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Die Erfindung betrifft eine Dispergiervorrichtung zum allseitigen Benetzen von Primärteilchen, wie pulverigen Stoffen, Farbpigmenten, Füllstoffen und dergleichen, vorzugsweise mit mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Dispergierscheiben, von denen mindestens eine mit einer Dispergierwelle verbunden ist, mit Zähnen oder Aussparungen, die radial außen an den Dispergierscheiben angeordnet sind.
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Überblick über die Erfindung:
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Diese Dispergiervorrichtungen – auch Dispergierwerkzeuge genannt – sind jeweils am Ende einer senkrecht in das Mischgut tauchenden Dispergierwelle angeordnet. Unter Dispergieren versteht man im vorliegenden Falle das allseitige Benetzen von Primärteilchen pulveriger Stoffe, wie z. B. Farbpigmente, Füllstoffe und dergleichen, die in der Regel beim Einschütten in die Flüssigkeit Agglomerate bilden.
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Zur Erreichung einer gleichmäßigen Primärteilchenbenetzung, ist die Übertragung einer hohen Leistung auf das Mischgut erforderlich. Aus diesem Grund muss eine hohe Feststoffkonzentration gewählt werden, um beim Dispergierprozess ein Verspritzen zu vermeiden. Erst nach Erreichen einer homogenen Benetzung darf auf die Gebrauchskonsistenz verdünnt werden. Hierdurch wird verständlicherweise das Benetzen der pulverigen Stoffe, die oftmals verschiedener Art und Dichte sind, problematisch und zeitaufwendig.
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Dispergieren, in der vorher beschriebenen Form, unterscheidet sich stark von einem vielfach in der Chemie vorkommenden einfachen Rührvorgang, bei dem oftmals nur Flüssigkeiten untereinander oder Flüssigkeiten mit geringem Anteil von pulverigen Stoffen vermischt oder hergestellt werden.
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Aus der
DE 36 16 203 A1 ist ein Rührwerk bekannt, das vorzugsweise eine kreisrunde Kopfscheibe und eine kreisrunde Fußscheibe aufweist, zwischen denen mittig senkrecht zu den Scheiben eine Zwischenplatte angeordnet ist.
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Aus der
DE 34 38 766 A1 ist eine Dispergiervorrichtung bekannt mit einem um seine Mittelachse drehbaren, angetriebenen Umlenker, der aus einer Drehwelle und einer im Bereich des unteren Endes der Drehwelle angeordneten Rotorscheibe besteht, wobei die Scheibenebene gegenüber der Achse der Drehwelle geneigt ist und wenigstens eine Durchtrittsöffnung aufweist.
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Aus der
DE 26 44 326 A1 ist ein Mischerkopfstück bekannt, das aus zwei koaxial übereinander liegenden Scheiben besteht, zwischen denen Messer angeordnet sind. Die Scheiben weisen im Wesentlichen radial verlaufende Schlitze auf, an deren Hinterkante ein Schenkel mit rechtwinklig ausgebildeten Messern angeordnet ist.
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Aus der
DE 1 941 831 PS ist ein Werkzeug bekannt, das an einem Ende an einer Antriebswelle befestigt ist, das eine Scheibe aufweist, auf deren Oberfläche radial verlaufende Flügel befestigt sind, deren Oberseiten mit einem Kranz befestigt sind.
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Aus der
DE-OS 18 14 506 ist ein Rührwerkzeug bekannt, das einen am Ende einer Spindel angeordneten Rührkopf aufweist, der aus mehreren ringförmigen Rührscheiben besteht, die durch Distanzscheiben auf Abstand gehalten sind und durch Schrauben zusammengedrückt werden.
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Aus der
US 44 51 155 ist ein Mischwerkzeug bekannt, an dessen Welle mehrere parallele ringförmige Rührscheiben befestigt sind, von denen einige eine innere Öffnung zum Ansaugen des Mischgutes aufweisen. Das Verhältnis des Durchmessers der Rührscheiben zu der gesamten Höhe des Rührwerkzeuges beträgt 8:1.
