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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mischkneter zum Mischen eines Mischmaterials wie etwa eines Kautschukrohmaterials und ein Element für einen Mischkneter. Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 22. Februar 2013 eingereichten
japanischen Anmeldung Nr. 2013-033841 , deren Inhalt hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Im Stand der Technik ist ein Mischkneter des hermetisch verschlossenen Typs bekannt, wobei ein unter Druck in eine Mischkammer gepresstes Mischmaterial eines Rohmaterials für Reifen oder dergleichen wie etwa Kautschuk, Kunststoff oder dergleichen durch Drehen einer Rotorwelle gemischt wird. Bei einem solchen Mischkneter entsteht beim Mischen des Mischmaterials an den Rotoren und der Mischkammerinnenfläche Abrieb aufgrund des Mischmaterials.
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In der
japanischen Patentschrift Nr. 4264219 ist daher ein Rotor mit Abriebbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit angegeben, wobei an dem Mischkneter ein Spritzüberzug aus Cermet auf die Oberfläche aufgelagert ist. In der
japanischen Patentschrift Nr. 2638256 ist ein Rotor mit verbesserter Abriebbeständigkeit angegeben, wobei an der Oberfläche eine Spritzschicht gebildet ist. Außerdem wurde versucht, der Mischkammer durch Ausführen einer Verchromung oder von Auftragschweißen an der Mischkammerinnenfläche Abriebbeständigkeit zu verleihen und so die Lebensdauer des Mischkneters zu verlängern.
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Aufgrund von Umweltschutzanforderungen hat sich jedoch in den letzten Jahren der Bedarf an Reifen erhöht, die eine verbesserte Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs erreichen. So genannte Öko-Reifen sind Reifen, die eine Reduzierung des Rollwiderstands ermöglichen, ohne die Abriebbeständigkeit und den Griff des Reifens zu beeinträchtigen. Dem Rohmaterial für diese Öko-Reifen wird Silica zugesetzt.
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentschriften
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- Patentschrift 1: Japanische Patentschrift Nr. 4264219
- Patentschrift 2: Japanische Patentschrift Nr. 2638256
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Wenn aber Rohmaterial für Reifen, dem Silica zugesetzt wurde, als Mischmaterial in der Mischkammer gemischt wird, kommt es an der Mischkammerinnenfläche leichter zu Abrieb. Indem diesem Fall ergibt sich etwa das Problem, dass durch das Verchromen und Auftragschweißen des Stands der Technik keine ausreichende Abriebfestigkeit erzielt werden kann. Es kann zwar der in der
japanischen Patentschrift Nr. 4264219 und der
japanischen Patentschrift Nr. 2638256 angegebene Spritzüberzug auf die Mischkammerinnenfläche angewandt werden, um die Abriebbeständigkeit zu erhöhen, doch da die Mischkammerinnenfläche eine völlig andere Form aufweist als die Rotoroberfläche, ist eine unveränderte Anwendung schwierig.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Mischkneter und ein Element für einen Mischkneter bereit, die Kosten senken und zugleich eine ausreichende Abriebbeständigkeit gegenüber dem Mischmaterial erlangen können.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe
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Ein Mischkneter gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Mischkneter, wobei ein Mischmaterial in einer Mischkammer aufgenommen ist und mit einem Mischrotor gemischt wird, und weist wenigstens ein Abtrennungselement, das die Mischkammer und einen Außenbereich voneinander abtrennt, einen harten Überzug, der eine Innenfläche des Abtrennungselements bedeckt, die der Mischkammer zugewandt ist, und aus einem Material gebildet ist, das Abriebbeständigkeit gegenüber dem Mischmaterial aufweist, und ein Schutzelement auf, das an der Innenfläche des Abtrennungselements einen Randabschnitt des harten Überzugs abdeckt und aus einem Material mit einer höheren Zähigkeit als der harte Überzug gebildet ist.
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Gemäß einem solchen Mischkneter ist eine Anhaftung des harten Überzugs, der die Innenfläche des Abtrennungselements bedeckt, an dem Abtrennungselement, das das Grundmaterial bildet, ausgezeichnet. Indem die Innenfläche des Abtrennungselements mit dem harten Überzug bedeckt wird, kann ihre Härte gesichert werden, weshalb ein Abrieb des Abtrennungselements durch das Mischmaterial in ausreichender Weise unterdrückt werden kann. Durch Verwendung eines solchen harten Überzugs ergibt sich außerdem ein Kostenvorteil durch die leichte Ausführung im Vergleich zu einem Auftragschweißen an der Innenfläche des Abtrennungselements. Um die gleiche Abriebbeständigkeit wie beim Auftragschweißen zu erreichen, kann ferner der Überzug äußerst dünn ausgebildet werden, so dass selbst dann, wenn ein Abrieb an der Innenfläche des Abtrennungselements auftritt, keine allzu großen Unebenheiten gebildet werden, weshalb die Leistung des Mischkneter durch Unebenheiten an der Innenfläche, die auf einen solchen Abrieb zurückgehen, kaum beeinträchtigt wird. Andererseits ist die Zähigkeit des harten Überzugs gering, weshalb sich insbesondere am Randabschnitt leicht Risse bilden, doch da der Randabschnitt mit einem Schutzelement aus einem Material von hoher Zähigkeit bedeckt ist, können Risse und Abbröckelungen im Randabschnitt unterdrückt werden.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der harte Überzug des ersten Aspekts am Randabschnitt eine geneigt Fläche aufweisen, die von der Mischkammer zur Innenfläche hin geneigt ist und der Innenfläche zugewandt ist.
