DE1075561B

DE1075561B - Misch- und Knetmaschine

Info

Publication number: DE1075561B
Application number: DE19531075561D
Authority: DE
Inventors: Kassel-Wilhelmshöhe Dipl.-Ing. Ernst A. Reißen
Original assignee: zugl
Priority date: 1953-09-15
Filing date: 1953-09-15
Publication date: 1960-02-18
Also published as: US2808239A

Description

Misch- und Knetmaschine Die Erfindung betrifft eineMisch- undKnetmaschine mit einem im Mischbehälter zentrisch angeordneten, um eine vertikale Achse drehbaren Rotor und mit Mi.schkörpern, die um ihre zur Rotorachse parallele Achse drehbar sind und in entgegengesetztem Drehsinn zum Rotor im Ringraum zwischen Rotor und Behälterwand umlaufen. Die Erfindung bezweckt, derartige Maschinen so auszubilden, daß auch keramische Massen, Gießereisande u. dgl. besonders wirksam verarbeitet werden können, ohne daß eine Kornzerstörung des Mischgutes eintritt.
Die Erfindung besteht darin, daß der Rotor zylindrisch ausgebildet und so bemessen ist, daß zwischen Rotor und Behälterwand ein schmaler Ringraum frei hleiht, wobei die Mischkörper nicht die ganze Breite des Ringraumes einnehmen und der Rotor eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Mischkörper erhält.
Bekannt sind zum Mischen und Verfeinern von Schokoladenmassen bestimmte Mischmaschinen, bei denen um ein in der BehäLtermitte rotierendes Mischorgan um ihre Achse drehbare Mischkörper in- dem ringförmigen Mischraum des Behälters umlaufen.
Eine bekannte Maschine dieser Art besitzt um senkrechte Achsen drehbare, wie bei Kapselgebläsen ineinander arheitende Schlagflügel. Für die Aufgaben der Erfindung sind solche Maschinen nicht verwendbar, da bei den engen Abständen zwischen den umlaufenden und dem zentrisch angeordneten Schlagfiügel unzulässig hohe Knetdrücke entstehen würden, die eine solche Maschine nicht aufnehmen könnte. Außerdem würde eine Korn zerstörung des Mischgutes eintreten, zumal diese Schlagfiügel in der Weise arbeiten, daß sie das Gut unter sich -einzieherf-und gegen den Behäl terboden verreiben.
Beim Gegenstand der Erfindung arbeiten die Mischkörper und der Rotor nicht ineinander, und die Mischkörper laufen mit dichtem Abstand über dem Behälter-I)oden um. Keinesfalls können sie mit ihrem unteren Ende Mischgut einziehen und gegen denBehälterboden verreiben. Das Mischgut wird vermischt, ohne daß eine Koruzerstörung eintritt.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform der N'fisch- und Verfeinerungsmaschine hat der Misch-Behälter die Form einer Mulde. An der horizontalen Antriebswelle sind mittig ein Rotor und ein Tragarm der Knetrollen befestigt, die somit im Drehsinn des Rotors umlaufen. Ein geschlossener Ringraum ist nicht vorhanden, vielmehr treten die Knetrollen während- einer Umdrehung über den halben Umfang aus dem Mischgut aus. Außerdem erhalten die Knetrollen keinen kraftschlüssigen Antrieb von der Antriebswelle; sie werden vielmehr nur durch Reibung vermittels der zwischen ihrer Mantelfläche und der Muldenwand befindlichen Masse in Drehung versetzt.
Nach der Erfindung laufen die Mischkörper ständig und mit gleichbleibender Belastung in dem geschlossenen Ringraum um. Der Rotor schleudert das Mischgut in die äußere Zone des Ringraumes zurück, wodurch die Masse einem Scherprozeß mit hoher Geschwindigkeitsdifferenz unterworfen wird. Auf diese Weise vermag eine Maschine gemäß der Erfindung Gießereisande intensiv zu vermischen, wobei jedes Quarzkorn mit dem Bindemittel umhüllt und durch Scher- und Schleudereffekte eine lockere, gasdurchlässige Struktur der Sandmischung erzielt wird. Ein solcher Effekt kann mit den vorerwähnten bekannten Maschinen keinesfalls erreicht werden, er ist ein Erfolg der eigenartigen Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes. Auch keramische Massen lassen sich gut verarbeiten, ohne daß dabei eine Kornzerstörung zu befürchten ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der Maschine in einen senkrechten Schnitt und Fig. 2 in einem waagerechten Schnitt nach Linie lüll der Fig. 1, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform in einem senkrechten Schnitt und Fig. 4 in einem waagerechten Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 den Rotor in anderer Ausbildung in Draufsicht und Fig. 6 in Seitenansicht, Fig. 7 eine andere Ausführungsform eines Mischkörpers, Fig. 8 in vereinfachter Darstellung den Rotor mit noch einer anderen Ausführungsform der Mischkörper in Draufsicht und Fig 9 in einem senkrechten Schnitt.