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Aus der
DE 82 34 623 U1 ist eine Rührvorrichtung zum Mischen von Stoffen bekannt, bei der zwischen zwei im Abstand angeordneten koaxialen Scheiben, die mit Durchgangsöffnungen versehen sind, Rührscheiben angeordnet sind. Durch Anbringen von weiteren Rührscheiben auf den Außenseiten der Scheiben soll die Mischwirkung verbessert werden.
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Aus der
US 36 30 636 ist eine Rührvorrichtung bekannt, die aus zwei parallel angeordneten Rührscheiben besteht. Die Rührscheiben weisen auf beiden Seiten Ablenkbleche auf, die das Mischgut durch in Rotationsrichtung vor den Ablenkblechen angeordneten Bohrungen drücken sollen.
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Aus der
US 30 30 083 ist eine Rührvorrichtung bekannt, die aus zwei parallel angeordneten Rührscheiben besteht, die Saugbohrungen aufweisen. Ferner sind auf den Rührscheiben Ablenkbleche angeordnet.
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Aus der
US 48 13 787 ist eine Rührvorrichtung bekannt, die aus zwei parallel angeordneten Rührscheiben besteht, deren Enden Zähne aufweisen. Ferner sind auf den Rührscheiben Saugbohrungen angeordnet.
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Aus der
DD 42 040 ist eine Rührvorrichtung bekannt, die zwei auf einer Welle angeordnete Scheiben aufweist, die in Umlaufrichtung abwechselnd verschieden gegen die Rotationsebene verlaufende Flächenbereiche aufweist. Ferner ist die Vorrichtung mit Zähnen versehen.
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Aus der
US 2464588 ist eine Rührvorrichtung bekannt, bei der die Scheiben mit lösbaren Verbindungsstegen miteinander verbunden sind.
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Das Problem von metallischen Rührvorrichtungen liegt darin, dass sie bei entsprechend körnigem oder rauem Mischgut im Einzelfall eine hohe Abnutzung aufweisen, und somit Metall in das Mischgut eintritt und ein häufiger Austausch des Mischwerkzeugs notwendig wird.
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Überblick über die Erfindung:
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Aufgabe der Vorrichtung ist eine Scheibe bereitzustellen, die eine hohe laminare Strömung, auch beim Hinzugeben von pulverigen Stoffen, aufrecht erhält, was insbesondere Anforderungen an das Strömungsverhalten der Scheibe stellt, und die gleichzeitig eine geringe Abnutzung und geringen Abrieb sicherstellt.
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Gelöst werden diese Aufgaben durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Im Allgemeinen handelt es sich um eine Dispergiervorrichtung zum allseitigen Benetzen von Primärteilchen pulveriger Stoffe, mit mindestens einer Dispergierscheibe, die ausgebildet ist, um mit einer Dispergierwelle verbunden zu werden, mit Ausnehmungen oder Zähnen, die radial außen an der Dispergierscheibe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispergierscheibe einen Kern aus Metall hat, der durch hochverschleißfestes Polyurethan, PU, oder Polyethylen, PE, ummantelt ist.
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Die PU-Ummantelung definiert sich durch folgende Härtebereich 65–96 Shore A / 17–57 Shore D; und/oder Zugfestigkeit = 33–45 N/mm2; und/oder Einsatztemperatur = –25 / +90 °C. Weitere Parameter und Parameterbereiche sind den Tabellen eins und zwei zu entnehmen.
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Die Eigenschaften der PE Ummantelung definieren sich durch eine Verwendung des PE von –85 °C bis +90 °C und/oder einen Härtebereich 45–73 Shore D, und/oder dass es beständig gegen fast alle polaren Lösungsmittel (T < 60 °C), Säuren, Laugen, Wasser, Alkohole, Öl ist. Auch der EX-Schutz ist von Interesse.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist der Metallkern aus Edelstahl (V2A/V4A) gefertigt und die PU-Ummantelung oder PE-Ummantelung ist gegossen oder Plattenmaterial, das entsprechend gefräst wurde. Nach dem Giesprozess erfolgt eine spannende Bearbeitung. Die spannende Bearbeitung kann Konturen, wie die Randbearbeitung vornehmen. Weiterhin kann durch die Bearbeitung ein Bereich freigelegt werden, an dem die Scheibe mit einer Welle verbunden wird. Durch das freilegen dieses Bereiches kann eine dauerhafte und stramme Verbindung zwischen der Welle und der Scheibe und somit dem Werkzeug erreicht werden. In der Regel wird die Scheibe hierbei auf die Welle durch konusförmige Muttern geschraubt.
