CH641973A5

CH641973A5 - Ancillary device for measuring the torque of a stirring appliance

Info

Publication number: CH641973A5
Application number: CH837079A
Authority: CH
Inventors: Juergen Dr Lehmann; Gerd-Walter Piehl; Juergen Nothnagel; Werner Steven
Original assignee: Biotechnolog Forschung Gmbh
Priority date: 1978-11-21
Filing date: 1979-09-17
Publication date: 1984-03-30
Also published as: DE2850486A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusatzvorrichtung zur Drehmomentmessung eines Rührgerätes, insbesondere für ein Rührgerät eines Kleinfermenters. The present invention relates to an additional device for measuring the torque of a mixer, in particular for a mixer of a small fermenter.

Ein bekannter, im Handel erhältlicher Kleinfermenter enthält ein Rührgerät mit einer Rührerwelle, die in einem rohrförmigen Gehäuseteil drehbar gelagert ist und am an-triebsseitigen Ende ein Wellenkupplungsteil aufweist. Mit diesem Gehäuseteil ist ein Gehäuseteil eines elektrischen Antriebsmotors verrastbar, welcher eine Antriebswelle mit einem Wellenkupplungsteil hat, das mit dem Wellenkupplungsteil der Rührerwelle im Eingriff steht, wenn die beiden Gehäuseteile miteinander verbunden, d.h. ineinanderge-steckt sind. A known, commercially available small fermenter contains a stirrer with a stirrer shaft, which is rotatably mounted in a tubular housing part and has a shaft coupling part at the drive end. With this housing part, a housing part of an electric drive motor can be locked, which has a drive shaft with a shaft coupling part which is in engagement with the shaft coupling part of the stirrer shaft when the two housing parts are connected to one another, i.e. are nested.

Für viele Untersuchungen ist die Zähigkeit des gerührten Gutes von Interesse, da sich aus der Änderung dieser Zähigkeit häufig gewisse Rückschlüsse auf Vorgänge ziehen lassen, die im gerührten Gut ablaufen, z.B. auf den Fortgang von Fermentierungsreaktionen. The toughness of the stirred product is of interest for many investigations, since the change in this toughness can often be used to draw certain conclusions about processes that take place in the stirred product, e.g. on the progress of fermentation reactions.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zusatzvorrichtung für ein Rührgerät der oben genannten Art anzugeben, mit dem das vom Antrieb auf die Rührerwelle übertragene Drehmoment einfach gemessen werden kann, ohne dass hierfür Modifikationen des Rührgerätes erforderlich sind. The present invention has for its object to provide an additional device for a mixer of the type mentioned above, with which the torque transmitted from the drive to the stirrer shaft can be easily measured without the need for modifications to the mixer.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Die abhängigen Ansprüche betreffen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Zusatzvorrichtung gemäss der Erfindung. The dependent claims relate to further developments and refinements of the additional device according to the invention.

Die Zusatzvorrichtung ist einfach im Aufbau und betriebssicher, sie lässt sich schnell montieren und ermöglicht eine einfache und zuverlässige Messung des vom Antrieb auf die Rührerwelle übertragenen Drehmoments. Kennt man ausserdem die Drehzahl der Rührerwelle, was ohne Schwierigkeiten erreicht werden kann, so lässt sich auch die in das gerührte Gut eingebrachte mechanische Leistung bestimmen. The additional device is simple in construction and reliable, it can be installed quickly and enables simple and reliable measurement of the torque transmitted from the drive to the stirrer shaft. If the speed of the agitator shaft is also known, which can be achieved without difficulty, the mechanical power introduced into the agitated material can also be determined.

Die Zusatzvorrichtung lässt sich bei vielen Prozessen mit Vorteil verwenden, insbesondere bei Fermentationen, bei denen die Leistungsaufnahme oder deren Änderung Auf-schluss über den Prozess geben kann. The additional device can be used with advantage in many processes, in particular in fermentations in which the power consumption or its change can provide information about the process.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung im Längsschnitt dargestelltes Ausführungsbeispiel der Zusatzvorrichtung gemäss der Erfindung näher erläutert. An exemplary embodiment of the additional device according to the invention, shown in longitudinal section in the drawing, is explained in more detail below.

