DE1782177B1 - Vorrichtung fuer das durchwirken eines oder mehrere stoffe - Google Patents

Description

rell den Nachteil, daß sie zu einer intensiven Durchmischung von Stoffen, insbesondere auch von großen Stoffmengen, in kurzer Zeit nicht geeignet sind, da das ortsfeste Mischwerkzeug lediglich das in unmittelbarer Nähe befindliche Mischgut erfaßt, so daß z. B. bei Mischbehältern größeren Volumens das außerhalb dieses Eingriffsbereichs liegende Mischgut nicht oder nur nach unverhältnismäß langer Zeit erfaßt wird. Sollen mit diesen bekannten Vorrichtungen nicht nur Flüssigkeiten, sondern auch zähflüssige, oder gar pulverförmige oder pastenförmige Stoffe durchwirkt werden, so ist es erforderlich, daß das Mischwerkzeug den gesamten Raum des Mischbehälters einnimmt bzw. mehrere Mischwerkzeuge vorgesehen werden, was jedoch eine hohe Antriebsleistung erfordert, die insbesondere dann unerwünscht ist, wenn wie bei diesen bekannten Vorrichtungen vorgesehen, der Antrieb für den Umlauf des Mischwerkzeuges um die eigene Achse beispielsweise der Zähigkeit des Mischgutes oder aber der Leistungsaufnahme der Antriebsmotoren entsprechend geregelt werden soll.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe mit einem um die Mischbehälterachse und um die eigene Achse umlaufenden Mischwerkzeug unter Vermeidung der Nachteile bekannter Vorrichtungen so auszugestalten, daß der Antrieb für dieses Mischwerkzeug der jeweiligen Beschaffenheit des Mischgutes optimal angepaßt wird und damit Überlastungen bzw. Beschädigungen der Antriebsmittel vermieden werden, wobei gleichzeitig dafür gesorgt ist, daß auch Mischgutzonen mit wesentlich höherer Zähigkeit bzw. Festigkeit, als bei bekannten Vorrichtungen möglich, noch vom Mischwerkzeug selbsttätig ohne äußeres Eingreifen des Bedienungspersonals durchwirkt werden.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe, z. B. das Mischen von pulverförmigen, pastenförmigen, körnigen und/oder flüssigen Stoffen, das Trocknen eines Breies oder einer Schlammasse u. dgl. mit einem Mischbehälter, in dem ein Mischwerkzeug um seine Längsachse und zugleich um die im allgemeinen lotrechte Behälterachse umlaufend angetrieben ist, wobei im Antrieb eine vom Widerstand des Mischguts abhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist eine derartige Vorrichtung so ausgebildet, daß das Mischwerkzeug um seine Achse mit konstanter Drehzahl angetrieben ist und in den Antrieb für den Umlauf des Werkzeugs um die Behälterachse eine bei konstanter Eingangsdrehzahl ein ein vorgeschriebenes Drehmoment übertragende Kupplung eingeschaltet ist.

