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PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zum Rühren insbesondere zähflüssiger Massen in einem Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Behälter (1) ein Träger (3) angeordnet ist, der in Längs- oder in Breitrichtung des Behälters (1) hin und her verschiebbar ist, und dass am Träger (3) ein oder mehrere in den Behälter (1) hineinragende Rührelemente (5) angebracht sind, die in eine Drehbewegung versetzbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Rührelemente (5) jeweils zueinander gegensinnige Drehbewegungen ausführen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn der Rührelemente (5) abhängig von der Vorschubrichtung des Trägers (3) ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn der Rührelemente (5) zeitabhängig oder abhängig von der Lage des Trägers (3) im Behälter (1) einstellbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Rührelemente (5) jeweils zueinander gleichsinnige Drehbewegungen ausführen.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) mit einem ersten Antrieb (15) und die Rührelemente (5) mit einem zweiten Antrieb (20) gekoppelt sind, wobei die Geschwindigkeiten der beiden Antriebe (15, 20) unabhängig voneinander beliebig einstellbar sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) und die Rührelemente (5) mit ein und demselben Antrieb gekoppelt sind, dessen Geschwindigkeit beliebig einstellbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass entlang von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden des Behälters (1) Führungen (9, 10) vorgesehen sind, mit denen der Träger (3) verbunden ist, und dass entlang einer dieser Seitenwände eine Spindel (2) vorhanden ist, die mit dem Träger (3) und dem ersten Antrieb (15) bzw. mit dem Träger (3) und dem einzigen Antrieb gekoppelt ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (5) in einer zur Vorschubrichtung des Trägers (3) senkrechten Richtung von einer Seitenwand bis zur gegenüberliegenden Seitenwand des Behälters (1) nebeneinander am Träger (3) angeordnet sind und senkrecht in den Behälter (1) hineinragen.
10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (5) aus in Eintauchrichtung parallel zueinander verlaufenden Stäben (29) bestehen, die durch mindestens eine Tragscheibe (27; 28) miteinander verbunden sind, und dass jedes Rührelement (5) einen Anschlussdorn (25) aufweist, der in eine am Träger (3) angebrachte zugehörige Antriebswelle (23) auswechselbar einsetzbar ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (29) in einer kreiszylindrischen Anordnung durch zwei Tragscheiben (27, 28) miteinander verbunden sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (5) einstückig als Gussteil gefertigt sind.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (5) aus ihrer senkrechten Lage in eine wenigstens annähernd horizontale Lage schwenkbar sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rühreinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Elektronische Bauteile und Schaltungen, wie beispielsweise Hybridschaltungen, werden zum Schutz vor Feuchtigkeit und mechanischen Beschädigungen durch Eintauchen in lackartige Massen (z. B. Polymerlack) mit einer Umhüllung versehen, wobei die Masse nach dem Herausziehen unter Einwirkung der Luftfeuchtigkeit erstarrt und einen dauerelastischen Überzug bildet. Da diese Massen von Natur aus eine relativ hohe Viskosität aufweisen, d.h. relativ zähflüssig sind, muss deren Viskosität durch Rühren auf einen für die Verarbeitung geeigneten Wert gebracht werden. Dabei ist anzustreben, dass die Viskosität über das ganze bei der Verarbeitung benützte Eintauchvolumen gleich ist und die aufgerührte Lackmasse möglichst homogen ist.
Ferner soll der Rührvorgang auch verhindern, dass sich an der Oberfläche eine für solche Lacke typische Haut bildet, die sich ungünstig auf die Beschaffenheit der Umhüllung der eingetauchten Teile auswirkt. Schliesslich muss mit dem Rühren eine glatte und gleichmässige Oberfläche der Lackmasse herbeigeführt werden.
