housing 126 on the vessel 101a. This shaft 111 'rotates about a fixed axis 17 which on the upper side by means of the shape or wedge axis K1 and bolt 123 shown in detail in FIG. 26 rotatably, but axially displaceably mounted on a cover 124 and the shear plate at the bottom 1a bears. After loosening the nuts 140, the latter can be displaced relative to the shearing tools 3 by means of a relatively slight axial displacement of the wedge axis K1 which (according to FIG. 24) bears on the underside the shearing plate 1a, which means that the respective ones forming the loading device Springs 6 are compressed or relieved in the housings 6b. In this way, therefore, their pressure can be adjusted without having to actuate each individual adjustment screw 122 (FIG. 4). Thus, the device has two different pressure adjustment options, i. on the one hand individually on the adjusting screws 122 and on the other hand on the lifting or lowering of the wedge axis K1 on the nuts 140. But since the Gesamtverstellseinrichtung makes a Relatiwerstellung of shearing tools 3 and shear plate 1, it is understood that this could also be solved in reverse by the Shaft 111 'is height-displaceable with respect to the shear plate 1, but this will generally be less preferred.
Über Anschlüsse 125 kann dem Zwischenraum zwischen der Welle 111' und der Achse 17 oder gesonderten Kanälen Temperiermittel zugeführt werden. Der Vorteil dieser Lösung liegt nicht zuletzt darin, dass das Mischgefäss 101a - nach Abschrauben des Gehäuses 126 - auch für andere Aufgaben eingesetzt werden kann. Es kann auch - an Stelle des Gehäuses 101a ein solches aufgesetzt werden, bei dem mehrere zueinander parallele Wellen 111 oder 111', beispielsweise auch mit unterschiedlichen Werkzeugen, wie Dissolverwerkzeugen zum Auflösen von grosseren Partikeln oder Agglomera- ten, von einem gemeinsamen Motor oder jeweils separat angetrieben werden.Via connections 125 temperature control means can be supplied to the intermediate space between the shaft 111 'and the axis 17 or separate channels. The advantage of this solution lies not least in the fact that the mixing vessel 101a - after unscrewing the housing 126 - can also be used for other tasks. It can also - on Position of the housing 101 a to be placed such that a plurality of mutually parallel shafts 111 or 111 ', for example, with different tools, such dissolver tools for dissolving larger particles or Agglomera- th, by a common motor or driven separately.
Ähnlich ist die Situation im Falle der Fig. 11B, wobei aber an Stelle eines fest mit dem Behälter 101a verbundenen Antriebsgehäuses 126 (Fig. 11A) ein über einen Hebekolben 127 in einem Ständer 128 heb- und senkbares Gehäuse 126a vorgesehen ist, so dass der Behälter 101a, nach dem Herausheben der in Fig. 24 im Einzelnen dargestellten Werkzeuganordnung oder Schereinheit 1 , 18 aus dem Behälter, weggerollt und durch einen anderen Behälter ersetzt werden kann. Die Antriebseinheit der Fig. 11 B kann dabei im Wesentlichen genau so ausgebildet sein, wie dies für die Fig. 11A bzw. in Fig. 26 dargestellt ist. Ausserdem wäre es denkbar, die Hubvorrichtung 127, 128 auch während des Bearbeitens im Behälter 101a zu betreiben, um so eine Auf- und Abwärtsbewegung der Schereinheit 1, 18 zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann es auch bei der Ausführung nach Fig. 11A für manche Anwendungen erwünscht sein, die Antriebswelle 111' während der Drehung im Behälter 101a auf- und abzubewegen und dazu eine entsprechende Hubvorrichtung vorzusehen, obwohl es in beiden Fällen auch möglich ist, die Auf- und Abbewegung durch Heben und Senken des Behälters 101a relativ zur Schereinheit 1 , 18 zu erzeugen.The situation is similar in the case of Fig. 11B, but instead of a fixed to the container 101 a drive housing 126 (Fig. 11A) is provided via a lifting piston 127 in a stand 128 raised and lowered housing 126 a, so that Container 101a, after lifting out of the tool assembly or shaving unit 1, 18 shown in detail in Fig. 24 from the container, rolled away and can be replaced by another container. The drive unit of FIG. 11B can be designed substantially exactly as shown for FIG. 11A or in FIG. 26. In addition, it would be conceivable to operate the lifting device 127, 128 during the processing in the container 101a, so as to produce an up and down movement of the shaving unit 1, 18. Similarly, it may also be desirable in some embodiments for some applications to up and down the drive shaft 111 'during rotation in the container 101a and to provide a corresponding lifting device for it, although in both cases it is also possible to provide the same Up and down movement by raising and lowering the container 101a relative to the shaving unit 1, 18 to produce.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass im folgenden die Schnitte nach den Linien XII-XII, XIII-XIlI und XlV-XIV der Fig. 1 B besprochen werden sollen, dass aber die diesbezüglichen Ausführungen in analoger Weise auch für eine Bearbeitungsmaschine nach den Fig. 11 A oder 11 B gelten.It should be noted that in the following the sections according to the lines XII-XII, XIII-XIlI and XlV-XIV of Fig. 1 B are to be discussed, but that the relevant embodiments in an analogous manner for a processing machine according to FIGS. 11 A or 11 B apply.
