DE4401679A1 - Rührgerät mit einer Haltevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rührgerät mit einer Haltevorrichtung, mit einem Rührwerkzeug und mit einer Meßvorrichtung zum Messen des beim Rühren in das zu rührende Medium eingeleiteten Drehmomentes.

Es sind bereits Rührgeräte bekannt, die mittels Drehmomentmessung Informationen über die Änderung der Viskosität des zu rührenden Mediums ermöglichen. Die Messung des Drehmomentes erfolgt dabei mittels einer Torsions- Meßwelle, die beispielsweise zwischen der Abtriebswelle des Rührwerkes und dem Rührwerkzeug angeordnet sein kann. Das in das zu rührende Medium eingeleitete Drehmoment bewirkt dann eine definierte Torsion der Meßwelle, die mittels geeigneter Sensorik detektiert und zur Bestimmung des Drehmomentes verwendet wird. Dabei ist insbesondere nachteilig, daß die Torsions-Meßwelle fest mit dem Rührwerksantrieb verbunden ist, was eine entsprechend lange Bauform des Rührgerätes ergibt, die in der Praxis meist hinderlich ist. Da Torsions-Meßwellen nur mit sehr geringen Biegebeanspruchungen belastbar sind, ist eine entsprechend aufwendige, statisch überbestimmte Lagerung erforderlich, die zu Meßungenauigkeiten führen kann. Die komplizierte, mehrfache Lagerung und die aufwendige Messung der Biegeverformung an der sich drehenden Meßwelle sind außerdem mit einem nicht unerheblichen Kostenaufwand verbunden. Ferner kann die Torsions-Meßwelle nur mit einem begrenzten Drehmoment belastet werden, weshalb die vorbekannten Rührgeräte nahezu ausschließlich zu Meßzwecken eingesetzt werden können.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Rührgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine hohe Meßgenauigkeit ermöglicht und dennoch preiswert herzustellen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Rührwerk um die Drehachse des Rührwerkzeuges oder um eine parallel dazu angeordnete Achse an der Haltevorrichtung drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist und entgegen der Drehrichtung des Rührwerkzeuges abgestützt ist, und daß die Meßvorrichtung zur Erfassung der Reaktionskraft dieser Abstützung ausgebildet ist.

Das Drehmoment kann also in überraschender Weise besonders einfach durch Messung der Reaktionskraft mit einem ortsfesten Sensor gemessen werden. Ein Abgreifen von Meßsignalen an der sich drehenden Rührwerkswelle ist somit nicht erforderlich. Für die Drehlagerung des Rührwerkes ist nur ein einziges Lager, beispielsweise ein Wälzlager, gegebenenfalls ein Vierpunkt-Dünnringlager, erforderlich, so daß sich insgesamt ein einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt. Die statisch bestimmte Lagerung ermöglicht außerdem eine besonders hohe Meßgenauigkeit.

Bei Rührwerken mit mehreren, in unterschiedlichen Richtungen drehenden Rührwerkswellen oder Rührwerkzeugen kann die erfindungsgemäße Meßvorrichtung nur dann eingesetzt werden, wenn die Summe aller das in das zu rührende Medium eingeleiteten Drehmomente ungleich Null ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Haltevorrichtung ein feststehendes Halteteil und ein gegenüber diesem drehbares Schwenkteil aufweist, mit dem das Rührwerk lösbar verbindbar ist, und daß die Meßvorrichtung an der Haltevorrichtung vorgesehen ist. Die für die Drehmomentmessung erforderlichen Vorrichtungsteile sind somit lösbar mit dem Rührwerk verbindbar, so daß diese nachträglich auch an solche Rührwerke adaptiert werden können, die eigentlich nicht zur Drehmomentmessung vorgesehen sind. Dadurch können insbesondere auch Rührwerke älterer Bauart zur Drehmomentmessung verwendet werden.

Zweckmäßigerweise ist das Schwenkteil als Schwenkplatte und das Halteteil als Halteplatte ausgebildet, und zur Aufnahme der Meßvorrichtung ist zwischen der Schwenkplatte und der Halteplatte, insbesondere in der Halteplatte, eine Aussparung vorgesehen. Die Meßvorrichtung ist dadurch besonders gut gegen mechanische Beschädigung und gegen Verschmutzung geschützt.