Durch die neuartige Steuerung des Antriebs bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sichergestellt, daß das Mischwerkzeug um die eigene Achse im wesentlichen mit gleichbleibender Geschwindigkeit umläuft und lediglich die Umlaufgeschwindigkeit um die Behälterachse der jeweiligen Beschaffenheit des Mischgutes angepaßt wird, wobei auch beim Durchwirken von Mischgutzonen hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit das Mischwerkzeug mit gleichbleibendem Drehmoment gegen das Mischgut angedrückt wird und sich damit das mit unverminderter Drehzahl um die eigene Achse umlaufende Mischwerkzeug selbsttätig durch diese Zone höherer Zähigkeit hindurcharbeiten kann. Die erfindungsgemäße Art der Steuerung hat weiterhin den Vorteil, daß über den Antrieb für den Umlauf des Mischwerkzeuges um die Behälterachse zugleich auch der Antrieb für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die eigene Achse gesteuert wird und damit auch dort Überlastungen vermieden werden. Denn das auf die Antriebsmittel für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse ausgeübte Drehmoment ist in etwa dem, auf die Antriebsmittel für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die eigene Achse ausgeübten Drehmoment proportional, da beide Drehmomente durch den, dem Mischwerkzeug entgegengesetzten Widerstand ein und derselben Mischgutzone hervorgerufen werden, so daß beide Drehmomente bei Zunahme der Zähigkeit in gleicher Weise, d. h. um ungefähr den gleichen Faktor, ansteigen und durch Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs um die Behälterachse wieder abnehmen. Abgesehen davon, daß nur die erfindungsgemäße Art der Steuerung ein einwandfreies Durchwirken auch von Mischgutzonen hoher Zähigkeit sicherstellt (eine Drehmomentregelung z. B. des Antriebs für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die eigene Achse könnte dies nicht), bietet diese Art der Steuerung den weiteren Vorteil, daß durch Veränderung der kleineren Antriebsleistung für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse indirekt die, hiermit verglichen, sehr viel größere Antriebsleistung für den Umlauf des Mischwerkzeuges um die eigene Achse entsprechend den obigen Ausführungen auf besonders einfache Art gesteuert werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als die das Drehmoment regelnde Kupplung eine sogenannte Flüssigkeitskupplung verwendet, die dann kraftflußmäßig beispielsweise zwischen dem Antriebsmotor, z. B. einem Elektromotor, und einem dem Mischwerkzeug vorgeschalteten Übersetzungsgetriebe angeordnet ist. Der Antrieb enthält bei einer Ausführungsform der Erfindung zwei Elektromotoren, von denen, jeweils über ein zugehöriges Untersetzungsgetriebe, der eine Motor das Mischwerkzeug um seine Längsachse dreht, während der zweite Motor den Umlauf des Mischwerkzeuges um die Mischbehälterachse bewirkt.

Es ist jedoch auch möglich, die Vorrichtung mit einem einzigen Elektromotor zu betreiben, der mit der das vorgeschriebene Drehmoment übertragenen Kupplung verbunden ist und auf seiner Antriebswelle außerdem ein Zahnrad aufweist, welches in ein Antriebszahnrad des Untersetzungsgetriebes für die Drehbewegung des Mischwerkzeugs um die eigene Achse eingreift.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Vorrichtung enthält einen sich nach unten konisch verengenden Mischbehälter 1. Die Wandung 2 dieses Mischbehälters 1 besitzt am unteren Ende einen Flansch 3, an dem der Boden 4 des Mischbehälters 1 befestigt ist. In dem Boden 4 ist eine Auslaßöffnung 5 vorgesehen, die durch einen Schieber 6 abgeschlossen werden kann. Dieser Schieber 6 bewegt sich in an der Unterseite des Bodens 4 angeordneten Führungen 7. An der Mischbehälteroberseite ist die Wandung 2 mit einem waagerechten Flansch 8 versehen, der an einer seiner Seitenkanten mit einem flachen, waagerechten Ansatz 9 versehen ist, der sich auf Streben 10 abstützt. Eine sich quer und symmetrisch zur lotrechten Achse des Mischbehälters 1 er-

streckende Tragplatte 11 liegt auf diesem Flansche auf.

Im Mischbehälter 1 ist als Mischwerkzeug eine Förderschnecke 12 vorgesehen, deren Welle 15 sich an ihrem unteren Ende 13 drehbar auf einem zenirisch im Boden 4 angeordneten Zapfen 14 abstützt. Das obere Ende der Welle 15 ist am äußeren Ende eines hohlen Dreharmes 16 gelagert. Am oberen Ende der Welle 15 ist ein Zapfen 17 vorgesehen, auf dem ein Kegelrad 18 starr befestigt ist. Dieses Kegelrad 18 kämmt mit einem Kegelrad 19, das an dem einen Ende einer mit Hilfe des Lagers 21 im Dreharm 16 gelagerten Welle 20 befestigt ist. Am anderen Ende dieser Welle 20 ist ein Kegelrad 22 befestigt, das mit einem Kegelrad 23 am unteren Ende einer Welle 24 kämmt, die in einem in der oberen Abschlußwand 32 des Zentralkopfes 25 angeordneten Ringlager parallel zur Behälterachse gelagert ist und an ihrem oberen, aus dem Hohlraum des Zantralkopfes herausragenden Ende 26 ein Kegelrad 27 auf- ao weist, das mit einem Kegelrad 28 kämmt. Das Kegelrad 28 ist starr auf der Antriebswelle 29 eines langsam umlaufenden Elektromotors 30 angeordnet. Der Elektromotor 30, der auf der Tragplatte U befestigt lung 38 ein Zahnrad 41 befestigt. Dieses Zahnrad 41 kämmt mit einem Zahnrad 42, das starr mit einem Ende einer Welle 43 verbunden ist, die drehbar in einem sich auf dem Gehäuse der Flüssigkeitskupplung 38 abstützenden Lagerbock 44 gelagert ist. Am anderen Ende dieser Welle 43 ist ein Kegelrad 45 befestigt, das bei dieser Ausführung mit dem auf der Welle 26 für den Antrieb der Förderschnecke um ihre Längsachse angeordneten Kegelrad 27 kämmt.

