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Die Erfindung bezieht sich auf eine Misch-und/oder Knetmaschine, vorzugsweise Maschine zum
Dispergieren von pulverförmigen und/oder feinkörnigen Stoffen in Flüssigkeiten, wie Farben, Lacke, chemische
Stoffe, Pasten, mit mindestens einem Rührbottich und mindestens einem in diesen eintauchenden, mit einem Antrieb verbundenen Rührwerk, welches mit Misch- oder Knetwerkzeugen versehen ist.
Es sind bereits Vorrichtungen zum Dispergieren von pulverförmigen und/oder feinkörnigen Stoffen in
Flüssigkeiten bekanntgeworden, die mit einem einzigen hochtourigen, kreissägeblattähnlichen Mischorgan ausgestattet sind. Dieses Mischorgan wird in einen kreisrunden bzw. zylindrischen, oben offenen Behälter eingetaucht und leistet dort die Dispergierarbeit.
Mischmaschinen dieser Art haben aus vielerlei Gründen eine sehr begrenzte Leistung, da man die Drehzahl des Rührwerkes nur in bestimmten Grenzen mit Rücksicht auf das Material regeln kann. Ein weiterer Grund für die begrenzte Leistung ist darin zu sehen, dass das Material in der Zeiteinheit nicht genügend in dem Rührbottich umgewälzt wird und nur zu einem geringen Teil jeweils mit dem Rührwerk in Berührung kommt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Misch-und/oder Knetmaschine zu schaffen, die ohne schädigende Einwirkungen auf das Gut eine wesentliche Leistungssteigerung zu erreichen gestattet und damit eine schnellere Behandlung des Gutes bzw. einen grösseren Durchsatz in der Zeiteinheit und ausserdem eine Vergleichmässigung des Gutes im Endprodukt gewährleistet.
Ausgehend von der zu Anfang erläuterten Misch-und/oder Knetmaschine wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Rührwerk mindestens zwei mit Misch- oder Knetwerkzeugen ausgestattete Rührwerkswellen aufweist, dass die Misch- oder Knetwerkzeuge mit geringem Abstand einander gegenüberliegen, dass die Rührwerkswellen zum Umlauf in gleicher Drehrichtung eingerichtet sind und das feste übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsmotor bzw. -Motoren und den Misch- oder Knetwerkzeugen so gewählt ist, dass die Umfangsgeschwindigkeit dieser Werkzeuge zwischen 20 bis 25 m/sec liegt, dass der Rührbottich um seine vertikale Mittelachse frei drehbar gelagert ist, und dass mindestens ein an der Rührbottichinnenwand mit einer Kante anliegender Wandabstreifer vorgesehen ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Schema dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht einer Mischmaschine, teils im Vertikalschnitt, Fig. 2 eine Ansicht hiezu in Richtung des Pfeiles II in Fig. l, teils im Vertikalschnitt, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Maschine gemäss Fig. l, Fig. 4 ein Schema einer Draufsicht auf eine Mischmaschine in einer andern Ausführung, Fig. 5 bis 9 verschiedene Ausführungen der Anordnung der Rührwerkswellen und der Mischwerkzeuge zueinander, Fig. 10 ein Schema einer Draufsicht auf eine Mischmaschine in einer andern Ausführung, Fig. 11 einen Längsschnitt durch ein Antriebssystem mit Planetengetriebe, Fig. 12 eine Rührwerkswellenlagerung mit Vorrichtung zur Höhenverstellung, teils im Längsschnitt, teils in Ansicht, Fig.
13 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Mischmaschine mit zwei Rührwerkswellen, Fig. 14 eine Draufsicht hiezu, vereinfacht, mit Teilschnitt gemäss Schnittlinie XIV-XIV in
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13, Fig. 15Fig. 16 eine stark schematisierte Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Auslegerarmes mit gleichzeitiger Veranschaulichung der Verstellbarkeit des Rührwerkes und Fig. 17 eine andere Ausführungsform des Auslegerarmes zur Lagerung von vier Rührwerkswellen.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Mischmaschine, welche mit einem Sockel--l--fest auf dem Fundament verankert ist, eine Säule--2--und an deren oberem Ende einen Ausleger--3-- aufweist. Der Ausleger--3--ist mittels einer Spindel --6-- höhenverstellbar und ausserdem um die vertikale
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einem Bedienungspult--5--versehen. An dem Ende des andern Auslegerarmes des Auslegers--3--sind zwei Rührwerkswellen--7, 8--gelagert, die je einen abnehmbaren bzw. auswechselbaren Wellen teil --7a-- mit Rührwerkzeugen --7b-- tragen. An dem Auslegerarm ist ferner eine Achse--9--mit gegebenenfalls
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Zweck ist er mit Laufrollen--12--versehen.