Damit das Rührwerk besonders einfach und ohne Werkzeuge mit der Haltevorrichtung verbindbar ist, ist vorgesehen, daß das Rührwerk mit einer kraft- und/oder formschlüssigen Steckverbindung in die Haltevorrichtung einsetzbar ist. Das Rührwerk oder die Haltevorrichtung können dann bei Bedarf leicht ausgetauscht werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Haltevorrichtung eine koaxial zu einem Drehlager angeordnete Einstecköffnung für einen Zentrierstutzen oder dergleichen zur Abtriebswelle des Rührwerkes zentriertes Gehäuseteil aufweist, in welche diese von oben einsteckbar ist. Das Rührwerk ist dadurch automatisch beim Einstecken in die Einstecköffnung zum Drehlager der Haltevorrichtung zentriert. Die Meßgenauigkeit kann dadurch erhöht werden, da Unwuchten und andere quer zur Drehachse des Rührwerkzeuges wirkende Kräfte an dem Drehlager der Haltevorrichtung abgestützt werden und dadurch nicht von der Meßvorrichtung erfaßt werden.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß zum Einstecken unterschiedlicher Rührwerke wenigstens ein Adapter für die Einstecköffnung und/oder den Zentrierstutzen vorgesehen ist. Die Haltevorrichtung kann dadurch auf einfache Weise an Rührwerke unterschiedlichen Typs adaptiert werden, so daß auch bei Rührwerken unterschiedlicher Bauart ein und dieselbe Haltevorrichtung zur Drehmomentmessung verwendet werden kann.

Vorteilhaft ist, wenn die Einstecköffnung als Spannvorrichtung mit einer insbesondere geschlitzten Spannhülse ausgebildet ist, in die der Zentrierstutzen oder dergleichen zu der Abtriebswelle des Rührwerkes zentriertes Gehäuseteil einspannbar ist. Das Rührwerk ist dann in der Einstecköffnung besonders gut zentriert und kann nicht seitlich gegenüber der Drehachse der Haltevorrichtung verkippen. Außerdem ist das Rührwerk axial fixiert, so daß es sich bei einer Unwucht oder bei inhomogenen Rührmedien nicht so leicht aus der Haltevorrichtung lösen kann.

Besonders günstig ist, wenn eine Zugentlastung für das Stromversorgungskabel des Rührwerkes vorgesehen ist, die an dem Halteteil oder einem fest mit diesem verbundenen Teil der Haltevorrichtung angreift. Zugkräfte an dem Strom­ versorgungskabel werden dadurch an dem ortsfesten Halteteil abgestützt und können an der Meßvorrichtung keine Reaktionskräfte bewirken, die Meßungenauigkeiten verursachen.

Die vorstehend genannte Aufgabe kann bei einem Rührgerät der eingangs genannten Art, bei dem zusätzlich ein Rührgefäß zur Aufnahme des zu rührenden Mediums vorgesehen ist, auch dadurch gelöst werden, daß das Rührgefäß um die Drehachse des Rührwerkzeuges oder um eine parallel dazu angeordnete Achse drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist, daß eine Abstützung gegen Mitdrehen des Rührgefäßes mit dem Rührwerkzeug vorgesehen ist, und daß die Meßvorrichtung zum Messen der auf die Abstützung wirkenden Reaktionskraft ausgebildet ist. Zur Messung des in das zu rührende Medium eingeleiteten Drehmomentes kann also auch das Rührgefäß drehbar gelagert und abgestützt werden, wobei das Drehmoment aus der Reaktionskraft an der Abstützung ermittelt wird. In überraschender Weise ist es dadurch möglich, das Drehmoment zu messen, ohne daß an dem Rührwerk oder dessen Haltevorrichtung eine Meßvorrichtung vorgesehen sein muß. Die Drehmomentmessung kann somit mit einem entsprechenden Rührgefäß an beliebigen Rührgeräten durchgeführt werden, ohne daß Veränderungen an dem Rührwerk oder der Haltevorrichtung erforderlich sind.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß für das Rührgefäß eine Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist, die eine an einem Basisteil drehbar gelagerte Gefäßhalterung aufweist, die mit dem Rührgefäß drehfest verbindbar ist. Es können dann nahezu beliebige, handelsübliche Rührgefäße verwendet werden, wobei verschiedene, gegeneinander austauschbare Rührgefäße vorgesehen sein können.

Damit auch unterschiedlich große Gefäße adaptierbar sind, ist es vorteilhaft, wenn die Gefäßhalterung wenigstens einen insbesondere verstellbaren Haltearm und/oder einen Haltegurt aufweist.

