DE2460676C2 - Rührwerk für eine offene Wanne - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rührwerk nach

dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Rührwerk dieser Art (DK-PS 13 517) sind quer zur Wanne zwei nebeneinander liegende Rührstangen vorgesehen, die an den Kurbelzapfen einer im Laufkatzenrahmen drehbaren Kurbelwelle schwenkbar gelagert sind. Oberhalb der Achse der Kurbelwelle überspannt ein Querjoch den Rahmen der Laufkatze. In diesem Querjoch sind Schubstangenlager für die nach oben verlängerten Enden der Rührstangen und zur Kurbelachse parallele Achsen schwenkbar befestigt Die Laufkatze fährt mit Rollen auf den Rändern der Wanne. An der Außenseite der Laufkatze ist ein Schneckengetriebe angebracht, das über Kegelräder die Kurbelwelle zu einer Drehung antreibt Dabei bewegen sich die Rührstangen mit ihren Rührflügeln in der Wanne auf und ab und gleichzeitig in Längsrichtung der Wanne. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß in Folge der oberhalb der Kurbelachse liegenden Achse der Schubstangenlagerung, die die Führungseinrichtung bildet, der Rührflügel eine etwa nierenförmige Bewegungskurve beschreibt Dadurch entfernt er sich nach Verlassen des unteren Totpunkts des Kurbelzapfens relativ schnell vom Boden der Wanne. Ferner ergibt sich im obenliegenden Bereich der Bewegungsbahn des Rührflügels im Bereich des oberen Totpunktes des Kurbelzapfens eine geringfügige Absenkbewegung, so daß insgesamt die Bewegung verhältnismäßig unharmonisch verläuft Eine weitere Wirkung der oberhalb der Kurbelachse liegenden Achse der Führungseinrichtung besteht darin, daß fati gegebenem Kurbelradius, gegebenem Abstand zwischen der Achse und der Kurbelachse und gegebener Länge des Rührarmes die Bewegungsbahn des Rührflügels verhältnismäßig lang ist, so daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Kurbelzapfens übersetzt wird und sich der Rührflügel in Abschnitten seiner Bewegungsbahn außerordentlich schnei! bewegt Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der freie Abstand zwischen dem unteren Totpunkt des Kurbelzapfens und dem Boden der Wanne bei ucn vorerwähnten gegebenen Abmessungen verhältnismäßig gering ist und daß, um eine gemäßigte Bewegung des Rührflügels gewährleisten zu können, die Kurbelwelle bei großem Drehmoment verhältnismäßig langsam gedreht werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rührwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zum Rühren aufgewendete Energie wirksam genutzt und ein verbesserter-Sühreffekt erzielt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung erhält die Bewegungsbahn des Rührflügels eine annähernd elliptische Form, wobei die Hauptachse der Ellipse parallel zum Boden Wanne liegt. Anschließend an den unteren Totpunkt des Kurbelzapfens wird der Rührflügel verhältnismäßig lange auf einer Bewegungsbahn entlang dem Boden der Wanne bewegt, so daß er dort die tiefliegenden Schichten des Rührgutes gut bearbeitet. Die elliptische Bewegungsbahn gewährleistet ferner eine harmonische Bewegung des Rührflügels was zu einer verbesserten Rührwirkung führt. Bei gegebenen Abmessungen ist die Hauptachse der Ellipse kurzer als die Hauptachse der nierenförmigen Bewegungsbahn bei dem geschilderten bekannten Rührwerk, so daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Rührflügels im Rührgut im Verhältnis dazu geringer ist. Günstig ist ferner, daß die Bewegung auch sehr stetig erfolgt und der höchste Punkt der Bewegungsbahn dort liegt, wo der Kurbel-

