DE3508711A1

DE3508711A1 - Konus-schneckenmischer mit beheizung

Info

Publication number: DE3508711A1
Application number: DE19853508711
Authority: DE
Inventors: Sen Alfred Bolz
Original assignee: Alfred Bolz GmbH and Co KG
Current assignee: Alfred Bolz GmbH and Co KG
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1986-09-25
Also published as: DE3508711C2

Description

Konus-Schneckenmischer mit Beheizung
Die Erfindung betrifft einen Konus-Schneckenmischer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Konus-Schneckenmischer ist mit der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden DE-30 23 826 A1 bekannt geworden. Es handelt sich hierbei um einen sogenannten obenliegenden Antrieb der Mischschnecke.
Die Mischschnecke ist hierbei nicht in einem gesonderten Lager am Behälterboden gelagert. Ein derartiger Konus-Schneckenmischer ist besonders für den Einsatz in der Pharmazie und der Nahrungsmittel-Industrie geeignet, denn durch den Wegfall eines am Boden des Mischbehälters liegenden Lagers für die Mischschnecke wird der Gefahr vorgebeugt, daß aus einem solchen Lager Schmiermittel oder Kontrollflüssigkeit zur Kontrolle der Lagerfunktion in das Produkt übertreten könnte.
Bisher war es nur bekannt, Konus-Schneckenmischer mit untenliegendem Lager der Mischschnecke zu beheizen.
Der Heizungs-Vor- und Rücklauf wird hierbei über den Boden des Mischbehälters und das Lager in die Mischschnecke eingeführt. Nachdem ein derartiger Schneckenmischer nicht für die oben genannten Verwendungsgebiete einsatzfähig ist, hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen Konus-Schneckenmischer der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Mischschnecke beheizt werden kann.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschnecke dadurch beheizt ist, daß derVor- und Rücklauf für die Heizung koaxial durch die zweite Antriebswelle hindurch in den Produktraum geführt ist, und dort mit einem oder mehreren koaxial die Mischschnecke durchgreifenden Rohre verbunden ist.
Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß Vor- und Rücklauf für die Heizung der Mischschnecke durch den Deckel des Mischbehälters hindurchgeführt wird und zwar koaxial durch die zweite Antriebswelle.
Nach dem Eintritt dieser Zuleitungsrohre in den Produktraum können diese Zuleitungsrohre getrennt vom Schwenkarm in Richtung zum stirnseitigen Lager der Mischschnecke geführt werden; sie können jedoch auch unmittelbar im Schwenkarm selbst angebracht werden.
Die Beheizung der Mischschnecke erfolgt nach der vorliegenden Erfindung also dadurch, daß die Mischschnecke eine zentrale Innenbohrung aufweist, in der zwei koaxial ineinandergreifende Rohre mit gegenseitigem Abstand gelagert sind . Diese Rohre sind feststehend und müssen demzufolge über entsprechende Lager in der sich drehenden Innenbohrung der Mischschnecke gelagert werden.
Verwendet man ein Mantelrohr und ein im Durchmesser kleineres Innenrohr, so kann man den Heizungs-Vor- und Rücklauf getrennt in die Mischschnecke ein- und wieder ausführen.
Man kann jedoch auch eine größere Anzahl von koaxial ineinandergreifenden Rohren verwenden, um noch zusätzliche Flüssigkeiten in die Mischschnecke einzuführen oder aus der Mischschnecke abzuführen. Ein wichtiger Anwendungsfall für die Verwendung weiterer koaxialer Rohre in der Innenbohrung der Mischschnecke ist der, daß Kontrollflüssigkeiten zur überwachung der Lagerfunktion der verschiedenen Lager der Mischschnecke und der Lager des Mischschneckenantriebes gleichfalls über solche koaxialen Rohre getrennt von den Heizungs-Zu- und Rückläufen aus der Mischschnecke herausgeführt werden können und über entsprechende Zuleitungen koaxial durch die zweite Antriebswelle nach außen, außerhalb des Mischbehälters geführt werden können.
Dies ist ein wesentlicher Fortschritt in der Lagertechnik, denn man braucht nun für die überwachung der Funktion der Lager keine entsprechenden Kontrollöffnungen mehr im Mischbehälter anzuordnen und kann die Lager funktion von außerhalb des Mischbehälters überwachen.
Eine konstruktiv einfache Lagerung der Heizungsrohre in der sich drehenden Innenbohrung der Mischschnecke ergibt sich nach dem Gegenstand des Anspruches 2 dadurch, daß ein erstes, in der Innenbohrung der Mischschnecke gelagertes koaxiales Mantelrohr fest mit dem Schwenkarmgehäuse verbunden ist und mit seinem Innenumfang einen inneren Ringraum mit dem Außenumfang eines im Durchmesser kleineren koaxial im Mantelrohr befestigten Innenrohr bildet, wobei der Ringraum und das Innenrohr den Vor- und Rücklauf der Heizung der Mischschnecke bilden.