Bekannte Rühr- oder Mischwerke mit einem stationären Propeller oder desgleichen vermögen diesen Anforderungen nicht zu genügen, da sie relativ grosse Rührgeschwindigkeiten aufweisen, die zudem radial unterschiedlich sind und daher eine ungleichmässige Scherwirkung im Eintauchvolumen bewirken. Gerade bei Polymerlacken darf aber die Rührgeschwindigkeit nicht zu gross sein, da sonst die Lackmasse zu zerfallen droht. Überdies neigen diese Rührwerke dazu, vertikale Turbulenzen zu erzeugen. Dadurch bilden sich nebst einer unebenen Oberfläche in der aufgerührten Masse Luftblasen, die deren thixotrope und pseudoplastische Eigenschaften beeinflussen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Rühren insbesondere relativ zähflüssiger Massen zu schaffen, die den genannten Anforderungen gerecht wird. Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einer Rühreinrichtung erreicht, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die vorgeschlagene Rühreinrichtung gewährleistet weitgehend, dass - die aufgerührte Masse über ein bestimmtes Volumen, insbesondere das Eintauchvolumen, überall eine gleiche
Homogenität aufweist - auf der Oberfläche sich bildende Häute zerstört und wie der in die Masse hineingemischt werden - durch eine relativ geringe, über das ganze Eintauchvolu men gleiche Schergeschwindigkeit die Masse so dünnflüs sig gemacht wird, dass sie sich durch selbständiges Flies sen ausgleicht und sich dadurch eine glatte Oberfläche einstellt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rühreinrichtung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Rühreinrichtung
Fig. 2 und 3 Einzelheiten einer realisierten Rühreinrichtung
Fig. 4 ein in dieser Rühreinrichtung eingesetztes Rührelement
In Fig. 1 sind die zur Erläuterung des Prinzips der Rühreinrichtung wesentlichen Elemente gezeigt. Zur Aufnahme der zu verarbeitenden flüssigen Masse ist ein Behälter 1 vorgesehen, in den mit der Masse zu beschichtende Teile eingetaucht werden. An einer Seitenwand des Behälters list eine parallel dazu verlaufende Spindel 2 angebracht, welche mit einem nicht gezeichneten Dreh-Antrieb gekoppelt ist. Senkrecht zur Spindel 2 ist waagrecht über dem Behälter 1 ein Träger 3 angeordnet, der an einem Ende mit der Spindel 2 in Eingriff steht.
Das andere Ende des Trägers 3 weist eine
Führung, beispielsweise eine Rolle 4 auf, die auf dem Rand der der Spindel 2 gegenüberliegenden Wand des Behälters 1 aufliegt. Der Träger 3 ist in beiden Richtungen entlang der Spindel 2 über dem Behälter 1 verschiebbar. Über die sich über dem Behälter 1 befindliche Länge des Trägers 3 sind Rührelemente 5 verteilt, die senkrecht in den Behälter 1 hineinragen. Die Achse 25 wenigstens eines der Rührelemente 5 ist mit einem nicht gezeichneten weiteren Antrieb gekoppelt.
Die Drehbewegung des angetriebenen Rührelementes 5 wird über an der Achse jedes Rührelementes 5 angebrachte ineinandergreifende Zahnräder 6 übertragen. Die hier angedeutete Ausführungsform der Rührelemente 5 ist eine mögliche von mehreren denkbaren Formen. Ebenso wäre es auch denkbar, die Rührelemente 5 nicht in einer Linie, sondern gegeneinander verschoben am Träger 3 anzuordnen. Beim Betrieb der Rühreinrichtung wird der Träger 3 mit durch den Antrieb der Spindel 2 bestimmter Geschwindigkeit von einem Ende des Behälters 1 zum anderen bewegt. Gleichzeitig führen die Rührelemente 5 eine Drehbewegung mit durch den anderen Antrieb bestimmter Geschwindigkeit aus, wobei in diesem Fall benachbarte Rührelemente 5 sich jeweils gegensinnig zueinander drehen.
Die Geschwindigkeit der beiden Antriebe ist an sich beliebig einstellbar, jedoch jeweils entsprechend der Art der aufzurührenden Masse zu wählen.
Es wäre auch denkbar, die Drehbewegung der Rührelemente 5 wie auch die Schiebebewegung des Trägers 3 über einen und denselben Antrieb zu bewerkstelligen, z. B. über den Antrieb an der Spindel 2. Hiezu wäre parallel zu einer in der Bewegungsrichtung des Trägers 3 verlaufenden Wand des Behälters 1 noch eine Zahnstange vorzusehen, in die ein Zahnrad eingreift, welches auch mit dem Zahnrad 6 eines der Rührelemente 5 im Eingriff steht. Eine derartige Anordnung kann dann vorgesehen werden, wenn es nicht erforderlich ist, dass die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Trägers 3 unabhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Rührelemente 5 eingestellt werden kann.