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Dadurch, dass im Bereich der Aufnahme der Welle keine PE Ummantelung oder PU Ummantelung vorhanden ist, kann eine unmittelbare Verbindung des Metallkerns zu der Welle gegeben sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine zweite Dispergierscheibe vorhanden, die beabstandet parallel entlang der Achse der Welle zu der ersten Dispergierscheibe angeordnet ist, wobei die erste und zweite Dispergierscheibe durch Verbindungsstege miteinander verbunden sind, die konzentrisch auf den Dispergierscheiben befestigt sind, wobei die Verbindungsstege ebenfalls mit einer PU-Ummantelung oder PE-Ummantelung versehen sind.
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In einer möglichen Ausführungsform sind die Verbindungsstege mit den Dispergierscheiben verschraubt, wobei die Schrauben tief versenkt sind, um keinen Abrieb zu ermöglichen. Dieser Ansatz wird immer dann gewählt, wenn der metallische Kern der Dispergiervorrichtung aus seinen Komponenten nach der PU-Ummantelung oder der PE-Ummantelung zusammengesetzt wird. Hierbei werden die einzelnen Komponenten getrennt voneinander ummantelt, um dann anschließend zusammengesetzt zu werden. Beim Zusammensetzen ist es vorteilhaft, wenn die metallischen Komponenten einen direkten Kontakt zueinander herstellen können; dies stellt sicher, dass keinerlei Spiel entsteht und ein strammes Zusammenfügen erreicht wird. In einer alternativen Ausführungsform werden die metallischen Komponenten bereits im Vorfeld zusammengesetzt, dies kann durch Schweißen oder Schrauben erfolgen, wobei nach dem Zusammensetzen eine Ummantelung mit PU oder PE erfolgt.
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Um eine möglichst geringe Abriebs-Fläche zu erreichen, werden die Schrauben sehr tief versenkt und in einer bevorzugten Ausführungsform mit einem PU oder PE-Stopfen abgedeckt, so dass die Schrauben nicht mit dem Mischgut in Kontakt kommen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind im Bereich der Verbindungsstege keine PU oder PE Ummantelungen vorhanden, so dass der Metallkern der Verbindungsstege mit dem Metallkern der Dispergierscheibe in Kontakt ist.
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Die Verbindungsstege haben vorzugsweise eine Länge von einem Fünftel bis einem Zwanzigstel des Außendurchmessers der Dispergierscheibe.
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In einer möglichen Ausführungsform gibt es eine Vielzahl von austauschbaren Verbindungsstegsätzen in mehreren unterschiedlich Längen, die die Dispergierscheiben beabstandet zueinander halten.
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Die Verbindungsstege sind konzentrisch zur Dispergierwelle angeordnet. In einer möglichen Ausführungsform sind zwei Sätze von Verbindungsstegen vorhanden, die jeweils auf einer anderen Kreisbahn mit unterschiedlichem Radius konzentrisch zur Dispergierwelle angeordnet sind. Somit ergibt sich, dass die Verbindungsstege parallel zueinander auf zwei Kreisbahnen angeordnet sind, und dabei beabstandet sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Verbindungsstege versetzt auf der Kreisbahn angeordnet, so dass sie sich nicht unmittelbar entlang des Radius auf den Kreisbahnen gegenüberstehen.
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In einer möglichen Ausführungsform sind die Verbindungsstege kreisrund oval oder weisen bestimmte rechteckige Querschnittsformen auf, die einen Einfluss auf das Strömungsverhalten haben können. So kann eine Seite abgeflacht sein, die in Rotationsrichtung ausgebildet ist, um eine Keilform aufzuweisen, die sich in das Mischgut drängt. Die Verbindungsstege sind in einem vorbestimmten Anstellwinkel gegen eine, die Dispergierwelle zentrisch durchlaufende Radiale, angestellt, so dass der Anstellwinkel in Rotationsrichtung strömungsgünstig ausgerichtet ist.
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Die Anstellwinkel der Verbindungsstege sind kleiner als 90°, vorzugsweise 70° bis 85°.
