CH545178A - Misch- und Kneteinrichtung und Verfahren zum Betrieb derselben - Google Patents

Description

  
 



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischund Kneteinrichtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten drehbaren und gleichzeitig hin und her bewegbaren Schneckenwelle, welche mit an der Gehäuseinnenwand angeordneten radial nach innen abstehenden Knetzähnen ausgerüstet ist, wobei der Steg des sich schraubenlinienförmig um die Welle herumziehenden Schneckenganges mindestens viermal pro Steigung unterbrochen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb dieser Einrichtung.



   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 schraubenlinienförmig 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   Schnecken-    flügel 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 Anmelderin schon vorgeschlagen, den sich schraubenlinienförmig um die Welle herumziehenden Schneckengang pro Umgang mindestens viermal zu unterbrechen, so dass eine sogenannte vierflügelige Welle entsteht, welche mit vier Reihen von Knetzähnen zusammenwirken. Damit kann die relative Bewegungsbahn zwichen Flügel und Knetorgan schon recht gut aufeinander abgestimmt werden.



   Um nun aber optimale Verhältnisse zu schaffen, wird mit der vorliegenden Erfindung eine weitere Ausgestaltung einer solchen Einrichtung vorgeschlagen. Anstelle 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 die so gebildeten mindestens vier Schneckenflügel mindestens annähernd ebene Begrenzungsflächen besitzen, welche entlang der Knetzähne bewegbar sind, wobei die Axialbewegung der Welle so steuerbar ist, dass die relative Bewegungsbahn der Schnekkenflügel gegenüber den Knetzähnen möglichst genau der Kontur der Schneckenflügel entspricht.



   Das Verfahren zum Betrieb der   Einrichtuflg    mit, in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren und gleichzeitig hin und her bewegbaren Schneckenwelle und mit an der Gehäuseinnenwand angeordneten, radial nach innen abstehenden Knetzähnen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenwelle eine Drehbewegung und gleichzeitig eine Axialbewegung erteilt wird.



   Auf beiliegender 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 Schneckenflügel zu bilden, die in der Zeichnung mit 1 bezeichnet sind. Mit diesen Misch- und Knetflügeln wirken acht Reihen von Knetzähnen 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 Knetzähne 2 gegenüber den Flügeln 1 möglichst genau der Kontur der letzteren entspricht.



  Es muss lediglich noch das konstruktiv erforderliche Spiel zwischen Flügel 1 und Knetzahn 2 berücksichtigt werden.



   In der Zeichnung ist zur Erläuterung ein beispielsweiser Bewegungsablauf eingezeichnet. Einfachheitshalber wurde die Darstellung so gewählt, wie wenn sich die Knetzähne 2 an den ruhenden Flügeln 1 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, da 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 1 an den Knetzähnen 2 vorbeistreifen, wurden die relativen Bahnen eines Knetzahns 2a und 2b eingezeichnet. Wie man sieht, verbleibt um die Flügel la und   lb    herum lediglich ein geringes Spiel.



   Bei einer solchen Vorwärts-Stillstand-Rückwärts-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.



   Das Getriebe für die Axialbewegung der Welle weist eine Steuereinrichtung auf, welche der Flügelform Rechnung trägt.



  Die Steuerung kann eine der Flügelform entsprechend gewählte Schablone oder auch hydraulische Mittel aufweisen, wobei die konstruktive Ausbildung aus Fig. 3 der Schweizer Patente 497 195 und 504 227 ersichtlich ist. Eine weitere Lösung für einen hydraulischen Antrieb ist ähnlich denkbar, wie aus aus dem Schweizer Patent 507 733 bekannt wurde.



   Schliesslich sei noch die Möglichkeit erwähnt, dass bei entsprechender Flügelform die nicht sinusoidale hin und her gehende 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 wiederum 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   Sonder-    form der vorerwähnten Schablonensteuerung entsprechen würde. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Misch- und Kneteinrichtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren und gleichzeitig hin und her bewegbaren Schneckenwelle, welche mit, an der Gehäuseinnenwand angeordneten, radial nach innen abstehenden Knetzähnen ausgerüstet ist, wobei der Steg des sich schraubenlinienförmig um die Welle herumziehenden Schneckenganges mindestens viermal pro Steigung unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die so gebildeten mindestens vier Schneckenflügel mindestens annähernd ebene Begrenzungsflächen besitzen, welche entlang der Knetzähne bewegbar sind, wobei die Axialbewegung der Welle so steuerbar ist, dass die relative Bewegungsbahn der Schneckenflügel gegenüber den Knetzähnen möglichst genau der Kontur der Schneckenflügel entspricht.

   II. Verfahren zum Betrieb der Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenwelle eine Drehbewegung und gleichzeitig eine Axialbewegung erteilt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Misch- und Kneteinrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung für die Bewegung der Schneckenwelle eine der Flügelform entsprechend geformte Schablone aufweist.

   2. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbewegung eine gleichförmig lineare ist.

   3. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbewegung eine Vorwärts-Stillstand Rückwärts-Bewegung ist.

   4. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbewegung eine komplexe, ungleichför- mige Bewegung ist.