Selbstverständlich kann auch vorgesehen werden, dass ein Teil oder alle Rührelemente 5 den gleichen Drehsinn aufweisen. Hiezu wäre z. B. in an sich bekannter Weise zwischen denjenigen benachbarten Zahnrädern 6, die sich gleichsinnig drehen sollen, ein in diese Zahnräder 6 eingreifendes Hilfs Zahnrad einzufügen, das beispielsweise an einer am Träger 3 drehbar gelagerten Achse befestigt ist. Dabei ist es im Hinblick auf einen möglichst geringen Abstand zwischen den Rührelementen 5 nicht zwingend erforderlich, die Achsen der Hilfszahnräder auf einer Linie mit den Achsen der Zahnräder 6 am Träger 3 anzuordnen; die Achsen können bei Bedarf auch versetzt gegenüber dieser Linie am Träger 3 angeordnet werden.
Sowohl bei gegensinniger als auch bei gleichsinniger Drehung der Rührelemente 5 besteht ferner die Möglichkeit, über eine die Antriebe steuernde Steueranordnung den Drehsinn der Rührelemente 5 in Abhängigkeit von der Vorschubrichtung zu wählen. Dadurch ist es insbesondere bei entgegenlaufendem Drehsinn der Rührelemente 5 möglich, zu erreichen, dass die Rührelemente 5 auf ihrer in der Vorschubrichtung gesehen vorderen Seite entweder in Richtung der Vorschubrichtung oder weg von der Vorschubrichtung drehen. Je nach den Eigenschaften der zu rührenden Masse kann ein entsprechend eingestellter Drehsinn der Rührelemente 5 sich günstig auf den Rühr- und Mischvorgang auswirken.
Ferner ist es denkbar, die erwähnte Steueranordnung so auszubilden, dass sie den Drehsinn der Rührelemente 5 zeitoder wegabhängig umschaltet. Im ersten Fall erfolgt die Umschaltung während der Bewegung des Trägers 3 in bestimmten, z. B. periodischen Zeitabständen; im zweiten Fall wird der Drehsinn je nach Lage des Trägers 3 bzw. der Rührelemente 5 im Behälter 1 umgeschaltet. wobei beispielsweise Sensoren zum Erfassen der Lage vorgesehen werden können.
Alle diese Massnahmen können zur Optimierung des Mischund Rührvorganges beitragen.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten einer nach dem in Fig. 1 gezeigten Prinzip realisierten Rühreinrichtung. Dabei zeigt Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Einrichtung und einen teilweisen horizontalen Schnitt. Fig. 3 zeigt eine Ansicht in Richtung der Schiebebewegung des Trägers 3 mit einem vertikalen Schnitt im Bereich des Antriebes der Rührelemente 5. Sich in den Figuren entsprechende Teile der Einrichtung sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
An einer Konsole 7 ist ein Auffangbecken 8 entfernbar aufgehängt, in welchem der die zu rührende Masse enthaltende Behälter 1 angeordnet ist. Der beim Rührvorgang über dem Behälter 1 (Fig. 3) hin und her bewegte Träger 3 ist beidseitig an parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden und an beiden Enden an der Konsole 7 gelagerten Führungen 9, 10 mittels Kugellagern 45a ... 45d geführt. Die Führung 10 ist durch Wände 38, 39 abgedeckt. Parallel zur einen Führung 9 verläuft eine Antriebsspindel 2, die über eine Spindelmutter 11 mit dem Träger 3 verbunden und an ihren beiden Ende in Lagern 12, 13, z.B. Kugellagern, geführt ist.
Am einen Ende weist die Spindel 2 ein Zahnrad 14 auf. welches in ein durch einen darüber angeordneten Motor 15 angetriebenes (nicht sichtbares) Zahnrad eingreift. Der Motor 15, die Antriebsspindel 2 sowie die Führung 9 sind mit einem Gehäuse 16 abgedeckt, in dessen Wand noch eine Durchführung 32 für die elektrische Zuleitung zum Motor 15 vorgesehen ist.