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Indem der Randabschnitt des harten Überzugs als geneigte Fläche gebildet ist, kann die Kontaktfläche zwischen dem Schutzelement und dem harte Überzug vergrößert werden, so dass das Schutzelement sicherer angebracht werden kann.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Schutzelement des ersten oder zweiten Aspekts außerdem durch einen Bolzen am Abtrennungselement befestigt sein.
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Indem das Schutzelement mit einem Bolzen befestigt wird, kommt es nicht zu einer Verformung des Schutzelements durch die Wärme beim Schweißen oder dergleichen, weshalb das Schutzelement mit mehr Genauigkeit angebracht werden kann. Auch das Auswechseln des Schutzelements ist einfach, so dass auch ein Material verwendet werden kann, das nicht durch Schweißen am Schutzelement angebracht werden kann, wodurch sich die Auswahlmöglichkeiten für das Material erhöhen.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Abtrennungselement nach einem vom ersten bis dritten Aspekt auch eine Kammer, die die Mischkammer bedeckt, und ein Schließelement, das die Öffnung der Kammer öffnet und schließt, aufweisen.
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Da an der Innenfläche der Kammer und des Schließelements jeweils ein harter Überzug gebildet ist und am Randabschnitt des harten Überzugs ein Schutzelement vorgesehen ist, kann ein Abrieb an der Mischkammer durch das Mischmaterial sicher unterdrückt werden.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem fünften Aspekt kann bei dem Mischkneter nach einem von dem ersten bis vierten Aspekt als Mischmaterial ein Material gemischt werden, das Silica enthält, und der harte Überzug kann aus einem Material gebildet sein, das gegenüber Silica Abriebbeständigkeit aufweist.
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Wenn also beispielsweise ein Mischmaterial gemischt wird, das für Öko-Reifen benutzt wird und Silica enthält, wird von der Innenfläche des Abtrennungselements eine hohe Abriebbeständigkeit verlangt, doch indem der harte Überzug verwendet wird, kann ein Abrieb an der Innenfläche des Abtrennungselements sicher unterdrückt werden.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der harte Überzug nach einem von dem ersten bis fünften Aspekt ein Cermet-Überzug sein, der Wolframcarbid enthält.
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Durch Verwendung eines solchen harten Überzugs kann an der Innenfläche des Abtrennungselements ein äußerst harter Überzug gebildet werden, und ein Abrieb des Abtrennungselements durch das Mischmaterial kann ausreichend unterdrückt werden.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der harte Überzug nach einem von dem ersten bis fünften Aspekt ein Spritzüberzug aus einer selbstschmelzigen Legierung sein.
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Durch Verwendung eines solchen harten Überzugs kann zum einen an der Innenfläche des Abtrennungselements ein äußerst harter Überzug gebildet werden, und zum anderen kann ein harter Überzug mit einer gewissen Zähigkeit gebildet werden, wodurch ein Abrieb des Abtrennungselements durch das Mischmaterial unterdrückt werden kann, während überzugeigene Risse oder Abbröckelungen oder dergleichen bis zu einem gewissen Maße unterdrückt werden.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem achten Aspekt kann der harte Überzug nach einem von dem ersten bis fünften Aspekt eine Keramikbeschichtung auf Grundlage eines Sol-Gel-Verfahrens sein.
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Durch Verwendung eines solchen harten Überzugs kann an der Innenfläche des Abtrennungselements ein äußerst harter Überzug gebildet werden, und ein Abrieb des Abtrennungselements durch das Mischmaterial kann ausreichend unterdrückt werden.
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Bei einem Mischkneter gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Schutzelement nach einem von dem ersten bis achten Aspekt als Material von hoher Zähigkeit ein Legierungsmaterial mit einer Vickershärte von 700 HV oder weniger verwenden.
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Indem das Material des Schutzelement eine Legierung mit einer Vickershärte von 700 HV oder weniger ist, kann ein Härtewert des Schutzelements kleiner sein als der des harten Überzugs an der Innenfläche des Abtrennungselements, weshalb Risse und Abbröckelungen am Randabschnitt des harten Überzugs sicherer unterdrückt werden können.
