DE2550969C2 - Schneckenmaschine zum Homogenisieren von festen, flüssigen und zähviskosen Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenmaschine zum Homogenisieren von festen, flüssigen und zähviskosen Materialien, mit mindestens zwei, von einem Gehäuse umgebenen, ineinandergreifenden Schneckenwellen, deren jede mindestens einen Schneckenabschnitt und einen Kernwellenabschnitt aufweist, auf dem mindestens eine Ringscheibe mit einer von einem zur Wellenachse konzentrischen Kreiszylinder abweichenden Form angeordnet ist, welche die Ringscheibe der jeweils anderen Schneckenwelle überlappt und mit dem Kernwellenabschnitt mindestens entgegen der Arbeitsdrenrichtung der Schneckenwelle drehfest verbindbar ist und deren Winkellage relativ zum Kernwellenabschnitt einstellbar ist.

Unter dem Begriff Homogenisieren sollen im folgenden alle Vorgänge verstanden werden, durch die die Makro- oder MikroStruktur von Ein- oder Mehrkomponentenmassen vergleichmäßigt wird, insbesondere also die Vorgänge Mischen, Kneten, Dispergieren, Emulgieren, Plastifizieren und dergleichen.

Schneckenmaschinen mit mehreren miteinander kämmenden, gleich- oder gegensinnig angetriebenen Schneckenwellen der vorstehend erwähnten Art sind zur Ver- und Bearbeitung von Kunststoffen und anderen Materialien bekannt. Üblicherweise sind auf den Schneckenwellen dieser Maschinen mehrere zylindrische (nicht kreiszylindrische) Ringscheiben nebeneinander und durch Zwischenringscheiben voneinander getrennt auf einem Kernwellenabschnitt angeordnet, welche zwei der Förderung des zu verarbeitenden Materials dienende Schneckenabschnitte zwischen sich aufnehmen, die mit dem Kernwellenabschnitt drehfest verbunden sind. Die Zwischenringscheiben sind erforderlich, da verhindert werden muß, daß die zylindrischen Ringscheiben miteinander kämmender Schnekkenwellen infolge ungleichmäßiger Temperaturverhältnisse oder Fertigungsungenauigkeiten der beiden Schneckenwellen aneinander reiben.

Bei den bekannten Schneckenmaschinen der eingangs erwähnten Art sind die Ringscheiben der Schneckenwellen dadurch gegen Verdrehen auf dem jeweiligen Kernwellenabschnitt gesichert, daß der letztere über seinen Umfang verteilt mehrere Längsnuten aufweist, in die entsprechende Keile oder eine Innenverzahnung der Ringscheiben eingreifen. Mindestens einer der dem Ringscheibenpaket benachbarten Schneckenabschnitte kann entfernt werden, so daß es möglich ist, die Ringscheiben vom Kernwellenabschniti abzuziehen und sie gegenüber diesem und gegeneinander verdreht wieder auf den Kernwellenabschnitt

aufzusetzen. Durch entsprechende Wahl der Winkellagen der verschiedenen Ringscheiben relativ zueinander und zu den benachbarten Schneckenabschnitten lassen sich die Verweilzeit des zu bearbeitenden Materials im Bereich der von dem Ringscheibenp.iket gebildeten Homogenisierzone der Schneckenwelle und die in dieser Homogenisierzone in das zu bearbeitende Material eingeleitete Energie verändern und vorbestimmen. Nachteilig ist an den bekannten Schneckenwellen mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau, daß sie zu einer Veränderung der Winkellagen der Ringscheiben aus der Maschine ausgebaut werden müssen, was umständlich und zeitraubend ist, da Antrieb und Lagerung solcher Schneckenwellen erhebliche Kräfte und Drehmomente aufzunehmen und zu übertragen imstande sein müssen und deshalb so konstruiert sind, daß sie einen einfachen und raschen Aus-und Einbau der Schneckenwellen nicht zulassen. Da aber sowohl der Energiebedarf als auch die Verweilzeit je nach Produkt, Aufgabe und Verfahren sehr unteijchiedlich sein können, ist es wünschenswert, zur Erzielung einer optimalen Nutzung von Maschine, Energie und Produkt die Geometrie der Schneckenweilen an die jeweiligen Erfordernisse anpassen zu können, was aber selbstverständlich nur durchgeführt wird, wenn sich diese Anpassung verhältnismäßig rasch und einfach ausführen läßt.