In Fig. 12 ist ein vergrösserter Schnitt nach der Linie XII-XIl zu sehen, der jedoch auch den Anschluss 121 (Fig. 1A) und den Temperierkanal 120 samt den Dichtungen 108 im Einzelnen veranschaulicht. Zweckmässig sind bei der dargestellten Ausführung mit einem Temperierkanal 120 noch weitere Dichtungen 129 vorgesehen. Dies ist vorteilhaft, wenn die Scherplatte 1 an ihrer Oberseite eine Schieissplatte 1z trägt, die gewünsch- tenfalls, nach Lösen der Bolzen 107, leicht auswechselbar ist. Fig. 13 zeigt den Schnitt nach der Linie XlII-XIII der Fig. 1B, doch ist hier eine der Durchgangsöffnungen 112 zu sehen. Wie ersichtlich, sind die Durchgangsöffnungen 112 so angeordnet, dass keine zusätzliche Dichtung gegenüber dem Temperierkanal 120 erforderlich ist.FIG. 12 shows an enlarged section along the line XII-XIII, which, however, also illustrates the connection 121 (FIG. 1A) and the tempering channel 120 together with the seals 108 in detail. Appropriately, in the illustrated embodiment with a tempering 120 further seals 129 are provided. This is advantageous if the shear plate 1 carries on its upper side a firing plate 1z, which, if desired, is easily replaceable after loosening the bolts 107. Fig. 13 shows the section along the line XII-XIII of Fig. 1B, but here one of the through holes 112 can be seen. As can be seen, the passage openings 112 are arranged so that no additional seal with respect to the tempering 120 is required.
Fig. 14 veranschaulicht die Anordnung des Entlüftungsrohres 117 in einem Schnitt nach der Linie XIV-XIV der Fig. 1B. Auch dieses Entlüftungsrohr 117, welches die Verbindung des Raumes oberhalb der Scherplatte 1 und dem Raum darunter herstellt, ist so angeordnet, dass keine zusätzliche Dichtung gegenüber dem Temperierkanal 120 erforderlich ist.Fig. 14 illustrates the arrangement of the vent tube 117 in a section along the line XIV-XIV of Fig. 1B. Also, this vent tube 117, which establishes the connection of the space above the shear plate 1 and the space below, is arranged so that no additional seal against the tempering 120 is required.
Die Fig. 15 bis 19 zeigen eine Ausführungsvariante einer Scherplatte 1 ', bei der für eine zusätzliche Bearbeitung, insbesondere eine intensivere Vermahlung, die Scherplatte 1' mit scharfen Kanten 19 (vgl. Fig. 16, 18, 19), bevorzugt sägezahnförmig, an der Fläche der Scherplatte V bzw. einer auswechselbaren Schieissplatte 1z' vorgesehen sind. Bei der Bewegung der Scherwerkzeuge 3 (siehe vorige Figuren) über die Sägezähne mit der Kante 19 ergeben sich schlagartige Auf- und Abbewegungen des, bevorzugt plat- tenförmigen, Scherwerkzeuges 3, die - zusätzlich zur Scherung - zu einem besseren Mahleffekt durch zusätzliches Zerschlagen der Feststoffpartikel führen. Auf diese Weise kann gegebenenfalls auf eine Vorvermahlung gröberer Partikel verzichtet werden. Im Vergleich dazu zeigt Fig. 20 eine Perspektivdarstellung der schon erläuterten Scherplatte 1.15 to 19 show a variant of a shear plate 1 ', in which for additional processing, in particular a more intensive grinding, the shear plate 1' with sharp edges 19 (see Fig. 16, 18, 19), preferably sawtooth, to the surface of the shear plate V or an interchangeable firing plate 1z 'are provided. During the movement of the shearing tools 3 (see previous figures) over the saw teeth with the edge 19, sudden up and down movements of the, preferably plate-shaped, shear tool 3, which - in addition to shearing - to a better grinding effect by additional smashing of the solid particles to lead. In this way, it may be possible to dispense with premilling coarser particles. In comparison, FIG. 20 shows a perspective view of the already explained shear plate 1.