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Ein Element für einen Mischkneter ist ein Element für einen Mischkneter gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung, das bei einem Mischkneter, wobei ein Mischmaterial in einer Mischkammer aufgenommen ist und mit einem Mischrotor gemischt wird, an Stellen verwendet wird, an denen es durch das Mischmaterial zu Abrieb kommen kann, und das ein Basismaterial, einen harten Überzug, der die mischmaterialseitige Fläche des Basismaterials bedeckt und aus einem Material gebildet ist, das gegenüber dem Mischmaterial Abriebbeständigkeit aufweist, und ein Schutzelement aufweist, das an der Fläche des Basismaterials einen Randabschnitt des harten Überzugs bedeckt und aus einem Material mit höherer Zähigkeit als das Material gebildet ist, aus dem der harte Überzug gebildet ist.
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Bei einem solchen Element für einen Mischkneter ist die Anhaftung des harten Überzugs an dem Basismaterial, das das Grundmaterial bildet, ausgezeichnet, und da durch den harten Überzug Härte erzielt werden kann, kann außerdem ein Abrieb des Basismaterials ausreichend unterdrückt werden. Durch Verwenden eines solchen harten Überzugs ist die Ausführung einfach, und es ergeben sich Kostenvorteile, und der Überzug kann äußerst dünn ausgebildet sein. Selbst dann, wenn Unebenheiten durch Abrieb an der Innenfläche auftreten, werden keine allzu großen Unebenheiten gebildet, weshalb es kaum zu einer Beeinträchtigung der Leistung des Mischkneter kommt. Da am Randabschnitt das Schutzelement aus dem Material mit hoher Zähigkeit vorgesehen ist, ist es möglich, Risse oder Abbröckelung am Randabschnitt des harten Überzugs zu unterdrücken.
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Wirkung der Erfindung
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Da gemäß dem oben beschriebenen Mischkneter und Element für einen Mischkneter die Innenfläche des Abtrennungselement oder des Basismaterials mit einem harten Überzug bedeckt ist und der Randabschnitt des harten Überzugs ist außerdem mit dem Schutzelement bedeckt ist, können die Kosten gesenkt werden, und es kann eine ausreichende Abriebbeständigkeit gegenüber dem Mischmaterial erlangt werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist eine schematische Schnittansicht eines Mischkneters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Teils A aus 1, die die wesentlichen Teile einer Kammer des Mischkneters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile der Kammer des Mischkneters gemäß einem Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile einer Kammer eines Mischkneters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile einer Kammer eines Mischkneters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile der Kammer des Mischkneters gemäß einem ersten Abwandlungsbeispiel der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile der Kammer des Mischkneters gemäß einem zweiten Abwandlungsbeispiel der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile der Kammer des Mischkneters gemäß einem dritten Abwandlungsbeispiel der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsform der Erfindung
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[Erste Ausführungsform]
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Im Folgenden soll ein Mischkneter 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt, weist der Mischkneter 1 eine Kammer 2 (Abtrennungselement, Basismaterial), in der ein Innenraum gebildet ist, ein Schwimmgewicht 11 (Abtrennungselement, Schließelement), das am oberen Teil der Kammer 2 vorgesehen ist, eine Falltür 12 (Abtrennungselement, Schließelement), die am unteren Teil der Kammer 2 vorgesehen ist, und eine Beschichtung 3, die an jeweiligen Innenflächen 2c, 11c, 12c der Kammer 2, des Schwimmgewichts 11 und der Falltür 12 vorgesehen ist. Der Mischkneter 1 weist außerdem ein Paar Mischrotoren 4, 5 auf, das im Innenraum angeordnet ist, und ist ein Mischkneter des hermetisch verschlossenen Typs.
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Die Kammer 2 ist ein Element, in dessen Innerem ein Innenraum gebildet ist, und dieser Innenraum ist eine Mischkammer C, in der ein Mischmaterial W gemischt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Mischmaterial W ein Kautschukrohmaterial, das Silica enthält und als Rohmaterial für Öko-Reifen verwendet wird.
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Der Schwimmgewicht 11 wird von einem Trichter 10 zum Einfüllen von Mischmaterial W von oben derart getragen, dass es eine am oberen Teil der Kammer 2 gebildete obere Öffnung 2a öffnen und schließen kann, und ist auf und ab beweglich vorgesehen. Indem das Schwimmgewicht 11 eine Abwärtsbewegung vollzieht, wird das durch den Trichter 10 eingefüllte Mischmaterial W in die Mischkammer C gepresst.
