DE2902570A1 - Konus-schneckenmischer - Google Patents

Konus-schneckenmischer

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DE2902570A1 DE19792902570 DE2902570A DE2902570A1 DE 2902570 A1 DE2902570 A1 DE 2902570A1 DE 19792902570 DE19792902570 DE 19792902570 DE 2902570 A DE2902570 A DE 2902570A DE 2902570 A1 DE2902570 A1 DE 2902570A1
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Description

Rolf Baumgartner, Oftringen 2 9 ü 2 0 / U
Konus-Sohneckenmiseher
Die Erfindung betrifft einen Konus-Schneckenmischer mit einem eine koniscne Wand aufweisenden Behälter, einem diesen abscnliessenden Deckel, einer im Behälter angeordneten Schnecke und Mitteln, um die Schnecke um ihre Achse zu drehen und entlang der Wand des Behälters zu bewegen.
Bei einem bekannten Konus-Schneckenmischer ist das obere Ende der geneigt angeordneten Schnecke drehbar am Arm einer Kurbel gelagert, die ihrerseits drehbar im Zentrum des Deckels gelagert ist. Beim Betrieb der Konus-Schneckenmischer wird die Kurbel durch das Zentrum des Deckels hindurch gedreht, so dass sich die Schnecke entlang der konischen Behälterwand bewegt. Um die Schnecke um ihre Achse zu drehen, wird je nach der Dichte des zu mischenden Schüttgutes eine von zwei verschiedenen Antriebsvorrichtungen verwendet. Zum Mischen von Mischgütern, deren Dichte relativ klein ist und beispielsweise unter 0,7 kg/1 liegt, wird die Schnecke über ein beim untern, dünneren Ende des konischen Behälters angeordnetes Kardangelenk angetrieben. Bei Mischern zum Mischen von Mischgütern, deren Diente ^rösaer als 0,7 kg/1 ist, erfolgt der Antrieb der Schnecke von oben her durch das Innere der Kurbel hindurch.
Beide Arten der vorbekannten Konus-Schneckenmischer haben verschiedene Nachteile. Ein Nachteil, der beiden Arten gemeinsam ist, besteht darin, dass die Kurbel, das zu ihrer Lagerung dienende Lager und das zu ihrem Antrieb erforderliche Getriebe relativ teuer sind und die Herstellungskosten beträchtlich erhöhen. Um die Schnecke entlang der Behälterwand durch das Mischgut hindurch zu bewegen, sind nämlich je nach dessen Beschaffenheit unter Umständen sehr grosse
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Zb/ez/Fall 3
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Kräfte erforderlich. Die Kurbel und das zu ihrer Lagerung dienende Lager müssen dauer sehr robust ausgebildet werden. Da die Kurbel im Zentrum des Deckels über eine'Welle angetrieben wird und die Schnecke am freien Ende des einen langen Hebelarm bildenden Kurbel-Armes gelagert ist, müssen grosse Drehmomente über die Welle der Kurbel übertragen werden. Das Getriebe, das den Antriebsmotor mit der Welle der Kurbel verbindet, muss dementsprechend eine sehr grosse Untersetzung ergeben und ist daher aufwendig und teuer.
Bei denjenigen Mischern, bei denen der Antrieb der Schnecke über ein beim unteren Behälterende vorhandenes Kardangelenk erfolgt, muss das letztere zwangsläufig auf der Achse des Behälters angeordnet werden. Dadurch wird die Mischgutentnahme erschwert, die ebenfalls beim unteren Ende des Behälters erfolgt. Das Mischgut kann dann nämlich nicht im Zentrum des. unteren Benälterendes senkrecht nach unten aus dem Behälter abgeleitet werden, sondern muss seitlich um das Kardangelenk herumgeleitet werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Kardangelenk relativ teuer und zudem störanfällig ist, weil es mit dem zu mischenden Schüttgut in Kontakt gelangende Teile aufvieist. Ferner ist natürlich beim Kardangelenk eine den Behälterinnenraum dicht abschliessende We11en-Durchführung erforderlich.
