DE4212937C2 - Mischer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischer gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE 31 14 477 C1 ist ein derartiger Mischer bekannt, welcher als Ring­ trogzwangsmischer ausgebildet ist und dessen Rotor mittels eines Antriebsmotors über ein Getriebe antreibbar ist. Der Rotor enthält mehrere von oben in den Mischtrog hineinragende Mischwerkzeuge. Um eine gute Durchmischung des Mischgutes zu ermöglichen, wird wenigstens eines dieser Mischwerkzeuge zusätz­ lich zur Rotordrehung um seine eigene Achse gedreht, wofür im Bereich der Unterseite des Rotors in einen dort vorgesehenen Zwischenraum stationär ein Zahnkranz angeordnet ist. Mit diesem Zahnkranz steht ein Zahnrad eines Getrie­ bes in Eingriff, welches auf dem Rotor angeordnet ist und zur Drehung des Mischwerkzeuges um dessen Achse dient. Entsprechend der Getriebeübersetzung besteht ein festes Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebsdrehzahl des Rotors und der Drehzahl des genannten Mischwerkzeuges. Entsprechendes gilt beispiels­ weise auch bei Tellermischern, deren Mischwerkzeuge im Mischtrog exzentrisch angeordnet sind, welcher stationär oder drehbar angeordnet sein kann. Eine Anpassung der Drehzahl des Mischwerksrotors oder des Mischwerkzeuges an das jeweilige Mischgut ist nicht ohne weiteres möglich und bei der Auslegung des Mischers muß ein Kompromiß hinsichtlich der unterschiedlichen Drehzahlen eingegangen werden, wobei ein optimaler Betrieb und optimale Ergebnisse letztendlich nur für einen kleinen Teil der unterschiedlichen Mischgüter erzielt werden können. Da der genannte Zahnkranz stationär und ferner das Getriebe auf dem Rotor angeordnet sind, ist gegebenenfalls ein erheblicher Aufwand für einen Austausch oder eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses erforderlich, zumal ein Einsatz von Schaltgetrieben im Hinblick auf das begrenzte Raum­ angebot nicht ohne weiteres möglich ist. Ferner können während der Anlaufphase oder bei niedrigen Drehzahlen im Antriebsmotor vergleichsweise hohe Ströme auftreten, welche nachteilig für die Betriebssicherheit und Lebensdauer sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Mischer der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Anpassung an die jeweiligen Einsatzbedin­ gungen problemlos und ohne aufwendige Konstruktionsänderungen und Umbau­ maßnahmen möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Der vorgeschlagene Mischer zeichnet sich durch eine praxisgerechte und funk­ tionssichere Konstruktion aus und ermöglicht unmittelbar die Veränderung und Regelung der Drehzahl der Antriebsmotoren. Es wird ein wirtschaftlicher Betrieb ebenso ermöglicht wie eine optimale Durchmischung des Mischgutes bei reduzier­ ter Mischzeit. Mittels des zweiten elektrischen Antriebsmotors kann das zweite drehbare Mischwerkzeug unabhängig von der Rotordrehzahl um seine Achse gedreht werden. Aufgrund der Schalteinheit können entweder der erste Antriebs­ motor des Rotors oder der zweite Antriebsmotor des drehbaren Mischwerkzeuges oder beide gemeinsam dem Umrichter nachgeschaltet werden, welcher an ein Netz mit fester Frequenz angeschlossen ist. Mittels der Schalteinheit in Ver­ bindung mit dem Umrichter erfolgt somit ohne besonderen Aufwand die Anpas­ sung an die jeweiligen Betriebsbedingungen des Mischers. Werden beispielsweise in einem stationären Betriebszustand beim Mischen die beiden Antriebsmotoren mittels der Schalteinheit auf den Umrichter geschaltet, so wird entsprechend dessen Ausgangsfrequenz ein bestimmtes Drehzahlverhältnis vorgegeben. Des weiteren kann beispielsweise nach einem gemeinsamen Anfahren der beiden Antriebsmotoren der Antriebsmotor des Rotors auf die Netzfrequenz umgeschal­ tet werden und mittels des Umrichters nachfolgend das Mischwerkzeug auf eine gewünschte Drehzahl geregelt werden. Der vorgeschaltete Umrichter ermöglicht eine Begrenzung der Anfahrströme und damit die Belastung der Antriebsmotoren, welche bedarfsweise für kleinere Leistungen ausgelegt werden können. Die Schalteinheit ermöglicht die Auswahl des unmittelbar an das Netz oder an den Umrichter anschließbaren Antriebsmotor, wodurch der Leistungsbereich für den Umrichter reduziert werden kann. So kann beispielsweise beim Anfahren des Mischwerksrotors nur dieser an den Umrichter angeschlossen sein, während erst nach Erreichen der Nenndrehzahl der Antriebsmotor des Mischwerkzeuges gegebenenfalls auch zusätzlich noch an einen Umrichter angeschlossen werden kann.