Nachdem das Mantelrohr feststeht und die Innenbohrung sich dreht, wird es nach dem Gegenstand des Anspruches 3 bevorzugt, wenn das Mantelrohr mittels eines Abdichtungssystems und einem Lager in der sich drehenden Innenbohrung der Mischschnecke gelagert ist. Das Lager ist also in Richtung zum Produktraum hin abgedichtet und wird bevorzugt von einer Kontrollflüssigkeit über einen radial außen liegenden Druckraum beaufschlagt, um die Lagerfunktion überwachen zu können.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen: Figur 1: Seitenansicht mit teilweisem Schnitt durch einen Konus-Schneckenmischer nach der Erfindung, Figur 2: Teilschnitt durch den oberen Teil des Mischbehälters mit Schnitt durch den Schwenkarm und dessen Antrieb, Figur 3: Schnitt durch das Kupplungsteil, welches die Mischschnecke mit ihrer Abtriebswelle verbindet.
Der in Figur 1 gezeigte Mischbehälter 1 weist einen beheizten und nach außen hin isolierten Mantel auf, der über einen Vorlauf 6 und einen Rücklauf 7 beheizbar ist.
Er bildet zusammen mit dem gewölbten Deckel 2 einen ins ich geschlossenen Produktraum 23 , in dem parallel zur Behälterwand eine beheizte Mischschnecke 3 angeordnet ist, die um ihre eigene Achse und um die Behälterachse 44 antreibbar ist. Der Drehantrieb in Pfeilrichtung 22 um die Behälterachse 44 erfolgt über die erste Antriebswelle 18, die durch einen koaxial zur Behälterachse 44 angeordneten Durchbruch 45 (Figur 2) im Deckel 2 hindurchtritt und lotrecht angeordnet ist. Sie ist Teil eines Getriebes, welches von dem Antriebsmotor 13 angetrieben wird.
Die Mischschnecke wird von dem zweiten Antriebsmotor 14 angetrieben, der über ein entsprechendes Getriebe mit Hilfe einer in Figur 2 dargestellten zweiten Antriebswelle 26 die erste Antriebswelle 18 koaxial durchqreift, wobei die zweite Antriebswelle 26 über ein in Figur 2 dargestelltes Kegelradgetriebe auf eine mit der Mischschnecke 3 gekuppelte Abtriebswelle 48 arbeitet.
Die Beheizung der Mischschnecke erfolgt über den Vorlauf 15 und den Rücklauf 16, die beide über entsprechende Rotationsdichtungen 50 oberhalb des Getriebes für den Mischschneckenantrieb angeflanscht sind und welche die Antriebswelle 18 mittels Zuleitungen 19,20 durchgreifen, die parallel zum Schwenkarm 17 in die Stirnseite des Schwenkarmgehäuses 21 koaxial zur Mischschnecke 3 einmünden.
In Figur 1 ist noch erkennbar, daß der Deckel 3 über einen entsprechenden Vor- und Rücklauf 8,9 beheizbar ist und daß zusätzlich eine Beheizung für einen Filter mit einem Vorlauf 1o und einem Rücklauf 11 angeordnet ist.
Position 12 ist ein Brüdenabzug.
Einzelheiten der Leitungsführung für die Beheizung der Mischschnecke 3 sind aus Figur 2 zu entnehmen.
Die Antriebswelle 18 für den Schwenkarm 17 durchgreift einen Durchbruch 45 im Deckel 2 und ist dort drehbar (nicht dargestellt) gelagert.
Koaxial in der ersten Antriebswelle 18 ist die zweite Antriebswelle 26 für den Drehantrieb der Mischschnecke 3 gelagert. Die zweite Antriebswelle 26 weist eine zentrale Bohrung 49 auf, in der unter Abstand die Zuleitung 19 und die Rückleitung 20 für den Vor- und Rücklauf 15,16 der Heizung der Mischschnecke geführt ist. Die beiden Rohre sind fest miteinander verbunden und koaxial so ineinandergeführt, daß das im Durchmesser größere Außenrohr (Rückleitung 20) einen Ringraum in Verbindung mit dem Außenumfang des im Durchmesser kleineren Innenrohres (Zuleitung 19) bildet, so daß Vor- und Rücklauf 15,16 vollständig voneinander getrennt sind.
Beide Rohre 19,20 sind fest mit dem Unterteil der Antriebswelle 18 verbunden und drehen sich demzufolge mit dem Schwenkarm 17 und dem Schwenkarmgehäuse 21 um die Behälterachse 44 in Pfeilrichtung 22.
Gemäss Figur 2 ist die Antriebswelle 26 für den Antrieb der Mischschnecken 3 über ein Kegelradgetriebe 27 mit einer Zwischenwelle 28 gekuppelt, die drehbar im Schwenkarmgehäuse 21 gelagert ist. Die Zwischenwelle 28 ist über ein weiteres Kegelradgetriebe 29 mit der Abtriebswelle 48 gekuppelt, die ihrerseits drehbar im Schwenkarmgehäuse koaxial zur Mischschneckenachse gelagert ist. Die Abtriebswelle 48 ist über eine Paß feder 30 mit einem Kupplungsstück 38 verbunden, welches seinerseits fest mit der Mischschnecke 3 verbunden ist.