Ein weiterer Nachteil der geschilderten, bekannten Schneckenmaschinen ist darin zu sehen, daß die Gestalt der erforderlichen Zwischenringscheiben von der jeweils gewählten relativen Winkellage einander benachbarter Ringscheiben abhängig ist, will man ein Auflaufen der Zwischenringscheiben einer Schneckenwelle auf die Ringscheiben der gegenüberliegenden Schneckenwelle ausschließen und Spalte und damit tote Zonen zwischen nichtaktiven Oberflächen einander benachbarter Ringscheiben vermeiden — in derartigen toten Zonen können z. B. empfindliche Kunststoffe wegen zu großer Verweilzeiten thermisch geschädigt werden, und außerdem erschweren sie die Reinigung der Schneckenwellen beim Materialwechsel. Für die bekannten Schneckenmaschinen werden also die verschiedensten Formen von Zwischenringscheiben benötigt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Schneckenwellen einer Schneckenmaschine der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß deren Ausbau aus der Maschine zum Zwecke der Veränderung der Winkellage einer oder mehrerer Ringscheiben nicht mehr erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. Die Ringscheibe auf dem Kernwelleaabschnitt der jeweiligen Schneckenwelle ist also mindestens in Arbeitsdrehrichtung dieser Schneckenwelle verdrehbar. Da sich Schneckenwellen tür die erwähnten Zwecke immer nur in einer konstruktionsbedingten Richtung drehen, genügt es, wenn sichergestellt ist, daß die Ringscheibe in dieser Richtung mitgenommen wird, d. h. sich normalerweise gegenüber den benachbarten Schneckenabschnitten entgegen der Arbeitsdrehrichtung nicht verdrehen läßt. Dann kann man aber ohne weiteres die Konstruktion so gestalten, daß sich die Ringscheibe in Arbeitsdrehrichtung der Schneckenwelle, d. h. im Sinne einer Voreilung, gegenüber dem benachbarten Schneckenabschnitt verdrehen und einstellen läßt, ohne daß hierzu die Schneckenwelle aus der Maschine ausgebaut werden muß. Selbstverständlich muß die Ringscheibe nicht stetig und über volle 360° verdrehbar sein, sondern es genügt, wenn sie in bestimmten Winkelschritten gegenüber dem Kernwellenabschnitt versetzbar ist- Würde man nun die Ringscheiben, wie bekannt, unter Zwischenschaltung von Zwischenringscheiben auf den Kernwellenabschnitten anordnen, so hätte eine Verstellung der Ringscheiben das Enstehen von toten Zonen zwischen benachbarten Ringscheiben sowie das Auflaufen von Ring- und Zwischenringscheiben einander gegenüberliegender Schneckenwellen zur Folge, so daß man die Schneckenwellen u. U. doch ausbauen müßte, insbesondere zum Zwecke der Reinigung bei einem Materialwechsel. Deshalb wird erfindungsgemäß desweiteren vorgeschlagen, daß die einander überlappenden Ringscheiben im Überlappungsbereich Umfangszonen verminderter öreite aufweisen. Insbesondere sollen die Ringscheiben ab einem Durchmesser, welcher geringfügig kleiner als der Achsabstand (praktischer Achsabstand) der beiden ineinandergreifenden Schneckenwellen ist, eine geringere Breite aufweisen. Es kann dann nämlich auf Zwischenscheiben verzichtet werden, ohne daß Spalte und tote Zonen zwischen den inaktiven Oberflächen der Ringscheiben sowie das Auflaufen von Ring- und Zwischenringscheiben einander gegenüberliegender Schneckenwellen in Kauf genommen werden müssen. Infolgedessen besteht in keinem Fall mehr die Notwendigkeit, die Schneckenwellen aus der Schnekkenmaschine auszubauen.

Die Ringscheiben könnten im Umfangsbereich z. B. dadurch eine geringere Breite aufweisen, daß sie dort mit einem dreieckigen Profil versehen werden. Man könnte auch daran denken, die Breite durch eine Reduzierung nur an einer Stirnfläche der Ringscheibe zu verringern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Ringscheiben in den Umfangszonen jedoch beidseitig zurückspringende Schultern auf.

