DE102014218463A1

DE102014218463A1 - Mischwerkeinrichtung für industrielle Anwendungen

Info

Publication number: DE102014218463A1
Application number: DE102014218463.0A
Authority: DE
Inventors: Harald Reinach
Original assignee: Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH
Current assignee: Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Mischwerk für industrielle Anwendungen bereitzustellen. Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine Mischwerkeinrichtung eine Welle und eine Befestigung für ein Mischwerkzeug, wobei das angeschweißte Ende der Befestigung entsprechend dem Radius der Welle gerundet ist. Das gerundete Ende der Befestigung steht in Aufsicht auf den Querschnitt der Welle gesehen seitlich ab, so dass sich davon ausgehend die Befestigung in Richtung Schaufel zumindest anfänglich verjüngt. Insgesamt können so der Arbeitsaufwand und der Materialaufwand bei verbesserten Spannungsverläufen reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischwerkeinrichtung für industrielle Anwendungen umfassend eine Welle mit einem daran angeschweißtem Mischwerkzeug oder einer daran angeschweißten Tasche für eine Befestigung eines Mischwerkzeugs. Ein Arm mit einer damit verbundenen Schaufel ist ein Mischwerkzeug.
Mischer für industrielle Anwendungen mit an einer Welle angebrachtem Mischwerkzeug werden in der EP 2769763 A2 sowie in der DE 10 2011 084 053 A1 beschrieben. Derartige Mischer umfassen eine aus Stahl bestehende Welle mit daran angeschweißten, aus Stahl bestehenden Schaufelarmen nebst Schaufel oder daran angeschweißten Taschen für die Befestigung des Arms des Mischwerkzeugs.
Ein Mischwerk umfassend eine Welle mit daran angebrachten Mischwerkzeugen finden sich in Horizontalmischern, die in der mechanischen Verfahrenstechnik eingesetzt werden. Ein Horizontalmischer ist ein Mischer mit horizontal angeordneter Welle.
Nach dem Stand der Technik werden Taschen für Schaufelarme aus rechteckigen Grundkörpern hergestellt. Ein Teil des Materials wird heraus gefräst, und es werden so Bohrungen eingebracht. Das eine Ende der Tasche wird mit einer Rundung entsprechend dem Radius der Welle ausgeführt. Entlang der Außenkante zwischen Tasche und Welle werden Fasen in Umfangs- und Längsrichtung als Schweißnahtvorbereitung angebracht. Nachdem die Tasche an einigen Punkten fixiert wurde, wird das Schweißgut lagenweise aufgebracht, um schließlich Schrägen zwischen Tasche und Welle aus Schweißgut zu erhalten. Abschließend werden Enden von Schaufelarmen, an denen Schaufeln am anderen Ende befestigt sind, in der Tasche befestigt, so zum Beispiel durch Schraubverbindungen. Ein so hergestelltes Mischwerk hat sich seit vielen Jahrzehnten bewährt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Mischwerk für industrielle Anwendungen bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine Mischwerkeinrichtung eine Welle und eine Befestigung für ein Mischwerkzeug, wobei das angeschweißte Ende der Befestigung entsprechend dem Radius der Welle gerundet ist. Das gerundete Ende der Befestigung steht vorzugsweise in Aufsicht auf den Querschnitt der Welle gesehen seitlich ab, so dass sich davon ausgehend die Befestigung in Richtung Schaufel zumindest anfänglich verjüngt.
Zwar ist ein derart geformtes Ende technisch aufwändiger im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem ein gerundetes Ende aus einer Rechteckform herausgearbeitet worden ist. Es hat sich aber gezeigt, dass die dadurch erzielten Vorteile deutlich überwiegen. Es kann so im erheblichen Umfang Schweißmaterial eingespart werden. Der Zeitaufwand für ein Verschweißen wird deutlich reduziert. Ein automatisiertes Schweißen wird vereinfacht und kann mit einem geringeren technischen Aufwand durchgeführt werden. Das Material der Welle und der Befestigung wird geschont, weil der Wärmeeintrag deutlich reduziert werden kann. Es wird ggfs. eine Nachbearbeitung durch Schleifen deutlich reduziert, die zum Beispiel in Lebensmittel- oder Pharmanwendungen notwendig sind. Auch können Spannungsspitzen im Material während des Betriebes reduziert werden.
Vorteilhaft verläuft die Außenkontur der Befestigung bei ihrem gerundeten Ende in Richtung Welle bogenförmig nach außen. Hierdurch werden weiter verbessert Spannungsspitzen im Mischwerk vermieden.
Der Durchmesser der Welle ist grundsätzlich größer ist als der Durchmesser eines damit verbundenen Schaufelarms oder der Durchmesser einer an der Welle befestigten Tasche. Da die Welle größeren Kräften im Vergleich zu Schaufelarmen ausgesetzt ist, können Schaufelarme und Tasche vorteilhaft hinsichtlich ihrer Breite bzw. ihres Durchmessers kleiner dimensioniert sein, um so beispielsweise Flächen zu minimieren, an denen das Mischgut unerwünscht anhaften könnte.
