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Die Erfindung betrifft einen Mischer für industrielle Anwendungen, insbesondere einen Horizontalmischer mit einem Mischwerkzeug und wenigstens einer Zerkleinerungs- und Dispergiervorrichtung, auch Zerhacker genannt. Die Erfindung betrifft ferner ein Messer für einen Zerhacker.
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Ein Mischer im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst einen Mischbehälter mit einem in der Regel zylinderförmigen Innenraum. Die ein oder mehreren Mischwerkzeuge sind regelmäßig an einer Welle befestigte ein oder mehrere Schaufeln wie Pflugscharschaufeln, Beckerschaufeln oder Stollenschaufeln. Im Fall eines Horizontalmischers erstreckt sich der Innenraum nebst Welle und daran angebrachten Mischschaufeln in horizontaler Richtung. Die drehbare Welle verläuft in der Regel zentral sowie parallel zum Mantel durch den Mischbehälter. Ein Zerhacker ist ein in der Regel mit einer Mehrzahl von Messern versehenes Werkzeug, dessen Welle in den Mischbehälter hineinragt und welches im Vergleich zu der Welle mit den daran angebrachten Mischschaufeln mit hohen Drehzahlen zu rotieren vermag. Die Seele eines Zerhackers ist meistens einseitig an einer Wand des Mischbehälters gelagert und erreicht in den Mischbehälter hinein. An der Außenseite befindet sich eine Antriebseinheit (Motor), mit dem die Welle des Zerhackers angetrieben wird. Darüber hinaus gibt es eine Antriebseinheit für die Welle mit den daran befestigten Mischschaufeln.
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Im Fall einer einseitigen Lagerung einer Welle eines Zerhackers überträgt sich die Belastung der ein oder mehreren Messer auch auf die Welle, an der die Messer befestigt sind, so dass die Welle nach einer starken Belastung entweder eine gewisse Verbiegung oder eine geringe seitliche Auslenkung erfahren kann. Dies kann zu Beschädigungen führen.
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Aus der Druckschrift
EP 0722770 A1 ist ein Horizontalmischer der erfindungsgemäßen Art bekannt, der eine Welle mit daran befestigtem Mischschaufeln sowie einen Zerhacker umfasst, wobei die Welle des Zerhackers an beiden Enden gelagert ist und die Welle des Zerhackers an einer Seite in das Gehäuse des Mischbehälters hinein führt und an einer anderen Seite des Gehäuses wieder heraus.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann wie bisher beschrieben gestaltet sein. Dieser kann insbesondere auch in der aus der
EP 0722770 A1 bekannten Weise beschaffen sein, soweit nachfolgend nicht Abweichungen davon beschrieben werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mischer der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln.
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Die Aufgabe wird mit einem Mischer mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, Zur Lösung der Aufgabe umfasst ein Messer ferner die Merkmale des Nebenanspruchs.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Mischer, insbesondere ein Horizontalmischer mit zumindest einem Mischwerkzeug und zumindest einem Zerhacker geschaffen. Die Welle des Zerhackers ist zweiseitig gelagert, um Beschädigungen bei hoher Belastung zu vermeiden. Die ein oder mehreren Messer des Zerhackers sind derart zweiteilig ausgeführt, dass diese von der Welle abnehmbar sind. Bei Bedarf können diese daher ausgetauscht werden, ohne dafür die Welle des Zerhackers ausbauen zu müssen.
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Die ein oder mehreren Messer sind vorzugsweise durch Formschluss an der Welle angebracht, um diese besonders zuverlässig zu halten. Vibrationen und dergleichen können dann grundsätzlich nicht dazu führen, dass die Verbindung gelöst werden kann.
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Vorteilhaft gibt es ein oder mehrere Distanzringe zwischen zwei Messern, die zur formschlüssigen Verbindung beitragen. Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere Stützringe zur formschlüssigen Verbindung beitragen. Distanzringe sind regelmäßig erforderlich, um einen Abstand zwischen Messern sicherzustellen. Vorteilhaft werden daher solche ohnehin benötigten Bauteile ergänzend für das formschlüssige Verbinden genutzt, um die Zahl der Teile gering zu halten. Distanzringe und Stützringe sind separate Bauteile, die also nicht fest mit einer Welle verbunden sind. Diese können grundsätzlich entlang einer Welle verschoben werden, die durch die Distanzringe und Stützringe hindurchgeführt ist, solange ein solches Verschieben nicht durch andere Bauteile verhindert wird. Ein solches Verschieben wird beispielsweise durch Seegerringe verhindert.
