[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Kneten von flüssigen, zähflüssigen,
plastischen, pulverförmigen oder körnigen Stoffen, welche aus wenigstens zwei, auf
zueinander parallelen Wellen in einem Gehäuse angeordneten und gleichsinnig drehenden
Knetblöcken besteht, von denen jeder aus in Achsrichtung hintereinander und in Umfangsrichtung
wendeltreppenartig gegeneinander versetzt angeordneten Kurvenscheiben besteht, wobei
der Umriß der Kurvenscheiben aus Kreisbögen gebildet ist.
[0002] Eine derartige Vorrichtung ist bekannt ( DE - B - 813 154 ). Bei diesen Vorrichtungen
besteht die Schwierigkeit, die Knetblöcke derart zu gestalten, daß ein Optimum der
Antriebsenergie der Knetblöcke in Knet- und Mischarbeit umgesetzt wird. Wenn beim
Knet- und Mischvorgang nicht ausreichend Antriebsenergie gleichmäßig in Knet- und
Mischarbeit umgesetzt wird, dann liegt eine ungenügende Ausnutzung der Möglichkeiten
der Knetblöcke vor. Wird dagegen zuviel der Antriebsenergie in Knet- und Mischarbeit
umgesetzt, dann kann es auf Dauer zu einem überdurchschnittlichen örtlichen Verschleiß
der Knetblöcke und/oder zu einer partiellen Überbeanspruchung des bearbeiteten Stoffes
kommen, welches mehr oder weniger große Qualitätseinbußen nach sich zieht.
[0003] Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, die Knetblöcke
derart zu gestalten, daß eine optimale Menge der Antriebsenergie in Knet- und Mischarbeit
umgesetzt wird und eine gleichmäßige Bearbeitung des Stoffvolumens stattfindet. Die
Knetblöcke sollen derart aufgebaut sein, daß die Spalte, durch die der Stoff beim
Kneten und Mischen hindurchgepreßt wird, mit einfachen Mitteln an die Verfahrensaufgabe
angepaßt werden können.
[0004] Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchlaßöffnung
zwischen den Kurvenscheiben durch einen Werkstoffabtrag an wenigstens einer Kurvenscheibe
vergrößert ist.
[0005] Durch den Werkstoffabtrag an und die Größe des Versatzwinkels zwischen den Kurvenscheiben
können Höhe und Länge der Durchlaßöffnungen optimiert werden, so daß sie während des
Knet- und Mischvorganges dem gekneteten und gemischten Stoff einen optimalen Widerstand
entgegensetzen, der derart in Knet- und Mischarbeit umgesetzt wird, daß weder ein
überdurchschnittlicher Verschleiß der Knetblöcke noch eine partielle mechanisch-thermische
Überbeanspruchung des Stoffes eintritt.
[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 enthalten.
Sie ist nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 a die Draufsicht auf die Stirnseite eines bekannten Knetblockes,
Fig. 1 b die Seitenansicht des Knetblockes gemäß Fig. 1 a
Fig. 2 a die Draufsicht auf die Stirnseite eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen
Knetblockes,
Fig. 2 b die Seitenansicht des Knetblockes gemäß Fig. 2 a,
Fig. 3 die Seitenansicht der einzelnen Kurvenscheiben des Knetblockes gemäß Fig.
2 a
Fig. 4 die Draufsicht auf die Stirnseite von zwei, in einem Gehäuse angeordneten,
gleichsinnig drehenden Knetblöcken,
Fig. 5 a die Draufsicht auf die Stirnseite eines anderen Ausführungsbeispieles des
erfindungsgemäßen Knetblockes,
Fig. 5 b die Seitenansicht des Knetblockes gemäß Fig. 5 a
und Fig. 6 die Umrisse der Kurvenscheiben und Zwischenscheiben des Knetblockes gemäß
den Figuren 5 a und 5 b.