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Die Falltür 12 ist auf und ab beweglich vorgesehen, derart, dass sie eine untere Öffnung 2b, die am unteren Teil der Kammer 2 gebildet ist, öffnen und schließen kann. Indem die Falltür 12 eine Abwärtsbewegung vollzieht, wird das fertig gemischte Mischmaterial W aus der Mischkammer C nach draußen abgegeben.
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Das Paar Mischrotoren 4, 5 weist einen identischen oder ähnlichen Aufbau auf. Die einzelnen Mischrotoren 4 (5) weisen jeweils einen Wellenabschnitt 4a (5a), der eine Pfeilerform um eine Axiallinie P1 (P2) bildet, und einen Schaufelabschnitt 4b (5b) auf, der jeweils an der Außenumfangsfläche des Wellenabschnitts 4a (5a) gebildet ist. Der Schaufelabschnitt 4b (5b) ist in Bezug auf die Axiallinie P1 (P2) beispielsweise spiralförmig gebildet. Die Mischrotoren 4 (5) sind durch eine Antriebsquelle (nicht dargestellt) um eine Axiallinie P1 (P2) in einander entgegengesetzter Richtung drehbar vorgesehen, und durch die Drehung wird das Mischmaterial W in der Mischkammer C gemischt. Die Erstreckungsrichtung der Axiallinie P1 (P2) der Mischrotoren 4, 5 ist dabei die Tiefenrichtung.
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Als nächstes soll unter Bezugnahme auf 2 die an der Innenfläche 2c der Kammer 2 vorgesehene Beschichtung 3 ausführlich beschrieben werden. Obwohl auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird, ist ebenso an der Innenfläche 11c des Schwimmgewichts 11 und der Innenfläche 12c der Falltür 12 eine Beschichtung 3 vorgesehen.
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Die Beschichtung 3 weist einen harten Überzug 20, der die Innenfläche 2c der Kammer 2 bedeckt, und ein Schutzelement 21, das den Randabschnitt 20a des harten Überzugs 20 in Tiefenrichtung bedeckt, wodurch die Mischkammer C begrenzt wird.
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Der harte Überzug 20 ist ein Wolframcarbid enthaltender Cermet-Überzug des WC-Typs und bedeckt die gesamte Innenfläche 2c der Kammer mit Ausnahme des Anbringungsabschnitts des Schutzelements 21. Ebenso bedeckt er die gesamte Innenfläche 11c des Schwimmgewichts 11 und die gesamte Innenfläche 12c der Falltür 12 mit Ausnahme des Anbringungsabschnitts des Schutzelements 21.
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Das Cermet des WC-Typs ist ein aus Keramikpartikeln und metallischen Feinstpartikeln gebildetes und durch Sintern erlangtes Verbundmaterial mit einer Vickershärte zwischen etwa 1000 und 1200 HV. Es ist also ein Material mit dem Härte, Abriebbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit erlangt werden können und wird beispielsweise durch bekannte Spritzverfahren wie etwa Hochgeschwindigkeitsflammspritzen auf die Innenfläche 2c aufgebracht. Die Dicke des WC-Cermets beträgt etwa 0,5 mm oder weniger, und es weist im Vergleich zu einer Verchromung eine 40-fache Abriebbeständigkeit auf. Der Wert der Abriebbeständigkeit ist ein in der Praxis in einem Kautschukradversuch getesteter Wert.
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Der Kautschukradversuch wurde dabei unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
- • Abmessung des Rades: 230 mm Durchmesser × 13 mm Dicke
- • Drehzahl des Rades: 200 Umdrehungen pro Minute
- • Andrückgewicht des Rades: 14 kg
- • Pulver: Kieselsand Nr. 6
- • Pulverablagerungsrate: 400 g pro Minute
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Bei dem harten Überzug 20 kann es sich auch um einen Spritzüberzug aus selbstschmelziger Legierung handeln. Diese selbstschmelzige Legierung ist ein Legierungsmaterial auf Nickelbasis, das Bor und Silizium enthält, und ein Legierungsmaterial auf Kobaltbasis und weist eine Vickershärte von etwa 750 bis 950 HV auf. Um eine noch höhere Härte zu erlangen, kann die selbstschmelzige Legierung auch Wolframcarbid enthalten. Die selbstschmelzige Legierung wird in einem bekannten Spritzverfahren wie beispielsweise Hochgeschwindigkeitsflammspritzen auf die Innenfläche 2c aufgebracht. Die Dicke des Spritzüberzugs der selbstschmelzigen Legierung beträgt etwa 1 mm, und er weist im Vergleich zu einer Verchromung eine 10-fache Abriebbeständigkeit auf. Der Wert der Abriebbeständigkeit ist ein in der Praxis im Kautschukradversuch getesteter Wert.
