DE10231366B4

DE10231366B4 - Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien

Info

Publication number: DE10231366B4
Application number: DE10231366A
Authority: DE
Inventors: Klaus Fisch
Original assignee: Cavitron V Hagen & Funke GmbH
Current assignee: Cavitron V Hagen & Funke GmbH
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: DE10231366A1; DE20114251U1

Abstract

Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien, insbesondere zum Mischen, Kneten, Fibrillieren und Aufschließen, mit einem Behälter (10), der einen Stator (12) mit konzentrischen Zahnkränzen (14) aufweist, und einem Rotor (19) mit mehreren Armen (21), die Zähne (22) aufweisen, welche zwischen die Zähne (16) benachbarter Zahnkränze (14) greifen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm (21) des Rotors (19) aus einer Trägerleiste (23) und einer damit passend zusammengreifenden Zahnstange (25) aus Hartmetall besteht, dass die Trägerleiste (23) einen längslaufenden Kanal (24) aufweist, in den die Zahnstange (25) herausnehmbar eingesetzt ist, und dass die Zahnstange (25) einen in der Zahnstange versenkten Gewindeeinsatz (27) enthält und mit einer Schraube (26) an der Trägerleiste (23) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien, insbesondere zum Mischen, Kneten, Fibrillieren und Aufschließen,gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, ist bekannt aus DE 36 41 413 C1 . Die betreffenden Vorrichtungen dienen, zur Bearbeitung von Materialien durch intensive Scherarbeit. Die an den Armen des Rotors vorgesehenen Zähne sind mit diesen Armen einstückig ausgebildet. Bei jeder Umdrehung des Rotors wird das Gut von einem Ring des Stators zu dem nächstgrößeren Ring transportiert und somit zunehmend nach außen geschoben. Die bei der Materialbearbeitung erzeugte Scherarbeit verursacht eine hohe Materialbeanspruchung der Zähne. Bei der bekannten Vorrichtung ist der Rotor ein schließlich einer Nabe, der Arme und der Zähne einstückig ausgebildet. Er muss also aus einem relativ gut formbaren Material bestehen. Solche Materialien haben aber eine geringe Verschleißfestigkeit.

In DE 41 24 408 C2 ist eine Vorrichtung zum Fördern, Zerkleinern und Mischen von Fördergut beschrieben, die einen zylindrischen Stator mit am Umfang angeordneten axial verlaufenden Zahnleisten und einen im Statorraum angeordneten Rotor aufweist. Der Rotor besteht aus Trägerwänden, die jeweils eine Aufnahme für eine Zahnstange aufweisen. Die Zahnstange besteht aus härtbarem oder gehärtetem Material und weist Laschen auf, die in die Trägerwand eingelassen und dort verschraubt sind.

Aus DE 1 119 829 B ist ein Baustoffmischer bekannt, der ein Mischwerkzeug mit rotierend umlaufenden Tragarmen aufweist. Die Tragarme sind mit überstreifbaren Schutzgliedern aus verschleißfestem Werkstoff versehen und somit gegen Abrieb geschützt. Das Schutzglied kann passgenau auf dem Tragarm sitzen und an diesem mit einer in das Material des Schutzgliedes eingeschraubten Schraube gesichert sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien zu schaffen, bei der der Rotor in hohem Maße gegen Verschleiß und Abrieb geschützt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hiernach besteht jeder Arm des Rotors aus einer Trägerleiste und einer damit passend zusammengreifenden Zahnstange aus Hartmetall. Die Trägerleiste und die Zahnstange greifen passend, d.h. formschlüssig, ineinander, wo bei entweder die Trägerleiste oder die Zahnstange das umgreifende Teil und die jeweils andere Komponente das innere Teil des Zusammengriffs darstellt. Dadurch wird erreicht, dass die Zahnstange und die Trägerleiste jeweils entlang einer Fläche gegeneinander gedrückt werden, wodurch sich die beim Drehen des Rotors aufgebrachte Mitnahmekraft auf eine Fläche verteilt. Bekanntlich ist Hartmetall ein sprödes Material, das eine geringe Widerstandsfähigkeit gegen Zugspannungen und Biegespannungen hat. Durch die Erfindung wird erreicht, dass in der Zahnstange keine größeren Zug- oder Biegespannungen auftreten. Solche Spannungen treten nur in der Trägerleiste auf, die aus einem Stahl hoher Zugfestigkeit bestehen kann.

Die Trägerleiste weist einen längslaufenden Kanal auf, in den die Zahnstange eingesetzt ist. Der Kanal bildet eine beidseitige Einfassung der Zahnstange, wobei die Zähne der Zahnstange aus dem Kanal heraus vorstehen. Auf diese Weise werden die Mitnahmekräfte der Zähne gleichmäßig verteilt auf die Führungsleiste übertragen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Zahnstange in unterschiedlichen Orientierungen mit der Trägerleiste zusammengesetzt werden kann. Wenn bei Drehung des Rotors in einer ersten Drehrichtung die dann vorn liegenden Kanten der Zähne der Zahnstange abgenutzt sind, kann die Zahnstange an der Trägerleiste gewendet werden. Der Betrieb der Vorrichtung kann dann fortgesetzt werden, wobei allerdings die Drehung in einer zweiten Drehrichtung erfolgt, die zur ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist. Auf diese Weise ist eine bessere Ausnutzung der sehr teuren Hartmetall-Zahnstange gegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu der Antrieb des Rotors reversierbar.