Auf diese Weise ist die Mischschnecke 3 lösbar mit der Abtriebswelle 48 verbunden, wobei über die Paßfeder 30 ein axiales Spiel zwischen der Mischschnecke 3 und der Abtriebswelle 48 gestattet ist, um temperaturbedingte Längenausdehnungen der Mischschnecke 3 auffangen zu können.
Die Einführung der Leitungen 19,20 in die zentrale Innenbohrung 46 der Mischschnecke 3 bzw. der Abtriebswelle 48 erfolgt gemäss Figur 2 derart, daß das äußere Mantelrohr 35 stirnseitig fest mit einem Deckel 34 verbunden ist, der Teil des Schwenkarmgehäuses 21 ist. Das Mantelrohr 35 durchgreift mit radialem Spiel die zentrale Innenbohrung 46 der Abtriebswelle 48 und der Mischschnecke 3 und ist - da feststehend - über ein Lager 47 und ein Abdichtungssystem 33 in der sich drehenden Innenbohrung 46 gelagert.
Die Rückleitung 20 ist ebenfalls fest mit dem Deckel 34 des Schwenkarmgehäuses 21 verschweisst und weist einen geringeren äußeren Durchmesser auf, so daß sich zwischen Innenumfang des Mantelrohres 35 und dem Außenumfang des Innenrohres 5 ein Ringraum 36 ausbildet, in dem beispielsweise der Zulauf für die Beheizung der Mischschnecke fließt.
Das Innenrohr 5 selbst bildet dann beispielsweise die Rückleitung 20 für das Heizungsmedium zur Beheizung der Mischschnecke 3.
Gemäss Figur 1 erstreckt sich das Innenrohr 5 bis nahe an das untere Ende der Mischschnecke 3, während das Mantelrohr 35 unterhalb des Kunslungsstücks 38 endet und der Ringraum 36 sich hierdurch erweitert und ein relativ großes Volumen im Vergleich zum Volumen bei der Durchführung durch die Abtriebswelle 48 annimmt.
Die Abtriebswelle 48 ist über ein Lager 32 im Schwenkarmgehäuse 21 drehbar gelagert, wobei dieses Lager gemäss Figur 3 mit einem radial aussenliegenden Druckraum 41 verbunden ist, der über einen Kanal 40 mit einem weiteren Druckraum 37 verbunden ist, der dem Lager 47 für die Lagerung des Mantelrohres 35 in der Innenbohrung 46 der Mischschnecke 3 zugeordnet ist.
In beiden Druckräumen 37,41 fließt eine Kontrollflüssigkeit, die über eine nur schematisch angedeutete Leitung 42 koaxial durch die Zuleitung 19 (nicht dargestellt) und damit koaxial durch die zweite Antriebswelle 26 nach außen geführt werden kann.
Damit ist es möglich, die Funktion der Lager 32,47 von außerhalb des Mischbehälters 1 zu überwachen.
In nicht näher dargestellter Weise kann auch die Funktion des oberen Lagers 31 im Schwenkarmgehäuse in der gleichen beschriebenen Weise überwacht werden.
Das Lager 32 weist eine Gleitringdichtung 43 auf, Mit der gezeigten Beheizung der Mischschnecke 3 , die gemäss Figur 1 beispielsweise in Pfeilrichtung 4 dreht, wird also ein in der Nähe des Bodens 24 des Mischbehälters 1 liegendes Lager vermieden und das Produkt kann aus dem Produktraum 23 über den Auslaß 25 ohne Gefahr der Verschmutzung durch ein unten liegendes Lager entnommen werden.
Kern der vorliegenden Erfindung ist also, daß die Beheizung durch die senkrechte Getriebehohlwelle bis in den Innenraum des Konus-Schneckenmischers geführt wird,und dort wird eine Verbindung zum äußeren Winkelkopf (Schwenkarmgehäuse 21) hergestellt. Durch diesen Winkelkopf wird zentral die Zu- und Ableitung der Mischschnecken-Beheizunq durchgeführt.
ZEICHNUNGS-LEGENDE 1 Mischbehälter 2 Deckel 3 Mischschnecke 4 Pfeilrichtung 5 Innenrohr 6 Vorlauf (Heizung Mantel) 7 Rücklauf (Heizung Mantel) 8 Vorlauf (Heizung Deckel) 9 Rücklauf (Heizung Deckel) 10 Vorlauf (Heizung Filter) 11 Rücklauf (Heizung Filter) 12 Brüdenabzug 13 Antriebsmotor 14 Antriebsmotor 15 Vorlauf (Heizung Schnecke) 16 Rücklauf (Heizung Schnecke) 17 Schwenkarm 18 Antriebswelle (Schwenkarm) 19 Zuleitung 20 Rückleitung 21 Schwenkarmgehäuse 22 Pfeilrichtung 23 Produktraum 24 Boden 25 Auslaß 26 Antriebswelle (Mischschnecke) 27 Kegelradgetriebe 28 Zwischenwelle 29 Kegelradgetriebe 30 Paßfeder 31 Lager 32 Lager 33 Abdichtungssystem 34 Deckel 35 Mantelrohr 36 Ringraum 37 Druckraum 38 Kupplungsstück 40 Kanal 41 Druckraum 42 Leitung 43 Gleitringdichtung 44 Behälterachse 45 Durchbruch (Deckel 2) 46 Innenbohrung (Mischschnecke) 47 Lager (Mantelrohr 35) 48 Abtriebswelle (Schwenkarm 17) 49 Innenbohrung (Antriebswelle 26) 50 Rotationsdichtung

Claims

Patentansprüche 1. Konus-Schneckenmischer mit einem sich nach unten konisch verjüngenden, lotrecht stehenden Mischbehälter (1), der von einem gewölbten Deckel (2) verschlossen ist, mit einer im konischen Teil parallel zur Behälterwand angeordneten Mischschnecke (3), die um ihre eigene Achse und um die Behälterachse (44) antreibbar ist, mit einem sich um die Behälterachse (44) drehenden Schwenkarm (17), über dem die Mischschnecke (3) um die eigene Achse und um die Behälterachse (44) antreibbar ist, mit einer ersten Antriebswelle (18) für den Antrieb des Schwenkarmes (17) um die Behälterachse (44), die durch einen koaxial zur Behälterachse (44) angeordneten Durchbruch (45) im Deckel (2) hindurchtritt und lotrecht angeordnet ist, und mit einer für den Antrieb der Mischschnecke (3) um ihre Achse vorgesehenen zweiten Antriebswelle (26), die koaxial und drehbar in der ersten Antriebswelle (18) gelagert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mischschnecke (3) dadurch beheizt ist, daß der Vor- und Rücklauf (15,16)für die Heizung koaxial durch die zweite Antriebswelle (2) hindurch in den Produktraum (23) geführt ist, und dort mit einem oder mehreren koaxial die Mischschnecke (3) durchgreifenden Rohre (5,35) verbunden ist.
2. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein erstes, in einer Innenbohrung (46) der Mischschnecke (3) gelagertes koaxiales Mantelrohr (35) fest mit dem Schwenkarmgehäuse (21) verbunden ist und mit seinem Innenumfang einen inneren Ringraum (36) mit dem Außenumfang eines im Durchmesser kleineren koaxial im Mantelrohr (35) befestigten Innenrohr (5) bildet, und daß der Ringraum (36) und das Innenrohr (5) den Vor- und Rücklauf (15,16) der Heizung der Mischschnecke bilden.
3. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Mantelrohr (35) mittels eines Abdichtungssystems (33) und einem Lager (47) in der sich drehenden Innenbohrung (46) der Mischschnecke (3) gelagert ist.
4. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mischschnecke (3) über ein Kupplungsteil (38) mit der Abtriebswelle (48) des Schwenkarmgetriebes verbunden ist.
5. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß die Abtriebswelle (48) des Schwenkarmgetriebes über ein Lager (32) im Schwenkarmgehäuse (21) gelagert ist.
6. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 4 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Lager (47) des Mantelrohres (35) in der Mischschnecke (3) und das Lager (32) der Abtriebswelle (48) des Schwenkarmgetriebes radial außen liegende Druckräume (37,41) aufweisen, die über einen Kanal (4O) miteinander verbunden sind und eine Kontrollflüssigkeit enthalten und daß die Kontrollflüssigkeit über eine Leitung (42) koaxial durch die zweite Antriebswelle (26) nach außen, außerhalb des Produktraumes (23) geführt ist.