Die in einer Homogenisierzone in das zu bearbeitende Material eingeleitete Energie hängt u.a. von der Breite der Spalte zwischen den aktiven Oberflächen miteinander kämmender Ringscheiben ab. Um auch hier eine leichte Anpassung an gewünschte Betriebsverhältnisse zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Umfangszonen verminderter Breite durch auswechselbare Teile zu bilden. Die Spaltbreite kann also ohne Ausbau der Schneckenwellen verändert werden, indem das in bekannter Weise geteilte Maschinengehäuse geöffnet wird, um die Ringscheiben zugänglich zu machen, worauf die die Umfangszonen verminderter Breite bildenden Teile ausgewechselt werden können.

Zum Zwecke einer Neueinstellung der Ringscheibe bzw. der Ringscheiben einer Schneckenwelle kann z. B. das die Schneckenwelle umgebende Maschinengehäuse eine Öffnung aufweisen oder in bekannter Weise geteilt und auseinanderfahrbar gestaltet sein, es ist aber auch möglich, eine hohle Kernwelle für die Sohneckenwelle vorzusehen und über den Kernwellenhohlraum die Ringscheibe bzw. die Ringscheiben zu verstellen. Da allein durch die Veränderung des Versatzwinkels einer Ringscheibe gegenüber benachbarten Schneckenabschnitten und/oder der Ringscheiben eines Ringscheibenpakets relativ zueinander die Wirkung der Anordnung von förderneutral auf axiales Vor- bzw. Rückwärtsfördern geändert werden kann und sich dadurch die Verweilzeiten und die Größe der in der Homogenisierzone pro Zeiteinheit eingeleiteten Energie vorwäh-

■ len lassen, ermöglicht es die Erfindung, eine Schneckenmaschine gesteuert, ζ. B. auch Rechner-gesteuert, zu optimieren, da es für die Anpassung der Homogenisierzone an das zu bearbeitende Material keines Ausbaus der Schneckenwelle mehr bedarf.

Die Ringscheiben können jeden von einem zum Zentrum des Kernwellenabschnitts konzentrischen Kreis abweichenden Querschnitt besitzen, häufig weisen sie aber die Form von Abschnitten einer Schnecke auf. Ferner können an die Stelle geschlossener Ringscheiben grundsätzlich natürlich auch Scheiben treten, welche keinen vollständig geschlossenen Ring bilden.

Bei einer ersten besonders vorteilhaften Ausführungsform einer Schneckenwelle für eine erfindungsgemäße Schneckenmaschine besitzt der Kernwellenabschnitt über seinen Umfang verteilt mehrere in. Längsrichtung verlaufende Kerben, in die mindestens ein in radialer Richtung verstellbares Anschlagelement der Ringscheibe eingreift. Bei diesem Anschlagelement kann es sich beispielsweise um einen Schraubbolzen handeln, welcher von außen durch die Ringscheibe hindurchgeschraubt ist und in eine der Kerben des Kernwellenabschnitts eingreift. Um die Ringscheibe leichter verstellen zu können, empfiehlt es sich jedoch, den in Längsrichtung verlaufenden Kerben ein Sägezahnprofil mit Anschlagkanten und Auflaufflächen zu verleihen, so daß man das Anschlagelement als in radialer Richtung, und zwar in Richtung auf den Kernwellenabschnitt, gefederten, in der Ringscheibe geführten Bolzen ausbilden und somit die Ringscheibe in einer Richtung auf dem Kernwellenabschnitt verdrehen kann, während sie in der anderen Drehrichtung der Schneckenwelle von den Sägezähnen des Kernwellenabschnitts mitgenommen wird.

Bei einer anderen, besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Ringscheibe in axialer Richtung zwischen ihr benachbarte Teile der Schneckenwelle eingespannt und mindestens ihre eine Stirnfläche sowie die dieser benachbarte Stirnfläche des angrenzenden Teils sind in radialer Richtung profiliert. Besitzt die Schneckenwelle mehrere Ringscheiben, so sind die Stirnflächen alier dieser Ringscheiben und die dem Ringscheibenpaket zugekehrten Stirnseiten der Schnekkenabschnitte in der erwähnten Weise profiliert, so daß man durch eine Verstellung der Schneckenabschnitte in axialer Richtung, und zwar in Richtung auf das Ringscheibenpaket, die Ringscheiben unverdrehbar mit den Schneckenabschnitten koppeln kann, während sie frei auf dem Kernwelienabschnitt gedreht werden können, wenn man die Schneckenabschnitte auseinanderfährt.

