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Die Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Kneteinrichtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren und gleichzeitig hin- und herbewegbaren Schneckenwelle, welche mit an der Gehäuseinnenwand angeordneten, radial nach innen abstehenden Knetzähnen versehen ist, wobei der Steg des Schneckenganges der Welle zur Bildung von Schneckenflügeln und annähernd ebenen Begrenzungsflächen pro Steigung mindestens viermal unterbrochen ist, und wobei mindestens vier Reihen von Knetzähnen vorgesehen sind.
Bei solchen Einrichtungen treten die Knetzähne bei der Rotation und Oszillation der Welle durch zwischen den Schneckenflügeln vorhandene Lücken hindurch. Dabei ist es notwendig, die geometrische Ausbildung der Schneckenflügel unter Berücksichtigung der Bewegung der Schneckenwelle so auf die Lage der Knetzähne abzustimmen, dass letztere möglichst eng an den Schneckenflügeln vorbeiziehen, um Scherkräfte in das Produkt einzuleiten und das Material abzustreifen. Bisher hat man dreiflügelige Wellen gebaut, indem der spiralförmig sich um die Welle herumziehende Schneckengang pro vollem Umgang dreimal unterbrochen wurde, wobei drei Knetzahnreihen an der Gehäusewand angebracht sind.
Um den Zwischenraum zwischen Flügel und Knetzähnen so klein wie möglich zu gestalten, ist eine sehr komplizierte Formgebung der Schneckenflügel und damit eine zeitraubende Bearbeitung erforderlich, so dass die Schneckenflügel nicht mit einfachen maschinellen Herstellungsmethoden gefertigt werden können.
Um zu ermöglichen, dass auch bei einem einfach herstellbaren Schneckenflügel möglichst günstige Verhältnisse in bezug auf Scherkräfte und Abstreifeigenschaften herrschen, hat die Patentinhaberin im Stammpatent vorgeschlagen, den Steg des Schneckenganges pro Steigung mindestens viermal zu unterbrechen, so dass eine sogenannte vierflügelige Welle entsteht, welche mit vier Reihen von Knetzähnen zusammenwirkt. Damit kann die relative Bewegungsbahn zwischen Flügel und Knetzahn schon recht gut aufeinander abgestimmt werden.
Um nun aber optimale Verhältnisse zu schaffen, wird mit der Erfindung eine weitere Ausgestaltung der im Stammpatent beschriebenen Einrichtung vorgeschlagen. An Stelle der bisher verwendeten Schneckenflügel, welche in der Abwicklung so gut wie möglich der sinoidalen Axialbewegung angepasst wurden, wird eine günstige, in der Fabrikation leicht zu bearbeitende Flügelform vorgeschlagen, welcher die Axialbewegung der Welle angepasst wird. Demgemäss ist die Einrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass der für die Axialbewegung der Welle vorgesehene Antrieb eine der Form der Misch- und Knetflügel anpassbare Steuerung aufweist.
Die Bewegung der Schneckenwelle kann dabei durch mindestens eine der Flügelform angepasste Schablone steuerbar sein.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Schnecke in Abwicklung dargestellt.
In der Zeichnung ist die Abwicklung einer Misch- und Kneteinrichtung dargestellt, deren Schneckengang pro Umgang achtmal unterbrochen ist, um acht Misch- und Knetflügel zu bilden, die in der Zeichnung mit --l-- bezeichnet sind. Mit diesen Misch- und Knetflügeln wirken acht Reihen von Knetorganen--2-- zusammen, die beispielsweise als in die Gehäuseinnenwand eingesetzte Bolzen ausgebildet sein können.
Wie aus der Zeichnung deutlich zu sehen ist, sind die Flügel als Abschnitte eines einfach und billig herstellbaren Gewindeganges ausgebildet, welche im Querschnitt die Form eines Rhombus besitzen. Es sind keine kostspieligen Hinterfräsungen der Flügel notwendig. Selbstverständlich lässt sich auch jede andere, einfach herstellbare Form für die Flügel verwenden.