zapfen seinen oberen Totpunkt durchläuft. Daß die Hauptachse der elliptischen Bewegungsbahn kürzer ist spielt keine Rolle, da die Laufkatze ohnedies in Längsrichtung verfahren wird. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung ergibt sich daraus, daß bei gegebenen Abniessungen der freie Abstand zwischen der Achse der Führungseinrichtung und dem Boden der Wanne größer ist, als bei dem bekannten Rührwerk, so daß der Aufbau aus Laufkatze und ihren Komponenten oberhalb der Wanne in einem geringeren Abstand zum Füllstandsniveau in der Wanne angebracht werden kann. Die Bauhöhe des Rührwerks insgesamt wird, dadurch niedriger. Die Kurbelwelle kann mit kleinerer Leistung angetrieben werden, da nahezu keine Obersetzung der Geschwindigkeit mehr stattfindet, sondern sogar eine Unlersetzung der Kurbelzapfen-Drehgeschwindigkeit erreichbar ist

Die Merkmale der Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rührwerkes. Sie werden näher anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen geschildert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Rührwerkes,

Fig.2 eine Draufsicht auf eine Laufkatze mit den Antriebseinrichtungen für ihre Fortbewegung und für die Bewegung der Rührflügel,

F i g. 3 eine gegenüber F i g. 1 vergrößerte Seitenansicht eines Rührwerksanns und seines Antriebs,

Fig.4 eine gegenüber Fig.3 weiter vergrößerte Stirnansicht der Rührwerksarme und ihres Antriebes,

Fig.5 eine vergrößerte Ansicht eines Gelenkanschlusses eines Rührwerksarms an einem Kurbelarm,

Fig.6 eine vergrößerte Darstellung des Gelenkanschlusses eines Rührflügels,

F i g. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 8 eine Stirnansicht der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform,

F i g. 9 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 9-9 in Fig. 7,

Fig. 10 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 10-10 in Fig.7 mit einer anderen Ausführung des Gelen kansch I usses eines Rührflügels und

Fig. II eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 10.

Bei der Bereitung von Hüttenkäse wird das zu verarbeitende Gut in eine durch Seitenwände 12, 14 und einen Boden 16 begrenzte Wanne 10 gepumpt oder sonstwie eingebracht. Das zu verarbeitende Gut wird während gewisser Verfahrensschritte dauernd gerührt Ein dazu verwendetes Rührwerk hat eine Laufkatze 18, welche auf einer Schiene 20 in Längsrichtung beweglich ist. Die Schiene erstreikt sich in Längsrichtung über die Wanne 10. Unter dem Antrieb von nachstehend beschriebenen Einrichtungen vermag sich die Laufkatze entlang der Schiene über die gesamte Länge der Wanne zu bewegen. Ein Paar an der Laufkatze aufgehängter und in die Wanne 10 hineinragender Rührwerksarme 22,24 sind zusammen mit der Laufkatze durch die Wan· go ne hindurch bewegbar. Die Rührwerksarme 22 und 24 haben den gleichen Aufbau, weshalb im folgenden nur der Rührwerksarm 22 im einzelnen beschrieben ist. Entsprechende Teile des anderen Rührwerksarms 24 sind mit den gleichen Bezügszeichen unter Zusatz des Buchstäben »a« bezeichnet.

Der Rührwerksarm 22 trägt einen Rührflügel 26 am unteren Ende einer Stange 28. Das obere Ende der Stange 28 ist an einem Kurbelarm 30 angeienkt. welcher seinerseits fest an einer drehbaren Welle 32 sitzt. Der Gelenkanschluß der Stange 28 setzt sich aus einem an ihrem oberen Ende sitzenden Winkel 36 und einem an diesem und am Kurbelarm 30 angreifenden Zapfen 34 zusammen.