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Der harte Überzug kann auch eine auf dem Sol-Gel-Verfahren beruhende Keramikbeschichtung sein. Bei Sol-Gel-Verfahren wird die Innenfläche 2c zur Bildung eines Sol-Gel-Überzugs in eine Lösung getaucht, oder die Lösung wird auf die Innenfläche 2c aufgetragen und dann einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch eine Beschichtung aus Keramik aufgebracht wird, deren Vickershärte etwa 800 bis 1200 HV beträgt. Die Überzugdicke beträgt 0,5 mm oder weniger, und es ist möglich, eine ausreichende Abriebbeständigkeit zu erlangen.
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Das Schutzelement 21 ist an einer Position, an der die Kammer 2 und das Schwimmgewicht 11 aneinander angrenzen, und an einer Position, an der die Kammer 2 und die Falltür 12 aneinander angrenzen, an einem Randabschnitt 20a des harten Überzugs 20 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Schutzelement 21 an einer Ebene, die die Axiallinie P2 (P1) orthogonal schneidet, ein viereckiges Querschnittprofil auf und ist durch Auftragschweißen oder mittels Zusammenfügen in der gleichen Dicke wie der harte Überzug angebracht.
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Das Schutzelement 21 verwendet als Material eine Stellite®-Legierung, die eine Legierung auf Kobaltbasis ist, welche Kobalt, Chrom, Wolfram und dergleichen enthält, und weist eine Vickershärte von etwa 300 bis 460 HV auf.
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Zum Verhältnis zwischen der Härte und der Zähigkeit des Materials ist dabei bekannt, dass die Zähigkeit umso geringer ist, je höher der Härtegrad ist. Eine solche Stellite®-Legierung weist also im Vergleich zu dem Material des harten Überzugs 20 einen hohen Zähigkeitswert auf.
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Das Schutzelement 21 kann als Material auch eine Tribaloy®-Legierung verwenden, die ebenso wie die Stellite®-Legierung eine Legierung auf Kobaltbasis ist. In diesem Fall beträgt die Vickershärte etwa 500 bis 600 HV, und die Zähigkeit ist höher als bei dem Material des harten Überzugs 20.
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Außerdem kann das Schutzelement 21 als Material eine Colmonoy®-Legierung verwenden, die eine Legierung auf Nickelbasis ist. In diesem Fall beträgt die Vickershärte etwa 400 bis 700 HV, und die Zähigkeit ist ebenfalls höher als bei dem Material des harten Überzugs 20.
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Außerdem kann das Schutzelement 21 als Material Schnellarbeitsstahl, Gesenkstahl, hochverchromtes Eisen oder Wolframcarbid verwenden, die Metallmaterialien mit einer geringeren Härte als der harte Überzug 20 sind, wobei insbesondere ein Legierungsmaterial mit einer Vickershärte von 700 HV oder weniger bevorzugt wird.
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Indem bei einem solchen Mischkneter 1 die Innenfläche 2c der Kammer 2 (ebenso wie die Innenfläche 11c des Schwimmgewichts 11 und die Innenfläche 12c der Falltür 12) mit dem harten Überzug 20 bedeckt wird, kann der Überzug im Vergleich zur Verchromung feiner und in einem besseren Anhaftungszustand erlangt werden. Da die Härte des harten Überzugs 20 hoch ist, kann außerdem ein Abrieb durch das Mischmaterial W ausreichend unterdrückt werden.
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Durch Verwendung eines solchen harten Überzugs 20 ergibt sich außerdem ein Kostenvorteil durch die leichte Ausführung im Vergleich zu einem Auftragschweißen an der Innenfläche 2c. Außerdem kann der Überzug dünn ausgebildet werden, um die gleiche Abriebbeständigkeit wie beim Auftragschweißen zu erlangen. Konkret beträgt die Dicke bei einem Auftragschweißen von Stellite® das 20-fache der Dicke des harten Überzugs 20.
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Auch wenn es also zu Abrieb am harten Überzug 20 kommt, werden an der Innenfläche 2c keine allzu großen Unebenheiten gebildet, weshalb durch Unebenheiten an der Innenfläche 2c, die auf einen solchen Abrieb zurückgehen, die Leistung des Mischkneter 1 kaum beeinträchtigt wird.
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Da andererseits der harte Überzug 20 äußerst hart ist, ist sein Zähigkeitswert niedrig, weshalb insbesondere im Randabschnitt 20a Risse und Abbröckelungen entstehen, doch da am Randabschnitt 20a das Schutzelement 21 aus einem Material mit geringer Härte (hoher Zähigkeit) vorgesehen ist, können solche Risse und Abbröckelungen unterdrückt werden.