Bei einer dritten, besonders bevorzugten Ausfüh rungsform ist die Ringscheibe auf einer Ringspannfeder angeordnet, welche zwischen Schneckenabschnitte in axialer Richtung einspannbar ist. Bei einem Ringscheibenpaket sind alle Ringscheiben auf Ringspannfedern angeordnet, so daß beim Zusammenfahren der Schnekkenabschnitte in Richtung auf das Ringscheibenpaket die Ringspannfedern in axialer Richtung eingespannt werden und sich dadurch in radialer Richtung aufweiten, so daß sie die Ringscheiben kraftschlüssig mit dem Kernwellenabschnit. kuppeln.

Schließlich besitzt eine weitere Ausführungsform einen hohlen Kernweilenabschnitt mit einem Fenster, durch welches ein in eine Innenverzahnung der Ringscheibe eingreifendes, gegenüber der Schneckenwelle ein- und feststellbares Ritzel hindurchragt. Wird das Ritzel beispielsweise auf einer bis zu einem Ende der Schneckenwelle reichenden Achse befestigt, so läßt sich die Ringscheibe vom Ende der Schneckenwelle her ein-und feststellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Schneckenmaschine mit zwei miteinander kämmenden Schneckenwellen in der Draufsicht und teilweise im Schnitt;

F i g. 2 zwei miteinander kämmende Ringscheibenpakete einer ersten Ausführungsform der Schneckenwellen im Schnitt und in größerem Maßstab als in F i g. 1;

F i g. 3 eine der Ringscheiben aus F i g. 2 in Seitenansicht;

Fig.4a eine vollständige Seitenansicht eines Teils einer der beiden Schneckenwellen aus den F i g. 1 und 2 mit einem Ringscheiben paket, wobei jedoch die Ringscheiben andere Positionen relativ zueinander einnehmen;

F i g. 4b einen Schnitt durch die Schneckenwelle nach der Linie Ab-Abin F i g. 4a;

F i g. 5a eine der F i g. 4a entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Schneckenwelle;

F i g. 5b einen der F i g. 4b entsprechenden Schnitt durch die zweite Ausführungsform;

F i g. 6a eine der F i g. 4a entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Schneckenwelle, wobei diese jedoch teilweise im Schnitt gezeichnet ist;

F i g. 6b einen der F i g. 4b entsprechenden Schnitt durch diese dritte Ausführungsform;

F i g. 7a eine der F i g. 4a entsprechende Darstellung einer vierten Ausführungsform einer Schneckenwelle, wobei jedoch der Einfachheit halber nur eine einzige Ringscheibe gezeichnet ist;

F i g. 7b einen der F i g. 4b entsprechenden Schnitt durch die vierte Ausführungsform;

F i g. 8a eine der F i g. 4a entsprechende Darstellung einer fünften Ausführungsform, und

F i g. 8b einen der F i g. 4b entsprechenden Schnitt durch diese fünfte Ausführungsform.

Die F i g. 1 läßt ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Maschinengehäuse einer Zweiwellen-Schncckenmaschine erkennen, in dem zwei miteinander kämmende Schneckenwellen 12 und 14 gelagert sind. Am einen Ende besitzt das Maschinengehäuse 10 einen Auslaß 16, während auf der anderen Seite des Maschinengehäuses ein Getriebe 18 angeordnet ist, über das mit Hilfe eines Motors 20 die beiden Schneckenwellen 12 und 14 synchron und z. B. gleichsinnig angetrieben werden. Da die beiden Schneckenwellen identisch ausgebildet sind, wird die folgende Beschreibung mit Ausnahme der Erläutepjng der Fig. 2 auf die Schilderung der Ausbildung einer Schneckenwelle, ζ. Β. der Schneckenwelle 12 beschränkt.

Diese besitzt drei Schneckenabschnitte 36 sowie aus mehreren Ringscheiben 40 zusammengesetzte Ringscheibenpakete 28 und 30, die zwischen Schneckenabschnitten angeordnet sind. Ober den Schneckenabschnitten 36 der beiden Schneckenwellen 12 und 14 besitzt das Maschinengehäuse 10 einen Einfülltrichter 32, durch den das zu bearbeitende Material der Maschine zugeführt werden kann.