Der Elektromotor 30, die Welle 29 und das Kegelrad 28 fallen bei dieser Ausführungsform fort. Ein Gehäuse 46 deckt die Kegelräder 27, 28 bzw. 45 und das Schneckengetriebe 33,34 ab.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens können im Mischbehälter 1 auch mehrere Förderschnecken 12 vorgesehen sein, während statt des beschriebenen auch andere Arten von Mischwerkzeugen Verwendung finden können. Die Mischwerkzeuge können überdies unterschiedlichen Bahnen um die Mischbehälterachse folgen. Die Einzelheiten der Lagerung der Mischwerkzeuge, die gegebenenfalls sogar einseitig am oberen Ende gelagert sein können, wie auch die Einzelheiten des Antriebsmechanismus, können noch viele Abänderungen aufweisen. So kann die

ist, wird somit im Betrieb über die oben beschriebe- _a5 Flüssigkeitskupplung auch durch eine mechanische nen Teile die Förderschnecke 12 mit einer bestimmten Drehzahl um ihre Längsachse in Rotation bringen. Selbstverständlich kann hierbei die Drehzahl des Elektromotors 30 noch durch eine zweckmäßige Wahl der Größe der verschiedenen Zahnräder erheblich verringert werden. Gegebenenfalls kann überdies zwischen dem Elektromotor 30 und dem Zahnrad 28 noch ein Untersetzungsgetriebe eingeschaltet werden.

30 elektromagnetische Schlupfkupplung ersetzt werden.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Bei einer vorbestimmten Leistung des Elektromotors 40, der z. B. mit 1500 U/min läuft, wird diese Drehzahl in der Flüssigkeitskupplung normal bis auf 1000 U/min, und darauf in dem Untersetzungsgetriebe 35 und im Schneckenteil 33, 34 bis auf z. B. 2 U/min herabgesetzt, so daß sich der Zentralkopf 25 und damit der

Der Zentralkopf 25 des Dreharmes 16 ist drehbar 35 Dreharm 16 mit 2 U/min um die lotrechte Achse des

Mischbehälters 1 dreht. Weil in der Praxis bei Vorrichtungen dieser Art der Dreharm 16 im Verhältnis zu den anderen Teilen der Einrichtung viel langer ist, als einfachheitshalber in der Zeichnung dargestellt ist, ist es verständlich, daß eine verhältnismäßig geringe Änderung in der Drehzahl des Zentralkopfes 25 z. B. mit einigen Zehnteln entweder nach oben oder nach unten schon eine sehr beträchtliche Änderung entweder nach oben oder nach unten in der Umlauf

in einem Lagerring 31 gelagert, der innerhalb einer, in der Tragplatte 11 vorgesehenen Öffnung befestigt ist. Auf der oberen Abschlußwand 32 des Zantralkopfes 25 ist ein Schneckenrad 33 eines Schneckengetriebes starr befestigt. Die Schnecke 34 dieses 40 Schneckengetriebes wird vom Ende der Ausgangswelle eines Untersetzungsgetriebes 35 gebildet. Selbstverständlich ragt die Welle 24 frei durch dieses Schneckenrad 33. Das äußere Ende 36 der Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes 35 ist mit dem ange- 45 geschwindigkeit, mit der sich das von dem Dreharm triebenen Teil 37 einer Flüssigkeitskupplung 38 ver- 16 mitgenommene Mischwerkzeug 12 durch die im bunden. Der Antriebsteil 39 dieser Flüssigkeitskupplung 38 ist mit der Antriebswelle eines Elektromotors 40 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 35, die Flüssigkeitskupplung 36 und der Elektromotor 40 sind 50 auf der Tragplatte 11 befestigt. Der Elektromotor 14 bringt über die Flüssigkeitskupplung und das Untersetzungsgetriebe 35 mit stark verminderter Drehzahl den Dreharm 16 und damit die Förderschnecke 12

um die lotrechte Behälterachse in Umlauf.