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Die Dispergierscheiben weisen in ihrem äußeren Bereich ringsegment-förmige Nuten auf, die umlaufend angeordnet sind. Andere Formen wie Zähne oder Vorsprünge sind ebenfalls denkbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die untere Dispergierscheibe eine zentrische Wellenbohrung auf, in der sie mit der Dispergierwelle vorzugsweise über Befestigungsmittel verbunden ist.
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Die obere Dispergierscheibe weist eine zentrisch angeordnete Wellenbohrung auf, die gegenüber der Dispergierwelle frei liegt.
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Der Innendurchmesser der Wellenbohrung der Dispergierscheibe, die nicht mit der Dispergierwelle verbundenen ist, ist größer als der Innendurchmesser der Dispergierscheibe, die mit der Dispergierwelle an der Wellenbohrung verbundenen ist.
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Die Dispergierscheiben können unterschiedliche oder gleiche Außendurchmesser aufweisen.
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Die möglichen Eigenschaften des PE und des PU Materials werden in den Tabellen 1 und 2 weiter unten beschrieben, wobei alle möglichen Merkmalskombinationen und Eigenschaften-Kombination abgedeckt sein sollen. Es ist nicht notwendig dass alle Kombinationen von Merkmalen für das Material zutreffen, sondern es können auch Teile der Merkmale nur gültig sein, soweit die Merkmale für eine hohe Abriebfestigkeit stehen. Es ist zu beachten, dass, je nach Material, der Metallkern entweder vollständig eingegossen werden kann, nachdem dieser zusammengesetzt wurde oder es werden lediglich Komponenten eingegossen, die dann später zusammengesetzt werden. Hierbei besteht der Metallkern in einer möglichen Ausdrucksform aus zwei oder mehreren Scheiben, die durch Stege miteinander verbunden sind. Sollte das Material PE oder PU Material dazu nicht in der Lage sein, so werden entsprechende Ummantelungen aus einem flächigen Material herausgefräst. Diese Ummantelungen werden dann auf den Metallkern aufgeschraubt, aufgeklebt oder in einer anderen Form befestigt. Hierbei ist zu beachten, dass die Befestigung so zu erfolgen hat, insbesondere die Verschraubung, dass keinerlei zusätzliche metallische Reibungsoberflächen entstehen. Bei der Ummantelung durch flächiges Material, wird für jede Scheibe eine obere und eine untere Ummantelung aus einem flächigen Material herausgefräst. Zwischen die obere und untere Ummantelung wird dann der Metallkern eingelegt, um dann die Platten mit dem Metallkern zu verbinden. In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies durch Schrauben oder Kleben. Entsprechend werden die Stege ebenfalls mit Hülsen umgeben, in die die Metallstege eingeschoben werden. Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Figurenbeschreibung:
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Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben:
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Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften des PE
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Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften des PU
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer mit PU beschichteten Diespergiervorrichtung;
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2 zeigt den Ausschnitt, des in 1 definierten Bereichs einer PU Dispergierscheibe
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3 zeigt die Draufsicht auf eine PU der Dispergierscheibe
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4 zeigt die schematische Seitenansicht einer PE Dispergiervorrichtung;
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5 zeigt den in 4 definierten Ausschnitt der PE Dispergierwellen-Vorrichtung;
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6 zeigt eine Draufsicht auf eine PE Dispergiervorrichtung;
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Beschreibung der Ausführungsform
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Im Folgenden werden einige besondere Charakteristika des PE Materials dargestellt.