Ohne in die Mechanik des Mischers Eingriff zu nehmen, wird durch Vorgabe und/oder Regelung der Frequenz der den Antriebsmotor speisenden Spannung die Drehzahl definiert vorgegeben, wodurch zuver­ lässig der Mischwerksrotor und/oder das Mischwerkzeug mit der für das jeweilige Mischgut optimalen Drehzahl gefahren werden können. Der zum Einsatz gelangende Umrichter ermöglicht in zweckmäßiger Weise die Einstellung des Verlaufes des An­ laufstroms, wodurch eine Anpassung an den, insbesondere als Drehstrommotor ausgebildeten, Antriebsmotor erreicht wird. Der maximale Anlaufstrom ist auf einen vorgegebenen Wert einstellbar, wodurch nicht nur die Lebensdauer des Antriebs­ motors, sondern auch der nachgeschalteten Mechanikbauteile, wie Kupplung oder Getriebe, günstig beeinflußt werden. Der Umrichter ist derart ausgelegt, daß die Anlaufzeit des Antriebsmotors unter Berücksichtigung des jeweiligen Misch­ gutes einstellbar ist. Schließlich wird in zweckmäßiger Weise die Beschleunigungsrampe des Drehzahlverlaufs möglichst linearisiert. Durch diese Maßnahmen werden mechanische Stöße und Überbeanspruchungen in besonders zweckmäßiger Weise auf ein Minimum reduziert, was sich besonders positiv für die Betriebsdauer sowie Wartungsintervalle und letztendlich für die Verfügbarkeit des Mischers auswirkt. Der Umrichter ermöglicht in zweckmäßiger Weise die Stromregelung für den Antriebsmotor. Schließlich ist der Umrichter für eine Gleich­ stromspeisung des Antriebsmotors bei Beendigung des Mischvor­ ganges ausgebildet, wodurch Auslaufzeiten und/oder Sicher­ heitszeiten zum Entleeren des Mischtroges nicht unwesentlich verkürzt werden.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Zeichnung dargestellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines besonderen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne daß insoweit eine Einschränkung erfolgt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Mischers,

Fig. 2 eine Aufsicht von oben.

Fig. 1 zeigt einen Mischer, und zwar einen Tellermischer, dessen Antriebsmotor 2 unterhalb eines Mischtrogs 4 angeord­ net ist. Der Antriebsmotor 2 ist über eine Gelenkwelle 6 mit einem Getriebe 8 gekoppelt, welches im Zentrum des Misch­ troges in einem vom ringförmigen Mischraum 10 getrennten Raum 12 angeordnet ist. Über dem Raum 12 ist ein Mischwerks­ rotor 14 um eine vertikale Hochachse 16 drehbar angeordnet. Die Drehzahl des Mischwerksrotors 14 um die Hochachse 16 ist unter Berücksichtigung des Untersetzungsverhältnisses des Getriebes 12 unmittelbar abhängig von der Drehzahl der Antriebswelle 18 des Antriebsmotors 2.