Durch Drehung des Kurbelarms 30 wird die Stange 28 mit dem Rührflügel 26 in der in der Wanne 10 enthaltenen Masse in auf und ab gehende Bewegung gesetzt. Zur Führung des Rührflügels entlang einer bestimmten Bahn dient eine am mittleren Teil der Stange angreifende Führungseinrichtung 38. Diese weist einen Rollenkäfig 40 auf, welcher mittels eines Zapfens 44 schwenkbar an einem in bezug auf die Laufkatze 18 feststehenden Teil 42 angelenkt ist. Der Rollenkäfig 40 weist eine vordere und eine hintere Wandung 46 bzw. 48, ein Paar sich zwischen den Wandungen erstreckender Wellen 50, 52 und ein Paar auf diesen gelagerter Rollen 54,56 auf. Die Rollen greifen einander gegenüber an der Stange 28 an. Die auf diese Weise von der Füh.vsigseinrichtung 38 gehaltene Stange 28 nimmt bei ihrer Auf- und Abbewegung verschiedene Winkelstellungen ein, von denen in Fig. 1 und 3 jeweils zwei dargestellt sind, so daß sich der Rührflügel 26 senkrecht und waagerecht bewegt und je "iach Länge des Kurbelarms eine etwa kreisförmige oder elliptische Umlaufbahn beschreibt.

Die Laufkatze 18 hat einen Boden 58 und ruht mit einer Anordnung von Rollen 60 auf der Schiene 20. Diese hat paarweise angeordnete Gurte 62, 64, zwischen denen die Rollen 60 geführt sind. Die Antriebe für die Bewegung der Laufkatze und der Rührwerksarme sind auf dem Boden 58 der Laufkatze untergebracht.

Der Antrieb für die Rührwerksarme hat einen Motor 68, welcher über einen Keilriemen 72 mit einem Untersetzungsgetriebe 70 verbunden ist. Die Abtriebswelle 74 des Getriebes 70 ist über einen Kettentrieb 76 mit der Kurbelachse 32 verbunden. Der wirksame Durchmesser der Scheibe 78 des Riementriebs 70 ist mittels einer Kurbel 80 verstellbar. Durch Veränderung des vom Keilriemen 82 beaufschlagten Durchmessers der Scheibe /8 läßt sich die Eingangsdrehzahl des Getriebes und damit auch die Antriebsgeschwindigkeit des Kettentriebs und der Kurbelachse 32 variieren. Dar Aufbau und die Wirkungsweise von Riementrieben mit veränderlichem wirksamen Durchmesser der Riemenscheiben ist allgemein bekannt und braucht deshalb nicht näher erläutert zu werden.

Der Antrieb für die Bewegung der Laufkatze ist ähnlich dem für die Bewegung der Rührwerksarme und hat einen Motor 84, einen Keilriementrieb 86, ein Untersetzungsgetriebe 88 und einen Kettentrieb 90, welcher ein^ Welle 92 antreibt. Ein Paar der Rollen 60 sitzen an der Welle 91* und dienen dem Bewegungsantrieb der Laufkatze. Die Riemenscheibe 94 des Antriebs der Laufkatze hat wie die Riemenscheibe 78 einen verstellbaren wirksamen Durchmesser und gestattet das Einstellen der Bewegungsgeschwindigkeit der Laufkatze.

Die die Führungseinrichtung 38, 38a tragenden Teile 42, 42a sitzen an einem waagerecht angeordneten Profilstab 96, welcher mittels Trägern 98 und Winkelstreben 100 starr an der Unterseite der Laufkatze- befestigt ist. Auf diese Weise sind die Führungseinrichtungen 38, 38a fest mit der Laufkatze verbunden und bewegen sich zusammen mit dieser