Während die Fig. 21 zur Verdeutlichung der geometrisch-physikalischen Gegebenheiten bei der Erfindung oben bereits besprochen worden ist, zeigen die Fig. 22a bis 22c den theoretischen Fall einer nicht-kardanischen Lagerung der Scherwerkzeuge 3, die hier jeweils an ihren beiden Enden gelagert sind, d.h. mit pro Schwerwerkzeug 3 doppelseitiger Lagerung. Dies zeigt klar den Nachteil auf, dass bei mangelnder Parallelität der Arme 18 bzw. des Schwerwerkzeuges 3 zur Scherplatte 1 (sei es durch Abweichungen innerhalb der geometrischen Toleranz oder durch im Betrieb entstandene Abweichungen infolge von Abrieb) ein einseitig aufgeweiteter und somit nicht parallel verlaufender Scherspalt entsteht. Denn es ist klar, dass so eine automatische Anpassung an Parallelitätsfehler infolge von Toleranzen, Montagefehler oder Abnützung nicht möglich ist; anderseits ist ebenso klar, dass die gezeigte Anordnung leicht in eine erfin- dungsgemässe umgewandelt werden könnte, indem etwa die dargestellte Zapfenlagerung einseitig durch ein Kardangelenk beispielsweise nach Art der Fig. 5-8 ersetzt wird, wobei am anderen Ende vorteilhaft die Ausbildung entweder nach Fig. 3 oder nach Fig. 23, allenfalls mit entsprechender Führung und/oder Halterung gegen Herausfallen des Kardanzapfens aus seinem Lagerloch, vorgesehen wird.While FIG. 21 has already been discussed above for clarification of the geometrical-physical conditions in the invention, FIGS. 22a to 22c show the theoretical case of a non-cardanic mounting of the shearing tools 3, which are each mounted here at their two ends, ie with per heavy tool 3 double-sided storage. This clearly shows the disadvantage that in the absence of parallelism of the arms 18 and the heavy tool 3 to the shear plate 1 (either by deviations within the geometric tolerance or due to deviations due to abrasion during operation) a one-sided widened and thus not parallel shear gap arises. Because it is clear that such an automatic adjustment to parallelism errors due to tolerances, assembly errors or wear is not possible; On the other hand, it is equally clear that the arrangement shown can easily be dungsgemäße could be converted by about the illustrated journal bearing is replaced on one side by a universal joint, for example, in the manner of Fig. 5-8, at the other end advantageous training either according to Fig. 3 or Fig. 23, possibly with appropriate guidance and / or holder against falling out of the Kardanzapfens from its storage hole, is provided.
Jedenfalls lässt natürlich eine fixe, zweifache Lagerung des Scherwerkzeuges mit einander gegenüberliegenden Lagerzapfen eine Parallelität nur in der einzig möglichen Stellung zu, um so einen überall gleichmässigen Mahlspalt oder Scherspalt (vgl. 13 in Fig. 21) zu erzeugen. Hier erweist es sich, dass das erfindungsgemäss vorgesehene Kardangelenk eine dynamische Anpassung über den gesamten Umdrehungsbereich von 360° zulässt und damit stets ein gleichmässiger Scherspalt (13 in Fig. 21) gewährleistet ist.In any case, of course, allows a fixed, two-fold storage of the shear tool with opposite journals parallelism only in the only possible position, so as to produce a everywhere uniform grinding gap or shear gap (see Fig. 13 in Fig. 21). Here it turns out that the universal joint provided according to the invention permits a dynamic adaptation over the entire revolution range of 360 ° and thus always a uniform shearing gap (13 in FIG. 21) is ensured.
Wenn nun die Fig. 22c zeigt, wie die Anordnung mit zwei einander gegenüberliegenden Armen und Scherwerkzeugen (an Stelle von vier kreuzweise angeordneten Armen entsprechend Fig. 1B) sein kann, so soll hier erwähnt werden, dass bezüglich der Zahl der rund um die Antriebswelle 111 angeordneten Scherwerkzeugen an sich keine Beschränkung besteht. Aus Gründen der Vermeidung von Unwucht ist aber zweckmässig, wenn die Scherwerkzeuge in gleichen Winkelabständen rund um die Welle 111 und ihre Achse 111a angeordnet sind. Allerdings kann es in manchen Fällen erwünscht sein, nur ein einziges Scherwerkzeug 3 an der Welle 111 zu befestigen, und in diesem Falle mag es vorteilhaft sein, wenn sich ein solches Scherwerkzeug am Ende der Welle 111 quer zu dieser erstreckt, so dass sich sein eines Ende an der einen Seite der Welle 111 , das andere Ende an der anderen Seite der Welle 111 befindet.Referring now to Fig. 22c, as may be the arrangement with two opposing arms and shearing tools (instead of four crosswise arranged arms corresponding to Fig. 1B), it should be noted here that with respect to the number of around the drive shaft 111 arranged shear tools per se, there is no restriction. For the sake of avoiding imbalance but it is expedient if the shearing tools are arranged at equal angular intervals around the shaft 111 and its axis 111 a. However, in some cases it may be desirable to attach only a single shear tool 3 to the shaft 111, and in that case it may be advantageous for such a shear tool to extend across the end of the shaft 111, so that it will be one End on one side of the shaft 111, the other end on the other side of the shaft 111 is located.
