DE1782177C2

DE1782177C2 - Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe

Info

Publication number: DE1782177C2
Application number: DE1782177A
Authority: DE
Inventors: Constant Johan Overveen Nauta (Niederlande)
Original assignee: Nautamix Patent AG
Current assignee: Nautamix Patent AG
Priority date: 1967-07-27
Filing date: 1968-07-27
Publication date: 1973-01-04
Also published as: BE718682A; FR1584051A; DK124799B; NL6710365A; DE1782177B1; GB1190314A; ES356906A1; NL140159B; CH470196A

Description

Die Erfindung betrifft eine 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 wird, wobei im Antrieb eine vom Widerstand des Mischguts abhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist.

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform besteht das Mischwerkzeug aus einer in der Mischbehälterachse angeordneten und als Förderschnecke ausgebildeten Tragsäule sowie aus einem an dieser Tragsäule befestigten Rahmen, der durch die Tragsäule um die Mischbehälterachse umlaufend angetrieben ist und zwei parallel zur Mischbehälterachse angeordnete _ώ :hneckenartige Transport- bzw. Mischglieder besitzt, die um ihre eigene Achse umlaufend angetrieben sind, so daß sie sich während des Mischvorgangs zugleich um ihre eigene Achse und um die Behälterachse bewegen. Als Antriebseinrichtung für das Mischwerkzeug, bestehend aus der Tragsäule, dem Rahmen und den Transport- bzw. Mischgliedern, dient ein einziger Elektromotor, dessen Drehbewegung über eine Getriebeeinrichtung auf die Tragsäule sowie auf die beiden Transport- bzw. Mischglieder übertragen wird.

Die Getriebeeinrichtung ist dabei im bekannten Fall so ausgestaltet, daß das vom Motor abgegebene Drehmoment auf einen bestimmten Wert einstellbar ist, was jedoch den Nachteil hat, daß die Umlaufgeschwindigkeiten der Transport- bzw. Mischglieder

ίο um sowohl die eigene Achse als auch um die Behälterachse sich mit der Zähigkeit des im Mischbehälter befindlichen Mischgutes gleichzeitig verändern, so daß im Extremfall, beim Auftreten von Mischgutzonen mit sehr hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit, die gesamte Bewegung des Mischwerkzeugs, also einschließlich der Misch- bzw. Transportglieder um ihre eigene Achse, angehalten wird, wodurch die Mischbzw. Transportglieder ihre Förderwirkung verlieren und damit keine Möglichkeit mehr besteht, daß sich

so das Mischwerkzeug selbsttätig durch diese Zonen hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit hindurcharbeitet. Der Mischvorgang kann daher in diesem Zustand des Mischens nur durch äußeren Eingriff des Bedienungspersonals wieder in Gang gebracht werden.

Bei einer anderen bekannten, vom Anmelder selbst stammenden Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einem sich kegelförmig nach oben erweiternden Mischbehälter und mit einem um die Mischbehälterachse und zugleich um die eigene Achse umlaufenden schneckenartigen Mischwerkzeug wird bei einem Sperren dieses Mischwerkzeugs durch im Behälter befindlichen Mischgut hoher Zähigkeit die für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse verantwortliche Antriebseinrichtung über eine Kupplung abgeschaltet. Es handelt s>Cu hierbei um einen reinen Überlastungsschutz, der eine Beschädigung der Antriebseinrichtung, insbesondere der für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse maßgeblichen Antriebseinrichtung verhindern soll.

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 vom Mischwerkzeug erreicht und wird der Antrieb für den Umlauf dieses Werkzeugs selbsttätig abgeschaltet, so wird das Mischwerkzeug nicht mehr gegen diese Zone höherer Festigkeit angedrückt und damit von ihm auch kein Material mehr aus dieser Zone hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit wegbefördert. Das schneckenartige Mischwerkzeug wird sich zwar nach dem Abschalten des Antriebs für den Umlauf des Werkzeugs um die Behälferachse durch das Umlaufen um die eigene Achse selbsttätig reinigen, wird jedoch bei einem erneuten Einschalten dieses Angriebs sofort gegen die Mischgutzone höherer Festigkeit anlaufen und diesen Antrieb wieder abschalten, ohne daß die Mischgutzone hoher Festigkeit bzw. Zähigkeit vom Mischwerkzeug überwunden wird. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist daher eine Fortsetzung des Mischvorganges ohne äußeren Eingriff des Bedienungspersonals nicht möglich.

Zum Durchwirken von Stoffen sind weiterhin noch Vorrichtungen bekannt, bei weichen Mischwerkzeuge um ortsfeste Achsen im Mischbehälter umlaufen. Es handelt sich dabei also nicht um die Gattung einer Vorrichtung, wie sie die Erfindung betrifft. Die letzterwähnten, bekannten Vorrichtungen besitzen gene-

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 Emgriffsbereichs 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 de^r 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 pulverfönuigen, 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 Losung 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 Behältcrachse 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 erfindungsgemüßc 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

ίο 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 c' on, daß nur die erfindungsgemäße Art der Steuerurs ein einwandfreies Durchwirken auch von Mischgutzonen hoher Zähigkeit ficherstellt (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 em zugehöriges Unter-Setzungsgetriebe, 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 aufweis·, welches in ein Antriebszahnrad des Untersetzungsgetriebes für die Drehbewegung des Mischwerkzeugs um die eigene Achse eingreift.

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

Die Vorr.htung 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 Aus-Iaßöffnung5 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 Mischbehälterobcrscite 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-

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streckende Tragplatte 11 liegt auf diesem Flansche lung 38 ein Zahnrad 41 befestigt. Dieses Zahnrad 41

auf. kämmt mit einem Zahnrad 42, das starr mit einen

Im Mischbehälter 1 ist als Mischwerkzeug eine Ende einer Welle 43 verbunden ist, die drehbar ii

Förderschnecke 12 vorgesehen, deren Welle 15 sich einem sich auf dem Gehäuse der Flüssigkeitskupp

an ihrem unteren Ende 13 drehbar auf einem zen- 5 lung 38 abstützenden Lagerbock 44 gelagert ist. An

Irisch im Boden 4 angeordneten Zanfcn 14 abstützt. anderen Ende dieser Welle 43 ist ein Kegelrad 45 be

Das obere Ende der Welle 15 ist am äußeren Ende festigt, das bei dieser Ausführung mit dem auf dei

eines hohlen Dreharmes 16 gelagert. Am oberen Welle 26 für den Antrieb der Förderschnecke urr

Ende der Welle 15 ist ein Zapfen 17 vorgesehen, auf ihre Längsachse angeordneten Kegelrad 27 kämmt,

dem ein Kegelrad 18 starr befestigt ist. Dieses Kegel- 10 Der Elektromotor 30, die Welle 29 und das Kegel

rad 18 kämmt mit einem Kegelrad 19, das an dem rad 28 fallen bei dieser Ausführungsform fort. Eir

einen Ende einer mit Hilfe des Lagers 21 im Dreharm Gehäuse 46 deckt die Kegelräder 27, 28 bzw. 45 und

16 gelagerten Welle 20 befestigt ist. Am anderen das Schneckengetriebe 33, 34 ab.

Ende dieser Welle 20 ist ein Kegelrad 22 befestigt, Im Rahmen des Erfindungsgedankens können im

das mit einem Kegelrad 23 am unteren Ende einer 15 Mischbehälter 1 auch mehrere Förderschnecken 12

Welle 24 kämmt, die in einem in der oberen Ab- vorgesehen sein, während statt des beschriebener

schlußwand 32 des Zentralkopfes 25 angeordneten auch andere Arten von Mischwerkzeugen Verwen

Ringlager parallel zur Bchälterachse gelagert ist und dung finden können. Die Mischwerkzeuge können

an ihrem oberen, aus dem Hohlraum des Zantralkop- überdies unterschiedlichen Bahnen um die Mischbe-

fcs hcrausragenden Ende 26 ein Kegelrad 27 auf- 20 hälterachse folgen. Die Einzelheiten der Lagerung

weist, das mit einem Kegelrad 28 kämmt. Das Kegel- der Mischwerkzeuge, die gegebenenfalls sogar einsei-

rad 28 ist starr auf der Antriebswelle 29 eines lang- tig am oberen Ende gelagert sein können, wie aucli

sam umlaufenden Elektromotors 30 angeordnet. Der die Einzelheiten des Antriebsmechanismus, können

Elektromotor 30, der auf der Tragplatte Π befestigt 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 bestimm- oder elektromagnetische Schlupfkupplung ersetzt

ten Drehzahl um ihre Längsachse in Rotation brin- werden.

gen. Selbstverständlich kann hierbei die Drehzahl des Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Bei einer vorbc-

Elektrornotors 30 noch durch eine zwci.kinäßigc stimmten Leistung des Elektromotors 40, der /. B.