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die beiden Kurbelarme 30 und 30a sind zueinander versetzt, so
daß sich der eine Rührwerksarm 28 am unteren Tot-

punkt befindet, wenn der andere Rührwerksarm 28a am oberen Totpunkt ist. Der Kurbelarm 30 dreht sich in F i g. 3 im Uhrzeigersinn und zieht dabei das obere Ende der Stange aufwärts und nach links, so daß sich ihr unteres Ende unter Verschwenkung der Führungseinrichtung 38 um den Zapfen 44 aufwärts und nach rechts bewegt. Damit bewegt sich also das untere Ende der Stange im Gegenzeigersinn und erreicht seinen oberen Totpunkt, wenn sich der Kurbelarm 30 am oberen Totpunkt befindet, worauf es sich dann, wie in Fig. 1 ge- ίο zeigt, abwärts und nach links bewegt, bis es die in F i g. 3 ausgezogen gezeichnete Stellung im unteren Totpunkt erreicht. Solange sich die Laufkatze dabei nicht fortbewegt, beschreiben die Rührflügel je nach der Länge der Kurbelarme und/oder der Stange 28 etwa elliptische oder kreisförmige Bahnen. Dadurch wird die in der Wanne vorhandene Masse in ganzer Tiefe gründlich durchgerührt. Die in den unteren Schichten vorhandene Masse wird aufwärts und die in den oberen Schichten vorhandene abwärts getragen.

Wird die Laufkatze in Gang gesetzt, um sich entlang der Wanne zu bewegen, so ist dann die Auf- und Abbewegung der Rührflügel mit der waagerechten Bewegung in Längsrichtung der Wanne gekoppelt. Auf diese Weise ist dann eine gründliche senkrechte Durchmischung der gesamten in der Wanne enthaltenen Masse erzielbar. Wie man in Fig. 1 erkennt, beschreiben die Rührflügel bei der mit der Auf- und Abbewegung gekoppelten waagerechten Bewegung eine in Schleifen über die Länge der Wanne verlaufenden Bahn. Da der Antrieb für die Laufkatze und der für die Rührwerksarme unabhängig voneinander in ihrer Geschwindigkeit variierbar sind, läßt sich die Bewegungsbahn der Rührflügel mit größeren oder kleineren Schleifen bis hin zu glatten Wellen einstellen. Der Motor 84 ist selbsttätig. so daß sich die Laufkatze von einem Ende ihrer Bahn zum anderen Ende und zurück bewegt.

Die Rührflügel 26, 26a haben eine abgewinkelte Profilform und erstrecken sich jeweils etwa über die halbe Breite der Wanne, so daß eine Durchmischung der gesamten Masse gewährleistet ist. Bei der Auf- und Abbewegung der Rührflügel wird die Masse dank der abgewinkelten Profilform abwechselnd gehoben und niedergedrückt. Die Flügel können jedoch auch andere Form haben.

Die Rührflügel 26 und 26a sind um im wesentlichen quer zur waagerechten Bewegungsrichtung verlaufende Achsen schwenkbar. Wie man in F i g. 4 erkennt, stehen an der Oberseite des Rührflügels 26 zwei Augen 100, 102 hervor. Diese sind über ein Pa?r die Schwenkachse darstellender Zapfen 104 bzw. 1C6 an einem Anschlußteil 108 mit überkopf stehendem U-Profil angelenkt. Zwischen den unteren Enden der Schenkel des Anschlußteils 108 und der Oberseite des Rührflügels 26 ist ein gewisser Zwischenraum vorhanden, welcher eine durch die unteren Ecken des Anschlußteils 108 begrenzte Schwenkbewegung des Flügels u.-n die Zapfen 104 und 106 gestattet. Dank dieser Anordnung ist der Flügel 26 bei der mit der waagrechten Bewegung gekoppelten Auf- und Abbewegung frei schwenkbar. Bei der Bewegung des Rührwerksarms von der in F i g. 3 ausgezogen gezeichneten in die gestrichelt angedeutete Stellung kippt der Rührflügel ein kleines Stück im Uhrzeigersinn und schwenkt dann beim Oberschreiten des oberen Totpunkts bzw. bei der Abwärtsbewegung zum unteren Totpunkt um ein entsprechendes Stück im Gegenzeigersinn. Diese Schwenkbewegungen tragen zusätzlich zur gründlichen Durchmischüngder Masse bei.