[0007] Der in den Figuren 1 a und 1 b dargestellte Knetblock besteht aus insgesamt fünf
Kurvenscheiben 1, 2, 3, 4 und 5. Jede Kurvenscheibe besitzt eine linsenähnlich geformte
Gestalt, und sie sind derart zusammengesetzt, daß der Knetblock zentrisch auf einer
( nicht gezeigten ) Welle angeordnet werden kann. Die linsenähnlich geformte Gestalt
der Kurvenscheiben wird dadurch erreicht, daß der Umriß der Kurvenscheiben aus den
Umrißkurven 6 und 7 besteht. Im einfachsten Fall ist die Umrißkurve ein Kreisbogen.
Die Umrißkurve kann aber auch aus mehreren Kreisbögen bestehen. Bei den gezeigten
Kurvenscheiben 1 bis 5 sind die Spitzen derart abgestumpft, daß die stumpfenEnden
der Kurvenscheiben ebenfalls von Kreisbögen 8 und 9 gebildet sind.
[0008] Wie besonders aus Fig. 1 a deutlich zu erkennen ist, sind die hintereinander angeordneten
Kurvenscheiben 1 bis 5 jeweils um 45 Winkelgrade gegeneinander versetzt, d. h. der
Versatzwinkel beträgt 45
o. Auf diese Weise weist der Knetblock eine wendeltreppenartige Gestalt auf und zwischen
jeweils zwei Enden zweier benachbarter Kurvenscheiben ist eine axiale Durchlaßöffnung
vorhanden, durch welche der Stoff hindurch gefördert wird.
[0009] Knetblöcke sind in Produktionsmaschinen vorwiegend einstückig aus gebildet, da aus
Einzelscheiben zusammengesetzte Knetblöcke gegenüber Zerbrechen anfälliger sind und
die Gefahr von Einbaufehlern besteht. Im Prinzip können die Knetblöcke aber auch
aus einzelnen Scheiben aufgebaut sein. Bei den Knetblöcken wird durch die Scheibendicke
und den Versatzwinkel zwischen den Scheiben die Höhe und Länge der Scherspalte eingestellt.
[0010] Der in den Figuren 2 a und 2 b gezeigte Knetblock unterscheidet sich von dem bekannten
Knetblock gemäß den Figuren 1 a und 1 b dadurch, daß an den Enden der Kurvenscheiben
2 bis 5, nämlich dort, wo sie mit der vorhergehenden Kurvenscheibe zusammenstoßen
ein mehr oder weniger großes Volumen abgetragen, beispielsweise abgeschliffen oder
abgefräst, worden ist. Die abgetragenen Volumina sind in den Figuren 2 a und 2 b mit
10 bezeichnet. Die abgetragenen Volumina können eine beliebige Gestalt haben; bei
dem in den Figuren 2 a und 2 b gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist ein Teil der Enden
der Kurvenscheiben schräg abgschliffen, und zwar bis zur Höhe der Außenkontur der
vorhergehenden Kurvenscheibe. Die gezeigte Lage der abgetragenen Volumina gilt für
den Fall, daß der Knetblock in der durch den Pfeil 11 in Fig. 2 a gezeigten Richtung
dreht und sich dadurch die Förderrichtung 12 gemäß Fig. 2 ergibt. Bei dem in den Figuren
2 a und 2 b gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Versatzwinkel 30
o. Entsprechend dem in Fig. 1 b gezeigten Knetblock können sich am rechten Ende des
Knetblockes noch drei weitere Kurvenscheiben anschließen, deren Umriß dem Spiegelbild
der Kurvenscheiben 3,2 und 1 entsprechen.
[0011] Durch die anhand der Figuren 2 a und 2 b gezeigten Maßnahme kann die Antriebsenergie,
welche durch den Knetblock in Misch- und Knetarbeit umgesetzt werden soll, auf einfache
Weise eingestellt werden. Da eine Misch- und Knetvorrichtung in der Regel mehrere
axial aufeinanderfolgende Knetblöcke aufweist, kann bei im übrigen unveränderten Randbedingungen,
wie Drehzahl, Temperatur, Stoff u. dgl., allein durch ein mehr oder weniger großes
abgetragenes Volumen an den Knetblöcken eine Optimierung der Knetblöcke erreicht werden.