Das bisher Beschriebene ist Stand der Technik, so daß sich eine detailliertere Beschreibung erübrigt.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 bis 4b ist für jede Schneckenwelle 12, 14 eine durchgehende Kernwelle 34 vorgesehen, auf der zwischen den Schneckenabschnitten 36 (diese sind in F i g. 2 weggelas-

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sen) die Ringscheiben 40 angeordnet sind, und zwar praktisch ohne Zwischenraum. Die Schneckenabschnitte 36 sind mit den Kernwellen 34 in nicht dargestellter Weise drehfest verbunden, während die Ringscheiben 40 in der Arbeitsdrehrichtung der Schneckenwellen formschlüssig mitgenommen werden und in Arbeitsdrehrichtung im Sinne einer Voreilung relativ zur Kernwelle verdreht werden können. Zu diesem Zweck besitzen die Kernwellen mindestens im Bereich zwischen den Schneckenabschnitten 36 den in Fig.4b dargestellten Querschnitt mit einem Sägezahnprofil am Umfang. Dieses Sägezahnprofil bildet in radialer und Längsrichtung liegende Anschlagkanten 44 sowie Auflaufflächen 46, die mit in radialen Bohrungen 48 der Ringscheiben 40 geführten und gefederten Anschlagbolzen 50 zusammenwirken. Dreht sich also eine Kernwelle 34 gemäß F i g. 4b im Uhrzeigersinn, so werden die Ringscheiben 40 stets mitgenommen. Die letzteren können aber im Uhrzeigersinn gegenüber der Kernwelle verdreht werden, ohne daß es einer Demontage der Schneckenwelle bedarf. Die Arbeitsdrehrichtung der Schneckenwelle stimmt also mit der Uhrzeigerrichtung gemäß F i g. 4b überein.

Wie die F i g. 3 und 4b erkennen lassen, besitzen die Ringscheiben 40 bei diesem ersten Ausführungsbeispiel eine ungefähr dreieckige Gestalt, so daß sich mit den drei Kämmen 42 dieser Ringscheiben eine dreigängige Schnecke annähernd wiedergeben läßt (siehe F i g. 4a und 4b). Da der Versatzwinkel der Ringscheiben gegeneinander und gegenüber den Schneckenabschnitten 36 der Schneckenwellen jedoch verändert und eingestellt werden kann, läßt sich in den von den Ringscheibenpaketen 28 und 30 gebildeten Homogenisierzonen die Wirkung der Schneckenwellen abschnittsweise auf unterschiedliche Fördergrade und Förderrichtungen einstellen. Damit lassen sich auch die Verweilzeit des zu bearbeitenden Materials in den Homogenisierzonen und die Energie, die in diesen Homogenisierzonen pro Zeiteinheit in das Material eingeleitet wird, mindestens innerhalb gewisser Grenzen frei wählen.

Um die Ringscheiben auf der Kernwelle 34 verdrehen zu können, soll bei der in den F i g. 2 bis 4b dargestellten Ausführungsform das Maschinengehäuse 10 bei 52 geteilt und so ausgebildet sein, daß mindestens ein Gehäuseteil längs der Schneckenwellen verschoben werden kann, um so die Ringscheiben 40 zugänglich zu machen. Selbstverständlich könnte das Maschinengehäuse aber im Bereich der Homogenisierzonen auch ein Fenster aufweisen.

Wie insbesondere die F i g. 2 erkennen läßt, sind die Ringscheiben 40 im Überlappungsbereich an ihren Stirnflächen 40a abgenommen — in Fig.2 sind sie außerdem ohne winkelmäßigen Versatz angeordnet, d.h. ihre Kämme 42 fluchten in Längsrichtung der Kernwellen 34 miteinander. Bezeichnet man den Achsabstand der Kernwellen 34 (den sog. praktischen Achsabstand) mit 2R, so weisen bei der gezeichneten, bevorzugten Ausführungsform diejenigen Bereiche 40b der Ringscheiben eine geringere Breite auf, welche von der Achse der zugehörigen Kernwelle 34 einen Abstand AR haben. Auf diese Weise wird verhindert, daß — obwohl die zu einem Ringscheibenpaket 28, 30 gehörenden Ringscheiben ohne Abstand nebeneinander auf der jeweiligen Kernwelle angeordnet sind — die miteinander kämmenden Bereiche 406 einander gegenüberliegender Ringscheibenpakete infolge ungleichmäßiger Temperaturen beider Schneckenwellen 12, 14 aneinander reiben, was bisher stets mit Zwischenschei-