Bei denjenigen Mischern, bei denen der Antrieb für die Rotation der Schnecke um ihre Achse durch die Kurbel hindurch erfolgt, müssen sowohl in der hohlen Welle der Kurbel als auch im Arm der Kurbel eine Welle vorhanden sein. Diese beiden Wellen müssen über ein Winkelgetriebe miteinander verbunden sein. Ferner ist aber auch beim freien Ende des Kurbel-Armes ein Winkelgetriebe notwendig, das die im Kurbelarm enthaltene Welle mit der Schnecke verbindet. Der Antrieb durch die Kurbel hindurch ist also sehr kompliziert und aufwendig. Es besteht jedocn nocia ein anderer, wesentlicher Nach-
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teil. Das Lager der Schnecke am freien Ende des Kurbel-Armes, die Lager der durch uie Kurbel-Welle und den Kurbel-Arm hindurch verlaufenden Wellen sowie die Winkelgetriebe erfordern im allgemeinen eine Schmierung. Die Schmier-Stellen müssen jedoch gegen den freien Innenraum des Mischbehälters abgedichtet werden, weil ja die Konus-Schneckenmischer in der chemischen Verfahrenstechnik häufig zum Mischen von Gütern verwendet werden, die nicht durch ein Schmiermittel verunreinigt werden dürfen.- Um die Schmier-Stellen der Kurbel abzudichten, sind verschiedene Dichtungen erforderlich, die den Aufbau der Kurbel noch zusätzlich komplizieren. Zudem ist die Wartung, bei der ja die Kurbel gereinigt und gelegentlich zerlegt werden muss, sehr zeitraubend. Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Mischer besteht noch darin, dass es^ obschon die Schnecke durch die Kurbel hindurch angetrieben wird, in vielen Fällen notwendig ist, die Schnecke an ihrem unteren Ende noch in einem Gelenklager zu lagern. Die Kurbel kann nämlich in vielen Fällen nicht so stabil und robust konzipiert und gelagert v/erden, dass es ausreicnt, die Schnecke nur einenends am Kurbel-Arm zu lagern.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, einen Konus-Schneckenmischer bereitzustellen, durch den die Nachteile der vorbekannten Mischer ausgeschaltet werden können. Diese Aufgabe wird durch einen Konus-Schneckenmischer der einleitend genannten Art gelöst, der erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In der Zeichnung zeigen
die Figur 1 einen Vertikalschnitt durch den Konus-Schneckenmischer, wobei das Joch, die Getriebe und
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Motoren nicht geschnitten dargestellt wurden,
die Figur 2 eine Draufsicht auf den in der Figur 1 dargestellten Konus-Schneckenmischer
die Figur 3 eine Seitenansicht des Konus-Schneckenmischers,
die Figur 4 einen Ausschnitt aus der Figur 1 in grösserem Massstab, und
die Figur 5 einen Vertikalschnitt durch die elektrische Schleifring-Verbindung.
Der in den Figuren 1, 2 und 3 ersichtliche Konus-Schneckenmischer weist ein Gestell 1 mit Säulen 3 auf. An den obern Enden der Säulen 3 ist ein Misch-Behälter 5 befestigt, dessen Wand bezüglich einer vertikalen Achse 7 rotationssymmetrisch ist und sich nach unten konisch verjüngt. Der Behälter 5 ist an seinem unteren Ende mit einer Auslassöffnung versehen, die mit einem wegklappbaren Boden 9 dicht verschlossen ist. Am untern Behälterende ist ferner eine Haube 11 angeordnet.