Eine Version mit gekühlter Scherplatte 1a (vgl. auch die Fig. 11 A, 11B) ist den Fig. 24 bis 26 zu entnehmen. Die Anordnung und Lagerung des aus Fig. 24 ersichtlichen Scherwerkzeuges 3 ist dieselbe wie bereits an Hand der Fig. 2-8 beschrieben wurde. Dabei wird die Antriebswelle 111', gelagert in je einem ortsfesten Lager 28, 28' (Fig. 26), ähnlich wie in Fig. 11A über ein Keilriemenrad 36 und die Keilriemen K angetrieben, während in ihrem hohlen Inneren das drehfeste aber vorteilhaft axial verschiebbare, Doppelrohr 17 (vgl. auch die Anschlüsse 125 in Fig. 11A) montiert ist, über welches in der aus Fig. 24 ersichtlichen Weise mittig ein Temperiermedium einem Zufuhrkanal 25 zugeführt und peripher (siehe die Pfeile) aus dem Temperierkanal 120 wieder abgeführt wird. Auf diese Weise ist eine intensive Temperierung und insbesondere eine sehr effektive Abfuhr der entstehenden Bearbeitungswärme möglich.A version with a cooled shear plate 1a (see also FIGS. 11A, 11B) can be seen in FIGS. The arrangement and mounting of the shear tool 3 shown in FIG. 24 is the same as already described with reference to FIGS. 2-8. In this case, the drive shaft 111 ', mounted in a respective fixed bearing 28, 28' (Fig. 26), similarly as in Fig. 11A via a belt pulley 36 and the belt K driven, while in its hollow interior, the non-rotatable but advantageously axially displaceable , Double tube 17 (see also the connections 125 in Fig. 11A) is mounted, via which in the manner shown in Fig. 24 in the middle of a temperature control a supply channel 25 supplied and peripherally (see the arrows) is discharged from the temperature control 120 again. In this way, an intensive tempering and in particular a very effective removal of the resulting processing heat is possible.
In Fig. 27 ist eine Ausführungsvariante in Form eines Extruders 101 b dargestellt, bei dem jedoch an Stelle einer Extruderschnecke die erfindungsgemäss einseitig karda- nisch gelagerten Scherwerkzeuge 3 an Armen 18 vorgesehen sind. Im Zentrum der Arme 18 steckt die Formwelle bzw. Keilwelle 111" in einer mit dem Scherarm fest verbundenen Mitnahmehülse 43 (Fig. 28, 31) mit einer entsprechenden zur Aussenform der Welle 111" komplementären Form, die sich zweckmässig durch eine Öffnung 111a" zwischen den Armen 18 fortsetzt. Die Aussenform der Formwelle 111" kann an sich beliebig sein, wie dies im Stande der Technik an sich bekannt ist, z.B. als Keilwelle.FIG. 27 shows a variant embodiment in the form of an extruder 101b, but in which, instead of an extruder screw, the shearing tools 3 mounted on one side in a cardan manner are provided on arms. In the center of the arms 18, the form shaft or splined shaft 111 "is inserted in a driving sleeve 43 (FIGS. 28, 31) fixedly connected to the shear arm with a corresponding shape complementary to the external shape of the shaft 111", which expediently passes through an opening 111a "between continues the arms 18. The outer shape of the forming shaft 111 "may be arbitrary per se, as known in the art, for example as a splined shaft.
Aus Fig. 28 auch ersichtlich, dass die Arme 18 vorteilhaft eine - in Drehrichtung - nach vorne zu weisende und gegen das Scherwerkzeug 3 hin geneigte Fläche 44 aufweisen, welche somit einerseits ein strömungsgünstigeres Profil in der zu verarbeitenden Masse bildet, anderseits diese Masse gegen das jeweilige Scherwerkzeug 3 hin ablenkt.From Fig. 28 also seen that the arms 18 advantageously have a - in the direction of rotation - forward facing and against the shear tool 3 inclined surface 44, which thus on the one hand forms a streamlined profile in the mass to be processed, on the other hand, this mass against the deflects respective shear tool 3 out.