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60 ben oder Abständen zwischen den Ringscheiben vermieden wurde. Da in den Bereichen mit einem Radius < R Spalte gänzlich vermieden werden und im Bereich >Ä sämtliche Oberflächen der miteinander kämmenden Ringscheibenpakete beim Arbeiten der Schneckenmaschine immer wieder abgestreift werden, gibt es in und zwischen den Schneckenwellen weder tote Zonen noch ein Auflaufen der Zwischenringscheiben auf die Ringscheiben einer gegenüberliegenden Schneckenwelle. Wegen des Fehlens toter Zonen können also in der Schneckenmaschine Kunststoffe nicht thermisch geschädigt werden und es treten keine Reinigungsprobleme auf.

Die Breite c/der Ringscheibenbereiche 406 und damit die Breite der Spalte s zwischen den miteinander kämmenden Ringscheibenbereichen kann nun frei gewählt werden. Unter anderem von dieser Spalibreite hängt aber die in den Homogenisierzonen in das zu bearbeitende Material eingeleitete Energie ab. Deshalb kann es zweckmäßig sein, die Bereiche 406 der Ringscheiben durch austauschbare Aufsteckschuhe oder Segmente 40c zu bilden, wie dies bei der äußersten rechten Ringscheibe in F i g. 2 angedeutet worden ist; bei diesen Segmenten soll es sich um an einem Mittelsteg 4Od der Ringscheibe beispielsweise mittels nicht dargestellter Schrauben befestigbare Platten handeln, deren Gestalt die F i g. 3 wiedergibt.

Für die in den Fig.5a bis 7b dargestellten Ausführungsformen von Schneckenwellen wurden soweit möslich dieselben Bezugszeichen wie in den F i g. 1 bis 4b verwendet, so daß nur die abweichenden Merkmale im folgenden geschildert werden.

Bei der Schneckenwellen-Ausführungsform nach den Fig.5a und 5b könnte die Kernwelle 34 einen kreisrunden Querschnitt besitzen; da es hierauf jedoch nicht ankommt, wurde ein von der Kreisform abweichender Querschnitt ohne Kerbwirkung dargestellt. Wie insbesondere die F i g. 5a erkennen läßt, sind die Stirnflächen der Ringscheiben 40 mit ineinandergreifenden Sägezahnprofilen 54 und 56 versehen, und auch die dem dargestellten Ringscheibenpaket zugekehrten Stirnflächen der Schneckenabschnitte 36 weisen solche Sägezahnprofile 54 bzw. 56 auf. Dadurch ergibt sich eine drehfeste Verbindung der Ringscheiben 40 mit den drehfest auf der Kernwelle 34 angebrachten Schneckenabschnitten 36. Schließlich soll mindestens einer dieser Schneckenabschnitte auf der Kernwelle 34 in axialer Richtung verschiebbar sein. Wie die F i g. 5b erkennen läßt, sind die Ringscheiben 40 auf der Kernwelle frei verdreh-und verschiebbar, wenn sie nicht zwischen den Schneckenabschnitten (durch nicht dargestellte Mittel) eingespannt und durch deren Sägezahnprofile 54 und 56 gegen Verdrehen gesichert sind.

Auch bei dieser Ausführungsform soll das nicht dargestellte Maschinengehäuse (wie in Fig.4a angedeutet) geteilt sein und die Gehäuseteile sollen auseinandergefahren werden können, so daß die von den Ringscheiben 40 gebildeten Ringscheibenpakete zugänglich sind. Verschiebt man nun einen der Schneckenabschnitte 36 auf der Kernwelle 34, so lassen sich die Winkelstellungen der Ringscheiben 40 frei wählen und durch Einspannen der Ringscheiben zwischen den Schneckenabschnitten 36 wieder fixieren.

