| WO/2004/002614 | MIXING APPARATUS |
| JP3924781 | MANUFACTURING METHOD FOR MAGNETIC RECORDING MEDIUM |
| JP3704035 | AUTOMATIC ANALYZER |
DOLIC, Danijel (Bachmattstrasse 3b, Niederuzwil, CH-9244, CH)
HARTSIEKER, Martin (Dieselstrasse 5, Bad Oeynhausen, 32549, DE)
BRAUN, Peter (Zeppelinring 10d, Kreuzlingen, CH-8280, CH)
SCHMIDT, Bernd (Seefeldstrasse 2a, Kirchberg, CH-9533, CH)
KÖNIG, Rene (Breitwiesstrasse 7, Amriswil, CH-8580, CH)
BRÄKER, Willy (Quellensteig 4, Wil, CH-9500, CH)
DOLIC, Danijel (Bachmattstrasse 3b, Niederuzwil, CH-9244, CH)
HARTSIEKER, Martin (Dieselstrasse 5, Bad Oeynhausen, 32549, DE)
BRAUN, Peter (Zeppelinring 10d, Kreuzlingen, CH-8280, CH)
SCHMIDT, Bernd (Seefeldstrasse 2a, Kirchberg, CH-9533, CH)
KÖNIG, Rene (Breitwiesstrasse 7, Amriswil, CH-8580, CH)
| Ansprüche 1. Vorrichtung zum Mischen und Kneten von Massen, insbesondere von Schokoladenmassen, - mit einem bevorzugt horizontal anzuordnenden Kessel (2) mit einer Innenwand (3), - wobei die Innenwand (3) des Kessels wenigstens teil¬ weise, bevorzugt zu 60-90 % ihrer Fläche, der Aussen¬ fläche eines Rotationskörpers nachbildet, insbesondere eines Zylindermantels (4), - und mit einer Welle (11), insbesondere genau einer Welle (11), und mindestens einem daran befestigten Werkzeug (10, 13) insbesondere einem Scherwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kessel (2) mindestens eine, insbesondere ebene, Prallfläche (8) angeordnet ist, die sich in axialer Rich¬ tung erstreckt und die sich insbesondere ausserhalb und/oder innerhalb der Aussenfläche des Rotationskörpers befindet . 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) koaxial mit der Achse des Rotationskörpers angeordnet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel (2) Raum (15) bietet für einen freie Flugbahn, insbesondere Parabelbahn, von durch das Werkzeug (10, 13) beschleunigter Masse, insbesondere von tangential von der Innenwand (3) aus beschleunigter Masse. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel (2) eine parallel zur Achse (17) des Rotationskörpers angeordnete halsartige Öffnung (5) mit mindestens einer Schulterfläche (7a, 7b) aufweist . 5. Vorrichtung zum Mischen und Kneten von Massen, insbesondere von Schokoladenmassen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einem bevorzugt horizontal anzuordnenden Kessel (2) mit einer wenigstens teilweise zylindrischen Innenwand (3) , mit ei¬ ner Welle (11), insbesondere genau einer Welle (11), und mindestens einem daran befestigten Werkzeug (10, 13), ins¬ besondere einem Scherwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel (2) eine parallel zur Achse (17) des Zylinders angeordnete halsartige Öffnung (5) mit mindestens einer Schulterfläche (7a, 7b) aufweist, wobei sich die Öffnung (5) im Wesentlichen über die gesamte Länge (14) des Kes¬ sels (2) erstreckt. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dass mindestens eine Schulterfläche (7a, 7b) der Öffnung eine Prallfläche (8) bildet. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Schneckenband (10) ist. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Geschwindigkeitssteuerung und/oder einen Geschwindigkeitsregler für die Drehgeschwindigkeit der Welle aufweist, insbesondere zur Anspassung der Flug¬ oder Parabelbahn an die Eigenschaften der Masse. 9. Vorrichtung zum Mischen und Kneten von Fettmassen, insbesondere von Schokoladenmassen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einem bevorzugt horizontal anzuordnenden Kessel (2) mit einer wenigstens teilweise zylindrischen Innenwand (3) , mit einer Welle (11), insbesondere genau einer Welle (11), und mindestens einem daran befestigten Werkzeug (10, 13), insbesondere einem Scherwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle zwei gegenläufige Schneckenbänder (10) oder Teile von gegenläufigen Schneckenbändern (10) angebracht sind, die bevorzugt, zumindest teilweise, überlappen, bevorzugt in der Nähe des Auslasses des Kessels. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle mindestens ein Rührpaddel (13) angeordnet ist. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung zum Wärmen und/oder Kühlen des Kessels und/oder der Innenwand und/oder der Masse aufweist. 12. Verfahren zum Mischen und Kneten von Massen, insbesondere Schokoladenmassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse in einer Vorrichtung zum Mischen und Kneten, insbesondere gemäss Anspruch 1-11, von mindestens einem Werkzeug (10, 13), insbesondere einem Scherwerkzeug, gegen eine Prallfläche (8) geschleudert wird. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse in einer Vorrichtung zum Mischen und Kneten mit einem wenigstens eine teilweise zylindrische Innenwand (3) aufweisenden Kessel (2), insbesondere einem Horizontalmischer (1), tangential zu der zylindrischen Innenwand (3) beschleunigt wird und die Flugbahn eines schrägen Wurfs durchläuft, bevor sie auf die Prallfläche (8) auftrifft. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des mindestens einen Werk¬ zeuges (10, 13) gesteuert oder geregelt wird, insbesondere zur Anpassung der Flug- oder Parabelbahn an die Eigenschaften der Masse. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse in einem Horizontalmischer (1) zunächst bei einer ersten Geschwindigkeit bewegt wird, wobei die Komponenten der Masse vorwiegend gemischt wer¬ den, und die Masse anschliessend bei einer zweiten Ge¬ schwindigkeit bewegt wird, wobei die Masse gegen die Prallfläche (8) geschleudert und vorwiegend geknetet wird. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse während der Bearbeitung tem¬ periert wird. |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Kneten von Massen, insbesondere von Schokoladenmassen, sowie ein Verfahren zum Mischen und Kneten von Massen, insbesondere Schokoladenmassen .
Bei der Herstellung und Bearbeitung insbesondere von Fettmassen wie Schokolade werden die Komponenten der Masse zunächst mitein ¬ ander gemischt und die Grundmasse wird beim Mischen und gegebe ¬ nenfalls beim Kneten homogen und plastisch. Bei den Komponenten der Masse handelt es sich um feste und/oder flüssige Bestandtei ¬ le, also Trockenbestandteile, wie Kakaopulver, körniger Kris ¬ tallzucker oder Milchpulver, Flüssigkeiten und/oder pastöse Massen .
Aus den Druckschriften DE1782585, EP 565887 und DE19637098 sind beispielsweise Vorrichtungen zum Mischen bekannt, die einen Kes ¬ sel mit einer angetriebenen Welle aufweisen, wobei an der Welle Werkzeuge, insbesondere Misch-, Homogenisierungs- , Scher-, Scha ¬ be- und/oder Förderwerkzeuge angeordnet sind.
Vorrichtungen zum Mischen weisen in der Regel einen Kessel mit einer Innenwand auf, die wenigstens teilweise die Aussenfläche eines Rotationskörpers nachbildet. Dabei handelt es sich insbe ¬ sondere um einen Zylindermantel. Die Innenwand kann aber auch einem konischen Körper, wie einen Kegel, entsprechen. Die rotierenden Werkzeuge können dann an einem Grossteil der Innenwand des Kessels entlang streifen. Das Mischen und Kneten wird in der Regel in einem Doppelzylindertrog mit zwei achsparallel rotie ¬ renden Wellen durchgeführt. Bevorzugt sind der Kessel, bzw. die Achse des Rotationskörpers, und die Welle horizontal anzuordnen. Der Kessel kann allerdings auch geneigt oder sogar vertikal angeordnet sein, sodass die Masse, von der Schwerkraft unterstützt, entlang der Kesselachse getrieben wird. Mischer mit im Wesentlichen horizontal angeordneten Wellen werden im Folgenden Horizontalmischer genannt.
In der Regel weisen die Kessel zum Einfüllen der Masse im oberen Bereich eine Einfüllöffnung auf, während am tiefsten Punkt des Kessels ein Auslauf angeordnet ist.