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Gemäß dem Mischkneter 1 der vorliegenden Ausführungsform kann durch Bedecken der Innenfläche 2c mit dem harten Überzug 20 und durch Bedecken des Randabschnitt 20a des harten Überzugs 20 mit dem Schutzelement 21 Kosten gesenkt werden, und zugleich kann eine ausreichende Abriebbeständigkeit gegenüber dem Mischmaterial W erlangt werden, wodurch sich die Produktlebensdauer verlängern lässt. Insbesondere dann, wenn das Mischmaterial W wie in der vorliegenden Ausführungsform Silica enthält, ist mit einer großen Abriebbeständigkeitswirkung zu rechnen.
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Wie in 1 gezeigt, sind bei dem Schutzelement 21 am Schwimmgewicht 11 und der Falltür 12 Randabschnitte 20aA, 20aB vorgesehen, die an die Kammer 2 angrenzen. Wenn bei diesem Schutzelement 21 der harte Überzug 20 an der Kammer 2, dem Schwimmgewicht 11 und der Falltür 12 vorgesehen ist, so ist es vorzugsweise an allen Positionen des Randabschnitts des harten Überzugs 20 vorgesehen.
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Wie in 3 gezeigt, kann das Schutzelement 31 auch größer als die Dicke des harten Überzugs 20 gebildet sein. Konkret ist an der Position des Randabschnitts 20a des harten Überzugs 20 ein Vertiefungsabschnitt 32 gebildet, der im Verhältnis zu der Innenfläche 2c, an der die harte Überzug 20 vorgesehen ist, derart gebildet ist, dass die Innenfläche 2c auf der Seite gegenüber der Mischkammer C eingebuchtet ist, wobei das Schutzelement 31 derart vorgesehen ist, dass es in den Vertiefungsabschnitt 32 eingesetzt ist. Auf diese Weise schließen der harte Überzug 20 und das Schutzelement 31 an der Fläche, die der Mischkammer C zugewandt ist, bündig aneinander an, wodurch die Dickenabmessung des Schutzelements 31 vergrößert werden kann, so dass auch mit einem Schutzelement 31 mit geringem Zähigkeitswert ein Abrieb der Innenfläche 2c unterdrückt werden kann.
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[Zweite Ausführungsform]
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Im Folgenden soll ein Mischkneter 40 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Gleiche Teile wie in der ersten Ausführungsform sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet. In der vorliegenden Ausführungsform weicht die Form des Schutzelements 41, und des Randabschnitts 42a des harten Überzugs 42 von der ersten Ausführungsform ab. Wie in 4 gezeigt, weist der harte Überzug 42 am Randabschnitt 42a eine erste geneigte Fläche 42b auf, die von der Mischkammer C zur Innenfläche 2c hin geneigt ist und der Innenfläche 2c zugewandt ist. Die erste geneigte Fläche 42b wird dabei beispielsweise durch maschinelle Bearbeitung oder dergleichen gebildet.
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Das Schutzelement 41 weist an einer Ebene, die die Axiallinie P2 (P1) orthogonal schneidet, einen dreieckigen Querschnitt auf. Konkret weist es eine zweite geneigte Fläche 41b, die sich von der Mischkammer C zur Innenfläche 2c hin neigt und der Mischkammer C zugewandt ist. Das Schutzelement 41 ist durch Auftragschweißen oder durch Zusammenfügen als separater Körper am Randabschnitt 42a des harten Überzugs 42 vorgesehen, derart, dass die zweite geneigte Fläche 41b in Kontakt mit der ersten geneigten Fläche 42b des harten Überzugs 42 steht. Wenn das Schutzelement 41 ein separater Körper ist, wird die zweite geneigte Fläche 41b beispielsweise durch maschinelles Bearbeiten oder dergleichen gebildet.
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Da gemäß dem Mischkneter 40 der vorliegenden Ausführungsform am Randabschnitt 42a des harten Überzugs 42 die erste geneigte Fläche 42b gebildet ist, kann die Kontaktfläche zwischen dem. Schutzelement 41 und dem harten Überzug 42 vergrößert werden. Daher kann das Schutzelement 41 sicherer angebracht werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Im Folgenden soll ein Mischkneter 50 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Gleiche Teile wie in der ersten und zweiten Ausführungsform sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre ausführliche Beschreibung wird verzichtet. In der vorliegenden Ausführungsform weichen die Form des Schutzelements 51 und des Randabschnitt 52a des harten Überzugs 52 und das Anbringungsverfahren des Schutzelements 51 von der ersten und zweiten Ausführungsform ab.
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Wie in 5 gezeigt, weist der harte Überzug 52 eine erste gekrümmte Fläche 52b am Randabschnitt 52a auf, die sich von der Mischkammer C zur Innenfläche 2c hin neigt und auf der Seite der Mischkammer C eingebuchtet gekrümmt ist. Die erste gekrümmte Fläche 52b wird dabei beispielsweise durch maschinelle Bearbeitung oder dergleichen gebildet.