Nch einer abgewandelten Ausführungsform genügt der Elektromotor 40 als einzige Antriebsquelle. In der Zeichnung ist diese Möglichkeit gestrichelt dargestellt. In diesem Fall ist auf der Welle des Elektromo-Mischbehälter vorhandene zu bearbeitende Masse bewegt, zur Folge hat. Wenn sich somit der durch diese Masse auf das umlaufende und gleichzeitig um ihre Längsachse rotierende Mischwerkzeug 12 ausgeübte Widerstand ändert, d. h. entweder größer oder kleiner wird, so wird die sich selbst einstellende Flüssigkeitskupplung 38 automatisch dafür sorgen, daß, möglichst bei ständigem Vollverbrauch der zur Verfügung stehenden Leistung des Elektromotors, die Umlaufgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs um die Mischbehälterachse proportional zu diesen Widerstandsänderungen entweder kleiner oder größer wird als die Durchschnittsumlaufgeschwindigkeit von

tors 40 zwischen diesem und der Flüssigkeitskupp- 60 2 U/min des Zentralkopfes 25.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Transport- bzw. Mischgliedern, dient ein einziger Patentansprüche: Elektromotor, dessen Drehbewegung über eine Ge triebeeinrichtung auf die Tragsäule sowie auf die bei-

1. Vorrichtung für das Durchwirken eines oder den Transport- bzw. Mischglieder übertragen wird, mehrerer Stoffe, z. B. das Mischen von pulverför- 5 Die Getriebeeinrichtung ist dabei im bekannten Fall migen, pastenförmigen, körnigen und/oder flüssi- so ausgestaltet, daß das vom Motor abgegebene gen Stoffen, das Trocknen eines Breies oder Drehmoment auf einen bestimmten Wert einstellbar einer Schlammasse u. dgl. mit einem Mischbehäl- ist, was jedoch den Nachteil hat, daß die Umlaufgeter, in dem ein Mischwerkzeug um seine Längs- schwindigkeiten der Transport- bzw. Mischglieder achse und zugleich um die im allgemeinen lot- io um sowohl die eigene Achse als auch um die Behälterrechte Behälterachse umlaufend angetrieben ist, achse sich mit der Zähigkeit des im Mischbehälter wobei im Antrieb eine von dem auf das Misch- befindlichen Mischgutes gleichzeitig verändern, so werkzeug ausgeübten Widerstand des Mischguts daß im Extremfall, beim Auftreten von Mischgutzoabhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist, d a- nen mit sehr hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit, die gedurch gekennzeichnet, daß das Misch- 15 samte Bewegung des Mischwerkzeugs, also einwerkzeug (12) um seine Achse mit konstanter schließlich der Misch- bzw. Transportglieder um ihre Drehzahl angetrieben ist und in den Antrieb für eigene Achse, angehalten wird, wodurch die Mischden Umlauf des Werkzeugs (12) um die Behälter- bzw. Transportglieder ihre Förderwirkung verlieren achse eine bei konstanter Eingangsdrehzahl ein und damit keine Möglichkeit mehr besteht, daß sich ein vorgeschriebenes Drehmoment übertragende ₂₀ das Mischwerkzeug selbsttätig durch diese Zonen ho-Schlupfkupplung (38) eingeschaltet ist. her Zähigkeit bzw. Festigkeit hindurcharbeitet. Der

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Mischvorgang kann daher in diesem Zustand des Mikennzeichnet, daß die das vorgeschriebene Dreh- schens nur durch äußeren Eingriff des Bedienungsmoment übertragende Kupplung (38) eine Flüs- personals wieder in Gang gebracht werden, sigkeitskupplung ist. as Bei einer anderen bekannten, vom Anmelder selbst