- • Temperaturbeständigkeit, Dauergebrauchstemperatur von –150 °C bis +90 °C
- • Dichte (spezifisches Gewicht) 0,93–0,94 g/cm3
- • Brandklasse, Baustoffklasse B2, normal entflammbar nach DIN 4102-1
- • hohe Zähigkeit (auch bei niedrigen Temperaturen, Minusgraden)
- • sehr gute Gleiteigenschaften (abriebfester als PE-HD)
- • sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme (< 0,01 %)
- • geringe Wasserdampfdurchlässigkeit
- • antiadhäsive Oberfläche
- • sehr gute Spannungsrissbeständigkeit, hohe Reißdehnung (besser als bei PE-HD)
- • besonders hohe Schlagzähigkeit, Abriebfestigkeit und Verschleißfestigkeit
- • lange Lebensdauer
- • exzellente chemische Beständigkeit (besser als bei PE-HD) gegen Säuren, Salze, Salzlösungen, Laugen, Alkohol, Alkalien, Öl, Fett, Wachs und fast alle Lösungsmittel
- • sehr gute elektrische und dielektrische Isoliereigenschaften
- • PE 1000 ist leicht zu bearbeiten, verarbeiten
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Hierdurch wird sichergestellt, dass ein
- • ausgezeichneter mechanischer Verschleißwiderstand
- • hohe Stoßelastizität, auch bei harten Einstellungen
- • hoher Weiterreißwiderstand
- • niedriger Druckverformungsrest
- • hohe UV-Beständigkeit
- • nicht leitfähig und damit nicht für den Einsatz im Ex-Bereich geeignet.
- • extreme Verschleißfestigkeit auch bei abrasiven Einsätzen
- • hervorragende Gleiteigenschaften
- • hohe Kerbschlagzähigkeit
- • sehr gute Chemikalienbeständigkeit
- • hervorragende Stoß- und Schlagdämpfung
- • gute Antihafteigenschaften
- • keine Feuchtigkeitsaufnahme
- • lebensmittelrechtlich zugelassen (eU und fda)
- • sehr gute Leitfähigkeit (Oberflächenwiderstand < 105 Ohm) = antistatisch
- • für Geräte und Maschinen geeignet, die der Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) unterliegen
- • PE-Werkstoff ist für den Ex-Bereich geeignet
- • sehr helles Pigment
geben sind.
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In der Regel wird PE in Plattenform verarbeitet, um dann die Metallkerne mit einzelnen plattenförmigen Segmenten einzukleiden, die dann verschraubt bzw. verklebt werden. Bis auf die Metallkerne der Scheiben werden alle Teile spanend hergestellt. Beide Scheiben weisen PE-Ummantelungen auf, die durch runde Verbindungsstege verbunden sind. Hierdurch kann erreicht werden, dass sehr wenig offene Metallflächen im Bereich der aktiven Rührflächen vorhanden sind.
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Polyurethan-Elastomere (PU) sind Werkstoffe, die im Polyadditionsverfahren aus Polydiolen und Diisocyanaten nach der Gießmethode hergestellt werden. Die diesen Stoffen zugrunde liegende Elastizität beruht auf dem für kautschukelastische Stoffe typischen räumlichen Netzwerk.
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Der Aufbau von PUR-Elastomeren ist als eine Kombination von Weich- und Hartsegmenten zu betrachten, wobei Polydiol das Weich- und dementsprechend Diisocyanat das Hartsegment bildet. Durch Änderung des Mengenverhältnisses der beiden Grundkomponenten ist somit auf einfache Weise eine große Variationsbreite hinsichtlich der Materialhärte zu erzielen. Neben diesen Typen sind weitere Sondereinstellungen möglich. Dies gilt insbesondere für die nicht aufgeführten Härteeinstellungen zwischen 65 und 95 Shore A. Darüber hinaus können gewisse Eigenschaften durch Einarbeitung entsprechender Zusätze weiter verbessert werden, z.B. Hydrolysestabilität, Oberflächenwiderstand oder Gleitverhalten.
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Wegen der guten mechanischen Eigenschaften werden die PUR-Elastomere vor allem dort verwendet, wo die Beanspruchung für die bekannten Natur- und Synthese Kautschuke zu groß wäre. Anderseits bietet PUR ein elastisches Verhalten, das bei keinem thermoplastischen Kunststoff zu finden ist. Es sind somit folgende Eigenschaften zu finden.
- • sehr hohe mechanische Festigkeit
- • extrem verschleißfest
- • sehr hohe Schlagzähigkeit
- • gute Dämpfungswerte
- • hohe Weiterreißfestigkeit
- • sehr gute Witterungsbeständigkeit
- • beständig gegen Öle und Fette
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Es wird für jede der beiden Scheiben der Doppelsogscheibe ein Edelstahlträgerblech in einen PU-Kern eingegossen. Diese Kerne werden spanend bearbeitet und mit PU-ummantelten, runden Verbindungsstegen verbunden.