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Befinden sich die Messer, Distanzringe sowie Stützringe eines Zerhackers zwischen zwei geeignet angeordneten Seegerringen auf einer Welle, so können die Messer in einer Ausführungsform der Erfindung nicht mehr von der Welle abgenommen werden. Für ein Abnehmen eines Messers von der Welle muss dann erst ein Seegerring von der Welle abgenommen werden.
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Vorzugsweise gibt es eine Presseinrichtung, durch die ein Anpressdruck zwischen einem Messer und einem Distanzring erzeugt werden kann oder erzeugt ist. Durch die Presseinrichtung wird vorteilhaft erreicht, dass ein Messer sehr stabil gehalten wird.
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Ein oder mehrere Schrauben sind vorteilhaft für das Erzeugen des Anpressdrucks vorgesehen. Es kann so auf einfache Weise ein hoher Anpressdruck erzeugt werden.
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Die Erfindung betrifft insbesondere solche Mischer, die mehrere Zerhacker aufweisen, um Mischgut zu zerkleinern. Die Wellen dieser Zerhacker sind beidseitig gelagert. Technisch wäre es machbar, eine oder beide Lagerungen innerhalb des Mischergehäuses vorzusehen. Ein Lager könnte zum Beispiel an seitlichen Wänden des Mischergehäuses über entsprechendes Gestänge gestützt werden. Allerdings weist eine solche Ausgestaltung Nachteile auf, da die Lagerung(en) vom Mischgut während des Betriebes umgeben wären und außerdem eine technisch aufwändige Konstruktion erforderlich wäre. Bevorzugt wird daher die Welle eines jeden Zerhackers an einer Seite in das Mischergehäuse hinein und an einer anderen Seite wieder herausgeführt. Dies macht es möglich, ein jedes Lager außerhalb des Mischergehäuses vorzusehen. Ein jedes Lager wird bei dieser Ausführungsform vom Innenraum des Mishcers durch eine Dichtung getrennt. Auch ein Antrieb für eine solche Welle kann dann unproblematisch außerhalb des Innenraums angeordnet werden.
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Die Messerlänge eines jeden Messers des Zerhackers orientiert sich bevorzugt nach den Abständen zur benachbarten Behälterwand. Es ergibt sich so in Aufsicht auf einen Schnitt (bezüglich des Messers) gesehen in der Regel eine Ellipsenform. Dadurch wird Mischgut zuverlässig erfasst, welches sich am Grund befindet, wenn ein entsprechender Zerhacker ebenfalls benachbart zum Grund angeordnet ist. Das Produktbett befindet sich zwar überwiegend nicht beim tiefstmöglichen Bereich eines Mischbehälters, da aufgrund der Mischwerkzeuge das Mischgut in Laufrichtung des Mischwerkzeugs gefördert wird. Daher ist es auch üblich, einen Zerhacker versetzt zum tiefsten Bereich im Mischergehäuse anzuordnen und zwar gemäß der Drehrichtung der ein oder mehreren Mischwerkzeuge. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verläuft die Welle eines jeden Zerhackers dennoch horizontal benachbart zum tiefsten Grund. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass dennoch üblicherweise die Messer eines Zerhackers sich vollständig im Mischgut befinden und keine Nachteile zu erwarten sind. Auf der anderen Seite ergeben sich konstruktive Vorteile bei der Abstützung des Motors, wenn die Welle horizontal verläuft. In einer Ausführungsform ist daher der Motor für einen Zerhacker mit horizontal verlaufender Welle zusätzlich abgestützt und wird also nicht lediglich durch die Welle gehalten.
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Die ein oder mehreren Mischwerkzeuge sind relativ zu den ein oder mehreren Zerhackern so angeordnet, dass diese stets untereinander einen Abstand aufweisen, wobei Abstände vorteilhaft gering gehalten sind. Mischwerkzeuge weisen vorteilhaft eine solche Form auf, dass diese Mischgut in Richtung Zerhacker fördern.
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Anstelle einer formschlüssigen Verbindung kommen auch kraftschlüssige Verbindungen in Betracht. Besonders vorteilhaft ist eine formschlüssige Verbindung, die durch eine kraftschlüssige Verbindung unterstützt wird, um so für einen besonders stabilen Halt zu sorgen.