Auf dem Mischwerksrotor 14 sind mehrere Mischwerkszeuge angeordnet, welche in den oben mittels eines Deckels 20 abgeschlossenen Mischraum 10 hineinragen. Ein hier rechts dargestelltes erstes Mischwerkzeug 22 ist mit dem Mischwerks­ rotor 14 im wesentlichen fest verbunden, wobei mittels Federn 24 eine gewisse vertikale Bewegbarkeit gegeben ist. Das in der Zeichnung links dargestellte andere Mischwerkzeug 24 ist um eine vertikale Achse 26 drehbar im Mischwerksrotor 14 angeordnet. Die Einleitung der Drehbewegung des Mischwerk­ zeugs 24 um die Achse 26 erfolgt über eine Gelenkwelle 28 und ein Differentialgetriebe 30 mittels eines weiteren Antriebs­ motors 32, welcher oben auf dem Deckel 20 angeordnet ist.

Ferner ist dem Mischer ein Beschickungsaufzug 34 zugeordnet, welcher entlang schrägstehenden Führungsschienen 36 ver­ fahrbar ist, wozu oben ein weiterer elektrischer Antriebs­ motor 38 vorgesehen ist.

Der elektrische Antriebsmotor 2 ist als Drehstrommotor ausgebildet und über eine elektrische Leitung 40 an einen Umrichter 42 angeschlossen. Der Eingang 44 des Umrichters 42 ist an das elektrische Netz angeschlossen und wird mit der konstanten Netzfrequenz von insbesondere 50 Hz, ggfs. mit der im Ausland üblichen festen Frequenz von 60 Hz eingespeist. Der Umrichter 42 enthält eine Elektronik, welche am Ausgang 46 eine Spannung mit vorgebbarer Frequenz liefert. Mittels des Umrichters 44 ist somit die Drehzahl des Antriebsmotors 2 und des Mischwerksrotors 14 regelbar. Der Umrichter 42 ist ferner derart ausgelegt, daß unter Berücksichtigung der am Mischwerksrotor angreifenden Last die Anlaufzeit vorgebbar ist, wobei in besonders zweckmäßiger Weise eine weitgehend lineare Beschleunigung erfolgt. Des weiteren ist der Umrichter 42 derart ausgelegt, daß der maximale Anlaufstrom des An­ triebsmotors 2 auf einen vorgebbaren Wert einstellbar ist. Dieser Wert ist um einen vorgebbaren Faktor größer als der Nennstrom des Antriebsmotors. Dieser Faktor liegt zweckmäßig im Bereich zwischen 4 und 7, wobei sich ein Faktor zwischen 5 und 6 als besonders zweckmäßig erwiesen hat. Durch diese besondere Auslegung ist ein funktionssicherer Betrieb auch für die unteren Drehzahlbereiche gewährleistet, welche bei Mischern von besonderer Bedeutung sind. Durch die vorgeschla­ gene Drehzahlregelung wird selbst bei niederen Frequenzen bzw. Drehzahlen vom Antriebsmotor ein starkes Drehmoment geliefert, wodurch Betriebsstörungen zuverlässig vermieden werden. Besondere Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die mit dem Umrichter realisierte Stromregelung. Schließlich ist der erfindungsgemäß zum Einsatz gelangende Umrichter auch für eine Gleichstromspeisung des Antriebsmotors zu dessen Abbrem­ sung vorgesehen. Hierdurch wird in zweckmäßiger Weise nach der Beendigung des Mischvorganges eine Verkürzung der Aus­ laufzeit erzielt. Besondere Wartezeiten vor dem Beginn der Entleerung des Mischtroges müssen daher nicht eingehalten werden, sondern werden auf ein Minimum reduziert. Insgesamt wird durch die Vorschaltung des erfindungsgemäß ausgelegten Umrichters den Erfordernissen der Praxis entsprochen, wobei mechanische Stöße und Überbeanspruchungen bei Lastwechseln vermieden werden und optimale Mischbedingungen vorgegeben werden.