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Ziel ist es sehr wenig offene Metallflächen im Bereich der aktiven Rührflächen bereitzustellen.
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Die technischen Details der Materialien PE und PU können den Tabellen entnommen werden, die weiter unten aufgeführt sind.
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Die in der 1 dargestellte Mehrfachscheibe 100 besteht im Wesentlichen aus einer oberen Dispergierscheibe 11 und einer unteren Dispergierscheibe 12, die parallel zueinander und koaxial zu einer Dispergierwelle (nicht dargestellt) angeordnet sind. Die Dispergierscheiben 11 und 12 sind durch die Verbindungsstege 15 miteinander verbunden. Die Dispergierscheiben 11 und 12 sind dadurch in einem gleichmäßigen Abstand 30 zueinander gehalten und ausgerichtet. Die Verbindungsstege 15 sind rund ausgebildet, wobei auch rechteckige Formen möglich sind, so dass die Seitenflächen großflächiger sind. Ovale Formen der Verbindungsstege 15 sind ebenfalls denkbar, da auch diese flächige Seiten aufweisen.
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Die obere Dispergierscheibe 11 ist mit einer konzentrisch angeordneten Saugöffnung 20 versehen, während die untere Dispergierscheibe 12 geschlossen ist. Die untere Scheibe weist lediglich eine Bohrung 26 auf, durch die eine Schraube geführt wird, um die Scheibe mit der Welle zu verbinden. Den Figuren ist ebenfalls zu entnehmen, dass die untere Scheibe im Verbindungsbereich 27 mit der Welle keinerlei Beschichtung bzw. Ummantelung aufweist. In diesem Bereich wird das Metall der Welle mit dem Kern der Scheibe unmittelbar zusammengebracht. Die Welle weist in der Regel einen deutlich geringeren Durchmesser auf als die Saugöffnung der oberen Scheibe. Die Welle weist in der Regel an ihrem Ende konisch verlaufende Teller auf, die sich nach außen verjüngen, wobei zwei Teller zum Festklemmen der Scheibe dienen. Es gibt in der Regel zwei nicht dargestellte konische Teller, die an beiden Seiten der unteren Dispergierscheibe angeordnet sind, die dann durch Schrauben miteinander verbunden sind.
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Die Dispergierscheiben 11, 12 weisen an ihren Außenumfängen bogenförmige Aussparungen 16 auf, die eine laminare Strömung erzeugen. Insbesondere aus den 3 und 6 ist ersichtlich, dass bogenförmige Aussparungen abwechselnd an der oberen und unteren Kante der Dispergierscheiben angeordnet sind.
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Die Verbindungsstege 15 sind durch lösbare Verbindungsmittel 5, 24 mit den Dispergierscheiben 11, 12 verbunden. Wie die 1, 2, 4, 5 im Detail zeigen, sind die Verbindungsmittel 5, 24 Schrauben, die in Gewinde in den Stirnflächen der Verbindungsstege 15 geschraubt werden können.
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Die Verbindungsstege 15 erstrecken sich von der Dispergierscheibenoberseite 25 der unteren Dispergierscheibe 12 zu der Dispergierscheibenunterseite 26 der oberen Dispergierscheibe 11. Die Verbindungsstege 15 sind konzentrisch zu der Dispergierwelle 14 an den Dispergierscheiben 11, 12 befestigt. Durch das Fehlen von Befestigungsflanschen, entspricht die Länge der Verbindungsstege 15 im Wesentlichen dem Abstand zwischen der oberen Dispergierscheibe 11 und der unteren Dispergierscheibe 12. Die Außendurchmesser 31 der Dispergierscheiben 11, 12 sind dabei ca. fünf bis zwanzigmal größer als es der Länge der Verbindungsstege 15 entspricht.
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In einer möglichen Ausführungsform weisen die Verbindungsstege 15 eine abgeflachte Seitenkante 24 auf, die vorzugsweise der Rotationsrichtung zugewandt ist. Hierdurch werden unkontrollierte Verwirbelungen vor den durch die Rotationsbewegung mit Dispergiergut beaufschlagten Seiten vermieden. Andere bekannte strömungsgünstige Formen der Verbindungsstege 15 sind ebenfalls denkbar, soweit sie die Strömungsrichtung kontrollierbar beeinflussen.