Ausserdem ist der Rührbottich mittels einer Zapfenhalterung --13--, die zwischen dem Bottichboden und dem Maschinenfundament angeordnet ist, zentrisch zur Bottichachse während des Umlaufes in Betrieb gehalten. Die Zapfenhalterung--13--besteht im wesentlichen aus einem Zapfen, der entweder an einer Fundamentplatte oder am Bottichboden fest angebracht ist und der mit einer Gegenhülse zusammenarbeitet, u. zw. so, dass der Bottich zum Zwecke des Chargenwechsels leicht in der Zapfenhalterung gelöst und nach Anheben des Auslegers --3-- seitlich abgefahren und durch einen andern Bottich ersetzt werden kann.
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Wie Fig. 3 schematisch darstellt, ist jede Rührwerkswelle --7, 8-- am oberen Ende mit einer Riemenscheibe--14, 15--versehen und somit separat angetrieben. Von den Riemenscheiben führen Riemen,
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so, dass die Rührwerkswellen-7, 8-in gleichem Drehsinn, mit gleicher oder unterschiedlicher Drehzahl, die während der Arbeit der Maschine nicht geändert wird, angetrieben sind.
Die Mischmaschine gemäss den Fig. 1 bis 3 und demgemäss auch eine entsprechende Knetmaschine kann in der Weise abgewandelt oder ergänzt werden, wie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen sollen.
Fig. 4 zeigt eine besonders vorteilhafte Variationsmöglichkeit im Vergleich zu Fig. 3, u. zw. ist hier in dem Ausleger --20-- auf Seiten des Antriebsmotors eine Riemenscheibe --21-- vorgesehen, welche die Antriebskraft über den Riemen-22-zu einer weiteren Riemenscheibe --23-- überträgt, Von weiteren gleichachsig angeordneten Riemenscheiben erfolgt eine Aufteilung über die Riemen-24, 25--auf die
Riemenscheiben--26, 27--, die ihrerseits auf den Rührwerkswellen sitzen. Der Antriebsmotor ist so ausgelegt, dass er in Verbindung mit den Riemenscheiben und der Umfangsgrösse der Misch- oder Knetwerkzeuge diesen die eingangs genannten Umfangsgeschwindigkeiten erteilt.
Ein besonderer Vorteil dieser Anordnungsweise ist darin zu sehen, dass der Abstand--a--zwischen den beiden Rührwerkswellen unter Verwendung entsprechender verstellbarer Lager leicht geändert werden kann, u. zw. durch Schwenken eines oder beider Lager auf einem Kreisbogen um die Achse der Riemenscheibe--23--.
Die Fig. 5 bis 9 zeigen verschiedene vorteilhafte Ausführungen der räumlichen Anordnung der Mischorgane zueinander, u. zw. jeweils bezogen auf ein Ausführungsbeispiel, wobei zwei Rührwerkswellen Verwendung finden. Eine entsprechende Erweiterung bzw. sinngemässe Anwendung ist auch bei der Verwendung von mehr als zwei Rührwerkswellen gegeben. Gemäss Fig. 5 sind die beiden Misch-oder Rührwerkzeuge-28, 29-auf gleicher Höhe und mit Abstand voneinander angeordnet. Bei der Ausführung gemäss Fig. 6 ist eine Höhenversetzung und Überschneidung der Misch-oder Rührwerkzeuge-30, 31--gegeben. Gemäss Fig. 7 befindet sich auf der einen Rührwerkswelle ein Mischorgan--32--, während auf der andern Rührwerkswelle zwei Werkzeuge--33, 34-angeordnet sind, u. zw. mit höhenmässiger Versetzung, wie deutlich erkennbar ist.
Gemäss Fig. 8 sind auf beiden Rührwerkswellen --37, 40-- je zwei Werkzeuge--35, 36 bzw. 38 39--paarweise in gleicher Höhe angeordnet. Fig. 9 zeigt schliesslich die Anordnung einer Mehrzahl von Werkzeugen-43, 44-auf den beiden Rührwerkswellen--41, 42--.