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Das Schutzelement 51 weist eine zweite gekrümmte Fläche 51b auf, die von der Mischkammer C zur Innenfläche 2c hin geneigt ist und der Mischkammer C zugewandt ist und auf der Seite der Mischkammer C vorgewölbt gekrümmt ist. Das Schutzelement 51 ist als separater Körper am Randabschnitt 52a des harten Überzugs 52 angebracht, derart, dass die zweite gekrümmte Fläche 51b in Kontakt mit der ersten gekrümmten Fläche 52b des harten Überzugs 52 steht. Außerdem ist das Schutzelement 51 befestigt, indem ein Bolzen 55 von der Mischkammer C durch das Schutzelement 51 geführt ist und der Bolzen 55 in der Kammer 2 verschraubt ist. Die zweite gekrümmte Fläche 51b wird dabei beispielsweise durch maschinelle Bearbeitung oder dergleichen gebildet. Die Form des Randabschnitts 52a des harten Überzugs 52 und die Form des Schutzelements 51 können anders als in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise auch die Form sein, die in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben wurde.
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Da gemäß dem Mischkneter 50 der vorliegenden Erfindung das Schutzelement 51 als gesonderter Körper hergestellt und angebracht werden kann, kommt es anders als im Falle des Auftragschweißens nicht zu einer Wärmeverformung des Schutzelements 51, so dass es mit höherer Genauigkeit angebracht werden kann. Da außerdem im Vergleich zum Auftragschweißen die Zahl der Ausführungsschritte verringert werden kann, ist auch eine Auswechselung einfach. Da es außerdem möglich ist, ein Material zu verwenden, das nicht durch Auftragschweißen am Schutzelement 51 angebracht werden kann, erhöhen sich die Auswahlmöglichkeiten für das Material.
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Dabei kann, wie in 6 gezeigt, das Schutzelement 61 auch derart vorgesehen sein, dass es in Umfangsrichtung der Axiallinie P2 (P1) in Kontakt mit dem Randabschnitt 62a des harten Überzugs 62 und der Kammer 2 steht, und das Schutzelement 61 kann befestigt werden, indem der Bolzen 55 aus der Umfangsrichtung durch das Schutzelement 61 geführt und in der Kammer 2 verschraubt wird. Im vorliegenden Abwandlungsbeispiel bedeckt der harte Überzug 62 die Innenfläche 2c vollständig, indem am Randabschnitt 62a seine auf der Seite der Innenfläche 2c liegende Oberfläche bis zur gleichen Umfangsposition wie die Innenfläche 2c gebildet ist. Außerdem ist der harte Überzug 62 derart gebildet, dass er an der Oberfläche auf der Seite der Mischkammer C von der Kammer 2 in Umfangsrichtung vorspringt. Das heißt, eine Endfläche des harten Überzugs 62 in Umfangsrichtung, die in Kontakt mit dem Schutzelement 61 steht, bildet eine erste geneigte Fläche 62b, die sich in Umfangsrichtung von der Mischkammer C zur Innenfläche 2c hin neigt. Auch am Schutzelement 61 ist eine zweite geneigte Fläche 61b gebildet, die in Kontakt mit der ersten geneigten Fläche 62b steht.
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Durch Verwendung eines solchen Schutzelements 61 kann auch ohne eine große Abmessung des Schutzelements 61 in Umfangsrichtung durch eine große Abmessung in Dickenrichtung die Anzahl der angebrachten Bolzen 55 erhöht werden. Auch kann durch den harten Überzug 62 eine ausreichende Abriebbeständigkeit erlangt werden, und ein Herabfallen des Schutzelements 61 kann noch sicherer verhindert werden. Dadurch ist es möglich, Risse und Abbröckelungen am Randabschnitt 62a des harten Überzugs 62 zu unterdrücken.
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Wie in 7 gezeigt, kann das Schutzelement 71 an einer Ebene, die die Axiallinie P2 (P1) orthogonal schneidet, auch einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Konkret weist es eine erste geneigte Fläche 71b, die sich von der Mischkammer C zur Innenfläche 2c neigt und der Innenfläche 2c zugewandt ist. Am harten Überzug 72 ist eine zweite geneigte Fläche 72b gebildet, die in Kontakt mit der ersten geneigten Fläche 71b steht, und das Schutzelement 71 wird befestigt, indem der Bolzen 55 von der Mischkammer C durch das Schutzelement 71 und den harten Überzug 72 geführt ist und in der Kammer 2 verschraubt ist.
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Durch Verwendung eines solchen Schutzelements 71 kann das Schutzelement 71 angebracht werden, indem der Bolzen 55 sowohl durch das Schutzelement 71 als auch den harten Überzug 72 geführt wird. Dadurch kann nicht nur ein Herabfallen des Schutzelements 71, sondern auch ein Ablösen des harten Überzugs 72 unterdrückt werden.
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Wie in 8 gezeigt, kann das Schutzelement 81 außerdem an einer Ebene, die die Axiallinie P2 (P1) orthogonal schneidet, einen gestuften Querschnitt aufweisen. Konkret ist die Abmessung des Schutzelements 81 auf der Seite, die den harten Überzug 82 bedeckt, verkleinert. Das heißt, an dem Schutzelement 81 sind eine erste Fläche 81a und eine zweite Fläche 81b gebildet, die der Innenfläche 2c zugewandt sind, und es ist eine gestufte Fläche 81c gebildet, die eine zwischen diesen angeordnete und in Umfangsrichtung gewandte Fläche ist. Die erste Fläche 81a steht in Kontakt mit dem harten Überzug 82 und die zweite Fläche 81b steht in Kontakt mit der Innenfläche 2c. Daher ist am Randabschnitt 82a des harten Überzugs 82 eine Fläche gebildet, die in Entsprechung zur ersten Fläche 81a, zweiten Fläche 81b und gestuften Fläche 81c mit diesen in Kontakt steht, und der Randabschnitt 82a weist eine Stufenform zum Zusammenfügen mit dem Schutzelement 81 auf.
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Durch Verwendung eines solchen Schutzelements 81 kann das Schutzelement 81 angebracht werden, indem der Bolzen 55 sowohl durch das Schutzelement 81 als auch den harten Überzug 82 geführt wird. Auf diese Weise kann die Kontaktfläche zwischen dem Schutzelement 81 und dem harten Überzug 82 weiter vergrößert werden, und ein Herabfallen des Schutzelements 81 und ein Ablösen des harten Überzugs 82 können noch besser unterdrückt werden.
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Vorstehend wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, doch sind zahlreiche Modifikationen daran möglich, ohne vom technischen Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So sind beispielsweise die Form des Schutzelements und die entsprechende Form des Randabschnitts des harten Überzugs nicht auf die oben beschriebenen Formen beschränkt, und es sind verschiedene weitere Formen möglich.
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Der harte Überzug 20 (42, 52, 62, 72, 82) und das Schutzelement 21 (31, 41, 51, 61, 71, 81) können auf eins oder mehr von der Kammer 2, dem Schwimmgewicht 11 und der Falltür 12 angewandt werden und können auch ein Element des Mischkneters 1 (40, 50) sein.
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Außerdem ist das Mischmaterial W nicht auf silicahaltiges Material beschränkt.
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Gewerbliche Anwendung
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Da gemäß dem oben beschriebenen Mischkneter und Element für einen Mischkneter die Innenfläche des Abtrennungselement oder des Basismaterials mit einem harten Überzug bedeckt ist und der Randabschnitt des harten Überzugs ist außerdem mit dem Schutzelement bedeckt ist, können die Kosten gesenkt werden, und es kann eine ausreichende Abriebbeständigkeit gegenüber dem Mischmaterial erlangt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mischkneter
- 2
- Kammer
- 2a
- obere Öffnung
- 2b
- untere Öffnung
- 2c
- Innenfläche
- 3
- Beschichtung
- 4, 5
- Mischrotor
- 4a, 5a
- Wellenabschnitt
- 4b, 5b
- Schaufelabschnitt
- 10
- Trichter
- 11
- Schwimmgewicht
- 11c
- Innenfläche
- 12
- Falltür
- 12c
- Innenfläche
- 20
- harter Überzug
- 20a, 20aA, 20aB
- Randabschnitt
- 21
- Schutzelement
- C
- Mischkammer
- W
- Mischmaterial
- 31
- Schutzelement
- 32
- Vertiefungsabschnitt
- 40
- Mischkneter
- 41
- Schutzelement
- 41b
- zweite geneigte Fläche
- 42
- harter Überzug
- 42a
- Randabschnitt
- 42b
- erste geneigte Fläche
- 50
- Mischkneter
- 51
- Schutzelement
- 51b
- zweite gekrümmte Fläche
- 52
- harter Überzug
- 52a
- Randabschnitt
- 52b
- erste gekrümmte Fläche
- 55
- Bolzen
- 61
- Schutzelement
- 61b
- zweitegeneigte Fläche
- 62
- harter Überzug
- 62a
- Randabschnitt
- 62b
- erste geneigte Fläche
- 71
- Schutzelement
- 71b
- erste geneigte Fläche
- 72
- harter Überzug
- 72a
- Randabschnitt
- 72b
- zweite geneigte Fläche
- 81
- Schutzelement
- 81a
- erste Fläche
- 81b
- zweite Fläche
- 81c
- gestufte Fläche
- 82
- harter Überzug
- 82a
- Randabschnitt
