DE102005049373A1

DE102005049373A1 - Lagervorrichtung für ein Rührwerk

Info

Publication number: DE102005049373A1
Application number: DE102005049373A
Authority: DE
Inventors: Uwe Esch; Guido Stanski
Original assignee: EGS RUEHRWERKE GmbH; Egs-Ruehrwerke GmbH
Current assignee: EGS RUEHRWERKE GmbH; Egs-Ruehrwerke GmbH
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2007-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung 1 für ein Rührwerk mit einer Rührorgane tragenden Rührwerkswelle 20, wobei die Rührwerkswelle 20 wenigstens einen einem Rührwerksbehälterboden 40 zugewandten Lagerungsabschnitt 70 aufweist. Der Lagerungsabschnitt 70 der Rührwerkswelle 20 ist wenigstens teilweise radial von einem Lagerkörper 60 und einer Lagerkörperaufnahme 50, die mit dem Rührwerksbehälterboden 40 integral verbunden ist, umschlossen. Hierbei ist der Lagerkörper 60 mit dem Lagerungsabschnitt 70 der Rührwerkswelle 20 im wesentlichen radial spaltfrei durch eine in Axialrichtung des Lagerungsabschnittes 70 weisende Befestigungseinrichtung 90, insbesondere durch eine lösbare Verbindung, beispielsweise Verschrauben 91, verbunden. Durch diese axiale Verschraubung 91, insbesondere vom dem Rührwerksbehälterboden 40 zugewandten Ende der Welle aus, eröffnet sich die Möglichkeit, den Lagerkörper in Axialrichtung der Rührwerkswelle statisch abzudichten. Der Lagerkörper 60 ist somit an seinen beiden Enden des Lagerungsabschnittes 70 gegenüber der Rührwerkswelle 20 abgedichtet. Der radiale Gleitspalt 110 befindet sich somit nicht mehr zwischen Welle 20 und dem Lagerkörper 60, sondern zwischen Lagerkörper 60 und der Lagerkörperaufnahme 50.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für ein Rührwerk mit einer Rührorgane tragenden Rührwerkswelle, wobei die Rührwerkswelle wenigstens einen einem Rührwerksbehälterboden zugewandten Lagerungsabschnitt aufweist. Der Lagerungsabschnitt der Rührwerkswelle ist wenigstens teilweise radial von einem Lagerkörper und einer Lagerkörperaufnahme, die mit dem Rührwerksbehälterboden integral verbunden ist, umschlossen.

Solche Lagerungsvorrichtungen die am Wellenende der Rührwerkswelle angebracht sind, sind der Anmelderin aus dem Stand der Technik bekannt. So weist eine der Anmelderin bekannte Vorrichtung eine mit dem Behälterboden verbundene Lagerkörperaufnahme auf, die buchsenartig einen Lagerkörper umschließt. Die Rührwerkswelle erstreckt sich hier vollständig durch den Lagerkörper hindurch. Zwischen Lagerkörper und Rührwerkswelle ist ein Gleitspalt zur Wellenlagerung ausgebildet. Dieser Spalt beträgt ca. 0,5mm. Der Lagerkörper wird innerhalb der Lagerkörperaufnahme, durch seitlich angebrachte Schrauben gehalten. So ergibt sich auch zwischen dem feststehenden Lagerkörper und der Lagerkörperaufnahme eine Spaltbildung. Insbesondere im Bereich der Steriltechnik, z.B. in der Lebensmittelindustrie sind solche mit dem Produkt in Berührung kommende Minimalspalte, insbesondere statische Spalte, nicht erwünscht, da sich diese nur schwer bzw. überhaupt nicht gründlich reinigen lassen und die Gefahr der Keimbildung rapide zunimmt. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden im Bereich des Lagerungsabschnittes des Wellenendes so genannte Spülnuten bzw. -kanäle vorzusehen, jedoch ist der Aufwand in der Nachbearbeitung der Welle relativ hoch und das Problem des feststehenden Spaltes zwischen Lagerkörper und Lagerkörperaufnahme besteht weiter.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung eine insbesondere im Bereich der Steriltechnik einsetzbare Lagervorrichtung für industrielle Rührwerke zu schaffen die die Produktberührung im Lagerungsabschnitt möglichst ausschließt und reinigungsfreundlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Hierbei ist der Lagerkörper mit dem Lagerungsabschnitt der Rührwerkswelle im wesentlichen radial spaltfrei durch eine in Axialrichtung des Lagerungsabschnittes weisende Befestigungseinrichtung, insbesondere durch eine lösbare Verbindung beispielsweise Verschrauben verbunden. Durch diese axiale Verschraubung, insbesondere vom dem Rührwerksbehälterboden zugewandten Ende der Welle aus, eröffnet sich die Möglichkeit den Lagerkörper in Axialrichtung der Rührwerkswelle statisch abzudichten. Dies erfolgt vorzugsweise über zwei O-Ringe, wobei je nach Bedarf auch Formdichtungen, z.B. so genannte Lippendichtringe eingesetzt werden können. Der Lagerkörper ist somit an seinen beiden Enden des Lagerungsabschnittes gegenüber der Rührwerkswelle abgedichtet. Der radiale Gleitspalt befindet sich somit nicht mehr zwischen Welle und dem Lagerkörper, sondern zwischen Lagerkörper und der Lagerkörperaufnahme. Im Zuge der einfacheren Abdichtung ist es besonders vorteilhaft wenn der Lagerungsabschnitt gegenüber der Rührwerkswelle einen geringeren Durchmesser aufweist. Denn so erübrigen sich komplizierte Maßnahmen an der Welle (z.B. angeschweißter Bund usw.) um eine sichere Abdichtung gegenüber dem Produkt zu schaffen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

