CH497195A

CH497195A - Misch- und Kneteinrichtung

Info

Publication number: CH497195A
Application number: CH538769A
Authority: CH
Original assignee: Buss Ag
Priority date: 1969-04-02
Filing date: 1969-04-02
Publication date: 1970-10-15
Also published as: BR7017929D0

Description

Misch- und Kneteinrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Kneteinrichtung, welche eine in einem Gehäuse rotierende und hin und her gehende Welle aufweist, die Rühr- und Knetorgane trägt, welche mit im Gehäuse angeordneten Knetschikanen zusammenwirken.

Die hin und her gehende Bewegung der Welle ist dabei so begrenzt, dass die Rühr- und Knetorgane nicht auf die Knetschikanen auftreffen können.

Solche Misch- und Kneteinrichtungen sind bekannt und sind meistens so ausgebildet, dass infolge der der Drehbewegung überlagerten synchronen Hin- und Herbewegung der Welle, diese im Verlaufe jeder Drehung einmal die vorderste und einmal die hinterste Stellung im Knetgehäuse einnimmt, wobei die feststehenden Knetschikanen während der Drehung durch die Flügel lücken hindurch treten und das Knetgut von den Flügeln abstreifen. Zwischen Flügel und Schikarre bildet sich ein keilförmiger Raum, durch den Teil des Knetgutes hindurchgepresst wird'. Die Misch- und Knetwirkung kann durch eine speziell gewählte Formgebung der Knetorgane festgelegt werden, wobei durch das Teilen des Materialstromes die Mischwirkung und durch das aneinander Vorbeigleiten der Knetorgane die Knetwirkung erreicht wird.

Die gleichzeitig rotierende und hin und her gehende Bewegung ergibt eine sinuskurvenähnliche Bahn, wobei der Materialdurchsatz über einen weiten Bereich der Drehzahl der Welle proportional ist. Die rotierende und gleichzeitig hin und her gehende Bewegung der Welle wurde mittels eines Spezialgetriebes erzeugt, wobei das gegebene Verhältnis von Durchsatz zur Misch- und Knetleistung nur in gewissen Grenzen veränderbar war.

So wurde bereits vorgeschlagen, ganz oder teilweise geschlossene Schneckengänge anzuwenden, um eine zusätzliche Materiallängsströmung zu erzielen. Eine andere Lösung bestand darin, dass durch Schrägstellen der Schneckenflügel gegenüber der Schraubenlinie, auf der sie angeordnet sind, eine bemerkbare Steigerung des Materialdurchsatzes bewirkt werden konnte. Diese Steigerung trat oft bereits beim Anschrägen der Flügelkanten ein. Eine Drosselung des Durchsatzes bei gegebener Drehzahl konnte durch das Verdicken des Wellenkerns oder durch die Anordnung von Stauelementen erzielt werden.

Es soll noch besonders darauf hingewiesen werden, dass bei allen bisher bekanntgewordenen Misch- und Kneteinrichtungen mit flügelartig unterbrochenen Schneckengängen der Hub nur im ganzzahligen Verhältnis zur Drehbewegung bekannt ist, wobei das Verhältnis meistens oder sogar fast ausschliesslich 1:1 beträgt.

Zweck der Erfindung ist eine Misch- und Kneteinrichtung vorzuschlagen, bei welcher die Durchsatzleistung in einem grossen Bereich und mit einfachen Mittel stufenlos eingestellt werden kann, wie dies beispielsweise bei vielen chemischen Reaktionsprozessen erforderlich ist.

Die Misch- und Kneteinrichtung weist eine in einem Gehäuse rotierende und hin und her gehende Welle auf, die Rühr- und Knetorgane trägt, welche mit im Gehäuse angeordneten Knetschikanen zusammenwirken, wobei die hin und her gehende Bewegung der Welle so begrenzt ist, dass die Rühr- und Knetorgane nicht auf die Knetschikanen auftreffen können. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Drehbewegung einerseits und für die Hin- und Herbewegung der Welle anderseits vollständig unabhängige Antriebs mittel vorgesehen sind, wobei das Antriebsmittel für die Drehbewegung und das Antriebsmittel für die Hin- und Herbewegung der Welle für jede Antriebseinrichtung einzeln und unabhängig regelbar ist, in der Weise, dass verschiedene Vorwärts- und Rückwärtsgeschwindigkeiten einstellbar sind.

Es wurde nämlich gefunden, dass bei schnellem Vorwärtshub und langsameren Rückwärtshub die Durchsatzmenge beeinflusst werden kann.

Durch diese Regelung der Hubgeschwindigkeit, indem verschiedene Hubgeschwindigkeiten vorwärts und rückwärts eingehalten werden, kann die gewünschte Durchsatzmenge stufenlos eingestellt werden. Der Misch- und Kneteffekt ist durch die Änderung der Drehzahl vom Hub nahezu unabhängig einstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Misch- und Kneteinrichtung ohne Antrieb,
Fig. 2 eine Abwicklung der Kneterwelle nach Fig. 1 mit drei Varianten a-c der Hubbewegung,
Fig. 3 eine Antriebsvorrichtung im Vertikalschnitt.