Fig. 10 zeigt eine andere Variante einer erfindungsgemässen Ausgestaltung, wonach in dem Ausleger - die beiden Riemenscheiben-46, 47-- mit je einem Antriebsmotor verbunden sind, wobei die beiden Motoren wahlweise zur Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten, insbesondere an das zu behandelnde Gut, gleiche oder unterschiedliche Drehzahlen aufweisen können, wobei die Drehzahlen jedes Motors wieder kontinuierlich oder diskontinuierlich im Zeitablauf der Behandlung geändert werden können, jedoch so, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Misch- oder Knetwerkzeuge zwischen 20 und 25 m/sec eingestellt werden kann. Von den beiden Riemenscheiben --46,47-- führen Riemen --48,49-- zu Riemenscheiben --50,51--, die wieder auf den Rührwerkswellen sitzen und gegebenenfalls auch in ihrem Abstand veränderlich einstellbar sind.
Eine weitere vorteilhafte Konstruktion, die darauf hinführt, dass das Gut während der Behandlungszeit möglichst intensiv von dem Rührwerk erfasst wird, zeigt Fig. 11. Hienach werden die beiden Rührwerkswellen --52, 53--von einem Antriebsmotor --54-- über einen Riemen--55--und eine Riemenscheibe
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unterGehäuse--65 bzw. 66--mit der Rührwerkswelle --59-- rotieren. An dem nach unten aus dem Gehäuse - 65 bzw. 66-herausragenden Ende der Hülse-61-ist je eine Riemenscheibe-67, 68-zum Zwecke des Antriebes fest angeordnet.
Am oberen Ende der Rührwerkswelle --59-- befindet sich ein Querhaupt - -69--, welches so gestaltet ist, dass das obere Ende der Rührwerkswelle --59-- in einer entsprechenden Bohrung drehen kann, gegen axiale Verschiebung aber gehalten ist. Mit diesem Querhaupt --69-- wirken zwei Spindeln-70, 71-zusammen, die am oberen Ende Kettenräder-72, 73-tragen und über eine Kette - -74-- od. dgl. Verbindungsorgan mit einem Kettenrad --75-- verbunden sind. Von dem Kettenrad
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--75-- führt ein Achsstück --76-- zu einem Gelenk--77--, woran eine Welle--78--mit Handrad - -79- angeschlossen ist.
Die Welle--78--ist also einerseits an dem Gelenk--77-, zum andern an einer
Stütze--80--gehalten.
Die Wirkungsweise ergibt sich aus den Zeichnungen (Fig. 12), u. zw. kann durch Drehen des Handrades - eine Drehbewegung der Spindeln-70, 71- und damit gewünschte Höhenverstellung des Querhauptes--69--und der hiemit verbundenen Rührwerkswelle --59-- erzielt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 13 besteht die Misch- bzw. Dispergiermaschine im wesentlichen aus einer Säule --81--, einem Auslegerarm--82--, welcher mittels der Säule vertikal verstellbar eingerichtet ist, und den angetriebenen Mischwerkzeugen. Jedes Mischwerkzeug ist aus einer vertikalen Rührwerkswelle--84-- und einer hieran befestigten, vorzugsweise in horizontaler Ebene schnell umlaufenden Scheibe--85--, zweckmässig in Form eines Sägeblattes, ausgebildet. Der Aussendurchmesser jeder Scheibe ist etwa nur halb so gross bemessen wie der Durchmesser der bisher üblichen Mischscheiben, jedoch ist die Drehzahl, die nachfolgend noch im einzelnen beschrieben ist, derart gewählt bzw. angepasst, dass eine Umfangsgeschwindigkeit im optimalen
Bereich von 23 m/sec vorhanden ist.
Die so gebildeten Rührwerke-83 bis 85-tauchen in einen Rührbottich --86-- ein, der oben offen ist und vorzugsweise eine ovale, flach-runde oder erdnussförmige Grundrissform aufweist, wobei die Form den jeweiligen Gegebenheiten, beispielsweise der verwendeten Anzahl von Mischwerkzeugen, angepasst werden kann. Die Rührwerkswellen--83, 84--sind mittels lösbarer Kupplungen --87-- leicht in dem Antriebswellenstumpf--88--zu lösen bzw. wieder einzusetzen oder auszuwechseln.