In der in Fig. 7 bis 9 dargestellten anderen Auslührungsform der Erfindung trägt die Kurbelachse 32 der entlang der Schiene 20 beweglichen, hier nur schcrmitisch dargestellten Laufkatze 18 einen Kurbelarm 110. Eine Rührwerksstange 112 hat am oberen Ende ein Anschlußteil 114 mit einer Buchse 118 für die Aufnahme eines am Kurbelarm 110 sitzenden Kurbelzapfcns 116. Das Anschlußteil 114 gehört zu einer mit einer Führungsstange 120 zusammenwirkenden Führungseinrichtung. Die Führungsstange 120 sitzt an einer Welle 122, welche in einem Lager 124 an einem hängend un der Laufkatze befestigten Tragteil 126 gelagert ist. Das Anschlußteil 114 trägt zwei längsverschieblich auf der Führungsstange 120 geführte Führungsbuchsen 128, 130 und zwei diesen gegenüber an einem Längsträger 136 des Anschlußteils hervorstehende Zapfen 132,134. Diese dienen der Befestigung der Rührwerksstange 112 und stehen durch ein Paar Bohrungen 138,140 in deren oberem Teil hervor. Zur Befestigung der Rührwerksstange 112 am Anschlußteil 114 dient ein Haltestecker 142 mit zwei in gegenseitigem Längsabstand angeordneten Steckfingern 144,146, welche in die Zapfen 132 bzw. 134 durchsetzenden Bohrungen Aufnahme finden. Eine Drehung der Kurbelachse 32 und damit des Kurbelarms 110 im Uhrzeigersinn bewirkt eine Auf- und Abwärtsbewegung der Rührwerksstange 112 bei gleichzeitiger Schwenkbewegung um die Welle 122, während sich das Rührwerk insgesamt mit der Laufkatze in waagerechter Richtung fortbewegt.

F i g. 7 zeigt den Rührwerksarm in einer Stellung etwas jenseits des oberen Totpunkts. Bei der Weiterdrehung des Kurbelarms im Uhrzeigersinn bewegt sich die Rührwerksstange 112 unter Führung der Führungsbuchsen 128, 130 entlang der Führungsstange 120 abwärts. Während der Abwärtsbewegung des Kurbelarms mit dem Anschlußteil 114 und der Rührwerksstange 112 wird die Führungsstange i2ö zunächst im Uhrzeigersinn um die Welle 122 verschwenkt. In dieser Weise wird der Rührwerksarm bei seiner Auf- und Abbewegung um die feste Drehachse 122 hin und her geschwenkt, so daß sich die gleiche Bewegung des Rührflügels ergibt wie vorstehend anhand von F i g. 1 bis 6 erläutert.

Auch in dieser Ausführungsform sind die Laufkatze und das Rührwerk unabhängig voneinander angetrieben, so daß die von den Rührflügeln auf ihrem Weg durch die zu behandelnde Masse beschriebenen Schleifen einstellbar sind. Wie bei der ersten Ausführungsform ist an der gegenüberliegenden Seite der Laufkatze ein zweiter Rührwerksarm gleich dem in F i g. 7 bis 9 dargestellten angeordnet.

Am unteren Ende der Rührwerksstange 112 ist ein Rührflügel 150 angeienkt, jedoch auf andere Weise wie in der ersten Ausführungsform. Wie man in F i g. 10 und 11 erkennt, ist das untere Ende der Stange 112 T-förmig ausgebildet und trägt einen Querstab 152. Dieser ist mit einem Ende in einem an der Unterseite des Flügels 150 angebrachten Lagerklotz 156 gelagert. Das andere Ende des Querstabs 152 ist für die Anbringung des Flügels 150 an der Stange 112 zusammenschiebbar ausgebildet. Ein auf das Endstück 160 des Querstabs aufgeschobenes Verlängerungsteil 158 trägt einen Zapfen 162, welcher in einer Bohrung 164 eines zweiten Lagerklotzes 166 Aufnahme findet. Eine Feder 168 stützt sich an einem auf dem Querstab sitzenden Ring 170 und an dem Verlängerungsteil 158 ab. Dieses läßt sich gegen die Belastung durch die Feder 168 nach links auf den Qucrsiab aufschieben, um damit den Zapfen 162 aus der Bohrung 164 hervorzuziehen, so daß man den Flügel von der