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Um den Saugeffekt zu verbessern und somit die laminare Strömung zu erhöhen, können die Verbindungsstege in einem vorbestimmten Anstellwinkel gegenüber einer durch den Mittelpunkt der Dispergierwelle verlaufenden Radialen 32 ausgerichtet sein. Die Anstellwinkel der Verbindungsstege 15 sind dabei kleiner als 90°, vorzugsweise sind 70° bis 85° vorgesehen. Bei der Rotationsbewegung wird hierdurch das – nicht dargestellte – üblicherweise hochviskose Dispergiergut von den abgeflachten Seitenkanten der Verbindungsstege von radial innen nach radial außen gelenkt. Dabei erfolgt eine innige Benetzung der – nicht dargestellten – pulverigen Primärpartikel, beispielsweise Farbpigmenten und dgl. durch die üblicherweise hochviskose Trägersubstanz, beispielsweise ein Flüssigharz.
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Durch die lösbaren Verbindungsmittel ist es möglich, einen aus einer Vielzahl von gleichlangen Verbindungsstegen 15 bestehenden Verbindungsstegsatz gegen einen anderen auszutauschen, der aus längeren oder kürzeren Verbindungsstegen besteht. Hierdurch kann der Abstand zwischen den Dispergierscheiben je nach Bedarf unterschiedlich festgelegt werden. Es ist ebenfalls die Möglichkeit gegeben, Dispergierscheiben mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder mit unterschiedlicher Zahnung miteinander zu kombinieren.
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Die Dispergierwelle wird vorzugsweise über ein – nicht dargestelltes – Getriebe und durch einen – nicht dargestellten Motor in Rotation versetzt. Speziell bei Dispergieranwendungen ist eine stufenlose Regelung des Motors bzw. des Getriebes wichtig, um optimale Dispergierergebnisse zu erreichen.
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Die Wellenbohrung der oberen Dispergierscheibe 11 weist einen größeren Innendurchmesser auf, als er dem äußeren Durchmesser der Dispergierwelle entspricht. Hierdurch entsteht die Saugöffnung 20. Die Dispergierwelle ist dadurch berührungsfrei durch die obere Dispergierscheibe 11 geführt. Bei der Rotation der Mehrfachscheibe 10 entsteht so ein Sog durch die Wellenbohrung 22, der eine laminare Strömung erzeugt.
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Die laminare Strömung durch die Wellenbohrung erstreckt sich hierbei weiter bis zum radial äußeren Randbereich der Mehrfachscheibe. Der Innendurchmesser der nicht mit der Dispergierwelle verbundenen Wellenbohrung der oberen Dispergierscheibe ist größer als der Innendurchmesser der mit der Dispergierwelle verbundenen Wellenbohrung der unteren Dispergierscheibe. Die Wellenbohrung der unteren Dispergierscheibe entspricht etwa dem Außendurchmesser der Dispergierwelle.
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Die Dispergierscheiben 11, 12 weisen gleiche Außendurchmesser auf. Bei einer anderen Ausführung weisen die Dispergierscheiben 11, 12 unterschiedliche Außendurchmesser auf.
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Zu beachten ist, dass die Befestigung der Stege mit den Dispergierscheiben über Schrauben erfolgt, wobei das Metall der Stege gegen das Metall der Kerne der Dispergierscheiben stößt. Ferner ist zu beachten dass es weitere Schrauben 10 gibt, die die Ummantelung auf der Dispergierscheibe befestigen. Die Verschraubung 10 ist so ausgebildet, dass die Köpfe der Schrauben tief in der Ummantelung versenkt sind. Die Ummantelung 7, 8, die in der Regel mit dem Kern der Dispergierscheibe verschraubt 10 wird, ist PE. Bei PU ist es möglich, dass die gesamte Scheibe vollständig eingegossen wird, wobei es die Option gibt, dass die Scheibe vollständig montiert ist mit den Stegen oder die Option gibt, dass die Stege nachträglich verbaut werden, wie in den 1–3 gezeigt. Bei PU wird die Scheibe dabei in einem ersten Schritt vollständig eingegossen. Danach wird die Scheibe spanend bearbeitet, um den Bereich 24, 25 festzulegen in dem die Stege angeordnet sind. Nach dem Verschrauben 24 der Stege wird ein entsprechender Stopfen/Abdeckung 25 eingeklebt, vorzugsweise mit Zweikomponentenkleber. Die Verwendung von Stopfen ist ebenfalls bei PE denkbar, setzt jedoch immer den richtigen Kleber voraus.
