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Die Erfindung betrifft ein Dispergierwerkzeug mit einem Schaftrohr und einer in dem Schaftrohr drehbar gelagerten Rotorwelle, wobei an einem freien, einem Antrieb in Gebrauchsstellung abgewandten Ende des Dispergierwerkzeugs ein mit Hilfe der Rotorwelle antreibbarer, zumindest teilweise von dem Schaftrohr umgebener Dispergierrotor angeordnet ist.
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Ferner betrifft die Erfindung auch eine Dispergiervorrichtung mit einer einen Antrieb aufweisenden Antriebseinheit und mit einem Dispergierwerkzeug sowie eine Dispergieranordnung mit einer Dispergiervorrichtung und mit wenigstens zwei wechselbaren Dispergierwerkzeugen.
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Derartige Dispergierwerkzeuge, Dispergiervorrichtungen und auch Dispergieranordnungen sind aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Da die Dispergierwerkzeuge bei ihrer Verwendung mit einem zu dispergierenden Medium in Kontakt kommen, ist es in der Regel von Zeit zu Zeit notwendig, die Dispergierwerkzeuge zu reinigen. Zur Reinigung müssen die aus dem Stand der Technik vorbekannten Dispergierwerkzeuge in der Regel in ihre einzelnen Komponenten zerlegt werden, um diese mit der erforderlichen Sorgfalt reinigen zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dispergierwerkzeug, eine Dispergiervorrichtung und eine Dispergieranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die Reinigung des Dispergierwerkzeugs vereinfacht ist.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs definierten Dispergierwerkzeug durch die Mittel und Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass der Dispergierrotor zwischen einer im Schaftrohr befindlichen Arbeitsposition und einer außerhalb des Schaftrohrs befindlichen Reinigungsposition axial verschiebbar an dem Dispergierwerkzeug angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Dispergierrotor aus seiner im Schaftrohr befindlichen Arbeitsposition in seine außerhalb des Schaftrohrs befindliche Reinigungsposition axial zu verschieben, wenn das Dispergierwerkzeug und insbesondere der Dispergierrotor gereinigt werden sollen. Somit wird ein Dispergierwerkzeug geschaffen, das gereinigt werden kann, ohne demontiert zu werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs kann vorgesehen sein, dass das Dispergierwerkzeug einen die Reinigungsposition des Dispergierrotors definierenden Reinigungsanschlag aufweist. Dies kann ein Verschieben des Dispergierrotors in die Reinigungsposition begünstigen.
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Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn der Dispergierrotor zwischen einem die Arbeitsposition des Dispergierrotors definierenden Arbeitsanschlag und einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, die Reinigungsposition des Dispergierrotors definierenden Reinigungsanschlag axial innerhalb des Schaftrohrs verschiebbar, insbesondere axial verschiebbar gelagert, ist. Auf diese Weise kann der Dispergierrotor zuverlässig von seiner Arbeitsposition in die Reinigungsposition und umgekehrt bewegt werden.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Rotorwelle zwischen einem die Arbeitsposition des Dispergierrotors definierenden Arbeitsanschlag und einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, die Reinigungsposition des Dispergierrotors definierenden Reinigungsanschlag axial innerhalb des Schaftrohres verschiebbar, insbesondere axial verschiebbar gelagert, ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Dispergierrotor, wie es in der Regel der Fall sein wird, einstückig mit der Rotorwelle verbunden ist. Zudem kann so auch ein Teil der Rotorwelle, der möglicherweise mit zu dispergierenden Medium in Kontakt gerät, auf besonders einfache Weise gereinigt werden.
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Mithilfe des zuvor beschriebenen Arbeitsanschlags und des Gegenanschlags kann zudem verhindert werden, dass die Rotorwelle und/oder der Dispergierrotor unbeabsichtigt aus dem Schaftrohr rutschen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Dispergierrotor und/oder die Rotorwelle mittels eines Radiallagers, insbesondere mittels eines Radialgleitlagers, drehbar in dem Schaftrohr des Dispergierwerkzeugs gelagert sind. Auf diese Weise lassen sich die notwendigen Drehzahlen des Dispergierrotors beziehungsweise der Rotorwelle erreichen, ohne dass eine zu große Wärmeentwicklung oder gar Vibration auftreten würden.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition und/oder ein axialer Vorschub des Dispergierrotors und/oder der Rotorwelle aus der Arbeitsposition in die Reinigungsposition wenigstens so groß wie eine axiale Abmessung des Radiallagers sind. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Radiallager des Dispergierwerkzeugs bei Verstellung des Dispergierrotors beziehungsweise der Rotorwelle aus der Arbeitsposition in die Reinigungsposition auseinander geschoben oder demontiert wird. So ist es möglich, das Radiallager ebenfalls zu reinigen und Reste sich in dem Radiallager möglicherweise festsetzenden Mediums zuverlässig zu entfernen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs von besonderer Bedeutung kann vorgesehen sein, dass ein Spülspalt zwischen einer Lagerinnenfläche des Radiallagers und einer Lageraußenfläche des Radiallagers und/oder einer Innenfläche des Schaftrohrs, insbesondere bei in Reinigungsposition verschobenen Dispergierrotor, vorhanden ist. Dieser Spülspalt kann die Reinigung des Dispergierwerkzeugs und insbesondere des Radiallagers und auch des Dispergierrotors zusätzlich vereinfachen.
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In diesem Zusammenhang kann es ferner vorteilhaft sein, wenn das Dispergierwerkzeug eine Spülöffnung aufweist, durch die beispielsweise eine Spülflüssigkeit in den Bereich des Radiallagers und insbesondere in den Bereich des Spülspalts von außen eingebracht werden kann, so dass das Dispergierwerkzeug noch leichter gereinigt werden kann.
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Zur Definition der Reinigungsposition des Dispergierrotors beziehungsweise auch der Rotorwelle kann es zweckmäßig sein, wenn ein, beispielsweise der bereits zuvor erwähnte, Reinigungsanschlag im Inneren des Schaftrohrs ausgebildet ist und wenn die Rotorwelle eine zu dem Reinigungsanschlag passend ausgebildete Wellenschulter aufweist. Dabei kann ein von dem Reinigungsanschlag begrenzter Innendurchmesser des Schaftrohres kleiner als ein Außendurchmesser der Wellenschulter sein.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen dem Dispergierrotor und einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten, Wellenschulter der Rotorwelle wenigstens so groß wie, vorzugsweise größer als, ein Abstand zwischen dem freien Ende des Schaftrohrs und einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, Reinigungsanschlag ist – zumindest wenn dieser Reinigungsanschlag sich in einer Stellung befindet, in der der Dispergierrotor in Reinigungsposition verschoben ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Dispergierrotor soweit aus seiner Arbeitsposition in seine Reinigungsposition zu verschieben, dass dieser vollständig aus dem freien Ende des Schaftrohrs herausragt und somit besonders einfach gereinigt werden kann.
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Mit anderen Worten bedeutet dies also, dass der Abstand zwischen der Reinigungsposition und der Arbeitsposition des Rotors wenigstens so groß wie eine axiale Abmessung des Dispergierrotors ist, insbesondere falls dieser bündig mit dem freien Ende des Schaftrohrs abschließend im freien Ende des Schaftrohrs angeordnet ist.
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Um den Dispergierrotor aus seiner Arbeitsposition in die Reinigungsposition bewegen zu können, kann es zweckmäßig sein, wenn das Dispergierwerkzeug ein an einer Außenseite des Schaftrohrs angeordnetes Betätigungselement aufweist, das derart mit dem Dispergierrotor und/oder mit der Rotorwelle verbunden ist, dass der Dispergierrotor und/oder die Rotorwelle mittels des Betätigungselements zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition verschiebbar ist. Somit können der Dispergierrotor und/oder die Rotorwelle ohne Werkzeugeinsatz zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition hin und her bewegt werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass ein, beispielsweise der zuvor erwähnte, die Reinigungsposition des Dispergierrotors definierende Reinigungsanschlag an dem Betätigungselement ausgebildet ist. Somit kann das Betätigungselement eine Doppelfunktion übernehmen und nicht nur eine Verstellung des Dispergierrotors in die Reinigungsposition bewirken, sondern auch den Verstellweg des Dispergierrotors begrenzen.
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Bei einer Ausführungsform des Dispergierwerkzeugs kann vorgesehen sein, dass das zuvor beschriebene Betätigungselement einen in einem in dem Schaftrohr angeordneten, in axialer Richtung verlaufenden Langloch geführten Schieber umfasst. Dabei kann der Schieber einen durch das Langloch in das Schaftrohr reichenden Stift aufweisen. Dieser Stift kann wenigstens eine Stiftwellenschulter der Rotorwelle zur Verstellung des Dispergierrotors zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition in zumindest einer Bewegungsrichtung des Dispergierrotors und/oder der Rotorwelle hintergreifen.
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Wenn das Betätigungselement zwischen einem ersten, der Arbeitsposition des Dispergierrotors zugeordneten Rastpunkt und einem zweiten, der Reinigungsposition des Dispergierrotors zugeordneten Rastpunkt an dem Schaftrohr, insbesondere in Längsrichtung des Schaftrohrs, verschiebbar ist, können das Betätigungselement und damit auch der Dispergierrotor durch Einrasten des Betätigungselements in dem jeweiligen Rastpunkten sowohl in der Reinigungsposition als auch in der Arbeitsposition arretierbar gehalten werden.
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Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn eine axiale Abmessung des Langlochs wenigstens so groß wie ein Abstand zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition des Dispergierrotors ist.
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Zudem kann es zweckmäßig sein, wenn das Dispergierwerkzeug zum lösbaren Verbinden mit einer Antriebseinheit einer Dispergiervorrichtung und/oder zur Übertragung von Drehmomenten von einer Antriebseinheit auf die Rotorwelle an einem an einer Antriebseinheit in Gebrauchsstellung zugewandten antriebsseitigen Ende eine Kupplung aufweist. Diese Kupplung kann passend zu einer an der Antriebseinheit ausgebildeten Gegenkupplung ausgebildet sein, um mit dieser zusammenwirken zu können. Vorzugsweise ist die Kupplung, dabei an der Rotorwelle angeordnet.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Dispergierwerkzeugs kann auch vorgesehen sein, dass die Rotorwelle des Dispergierwerkzeugs an ihrem dem Dispergierrotor abgewandten, antriebsseitigen Ende magnetisch und/oder ferromagnetisch ist. Dazu kann die Rotorwelle an ihrem antriebsseitigen Ende aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise aus ferromagnetischem Edelstahl, bestehen oder einen Belag aus einem ferromagnetischen Material aufweisen. Auf diese weise ist es möglich, dass die Rotorwelle in Gebrauchsstellung magnetisch mit einer Antriebseinheit, insbesondere mit einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit, verbunden werden kann. Über die magnetische Kupplung der Rotorwelle mit der Antriebseinheit beziehungsweise mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit können auf die Rotorwelle einwirkende axiale Kräfte aufgenommen werden, die bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Dispergierwerkzeugen in der Regel von Axiallagern abgeleitet werden müssen. Somit kann ein Dispergierwerkzeug geschaffen werden, bei dem eine Axiallagerung der Rotorwelle mittels eines separaten Axiallagers nicht notwendig ist.
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Um Parameter des zu dispergierenden Mediums überwachen zu können, kann es außerdem zweckmäßig sein, wenn an dem Dispergierwerkzeug, vorzugsweise an oder benachbart zu dem freien Ende des Schaftrohrs, wenigstens ein Sensor, insbesondere ein Temperatursensor und/oder ein PH-Wert-Sensor und/oder ein Drucksensor, angeordnet ist.
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Wenn das Dispergierwerkzeug einen Transponder aufweist, auf dem für das Dispergierwerkzeug spezifische Daten, beispielsweise Betriebsdaten des Dispergierwerkzeugs, und/oder von einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, wenigstens einen Sensor des Dispergierwerkzeugs empfangene Daten und/oder von einer Sender-Empfängereinheit an den Transponder gesendete Daten speicherbar und/oder gespeichert sind, kann das Dispergierwerkzeug beispielsweise nach einer bestimmten Betriebsdauer für eine weitere Verwendung gesperrt werden.
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Des Weiteren ist es auf diese Weise möglich, beispielsweise eine für das Dispergierwerkzeug zulässige Höchstdrehzahl auf dem Transponder zu hinterlegen, die dann von einer Antriebseinheit, die diese hinterlegten Daten auslesen kann, als maximal zulässige Drehzahl, mit der sie das Dispergierwerkzeug dann antreibt, berücksichtigt wird.
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Vorzugsweise kann der Transponder dabei ein beschreibbarer Transponder sein. In der Regel sind solche Transponder RFID-Chips, die einen Datenspeicher aufweisen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Dispergierwerkzeugs von besonderer Bedeutung kann zudem vorgesehen sein, dass ein, beispielsweise der bereits zuvor erwähnte wenigstens eine, Sensor zur Übertragung von Messdaten mit einer Antriebseinheit einer Dispergiervorrichtung verbindbar und/oder, insbesondere kabelgebunden, mit einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, Transponder des Dispergierwerkzeugs verbindbar oder verbunden ist. Dabei kann der Transponder eine Auswerteelektronik zur Verarbeitung von dem wenigstens einen Sensor empfangener Messdaten aufweisen und selbst zum drahtlosen Übertragen von Messdaten an eine Antriebseinheit einer Dispergiervorrichtung, insbesondere an eine Sender-Empfängereinheit einer solchen Dispergiervorrichtung, eingerichtet sein. Auf diese Weise ist es möglich, auf dem Transponder des Dispergierwerkzeugs hinterlegte Daten drahtlos an eine Antriebseinheit zu übertragen und so beispielsweise einen Dispergiervorgang in Abhängigkeit dieser Daten zu steuern beziehungsweise zu regeln.
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Die übertragenen Daten können dabei zum Beispiel für das Dispergierwerkzeug spezifische Daten oder aber auch solche sein, die von dem wenigstens einen Sensor des Dispergierwerkzeugs erfasst worden sind, also im Wesentlichen Parameter des zu dispergierenden Mediums betreffen.
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Bei der eingangs definierten Dispergiervorrichtung wird die Aufgabe durch die Mittel und Merkmale des Anspruchs 16 und insbesondere dadurch gelöst, dass das Dispergierwerkzeug ein Dispergierwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ist.
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Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn das Dispergierwerkzeug lösbar mit der Dispergiervorrichtung verbindbar oder in Gebrauchsstellung verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Dispergiervorrichtung eine zu einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten Kupplung des Dispergierwerkzeugs passend ausgebildete Gegenkupplung aufweist, die insbesondere zur Übertragung von Drehmomenten von dem Antrieb auf die Rotorwelle eingerichtet ist.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist es möglich, dass an der Dispergiervorrichtung ein die Arbeitsposition des Dispergierrotors und/oder der Rotorwelle definierender Arbeitsanschlag ausgebildet ist. Dieser Arbeitsanschlag kann dann den Verstellweg des Dispergierrotors und/oder der Rotorwelle innerhalb des Schaftrohrs des Dispergierwerkzeugs einseitig begrenzen, wenn das Dispergierwerkzeug an der Dispergiervorrichtung angeschlossen ist.
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Um die Vorteile des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs vollständig ausschöpfen zu können, kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Antriebseinheit, insbesondere an einer, beispielsweise an der bereits zuvor erwähnten Gegenkupplung der Antriebseinheit für die Rotorwelle, zur Herstellung einer magnetischen Kupplung zwischen der Antriebseinheit und der Rotorwelle einen Permanentmagneten aufweist, mit dem ein, beispielsweise das bereits zuvor erwähnte magnetische antriebsseitige Ende der Rotorwelle in Gebrauchsstellung magnetisch gekoppelt und/oder verbunden ist. Auf diese Weise kann eine Dispergiervorrichtung mit einem Dispergierwerkzeug verbunden und das Dispergierwerkzeug betrieben werden, ohne ein separates Axiallager zur Lagerung der Rotorwelle vorsehen zu müssen.
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Wenn zwischen dem Dispergierwerkzeug und der Antriebseinheit eine Bajonettwerkzeugkupplung zum lösbaren Verbinden des Dispergierwerkzeugs mit der Antriebseinheit vorgesehen ist, kann das Dispergierwerkzeug einfach und zuverlässig mit der Dispergiervorrichtung verbunden werden.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn ein Scheitelpunkt zwischen einem Längsschlitz und einem Querschlitz einer Führung der Bajonettwerkzeugkupplung derart angeordnet oder ausgebildet ist, dass ein, beispielsweise das bereits zuvor erwähnte, magnetische antriebsseitige Ende der Rotorwelle in Gebrauchsstellung so nah an einen, beispielsweise den vorerwähnten, Magneten oder Permanentmagneten der Antriebseinheit gelangt, dass eine, beispielsweise die bereits zuvor erwähnte magnetische Kupplung zwischen der Antriebseinheit oder der Rotorwelle bei einem Schließen der Bajonettwerkzeugkupplung hergestellt wird.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass bei einem ordnungsgemäßen Ankoppeln des Dispergierwerkzeugs an der Dispergiervorrichtung das magnetische antriebsseitige Ende der Rotorwelle in den Wirkbereich des Permanentmagneten der Antriebseinheit gelangt und die magnetische Kupplung hergestellt wird.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass bei dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeug somit auch unabhängig von der Dispergiervorrichtung vorgesehen sein kann, dass dieses ein Bajonettkupplungselement aufweist, das zum lösbaren Verbinden mit einem Bajonettgegenkupplungselement an der Dispergiervorrichtung eingerichtet ist.
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Wenn die Dispergiervorrichtung, insbesondere die Antriebseinheit der Dispergiervorrichtung, eine Sender-Empfängereinheit aufweist, die zum Auslesen und/oder Beschreiben eines, beispielsweise des bereits zuvor erwähnten, Transponders des Dispergierwerkzeugs eingerichtet ist, kann die Antriebseinheit in Abhängigkeit der ausgelesenen Daten betrieben und so ein Dispergiervorgang in Abhängigkeit dieser Daten durchgeführt werden.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit mittels auf einem, beispielsweise auf dem bereits zuvor erwähnten, Transponder hinterlegbarer oder hinterlegten Daten zur Identifikation eines, beispielsweise des zuvor ausführlich beschriebenen, Dispergierwerkzeugs eingerichtet ist. Auf diese Weise ist es möglich, an die Dispergiervorrichtung angeschlossene Dispergierwerkzeuge von der Antriebseinheit erkennen zu lassen und die erkannten Dispergierwerkzeuge mit in der Antriebseinheit hinterlegten und für die entsprechenden Dispergierwerkzeuge zugelassenen Dispergierprogrammen zu betreiben.
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Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Dispergiervorrichtung, insbesondere die Antriebseinheit, eine mit dem Antrieb und mit einer beispielsweise der bereits zuvor erwähnten Sender-Empfängereinheit verbundene Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, mit der der Antrieb in Abhängigkeit von der Sender-Empfängereinheit an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragenen Daten steuerbar und/oder regelbar ist. Auf diese Weise können Dispergiervorgänge in Abhängigkeit von verschiedenen Daten, beispielsweise dispergierwerkzeugspezifischen Parametern oder aber auch Parametern, die mittels eines, beispielsweise des bereits zuvor erwähnten wenigstens einen Sensors des Dispergierwerkzeugs erfasst werden, gesteuert beziehungsweise geregelt werden.
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Zur Erweiterung des Funktionsumfangs der Dispergiervorrichtung kann zudem vorgesehen sein, dass die Dispergiervorrichtung eine Temperiereinrichtung zum Temperieren zur dispergierenden Mediums aufweist und/oder mit einer solchen verbindbar oder in Gebrauchsstellung verbunden ist. Bevorzugter Weise kann dabei die Temperiereinrichtung in Abhängigkeit von einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten wenigstens einen Sensor und/oder von einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten Transponder übermittelten Daten, insbesondere mittels einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten Steuer-Regeleinheit der Dispergiervorrichtung steuerbar oder regelbar sein.
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Bei der eingangs genannten Dispergieranordnung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 24 und insbesondere dadurch gelöst, dass die Dispergieranordnung eine Dispergiervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23 und wenigstens zwei wechselbare Dispergierwerkzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:
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1: eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Dispergiervorrichtung, wobei eine Antriebseinheit der Dispergiervorrichtung und ein mit dieser verbundenes, erfindungsgemäßes Dispergierwerkzeug zu erkennen sind,
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2: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs mit einer Bajonettwerkzeugkupplung an einem antriebsseitigen Ende des Dispergierwerkzeugs und einem Stator an dem antriebsseitigen Ende entgegengesetzten freien Ende des Dispergierwerkzeugs, wobei ein Dispergierrotor und eine Rotorwelle des Dispergierwerkzeugs in ihrer Arbeitsposition im Inneren eines Schaftrohrs des Dispergierwerkzeugs dargestellt sind,
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3: das in 2 dargestellte erfindungsgemäße Dispergierwerkzeug mit dem Dispergierrotor und der Rotorwelle in Reinigungsposition,
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4: eine geschnittene Seitenansicht des in den 2 und 3 dargestellten erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs,
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5: eine geschnittene Teilansicht der in 1 dargestellten Dispergiervorrichtung,
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6: eine perspektivische Seitenansicht der in 1 dargestellten Dispergiervorrichtung mit einem weiteren erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeug, an dessen Außenseite ein Temperatursensor angeordnet ist,
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7: eine Seitenansicht des in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs, wobei ein Dispergierrotor des Dispergierwerkzeugs in seiner Arbeitsposition im Inneren des Schaftrohrs des Dispergierwerkzeugs angeordnet dargestellt ist,
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8: das in den 6 und 7 dargestellte erfindungsgemäße Dispergierwerkzeug, wobei der Dispergierrotor in seiner Reinigungsstellung außerhalb des Schaftrohrs des Dispergierwerkzeugs dargestellt ist,
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9: eine geschnittene Seitenansicht des in den 6 bis 8 dargestellten erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs mit in Reinigungsposition befindlichem Dispergierrotor sowie
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10: eine geschnittene Teilansicht der in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Dispergiervorrichtung mit einem einen Temperatursensor aufweisenden Dispergierwerkzeug.
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Die 1 und 6 zeigen eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Dispergiervorrichtung mit einer einen Antrieb 2 aufweisenden Antriebseinheit 3 und mit einem Dispergierwerkzeug 4.
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Die 2 bis 5 sowie 7 bis 10 zeigen Detailansichten zweier erfindungsgemäßer Dispergierwerkzeuge 4 in unterschiedlichen Ausführungsformen.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugs 4 erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszeichen.
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Jedes der dargestellten Dispergierwerkzeuge 4 weist jeweils ein Schaftrohr 5 und eine in dem Schaftrohr 5 drehbar gelagerte Rotorwelle 6 auf. An einem freien, dem Antrieb 2 in Gebrauchsstellung abgewandten Ende 7 des Dispergierwerkzeugs 4 ist ein mit Hilfe der Rotorwelle 6 antreibbarer, zumindest teilweise von dem Schaftrohr 5 umgebener Dispergierrotor 8 angeordnet. Dieser Dispergierrotor 8 dreht sich während des Betriebs des Dispergierwerkzeugs 4 relativ zu einem an dem Schaftrohr 5 ausgebildeten, feststehenden Stator 9. Wie die Figuren zeigen, ist der Stator 9 dabei geschlitzt, so dass dispergiertes Medium durch ihn ein- und austreten kann.
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Ein Vergleich der 2 bis 5 sowie 7 bis 10 verdeutlicht, dass der Dispergierrotor 8 zwischen einer im Schaftrohr befindlichen Arbeitsposition (siehe 2 und 5 beziehungsweise 7 und 10) und einer außerhalb des Schaftrohrs 5 befindlichen Reinigungsposition (siehe 3 und 4 beziehungsweise 8 und 9) axial verschiebbar an dem Dispergierwerkzeug 4 angeordnet ist.
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Die Schnittdarstellung der 4 und 5 sowie 9 und 10 verdeutlichen, dass der Dispergierrotor 4 zusammen mit der Rotorwelle 6 zwischen einem die Arbeitsposition des Dispergierrotors 4 definierenden Arbeitsanschlag 10 und einem die Reinigungsposition des Dispergierrotors 4 definierenden Reinigungsanschlag 11 axial innerhalb des Schaftrohrs 5 verschiebbar gelagert ist.
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Sämtliche Schnittdarstellungen des Dispergierwerkzeugs 4 zeigen auch, dass der Dispergierrotor 8 zusammen mit der Rotorwelle 6 mittels eines Radiallagers 12, das bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen des Dispergierwerkzeugs 4 als keramisches Radialgleitlager ausgebildet ist, drehbar in dem Schaftrohr 5 des Dispergierwerkzeugs 6 gelagert ist.
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Dabei sind ein Abstand zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition und ein axialer Vorschub des Dispergierrotors 4 und der Rotorwelle 6 aus der Arbeitsposition in die Reinigungsposition wenigstens so groß wie eine axiale Abmessung des Radiallagers 12. Bei in Reinigungsposition verschobenen Dispergierrotor 4 ist zwischen einer Lageraußenfläche 13 des Radiallagers 12 und der Rotorwelle 6 ein Spülspalt 14 vorhanden, der eine Reinigung des Dispergierwerkzeugs 4 erleichtert. Ferner weist das Schaftrohr 5 zwei Öffnungen auf, die bei der Reinigung des Dispergierwerkzeugs als Spülöffnungen 14a dienen und durch die Reinigungsmittel und/oder Reinigungsflüssigkeit in das Schaftrohr 5 eintreten kann/können.
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Die Figuren zeigen auch, dass der Reinigungsanschlag 11 im Inneren des Schaftrohrs 5 ausgebildet ist und dass die Rotorwelle 6 eine zu dem Reinigungsanschlag 11 passend ausgebildete Wellenschulter 15 aufweist, wobei ein von dem Reinigungsanschlag 11 begrenzter Innendurchmesser des Schaftrohrs 5 kleiner als ein Außendurchmesser der Wellenschulter 15 ist. Dabei ist ein Abstand zwischen dem Dispergierrotor 4 und der Wellenschulter 15 der Rotorwelle 6 größer als ein Abstand zwischen dem freien Ende 7 des Schaftrohrs 5 und dem Reinigungsanschlag 11, zumindest wenn dieser in seiner der Reinigungsposition des Dispergierrotors 8 zugeordneten Position angeordnet ist. Diese ist in den 3, 4, 8 und 9 dargestellt.
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Das Dispergierwerkzeug 4 weist ein an einer Außenseite 16 des Schaftrohrs 5 angeordnetes Betätigungselement 17 auf, das derart mit dem Dispergierrotor 8 und der Rotorwelle 6 verbunden ist, dass der Dispergierrotor 8 zusammen mit der Rotorwelle 6 mittels des Betätigungselements 17 zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition verschiebbar ist.
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Das Betätigungselement 17 umfasst einen in einem in dem Schaftrohr 5 angeordneten, in axialer Richtung verlaufenden Langloch 18 geführten Schieber 19. Der Schieber 19 weist einen durch das Langloch 18 in das Schaftrohr 5 reichenden Stift 20 auf, der wenigstens eine Stiftwellenschulter 21 der Rotorwelle 6 zur Verstellung des Dispergierrotors 8 zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition in zumindest einer Bewegungsrichtung des Dispergierrotors 8 und der Rotorwelle 6 hintergreift. Insbesondere aus den Schnittdarstellungen der Dispergierwerkzeuge 4 wird dabei deutlich, dass der Reinigungsanschlag 11 in den vorliegenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeuge 4 an dem Betätigungselement 17 und insbesondere an dem in das Schaftrohr 5 reichenden Stift 20 des Betätigungselements 17 ausgebildet ist. In Verbindung mit der Wellenschulter 15 verhindert der Stift 20, dass die Rotorwelle 6 vollständig aus dem Schaftrohr 5 herausgezogen werden kann.
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Das Betätigungselement 17 kann zwischen einem ersten, der Arbeitsposition des Dispergierrotors 8 zugeordneten Rastpunkt 22 und einen zweiten, der Reinigungsposition des Dispergierrotors 8 zugeordneten Rastpunkt 23 an dem Schaftrohr 5 in Längsrichtung des Schaftrohrs 5 verschoben werden. Aus den Figuren wird außerdem ersichtlich, dass eine axiale Abmessung des Langlochs 18 wenigstens so groß wie ein Abstand zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition des Dispergierrotors 8 ist.
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Die Rotorwelle 6 des Dispergierwerkzeugs 4 weist zum lösbaren Verbinden mit der Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1 und zur Übertragung von Drehmomenten von der Antriebseinheit 3 auf die Rotorwelle 6 an einem der Antriebseinheit 3 in Gebrauchsstellung zugewandten antriebsseitigen Ende 24 des Dispergierwerkzeugs 4 eine Kupplung 25 auf. Diese Kupplung 25 ist passend zu einer an der Antriebseinheit 3 ausgebildeten Gegenkupplung 26 ausgebildet.
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Die Rotorwelle 6 des Dispergierwerkzeugs 4 ist an ihrem dem Dispergierrotor 8 abgewandten, antriebsseitigen Ende 24 magnetisch und/oder ferromagnetisch. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Rotorwelle 6 an dieser Stelle aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise aus ferromagnetischen Edelstahl, besteht oder einen Belag aus einem ferromagnetischen Material aufweist.
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Bei den in den 6 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel des Dispergierwerkzeugs ist vorgesehen, dass an dem Dispergierwerkzeug 4, nämlich benachbart zu dem freien Ende 7 des Schaftrohrs 5, wenigstens ein Sensor 27 angeordnet ist.
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Bei dem in den 6 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel des Dispergierwerkzeugs handelt es sich bei diesem Sensor 27 um einen Temperatursensor. Bei anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen des Dispergierwerkzeugs 4 ist vorgesehen, dass das Dispergierwerkzeug 4 anstelle eines Temperatursensors einen PH-Wert-Sensor und/oder einen Drucksensor oder dergleichen andere Sensoren aufweist.
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Aus den 6 bis 10 ist ferner ersichtlich, dass der hier als Temperatursensor ausgebildete Sensor 27 in einer Vertiefung 28 an der Außenseite 16 des Schaftrohrs 5 eingelassen angeordnet ist. In einer Nut 29 ist eine Sensorverbindung 30 an der Außenseite 16 des Schaftrohrs 5 ausgehend von dem Sensor 27 hin zu dem antriebsseitigen Ende 24 des Schaftrohrs 5 des Dispergierwerkzeugs 4 verlaufend angeordnet.
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Diese Sensorverbindung 30 kann beispielsweise in Form eines Kabels oder aber auch in Form einer elektrisch leitfähigen Beschichtung ausgebildet sein. Unter Sensorverbindung ist im Kontext dieser Anmeldung jegliches Mittel zu verstehen, das eine Übertragung von Information von dem Sensor 27 zu dem antriebsseitigen Ende 24 des Dispergierwerkzeugs 4 beziehungsweise auch an die Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1 erlaubt. Damit beschränkt sich die Sensorverbindung 30 ausdrücklich nicht auf eine kabelgebundene Verbindung zwischen dem Sensor 27 und dem antriebsseitigen Ende 24 des Dispergierwerkzeugs 4 beziehungsweise zwischen dem Sensor 27 und der Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung.
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Sämtliche in den Figuren dargestellte Dispergierwerkzeuge 4 weisen einen beschreibbaren Transponder 31 auf, der beispielsweise als RFID-Chip ausgebildet ist und einen Datenspeicher 32 umfasst. Auf dem Datenspeicher 32 sind dispergierwerkzeugspezifische Daten, beispielsweise Betriebsdaten, wie zulässige Drehzahlen des Dispergierwerkzeugs 4, von dem wenigstens einen Sensor 27 des Dispergierwerkzeugs 4 empfangene Daten und von einer Sender-Empfängereinheit 33 der Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1 an den Transponder 31 gesendete Daten speicherbar.
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Zur Übertragung von Messdaten ist der Sensor 27 mit der Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1 verbindbar und in Gebrauchsstellung verbunden. Zudem ist vorgesehen, dass der Sensor 27, insbesondere kabelgebunden, mit dem Transponder 31 verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Das Verbindungsmittel ist in diesem Fall die Sensorverbindung 30.