In dem Mischer wird die Masse von den Werkzeugen um die Welle herum getrieben. In einem Horizontalmischer wird die Masse von den Werkzeugen in aufsteigender Richtung angehoben, löst sich oben angekommen vom Werkzeug und fällt aufgrund der Schwerkraft durch den Zwischenraum zwischen Werkzeug und Welle auf den unteren Teil der Innenwand des Kessels, von wo sie wiederum von den Werkzeugen aufgenommen wird. Die Komponenten der Masse vermischen sich dabei und die Masse wird homogenisiert.
Ausgehend von dem Bekannten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem die Misch- und/oder Knetvorgänge effektiver gestaltet werden und die verarbeitete Masse besser und schneller für nachfolgende Prozesse bereitgestellt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Mischen und Kneten von Massen, insbesondere von Schokoladenmassen. Diese um- fasst einen bei bestimmungsgemässem Gebrauch bevorzugt horizontal anzuordnenden Kessel mit einer Innenwand, die wenigstens teilweise, insbesondere zu 50-90% ihrer Fläche, weiter insbeson ¬ dere zu 60-85%, weiter insbesondere zu 70-80%, die Aussenfläche eines Rotationskörpers nachbildet, insbesondere einen Zylinder ¬ mantel .
Die Vorrichtung umfasst ausserdem eine im Kessel angeordnete Welle, bevorzugt genau eine Welle, mit mindestens einem daran befestigten Werkzeug. Zum Mischen und Kneten wird bevorzugt ein Scherwerkzeug verwendet. Dieses hat im Gegensatz zu einem, bei ¬ spielsweise in einer Conche verwendeten, Schabwerkzeug einen grösseren Abstand zur Kesselwand und ermöglicht somit ein Sche ¬ ren der Masse zwischen Werkzeug und Wand.
Erfindungsgemäss ist in dem Kessel mindestens eine, insbesondere ebene, Prallfläche angeordnet, die sich in axialer Richtung, be ¬ vorzugt entlang der gesamten axialen Länge des oder der Werkzeuge oder des Kessels, erstreckt. Die Prallfläche ist bevorzugt parallel zu der Welle angeordnet.
Die Prallfläche befindet sich insbesondere ausserhalb und/oder innerhalb der Aussenfläche des Rotationskörpers. Das heisst, die Prallfläche ist nicht Teil der Aussenfläche des Rotationskör ¬ pers, insbesondere nicht Teil der Innenwand des Kessels, der die Kontur eines Rotationskörpers besitzt.
In einer solchen Vorrichtung können nicht nur Komponenten einer Masse bewegt und dadurch vermischt werden. An der erfindungsge- mässen Prallfläche kann die gesamte Masse oder Teile davon eine Stauchung erfahren, die über das Auftreffen der Masse beim Herunterfallen auf den unteren Teil der Innenwand des Kessels hinausgeht. Die Masse kann so einem Knetvorgang unterzogen werden.
Ist die Prallfläche innerhalb der Rotationskörpers angeordnet, muss der Weg der umlaufenden Werkzeuge um die Prallfläche herum ¬ führen, die Werkzeuge können dafür beispielsweise von einer ex- zentrisch angebrachten Achse angetrieben werden und/oder federnd gelagert sein.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Welle koaxial mit der Achse des Rotationskörpers angeordnet. Bei der Verwendung von starren Werkzeugen bedeutet dies, dass die Prallfläche ausserhalb des Rotationskörpers angeordnet ist.
Die Prallfläche schliesst mit der Tangentialebene des Rotations ¬ körpers am Übergang zwischen Rotationskörper und Prallfläche einen Winkel von kleiner als 90° ein.
Die Prallfläche ist bei einem horizontal ausgerichteten Kessel bevorzugt vertikal angeordnet, so dass die Flächenormale in die Horizontale weist. Die an die Prallfläche geschleuderte Masse kann dann aufgrund der Schwerkraft von der Prallfläche ablaufen oder abfallen.
Um den Kneteffekt zu begünstigen, bietet der Kessel vorteilhaft ¬ erweise Raum für einen freie Flugbahn, insbesondere Parabelbahn, von durch das Werkzeug beschleunigter Masse, insbesondere von tangential von der Innenwand aus beschleunigter Masse. Die
Prallfläche kann dann so angebracht sein, dass Masse durch den Raum für die freie Flugbahn auf die Fläche geschleudert wird. Bevorzugt weitet sich der Innenraum des Kessels über den Rotati ¬ onskörper hinaus, sodass eine Ablösekante entsteht, von der aus die Masse tangential zur Schnittfläche des Rotationskörpers be ¬ schleunigt wird.