Nach Fig. 1 und 2 ist in einem ortsfest angeordneten Mischbehälter 1 zentrisch ein Rotor 2 angeordnet, dessen im Maschinengestell 3 gelagerte Welle 4 durch einen Riementrieb 5 von dem am Gestell 3 angeflanschten Motor 6 angetrieben wird. Zu beiden Seiten des Rotors 2 sind Mischkörper 7 angeordnet, die exzentrisch auf ihren Wellen 8 sitzen und durchgehend zylindrisch oder kegelförmig gestaltet sein können.
Die Wellen 8 sind in einem Joch9 gelagert, das um eine am Maschinengestell 3 befestigte, die Rotorwelle 4 umschließende Büchse 10 drehbar ist. DieMischkörper erhalten ihren Antrieb durch auf ihren Wellen 8 befestigte Stirnräderll, die mit einem auf der Rotorwelle 4 befestigten Stirnrad 12 kämmen. Auf jeder StIischkörperwelle 8 sitzt über dem Stirnrad 11 ein Ritzel 13. Die beiden Ritzel 13 stehen im Eingriff mit einem Zahnrad 14, das auf der Büchse 10 befestigt und dadurch undrehbar mit dem Maschinengestell3 verhunden ist. Da das Zahnrad 14 feststeht, laufen bei der Drehung der Mischkörper 7-die Ritzel 13 um das Zahnrad 14 um, wobei sie das drehbar gelagerte Joch 9 mitnehmen. Dadurch kommt ein planetenartiger Umlauf der Wellen 8 der Mischkörper um den Rotor in dem Ringraum zwischen Rotor und Behältermantel zustande.
In Fig. 2 sind der Drehsinn des Rotors durch den Pfeil 15, die dem Drehsinn des Rotors entgegengesetzte Umlaufrichtung der Mischkörper 7 durch die Pfeile 16 und der ebenfalls dem Drehsinn des Rotors entgegengerichtete Drehsinn der Mischkörper 7 durch die Pfeile 17 angegeben. Im Sinne des Flusses des Mischgutes gesehen, sind vor der Arbeitsstelle der Mischkörper Wandabstreifer 18 vorgesehen, die am Joch 9 befestigt sind und demgemäß mit diesem in Pfeilrichtung16, also in Umlaufrichtung der Mischkörper rotieren. Diese Wandabstreifer schälen den Behältermantel ab, erhöhen den Stau der Masse vor den Mischkörpern und lenken die gestaute Masse zum Arheitsbereich der Mischkörper hin. Am Boden des Behälters 1 ist ein Räumer 19 befestigt, der in den Raum zwischen dem Rotor und dem umlaufenden Mischkörper hineinragt und umlaufende Masseklumpen anhält, so daß sie durch den Mischkörper gefaßt werden können. Mit 20 ist ein ebenfalls am Behälterboden befestigtes, also feststehendes Schälmesser bezeichnet, das den Rotor 2 abstreift.
Bei der Ausführungsform- der Fig. 3 und 4 wird den Mischlörpern 7 keine Umlaufbewegung erteilt. Dafür rotiert der Behälter21, so daß sinngemäß die gleiche Relativbewegung zwischen Rotor 2, Mischkörpern 7 und Behältermantel vorhanden ist. Der Behälter 21 ist mit seinem Wellenzapfen 22 im Gehäusesockel 23 gelagert. Er erhält seinen Antrieb von der Motorwelle 24 über ein Rädervorgelege mit den drei Kegelradpaaren 25, 26, 27. Von der Motorwelle 24 wird auch die Rotorwelle 4 über ein Kegelradpaar 28 angetrieben.
Das Joch 29, in dem die Wellen 8 der Mischkörper 7 gelagert sind, ist am Maschinengestell 3 befestigt, also nicht drehbar. Auf den Wellen 8 sitzen wieder die Stirnräderll, die mit einem auf der Rotorwelle 4 befestigten Zahnrad 12 kämmen, also im umgekehrten Sinne wie der Rotor 2 rotieren, wie die Pfeile 15 und 17 in Fig.4 zeigen. Die Wandabstreifer 30 sind am feststehenden Joch 29 befestigt, stehen also still. Infolge der Drehung des Behälters tritt die gleiche Stauwirkung und die Ablenkung der im Fluß befindlichen Masse zur Arbeitsstelle -der Mischkörper 7 ein wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Sinngemäß übt auch der am Behälterboden befestigte Räumer 19, der mit dem rotierenden Behälter in Pfeilrichtung 31 umläuft, die gleiche Wirkung hinsichtlich der Zuführung von Masseklumpen zum Arbeitsbereich der Mischkörper aus wie bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2. Das Schälmesser32 ist an dem feststehenden Joch 29 befestigt. Damit die exzentrisch auf ihrenWellen