Die in der Zeichnung dargestellte Zusatzvorrichtung ist für ein Rührgerät bestimmt, welches zwei Gehäuseteile 1 und 2 aufweist. Das Gehäuseteil 1 enthält einen nicht näher dargestellten Antrieb, z.B. einen Elektromotor, der eine aus dem Gehäuseteil 1 axial vorspringende Abtriebswelle 3 aufweist, an deren Ende ein Wellenkupplungsteil 4 angebracht ist. The additional device shown in the drawing is intended for a mixer which has two housing parts 1 and 2. The housing part 1 contains a drive, not shown, e.g. an electric motor which has an output shaft 3 projecting axially from the housing part 1, at the end of which a shaft coupling part 4 is attached.

Im Gehäuseteil 2 ist eine Rührerwelle 5 drehbar gelagert, an deren antriebsseitigen Ende ein zum Wellenkupplungsteil 4 komplementäres Wellenkupplungsteil 6 angebracht ist. Das Gehäuseteil 2 läuft am antriebsseitigen Ende der Rührerwelle 5 in einen rohrförmigen Ansatz 7 aus, der bei Betrieb des Rührgerätes ohne Zusatzvorrichtung einen entsprechenden Ansatz 8 des Gehäuseteils 1 aufnimmt und mit diesem unverdrehbar verbunden werden kann, z.B. durch einen Raststift 9. In the housing part 2, a stirrer shaft 5 is rotatably mounted, on the drive-side end of which a shaft coupling part 6 complementary to the shaft coupling part 4 is attached. The housing part 2 runs at the drive end of the stirrer shaft 5 into a tubular extension 7, which receives a corresponding extension 8 of the housing part 1 during operation of the mixing device without an additional device and can be non-rotatably connected to it, e.g. by a locking pin 9.

Die vorliegende Zusatzvorrichtung ist so ausgebildet, dass sie zwischen die Ansätze 7 und 8 einsetzbar ist. Die Zusatzvorrichtung enthält einen ersten Gehäuseteil 10, der einen rohrartigen Ansatz 11 aufweist, der dem Ansatz 7 entspricht und wie dieser mit dem Ansatz 8 des Gehäuseteils 1 verbunden werden kann. Ferner enthält die Zusatzvorrichtung einen zweiten Gehäuse- oder Rahmenteil 12, der einen zapfenartigen Ansatz 13 aufweist, der in den rohrförmigen Ansatz 7 passt. Die beiden Rahmenteile 10 und 12 sind über ein Kugellager 14 drehbar miteinander verbunden, und ausserdem ist in ihnen durch weitere Kugellager 15 und 16 ein Wellenzwischenstück 17 drehbar gelagert, an dessen Enden Wellenkupplungsteile 18 und 19 vorgesehen sind, welche mit den Kupplungsteilen 4 bzw. 6 koppelbar sind. Die beschriebene Anordnung ist so bemessen, dass die Zusatzvorrichtung zwischen die beiden Gehäuseteile I und 2 der Rührvorrichtung eingesetzt werden kann, so dass diese beiden Gehäuseteile um die Achse der Wellen frei gegeneinander verdrehbar sind und gleichzeitig eine Übertragung des Drehmoments von der Abtriebswelle 3 auf die Rührwelle 5 stattfindet. The present additional device is designed such that it can be inserted between the lugs 7 and 8. The additional device contains a first housing part 10 which has a tubular extension 11 which corresponds to the extension 7 and how this can be connected to the extension 8 of the housing part 1. Furthermore, the additional device contains a second housing or frame part 12 which has a peg-like extension 13 which fits into the tubular extension 7. The two frame parts 10 and 12 are rotatably connected to one another via a ball bearing 14, and in addition a shaft intermediate piece 17 is rotatably supported in them by further ball bearings 15 and 16, at the ends of which shaft coupling parts 18 and 19 are provided, which are connected to the coupling parts 4 and 6 can be coupled. The arrangement described is dimensioned such that the additional device can be inserted between the two housing parts I and 2 of the stirring device, so that these two housing parts can be freely rotated relative to one another about the axis of the shafts and at the same time a transmission of the torque from the output shaft 3 to the stirring shaft 5 takes place.