Bei im Wesentlichen horizontal angeordneten Mischern befindet sich der Raum für die Flugbahn in der oberen Hälfte, so dass die beschleunigte Masse in etwa eine Parabelbahn durchläuft. Bei ge- eigneter Startgeschwindigkeit kann die Masse danach auf die Prallfläche treffen.
Bevorzugt ist der Abstand zwischen Abrisskante und Prallfläche nicht grösser als der Durchmesser des Rotationskörpers.
Der Raum kann dadurch gegeben sein, dass der Kessel eine im Wesentlichen parallel zur Achse angeordnete halsartige Öffnung mit mindestens einer Schulterfläche aufweist. Die Öffnung kann aus ¬ serdem zum Befüllen und/oder Belüften und/oder Reinigen des Kessels und/oder zum Austausch der Werkzeuge genutzt werden.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen Mischer, insbesondere wie oben beschrieben, bestehend aus einem bei bestimmungs- gemässem Gebrauch bevorzugt horizontal anzuordnenden Kessel mit einer wenigstens teilweise zylindrischen Innenwand, mit einer Welle, bevorzugt genau einer Welle, und mindestens einem daran befestigten Werkzeug, insbesondere einem AbstreifWerkzeug, wobei der Kessel erfindungsgemäss eine parallel zur Achse des Rotati ¬ onskörpers angeordnete halsartige Öffnung mit mindestens einer Schulterfläche aufweist, die sich im Wesentlichen über die ge ¬ samte Länge des Kessels erstreckt.
Eine bei einem Horizontalmischer in der oberen Hälfe des Kessels angeordnete Öffnung kann einerseits zum Befüllen und/oder Belüften und/oder Reinigen des Kessels und/oder zum Austausch der Werkzeuge genutzt werden. Sie kann auch Raum geben für die Flug ¬ bahn von im Mischer beschleunigter Masse.
Bevorzugt bildet mindestens eine Schulterfläche der Öffnung eine Prallfläche. Die halsartige Öffnung kann auch so ausgebildet sein, dass sie zwei Schulterflächen aufweist, die jeweils Prall- flächen bilden, sodass die Masse in beiden Drehrichtungen der Werkzeuge gegen die Prallfläche geschleudert werden kann. Die Prallfläche ist bevorzugt vertikal ausgerichtet, wenn der Kessel bestimmungsgemäss horizontal angeordnet ist.
Der Öffnungswinkel der axial verlaufenen Öffnung, also der Winkel zwischen der Verbindungslinie zwischen Wellenachse und Ab ¬ risskante einerseits und der Verbindungslinie zwischen Wellen ¬ achse und Übergang von Kesselwand und Prallfläche ist so ge ¬ wählt, dass für ein breites Spektrum der zu mischenden Massen die Massen einerseits nicht aus dem Mischer herausspritzen, andererseits die Prallfläche erreichen. Der Öffnungswinkel ist be ¬ vorzugt kleiner als 120°, bevorzugt, insbesondere bei einwelli ¬ gen Vorrichtungen, kleiner als 90°, weiter bevorzugt kleiner 60° .
Es kann eine Abdeckung, beispielsweise ein Klappdeckel, für die Öffnung vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Werkzeug als Schneckenband ausgeführt. Dieses versetzt die Masse einer ¬ seits in eine Rotation und schleudert sie gegen die Prallfläche, andererseits wird die Masse in Axialrichtung durch den Mischer getrieben. Die Förderrichtung kann bei einer Umkehrung der Drehrichtung umgekehrt werden, sodass die Masse bei einem Wechsel der Drehrichtungen in Axialrichtung hin und her bewegt werden kann .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Geschwindigkeitssteuerung und/oder einen Geschwindigkeitsregler für die Drehgeschwindigkeit der Welle und der Werkzeuge auf. Diese dient insbesondere zur Anspassung der Flug- oder Parabelbahn an die Eigenschaften der Masse, die bei- spielsweise durch Zusammensetzung, die Menge, das spezifische Gewicht, die Konsistenz usw. gegeben ist.