befestigten Mischkörper im Verlauf des Arbeitsganges die gesamte in ihrem Drehbereich liegende Bodenfläche räumen, wird zweckmäßig das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, das die Relativbewegung zwischen den Mischkörpern und dem Behälter bewirkt, so gewählt, daß sich die Bewegungsbahnen der Mischkörper gegenüber dem Behälterboden von Umlauf zu Umlauf fortlaufend verschieben, oder mit anderen Worten sich nicht deckungsgleich wiederholen. Zu diesem Zweck darf die Anzahl der Umdrehungen, welche die Mischkörper während eines Umlaufes durch den Ringraum machen, keine ganze Zahl sein. Die Räumer 19 fallen dabei fort.
Für die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ist das Ubersetzungsverhältnis zwischen den Ritzeln 13 und dem mittleren Zahnrad 14, bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 das tfbersetzungsverhältnis zwischen den Ritzeln 11 und dem mittleren Zahnrad 12 entsprechend zu wählen.
Der Rotor 2 kann zur Verstärkung seiner Wirkung an seinem Umfang mit Schlagleisten versehen sein. In den Fig. 5 und 6 ist ein solcher Rotor mit vier schräg nach oben gerichteten, also gegen die Senkrechte geneigten Schlagleisten 33 veranschaulicht, die dem Mischgut eine Aufwärtsbewegung erteilen; An Stelle der durchgehenden zylindrischen oder kegelförmigen Mischkörper 7, die exzentrisch auf ihrer Welle 8 befestigt sind, können auch in der Höhe unterteilte Mischkörper benutzt werden, die aus mehreren gegeneinander versetzten Scheiben zusammengesetzt sind.
Die Fig. 8 und 9 zeigen Mischkörper, die aus drei unter einem Winkel von 1200 versetzten Scheiben37, 38, 39 bestehen. Ein solcher Mischkörper ist ausgewuchtet, so daß er ruhiger läuft. Außerdem sind die beim Zusammenpressen des Mischgutes gegen den Behältermantel und den Rotor ausgeübten Schläge infolge der geringeren Höhe der jeweils schlagenden Mischkörperfläche bei entsprechend höherer Schlagzahl schwächer.
Ein noch weitergehender Ausgleich der Schlagwirkung wird durch einen wendelförmigen, zentrisch auf seiner Welle 8 befestigten Mischkörper 40 gemäß Fig. 7 erreicht.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Misch- und Knetmaschine mit einem im Mischbehälter zentrisch angeordneten, um eine vertikale Achse drehbaren Rotor und mit Mischkörpern, die um ihre zur Rotorachse parallele Achse drehbar sind und in entgegengesetztem Drehsinn zum Rotor im Ringraum zwischen Rotor und Behälterwand umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) zylindrisch ausgebildet und so bemessen ist, daß zwischen Rotor und Behälterwand (1) ein schmaler Ringraum frei bleibt, wobei die Mischkörper (7 bzw. 37, 38, 39) nicht die ganze Breite des Ringraumes einnehmen und der Rotor eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Mischkörper erhält.
2. Misch- und Knetmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkörper (7 bzw. 37, 38, 39) exzentrisch auf ihren Wellen befestigt sind.
3. Misch- und Knetmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des Getriebes für eine Relativbewegung zwischen Mischkörpern und Behälter so gewählt ist, daß die Anzahl der Umdrehungen, welche die Mischkörper während eines Umlaufes durch den Ringraum machen, keine ganze Zahl ist und infolgedessen die Bewegungsbahnen der Mischkörper gegenüber dem Behälterboden sich von Umlauf zu Umlauf fortlaufend verschieben.
4. Misch- und Knetmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) an seinem Umfang mit schräg nach oben gerichteten, gegen die Senkrechte geneigten Schlagleisten (33) versehen ist.
5. Misch- und Knetmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Ringraum zwischen dem Rotor und den umlaufenden Mischkörpern hineinragender, am Behälterboden befestigter Räumer (19) vorgesehen ist.
6. Misch- und Knetmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkörper aus exzentrisch auf ihrer Welle befestigten, gegeneinander versetzten Scheiben, z. B. unter 1200 versetzten Scheiben (37, 38, 39), bestehen.
7. Misch- und Knetmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen wendelförmigen Mischkörper (40). ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 856716, 443 856, 428009.