Der Träger 3 besteht im vorliegenden Fall aus vier Teilen, nämlich dem entlang der Führungen 9, 10 geführten Unterteil 17b, beidseitig daran befestigten Halterungen 33, 34 und dem an diesen angeordneten Oberteil 17a. Der die Rührelemente 5 tragende Oberteil 17a ist über Zapfen 18a, 18b drehbar an den Halterungen 33, 34 angebracht, derart, dass die Rührelemente 5 aus ihrer vertikalen Stellung in eine wenigstens annähernd horizontale Stellung geschwenkt werden können. Damit ist ein ungehindertes Auswechseln des Behälters 1 sowie ein einfaches Reinigen der Rührelemente 5 möglich. Die Rührelemente 5 sind auf einer Linie von einer Seitenwand des Behälters 1 bis zur gegenüberliegenden Seitenwand verteilt am Oberteil 17a angebracht. Es wäre auch denkbar, die Rührelemente 5 gegeneinander verschoben im Zick-Zack anzuordnen.
An einer mit dem Oberteil 1 7a verbundenen Halterung 19 ist ein weiterer Motor 20 befestigt.
an dessen horizontal verlaufenden Antriebswelle 40 ein Kegelzahnrad 21 aufgebracht ist. Dieses steht mit einem weiteren Kegelzahnrad 22 im Eingriff, welches auf der büchsenartigen Antriebswelle 23 eines der Rührelemente 5 angebracht ist. Unter dem Zahnrad 22 ist ein weiteres Zahnrad 6 auf der Antriebswelle 23 angebracht, welches in gleiche Zahnräder 6 auf der Antriebswelle der benachbarten Rührelemente 5 eingreift. Die Zahnräder 6 sämtlicher Rührelemente 5 sind in der gleichen Ebene angeordnet und greifen ineinander. Die Zahnräder 22 und 6 sind mittels Stiften 24 an der Antriebswelle 23 befestigt. Die Antriebswellen 23 der Rührelemente 5 sind im Oberteil 17a des Trägers 3 eingesetzt und dort in Kugellagern 35a und 35b geführt, zwischen denen ein Distanzring 42 eingesetzt ist. Ein Seeger-Ring 43 fixiert die Antriebswelle 23 am Träger 3.
Die Rührelemente 5 weisen einen Anschlussdorn 25 auf.
der von unten in die Antriebswelle 23 einsetzbar ist und dort mittels eines Schnappverschlusses 26 festgehalten wird. Als Schnappverschluss 26 eignet sich ein an sich bekannter Kugelraster, bei dem eine am Anschlussdorn 25 federnd angebrachte Kugel 36 in eine entsprechende Ausnehmung im Innern der Antriebswelle 23 eingreift. Dieser Verschluss er laubt ein einfaches Entfernen bzw. Einsetzen der Rührelemente 5. Eine bevorzugte Ausbildung eines Rührelementes 5 zeigt Fig. 4. Es besteht aus zwei kreisförmigen Tragscheiben 27, 28. die durch Stäbe 29 miteinander verbunden sind. Im vorliegenden Beispiel sind sechs gleichmässig radial mit den Tragscheiben 27, 28 verbundene Stäbe 29 vorgesehen. An der einen Tragscheibe 27 ist der Anschlussdorn 25 befestigt, der in die Antriebswelle 23 eingesetzt wird.
Die hier gezeigte, einfach realisierbare Ausführungsform des Rührelementes 5 mit kreiszylindrischen Stäben 29 hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen. Es sind jedoch auch andere nach diesem Käfig -Prinzip aufgebaute Rührelemente 5 denkbar. Ebenso ist die Anzahl von acht Rührelementen 5 mit je sechs Stäben 29 nicht zwingend. Sofern eine genügende Stabilität erreicht wird, kann auf die untere Tragscheibe 28 verzichtet werden, da sie an sich nicht funktionswesentlich ist. Ein derart vereinfachtes Rührelement 5 kann einstückig als Gussteil gefertigt sein.