Die Zahnstange muss nicht über die gesamte Länge des Rotorarmes einstückig ausgebildet sein. Sie kann auch aus mehreren zusammengesetzten Abschnitten bestehen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts der Vorrichtung, und
2 einen Schnitt durch einen Rotorarm entlang der Linie II-II von 1.
Die Vorrichtung weist einen Behälter 10 auf, der mit senkrechter Achse stehend angeordnet ist und einen Durchmesser in der Größenordnung von 600 mm hat. Der Querschnitt des Behälters 10 kann rund oder polygonförmig sein. Der Behälter 10 ist mit einer Bodenwand 11 abgeschlossen, auf der ein Stator 12 be festigt ist. Der Stator 12 weist einen Trägereinsatz 13 auf, an dem mehrere Zahnkränze 14 befestigt sind. Jeder Zahnkranz 14 besteht aus einem umlaufenden Trägerring 15 und davon abstehenden senkrechten Zähnen 16. Die Trägerringe 15 bilden eine Arbeitsfläche 17 in Form eines Innenkegels. Von dieser Arbeitsfläche 17 stehen die senkrechten Zähne 16 unter einem spitzen Winkel ab. Der ringförmige Trägereinsatz 13 hat einen generell dreieckförmigen Querschnitt in Form eines rechtwinkligen Dreiecks, bei dem die Hypotenuse treppenförmig gestuft ist, um Aufnahmen für die einzelnen Trägerringe 15 zu bilden.
In der Behältermitte ist an einer drehend angetriebenen Welle 18 ein Rotor 19 montiert. Dieser weist eine an der Welle 18 verkeilte Nabe 20 und davon abstehende Arme 21 auf. Im vorliegenden Fall sind vier Arme 21 vorgesehen. Die Arme 21 verlaufen parallel zu der Arbeitsfläche 17 des Stators, also schräg nach oben. Jeder Arm 21 weist Zähne 22 auf, die zwischen die Zähne 16 der Zahnkränze 14 ragen und parallel zu diesen senkrecht verlaufen. Die Zahnkränze 14 einschließlich ihrer Zähne 16 bestehen aus Hartmetall und die Zähne 22 des Rotors 19 bestehen ebenfalls aus Hartmetall.
Wie 2 zeigt, weist jeder Arm 21 eine Trägerleiste 23 von generell U-förmigem Querschnitt auf. Die Trägerleiste 23 enthält an ihrer schrägen Unterseite eine längslaufende Nut 24 von rechteckigem Querschnitt, in der eine Zahnstange 25 sitzt. Die Trägerleiste 23 besteht aus hochfestem Stahl, während die Zahnstange 25 aus Hartmetall besteht. Der Rücken der Zahnstange 25 füllt die Nut 24 vollständig und mit enger Passung aus. Die Zähne 22 befinden sich an dem aus der Nut 24 herausragenden Teil der Zahnstange 25.
Zusätzlich ist die, Zahnstange 25 mit Schrauben 26 befestigt, die durch Bohrungen der Trägerleiste 23 hindurchgesteckt sind und deren Gewinde in einen Gewindeeinsatz 27, der in der Zahnstange 25 versenkt ist, eingeschraubt sind. Der Gewindeeinsatz 27 besteht aus Stahl und ist in die Zahnstange 25 eingelötet.
Durch Lösen der Schrauben 26, die in gleichmäßigen Abständen entlang eines Armes 21 vorgesehen sind, kann die Zahnstange 25 demontiert werden.
Es ist möglich, einzelne Zahnstangen auszuwechseln, wenn einer oder mehrere Zähne beschädigt sind. Zu diesem Zweck kann der Rotor 19 von der Welle 18 demontiert und zum Behälterinnern hin abgezogen werden.
Beim Betrieb der Vorrichtung verschleißen die in Drehrichtung vorderen Kanten der Zähne besonders stark. Bei einem Verschleiß der Vorderkanten der Zähne kann die Zahnstange aus ihrer Trägerleiste herausgenommen und in umgedrehtem Zustand wieder eingesetzt werden, wobei nunmehr die früheren Vorderkanten nach hinten weisen. Der Antrieb des Rotors 19, der reversierbar ist, wird nunmehr auf die entgegengesetzte Drehung eingestellt und der Rotor 19 wird in entgegengesetztem Drehsinn betrieben. Dadurch können sowohl die Zähne des Rotors 19 als auch diejenigen des Stators 12 durch Wenden doppelt genutzt werden. Die Ausnutzung des teuren Hartmetalls wird dadurch verbessert.

Claims

Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien, insbesondere zum Mischen, Kneten, Fibrillieren und Aufschließen, mit einem Behälter (10), der einen Stator (12) mit konzentrischen Zahnkränzen (14) aufweist, und einem Rotor (19) mit mehreren Armen (21), die Zähne (22) aufweisen, welche zwischen die Zähne (16) benachbarter Zahnkränze (14) greifen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm (21) des Rotors (19) aus einer Trägerleiste (23) und einer damit passend zusammengreifenden Zahnstange (25) aus Hartmetall besteht, dass die Trägerleiste (23) einen längslaufenden Kanal (24) aufweist, in den die Zahnstange (25) herausnehmbar eingesetzt ist, und dass die Zahnstange (25) einen in der Zahnstange versenkten Gewindeeinsatz (27) enthält und mit einer Schraube (26) an der Trägerleiste (23) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Rotors (19) reversierbar ist.