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- stammenden Vorrichtung der eingangs genannten Art kennzeichnet, daß die Flüssigkeitskupplung (38) mit einem sich kegelförmig nach oben erweiternden zwischen dem Antriebsmotor (40) für das Misch- Mischbehälter und mit einem um die Mischbehälterwerkzeug (12) und einem dem Mischwerkzeug achse und zugleich um die eigene Achse umlaufen-(12) vorgeschalteten Untersetzungsgetriebe (35) 30 den schneckenartigen Mischwerkzeug wird bei einem angeordnet ist. Sperren dieses Mischwerkzeugs durch im Behälter

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis befindlichen Mischgut hoher Zähigkeit die für den 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Antriebs- Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse welle eines einzigen Motors (40) die das vorge- verantwortliche Antriebseinrichtung über eine Kuppschriebene Drehmoment übertragene Kupplung 35 lung abgeschaltet. Es handelt sich hierbei um einen (38) und ein die Motordrehbewegung auf die reinen Überlastungsschutz, der eine Beschädigung Längsachse (15) des Mischwerkzeugs (12) über- der Antriebseinrichtung, insbesondere der für den tragendes Zahnradgetriebe angetrieben sind. Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse

maßgeblichen Antriebseinrichtung verhindern soll. 40 Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie

ebenfalls nicht in der Lage ist, im Mischgut vorhandene Zonen hoher Festigkeit bzw. Zähigkeit selbsttätig, d. h. ohne äußeren Eingriff des Bedienungspersonals, zu durchwirken. Denn wird eine solche Zone

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das 45 vom Mischwerkzeug erreicht und wird der Antrieb Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe, z.B. das für den Umlauf dieses Werkzeugs selbsttätig abge-Mischen von pulverförmigen, pastenförmigen, körni- schaltet, so wird das Mischwerkzeug nicht mehr gegen und/oder flüssigen Stoffen, das Trocknen eines gen diese Zone höherer Festigkeit angedrückt und Breies oder einer Schlammasse u. dgl. mit einem damit von ihm auch kein Material mehr aus dieser Mischbehälter, in dem ein Mischwerkzeug um seine 50 Zone hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit wegbefördert. Längsachse und zugleich um die im allgemeinen lot- Das schneckenartige Mischwerkzeug wird sich zwar rechte Behälterachse umlaufend angetrieben wird, nach dem Abschalten des Antriebs für den Umlauf wobei im Antrieb eine vom Widerstand des Misch- des Werkzeugs um die Behälterachse durch das Umguts abhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist. laufen um die eigene Achse selbsttätig reinigen, wird

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Bei einer 55 jedoch bei einem erneuten Einschalten dieses Anbekannten Ausführungsform besteht das Mischwerk- griebs sofort gegen die Mischgutzone höherer Festigzeug aus einer in der Mischbehälterachse angeordne- keit anlaufen und diesen Antrieb wieder abschalten, ten und als Förderschnecke ausgebildeten Tragsäule ohne daß die Mischgutzone hoher Festigkeit bzw. Zäsowie aus einem an dieser Tragsäule befestigten Rah- higkeit vom Mischwerkzeug überwunden wird. Auch men, der durch die Tragsäule um die Mischbehälter- 60 bei dieser bekannten Vorrichtung ist daher eine Fortachse umlaufend angetrieben ist und zwei parallel Setzung des Mischvorganges ohne äußeren Eingriff zur Mischbehälterachse angeordnete schneckenartige des Bedienungspersonals nicht möglich. Transport- bzw. Mischglieder besitzt, die um ihre Zum Durchwirken von Stoffen sind weiterhin noch

eigene Achse umlaufend angetrieben sind, so daß sie Vorrichtungen bekannt, bei welchen Mischwerkzeuge sich während des Mischvorgangs zugleich um ihre 65 um ortsfeste Achsen im Mischbehälter umlaufen. Es eigene Achse und um die Behälterachse bewegen. Als handelt sich dabei also nicht um die Gattung einer Antriebseinrichtung für das Mischwerkzeug, beste- Vorrichtung, wie sie die Erfindung betrifft. Die letzthend aus der Tragsäule, dem Rahmen und den erwähnten, bekannten Vorrichtungen besitzen gene-