Beim oberen Rand des Behälters -j ist ein starr mit diesem und den Säulen 3 verbundener, besonders deutlich in der Fugur k ersichtlicher Lagerring 13 koaxial zur Achse 7 angeordnet. An der Aussenseite des Lagerrings 13 ist mittels Kugeln 15 ein Ring 17 drehbar gelagert, der an seiner Umfangsfläche mit einem Zahnkranz 17a versehen ist. Über dem Behälter 5 ist ein Deckel 19 angeordnet, der eine Blech-Haube 21 und einen seinen Rand bildenden Ring 23 aufweist. Der äussere Teil der Haube 21 bildet einen sich nach oben verjüngenden Konus, dessen Halbkegelwinkel gleich der Differenz zwischen einem rechten Winkel und dem Halbkegelwinkel der konischen Wand des Behälters 5 ist. Demzufolge bilden in der gleichen Vertikalebene verlaufende Linien der Behälterwand und der Haube 21 miteinander einen rechten Winkel. Der Ring ist mittels Schrauben 26. am drehbar gelagerten Ring 17 lösbar befestigt. Der Deckel 19 ist also um die Achse 7
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drehbar und drehfest mit dem Zahnkranz 17a verbunden. Der Ring 23 ist unten mit einer Schwalbensdiwanznut versehen, in die ein gummielastischer Dichtungsring 25 eingesetzt ist, der eine Lippe aufweist, die an der obern, radial zur Achse 7 verlaufenden Randfläche des Behälters 5 anliegt. Der Deckel 19 ist mit zv/ei öffnungen versehen, die ihrerseits durch lösbar befestigte Deckel 27 dicht abgeschlossen sind und als Sehfenster sowie zum Einfüllen des Mischgutes dienen. Zwischen den beiden Deckeln 27 ist ein Joch 29 vorhanden, das zwei Schenkel aufweist, die die gleiche Neigung wie die Mantellinien des konischen Teiles der Haube 21 haben. Am Joch 29 ist in der Nähe des Randes des Deckels 19 ein Getriebe 31 mit einem Gehäuse 31a und einem Sockel 31b befestigt. Wie aus der Figur 4 ersichtlicii ist, in der vom Getriebe 31 nur dessen Sockel 31b, die Abtriebswelle 37 sowie ein scnematisch.es Lager 38 gezeichnet wurden, ist das Getriebe mittels Schrauben 33 am Joch 29 festgeschraubt. Die Abtriebswelle 37, die mittels des schematisch dargestellten Lagers 38 und allenfalls weiterer Lager drenbar und axial unverschiebbar im Getriebe-Gehäuse 31a gelagert ist, verläuft rechtwinklig zu dem von ihr durchdrungenen Joch-Schenkel und parallel zu der ihr am nächsten benachbarten Mantellinie der konischen wfand des Behälters 5. Das Getriebe 31 ist als Winkelgetriebe ausgebildet und seine Antriebswelle verläuft rechtwinklig zur Abtriebswelle 37 entlang einer vertikalen, durch die Achse 7 verlaufenden Ebene. Am Getriebe-Gehäuse 31ä ist ferner ein elektrischer Motor 35 befestigt, dessen Welle mit der Antriebswelle des Getriebes 31 verbunden ist. Es sei vermerkt, dass das Getriebe 31 und der Motor 35 in der Figur 3 zur Verbesserung der Übersichtlichkeit weggelassen werden.
Die im Behälter 5 angeordnete Misch-Schnecke 1Jl ist bezüglich der Symmetrie-Achse 7 des Behälters aussermittig und geneigt angeordnet, so dass ihre Drehachse 42 parallel zu der sich geraae am nächsten bei ihr befindenden Mantellinie der konischen Behälterwand verläuft. Die Schnecke 4l ist an inrem
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oberen Ende mit einem Plansch 4la versehen. Dieser ist drenfest mit dem Plansch 43a eines Kupplungsstückes 43 verschraubt, das eine öffnung der Haube 21 und des Jochs 29 durchdringt sowie drehfest und axial unverschiebbar an der Abtriebswelle 37 des Getriebes 31 befestigt ist. Die in der Haube 21 und dem Joch 29 vorhandene öffnung hat einen Durchmesser, der grosser ist als der Aussendurchmesser des sie durchdringenden zylindrischen Teils des Kupplungsstückes 43. In der öffnung ist eine Buchse eingesetzt, die aus einer am Joch angeschweissten Hülse 45 und einem Plansch 47 besteht, der auf der Innenseite der Haube 21 festgeschraubt ist. Zwischen dem Flansch 47 und der Haube 21 ist ein Dichtungsring 49 angeordnet. Der Plansch 47 ist mit einem ringförmigen, in die Hülse 45 hineinragenden Abschnitt versehen und die Hülse weist an ihrem dem Flansch abgewandten Ende eine Verengung auf. Zwischen dieser und dem Plansch 47 sind Dichtungsringe 51 angeordnet, deren Innenflächen am Kupplungsstück 43 anliegen.
Der Deckel 19 wird also entlang seinem Rand durch den Dichtungsring 25 abgedichtet. Ferner schliessen die Hülse 45, der Plansch 47 und die Dichtungsringe 49, 51 dem Innenraum des Behälters 5 bei der Durchführung des Kupplungsstückes 43 durch den Deckel 19 dicht gegen aussen ab.