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Bei der Herstellung von PE beschichteten Dispergierwerkzeugen gibt es für Doppelscheiben einen unteren Metallkern 1, der ein flächiges PE-Material 2 an seiner Oberseite aufweist und ein flächiges PE-Material 9 an seiner Unterseite. Die beiden Materialien werden durch eine durchgehende Schraube 10 miteinander verbunden, so dass sie klemmend den Metallkern 1 der Dispergierscheibe umgeben. Die Dispergierscheibe selber ist durch eine Schraube 5 mit dem Verbindungssteg 15 verbunden. Der Verbindungssteg ist entsprechend durch eine PE Ummantelung 7 umgeben. Der Verbindungstege umfasst somit einen Metallkern 6, indem ein Gewinde ausgebildet ist, um die Schraube 5 aufzunehmen. Um die Aussparungen 16 auszubilden ragt entweder die obere oder die untere PE Ummantelung 2 über den Abschluss des Metallkerns 1 hinaus, so dass in diesem Bereich, in dem sich die Aussparungen befinden, dann kein Metall angeordnet ist. Bei der Herstellung der PE Scheibe ist somit festzuhalten, dass zuerst die inneren Schichten die zueinander gerichtet sind 2 und 4 auf den Metallkern angeordnet werden, danach wird der Steg 15 angeordnet und mit den Schrauben 5 befestigt, um dann abschließend die PE Ummantelung 8 und 9 zu montieren.
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Die 1–3 zeigen eine entsprechende Scheibe mit einer PU Ummantelung. Hierbei ist die PU Ummantelung ganzflächig um die Metallkerne gegossen und dann spanend bearbeitet. Danach wird eine Aussparung im Bereich der Verbindungsstege ausgearbeitet, so dass die Verbindungstege mit ihrem Metallkern auf dem Metallkern der Dispergierscheibe angeordnet sind. Um die Kerne der Verbindungstege ist eine Beschichtung 20 angeordnet, die ebenfalls bündig auf der dem Metallkern der Dispergierscheibe aufsetzt. Nachdem der Steg so eingeführt ist, wird der Steg durch eine Schraube 24 auf beiden Seiten jeweils befestigt, um dann mit einem Stopfen 25 die Bohrung abzudecken und somit keinerlei metallischen Kontakt zuzulassen. Das PU Material 21 umgibt somit vollständig die Scheibe.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- unterer Metallkern der Dispergierscheibe
- 2
- PE-Material der unteren Dispergierscheibe
- 3
- oberer Metallkern der Dispergierscheibe
- 4
- PE-Material der oberen Dispergierscheibe
- 5
- Schraube zum befestigen des Verbindungsstegs
- 6
- Metallkern des Verbindungssteg
- 7
- PE-Ummantelung des Verbindungsstegs
- 8
- obere PE-Ummantelung der oberen Dispergierscheibe
- 9
- untere PE-Ummantelung der unteren Dispergierscheibe
- 10
- PE-Befestigungsschraube
- 11
- obere Dispergierscheibe
- 12
- untere Dispergierscheibe
- 13
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- 14
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- 15
- Verbindungssteg
- 16
- Aussparung
- 20
- Saugöffnung
- 21
- PU-Ummantelung
- 22
- Ummantelung des Verbindungsstegs
- 24
- Schraube
- 25
- Stopfen
- 26
- Bohrung
- 27
- beschichtungsfreier Verbindungsbereich für die Welle
- 100
- Mehrfachscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3616203 A1 [0005]
- DE 3438766 A1 [0006]
- DE 2644326 A1 [0007]
- DE 1941831 [0008]
- DE 1814506 A [0009]
- US 4451155 [0010]
- DE 8234623 U1 [0011]
- US 3630636 [0012]
- US 3030083 [0013]
- US 4813787 [0014]
- DD 42040 [0015]
- US 2464588 [0016]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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