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Es sind aber auch Schraubverbindungen von zwei Messerhälften möglich, was aber weniger aufgrund eines erhöhten Aufwands zu bevorzugen ist.
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Der Anpressdruck wird durch eine Mehrzahl von Schrauben bereitgestellt, die im Stützring untergebracht sind. Diese Schrauben verlaufen parallel zur Welle. Hierdurch kann ein Anpressdruck ausgeübt werden.
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Die Messer können von der Welle ausgehend in Aufsicht rechteckig sein oder sich zu den freien Enden hin verjüngen. Diese freien Enden können durch Spitzen, Kanten oder Wölbungen gebildet sein. Eine Öffnung für die Durchführung einer Welle kann quadratisch, ellipsenförmig oder vieleckig sein. Der Querschnitt der Welle weist dann eine damit übereinstimmende Form auf, damit die Messer sich zuverlässig zusammen mit der Welle drehen. Da dies allein aufgrund der Form nicht bei einem kreisrunden Durchmesser der Öffnung nebst Wellenquerschnitt gewährleistet ist, ist ein kreisrunder Durchmesser zwar möglich, aber weniger zu bevorzugen.
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Die Messer sind vorzugsweise mit einem Verschleißschutz versehen, also einer gehärteten Schicht, um die Langlebigkeit zu steigern.
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Als Antrieb kann eingesetzt werden:
- – Motor mit einer festen Drehzahl
- – Pol umschaltbar mit zwei Drehzahlen
- – oder mit variabler Drehzahl frequenzgeregelt.
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Der Mischer kann als Chargenmischer oder als kontinuierlicher Mischer ausgestaltet sein.
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Der Mischer kann ein einwelliger Mischer sein, der nur eine Welle mit daran angebrachten ein oder mehreren Schaufeln, Der Mischer kann aber auch mehr wellig sein. Es kann sich also zum Beispiel um einen doppelwelligen Mischer handeln, der zwei Wellen mit daran angebrachten Schaufeln umfasst, Der Mischer kann ein Vertikalmischer sein, der also eine vertikal verlaufende Mischwerkachse umfasst. Der Mischbehälter kann zylinderförmig oder zum Beispiel konisch sein. Der Produktraum, also der Mischbehälter kann für atmosphärischen Druck, Unterdruck oder Überdruck ausgebildet sein. Es kann mehr als eine Zerkleinerungs- und Dispergiervorrichtung in Längsrichtung der Mischwerkachse vorgesehen sein.
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Die im Mischer behandelten Stoffe können von der Zerkleinerungs- und Dispergiervorrichtung zuverlässig so behandelt werden, dass die Stoffe den Mischer klumpenfrei verlassen. In einer anderen Art der Anwendung wird die Zerkleinerungs- und Dispergiervorrichtung ingesetzt in einem Mischer zur Dispergierung von flüssigen und pastösen Produkten genutzt. In einer weiteren Art der Anwendung, vorzugsweise bei der Behandlung von Stäuben oder der Aufbauagglomeration von Schüttgütern in einem Mischer, wird die Zerkleinerungs- und Dispergiervorrichtung durch den damit erzeugten Dispergiereffekt als Hilfsmittel bei der Fein- und Grobagglomeration genutzt.
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Die Welle eines Zerhackers verläuft vorzugsweise quer zur Welle mit den daran angebrachten Mischschaufeln, um zu guten Ergebnissen zu gelangen. Als Lager kann ein mit Wälzlagern versehener Lagerblock vorgesehen sein. Darüber hinaus gibt es zum Beispiel Dichtringe oder andere Dichtungen, um den Durchgang einer Welle in den Mischbehälter hinein abzudichten.
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Es zeigen:
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1: Querschnitt durch einen Mischer;
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2: Längsschnitt durch einen Mischer;
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3: Aufbau eines Zerhackers;
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4: seitliche Ansicht eines Messers.