Wie aus Fig. 27 ersichtlich wird, ist das Extrudergehäuse 103a modular aufgebaut, wobei die einzelnen Module durch Spannschrauben 37 zusammengepresst sind, was gleichzeitig die jeweils vorausberechnete Kraft der Belastungseinrichtung (Feder 6 im Federgehäuse 6b) bestimmt und erzeugt. Das heisst, dass an sich die Belastung der durch die Feder 6 jeweils durch die Geometrie bzw. die Länge der Hülsen 43 bestimmt wird. Gegebenenfalls kann man aber zwischen einander gegenüberliegenden Hülsen (vgl. Fig. 28) eine Spreizvorrichtung zum Einstellen der Federkraft vorsehen, also beispielsweise einen Exzenter bzw. eine Nocke, ein Kniehebelgelenk o.dgl. Jeder Modul umfasst eine temperierbare Scherplatte 1b und dazwischen das Gehäuse 103a, welches, wie gezeigt, ebenfalls temperierbar ist. Wie ersichtlich sind die Arme 18 an der Antriebswelle 111" jeweils gegeneinander gekehrt axial verschiebbar mit ihren Hülsen 43 aufgezogen, so dass gemäss Fig. 28 ihre freien Enden 130 gegeneinander stossen. Im nicht eingebauten Zustand definiert dies den unbelasteten Abstand 131a (vgl. den belasteten Abstand 131 in Fig. 27) der einander gegenüberliegenden Scherkanten 3d von der jeweiligen Scherplatte 1b (vgl. Fig. 27, 28). Zwischen den jeweiligen Scherein- heiten 1b, 18 befinden sich, vorteilhaft temperierbare, Zwischenplatten 38, die eine Umlenkung der Strömung von aussen nach (radial) innen erzwingen.As can be seen from FIG. 27, the extruder housing 103a has a modular construction, wherein the individual modules are pressed together by clamping screws 37, which at the same time determines and generates the respective predicted force of the loading device (spring 6 in the spring housing 6b). This means that in itself the load is determined by the spring 6 respectively by the geometry or the length of the sleeves 43. Optionally, however, can provide a spreading device for adjusting the spring force between opposing sleeves (see Fig. 28), ie, for example, an eccentric or a cam, a toggle joint or the like. Each module comprises a temperature-controllable shear plate 1b and in between the housing 103a, which, as shown, is also tempered. As can be seen, the arms 18 are mounted axially displaceably on the drive shaft 111 '' with their sleeves 43, so that their free ends 130 abut against each other as shown in Fig. 28. In the uninstalled state, this defines the unloaded distance 131a (see Figs Distance 131 in Fig. 27) of the opposite shear edges 3d from the respective shear plate 1b (see Fig. 27, 28). 1b, 18 are located, advantageously temperable, intermediate plates 38, which force a deflection of the flow from the outside to (radially) inside.
Auf diese Weise tritt die zu bearbeitende Masse über die Zufuhrleitung 113 in einen nach rechts zu (gesehen in Fig. 27) in nicht dargestellter Weise abgedichteten Ringraum 40 rund um die Welle 111" ein und wird dann von der radial inneren Seite her, gegebenenfalls unterstützt durch die Zentrifugalkraft, beispielsweise bei einer Ausbildung der Arme 18 im Sinne der Fig. 9, nach radial aussen geleitet, wie die Pfeile in Fig. 27 zeigen. Teilweise aber tritt die Masse schon zwischen den Armen 18 hindurch und erreicht einen wiederum radial innen gelegenen Spalt 41 der Zwischenscheiben 38, von wo sie über die nächste Scherplatte 1 b radial nach aussen zur Durchtrittsöffnung 112 der nächsten Scherplatte 1b gelangt. Dies wiederholt sich beliebige Male, wobei gegebenenfalls allseitig temperierbare Konditionierräume 42 vorgesehen werden. Am Ende tritt dann die bearbeitete Masse über einen ähnlich dem Ringraum 40 ausgebildeten Ringraum 40a und eine Austragleitung 109a wieder aus.In this way, the mass to be processed passes through the supply line 113 in a to the right (as seen in Fig. 27) sealed in a manner not shown annular space 40 around the shaft 111 "and is then from the radially inner side, if necessary supported 9, directed radially outward, as shown by the arrows in Fig. 27. In part, however, the mass already passes between the arms 18 and reaches a turn radially inward The gap 41 of the intermediate disks 38, from where it passes radially outward via the next shear plate 1b to the passage opening 112 of the next shear plate 1b, repeats itself arbitrarily, possibly conditioning conditioning chambers 42 which can be tempered on all sides a similar to the annulus 40 formed annular space 40a and a discharge line 109a again.