Die Misch- und Kneteinrichtung weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, welches mit einem trichterförmigen Einlass 2 für Feststoffe und mit einem Einlass 3 für Flüssigkeiten, Pasten oder fluidisierten Pulvern versehen ist. Am anderen Ende des Gehäuses befindet sich ein Austrittsdüse 4. Der Gehäusewand entlang sind Knetschikanen 5 angeordnet, welche von aussen her durch entsprechende Öffnungen eingesteckt und gesi- chert werden können. Dabei ist es möglich, die Knetschikanen oder einzelne davon mit Bohrungen zu versehen, welche für die zusätzliche Materialzufuhr dienen können.

Im Gehäuse 1 ist eine Kneterwelle 6 angeordnet, welche zweckmässigerweise auf der Getriebeseite (links) gelagert und im Knetgehäuse abgestützt sein kann. Das getriebeseitige Wellenlager ist mit 7 bezeichnet. Im Bereiche des trichterförmigen Einlasses sind durchgehende Schneckenwindungen 8 auf der Welle 6 vorgesehen, mittels welchen das Material in den Mischraum 9 eingezogen wird. Anschliessend an die Schneckenwindungen sind auf der Welle Knetflügel 10 vorgesehen. Die erwähnten Knetschikanen 5 sind den Knetflügeln 10 entsprechend verteilt, gegebenenfalls in mehreren Reihen schraubenlinienförmig versetzt.

Im Mischraum 9 wird das Material besonders intensiv gemischt und geknetet, wobei als Abschluss des Mischraumes ein Stauring 11 in das Gehäuse 1 eingesetzt ist. Über diesen Stauring 11 wird'das bearbeitete Produkt in den Raum 13 des Gehäuses 1 gestossen. Der Raum 13 ist mit einem länglichen Entgasungsschacht 14 ausgerüstet, welcher das Absaugen flüchtiger Reaktionsprodukte ermöglicht. Dieser Entgasungsschacht wird durch ein Schauglas 20 abgedeckt. Der Abschluss des Entgasungsraumes 13 wird durch Gangschliesselemente 15 gebildet, wodurch sich eine Drosselung der Rückströmung, die von der Austrittsdüse 4 her entsteht, erzielen lässt.

Es sei ferner erwähnt, dass die Kneterwelle 6 als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Zuleitung 16 und eine Rückleitung 17 für ein Heizmedium besitzt. Es sei ferner noch die mit 18 bezeichnete Dosierpumpe erwähnt, mittels welcher eine Flüssi°keitskomponente durch eine Leitung 19 durch den Einlass 3 gefördert wird.

In den Fig. 2 ist die Abwicklung der Welle 6 gezeigt, wobei die Stellungen der Knetschikanen 5 bezüglich der Welle bei verschiedenen Kombinationen von Rotationsund Hubbewegungen angegeben sind. Die Linie a ergibt sich, wenn man eine Axialbewegung pro Umdrehung einstellt. Die Linie b zeigt zwei Axialbewegungen pro Umdrehung und die Linie c ebenfalls zwei Bewegungen, aber mit Stillstand in den Endpunkten über 150 der Drehung. Es ist deutlich, wie man es in der Hand hat, den ganzen periodisch wiederkehrenden Abstreifeffekt über die ganze Knetflügelbreite einzuregulieren.

In der Fig. 3 ist die Antriebs einrichtung schematisch dargestellt. Das aus dem Gehäuse 1 ragende Ende der Kneterwelle 6 ist mit einer Antriebswelle 21 verbunden, welche sich gleichachsig zur Kneterwelle 6 erstreckt. Die Antriebswelle 21 ist in Gleitlagern geführt und steht mit einem Antriebsmotor 22 in Verbindung. Der Antriebsmotor 22 ist mit einer Zahnradübersetzung 23 ausgerüstet, welche mit einem auf der Welle 21 aufgekeilten Zahnrad 24 kämmt. Das aus dem Getriebe ragende Ende der Welle 21 ist mit Anschlüssen 25 und 26 für ein Heizmedium zum Beheizen der Welle vorgesehen.

Die hin und her gehende Bewegung der Welle wird durch einen separaten Antrieb erzeugt, welcher einen Motor 27 aufweist. Dieser Motor ist stufenlos regelbar und besitzt eine Antriebswelle 28, die eine aus tauschbare Kurvenscheibe 29 trägt. Die wirksame Bahn der Kurvenscheibe ist so gewählt, dass der Hub in der Förderrichtung rasch und der Rücklauf langsam erfolgt.

Gegen diese Kurvenscheibe 29 kommt der Kopf 30 eines Steuerorgans zur Auflage, welches in einem Steuerzylinder 31 Aufnahme findet. Das Steuerorgan ist als Steuerschieber 32 ausgebildet. An den Steuerschieber 32 ist eine Druckpumpe 33 angeschlossen, welche durch den Motor 27 angetrieben wird. Ferner steht das Steuerorgan mit einem Arbeitszylinder 34 in Verbindung, welcher die Antriebswelle 21 gleichachsig umschliesst und in welchem Arbeitszylinder ein Arbeitskolben 35 gleitbar gelagert ist. Der Arbeitskolben 35 umfasst als Hohlwelle die Antriebswelle 21, so dass letztere frei rotieren kann. Die Antriebswelle 21 trägt Gleitringe 36, zwischen welchen unter Einschaltung von Kugellagern 37 der Arbeitskolben 35 angeordnet ist.