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1 zeigt einen Mischer 1 und zwar einen Schnitt durch einen Zylinder förmigen Mantel 2 des Mischbehälters. Zentral, d. h. mittig führt durch den Mischbehälter eine Welle 3 hindurch, die an beiden Seiten drehbar gelagert ist und durch einen Antrieb gedreht werden kann. Der Antrieb befindet sich außerhalb des Mischbehälters und ist in der 1 nicht gezeigt. Die Welle 3 führt durch beiden Stirnwände des Mischbehälters heraus und ist vorzugsweise außerhalb des Mischbehälters gelagert. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass sich in die Lager nicht im Mischgut befinden. Darüber hinaus sind die Lager für die Welle 3 durch Dichtungen vom Innenraum 4 des Mischbehälters getrennt. Eine Mischschaufel 5 ist über eine Achse 6 mit der Welle 3 verbunden. Eine jede an der Welle 3 befestigte Mischschaufel 5 wird zusammen mit der Welle 3 gedreht.
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Benachbart zum Grund des Mischbehälters führt eine Welle 7 eines Zerhackers horizontal durch gegenüberliegende Wandbereiche des Mischbehälters hindurch und wird außerhalb des Mischbehälters durch Lager 8 drehbar gelagert. Ein Dichtungssystem 9 trennt die beiden Lager 8 vom Innenraum 4 des Mischbehälters.
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An der Welle 7 sind eine Mehrzahl von Messern 10 angebracht, die so dimensioniert sind, dass sie bis nahe zum Grund der Behälterwand 2 reichen. Dies führt dazu, dass Messer 10 nahe beim Durchgang der Welle 7 durch eine Wand 2 hindurch kürzer sind als dazwischen liegende Messer 10 und sich so eine elliptische Optik im Fall der Aufsicht gemäß 1 ergibt. Zwischen zwei Messern 10 gibt es jeweils eine Distanzbuchse bzw. Distanzring 11, durch die die Welle 7 hindurchfährt, Ein Distanzring 11 bewirkt zunächst, dass ein entsprechender Abstand zwischen zwei benachbarten Messern 10 eingehalten wird.
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Die Welle 7 wird durch einen Elektromotor 12 angetrieben.
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Die 3 zeigt einen seitlichen Schnitt des Mischers 1 aus 2, Die 2 verdeutlicht, dass die Welle 7 im Schnitt in etwa quadratisch ist. Auch können zwei zum Beispiel benachbarte Messer 10 zueinander senkrecht ausgerichtet sein.
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In der 3 wird ein möglicher Aufbau eines solchen Zerhackers 13 näher verdeutlicht. Die Messer 10 sowie Distanzringe 11 sind zwischen zwei Stützringen 14 angeordnet. Sicherungsringe 15, auch unter der Bezeichnung Nutringe oder Seegerringe bekannt, tragen dafür Sorge, dass die Stützringe 14 nicht über die Sicherungsringe hinaus nach außen in Richtung Lager 8 verschoben werden können. Die Sicherungsringe 15 werden durch umlaufende Nuten 16 in der Welle 7 gehalten. Zumindest ein Stützring 14 weist ein oder mehrere Schrauben 17 auf, die parallel zur Welle 7 verlaufen. Diese Schrauben 17 können in Richtung Messer 10 geschraubt werden, umso für einen anpreist Druck zwischen Distanz Ringen elf und anliegenden Messern zehn zu sorgen. Die Messer 10, die jeweils aus zwei Teilen bestehen, können daher nicht entlang der Achse 7 aufgrund des Anpressdrucks verschoben werden. Da die beiden Teile eines jeden Messers formschlüssig ineinandergreifen, werden die Messer 10 so durch Formschluss gehalten.
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Die ein oder mehreren Schrauben 17 üben einen Druck zunächst auf einen Distanzring 11 aus, der wiederum gegen ein auf der anderen Seite angrenzendes Messer 10 drückt.
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Die 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform des Ineinandergreifens von zwei Messerhälften 18 eines Messers 10. Der Formschluss wird u. a. durch hakenförmiges umgreifenden von Haken 19 erreicht. Haken 19 einer Messerhälfte 19 sind an gegenüber liegenden Seiten einer vorzugsweise quadratischen Öffnung 20 angeordnet, durch die eine Welle 7 mit korrespondierendem quadratischen Querschnitt im montierten Zustand hindurch führt. Im montierten Zustand ergibt sich so insgesamt eine Befestigung der Messer 10 an der Welle 7 durch Formschluss. Hierdurch wird erreicht, dass Messer 10 leicht ausgetauscht werden können, ohne dafür die Welle 7 ausbauen zu müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0722770 A1 [0004, 0005]