Während Fig. 29 in Perspektivansicht jene Ausführung mit einer vollen Antriebswelle 111 und den Armen 18 veranschaulicht, wie sie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1A, 1 B Verwendung finden, zeigt Fig. 30 die hohle Antriebswelle 111', welche bei der Ausführung nach den Fig. 11A und 11b verwendet wird.While Fig. 29 illustrates in perspective view that embodiment with a full drive shaft 111 and the arms 18 as used in the embodiment of Figs. 1A, 1B, Fig. 30 shows the hollow drive shaft 111 'which in the embodiment of Figs Figs. 11A and 11B is used.
Aus den obigen Varianten ist ersichtlich, dass die Erfindung die verschiedenste Gestalt annehmen kann, wobei lediglich die kardanische Lagerung der Scherwerkzeuge 3 von Bedeutung ist. Diese Scherwerkzeuge 3 sind bevorzugt derart rechteckig, wie dies in den Fig. 21 oder 23 dargestellt ist, doch sind auch andere Formen möglich. It can be seen from the above variants that the invention can take on a wide variety of shapes, with only the gimbal bearing of the shearing tools 3 being of importance. These shearing tools 3 are preferably as rectangular as shown in Figs. 21 or 23, but other shapes are possible.

Claims

Patentansprüche claims
1. Bearbeitungsvorrichtung (101 ; 101 a; 101 b) zum Bearbeiten von Dispersionen mit mindestens einem gegenüber einer Scherfläche einer Scherplatte (1 ; 1a, 1') zu einer streichenden Bewegung geführten und über eine Antriebswelle (111 ; 111 '; 111") zu einer Drehbewegung (16) angetriebenen länglichen Scherwerkzeug (3), dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Scherwerkzeug (3) sich unter einem Winkel (z.B. -α,+α) quer zur Achse (111a) der Antriebswelle (111 ; 111 '; 111 ") erstreckt, dass das jeweilige Scherwerkzeug (3) eine im wesentlichen quer zur Achse (111a) der Antriebswelle (111 ; 111'; 111") verlaufende Scherkante (3d) an einer Scherfläche (3c) besitzt, dass das jeweilige Scherwerkzeug (3) mit der Antriebswelle (111) über ein Kardangelenk (1 Oa) verbunden ist, und dass eine Belastungseinrichtung (6), insbesondere eine Feder, vorgesehen ist, welche etwa im Bereiche der Scherkante (3d) oder nahe dieser die Scherkante (3d) gegen die Scherplatte (1 ; 1a; 1") hin belastet, während die Scherfläche (3c) auf Grund des Kardangelenkes (10a) einerseits und der Belastungseinrichtung (6a) anderseits, einen Einzugswinkel (4) bildend, schräg zur Scherplatte (1; 1a; 1 ') verläuft.1. Processing device (101, 101 a, 101 b) for processing dispersions having at least one surface guided against a shear surface of a shear plate (1, 1 a, 1 ') for a sweeping movement and via a drive shaft (111, 111', 111 ") to a rotary movement (16) driven elongate shearing tool (3), characterized in that the respective shearing tool (3) at an angle (eg -α, + α) transversely to the axis (111a) of the drive shaft (111; 111 ', 111 ) that the respective shearing tool (3) has a shearing edge (3 a) extending essentially transversely to the axis (111 a) of the drive shaft (111; 111 '; 111 "), that the respective shearing tool (3 ) is connected to the drive shaft (111) via a universal joint (10a), and that a loading device (6), in particular a spring, is provided, which approximately in the region of the shearing edge (3d) or close to the shearing edge (3d) against the shear plate (1, 1a, 1 ") loaded, while the shearing surface (3c) due to the universal joint (10a) on the one hand and the loading device (6a) on the other hand, forming a pull-in angle (4), obliquely to the shear plate (1; 1a; 1 ').