Im vorliegenden realisierten Ausführungsbeispiel wurden acht Rührelemente 5 mit einem wirksamen Durchmesser von ca. 28 mm bei einer Breite des Behälters 1 von ca. 280 mm eingesetzt.
Beim Betrieb der Rühreinrichtung wird der Träger 3 kontinuierlich über dem Behälter 1 hin und her verschoben.
Die Umschaltung der Drehrichtung des Motors 15 erfolgt über an der Führung 9 angebrachte Endschalter 30, 31.
Gleichzeitig mit dem Vorschub führen die Rührelemente 5 eine Drehbewegung aus, wobei benachbarte Rührelemente 5 sich gegensinnig drehen. Die Rührelemente 5 tauchen höchstens so tief in die aufzurührende Masse ein, dass die obere Tragscheibe 27 sich ausserhalb der Masse befindet. Damit verhindern die die Oberfläche durchdringenden Stäbe 29 die Hautbildung an der Oberfläche der Masse. Die Stäbe 29 durchlaufen einen zykloidenförmigen Weg. Durch entsprechende Wahl der Drehgeschwindigkeiten der beiden Motoren 15 und 20 lässt sich die Form dieser Zykloide beeinflussen und damit entsprechend der Art und Beschaffenheit der aufzurührenden Masse ein optimaler Rühreffekt herbeiführen. Mit einer optimalen Einstellung des Verhältnisses der beiden Geschwindigkeiten kann erreicht werden, dass alle Teilchen der zu bearbeitenden Masse wenigstens annähernd der gleichen Bearbeitungskraft unterliegen.
Mit der vorgeschlagenen Rühreinrichtung, die übrigens auch als Mischeinrichtung eingesetzt werden kann, wird es möglich, eine in einem rechteckförmigen Behälter 1 vorhandene Masse so zu rühren, dass sich über praktisch das ganze Volumen die gleiche Homogenität einstellt. Durch die ständige Schiebebewegung der Rührelemente 5 von einem Rand des Behälters 1 zum anderen wird das Eintauchvolumen immer wieder fast vollständig freigegeben, wodurch es möglich ist, die zu bearbeitende Teile tragenden Gebinde ungehindert mit einem bestimmten Takt einzutauchen und anschliessend wieder herauszuziehen. Die Oberfläche der Masse bleibt ständig eben, da die Rührelemente während des Betriebs nie herausgezogen bzw. wieder eingetaucht werden müssen. Dies ist Voraussetzung für eine einwandfreie Beschichtung der Teile.
Die Rühreinrichtung lässt sich ohne weiteres in einer automatisierten Fertigungstrasse einsetzen. In einem optimierten Ablauf sollte dabei die Taktfolge für die einzutauchenden Teile so gewählt werden, dass am Eintauchort die Zeitspanne zwischen der letzten Scherbewegung durch die Rührelemente und dem Zeitpunkt des Eintauchens der Teile jeweils möglichst kurz und für alle Eintauchvorgänge gleich lang ist.
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PATENT CLAIMS
1. Device for stirring in particular viscous masses in a container, characterized in that a carrier (3) is arranged above the container (1), which can be moved back and forth in the longitudinal or wide direction of the container (1), and that one or more stirring elements (5) projecting into the container (1) are attached to the carrier (3) and can be set into a rotary movement.
2. Device according to claim 1, characterized in that adjacent stirring elements (5) each perform counter-rotating movements.
3. Device according to claim 2, characterized in that the direction of rotation of the stirring elements (5) is dependent on the feed direction of the carrier (3).
4. Device according to claim 2, characterized in that the direction of rotation of the stirring elements (5) is time-dependent or depending on the position of the carrier (3) in the container (1) is adjustable.
5. Device according to claim 1, characterized in that adjacent stirring elements (5) each perform rotational movements in the same direction.
6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the carrier (3) with a first drive (15) and the stirring elements (5) with a second drive (20) are coupled, the speeds of the two drives ( 15, 20) can be set independently of one another.
7. Device according to claim 2, 3 or 5, characterized in that the carrier (3) and the stirring elements (5) are coupled to one and the same drive, the speed of which can be set as desired.