Um eine möglichst hohe Meßgenauigkeit zu erreichen, muß das Rührgefäß möglichst reibungsarm gelagert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Gefäßhalterung mittels eines Axiallagers und eines davon getrennten Radiallagers drehbar in dem Basisteil gelagert ist.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Abstützung zur Übertragung von Drehmomenten in entgegengesetzten Richtungen ausgebildet ist. Das Drehmoment kann dann auch bei reversierenden Rührwerken oder bei unterschiedlichen Drehrichtungen gemessen werden.

Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Abstützung als Feder ausgebildet ist. Die Reaktionskraft kann dann auf einfache Weise in eine entsprechende Längenänderung der Feder, insbesondere in eine kraft-weg-proportionale Längenänderung umgesetzt werden, die mittels eines geeigneten Meßwertaufnehmers detektiert werden kann.

In vorteilhafter Weise können als Meßwertaufnehmer ein Wegmesser, der beispielsweise die Längenänderung der Feder erfaßt, oder ein Encoder, der den drehmomentabhängigen Verdrehwinkel des Rührwerkes bzw. des Rührgefäßes detektiert, vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise kommen hier käufliche Sensoren zum Einsatz, die auf piezoelektrischen, induktiven, kapazitiven oder optischen Verfahren beruhen.

Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn die Abstützung an einem Biegebalken erfolgt und wenn wenigstens ein Dehnungs­ meßstreifen zur Erfassung der Biegeverformung des Biegebalkens vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher und kompakter Aufbau, der nur eine sehr kleine, kaum wahrnehmbaren Verdrehung des Rührwerkes beziehungsweise des Rührgefäßes erfordert und dennoch eine hohe Meßgenauigkeit ermöglicht. Der Biegebalken ist außerdem besonders gut zur Abstützung von Drehmomenten in unterschiedlichen Richtungen geeignet.

Besonders günstig ist es, wenn der Biegebalken an einem Ende fest eingespannt ist und an dem gegenüberliegenden Ende mit einem Gleitlager abgestützt ist. Der Biegebalken kann dann ausschließlich auf Biegung beansprucht werden; die Übertragung von Axialkräften, welche die Meßwerte verfälschen, ist nicht möglich.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Abstützung des Biegebalkens punktförmig oder linienförmig erfolgt, insbesondere durch einen zylindrischen Krafteinleitungsstift oder einen Krafteinleitungsstift mit konvex ausgebildeter Stiftkuppe. Das Gleitlager kann dann besonders reibungsarm die Reaktionskräfte auf den Biegebalken übertragen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß zur Abstützung des Biegebalkens zwei Krafteinleitungsstifte vorgesehen sind, die an einander abgewandten Seitenflächen des Biegebalkens oder dergleichen Abstützelement angreifen. Dadurch ist es möglich, auch bei reversierenden Rührwerken die Reaktionskräfte des Rührwerkzeuges besonders reibungsarm auf die Biegebalken zu übertragen, so daß auch in diesem Fall eine hohe Meßgenauigkeit erzielt werden kann.

Ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau kann dadurch erreicht werden, daß der Biegebalken an einem feststehenden Teil, insbesondere an dem Halteteil oder dem Basisteil, fest eingespannt ist. Der Meßwertaufnehmer zur Erfassung der Biegeverformung kann dann ebenfalls ortsfest angeordnet werden, was eine besonders einfache und vorteilhafte Führung der Meßkabel ermöglicht.

Besonders günstig ist es, wenn ein Überlastschutz für die Meßvorrichtung vorgesehen ist, der als drehwinkelbegrenzendes Anschlagelement ausgebildet ist. Der Einsatzbereich des Rührgerätes kann dadurch erheblich erweitert werden, da das am Rührwerkzeug maximal zulässige Drehmoment nicht mehr durch die Meßvorrichtung begrenzt ist. Dadurch wird es insbesondere möglich, auch mit empfindlichen Meßvorrichtungen, die beispielsweise eine besonders genaue Messung kleiner Drehmomente ermöglichen, ein robustes, industrietaugliches Rührgerät zu realisieren.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Abstützung mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist. Das Rührwerk bzw. das Rührgefäß kann dann auch bei dynamischen Belastungen, die insbesondere bei Unwuchten des Rührwerkzeuges auftreten können, zuverlässig abgestützt werden. Bei reversierenden Rührprozessen kann durch die Vorspannkraft ferner die Meßgenauigkeit im Umkehrpunkt verbessert werden. Die Vorspannkraft muß bei der Auswertung der Meßwerte, beispielsweise durch Subtraktion eines der Vorspannkraft entsprechenden Drehmomentes, berücksichtigt werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß eine elektronische Schaltung zur Verarbeitung, Filterung und/oder Glättung der Meßwerte vorgesehen ist. Periodisch wiederkehrende, kurzzeitige Störungen in den Meßwerten, die beispielsweise durch eine Unwucht des Rührwerkzeuges verursacht sind, können auf diese Weise herausgefiltert oder geglättet werden. Langsame Änderungen oder Tendenzen der Meßwerte, die insbesondere Rückschlüsse auf Viskositäts­ änderungen des zu rührenden Mediums ermöglichen, sind dadurch besser detektierbar.