Wie bereits erwähnt, ist die Abtriebswelle 37 des Getriebes 31 mittels mindestens eines Lagers 38 im Gehäuse 31a drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Dieses Lager bzw. diese Lager befinden sich also auf der Aussenseite des Deckels 19 und der abgedichteten Durchführung der Schnecke 4l bzw. des Kupplungsstückes 43 und sind so bemessen, dass sie auch alle beim Betrieb auf die Schnecke 41 einwirkenden Kräfte aufnehmen können, so dass also zur Lagerung der Schnecke keine weiteren Lager mehr erforderlich sind. Wie es aus der Figur 1 ersichtlich ist, ist insbesondere das untere Ende der Schnecke völlig frei, d.h. nirgends gelagert.
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Im übrigen ist das Gehäuse 31a des Getriebes 31 ebenfalls abgedichtet, so dass kein Schmiermittel aus dem Gehäuse herausgelangen kann.
An einer der Säulen 3 ist ein Getriebe 51 befestigt, an dem ein elektrischer Motor 53 befestigt ist, dessen Welle mit der Antriebswelle des Getriebes verbunden ist. Auf der vertikal verlaufenden Abtriebswelle des Getriebes sitzt drehfest ein Ritzel 55, das mit dem Zahnkranz 17a kämmt.
Auf dem Joch 29 ist in der Mitte, d„h« fluchtend mit der Achse 7a eine elektrische Schleifring-Verbindung 61 angeordnet, die separat in der Figur 5 ersichtlich ist» Die Scnleifring-Verbindung weist an inrem unteren Ende ein kreisaylindrisches Genäuse 63 auf« Dieses wird durch nicht dargestellte Halterungsmittel unverdrehbar vom Joch 29 gehalten. Das Gehäuse 63 ist mittels Kugellagern 65 drenbar am vertikalen, zur Achse 7 koaxialen Endabschnitt 67a einer .Stange 67 gelagert, die oberhalb der Scnleifring-Verbindung 61 abgebogen und mit einem am Gestell 1 befestigten Schaltkasten 69 verbunden ist« An der Stange 67 ist ein Deckel 71 befestigt, dessen Rand den Rand des Gehäuses 63 mit etwas .Spiel umschliesst« Im Innern des Gehäuses 63 ist ein Kollektor 73 rßit einem Trägerring aus Isoliermaterial und vier elektrisch leitenden Schleifringen drehfest auf dem vertikalen Abschnitt der Stange 67 angeordnet« Am Gehäuse 63 ist ein Stromabnehmer 75 befestigt, der Isolierkörper und von diesen federnd gehaltene Schleifkontakte aufweist,, von denen jeder einen der Schleifringe berührt» Der Kollektor 73 weist Anschlüsse aufs die über ein Kabel 77 mit dem Schaltkasten 69 verbunden sind» Die Schleifkontakte des Stromabnenmers 75 sind durch ein Kabel 79 mit dem Motor 35 verbunden»
Wenn ein Mischgut, beispielsweise ein Schüttguts mit Sem Konus-Schneckenmischer gemischt werden soll3 wird dieses
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Mischgut bei einem der Deckel 27 in den Behälter 5 eingebracht und dieser wieder dicht abgeschlossen. Zum Mischen wird der Deckel 19 mittels des Motors 53 über das Getriebe 51 und das mit dem Zahnkranz 17a kämmende Ritzel 55 um die Achse 7 gedreht, so dass die Schnecke entlang der Wand des Behälters 5 bewegt wird. Ferner wird auch dem Motor 35 über die Schleifring-Verbindung 6l Strom zugeführt und die Schnecke 4l um ihre Achse 42 gedreht.
Die Drehzahl der Schnecke liegt in der Grosse von etwa 50 bis 150 Umdrehungen pro Minute. Die Drehzahl des Deckels 19 ist kleiner und beträgt beispielsweise 1 bis 5 Umdrehungen pro Minute. Da der Zahnkranz 17a einen Durchmesser hat, der beispielsweise zehn bis zwanzig Mal grosser ist als derjenige des Ritzels 55, ergeben das Ritzel 55 und der Zahnkranz 17a eine starke Untersetzung. Das Getriebe 51 muss dann nur noch eine verhältnismässig kleine Untersetzung erzeugen.
Wenn der Mischvorgang abgeschlossen ist, werden die Motoren 35 und 53 ausgeschaltet. Danach wird der Boden 9 geöffnet und das Mischgut unten aus dem Behälter 5 herausgelassen und beispielsweise in einem Transportbehälter eingefüllt.