8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that along two opposite side walls of the container (1) guides (9, 10) are provided, with which the carrier (3) is connected, and that along one of these side walls a spindle (2) is present, which is coupled to the carrier (3) and the first drive (15) or to the carrier (3) and the only drive.
9. Device according to claim 8, characterized in that the stirring elements (5) in a direction perpendicular to the feed direction of the carrier (3) from one side wall to the opposite side wall of the container (1) are arranged side by side on the carrier (3) and perpendicular in protrude the container (1).
10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stirring elements (5) consist of parallel to each other in the immersion direction rods (29) which are interconnected by at least one support disc (27; 28), and that each stirring element (5th ) has a connecting mandrel (25) which can be exchangeably inserted into an associated drive shaft (23) attached to the carrier (3).
11. The device according to claim 10, characterized in that the rods (29) are connected to one another in a circular cylindrical arrangement by two support disks (27, 28).
12. The device according to claim 10, characterized in that the stirring elements (5) are made in one piece as a cast part.
13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the stirring elements (5) are pivotable from their vertical position into an at least approximately horizontal position.
The present invention relates to a stirring device according to the preamble of claim 1.
Electronic components and circuits, such as hybrid circuits, are provided with a coating to protect them from moisture and mechanical damage by immersing them in lacquer-like masses (e.g. polymer lacquer), the mass solidifying after removal under the influence of atmospheric moisture and forming a permanently elastic coating . Since these masses have a relatively high viscosity by nature, i.e. are relatively viscous, their viscosity must be brought to a value suitable for processing by stirring. The aim is to ensure that the viscosity is the same over the entire immersion volume used during processing and that the lacquer mass is as homogeneous as possible.
Furthermore, the stirring process is also intended to prevent a skin typical of such paints from forming on the surface, which has an adverse effect on the nature of the coating of the immersed parts. Finally, a smooth and uniform surface of the lacquer mass must be brought about by stirring.
Known agitators or mixers with a stationary propeller or the like cannot meet these requirements since they have relatively high agitation speeds, which are also radially different and therefore cause an uneven shear effect in the immersion volume. In the case of polymer paints in particular, however, the stirring speed must not be too high, since otherwise the paint mass threatens to disintegrate. Moreover, these agitators tend to create vertical turbulence. As a result, in addition to an uneven surface, air bubbles form in the stirred mass, which influence their thixotropic and pseudoplastic properties.
The object of the present invention is therefore to provide a device for stirring, in particular relatively viscous masses, which meets the requirements mentioned. The solution to this problem is achieved with a stirring device as characterized in claim 1. Advantageous further developments are specified in further claims.
The proposed stirring device largely ensures that - the agitated mass over a certain volume, in particular the immersion volume, is the same everywhere
Homogeneity - skins that form on the surface and how they are mixed into the mass - is made so thin by a relatively low shear rate that is the same over the entire immersion volume that the mass is made so thin that it self-balances and thus becomes even creates a smooth surface.
An embodiment of the stirring device according to the invention is explained in more detail below with reference to drawings. It shows:
Fig. 1 shows the basic structure of the stirring device
FIGS. 2 and 3 details of an implemented stirring device
Fig. 4 shows a stirring element used in this stirring device
1 shows the elements essential for explaining the principle of the stirring device. To hold the liquid mass to be processed, a container 1 is provided, into which parts to be coated with the mass are immersed. On a side wall of the container, a spindle 2 running parallel thereto is attached, which is coupled to a rotary drive (not shown). Perpendicular to the spindle 2, a carrier 3 is arranged horizontally above the container 1 and engages with the spindle 2 at one end.
The other end of the carrier 3 has one
Guide, for example a roller 4, which rests on the edge of the wall of the container 1 opposite the spindle 2. The carrier 3 is displaceable in both directions along the spindle 2 over the container 1. Stirring elements 5, which protrude vertically into the container 1, are distributed over the length of the carrier 3 located above the container 1. The axis 25 of at least one of the stirring elements 5 is coupled to a further drive, not shown.