Mit einer Einstellung der Geschwindigkeit kann bei gegebener Anordnung der Prallfläche dafür gesorgt werden, dass die Masse zum Beispiel einerseits nicht aus dem Kessel herausfliegt und ande ¬ rerseits ein Grossteil der Masse auf die Prallfläche trifft. Da ¬ zu muss die Tangentialgeschwindigkeit , die von der Umdrehungs ¬ zahl der Welle und den Eigenschaften der Masse abhängt, beim Ablösen von der Innenwand der Masse in einem geeigneten Wertebereich liegen. Die notwendige Geschwindigkeit, bzw. Umdrehungs ¬ zahl, kann leicht durch Routineversuche ermittelt werden.
Alternativ kann auch die Prallfläche veränderbar vorgesehen sein, beispielsweise kann die Position der Prallfläche ver ¬ schiebbar und/oder die Höhe und/oder die Flächengrösse veränderbar sein und/oder die gesamte Prallfläche kann austauschbar sein, je nachdem, welche Auftrittsfläche in Abhängigkeit von der eingefüllten Masse und den einstellbaren Drehgeschwindigkeiten gewünscht ist. Alternativ kann die Flugbahn der Masse auch mit einem zusätzlichen Bauteil, zum Beispiel einem eingeschobenen Keil, begrenzt werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ausserdem ge ¬ löst durch eine Vorrichtung zum Mischen und Kneten von Fettmassen, insbesondere von Schokoladenmassen, insbesondere wie oben beschrieben, bestehend aus einem bei bestimmungsgemässem
Gebrauch bevorzugt horizontal anzuordnenden Kessel mit einer we ¬ nigstens teilweise zylindrischer Innenwand, der eine Welle und mindestens ein daran befestigten Werkzeug aufweist. Dabei han ¬ delt es sich insbesondere einem Scherwerkzeug. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass an der Welle zwei gegenläufige Schnecken ¬ bänder oder Teile von gegenläufigen Schneckenbändern angebracht sind, die bevorzugt, zumindest teilweise, überlappen. Der Bänder überlappen bevorzugt in Nähe des Auslasses des Kessels, der sich in der Mitte des Kessels befinden kann.
Die Schneckenbänder oder Schneckenbandstücke sind insbesondere so ausgeführt, dass sie gleichzeitig als Scherwerkzeug wirken.
Der Wellenantrieb kann dann nur in einer Richtung erfolgen und die Masse wird durch rechts- und linkgängige Schneckenbänder in entgegen gesetzten Richtungen getrieben.
Die Schneckenbänder einer Drehrichtung können zusammenhängend ausgeführt sein, oder als Einzelstücke vorliegen. Die Einzelstü ¬ cke sind jeweils Teile von Schneckenbändern. Sie können voneinander beabstandet sein. Die gedachte Verbindungslinie der Ein ¬ zelstücke kann die Form eines durchgehenden Schneckenbandes ha ¬ ben .
Die in der Nähe des Auslasses, zum Beispiel in der Mitte des Kessels, überlappenden gegenläufigen Scheckenbänder sind bevorzugt so angeordnet, dass die Masse zu dem überlappenden Bereich hin getrieben wird. Dort befindet sich bevorzugt der Auslauf des Kessels, sodass für eine saubere Entleerung gesorgt werden kann.
Zusätzlich kann auf der Welle mindestens ein Rührpaddel angeord ¬ net sein, welches den Mischeffekt verstärkt.
Das Rührpaddel kann kürzer als das Werkzeug sein, da das Mischen gerade bei kleineren Drehgeschwindigkeiten eine Rolle spielt, bei denen der Einfluss der Zentrifugalkraft im Vergleich zur Schwerkraft geringer ist und sich die Masse vorwiegend in der unteren Hälfte des Kessels befindet. In einer vorteilhaften Ausführung weist die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung auf. Mit dieser können der Kessels und/oder die Innenwand und/oder die eingefüllte Masse gewärmt und/oder gekühlt werden. Dies ist besonders günstig bei der Verarbeitung von Schokoladenmasse, die anfangs erwärmt wird, um die Masse ge ¬ schmeidig zu machen, die in einer späteren Phase, nachdem mechanische Energie in die Masse eingebracht wurde, gegebenenfalls noch gekühlt werden kann.