So ist vorteilhafterweise der Lagerkörper verdrehgesichert mit dem Lagerungsabschnitt verbunden um die reine Wellenlagerung in den Bereich der Lagerkörperaufnahme gänzlich zu verlagern.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme der Erfindung ist dadurch gegeben,
das der Lagerkörper und/oder die Lagerkörperaufnahme wenigstens einen sich axial im Bereich des Lagerungsabschnittes erstreckenden Spülkanal aufweist. Dieser Spülkanal ist als eine in die äußere Oberfläche des Lagerkörpers eingebrachte Nut ausgebildet, vorzugsweise sind mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Spülnuten vorgesehen, wobei deren Dimensionierung und Anzahl durch die jeweiligen Produktspezifika vorgegeben werden. Gleichfalls ist es, alternativ oder zusätzlich, möglich, da die Lagerkörperaufnahme die Form eines Hohlzylinders aufweist, den wenigstens einen Spülkanal, als einen in der Innenwandung der Lagerkörperaufnahme, eingebrachte Nut auszubilden.

Durch diese vorangegangen beschriebene Gestaltung kann eine effektivere Reinigungswirkung innerhalb des Gleitspaltes erzielt werden. Es muß im Gegensatz zum vorangegangenen beschriebenen Stand der Technik nur noch dieser eine Spalt gereinigt werden, was sich durch die so angebrachten Spülkanäle relativ gut realisieren lässt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, wenn man den Lagerkörper vorzugsweise zylinder-, oder tonnen-, oder im wesentlichen kugelförmig ausgebildet. Insbesondere die tonnenförmige Ausgestaltung bietet sich dahingehend an, da es zu Toleranz- insbesondere Parallelitätsschwankungen zwischen der äußeren Oberfläche des Lagerkörpers und der Innenwandung der Lagerkörperaufnahme kommen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es zum Verzug der Lagerkörperaufnahme durch Anschweißen der Abstützelemente zum Behälterboden kommt.