Bei der dritten, in den Fig.6a und 6b gezeigten Ausführungsform besitzen die Ringscheiben 40 innen einander entgegengerichtete Konusflächen 58 und 60, die mit entsprechenden Konusflächen von Ringspannfedern 62 zusammenwirken, welche ebenfalls auf der

Kernwelle 34 angeordnet sind. Mindestens einer der Schneckenabschnitte 36 soll wie bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5a und 5b längs der Kernwelle 34 verschiebbar sein und in Richtung auf das von den Ringscheiben 40 gebildete Ringscheibenpaket angezogen werden können, so daß auf die Ringspannfedern 62 in axialer Richtung wirkende Kräfte ausgeübt werden, die zu deren radialer Ausweitung führen. Ringspannfedern sind an sich bekannt, so daß sie keiner weiteren Beschreibung bedürfen. Zu ergänzen ist noch, daß beim Einspannen des Ringscheibenpakets die Schneckenabschnitte 36 axiale Kräfte auf die beiden äußeren Ringscheiben ausüben, daß diese die axialen Kräfte auf die von ihnen übergriffenen Ringspannfedern übertragen, welche diese axialen Kräfte ihrerseits auf die benachbarten Ringscheiben übertragen usf. Verbindet man also wieder mindestens einen der Schneckenabschnitte 36 drehfest mit der Kernwelle 34, so werden die eingespannten Ringscheiben 40 ebenfalls drehfest mit der Kernwelle gekuppelt.

Im übrigen läßt die Fig.6b erkennen, daß die Ringscheiben 40 beispielsweise auch ungefähr die Form von Zweiecken haben können.

Bei der Erläuterung der Fig.5a bis 6b wurde erwähnt, daß mindestens einer der Schneckenabschnitte 36 in axialer Richtung auf der Kernwelle 34 verschiebbar sein müsse, da in diesen Figuren jeweils nur ein Ringscheibenpaket dargestellt ist. Enthält eine Schnekkenwelle mehrere Ringscheibenpakete, so müssen bei dieser Art der Sicherung der Ringscheiben natürlich mehrere oder ggf. alle Schneckenabschnitte bis auf einen axial verschiebbar sein.

Die Fig. 7a und 7b zeigen eine Ausführungsform einer Schneckenwelle mit nur einer einzigen Ringscheibe 40, die auf einer hohlen Kernwelle 34 zwischen Schneckenabschnitten 36 angeordnet ist. Die Kernwelle besitzt ein Fenster 70, in dem ein Ritzel 72 angeordnet ist. Dieses sitzt drehfest auf einer Achse 74, die sich bis zu einem Ende der Kernwelle erstreckt und in deren Bohrung 76 verläuft. Die Ringscheibe 40 besitzt eine entsprechende Innenverzahnung 78, mit der das Ritzel 72 kämmt. Besteht die Möglichkeit, die Achse 74 relativ zur Kernwelle 34 festzulegen, so bedarf es keiner weiteren Elemente, um die Ringscheibe 40 relativ zur Kernwelle ein- und feststellen zu können. Sollen Achse

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40 74 und Ritzel 72 jedoch nur Einstellzwecken dienen, so kann man zur Festlegung der Ringscheibe auf der Kernwelle beispielsweise wieder zu Sägezahnprofilen 54 und 56 greifen, wie sie die F i g. 5a und 5b offenbaren.