Schokoladenmasse wird vorteilhafterweise bei einer Temperatur zwischen 35°C und 50°C Grad bearbeitet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ausserdem ge ¬ löst durch ein Verfahren zum Mischen und Kneten von Massen, insbesondere Schokoladenmassen, wobei die Masse in einem Mischer, insbesondere wie oben beschrieben, von einem Werkzeug, insbesondere einem AbstreifWerkzeug, gegen eine Prallfläche geschleudert wird .
Durch den Schleudervorgang und das Stauchen beim Aufprall auf die Prallfläche wird die Masse einem Knetvorgang unterzogen. Dieser geht über die Benarbeitung der Masse mit Werkzeugen, bei der z.B. Scherkräfte auf die Masse wirken, oder das Herunterfal ¬ len der Masse aufgrund der Schwerkraft hinaus, da die Geschwin ¬ digkeitskomponente in der Schleuderrichtung, insbesondere die Tangentialgeschwindigkeit , mit ausgenutzt wird.
In einem Horizontalmischer erfährt die Masse bei einem Umlauf der Welle zwei Stauchungen, zum einen beim Aufprall auf die Prallfläche, zum einen beim Herunterfallen auf die Unterseite des Kessels. Die Masse wird also sehr effektiv geknetet. Denn pro Umlauf findet mehr als eine Stauchung statt und weil diese Stauchungen in verschiedenen Richtungen stattfinden, kann es überdies zu einer Faltung der teigigen Masse kommen, was den Knetprozess weiter begünstigt.
In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird die Masse in einem Mischer mit einem wenigstens eine teilweise zylindrische Innenwand aufweisenden Kessel, insbesondere einem Horizon ¬ talmischer, tangential zu der zylindrischen Innenwand beschleu ¬ nigt. Die Masse durchläuft dann die Flugbahn eines schrägen Wurfs, bevor sie auf die Prallfläche auftrifft.
Bei dieser Anordnung kann die Drehgeschwindigkeit optimal an die Verhältnisse in dem Kessel, insbesondere die Eigenschaften der Masse, angepasst werden, sodass ein Grossteil der Masse mit ho ¬ her Geschwindigkeit auf die Prallfläche trifft und dort eine Stauchung erfährt.
In einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung wird die Geschwindigkeit des mindestens einen Werkzeuges gesteuert oder ge ¬ regelt, insbesondere zur Anspassung der Flug- oder Parabelbahn an die Eigenschaften der Masse, wie Zusammensetzung, Menge, spezifisches Gewicht, Konsistenz, Temperatur usw..
Bevorzugt wird je nach Rezeptur der Masse die geeignete Drehzahl empirisch bestimmt.
Bevorzugt wird die Masse in einem Horizontalmischer zunächst bei einer ersten Geschwindigkeit bewegt, wobei die Komponenten der Masse vorwiegend gemischt werden. Die Masse wird anschliessend bei einer zweiten Geschwindigkeit bewegt, wobei die Masse gegen die Prallfläche geschleudert und vorwiegend geknetet wird. Die Geschwindigkeiten sind so produktabhängig vorzugsweise so einzustellen, dass der theoretische Aufschlagpunkt in der Mitte der Prallfläche liegt.
Der Prozess, bzw. die Qualität des Mischgutes kann mittels einer Drehmomentaufnahme und/oder einer Leistungsaufnahme geregelt werden .
Zusätzlich kann die Masse während der Bearbeitung temperiert werden .
Die Erfindung ist im Folgenden in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungs- gemässen Vorrichtung;
Figur 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässen Vorrichtung;
Figur 3 eine Draufsicht auf eine Welle mit ersten und zweiten
Werkzeugen .
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfin- dungsgemässen Vorrichtung zum Mischen und Kneten 1. Der gezeigte Horizontalmischer 1 besitzt einen Kessel 2 mit einer Innenwand 3, die wenigstens teilweise einem Zylindermantel 4 entspricht.
Der Kessel besitzt eine halsartige Öffnung 5. Eine seitliche Wand 6 der Öffnung 5 ist als Schulterfläche 7a ausgebildet, die als Prallfläche 8 wirkt. Diese liegt ausserhalb des Zylinderman ¬ tels 4. Die Prallfläche 8 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in der Vertikalen angeordnet. Sie kann alternativ mit der Horizontale kleinere Winkel, zwischen 45 und 90 Grad, einschliessen .