Das Mischwerk besteht in der Regel aus Stahl. Die Befestigung und zwar insbesondere eine als Tasche dienende Befestigung ist vorzugsweise ein Stahlgussteil, da dies den Herstellungsaufwand minimiert. Ebenfalls unter diesem Gesichtspunkt ist es auch günstig, die Befestigung aus einem Schmiedeteil herauszuarbeiten, wobei mit Hilfe eines Wasserstrahls die Kontur ausgeschnitten wird.
Entlang der Außenkante zwischen Befestigung und Welle ist vorteilhaft eine Fase angebracht, um die Befestigung verbessert an der Welle anschweißen zu können.
Die Befestigung ist in der Regel ein Schaufelarm oder eine Tasche für einen Schaufelarm ist. Durch die Tasche wird ein Schaufelarm nebst Schaufel gehalten, um so das Mischwerk zu vervollständigen.
Die anspruchsgemäße Mischwerkeinrichtung wird vorzugsweise in einem Horizontalmischer eingesetzt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: Welle mit Tasche gemäß Stand der Technik;
2: Welle mit daran angeschweißter Tasche gemäß Stand der Technik;
3: Tasche;
4: Spannungsverläufe;
5: Schnittdarstellung durch Welle und Tasche
Die 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannt Tasche 1 für einen nicht gezeigten Schaufelarm, die im Wesentlichen rechteckig ist. Die Tasche umfasst Bohrungen 2 mit Innengewinde, um einen Schaufelarm in der Tasche durch Schraubverbindungen befestigen zu können. Ein an die Welle 4 angrenzendes Ende 3 der Tasche 1 verläuft entsprechend dem Radius der Welle 4 gerundet. Nachdem die Tasche 1 an einigen Punkten an der Welle 4 fixiert wurde, wurde das Schweißgut lagenweise aufgebracht, um schließlich Schrägen 5 zwischen Tasche 1 und Welle 4 aus Schweißgut wie in der 2 gezeigt zu erhalten.
Die 3 zeigt eine erfindungsgemäße Tasche 1 mit einem verbreiterten Ende 7. bei dem gerundeten Ende 3 dieser Tasche verläuft die Außenkontur 8 bogenförmig nach außen. Oberhalb des Bogens gibt es eine Ausnehmung 9, in die ein Arm eines Mischwerkzeugs eingelegt und mithilfe von Schrauben und den Gewindebohrungen 2 festgeschraubt werden kann. Das entsprechende Ende des Armes verfügt ebenfalls über Bohrungen, durch die die Schrauben hindurch geführt sind, um schließlich in den Bohrungen mit Innengewinde 2 festgeschraubt zu werden. Eine vorhandene Fase 6 verbessert das Schweißergebnis.
Es zeigte sich, dass das zum Aufschweißen aufgebrachte Schweißgut und die Arbeitszeit um rund 75 % verringert werden konnten. Spannungen in der Schweißnaht wurden um rund 10 % verringert. Die 4 zeigt in der Abbildung a) einen großflächigen Bereich 10, der während des Betriebes starken Spannungen ausgesetzt ist. Dieser Bereich 10 ist bei der erfindungsgemäßen Tasche gemäß Abbildung b) deutlich verringert.
Die 5 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Mischwerkeinrichtung, bei der eine Tasche 1 über eine Schweißverbindung 5 an der Welle 4 angeschweißt ist. Die 5 aber auch die 3 verdeutlichen, dass der Bogen des gerundeten Endes einen Winkel kleiner als 180° aufweist, damit dieses geeignet mit der Welle verbunden werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2769763 A2 [0002]
DE 102011084053 A1 [0002]

Claims

Mischwerkeinrichtung für industrielle Anwendungen mit einer Welle (4) und einer mit der Welle (4) verschweißten Befestigung (1) für eine Schaufel eines Mischwerks, wobei das an die Welle angrenzende Ende der Befestigung (1) als Rundung (3) entsprechend dem Radius der Welle (4) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Befestigung (1) ausgehend von dem gerundeten Ende verjüngt.
Mischwerkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (8) beim gerundeten Ende (3) in Richtung Welle (4) bogenförmig nach außen verläuft.
Mischwerkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Welle (4) größer ist als der Durchmesser eines damit verbundenen Schaufelarms oder der Durchmesser einer an der Welle befestigten Tasche (1) ist.
Mischwerkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Außenkante zwischen Befestigung (1) und Welle (4) eine Fase angebracht ist.
Mischwerkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung ein Schaufelarm oder eine Tasche (1) für einen Schaufelarm ist.
Mischwerkeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Tasche (1) ein Schaufelarm gehalten ist.
Mischwerkzeugeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundung (3) einen Winkel kleiner als 180° aufweist.
Mischwerkzeugeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung (1) ein Stahlgussteil ist.
Horizontalmischer mit einem Mischwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche.