DE102016104334B4 - Mixing tool manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Mischwerkzeugherstellungsverfahren, aufweisend die folgenden Schritte:- Bereitstellen eines metallischen Kerns (6);- Befestigen zumindest eines Hartmetallelementes (5) an den metallischen Kern(6);- Anordnen des metallischen Kerns (6) mit dem Hartmetallelement (5) in eine Gussform;- Befüllen der Gussform mit einem Kunststoffgießmaterial; und- Aushärten des Kunststoffgießmaterials zu einem den metallischen Kern (6) umgebenden Kunststoffmantel (7).A mixing tool manufacturing method, comprising the following steps: - providing a metallic core (6); - attaching at least one cemented carbide element (5) to the metal core (6); - placing the metal core (6) with the cemented carbide element (5) in a mold; - filling the mold with a Kunststoffgießmaterial; and curing the Kunststoffgießmaterials to a metal core (6) surrounding the plastic sheath (7).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mischwerkzeugs.The invention relates to a method for producing a mixing tool.
Derartige Mischwerkzeuge werden eingesetzt, um Baumaterialien, insbesondere grobkörniges Material, zu Mischen, beispielsweise Zement, Mörtel oder Beton. Das Baumaterial wird hierzu in einem Mischbehälter gefüllt, in dem das Mischwerkzeug, insbesondere als Mischschaufel ausgeführt, an einem Mischarm gegenüber dem Mischbehälter drehbar gelagert ist. Hierbei kann entweder der Mischbehälter fixiert und der Mischarm drehbar gelagert sein, oder umgekehrt.Such mixing tools are used to mix building materials, in particular coarse-grained material, for example cement, mortar or concrete. For this purpose, the building material is filled in a mixing container in which the mixing tool, in particular designed as a mixing blade, is rotatably mounted on a mixing arm relative to the mixing container. In this case, either the mixing container can be fixed and the mixing arm can be rotatably mounted, or vice versa.
Aufgrund des Kontaktes mit dem körnigen Baumaterial kann es schnell zu Abnutzungserscheinungen am Mischwerkzeug bis hin zu kleineren oder größeren Schäden an seiner Oberfläche kommen. Das Mischwerkzeug muss dann repariert oder sogar ersetzt werden. Um die Haltbarkeit des Mischwerkzeugs zu erhöhen, werden diese häufig teilweise oder vollständig mit einem Kunststoff umhüllt, beispielsweise mittels Polyurethan. Das Mischwerkzeug dient bei seinem Gebrauch in der Mischvorrichtung nicht nur dazu, das Baumaterial im Mischbehälter zu vermischen, sondern auch, um sich an Behälterwänden des Mischbehälters festgesetztes Baumaterial abzuschaben bzw. abzustreifen. Hierbei wird insbesondere eine entlang der Behälterwand schabende Abstreifkante des Mischwerkzeugs extrem beansprucht. Der Kunststoff wird hierbei leicht beschädigt und führt zu einer schnellen Abnutzung des Mischwerkzeugs.Due to the contact with the granular building material, it can quickly lead to wear on the mixing tool to minor or major damage to its surface. The mixing tool must then be repaired or even replaced. To increase the durability of the mixing tool, they are often partially or completely covered with a plastic, for example by means of polyurethane. When used in the mixing apparatus, the mixing tool serves not only to mix the building material in the mixing tank, but also to scrape or strip off building material fixed to tank walls of the mixing tank. In this case, in particular scraping along the container wall scraping edge of the mixing tool is extremely stressed. The plastic is slightly damaged and leads to a rapid wear of the mixing tool.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Mischwerkzeugs mit einer längeren Haltbarkeit bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a method for producing a mixing tool with a longer shelf life.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Mischwerkzeugherstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.The object is achieved according to the invention by a mixing tool manufacturing method having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are listed in the subclaims.
Die Erfindung beruht auf den Gedanken, bei einem Kunststoff-Mischwerkzeug die Abstreifkante aus Hartmetall zu bilden. Das bedeutet, dass ein oder mehrere Hartmetallelemente an dem Mischwerkzeug angebracht sind, welche die Abstreifkante bereitstellen oder bilden. Das Hartmetallelement ist vorzugsweise aus gesintertem Hartmetall gebildet, insbesondere aus gesintertem Carbidhartmetall. Bevorzugterweise ist es als Verbundwerkstoff aus Wolframcarbid und dem Bindemittel Cobald hergestellt.The invention is based on the idea to form the scraping edge made of hard metal in a plastic mixing tool. That is, one or more cemented carbide elements are attached to the mixing tool that provide or form the scraping edge. The hard metal element is preferably formed from sintered hard metal, in particular from sintered carbide hard metal. Preferably, it is made as a composite of tungsten carbide and the binder Cobald.
Die Abstreifkante ist an einem Abstreifabschnitt des Mischwerkzeug angeordnet und dient dazu, Mischgut von der Wandung des Mischbehälters abzustreifen. Um das Mischwerkzeug am Mischarm zu befestigen, weist es einen Befestigungsabschnitt auf, der mit dem Abstreifabschnitt starr oder elastisch verbunden ist. Befestigungsabschnitt und Abstreifabschnitt weisen gemeinsam einen metallischen Kern auf, der von einem Kunststoffmantel umgeben ist.The scraping edge is arranged on a stripping section of the mixing tool and serves to strip mix from the wall of the mixing container. In order to fix the mixing tool on the mixing arm, it has a mounting portion which is rigidly or elastically connected to the stripping section. Fastening portion and stripping together have a metallic core, which is surrounded by a plastic sheath.
Das Mischwerkzeug wird hergestellt, indem zunächst der metallische Kern mit dem Hartmetallelement verbunden wird. Anschließend wird die gesamte Anordnung aus Kern und Hartmetallelement in eine Gussform eingeführt, die dann mit einem Kunststoffgießmaterial befüllt wird. Bei dem Kunststoffgießmaterial handelt es sich um ein Vorprodukt des Kunststoffes, aus dem der Kunststoffmantel gebildet ist. Insbesondere kann es sich um eine Mischung aus zwei oder mehr Komponenten handeln, die anschließend zu dem gewünschten Kunststoff erstarren. Erst nach dem Aushärten des Kunststoffgießmaterials liegt also der fertige Kunststoffmantel mit der gewünschten Härte vor. Der Aushärteprozess kann hierbei wenige Minuten oder länger dauern. Ferner kann der Aushärteprozess bei Umgebungstemperatur oder unter Wärmezufuhr ablaufen.The mixing tool is made by first connecting the metallic core to the cemented carbide element. Subsequently, the entire arrangement of core and hard metal element is introduced into a mold, which is then filled with a Kunststoffgießmaterial. The plastic casting material is a precursor of the plastic from which the plastic jacket is formed. In particular, it may be a mixture of two or more components, which then solidify to the desired plastic. Only after the curing of the Kunststoffgießmaterials so the finished plastic jacket with the desired hardness. The curing process can take a few minutes or more. Furthermore, the curing process may occur at ambient temperature or under heat.
Anschließend wird das fertige Mischwerkzeug aus der Gussform entnommen und gegebenenfalls nachbearbeitet. Beispielsweise kann es notwendig sein, Kunststoff, welches das oder die Hartmetallelemente bedeckt, zu entfernen. Vorzugsweise wird die Anordnung aus Kern und Hartmetallelement vor dem befüllen mit dem Kunststoffgießmaterial derart in der Gussform angeordnet, dass beim Beschicken der Gussform mit dem Kunststoffgießmaterial das Hartmetallelement oder zumindest die Abstreifkante im Wesentlichen nicht bedeckt wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Abstreifkante an einer Gussformwand der Gussform anliegt bzw. diese berührt.Subsequently, the finished mixing tool is removed from the mold and optionally reworked. For example, it may be necessary to remove plastic covering the hard metal element (s). The arrangement of core and hard metal element is preferably arranged in the casting mold before filling with the plastic casting material in such a way that when the casting mold is loaded with the plastic casting material, the hard metal element or at least the scraping edge is essentially not covered. This can be achieved, in particular, by the fact that the scraping edge bears against or touches a casting mold wall of the casting mold.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein dem Befestigungsabschnitt zugeordneter erster Kernabschnitt mit einem dem Abstreifabschnitt zugeordneten zweiten Kernabschnitt starr verbunden ist. Die Verbindung ist vorzugsweise eine Schweißverbindung zwischen den beiden Kernabschnitten. Alternativ können der erste und der zweite Kernabschnitt auch einstückig ausgebildet sein, beispielsweise als ein einzelnes Metallgussstück hergestellt sein. Vorzugsweise ist der Kern jedoch aus mehreren metallischen Elementen zusammengesetzt, die miteinander verschweißt sind. Der metallische Kern kann insbesondere aus Stahl, beispielsweise aus Werkzeugstahl gebildet sein oder metallische Elemente aus Stahl bzw. Werkzeugstahl aufweisen.In a preferred embodiment, provision is made for a first core section assigned to the fastening section to be rigidly connected to a second core section assigned to the stripping section. The connection is preferably a welded connection between the two core sections. Alternatively, the first and second core portions may also be integrally formed, for example, manufactured as a single metal casting. Preferably, however, the core is made of a plurality of metallic elements assembled, which are welded together. The metallic core can in particular be made of steel, for example of tool steel, or have metallic elements made of steel or tool steel.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein dem Befestigungsabschnitt zugeordneter erster Kernabschnitt mit einem dem Abstreifabschnitt zugeordneten zweiten Kernabschnitt elastisch und/oder gelenkig verbunden ist. Dass der erste Kernabschnitt dem Befestigungsabschnitt zugeordnet ist bedeutet, dass der Befestigungsabschnitt aus dem ersten Kernabschnitt und dem den ersten Kernabschnitt umgebenden oder bedeckenden Teil des Kunststoffmantels gebildet wird. Entsprechendes gilt für den Abstreifabschnitt und den zweiten Kernabschnitt. Eine elastische und/oder gelenkige Verbindung zwischen den beiden Kernabschnitten hat zur Folge, dass aufgrund des beide Kernabschnitte umgebenden Kunststoffmantels auch die Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Abstreifabschnitt verformbar und vorzugsweise elastisch ist. Das bedeutet, der Abstreifabschnitt ist gegenüber dem Befestigungsabschnitt beweglich, vorzugsweise elastisch beweglich. Da die Abstreifkante am Abstreifabschnitt gebildet ist, hat dies zur Folge, dass die Abstreifkante bei Berührung mit Hindernissen, beispielsweise Dellen oder kleineren Erhebungen in der Wandung des Mischbehälters, nachgeben kann, ohne eine Beschädigung des Mischwerkzeugs beispielsweise aufgrund eines Splitterns des Hartmetallelementes zu riskieren.In an advantageous development, it is provided that a first core section assigned to the fastening section is elastically and / or hingedly connected to a second core section assigned to the wiper section. That the first core portion is associated with the attachment portion means that the attachment portion is formed of the first core portion and the part of the plastic shell surrounding or covering the first core portion. The same applies to the stripping section and the second core section. An elastic and / or articulated connection between the two core sections has the consequence that, due to the plastic jacket surrounding both core sections, the connection between the fastening section and the wiper section is also deformable and preferably elastic. This means that the stripping section is movable relative to the fastening section, preferably elastically movable. Since the wiping edge is formed on the wiper portion, this has the consequence that the wiper can yield when in contact with obstacles, such as dents or smaller bumps in the wall of the mixing container, without risking damage to the mixing tool, for example due to splintering of the cemented carbide element.
In jedem Fall weist der erste Kernabschnitt ein oder mehrere Befestigungselemente auf, um das Mischwerkzeug an dem Mischarm zu befestigen. Das Befestigungselement kann zu diesem Zweck beispielsweise eine Öffnung, ein Profil mit einer Nut, beispielsweise ein C-Profil, und/oder ein Gewindeelement aufweisen. Ferner ist der Kunststoffmantel in jedem Fall vorzugsweise aus einem Guss gebildet, weist also insbesondere keine Nahtstellen auf.In any event, the first core portion has one or more fasteners to secure the mixing tool to the mixing arm. The fastening element may for this purpose for example have an opening, a profile with a groove, for example a C-profile, and / or a threaded element. Furthermore, the plastic sheath is preferably formed in one case from a cast, so in particular has no seams.
