DE19743923A1 - Mischwerkzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mischwerkzeug zur Be­ festigung innerhalb einer Trommel, dessen Mischarm an einer drehbar gelagerten Welle gehalten und dessen an dem Mischarm angebracht er Mischkörper zur Trommelinnenoberfläche ausge­ richtet ist.

Ein Mischwerkzeug der eingangs genannten Art ist beispiels­ weise aus der DE 43 44 995 A1 bekanntgeworden.

Mischwerkzeuge sind seit Jahrzehnten bekannt und werden in weitgehend horizontal ausgerichteten Trommeln eingesetzt, um Schüttgüter und flüssige Massen jedweder Art zu mischen. Die Mischwerkzeuge sind dabei an einer Welle befestigt, die drehbar in der Trommel gelagert ist. Um eine möglichst voll­ ständige Durchmischung der Schüttgüter erreichen zu können, sollten die Mischwerkzeuge insbesondere die an die Trommel­ innenoberfläche geschleuderten Schüttgüter durchdringen kön­ nen. Daher sind die Mischwerkzeuge innerhalb der Trommel derart angeordnet, daß der Abstand der Mischwerkzeuge zur Trommelinnenoberfläche gering ist. Aufgrund einer Längenaus­ dehnung des Materials (Trommel und/oder Mischwerkzeug) oder aufgrund des Eigengewichts des Mischwerkzeugs kann sich der Abstand zwischen Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche verkürzen. Daher ist stets ein Sicherheits-Abstand zwischen Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche ausgebildet.

Bei bestimmten Eigenschaften im Mischgutverhalten von zu be­ arbeitenden Produkten ergibt sich nun das Problem, daß sich im Bereich zwischen Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche ein Teil des Schüttguts an der Trommeloberfläche festsetzt. Vor allem Schüttgüter mit klebenden und aushärtenden Kompo­ nenten neigen zu dieser Bildung von Produktansätzen. Durch die verklebenden und aushärtenden Teile des Mischguts werden die Mischwerkzeuge beim Mischvorgang belastet. Die Misch­ werkzeuge können dann bereits nach kurzer Betriebsdauer ver­ schleißen und/oder die Bearbeitungsgüte des zu bearbeitenden Produktes kann sich verschlechtern.

Aus diesem Grund werden im Stand der Technik bereits soge­ nannte "Stollen-Schaufeln" verwendet, wie sie beispielsweise aus dem Prospekt "Industrielles Mischen im kontinuierlich arbeitenden Lödige-Mischer" der Firma Lödige aus dem Jahre 1993 bekannt sind. Durch diese Stollenschaufel wird ver­ sucht, die Eigenschaften des gebildeten Produktansatzes po­ sitiv zu verändern. Der Produktansatz an der Trommelinnen­ oberfläche wird durch das Stollenprofil des Mischwerkzeugs beim Mischvorgang aufgebrochen. Wenn das Mischgut allerdings Komponenten aufweist, die relativ schnell aushärten und ei­ nen festen Produktansatz bilden können, reicht die Wirkung einer Stollenschaufel nicht aus, um die Bildung eines Pro­ duktansatzes an der Trommelinnenoberfläche gänzlich zu un­ terdrücken.

Zur Vermeidung dieser Probleme ist auch bereits vorgeschla­ gen worden, zwei Mischwerkzeuge mit ausgebildetem Stollen­ profil an einem Mischarm anzubringen. Durch die Überlappung zweier Stollenprofile kann der Produktansatz zwar noch bes­ ser bearbeitet werden, allerdings ist der Mischarm durch die zwei Mischkörper mit Stollenprofil erheblichen Belastungen beim Mischvorgang unterworfen. Darüber hinaus wird der Trom­ melinnenraum zur Aufnahme von zu mischenden Schüttgütern nachteiligerweise reduziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Pro­ blem zugrunde, ein einfach aufgebautes Mischwerkzeug zu ent­ wickeln, durch dessen Verwendung nahezu sämtliche zu Pro­ duktansätzen neigende Schüttgüter und/oder Produktmassen be­ arbeitet werden können, ohne daß es im Bereich zwischen Trommelinnenoberfläche und Mischkörper zu einer Bildung von Materialansätzen kommen kann.

Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß an der Außenoberfläche des Mischkörpers ein oder mehrere stabförmige Räumelemente angebracht sind, die bei einer Drehbewegung der Welle Bereiche der Trommelinnenober­ fläche überstreichen.

Das erfindungsgemäße Mischwerkzeug besteht im wesentlichen aus einem Mischkörper, an dem Räumelemente befestigt sind. Als Basis des Mischwerkzeugs können daher bereits vorhandene Schaufelbleche bekannter Mischwerkzeuge verwendet werden, an denen Räumelemente unter einem bestimmten Winkel angebracht werden können. Die erfindungsgemäßen Räumelemente können an allen üblichen Mischwerkzeugen ausgebildet werden.

Durch die Drehbewegung der Welle werden die Räumelemente in das an der Trommelinnenoberfläche befindliche Schüttgut hin­ eingefahren, so daß dieser Bereich innerhalb der Trommel durch die Räumelemente durchkämmt wird. Die Trommelinnenwan­ dung kann daher ansatzfrei bzw. produktfrei gehalten werden. Das Schüttgut kann im Bereich der Trommelinnenwandung von der Trommelinnenoberfläche sozusagen abgekratzt, abgeschabt oder abgewischt werden. Mehrere Räumelemente sind zu einem Kamm, einem Rechen, einer Gabel oder dergleichen angeordnet. Durch das gezielte und definierte Eingreifen mehrerer Räum­ elemente mit einer bestimmten Länge wird verhindert, daß sich auch schnell aushärtende Produkte an der Trommelinnen­ oberfläche verfestigen und/oder anlagern können. Die Räum­ elemente ermöglichen es, das Schüttgut intensiv zu bearbei­ ten. Je nach Art des Schüttguts können die Räumelemente un­ terschiedliche Querschnittsformen aufweisen.

Das Freiarbeiten großer Bereiche der Trommelinnenoberfläche wird dadurch unterstützt, daß das Räumelement bei einer Drehbewegung der Welle Bereiche der Trommelinnenoberfläche überstreicht. Die Räumelemente sind an den Mischkörper quer zur radialen Achse der Trommel angeordnet. Bei jeder voll­ ständigen Drehung der Welle um 360° überstreicht das Räum­ element einen Bereich an der Trommelinnenoberfläche, der in seiner Breite durch die Länge des Räumelements bestimmt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Räumele­ mente mindestens eine ausgeprägte Mischkante, um in den sich verfestigenden Schüttgutansatz eindringen zu können. Durch mehrmaliges Aufbrechen und Durchfurchen des Produktansat­ zes mit Hilfe der Mischkante wird der Produktansatz aufge­ lockert und von der Trommelinnenfläche abgelöst.

Zwei Räumelemente einer anderen Ausführungsform sind derart an dem Mischwerkzeug angebracht, daß ein Räumelement infolge der Drehbewegung der Welle nach Bearbeitung seines Bearbei­ tungsbereichs anschließend durch einen Bearbeitungsbereich des anderen Räumelements geführt wird. Die Räumelemente be­ sitzen sich überschneidende Bearbeitungsbereiche. Jeder Be­ arbeitungsbereich an der Trommelinnenoberfläche wird je nach Anzahl der Räumelemente mehrfach durchkämmt und von Produkt­ ansätzen befreit. Die Bildung von sich verfestigenden Schüttgutansätzen wird noch besser vermieden. Durch die Überschneidung der Bearbeitungsbereiche wird verhindert, daß an der Trommelinnenoberfläche sägezahnförmige Produktansätze von Schüttgutkomponenten anhaften können.

Wenn die Räumelemente eine Krümmung mit einem Krümmungsradi­ us aufweisen, der auf den Trommelradius abgestimmt ist, kann der Abstand zwischen Mischkörper bzw. Räumelement und Trom­ melinnenoberfläche möglichst gering gehalten werden. Es ver­ steht sich von selbst, daß die Möglichkeit einer Produktan­ haftung an der Trommelinnenoberfläche noch weiter unter­ drückt wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Variante ist ein in Umlauf­ richtung der Mischwerkzeuge hinteres Ende eines Räumelements weiter von der Trommelinnenoberfläche beabstandet als ein in Umlaufrichtung der Mischwerkzeuge vorderes Ende des Räumele­ ments. Es wird ein Freiwinkel zwischen Trommelinnenoberflä­ che und Räumelement gebildet. Durch diese sich abhebende An­ ordnung der Räumelemente von der Trommelinnenoberfläche wird der sich verfestigende Schüttgutansatz noch besser von der Trommelinnenoberfläche abgestreift. Die Ausbildung von säge­ zahnförmigen Produktansätzen ist nicht möglich.

Zur Verbesserung der Stabilität und Verlängerung der Stand­ zeiten beim erfindungsgemäßen Einsatz der Mischwerkzeuge ist es bevorzugt, daß die Räumelemente eine Materialbeschichtung aufweisen. Die Materialbeschichtung kann auch aus einer Be­ schichtung bestehen, die das Anhaften bzw. Verkleben von Schüttgutkomponenten an den Räumelementen nicht zuläßt.

Aufgrund von möglichen Längenausdehnungen infolge der Bela­ stung der Mischwerkzeuge sind die Räumelemente geringfügig von der Trommelinnenoberfläche beabstandet. Zur optimalen Reinigung der Trommelinnenoberfläche beim Mischvorgang wäre es aber wünschenswert, daß die Räumelemente an der Trommel­ innenoberfläche anliegen. Daher ist die zur Trommelinnen­ oberfläche gerichtete Rückenfläche eines Räumelements mit einer Elastomer-Beschichtung versehen, die zur Anlage an der Trommelinnenoberfläche ausgebildet ist. Die Räumelemente können mit dieser nachgiebigen Rückenfläche an der Trommel­ innenoberfläche anliegen, ohne daß die Bewegung des Misch­ werkzeugs blockiert wird. Es können auch andere Beschich­ tungsmöglichkeiten anstelle der Elastomer-Beschichtung vor­ gesehen sein, die eine ähnliche nachgiebige Eigenschaft be­ sitzen.

Die Räumelemente aus Metall können an dem Mischwerkzeug an­ geformt oder angeschweißt sein. Es wäre auch denkbar, Räum­ elemente lösbar an dem Mischkörper anzubringen, um Räumele­ mente je nach Verwendungszweck unterschiedlich ausrichten und auf das Schüttgut abstimmen zu können. Es muß nur darauf geachtet werden, daß die Verbindung zwischen Mischkörper und Räumelement eine ausreichende Festigkeit besitzt, dies kann unter Umständen insbesondere bei sich stark verfestigenden Schüttgutkomponenten Probleme bereiten, so daß eine Befesti­ gung durch eine Schweißverbindung bevorzugt ist.

Die erfindungsgemäßen Mischwerkzeuge können in Mischern, Trocknern, Reaktoren eingesetzt werden, die sowohl diskonti­ nuierlich als auch kontinuierlich arbeiten, in denen zu An­ sätzen neigende Produkte verarbeitet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Zeichnung, die erfindungswesentli­ che Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzel­ nen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfin­ dung verwirklicht sein. Es zeigt:

Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsge­ mäßen Mischwerkzeugs;

Fig. 2 eine Innenansicht einer Trommel, in der ein weite­ res erfindungsgemäßes Mischwerkzeug an einer Welle befestigt ist.

Die Erfindung ist in den Figuren schematisch dargestellt, so daß die wesentlichen Merkmale der Erfindung gut zu erkennen sind. Die Darstellungen sind nicht notwendigerweise maßstäb­ lich zu verstehen.

Gemäß der perspektivischen Ansicht der Fig. 1 besteht ein Mischwerkzeug 10 aus einem Mischkörper 11 und einem Mischarm 12. Der Mischarm 12 besitzt Befestigungslöcher, mit deren Hilfe der Mischarm 12 an einer drehbaren Welle innerhalb ei­ ner Trommel (siehe Fig. 2) befestigt werden kann. Der Misch­ körper 11 wird dazu eingesetzt, Schüttgüter innerhalb der Trommel zu durchmischen. Im eingebauten Zustand des Misch­ werkzeugs 10 ist der Mischkörper 11 zu einer Trommelinnen­ oberfläche ausgerichtet und von dieser beabstandet. Schütt­ güter mit Schüttgutkomponenten, die zum Aushärten oder Ver­ kleben neigen, können einen Schüttgutansatz bilden, der an der Trommelinnenoberfläche anhaften kann. Zur Vermeidung dieser Bildung des Schüttgutansatzes besitzt das Mischwerk­ zeug 10 stabförmige Räumelemente 13. Die Räumelemente 13 sind durch Vierkantstäbe gebildet, die an einer Außenober­ fläche 14 des Mischkörpers 11 angeschweißt sind. Zur Ausbil­ dung der Räumelemente 13 können auch andere Querschnittsfor­ men und Befestigungsarten verwendet werden.

Die stabförmigen Räumelemente 13 bilden eine Art Kamm oder Rechen, um die im Bereich der Trommelinnenoberfläche befind­ lichen, sich verfestigenden Schüttgüter bearbeiten zu kön­ nen. Die Räumelemente 13 besitzen eine leichte Krümmung, die auf den Trommelradius abgestimmt ist. Die Räumelemente 13 können daher mit möglichst geringem Abstand an der Trommel­ innenoberfläche entlang bewegt werden. Die Räumelemente 13 sind an dem Mischkörper so angeordnet, daß jeweils ein vor­ deres Ende 15 und ein hinteres Ende 16 zweier Räumelemente 13 eine senkrecht zur Längsachse der Trommel angeordnete Querachse 17 schneiden. Bearbeitungsbereiche zweier Räumele­ mente 13 überschneiden sich daher, so daß an der Trommelin­ nenoberfläche kein Produktansatz entstehen kann, der eine sägezahnförmige Restkontur behält. Schüttgutbereiche werden daher nicht nur von einem, sondern auch von mehreren Räum­ elementen 13 bewegt und von der Trommelinnenwandung abgetra­ gen. Mischkanten 18 können den Schüttgutansatz (Produktan­ satz) durch Einschneiden auflockern.

Fig. 2 zeigt eine Innenansicht einer Trommel 20. An Stirn­ seiten 21 der horizontal ausgerichteten Trommel 20 ist eine Welle 22 drehbar gelagert. An der Welle 22 ist ein Mischarm 23 eines Mischwerkzeugs 24 befestigt. Wenn die Welle 22 in Pfeilrichtung 25 gedreht wird, wird das Mischwerkzeug 24 an einer Trommelinnenoberfläche 26 entlang bewegt. Dabei können Räumelemente 27 mit dreieckförmigem Querschnitt sich verfe­ stigende und/oder anhaftende Teile des Schüttguts von der Trommelinnenoberfläche 26 abstreifen. Die Räumelemente 27 sind leicht gekrümmt ausgebildet und an einem Mischkörper 28 mit ausreichender Stabilität befestigt. Durch die Ausbildung einer Mischkante 29 an den Räumelementen 27 können die Räum­ elemente 27 gut in die sich verfestigenden und verklebenden Bereiche des Schüttguts an der Trommelinnenoberfläche 26 eindringen. In Folge der Drehbewegung des Mischwerkzeugs 24 an der Trommelinnenoberfläche 26 entlang überschneiden sich die einzelnen Bearbeitungsbereiche eines jeden Räumelements 27, so daß das Schüttgut nicht nur von einem Räumelement 27 allein bearbeitet wird. Sägezahnförmige an der Trommelinnen­ oberfläche 26 verklebende Schüttgutkonturen werden vermie­ den.

Die Räumelemente 27 sind aus Metall gefertigt und können mit einer entsprechenden Materialbeschichtung versehen sein, um längere Einsatzzeiten zu erreichen. Der Abstand zwischen der Trommelinnenoberfläche 26 und den Räumelementen 27 kann da­ durch ausgeglichen werden, daß an den Räumelementen 27 eine Elastomer-Beschichtung ausreichender Dicke aufgebracht ist. Diese Elastomer-Anformungen können die Trommelinnenoberflä­ che 26 abstreifen oder abwischen.

Ein Mischwerkzeug 10 kann innerhalb einer Trommel befestigt werden. Ein Mischarm 12 des Mischwerkzeugs 10 kann an einer drehbar gelagerten Welle gehalten werden. Ein an dem Misch­ arm 12 angebrachter Mischkörper 11 ist dabei zur Trommelin­ nenoberfläche hin ausgerichtet. An der Außenoberfläche 14 des Mischkörpers 11 sind ein oder mehrere stabförmige Räum­ elemente 13 mit einer ausgeprägten Mischkante 18 angebracht. Es wurde ein einfach aufgebautes Mischwerkzeug entwickelt, durch dessen Verwendung nahezu sämtliche mischbaren Schütt­ güter und/oder Produktmassen bearbeitet werden können, ohne daß es im Bereich zwischen Trommelinnenoberfläche und Misch­ körper 11 zur Bildung von Produktansätzen kommen kann.

Claims (8)

1. Mischwerkzeug (10; 24) zur Befestigung innerhalb einer Trommel (20),
dessen Mischarm (12; 23) an einer drehbar gelagerten Welle (22) gehalten und dessen an dem Mischarm (12; 23) angebrachter Mischkörper (11; 28) zur Trommelinnenober­ fläche (26) ausgerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Außenoberfläche (14) des Mischkörpers (11; 28) ein oder mehrere stabförmige Räumelemente (13; 27) angebracht sind, die bei einer Drehungsbewegung der Wel­ le (22) Bereiche der Trommelinnenoberfläche (26) über­ streichen.

2. Mischwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Räumelement (13; 27) eine ausgeprägte Mischkan­ te (18; 29) aufweist.

3. Mischwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Räumelemente (13; 27) derart an dem Mischwerk­ zeug (10; 24) angebracht sind, daß ein Räumelement (13; 27) infolge der Drehbewegung der Welle (22) nach Bear­ beitung seines Bearbeitungsbereichs anschließend durch einen Bearbeitungsbereich des anderen Räumelements (13; 27) geführt wird.

4. Mischwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumelemente (13; 27) eine Krümmung mit einem Krümmungsradius aufweisen, der auf den Trommelradius abgestimmt ist.

5. Mischwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Umlaufrichtung der Mischwerkzeuge (10; 24) hinteres Ende (16) eines Räumelements (13; 27) weiter von der Trommelinnenoberfläche (26) beabstandet ist als ein in Umlaufrichtung der Mischwerkzeuge (10; 24) vor­ deres Ende (15) des Räumelements (13; 27).

6. Mischwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumelemente (13; 27) eine Materialbeschichtung aufweisen.

7. Mischwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Trommelinnenoberfläche (26) gerichtete Rüc­ kenfläche der Räumelemente (13; 27) mit einer Elasto­ mer-Beschichtung versehen ist, die zur Anlage an der Trommelinnenoberfläche (26) ausgebildet ist.

8. Mischwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumelemente (13; 27) an dem Mischwerkzeug (10; 24) angeformt oder angeschweißt sind.