Wahl der Größe der verschiedenen Zahnräder erheb- ₃₀ mit 1500 U/min läuft, wird diese Drehzahl in der

lieh verringert werden. Gegebenenfalls kann überdies Flüssigkeitskupplung normal bis auf 1000 U/min,

zwischen dem Elektromotor 30 und dem Zahnrad 28 und darauf in dem Untersetzungsgetriebe 35 und im

noch ein Untersetzungsgetriebe eingeschaltet wer- Schneckenteil 33, 34 bis auf z. B. 2 U/min hcrabge-

den. setzt, 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 in einem Lagerring 31 gelagert, der innerhalb einer, Mischbehälters 1 dreht. Weil in der Praxis bei Vorin der Tragplatte 11 vorgesehenen Öffnung befestigt richtungen dieser Art der Dreharm 16 im Verhältnis ist. Auf der oberen Abschlußwand 32 des Zantral- zu den anderen Teilen der Einrichtung viel länger ist, kopfes 25 ist ein Schneckenrad 33 eines Schnecken- als einfachheitshalber in der Zeichnung dargestellt getriebes starr befestigt. Die Schnecke 34 dieses 40 ist, ist es verständlich, daß eine verhältnismäßig ge-Schneckengctriebes wird vom Ende der Ausgangs- ringe Änderung in der Drehzahl des Zentralkopfes 25 welle eines Untersetzungsgetriebes 35 gebildet. Selbst- z. B. mit einigen Zehnteln entweder nach oben oder verständlich ragt die Welle 24 frei durch dieses nach unten schon eine sehr beträchtliche Änderung Schneckenrad 33. Das äußere Ende 36 der Eingangs- entweder nach oben oder nach unten in der Umlaufwellc 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 ^ie im bunden. Der Antriebsteil 39 dieser Flüssigkeitskupp- Mischbehälter vorhandene zu bearbeitende Masse belung 38 ist mit der Antriebswelle eines Elektromotors wegt, zur Folge hai. Wenn sich somit der durch diese 40 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 35, die Fltis- Masse auf das umlaufende und gleichzeitig um ihre sigkeitskupplung 36 und der Elektromotor 40 sind 50 Längsachse rotierende Mischwerkzeug 12 ausgeübte auf der Tragplatte Il befestigt. Der Elektromotor 14 Widerstand ändert, d. h. entweder größer oder kleibringt über die Flüssigkeitskupplung und das Unter- ner wird, so wird die sich selbst einstellende Flüssigsetzungsgetriebe 35 mit stark verminderter Drehzahl keitskupplung 38 automatisch dafür sorgen, daß, den Drehann 16 und damit die Förderschnecke 12 möglichst bei ständigem Vollverbrauch der zur Verfüum die lotrechte Behälterachse in Umlauf. ₅₅ gurig stehenden Leistung des Elektromotors, die Um-

Nch einer abgewandelten Ausführungsform genügt laufgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs um die

der Elektromotor 40 als einzige Antriebsquelle. In Mischbehälterachse proportional zu diesen Wider-

der Zeichnung ist diese Möglichkeit gestrichelt darge- Standsänderungen entweder kleiner oder größer wird

stellt In diesem Fall ist auf der Welle des Elektromo- als die Durchschnittsumlaufgeschwindigkeit von

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 782 177 Patentansprüche:

1. 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 von dem auf das Mischwerkzeug ausgeübten Widerstand des Mischguts abhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist, d adurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug (12) um seine Achse mit konstanter Drehzahl i ngetriebcn ist und in den Antrieb für den Umlauf des Werkzeugs (12) um die Behälterachse eine bei konstanter Eingangsdrehzahl ein ein vorgeschriebenes Drehmoment übertragende Schlupfkupplung (38) eingeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das vorgeschriebene Drehmoment übertragende Kupplung (38) eine Flüssigkeitskupplung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskupplung (38) zwischen deni Antriebsmotor (40) für das Mischwerkzeug (12) und einem dem Mischwerkzeug (12) vorgeschalteten Untersetzungsgetriebe (35) angeordne* ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Antriebswelle eines einzigen Motors (40) die das vorgeschriebene Drehmoment übertragene Kupplung (38) und ein die Motordrehbewegung auf die Längsachse (15) des Mischwerkzeugs (12) übertragendes Zahnradgetriebe angetrieben sind.