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

20

33

40

50

60

65

7

Stange abnehmen kann.

Wie auch in der ersten Aiisführunjrsform ist der Rühr- «

Hügel 150 frei tr.ii eine /ur waagerechten Bcwcgiings- l|

richiung des Rührwerks im wesentlichen quer verlau- f

fendc Achse schwenkbar. Der Schwenkbereich des Flü- > $

gels 150 um diese Achse ist durch Anschlag der Rührwerk'^tange 112 an den Rändern einer von ihr durchsetzten Öffnung 172 im Rührflügel begrenzt. Zur Versteifung des Rührflügels in diesen Bereichen sind an seiner Unterseite ein Paar Versteifungsklötze 174, 176 io angebracht.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Rührwerk für eine offene Wanne, die einen Boden und senkrechte Seitenwände aufweist, mit einer oberhalb der Wanne in Längsrichtung der Wanne geführt verfahrbaren Laufkatze, mit einem in der Laufkatze angeordneten Kurbelantrieb, der eine quer zur Längsrichtung und waagrecht verlaufende Kurbelachse aufweist, mit mindestens einer einen Rührflügel tragenden Rührstange, die mit dem Kurbelantrieb über ein Gelenk gekoppelt ist, und mit einer an der Laufkatze festgelegten und um eine zur Kurbelachse parallele Achse verschwenkbare Führungseinrichtung für die Rührstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührstange (112,28) an ihrem oberen Ende mit dem Kurbelantrieb (30, 32,68,70) gekoppelt ist und daß die Achse (122, 44) der Führungseinrichtung unterhalb der Kurbelachse (32) liegt, soiiaß sie am mittleren Teil der Rührstange (112,28) angreift

2. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (122) der Führungseinrichtung — in Fahrtrichtung der Laufkatze (18) — gegenüber der Kurbelachse (32) versetzt ist.

3. Rührwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine um die Achse (122) parallel zur Rührstange (112) schwenkbare Stange (120) aufweist, an der die Rührstange (112} mit mindestens einer zwischen der Achse (122) und dem Gelenk (116) angeordneten Gleitbuchse (124,130) verschieb jar gelagert ist.

4. Rührwerk nach des Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich c'o Stange (120) bis zum Gelenk (116) erstreckt und daß zwei Gleitbuchsen (124, 133) vorgesehen sind, von denen die eine (124) annähernd auf der Höhe des Gelenks (116) und die andere (130) in einem annähernd dem Kurbelradius entsprechenden Abstand darunterliegt.

5. Rührwerk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchsen (124, 130) an der Rührstange (112) befestigt sind und die Stange (120) umfassen.

6. Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rührstangen (28, 28a, 112, 112a; an beiden Außenseiten der Laufkatze (18) hängend angeordnet sind.

7. Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufkatze (18) und die Rührstangen (28, 28a, 112, 112a; getrennte und unabhängig voneinander verstellbare Antriebe aufweisen.

8. Rührwerk nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufkatze (18) einen Rahmen (58) mit herabhängenden Wangenteilen (98, 100; 126) aufweist, und daß die Führungseinrichtung an den Wangenteilen gelagert sind.

9. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (40) eine um die Achse (44) schwenkbare Rollenführung mit min· destens zwei die Rührstange (28, 28 ; zwischen sich einschließenden Rollen (54, 56) mit konkaven Rollenmänteln aufweist.