Die gelenkige oder elastische Verbindung zwischen den beiden Kernabschnitten kann ausschließlich durch den Kunststoffmantel gebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch zwischen den beiden Kernabschnitten zusätzlich oder alternativ ein mechanisches Gelenk ausgebildet, welches auch ohne den Kunststoffmantel besteht. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eines der beiden Kernabschnitte einen Fortsatz aufweist, insbesondere einen stiftförmigen oder zungenförmigen Fortsatz, der in eine Ausnehmung in dem anderen Kernabschnitt hineinragt. Insbesondere kann der Fortsatz an dem ersten Kernabschnitt gebildet sein. Vorzugsweise sind zwei oder mehr solcher Fortsätze an dem einen Kernabschnitt gebildet, die beim Herstellen des Mischwerkzeugs in zwei oder mehr Öffnungen des anderen Kernabschnitts eingeführt werden. Anschließend wird ein Abschlusselement an Enden der Fortsätze gelötet oder geschweißt, um die gelenkige Verbindung zwischen den Kernabschnitten herzustellen.The articulated or elastic connection between the two core sections can be formed exclusively by the plastic jacket. Preferably, however, a mechanical joint is additionally or alternatively formed between the two core sections, which also exists without the plastic jacket. In an expedient embodiment, it is provided that one of the two core sections has an extension, in particular a pin-shaped or tongue-shaped extension, which protrudes into a recess in the other core section. In particular, the extension may be formed on the first core portion. Preferably, two or more such extensions are formed on the one core section which are inserted into two or more openings of the other core section during manufacture of the mixing tool. Subsequently, a termination member is soldered or welded to ends of the extensions to establish the hinged connection between the core portions.
Bei der Herstellung eines Mischwerkzeugs mit gelenkiger oder elastischer Verbindung zwischen den beiden Kernabschnitten sind die beiden Kernabschnitte also gegeneinander bewegbar, vorzugsweise um eine Schwingachse gegeneinander schwenkbar. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die beiden Kernabschnitte vor dem oder bei dem Anordnen in der Gussform gegeneinander zu fixieren. Dies geschieht vorzugsweise, indem die Gussform so ausgebildet ist, dass sich die beiden Kernabschnitte darin nicht gegeneinander bewegen können.In the production of a mixing tool with an articulated or elastic connection between the two core sections, the two core sections are thus movable relative to one another, preferably pivotable relative to one another about an oscillating axis. In this case, it is advantageous to fix the two core sections against each other before or during the placing in the mold. This is preferably done by the mold is formed so that the two core sections can not move against each other therein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Hartmetallelement am metallischen Kern verschweißt oder verlötet ist. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Hartlötens. In jedem Fall sind vorzugsweise mehrere Hartmetallelemente entlang der Abstreifkante aneinandergereiht. Die Hartmetallelemente sind vorzugsweise sichelförmig. An einer Stirnfläche oder Stirnkante des Mischwerkzeugs können auch weitere Hartmetallelemente angeordnet sein, um auch dort das Mischwerkzeug vor Verschleiß zu schützen.According to a preferred embodiment, it is provided that the hard metal element is welded or soldered to the metallic core. This is preferably done by brazing. In any case, preferably a plurality of cemented carbide elements are strung together along the scraping edge. The hard metal elements are preferably sickle-shaped. At an end face or end edge of the mixing tool and other hard metal elements may be arranged to protect the mixing tool there from wear.