Je nach der Stellung des Steuerschiebers 32 strömt Hydrauliköl entweder durch die Leitung 38 oder durch die Leitung 39 in den Arbeitszylinder 34, wodurch der Arbeitskolben 35 nach rechts oder nach links verschoben wird. Da der Arbeitskolben 35 nicht mitdreht, sind Federn 40 zum Ausgleich der Schubkräfte im Hydraulikzylinder eingebaut.

Zur Feinregulierung der Hubbewegung ist ein Grenzregler vorgesehen, welcher eine Gestängeübersetzung 41 aufweist. Diese steht einenends mit einer Führung 42 des Arbeitskolbens 35 in Verbindung und ist andernends bei 43 schwenkbar gelagert.

Die Mitte des Gestänges ist mit dem Steuerschieber 32 verbunden. Mit dem Grenzregler wird der Ölfluss so lange aufrechterhalten, bis die Endstellungen des Arbeitskolbens erreicht sind. Je nach Form der Kurvenscheibe 29 können eine oder beide Endstellungen zum Beispiel über 150 der Kurvenscheibendrehung gehalten werden, bevor mit dem Steuerschieber 32 die Ölflussrichtung verändert wird.

Der hydraulische Antrieb zur Hin- und Herbewegung der Welle 21 wird durch die erwähnte Feder 40 wesentlich entlastet, indem sie in der Ausstossrichtung zusätzliche Kraft liefert und im Rückwärtshub Kraft speichert.

In der beschriebenen Weise erfolgt die hin und her gehende Bewegung der Kneterwelle vollkommen unabhängig von der rotierenden Bewegung. Der Mischund Kneteffekt bleibt in weitem Bereich nahezu unabhängig vom Hub und wird nur durch die Änderung der Drehzahl eingesstellt. Für die Antriebe können einfache und zuverlässige Regelmotoren und in Normalausführung erhältliche Rotations- und Exzentergetriebe verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH

Misch- und; Kneteinrichtung, welche eine in einem Gehäuse rotierende und hin und her gehende Welle auf weist, die Rühr- und Knetorgane trägt, welche mit im Gehäuse angeordneten Knetschikanen zusammenwirken, wobei die hin und her gehende Bewegung der Welle so begrenzt ist, dass die Rühr- und Knetorgane nicht auf die Knetschikanen auftreffen können, dadurch gekennzeichnet, dass für die Drehbewegung einerseits und für die Hin- und Herbewegung der Welle (6) anderseits vollständig unabhängige Antriebsmittel vorgesehen sind, wobei das Antriebsmittel für die Drehbewegung und das Antriebsmittel für die Hin- und Herbewegung der Welle für jede Antriebsrichtung einzeln und unabhängig regelbar ist, in der Weise, dass verschiedene Vorwärtsund Rückwärtsgeschwindigkeiten einstellbar sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kneterwelle mit einer Antriebswelle (21) verbunden ist, welche mit Hilfe eines Antriebsmotors (22) unter Zwischenschaltung einer Zahnradübersetzung (23, 24) angetrieben wird, in der Weise, dass gleichzeitig eine hin und her gehende Bewegung der Welle (21) erfolgen kann.

2. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für hin und her gehende Bewegung der Welle (21) ein mit Hilfe im Sinne einer axialen Verschiebung abwechselnd in beiden Richtungen auf einen die Welle (21) gleichachsig umgebenden Arbeitskolben (35) einwirkt.

3. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (35) als Hohlwelle ausgebildet ist und die Antriebswelle (21) so umfasst, dass sie frei rotieren kann, indem beiderends des Arbeitskolbens mit der Welle (21) starr verbundene Gleitringe (36) vorgesehen sind, gegen welche sich die Stirnseiten des Arbeitskolbens (35) unter Zwischenschaltung von Kugellagern (37) abstützen.

4. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (35) unter Wirkung eines Federorgans (40) steht, welches bestrebt ist, den Arbeitskolben (35) in die eine axiale Endstellung zu bewegen.

5. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1X, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (32) unter Einfluss eines Motors (27) steht, dessen Antriebswelle (28) eine austauschbare Kurvenscheibe (29) trägt, gegen welche das Steuergestänge des Ventils unter Federdruck anliegt.

6. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (32) einen Steuerzylinder (31) aufweist.

welcher mittels Druckleitungen (38, 39) mit dem Arbeitszylinder (34) des Arbeitskolbens (35) verbunden ist.

7. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feinregulierung der Hubbewegung ein Grenzregler vorhanden ist, welcher eine Gestängeübersetzung (41) aufweist, die einerends mit dem Arbeitskolben (35) in Verbindung steht und andernends schwenkbar gelagert ist, wobei die Mitte des Gestänges mit dem Steuerventil verbunden ist.