Jeder Antriebswellenstumpf--88--ist in einem Lager--89, 90--gehalten. Die Lager--89, 90-- sind in dem Auslegerarm --82-- befestigt. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Mischwerkzeuge --85-- mit ihren entsprechenden Wellen--83, 84--in den Lagern--89, 90--in bezug auf ihren Abstand voneinander verstellbar eingerichtet. Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, werden die Lager --89, 90--auf der Unterseite des Auslegerarmes--82--geführt, u. zw. so, dass sie um die Achse--91--, entsprechend dem Radius--92--gemäss den Pfeilen--93, 94--nach beiden Seiten hin geschwenkt werden können. (Vergleiche Fig. 16).
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform greift an den beiden Lagergehäusen --89, 90--eine Spindel--95--an, die derart gestaltet ist, dass die soeben beschriebene Schwenkbewegung (Fig. 16) möglich ist.- Die Verstellung erfolgt mit Hilfe eines Handrades--96-, so dass sich die beiden Lager --89, 90--mitsamt den Rührwerkzeugen zufolge der gegensinnig wirkenden beiden Gewindeteile entweder voneinander entfernen oder zusammenrücken.
Die Wellenstümpfe --88, 97-- (Fig. 15) sind nach oben hin im Bereich des Auslegerarmes-82- verlängert, so dass diese Wellenteile--98, 99--je eine Keilriemenscheibe--100, 101--tragen. Vereinfacht durch strichpunktierte Linien--102, 103-- angedeutete Keilriemen stellen die Verbindung mit entsprechenden Keilriemenscheiben-104, 105- auf der Antriebswelle --106-- des Elektromotors --107-- her. Der Elektromotor ist auf einer Platte --108-- befestigt, welche gemäss Fig. 13 mittels eines Handrades-109verschoben werden kann. Auf diese Weise kann der Elektromotor--107--in Richtung der Pfeile --110, 111--auf die gewünschte Stellung eingestellt werden.
Beide Hälften der Keilriemenscheiben --104, 105--sind axial gegen Federkraft verschiebbar auf der vertikalen Motorwelle --106-- gehalten, so dass sich die beiden Hälften jeder Keilriemenscheibe beim Verschieben des Elektromotors in Richtung des Pfeiles
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Keilriementrieb angetriebenen Mischwerkzeuge stufenlos geändert werden kann. Statt der Keilriemenscheiben --104 und 105--können auch die Keilriemenscheiben--100, 101-- geteilt ausgebildet sein, womit das gleiche Ergebnis erreicht wird. Im letzteren Falle besteht noch darüber hinaus die unter Umständen vorteilhafte Möglichkeit, das eine oder das andere der Lager-89, 90- ebenfalls in bezug auf den Elektromotor - -107-- zu verstellen, so dass eine gewisse unterschiedliche Drehzahl der beiden Mischorgane eingestellt werden kann.
Es ist besonders empfehlenswert, die Leistung des Antriebsmotors zu etwa 5 bis 100 PS, die Umfangsgeschwindigkeit der Mischwerkzeuge--85--zu etwa 20 bis 25 m/sec, vorzugsweise 23 m/sec, und den Durchmesser der Scheiben --85- entsprechend zu wählen.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Misch- bzw. Dispergiermaschine ist im wesentlichen folgende.
Zunächst einmal werden die beiden Mischorgane-84, 85-mittels der Kupplungen --87-- befestigt und der gesamte Auslegerarm--82--mit seinem Antrieb so weit aufwärts gefahren, bis der Rührbottich --86-- entweder von der Seite in gefülltem Zustand an die richtige Stelle gefahren ist oder bei stationärem Rührbottich die Füllung vollzogen ist. Sodann wird der Auslegerarm mitsamt den Rührwerkswellen und den Mischwerkzeugen abgesenkt und die Scheiben--85--auf die gewünschte Höhe gebracht. Ferner wird durch Einstellen des Elektromotors--107--mittels des Handrades--109--, dessen Stellung mit Hilfe einer Skala geeicht werden kann, die oben erläuterte Drehzahl für die Mischwerkzeuge bestimmt.
Jedes Mischwerkzeug erzeugt innerhalb der Füllung, deren Oberfläche mit den Bezugszeichen--114--belegt ist, eine Strömung etwa entsprechend den Pfeilen--113--in Fig. 13, d. h. das Mischgut steigt in Spiralen nach der Wandung des Rührbottichs-86-zu aufwärts, strömt im oberen Bereich wieder nach innen zu und nahe den jeweiligen
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