Da sich alle Lager und Getriebe ausserhalb des vom Behälter 5 und dem Deckel 19 begrenzten Behälter-Innenraums befinden, kann ohne weiteres vermieden werden, dass Schmiermittel in den Behälter 5 gelangen. Ferner können der Behälter 5 und die sich darin befindenden Teile gut zugänglich gemacht und mühelos gereinigt werden. Der Konus-Schneckenmischer kann daher zum Mischen von Gütern verwendet werden, an deren Reinheit höchste Ansprüche gestellt werden.
Im übrigen können sowohl körnige Schüttgüter als auch viskose Güter gemischt werden. Des weitern kann im Behälter 5 während des MischVorganges ohne weiteres ein Oberdruck
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oder ein Unterdruck vorhanden sein. Der Dichtungsring weist im vorliegenden Fall eine Lippe auf, die vom Ring weg abwärts gegen das Innere des Behälters 5 hin geneigt ist. Wenn im Behälter-Innenraum ein Überdruck herrscht, wird die Dichtungslippe daher zusätzlich an den Behälterrand angedrückt. Der Dichtungsring 25 ist also besonders gut für Mis Cxi vorgänge geeignet, bei denen im Behälter-Innenraum entweder ein Überdruck oder Umgebungsdruck herrscht. Wenn der Konus-Schneckenmischer dagegen vorallem für Mischvorgäuae verwendet weraen soll, bei denen im Benälter-Irinenraum ein Unterdruck vorhanden ist, kann anstelle des Dichtungsrings 25 ein Dichtungsring eingesetzt werden, der eine abwärts nach aussen geneigte Lippe aufweist.
Der Konus-Schneckenmischer kann noch in anderer Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise könnte man den nicht rotierenden Teil der elektrischen Schleifring-Verbindung statt über die Stange 67 mit dem üestell 1 auch fest mit der Decke des Raumes verbunden, in dem der Konus-Schneckenmischer aufgestellt ist. Ferner könnte man die Buchse zum Abdichten des Kupplungsstückes 43 umgekehrt anordnen, so dass ihre Schrauben von der Aussenseite des Öeckels her zugang Iicxi sind.
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Claims (7)

  1. Rolf Baumpiartner, Oftringen (Schweiz) ^"U^Q /Q
    PATENTANSPRÜCHE
    Konus-Sehneckenmiscner mit einem eine konische Wand aufweisenden Behälter, einem diesen abschliessenden Deckel, einer im Behälter angeordneten Schnecke und Mitteln, um die Schnecke um ihre Achse zu drehen und entlang der Wand des Behälters zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke .(1H) aussermittig am Deckel (19) gelagert ist, dass der Deckel (19) drehbar um die Achse (7) des Behälters (5) gelagert ist und dass Antriebsmittel (17, 51, 53, 55) vorhanden sind, um den Deckel (19) beim Betrieb um die Behälter-Achse (7) zu drehen.
  2. 2. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Deckel (19) ein Motor (35) befestigt ist, der mit der Schnecke (4l) verbunden ist.
  3. 3. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der am Deckel (19) befestigte Motor (35) über ein Untersetzungs-Getriebe (31) mit der Schnecke (41) verbunden, ist.
  4. 4. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 2-oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass der am Deckel (19) befestigte Motor (35) ein Elektromotor ist und dass die Stromzuleitung zu diesem eine beim Zentrum des Deckels (19) angeordnete Schleifring-Verbindung (6l) aufweist.
  5. 5. Konus-Schneckenmischer nach einem der Ansprüchen bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (4l) oder ein starr mit ihr verbundener Teil (43) durch eine" öffnung des Deckels (19) hindurch geführt ist, dass diese Durchführung abgedichtet ist und der Motor (35) zum
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    Antrieb der Schnecke (4l) auf der Aussenseite des Deckels (19) angeordnet ist.
  6. 6. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (41) auf der sich ausserhalb des Behälter-Innenraumes befindenden Seite der abgedichteten Durchführung gelagert ist«
  7. 7. Konus-Schneckenmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (19) drehfest mit einem Zahnkranz (17a) verbunden ist, in den ein Ritzel (55) eingreift, das um eine bezüglich des Behälters (5) feste Drehachse drehbar und mit einem Motor (53) verbunden ist.
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DE2902570A 1978-12-22 1979-01-24 Konus-Schneckenmischer Expired DE2902570C2 (de)

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