Die der Prallfläche 8 gegenüberliegende Schulterfläche 7b der Öffnung 5 ist mit einem eingesetzten Keil 9 optimiert. Dieser verhindert ein Austreten von Wärme aus dem typischerweise tempe ¬ rierten Kessel 2 und das Überschwappen von Masse.
Der Keil 9 kann fester Bestandteil der Vorrichtung 1 sein oder entfernbar sein. In dem Fall kann er zum Beispiel zum Reinigen weggenommen werden oder je nach zu bearbeitender Masse braucht er gar nicht benutzt werden.
Im gezeigten Beispiel wird der Mischer 1 mit einem einachsigen Mischwerk betrieben, wobei die Welle 11 koaxial zur Zylinderflä ¬ che 4 angeordnet ist. Das Mischwerk besteht aus zwei oder mehre ¬ ren Schneckenbändern 10, welche mit der Welle 11 an der Innenwand 3 entlang getrieben werden.
Die Schneckenbänder 10 treiben die nicht in der Figur dargstellt Masse im Mischer 1 umher und scheren sie zu der Wand.
Bei genügend hoher Umdrehungszahl ist die Zentrifugalkraft der Masse grösser als die Schwerkraft. In diesem Fall ist F RO uDE-zahi = D k n 2 π/g grösser als 1 (wobei D k der Innendurchmesser des Kessels, n die Drehzahl des Mischwerks und g die Erdbeschleunigung ist) .
Der Keil 9 ist so ausgeführt, dass innerhalb der halsartigen Öffnung 5 Raum 15 für eine freie Flugbahn von durch das Werkzeug beschleunigter Masse geboten ist.
Wenn die Masse eine Ablösekante 16 an der Öffnung 5 erreicht, beginnt sie, einer Flugbahn eines schrägen Wurfs zu folgen, wo- bei sie eine Anfangsgeschwindigkeit in Tangentialrichtung 12 be ¬ sitzt. Ist diese Tangentialgeschwindigkeit genügend gross, was von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle und den Eigenschaf ¬ ten der Masse abhängt, so wird die Masse gegen die Prallfläche 8 geschleudert .
Beim Auftreffen auf die Prallfläche 8 wird die Masse gestaucht und anschliessend beim Herunterfallen und Wiederaufnehmen gefaltet. Auf dieser Art wird die Masse einem Knetvorgang unterzogen.
Die Geschwindigkeiten sind so produktabhängig so einzustellen, dass der theoretische Aufschlagpunkt auf einer Höhe der Schul ¬ terfläche 7 liegt, die in etwa dem Radius des Kessels 2, bevor ¬ zugt dem halben Kesselradius, weiter bevorzugt einem viertel Kesselradius entspricht.
Ist der eingestellte Auftreffpunkt zu niedrig, so kann es sein, dass ein zu grosser Teil der Masse die Schulterfläche gar nicht trifft, sondern im Kesselvolumen bleibt. Dieser Teil wird dann nicht an der Prallfläche 8 gestaucht.
Nach dem Auftreffen auf der Prallfläche fällt die Masse aufgrund der Schwerkraft hinab in den Kessel 2 und wird von den Schne ¬ ckenbändern 10 wieder aufgenommen und mitgezogen.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen Horizontalmischers 1.
An der Welle 11 sind zwei rechts- und linksgängige Schneckenbän ¬ der 10 angebracht, die in der Kesselmitte 19, also im Bereich des Auslaufs 18, überlappen. Die Bänder 10 treiben die Masse in die Kesselmitte 19, was zu einer sauberen Entleerung führt. Die Steigung der Schneckenbänder 10 beträgt vorzugsweise in etwa das 0.6 fache der Kessellänge.
Die Bänder haben einen rechteckigen Querschnitt. Die halsartige Öffnung 5 erstreckt sich parallel zur Achse 17 des Rotationskörpers praktisch über die gesamte Länge 14 des Mischers 1.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Welle 11 mit ersten und zweiten Werkzeugen 10, 13. Zusätzlich zu den Schneckenbändern 10 können an der Welle 11 schräg gestellte Rührpaddel 13 angebracht sein .