The rotational movement of the driven stirring element 5 is transmitted via intermeshing gear wheels 6 attached to the axis of each stirring element 5. The embodiment of the stirring elements 5 indicated here is one of several conceivable forms. Likewise, it would also be conceivable to arrange the stirring elements 5 on the carrier 3 not in a line, but rather offset relative to one another. When the stirring device is in operation, the carrier 3 is moved from one end of the container 1 to the other at a speed determined by the drive of the spindle 2. At the same time, the stirring elements 5 perform a rotary movement at a speed determined by the other drive, in which case adjacent stirring elements 5 each rotate in opposite directions to one another.
The speed of the two drives can be set as desired, but in each case is to be selected according to the type of mass to be stirred.
It would also be conceivable to accomplish the rotary movement of the stirring elements 5 as well as the sliding movement of the carrier 3 via one and the same drive, e.g. B. via the drive on the spindle 2. To this end, parallel to a wall of the container 1 running in the direction of movement of the carrier 3, a rack would also be provided, into which a gear meshes, which also meshes with the gear 6 of one of the stirring elements 5 . Such an arrangement can be provided if it is not necessary that the speed of travel of the carrier 3 can be set independently of the speed of rotation of the stirring elements 5.
Of course, it can also be provided that part or all of the stirring elements 5 have the same direction of rotation. For this purpose, B. in a manner known per se between those adjacent gears 6, which are to rotate in the same direction, to insert an auxiliary gear engaging in these gears 6, which is fastened, for example, to an axis rotatably mounted on the carrier 3. In view of the smallest possible distance between the stirring elements 5, it is not absolutely necessary to arrange the axes of the auxiliary gearwheels on a line with the axes of the gearwheels 6 on the carrier 3; if necessary, the axes can also be arranged offset on this line on the carrier 3.
Both in the opposite and in the same direction of rotation of the stirring elements 5 there is also the possibility of selecting the direction of rotation of the stirring elements 5 as a function of the feed direction via a control arrangement which controls the drives. As a result, it is possible, in particular when the stirring elements 5 rotate in the opposite direction, to achieve that the stirring elements 5, on their front side seen in the feed direction, rotate either in the direction of the feed direction or away from the feed direction. Depending on the properties of the mass to be stirred, a correspondingly set direction of rotation of the stirring elements 5 can have a favorable effect on the stirring and mixing process.
Furthermore, it is conceivable to design the control arrangement mentioned so that it switches the direction of rotation of the stirring elements 5 as a function of time or distance. In the first case, the switching takes place during the movement of the carrier 3 in certain, for. B. periodic intervals; in the second case, the direction of rotation is switched depending on the position of the carrier 3 or the stirring elements 5 in the container 1. for example sensors can be provided for detecting the position.
All of these measures can contribute to optimizing the mixing and stirring process.
2 and 3 show details of a stirring device implemented according to the principle shown in FIG. 1. 2 shows a top view of the device and a partial horizontal section. 3 shows a view in the direction of the sliding movement of the carrier 3 with a vertical section in the region of the drive of the stirring elements 5. Parts of the device which correspond to those in the figures are provided with the same reference numerals.
A collecting basin 8 is removably suspended from a console 7, in which the container 1 containing the mass to be stirred is arranged. The carrier 3 moved back and forth during the stirring process over the container 1 (FIG. 3) is guided on both sides on guides 9, 10 which run parallel to the direction of movement and are supported on the console 7 at both ends by means of ball bearings 45a ... 45d. The guide 10 is covered by walls 38, 39. A drive spindle 2 runs parallel to a guide 9 and is connected to the carrier 3 via a spindle nut 11 and at its two ends in bearings 12, 13, e.g. Ball bearings, is guided.
At one end, the spindle 2 has a gear wheel 14. which engages in a gear (not visible) driven by a motor 15 arranged above it. The motor 15, the drive spindle 2 and the guide 9 are covered with a housing 16, in the wall of which a bushing 32 is also provided for the electrical supply to the motor 15.
In the present case, the carrier 3 consists of four parts, namely the lower part 17b guided along the guides 9, 10, brackets 33, 34 fastened thereon on both sides and the upper part 17a arranged thereon. The upper part 17a carrying the stirring elements 5 is rotatably attached to the brackets 33, 34 via pins 18a, 18b in such a way that the stirring elements 5 can be pivoted from their vertical position into an at least approximately horizontal position. This enables unimpeded replacement of the container 1 and simple cleaning of the stirring elements 5. The stirring elements 5 are distributed on a line from one side wall of the container 1 to the opposite side wall on the upper part 17a. It would also be conceivable to arrange the stirring elements 5 in a zig-zag manner in relation to one another.
Another motor 20 is attached to a bracket 19 connected to the upper part 17a.
on its horizontally extending drive shaft 40, a bevel gear 21 is applied. This is in engagement with a further bevel gear 22, which is attached to the sleeve-like drive shaft 23 of one of the stirring elements 5. Under the gear 22, another gear 6 is attached to the drive shaft 23, which engages in the same gears 6 on the drive shaft of the adjacent stirring elements 5. The gears 6 of all stirring elements 5 are arranged in the same plane and interlock. The gears 22 and 6 are fastened to the drive shaft 23 by means of pins 24. The drive shafts 23 of the stirring elements 5 are inserted in the upper part 17a of the carrier 3 and guided there in ball bearings 35a and 35b, between which a spacer ring 42 is inserted. A Seeger ring 43 fixes the drive shaft 23 to the carrier 3.
The stirring elements 5 have a connecting mandrel 25.
which can be inserted into the drive shaft 23 from below and is held there by means of a snap lock 26. As a snap lock 26, a ball grid known per se is suitable, in which a ball 36 which is resiliently attached to the connecting mandrel 25 engages in a corresponding recess in the interior of the drive shaft 23. This closure permits simple removal or insertion of the stirring elements 5. A preferred embodiment of a stirring element 5 is shown in FIG. 4. It consists of two circular support disks 27, 28 which are connected to one another by rods 29. In the present example, six rods 29 are provided which are connected uniformly radially to the supporting disks 27, 28. The connecting mandrel 25, which is inserted into the drive shaft 23, is fastened to the one support disk 27.
The embodiment of the stirring element 5 with circular cylindrical rods 29 shown here, which is simple to implement, has proven to be particularly advantageous in practice. However, other stirring elements 5 constructed according to this cage principle are also conceivable. Likewise, the number of eight stirring elements 5, each with six rods 29, is not mandatory. If sufficient stability is achieved, the lower support plate 28 can be dispensed with, since it is not essential for the function. Such a simplified stirring element 5 can be made in one piece as a cast part.
In the present exemplary embodiment, eight stirring elements 5 with an effective diameter of approximately 28 mm and a width of the container 1 of approximately 280 mm were used.
When the stirring device is in operation, the carrier 3 is continuously moved back and forth over the container 1.
The direction of rotation of the motor 15 is switched via limit switches 30, 31 attached to the guide 9.
Simultaneously with the feed, the stirring elements 5 perform a rotary movement, with adjacent stirring elements 5 rotating in opposite directions. The stirring elements 5 immerse at most so deep into the mass to be stirred that the upper support plate 27 is outside the mass. The rods 29 penetrating the surface thus prevent skin formation on the surface of the mass. The rods 29 pass through a cycloidal path. The shape of these cycloids can be influenced by appropriate selection of the rotational speeds of the two motors 15 and 20, and an optimal stirring effect can thus be brought about in accordance with the type and nature of the mass to be stirred. With an optimal setting of the ratio of the two speeds it can be achieved that all particles of the mass to be processed are subject to at least approximately the same processing force.
With the proposed stirring device, which can also be used as a mixing device, it is possible to stir a mass present in a rectangular container 1 in such a way that the same homogeneity occurs over practically the entire volume. Due to the constant sliding movement of the stirring elements 5 from one edge of the container 1 to the other, the immersion volume is almost completely released again and again, which makes it possible to immerse the container carrying the parts to be machined unhindered at a certain cycle and then to pull them out again. The surface of the mass remains constantly flat since the stirring elements never have to be pulled out or immersed again during operation. This is a prerequisite for a perfect coating of the parts.
The stirring device can easily be used in an automated production line. In an optimized sequence, the cycle sequence for the parts to be immersed should be selected so that the time span at the immersion location between the last shear movement by the stirring elements and the time of immersing the parts is as short as possible and of the same length for all immersion processes.