Die Axialbewegung der Welle wird nun so gesteuert, dass die relative Bewegungsbahn der Knetorgane --2-- gegenüber den Flügeln--l--möglichst genau der Kontur der letzteren entspricht. Es muss lediglich
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wurde die Darstellung so gewählt, wie wenn sich die Knetorgane--2--an den ruhenden Flügeln--l-- vorbeibewegen würden, während es in Wirklichkeit ja umgekehrt ist. Für das Prinzip der Erfindung spielt dies jedoch keine Rolle. Die beispielsweise Bewegungsbahn in axialer Richtung während einer Umdrehung setzt sich aus einer Anzahl Geraden zusammen, die ja die die Flügel begrenzenden Flächen Ebenen sind.
Während der Abstand zwischen zwei horizontalen Linien in der Zeichnung einer Drehung der Welle um 450 entspricht, bedeutet ein sich senkrecht zu diesen Linien erstreckender Verlauf der Bahn einen Stillstand der axialen Verschiebung der Welle, während ein Verlauf der Bahn nach links einen Vorwärtshub und nach rechts einen Rückwärtshub bedeutet.
Um zu verdeutlichen, wie eng die Flügel--l--an den Knetorganen--2--vorbeistreifen, wurden die relativen Bahnen eines Knetorgans--2a und 2b--eingezeichnet. Wie man sieht, verbleibt um die Flügel--la und lb--herum lediglich ein geringes Spiel.
Bei einer solchen Zick-Zack-Bewegung der Welle kann der Austritt des Produktes in einfacher Weise beeinflusst werden. So kann bei einem kürzeren Rückgang der Welle ein langsames gleichförmiges Ausstossen oder bei langem Rückgang der Welle ein kurzes starkes Ausstossen ohne weiteres erreicht werden. Ferner kann die durch die Welle erzielte Rückförderung nach Belieben gross oder klein gehalten werden.
Die für die gebräuchlichen Wellen typische Pulsation des Produktenaustrittes kann bei der vorgeschlagenen Lösung in der Weise vermindert oder aufgehoben werden, indem über mehr als 1800 Wellendrehung ausgestossen wird, während über weniger als 1800 die Welle axial zurückgezogen wird. Je nach Konstruktion kann die Axialbewegung bis drei Viertel Ausstoss und ein Viertel Rückgang umfassen.
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Das Getriebe für die Axialbewegung der Welle weist eine Steuereinrichtung auf, welche in Funktion der Flügelform wirkt. Die Steuerung kann eine, der Flügelform entsprechend gewählte Schablone oder auch hydraulische Mittel umfassen, wobei die konstruktive Ausbildung aus Fig. 3 der Schweizer Patentschriften
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Schliesslich sei noch die Möglichkeit erwähnt, dass bei entsprechender Flügelform die nicht sinusoidale hinund hergehende Bewegung in Kombination mit der Rotation der Welle mechanisch entsteht aus der Bahn eines Punktes--P--, der mit einem Kreis vom Radius--r--im Abstand--a--vom Mittelpunkt--M--des Kreises fest verbunden ist, wenn dieser Kreis, ohne zu gleiten, auf einer Geraden rollt. Dabei kann der Abstand --a-- gleich, grösser oder kleiner als der Radius--r--gewählt werden. Ein Getriebe zur Erzeugung solcher Bewegungen ist unter Umständen billiger herzustellen als ein entsprechendes sinusoidal arbeitendes Getriebe.
Auch sind andere Antriebe gegebenenfalls von Vorteil, beispielsweise mechanisch entstanden als Bahn eines Punktes-P'--, wenn ein Kreis-k-mit dem Radius-r'-auf der Aussenseite eines festen Kreises --K-- mit dem Radius--R--abrollt. Je nach dem Abstand--a'--des Punktes--P'--vom Mittelpunkt --M-- des Kreises--k--ergeben sich wieder unterschiedliche Bewegungsbahnen für a'= r', a'grösser als r', oder a'kleiner als r'. Weitere Bewegungsformen lassen sich mit r'= R oder 3r'= R erhalten, wobei letzteres bereits einer Sonderform der vorerwähnten Schablonensteuerung entsprechen würde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Misch- und Kneteinrichtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren und gleichzeitig hinund herbewegbaren Schneckenwelle, welche mit an der Gehäuseinnenwand angeordneten, radial nach innen abstehenden Knetzähnen versehen ist, wobei der Steg des Schneckenganges der Welle zur Bildung von Schneckenflügeln mit annähernd ebenen Begrenzungsflächen pro Steigung mindestens viermal unterbrochen ist, und wobei mindestens vier Reihen von Knetzähnen vorgesehen sind, nach Patent Nr. 315467,
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