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der metallischen Kern durch den Kunststoffmantel und/oder durch das Hartmetallelement zu mehr als 70%, 80%, 85%, 90%, 95% oder im Wesentlichen vollständig bedeckt oder umgeben ist. Diese Prozentangaben beziehen sich insbesondere auf die Oberfläche des metallischen Kerns. Vorzugsweise ist der metallische Kern bis auf Stirnflächen und Befestigungselementen im Wesentlichen vollständig bedeckt, wobei gegebenenfalls freiliegende Stirnflächen senkrecht zur Abstreifkante vorliegen. Es geht hierbei darum, den metallischen Kern mittels des Kunststoffmantels bzw. des Hartmetallelements vor verschleiß zu schützen.Preferably, it is provided that the metallic core is covered or surrounded by the plastic jacket and / or by the hard metal element to more than 70%, 80%, 85%, 90%, 95% or substantially completely. These percentages relate in particular to the surface of the metallic core. Preferably, the metallic core is substantially completely covered except for end faces and fastening elements, optionally having exposed end faces perpendicular to the wiping edge. This is about protecting the metallic core from wear by means of the plastic sheath or hard metal element.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der metallische Kern in mehreren aneinander befestigten Segmenten unterteilt ist. Der metallische Kern ist vorzugsweise entlang der Abstreifkante segmentiert. Die Segmente des metallischen Kerns können insbesondere im Wesentlichen identisch ausgebildet sein. Diese Segmente können vor dem Herstellen des Kunststoffmantels zudem mittels Fügeelementen aneinander befestigt sein, beispielsweise mittels Verschweißen.In a preferred embodiment, it is provided that the metallic core is divided into a plurality of segments attached to one another. The metallic core is preferably segmented along the scraping edge. The segments of the metallic core can in particular be designed essentially identical. These segments may also be secured to each other by means of joining elements, for example by means of welding, prior to the manufacture of the plastic sheath.
Bevorzugterweise ist das Hartmetallelement oder sind die Hartmetallelemente in dem Kunststoffmantel eingebettet. Das bedeutet, dass eine, zwei oder mehr Außenflächen des Hartmetallelements fluchtend mit einer Manteloberfläche des Kunststoffmantel ausgebildet ist/sind.Preferably, the hard metal element or the hard metal elements is embedded in the plastic jacket. This means that one, two or more outer surfaces of the cemented carbide element is formed in alignment with a mantle surface of the plastic sheath is / are.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kunststoffmantel aus Polyurethan gebildet ist. Vorzugsweise weist das Polyurethan eine Shore-Härte in einem Bereich zwischen 65 und 90 Shore-A auf.In an advantageous development, it is provided that the plastic sheath is formed from polyurethane. Preferably, the polyurethane has a Shore hardness in a range between 65 and 90 Shore A.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 ein Segment eines Mischwerkzeugs; -
2 ein weiteres Segment des aus der2 Mischwerkzeugs; -
3 eine Querschnittsansicht der Segmentes aus der2 ; -
4 eine Querschnittsansicht der Segmentes aus der1 ; -
5 eine Seitenansicht des metallischen Kerns des Segmentes aus der1 , mit hieran befestigten Hartmetallelementen; -
6 ein nicht segmentiertes Mischwerkzeug; -
7 eine Seitenansicht eines gelenkig aufgebauten metallischen Kerns, mit hieran befestigten Hartmetallelementen; -
8 eine perspektivische Ansicht des Kerns ausder 7 mit Kunststoffmantel; und -
9 eine Explosionszeichnung der Anordnung aus der7 .
-
1 a segment of a mixing tool; -
2 another segment of the out of the2 Mixing tool; -
3 a cross-sectional view of the segment of the2 ; -
4 a cross-sectional view of the segment of the1 ; -
5 a side view of the metallic core of the segment of the1 with cemented carbide elements attached thereto; -
6 a non-segmented mixing tool; -
7 a side view of a hinged metallic core, with attached thereto cemented carbide elements; -
8th a perspective view of the core of the7 with plastic sheath; and -
9 an exploded view of the arrangement of the7 ,
In der
An einer Stirnfläche
Bei dem in
In der
Die
In der
In der
Die
Eine andere Ausführungsform für ein Mischwerkzeug wird nun anhand der
In der
Anders als bei dem Mischwerkzeug mit starrer Verbindung zwischen dem ersten Kernabschnitt
In einer abgewandelten Ausführungsform fehlt das stiftförmige Abschlusselement
Die weiteren Elemente des Mischwerkzeugs gemäß den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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