Schließlich zeigen die Fig.8a und 8b eine Ausführungsform ähnlich derjenigen nach den Fig.6a und 6b. Hier besitzt die Kernwelle 34 einen mehreckigen, und zwar beispielsweise einen achteckigen Querschnitt, und auf ihr sind zwischen den Schneckenabschnitten 36 im Querschnitt innen und außen ebenfalls achteckige Ringe 62' angeordnet, die somit drehfest auf der Kernwelle sitzen. Sie dienen der formschlüssigen Verbindung zwischen der Kernwelle und den Ringscheiben 40, die eine dem äußeren Querschnitt der Ringe 62' entsprechende, achteckige öffnung 40' aufweisen. Damit die relative Winkellage der Ringscheiben 40 verändert werden kann, soll wiederum mindestens einer der Schneckenabschnitte 36 wie bei den Ausführungsformen nach den F i g. 5a, 5b und 6a, 6b längs der Kernwelle 34 verschiebbar sein, damit die Ringscheiben von den sie blockierenden Ringen 62' abgezogen und verdreht werden können — eine axiale Verschiebung eines der Schneckenabschnitte ermöglicht es, zwischen den Ringen 62' durch Verschieben der letzteren Lücken zu schaffen, in denen die Ringscheiben 40 wegen des geringeren Durchmessers der Kernwelle 34 frei verdrehbar sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ringe 62' — wie dargestellt — jeweils in die öffnungen 40' zweier benachbarter Ringscheiben 40 eingreifen, so daß das Drehmoment nicht nur über die Kernwelle, sondern auch durch die Ringe 62' von Ringscheibe zu Ringscheibe übertragen wird.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 8a, 8b müssen die Schneckenabschnitte 36 in axialer Richtung nur fixierbar sein, aber sie müssen in dieser Richtung nicht festgezogen werden können, wie dies bei den Ausführungsformen nach den F i g. 5a, 5b und 6a, 6b der Fall ist. Es sei noch bemerkt, daß die Ringe 62' auch konisch sein könnten. Ferner wäre es möglich, ihren Umfang und entsprechend die öffnungen 40' anders zu gestalten, z. B. eine Verzahnung zu wählen, da es nur darauf ankommt, einerseits eine formschlüssige Verbindung zu erhalten und andererseits die Verdrehbarkeit der Ringscheiben 40 zu gewährleisten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schneckenmaschine zum Homogenisieren von festen, flüssigen und zähviskosen Materialien, mit mindestens zwei von einem Gehäuse umgebenen, ineinandergreifenden Schneckenwellen, deren jede mindestens einen Schneckenabschnitt und einen Kernwellenabschnitt aufweist, auf dem mindestens eine Ringscheibe mit einer von einem zur Wellenachse konzentrischen Kreiszylinder abweichenden Form angeordnet ist, welche die Ringscheibe der jeweils anderen Schneckenwelle überlappt und mit dem Kernwellenabschnitt mindestens entgegen der Arbeitsdrehrichtung der Schneckenwelle drehfest verbindbar ist und deren Winkellage relativ zum Kernwellenabschnitt einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (40) auf dem Kernwellenabschnitt (34) mindestens in Arbeitsdrehrichtung der jeweiligen Schneckenwelle (12, 14) verdrehbar ist und daß die einander überlappenden Ringscheiben (40) im Überlappungsbereich Umfangszonen (40b) verminderter Breite aufweisen.

2. Schneckenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (40) zur Verringerung der Breite in den Umfangszonen (40b) beidseitig zurückspringende Schultern aufweisen.

3. Schneckenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangszonen (40b) verminderter Breite durch auswechselbare Teile (4Oc^ gebildet sind.

4. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mehreren auf dem Kernwellenabschnitt nebeneinander angeordneten Ringscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ringscheiben (40) auf dem Kernwellenabschnitt (34) relativ zu diesem sowie zueinander verdrehbar sind.

5. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernwellenabschnitt (40) über seinen Umfang verteilt mehrere in Längsrichtung verlaufende Kerben (44, 46) besitzt, in die mindestens ein in radialer Richtung verstellbares Anschlagelement (50) der Ringscheibe (40) eingreift.

6. Schneckenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung verlaufenden Kerben Sägezahnprofil mit Anschlagkanten (44) und Auflaufflächen (46) aufweisen.

7. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (40) in axialer Richtung zwischen ihr benachbarte Abschnitte (36) der Schneckenwelle (12, 14) einspannbar ist und mindestens ihre eine Stirnfläche sowie die dieser benachbarte Stirnfläche des angrenzenden Teils in radialer Richtung profiliert (54,56) sind.

8. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (40) auf einer Ringspannfeder (62) angeordnet ist, welche zwischen Schneckenabschnitte (36) in axialer Richtung einspannbar ist.

9. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernwellenabschnitt (34) hohl ist und ein Fenster (70) besitzt, durch welches ein in eine Innenverzahnung (78) der Ringscheibe (40) eingreifendes, ein-und ggf. feststellbares Ritzel (72) hindurchragt.

10. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit mehreren auf dem Kernwellenabschnitt nebeneinander angeordneten Ringscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kernwellen abschnitt (34) mehrere, mit dem letzteren drehfest verbundene und auf diesem in axialer Richtung verschiebbare Ringe (62') angeordnet sind, die außen einen mehreckigen, derart ausgebildeten Querschnitt besitzen, daß Ringscheiben (40), die eine öffnung (40') entsprechender Form aufweisen, in mehreren Winkellagen auf die Ringe (62') aufschieb bar sind, und daß Ringe (62') und Ringscheiben (40) zwischen Schneckenabschnitten (36) der Schneckenwelle (12,14) angeordnet sind, von denen mindestens eines in axialer Richtung verschiebbar ist.