Im Rahmen der Erfindung ist ferner der zweite Antriebsmotor 32, über welchen die Drehung des Mischwerkzeuges 24 erfolgt, an den Umrichter 42 über eine Leitung 48 angeschlossen. Gleiches gilt für den weiteren Antriebsmotor 38 des Be­ schickungsaufzuges 34, und zwar ist hierfür die elektrische Leitung 50 vorgesehen. Damit entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand der erforderliche Antriebsmotor mit dem Umrichter 42 gekoppelt bzw. von diesem getrennt ist, ist eine Schalteinheit 52 zwischen dem Umrichter 42 und den einzelnen Antriebsmotoren 2, 32, 38 geschaltet. Diese Schalteinheit 52 weist ferner einen Eingang 54 auf, welcher ebenso wie der Eingang 44 des Umrichters 42 direkt mit dem Netz gekoppelt ist. Diese Schalteinheit 52 ist in zweck­ mäßiger Weise derart einstellbar, daß entsprechend den jeweiligen Anforderungen die einzelnen Motoren wahlweise an den Umrichter 42 oder direkt mit dem Netz gekoppelt sind. So lassen sich problemlos bestimmte Drehzahlverhältnisse zwischen dem Mischwerksrotor 14 einerseits und dem anderen Mischwerkzeug 34 definiert vorgeben. Zum Beschicken des Mischers wird zweckmäßig der weitere Antriebsmotor 38 über die Schalteinheit 52 an den Umrichter 42 angeschlossen, um insbesondere unzulässig hohe Anfahrstromspitzen zu vermeiden. Ein zusätzlicher Schaltungsaufwand entfällt insoweit, da der grundsätzlich für den Antriebsmotor 2 des Mischwerksrotors 14 bereitgestellte Umrichter 42 für diese zusätzliche Funktion genutzt wird.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht von oben, wobei der Einfachheit halber die elektrischen Leitungen samt Umrichter nicht dargestellt sind. Die drei Antriebsmotoren 2, 32 und 38 sind hier ebenso zu erkennen wie der Deckel 20 und der seitlich des Mischtroges 4 angeordnete Beschickungsaufzug 34. Der weitere Antriebsmotor 38 ist mit einer Seiltrommel 56 ge­ koppelt, über deren Seil 58 der Beschickungsaufzug 34 auf- und abfahrbar ist.

Claims (5)

1. Mischer mit einem ringförmigen Mischtrog, mit einem zentral angeordneten Rotor, mit einem ersten elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Rotors um seine Achse, mit einem ersten Mischwerkzeug, das mit dem Rotor verbunden ist, das in den Mischtrog von oben hineinragt und im Mischtrog um die Rotor­ achse umläuft und mit einem zweiten Mischwerkzeug, das mit dem Rotor ver­ bunden ist, das in den Mischtrog von oben hineinragt, das im Mischtrog um die Rotorachse umläuft und zusätzlich um seine eigene Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antreiben des zweiten Mischwerkzeuges (24) um seine Achse (26) ein zweiter elektrischer Antriebsmotor (32) vorgesehen ist, daß ein Umrichter (42) vorgesehen ist, der an ein Netz mit fester Frequenz angeschlossen ist, daß eine Schalteinheit (52) vorgesehen ist, mittels der entweder der erste Antriebsmotor (2) oder der zweite Antriebsmotor (32) oder beide ge­ meinsam dem Umrichter (42) nachgeschaltet werden können, um entsprechend dessen Ausgangsfrequenz die Drehzahlen der Antriebsmotoren (2, 32) vorzuge­ ben, und mittels der die Antriebsmotoren (2, 32) direkt mit dem Netz verbindbar sind.

2. Mischanlage mit einem Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Antriebsmotor (38) für einen Beschickungsaufzug (34) vorgesehen ist, der ebenfalls über die Schalteinheit (52) an den Umrichter (42) anschließbar ist.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter (42) und bevorzugt die den Antriebsmotoren (2, 32, 38) vorgeschaltete Schalt­ einheit (52) separat vom Mischer in einem Schaltschrank oder dergleichen ange­ ordnet sind und über elektrische Leitungen (40, 48, 50) mit den Antriebsmotoren (2, 32, 38) elektrisch verbunden sind.

4. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter (42) eine Stromregelung und/oder eine Strombegrenzung enthält, welche den Anlaufstrom auf einen Wert begrenzt, welcher um einen vorgegebe­ nen Faktor größer als der Nennstrom ist, wobei dieser Faktor insbesondere zwischen 4 bis 7 und bevorzugt zwischen 5 bis 6 groß ist.

5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter (42) zum Abbremsen wenigstens eines der genannten Antriebsmotore (2, 32, 38) für eine Gleichstromspeisung derselben ausgerüstet ist.