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der folgenden Merkmale vorgesehen ist:2. Device according to claim 1, characterized in that at least one of the following features is provided:
a) die Scherplatte (1 ; 1a; 1') ist als im wesentlichen ebene Scheibe oder Teller ausgebildet; b) das Scherwerkzeug (3) ist im wesentlichen länglich rechteckig, wobei vorzugsweise das Kardangelenk (10a) in einem Abstand von der Scherkante (3d) angeordnet ist; c) es sind mindestens zwei Scherwerkzeuge (3), z.B. vier, vorgesehen, die vorzugsweise in gleichmässigen Winkelabständen rund um die Antriebswelle (111 ; 111'; 111") angeordnet sind; d) wenigstens zwei Belastungseinrichtungen (6) ist jeweils eine individuelle Justiereinrichtung (122) zum Einstellen der Kraft zugeordnet, vorzugsweise aber auch eine Gesamtjustiereinrichtung (17, 140).a) the shear plate (1, 1a, 1 ') is formed as a substantially flat disc or plate; b) the shearing tool (3) is substantially oblong rectangular, wherein preferably the universal joint (10 a) at a distance from the shearing edge (3d) is arranged; c) at least two shearing tools (3), eg four, are provided, which are preferably arranged at uniform angular intervals around the drive shaft (111, 111 ', 111 "); d) at least two loading devices (6) are each associated with an individual adjusting device (122) for adjusting the force, but preferably also a total adjusting device (17, 140).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Scherwerkzeug (3) an der dem Kardangelenk (10a) gegenüberliegenden, vorzugsweise radial aussen liegenden, Ende mittels einer Führungsanordnung (119) im wesentlichen senkrecht zur Drehrichtung bzw. parallel zur Achse der Antriebswelle geführt ist, dass bevorzugt die Führungsanordnung (119) von einem Langloch an einem von der Antriebswelle abstehenden Arm (18) gebildet ist, und dass zweck- mässig diese Führungsanordnung (119) das Scherwerkzeug (3), insbesondere einen daran befestigten, gegebenenfalls zylindrischen, Zapfen (10), mit Spiel in Drehrichtung führt, beispielsweise indem die Breite des Langloches grösser ist als der Durchmesser des Zapfens (10).3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the shearing tool (3) on the universal joint (10 a) opposite, preferably radially outward end by means of a guide arrangement (119) substantially perpendicular to the direction of rotation or parallel to the axis of Drive shaft is guided, that preferably the guide assembly (119) of a slot on an extending from the drive shaft arm (18) is formed, and that expediently this guide assembly (119) the shearing tool (3), in particular attached thereto, optionally cylindrical , Pin (10), with play in the direction of rotation, for example, by the width of the elongated hole is greater than the diameter of the pin (10).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kardangelenk (10a; 10a') einer der folgenden Bedingungen genügt:4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the universal joint (10a, 10a ') satisfies one of the following conditions:
a) es besitzt eine Längsachse (O), die in einem Abstand, insbesondere am der Scherkante (3d) gegenüberliegenden, die Breite (11) des Scherwerkzeuges (3) begrenzenden Ende des Scherwerkzeuges (3), von der Scherkante (3d) gegenüber der Achse (111a) der Antriebswelle (111 ; 111 '; 111") etwa radial verläuft, wobei vorzugsweise das der Antriebswelle (111 ; 111'; 111") abgewandte Ende des Scherwerkzeuges (3) eine Bewegung parallel zur Achse (111a) der Antriebswelle (111 ; 111 '; 111 ") zulassende Führung aufweist, bevorzugt mit einem einen Längsschlitz (119) durchsetzenden Lagerzapfen (10), wobei zweckmässig die Lagerung in Richtung der Drehbewegung (5) ein Spiel aufweist; b) es ist bezüglich der Antriebswelle(111; 111'; 111 ") an der radial inneren Seite angeordnet; c) es umfasst einen am Scherwerkzeug (3) angebrachten Zapfen (10a) mit gegen das freie Ende abnehmendem Durchmesser. a) it has a longitudinal axis (O) at a distance, in particular at the shear edge (3d) opposite, the width (11) of the shear tool (3) delimiting end of the shearing tool (3), of the shearing edge (3d) relative to the Axial (111a) of the drive shaft (111; 111 ', 111 ") extends approximately radially, preferably the drive shaft (111; 111';111") facing away from the end of the shear tool (3) a movement parallel to the axis (111a) of the drive shaft (111; 111 '; 111 ") allowing guide, preferably with a longitudinal slot (119) passing through journal (10), expediently the bearing in the direction of rotational movement (5) has a game b) it is with respect to the drive shaft ( 111, 111 ', 111 ") are arranged on the radially inner side; c) it comprises a pin (10a) attached to the shearing tool (3) with a diameter decreasing towards the free end.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherplatte (1 ; 1a; 1') einer der folgenden Bedingungen genügt:5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shear plate (1, 1a, 1 ') satisfies one of the following conditions:
a) sie ist als im wesentlichen ebener Teller ausgebildet, der jedoch gegebenenfalls im Querschnitt zwischen Zentrum und Peripherie sägezahnartig ausgebildet ist; b) sie besitzt mindestens eine Durchtrittsöffnung (112) für die bearbeitete Masse, vorzugsweise eine Mehrzahl solcher Öffnungen (112), die wenigstens über einen Teilbereich der Fläche, insbesondere um einen Umfangsbereich derselben, verteilt sind.a) it is formed as a substantially planar plate, which, however, is optionally formed in a sawtooth cross-section between the center and periphery; b) it has at least one passage opening (112) for the machined mass, preferably a plurality of such openings (112), which are distributed over at least a portion of the surface, in particular around a peripheral region thereof.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Scherwerkzeug (3) von einem es der Länge nach übergreifenden Arm (18) getragen ist - vorzugsweise mittels zweier einander gegenüberliegender Lager- bzw. Führungsanordnungen (10, 10a), von denen eine, insbesondere die der Antriebswelle (111 ; 111'; 111") näher liegende, von dem Kardangelenk (10a) gebildet ist, und dass der Arm (18) vorzugsweise eine - in Drehrichtung - nach vorne zu weisende und gegen das Scherwerkzeug (3) hin geneigte Fläche aufweist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective shearing tool (3) by a longitudinally cross-arm (18) is supported - preferably by means of two opposing bearing or guide assemblies (10, 10 a), of one, in particular that of the drive shaft (111; 111 ', 111 ") closer, is formed by the universal joint (10a), and that the arm (18) preferably one - in the direction of rotation - forward facing and against the shearing tool ( 3) has an inclined surface.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Scherkante (3d) zu dem von der Achse (111a) der Antriebswelle (111 ; 111'; 111") ausgehenden Radius unter einem von 90° abweichenden Winkel (-α,+α) steht, insbesondere unter einem der Drehrichtung (16) entgegengesetzten, radial nach aussen zu rückwärts gerichteten und so eine Pumpwirkung entfaltenden Winkel (-α) und/oder unter einem zur Drehrichtung (16) gesehen, radial nach aussen zu vorwärts gerichteten und so der Zentrifugalkraft entgegenwirkenden Winkel (+α).7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective shearing edge (3d) to the of the axis (111a) of the drive shaft (111; 111 '; 111 ") outgoing radius at a deviating angle of 90 ° (-α , + α), in particular under one of the rotational direction (16) opposite, radially outwardly directed backwards and thus unfolding a pumping action angle (-α) and / or seen to a direction of rotation (16), radially outwardly to the front and so the centrifugal force counteracting angle (+ α).
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherplatte (1 ; 1a; 1") zumindest drehfest, vorzugsweise im wesentlichen ortsfest, in ein, beispielsweise rohrartiges, Behältnis (101; 101a; 101 b) eingebaut oder in dieses mit Hilfe einer Hebeeinrichtung (127) einsenkbar ist, und dass vorzugsweise in der Scherplatte (1 ; 1a; 1') mindestens ein Temperierkanal (25, 120) vorgesehen ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shear plate (1; 1a; 1 ") at least rotationally fixed, preferably substantially stationary, in a, for example, tube-like, container (101; 101a; 101 b) installed or in this by means of a lifting device (127) is einenkbar, and in that at least one tempering channel (25, 120) is preferably provided in the shear plate (1; 1a; 1 ').
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Scherplatten (1b) ortsfest in einem rohrförmigen Gehäuse (103a) angeordnet sind, wobei die zugehörigen Scherwerkzeuge (3) einander abgewandt gegenüber einer antreibenden Formwelle (111 ") verschiebbar aber drehfest, vorzugsweise mittels mit ihnen fest verbundenen Hülsen (43) angeordnet sind, und dass gegebenenfalls der Druck der Belastungseinrichtung (6) durch die Abmessungen gegeneinander spannbarer Abschnitte des Gehäuses (103a) bestimmt ist.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two shear plates (1b) are arranged stationarily in a tubular housing (103a), wherein the associated cutting tools (3) facing away from a driving forming shaft (111 ") slidably but rotationally fixed , are preferably arranged by means of sleeves (43) fixedly connected to them, and that optionally the pressure of the loading device (6) is determined by the dimensions of mutually tensionable sections of the housing (103a).
10. Verwendung einer Vorrichtung mit mindestens einem Scherwerkzeug (3), das mit der Antriebswelle (111) über ein Kardangelenk (10a) verbunden ist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Bearbeitung einer Dispersion, insbesondere einer kakaohältigen Masse. 10. Use of a device with at least one shearing tool (3) which is connected to the drive shaft (111) via a universal joint (10 a), according to one of the preceding claims for the processing of a dispersion, in particular a cocoa-containing mass.
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