[0012] In Fig. 3 ist der in Fig. 2 b einstückig dargestellte Knetblock des besseren Verständnisses
wegen in Scheiben zerlegt dargestellt. Aus dieser Darstellungsweise wird deutlich,
welche Auswirkung die Abtragung der Volumina 10 auf die Kontur der Kurvenscheiben
1 bis 4 hat. Fig. 3 läßt erkennen, daß die Kurvenscheiben 1 bis 4 nicht länger eine
ebene linsenförmige Platte sind, sondern daß sich der linsenförmige Umriß in axialer
Richtung fortsetzt. In Fig. 3 ist dies durch die Fortsätze 17 verdeutlicht.
[0013] Fig. 4 zeigt die übliche Anordnung von zwei Knetblöcken mit den Kurvenscheiben 1
bis 4 auf zwei parallel zueinander angeordneten ( nicht gezeigten ) Wellen, welche
gleichsinnig drehbar in dem Gehäuse 18 angeordnet sind.
[0014] Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 5 a, 5 b und 6 gezeigt.
Wie die Figuren 5 a und 5 b erkennen lassen, besitzt dies er Knetblock ebenfalls Kurvenscheiben
1 bis 5, wie sie bereits anhand der Figuren 1 a und 1 b gezeigt worden sind. Wie jedoch
aus Fig. 5 b zu erkennen ist, ist jeweils zwischen zwei Kurvenscheiben, nämlich zwischen
1 und 2, 2 und 3, 3 und 4 sowie 4 und 5 eine Zwischenscheibe 13, 14, 15 und 16 vorhanden,
welche einen Umriß aufweisen, welcher der kleinsten gemeinsamen Fläche der beiden
benachbarten Kurvenscheiben entspricht.
[0015] Um dies besser zu verdeutlichen sind in Fig. 6 die Kurvenscheiben und Zwischenscheiben,
welche in den Figuren 5a und 5 b hinter- bzw. nebeneinander angeordnet sind, einzeln
in der Draufsicht gezeigt.
[0016] Durch entsprechende Dimensionierung der Kurvenscheiben und Zwischenscheiben kann
das gleiche Wirkung erzielt werden, wie mit dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren
2a und 2 b.
[0017] Bei dem in den Figuren 5 a und 5 b gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Kurvenscheiben
1 bis 5 und die Zwischenscheiben 13 bis 16 die gleiche Dicke d auf, d. h. das Verhältnis
der Kurvenscheibendicke zur Zwischenscheibendicke ist 1:1. Es kann zwischen 1 : 3
und 3 : 1 variieren.
1. Vorrichtung zum Mischen und Kneten von flüssigen, zähflüssigen, plastischen, pulverförmigen
oder körnigen
Stoffen, welche aus wenigstens zwei, auf zueinander parallelen Wellen in einem Gehäuse
angeordneten und gleichsinnig drehenden Knetblöcken besteht, von denen jeder aus in
Achsrichtung hintereinander und in Umfangsrichtung wendeltreppenartig gegeneinander
versetzt angeordneten Kurvenscheiben besteht, wobei der Umriß der Kurvenscheiben aus
Kreisbögen gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnung zwischen zwei Kurvenscheiben ( 1 -
5 ) durch einen Werkstoffabtrag an wenigstens einer Kurvenscheibe vergrößert ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß von den frei nach außen ragenden Enden der Kurvenscheiben
( 1 - 5 ) eine Ecke abgetragen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurvenscheiben ( 1
- 5 ) eine Zwischenscheibe ( 13 - 16 ) angeordnet ist, die einen Umriß aufweist, welcher
der kleinsten gemeinsamen Fläche der benachbarten Kurvenscheiben entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicken von Kurvenscheibe zu Zwischenscheibe
zwischen 1:3 bis 3 : 1, vorzugsweise 1 : 1, beträgt.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Knetblock einstückig ausgebildet ist.