Das mit dem Gehäuseteil 1 und damit mit dem Antrieb verbundene Rahmenteil 10 ist mit einer Vorrichtung zur Abnahme eines Drehmoments versehen, die bei dem dargestell- The frame part 10 connected to the housing part 1 and thus to the drive is provided with a device for taking off a torque, which is shown in the

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

ten Beispiel aus einem radial vorspringenden Stab 20 besteht. example consists of a radially projecting rod 20.

Das Gehäuseteil 2, in dem die Rührerwelle 5 drehbar gelagert ist, ist stationär und bildet bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Teil eines Kleinfermenters. s The housing part 2, in which the stirrer shaft 5 is rotatably mounted, is stationary and forms part of a small fermenter in the illustrated embodiment. s

Im Betrieb überträgt der Antrieb ein Drehmoment auf die Rührerwelle 5. Das dabei entstehende Gegenmoment tritt am Hebelarm des Stabes 20 auf und kann durch eine mittels eines Seilzuges angeschlossene Wägevorrichtung oder In operation, the drive transmits a torque to the stirrer shaft 5. The counter torque that occurs occurs on the lever arm of the rod 20 and can be achieved by means of a weighing device or connected by means of a cable

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eine Biegemomentmessung oder durch irgendein anderes Messprinzip bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Stab biegsam ausgebildet und mit einem Dehnungsmessstreifen versehen sein, oder das Ende des Stabs kann auf eine Druckmessdose oder einen piezoelektrischen Kristall zur Druckmessung wirken. Wird gleichzeitig die Drehzahl der Rührerwelle gemessen, so lässt sich die von der Rührerwelle abgegebene Leistung berechnen, wobei gegebenenfalls die Lagerreibung und dgl. berücksichtigt werden müssen. a bending moment measurement or be determined by any other measuring principle. For example, the rod can be flexible and provided with a strain gauge, or the end of the rod can act on a pressure cell or a piezoelectric crystal for pressure measurement. If the speed of the stirrer shaft is measured at the same time, the power emitted by the stirrer shaft can be calculated, bearing friction and the like possibly having to be taken into account.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

641973 PATENT CLAIMS

1. Additional device for measuring the torque of a mixer, which has two separable housing parts (1, 2), one of which (1) has a drive with a drive shaft (3) which is provided with a shaft coupling part (4), and the other (2 ) a rotatably mounted stirrer shaft (5), which has a complementary shaft coupling part (6) at the drive end, characterized by a shaft intermediate piece (17), the ends of which have coupling pieces (18, 19) which lead to the shaft coupling part (4) Output shaft (3) or the shaft coupling part (6) of the stirrer shaft (5) are complementary and can be coupled to these shaft coupling parts; by two frame parts (10, 12) which rotatably support the shaft intermediate piece (17), are rotatably connected to each other about the shaft intermediate piece axis and at axially opposite ends on the housing part (1) containing the drive or that containing the stirrer shaft (5) Housing part (2) can be fastened, and by a device for measuring the torque acting between the two frame parts (10, 12).

2. Additional device according to claim 1, characterized in that the frame parts (10, 12) are rotatably connected to one another by a ball bearing (14).

3. Additional device according to claim 1 or 2, characterized in that each frame part (10, 12) on the housing parts (1, 2) facing the inner end faces contains a bearing (15, 16) for the shaft intermediate piece (17).

4. Additional device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the one frame part has a tubular extension (11) and the other frame part has a peg-like extension (13) which with a peg-like or tubular extension (8 or 7) of the mixer are connectable.

5. Additional device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device for measuring the torque contains a component (20) which projects from the frame part (10) connectable to the drive housing part (1) in the radial direction and can be coupled to a force measuring device is.

6. Additional device according to claim 5, characterized in that the projecting in the radial direction component (20) is connected via a cable to a weighing device.

7. Additional device according to claim 5, characterized in that the radially projecting component (20) is provided with a device for measuring the bending moment.