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In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass der Transponder 31 eine Auswerte-Elektronik 34 zur Verarbeitung von dem wenigstens einen Sensor 27 empfangener Messdaten aufweist und zum drahtlosen Übertragen von Messdaten an die Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1, insbesondere an die Sender-Empfängereinheit 33 eingerichtet ist. Das Dispergierwerkzeug 4 ist lösbar mit der Dispergiervorrichtung 1 verbindbar und in Gebrauchsstellung verbunden.
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Wie bereits zuvor erwähnt weist die Dispergiervorrichtung 1 eine zu der Kupplung 25 des Dispergierwerkzeugs 4 passend ausgebildete Gegenkupplung 26 auf, mittels der Drehmomente von dem Antrieb 2 der Antriebseinheit auf die Rotorwelle 6 übertragen werden können.
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Die Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1 weist an der Gegenkupplung 26 der Antriebseinheit 3 für die Rotorwelle 6 zur Herstellung einer magnetischen Kupplung zwischen der Antriebseinheit 3 und der Rotorwelle 6 einen Permanentmagneten 35 auf. Mit diesem Permanentmagneten 35 ist das magnetische antriebsseitige Ende 24 der Rotorwelle 6 in Gebrauchsstellung magnetisch gekoppelt und mit diesem verbunden. Somit kann eine separate Axiallagerung der Rotorwelle 6, wie sie bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Dispergierwerkzeugen gebräuchlich ist, entfallen.
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Zwischen dem Dispergierwerkzeug 4 und der Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1 ist eine Bajonettwerkzeugkupplung 36 zum lösbaren Verbinden des Dispergierwerkzeugs 4 mit der Antriebseinheit 3 vorgesehen.
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Dabei ist ein Scheitelpunkt zwischen einem Längsschlitz und einem Querschlitz einer Führung der Bajonettwerkzeugkupplung 36 derart angeordnet oder ausgebildet, dass das magnetische antriebsseitige Ende 24 der Rotorwelle 6 in Gebrauchsstellung so nah an den Permanentmagneten 35 der Antriebseinheit 3 gelangt, dass die magnetische Kupplung zwischen der Antriebseinheit 3 und der Rotorwelle 6 bei einem Schließen der Bajonettwerkzeugkupplung 36 automatisch hergestellt wird.
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Wie bereits zuvor erwähnt, weist die Dispergiervorrichtung 1 und hier insbesondere die Antriebseinheit 3 eine Sender-Empfängereinheit 33 auf, die zum Auslesen und Beschreiben des Transponders 31 des Dispergierwerkzeugs 4 eingerichtet ist. Dadurch ist die Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung mittels auf dem Transponder 31 hinterlegbarer oder hinterlegten Daten zur Identifikation des Dispergierwerkzeugs 4 eingerichtet. Zudem weist die Antriebseinheit 3 eine mit dem Antrieb 2 und mit der Sender-Empfängereinheit 33 verbundene Steuer- und/oder Regeleinheit 37 auf, mit der der Antrieb 2 in Abhängigkeit von der Sender-Empfängereinheit 33 an die Steuer- und/oder Regeleinheit 37 übertragenen Daten steuerbar und/oder regelbar ist.
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Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Dispergiervorrichtung 1 ist vorgesehen, dass die Dispergiervorrichtung 1 eine Temperiereinrichtung zum Temperieren, also zum Wärmen oder Kühlen, zu dispergierenden Mediums aufweist beziehungsweise mit einer solchen verbindbar oder in Gebrauchsstellung verbunden ist. Dabei kann auch die Temperiereinrichtung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Sensor 27 und von dem Transponder 31 übermittelten Daten, insbesondere mittels der Steuer-Regeleinheit 37 der Dispergiervorrichtung 1 gesteuert oder geregelt werden.
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An der Antriebseinheit 3 der Dispergiervorrichtung 1 ist eine Benutzerschnittstelle 38 vorgesehen. Diese Benutzerschnittstelle 38 weist verschiedene Displays und Anzeigen sowie Bedienelemente auf, mittels derer die Antriebseinheit 3 bedient werden kann.
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Zusammen mit wenigstens zwei wechselbaren, erfindungsgemäßen Dispergierwerkzeugen 4 bildet die Dispergiervorrichtung 1 eine erfindungsgemäße Dispergieranordnung.
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Zur vereinfachten Reinigung des Dispergierwerkzeugs 4 ist bei diesem vorgesehen, dass der Dispergierrotor 8 zwischen der im Schaftrohr 5 befindlichen Arbeitsposition und der außerhalb des Schaftrohrs 5 befindlichen Reinigungsposition axial verschiebbar an dem Dispergierwerkzeug 4 angeordnet ist, wobei der Dispergierrotor 8 in Reinigungsposition, vorzugsweise vollständig, außerhalb des Schaftrohrs 5 angeordnet ist und somit einfach gereinigt werden kann.