Vorzugsweise ist die Materialpaarung zwischen Lagerkörper und Lagerkörperaufnahme so gewählt, das eine möglichst lange Standzeit der Lagervorrichtung erreicht wird. So ist der Lagerkörper vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polytetrafluorethylen(PTFE) oder Polyetheretherketon(PEEK) ausgebildet und die Lagerkörperaufnahme besteht vorzugsweise aus einem Edelstahlmaterial.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung in Vorderansicht
2 Einen Schnitt durch die Lagervorrichtung entlang der Schnittlinie A-A aus 1
3 Eine perspektivische Darstellung der Lagervorrichtung
Wie in den Figuren gezeigt, besteht die erfindungsgemäße Lagervorrichtung 1 für ein nicht insgesamt dargestelltes Rührwerk aus einer Rührwerkswelle 20, mehreren Abstützelementen 30, die mit dem Rührwerksbehälterboden 40 vorzugsweise fest, z.B. durch Schweißen verbunden sind. Die Abstützelemente 30 sind an ihrem oberen Ende ebenfalls durch eine integrale Verbindung, vorzugsweise aus Gründen der guten Reinigungsmöglichkeiten ebenfalls durch Schweißen mit einer Lagerkörperaufnahme 50 fest verbunden. Die Lagerkörperaufnahme 50 ist in Gestalt eines Hohlzylinders 51 mit einer inneren 52 und äußeren Wandung 53 ausgebildet. Da ein Einsatz des erfindungsgemäßen Rührwerks auch im Sterilbereich vorgesehen ist, ist als Werkstoff nur ein entsprechender Edelstahl bzw. bestimmte entsprechend beschichtete steriltaugliche Werkstoffe vorgesehen. Die Lagerkörperaufnahme 50 bildet zusammen mit dem Endteil der Rührwerkswelle 20 und dem Lagerkörper 60 (2) einen Lagerungsabschnitt 70. Die Rührwerkswelle 20 ist im Bereich ihres Lagerungsabschnittes 70 mit einer Abstufung 71 versehen. Anliegend an diese Abstufung 71 ist auf den Lagerungsabschnitt eine Abdichtung 80, im vorliegenden Fall ein erster O-Ring 81 zur statischen Abdichtung der Lagervorrichtung 1 nach oben, das heißt, dem Behälterboden 40 entgegengesetzt, aufgeschoben. Zwischen Lagerkörperaufnahme 50 und der Rührwerkswelle 20 wird nun vom endseitigen Teil der Rührwerkswelle 20 der Lagerkörper 60 eingesetzt, d.h. auf die Abstufung 71 aufgeschoben. Der Lagerkörper 60 hat hierbei eine an den Durchmesser der Rührwerkswelle 20 angepasste Ausnehmung 61. Er weist vorzugsweise eine zylindrische Formgebung auf, jedoch sind auch andere, wie vorangegangen beschriebene Formen möglich. Als Material für den Lagerkörper 60 kommt vorzugsweise ein glasfaserverstärkter Polytetrafluorethylen(PTFE)-Kunststoff oder Polyetheretherketon(PEEK) in Frage. Jedoch sind auch je nach Produktspezifikation andere Materialien möglich.
Bei der Montage entsteht zwar ein Spalt zwischen Lagerkörper 60 und der Rührwerkswelle 20, jedoch erfolgt durch das nachfolgende Einsetzen eines zweiten O-Ringes 82 und das nachfolgende feste Verspannen mittels der Befestigungseinrichtung 90, hier als Schraubverbindung 91 ausgebildet, eine sichere Abdichtung gegenüber dem im Rührwerksbehälter sich befindlichem Produkt. Um eine weitere Sicherheit zu erhalten ist zwischen dem Lagerkörper 60 und der Rührwerkswelle 20 eine Verdrehsicherung 100 vorgesehen. Hier können herkömmliche Maßnahmen zum Einsatz kommen, wie Passfedern, Keile, Stifte usw. Im vorliegende Fall erfolgt die Verdrehsicherung über einen einfachen Stift 101.
Durch die feste Verbindung des Lagerkörpers 60 mit der Rührwerkswelle 20 und den vorliegend beschriebenen Aufbau der Lagervorrichtung 1 erfolgt eine Verlagerung des Gleitspaltes 110 zwischen den Lagerkörper 60 und die innere Wandung 52 der Lagerkörperaufnahme 50. Somit kann dieser Spalt frei vom Produkt bzw. gegebenenfalls von Spül- bzw. Reinigungsflüssigkeit axial durchströmt werden. Vorzugsweise ist der Gleitspaltabstand durch die innere Wandung 52 und die äußere Oberfläche 62 parallel zueinander ausgebildet. Um ungünstige Toleranzfelder auszugleichen, kann jedoch auch die äußere Oberfläche 62 tonnenförmig, d.h. konvex nach außen bzw. in Form einer angenäherten Kugel mit abgeflachten Endstücken ausgeformt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen mindestens eine Spülnut 120 in der äußeren Oberfläche 62 des Lagerkörpers 60 vorzusehen um eine ständige Fluidströmung im Gleitspaltbereich 110 zu erreichen, um erstens den Verschleiss z.B. bei abrasiven Medien des Lagerkörpers 60 durch die ständige Abfuhr der störenden Partikel zu begrenzen um so die Lebensdauer des Lagerkörpers 60 zu erhöhen und größere Wartungszyklen zuzulassen und zweitens Sicherzustellen, dass keine Keimablagerungen, die den Sterilbetrieb gefährden, auftreten können.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei über den Umfang verteilte Spülnuten 120 vorgesehen, jedoch kann die Anzahl und die Anordnung je nach Produkt und Größendimensionierung des Rührwerkes schwanken. Auch können die Nuten sich in der Innenwandung 52 der Lagerkörperaufnahme 50 ausschließlich befinden oder es können sich Spülnuten 120 sowohl im Lagerkörper als auch in der Lagerkörperaufnahme befinden, die sich gegebenenfalls zu Kanälen räumlich ergänzen können. Auch eine wechselseitige Gestaltung ist denkbar, ohne das die aufgeführten Beispiele jetzt als abgeschlossen betrachtet werden sollen.
Die durch das Ausführungsbeispiel gegebene erfinderische Lehre beschränkt sich nicht nur auf Aufbauten des vorangegangenen beschriebenen Aufbaus. So kann das Verspannen der O-Ringe 81, 82 mit dem Lagerkörper 60 auch von der oberen Seite der Rührwerkswelle 20 z.B. über einen an der Welle angebrachten Flansch oder Bund mit Zugankern erfolgen. Ebenso sind auch weitere Möglichkeiten der Abdichtung zwischen Rührwerkswelle 20 und Lagerkörper 60 denkbar. Wesentlich an der Erfindung ist, wie schon detailliert aufgeführt die Verschiebung des Gleitspaltes 110 zwischen Lagerkörper 60 und Lagerkörperaufnahme 50.

1: Lagervorrichtung
20: Rührwerkswelle
30: Abstützelemente
40: Rührwerksbehälterboden
50: Lagerkörperaufnahme
51: Hohlzylinder
52: Innere Wandung
53: Äußere Wandung
60: Lagerkörper
61: Ausnehmung
62: Äußere Oberfläche
70: Lagerungsabschnitt
71: Abstufung
80: Abdichtung
81: 1. O-Ring
82: 2. O-Ring
90: Befestigungseinrichtung
91: Schraubverbindung
100: Verdrehsicherung
101: Stift
110: Gleitspalt
120: Spülnuten

Claims

Lagervorrichtung für ein Rührwerk mit einer Rührorgane tragenden Rührwerkswelle (20), wobei die Rührwerkswelle (20) wenigstens einen einem Rührwerksbehälterboden (40) zugewandten Lagerungsabschnitt (70) aufweist, einen wenigstens teilweise den Lagerungsabschnitt (70) der Rührwerkswelle (20) radial umschließenden Lagerkörper (60), einer Lagerkörperaufnahme (50), die mit dem Rührwerksbehälterboden (40) integral verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (60) mit dem Lagerungsabschnitt (70) im wesentlichen radial spaltfrei durch eine in Axialrichtung des Lagerungsabschnittes (70) weisende Befestigungseinrichtung (90) verbunden ist, wobei der Lagerkörper (60) in Axialrichtung der Rührwerkswelle (20) statisch abgedichtet ist und wobei zwischen Lagerkörper (60) und der Lagerkörperaufnahme (50) ein radialer Gleitspalt (120) ausgebildet ist.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (60) verdrehgesichert mit dem Lagerungsabschnitt (70) verbunden ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (60) und/oder die Lagerkörperaufnahme (50) wenigstens einen sich axial im Bereich des Lagerungsabschnittes (70) erstreckenden Spülkanal aufweist.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkanal als eine in die äußere Oberfläche (62) des Lagerkörpers (60) eingebrachte Nut (120) ausgebildet ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das die Lagerkörperaufnahme (50) die Form eines Hohlzylinders (51) aufweist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der, wenigstens eine Spülkanal, als eine in einer Innenwandung (52) der Lagerkörperaufnahme (50), eingebrachte Nut ausgebildet ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (60) vorzugsweise zylinder-, oder tonnen-, oder im wesentlichen kugelförmig ausgebildet ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (80) aus wenigstens einem den unteren Lagerungsabschnitt (70) abdichtendem O-Ring (82) und wenigsten einen den oberen Abschnitt des Lagerungsabschnittes (70) abdichtenden O-Ring (83) besteht, wobei der Lagerkörper zwischen beiden O-Ringen aufgenommen ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerungsabschnitt (70) gegenüber der Rührwerkswelle (20) einen geringeren Durchmesser aufweist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (90) lösbar ist und vorzugsweise durch eine, insbesondere dem Rührwerksbehälterboden (40) zugewandten Ende des Lagerungsabschnittes (70) ausgehende Schraubverbindung (91) gebildet ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (60) vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polytetrafluorethylen(PTFE) oder Polyetheretherketon(PEEK) ausgebildet ist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkörperaufnahme (50) vorzugsweise aus einem Edelstahlmaterial besteht