Zweckmäßig ist, wenn die Meßvorrichtung eine Anzeige, insbesonder eine Digitalanzeige aufweist. Das Drehmoment kann dann von der Bedienperson an der Digitalanzeige in Newtonmetern oder in Prozent bezogen auf einen Bezugswert unmittelbar abgelesen werden.

Zur Ausgabe der Meßwerte kann auch eine Schnittstelle, insbesondere eine Digitalschnittstelle vorgesehen sein. Das Rührgerät kann dann an einem Prozeßrechner angeschlossen werden, der, mittels entsprechender Referenzwerte, aus dem Drehmoment die Viskosität des zu rührenden Mediums bestimmt. Außerdem ist eine Prozeßsteuerung möglich, bei der abhängig vom Drehmoment und/oder der Viskosität des Rührmediums der Rührprozeß aktiv kontrolliert oder beeinflußt wird.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt (Ebene A-A in Fig. 2) gehaltene Seitenansicht eines Rührgerätes mit schwenkbar gelagertem Rührwerk, bei der eine Haltevorrichtung mit einem Dreh- bzw. Schwenklager und einem Biegebalken zur Abstützung des strichliniert dargestellten Rührwerkes besonders gut erkennbar ist,

Fig. 2 eine rückseitige Ansicht auf die Haltevorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Haltevorrichtung mit Messvorrichtung entsprechend Fig. 1, bei der das Schwenkteil gebrochen dargestellt ist, damit die Lagerung des Biegebalkens erkennbar ist,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht auf eine drehbar gelagerte Aufnahmevorrichtung für ein Rührgefäß, die an einem Biegebalken abgestützt ist,

Fig. 5 eine Ansicht auf die Querschnittsebene A-A der Aufnahmevorrichtung aus der in Fig. 4 mit Pfeilen angedeuteten Richtung und

Fig. 6 eine Teilseitenansicht des Krafteinleitungsstiftes an dem Gleitlager des Biegebalkens, welche die konvex geformte Stiftkuppe erkennen läßt.

Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Rührgerät mit einer Meßvorrichtung 2 zum Messen in das beim Rühren in das zu ruhrende Medium eingeleiteten Drehmomentes weist ein Rührwerk 3 auf, das an einer Haltevorrichtung 4 um die Drehachse des Rührwerkzeuges drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist und entgegen der Drehrichtung des Rührwerkzeuges an einem Biegebalken 5 federnd abgestützt ist. Die Meßvorrichtung 2 weist an dem Biegebalken 5 Dehnungsmeßstreifen auf, welche die durch die Reaktionskraft der Abstützung des Rührwerkes 3 an dem Biegebalken 5 bewirkte Biegeverformung messen. Aus der Biegeverformung wird die Reaktionskraft und aus dieser das in das zu rührende Medium eingeleitete Drehmoment ermittelt.

Die Haltevorrichtung 4 hat ein feststehendes Halteteil 6 und ein gegenüber diesem drehbar gelagertes Schwenkteil 7, mit dem das Rührwerk 3 lösbar verbindbar ist. Das Halteteil 6 und das Schwenkteil 7 sind etwa plattenförmig ausgebildet und die Meßvorrichtung 2 ist zwischen diesen beiden Teilen, in einer Aussparung 8 des Halteteils 6 angeordnet. Der Biegebalken 5 ist dadurch besonders gut gegen mechanische Beschädigung und/oder gegen Verschmutzung geschützt. Das Rührwerk 3 ist mit dem Zentrierstutzen 9 der Abtriebswelle 10 kraftschlüssig in eine koaxial zum Drehlager 11 angeordnete Einstecköffnung 12 von oben eingesetzt. Die Einstecköffnung 12 ist als Spannvorrichtung mit einer geschlitzten Spannhülse 13 ausgebildet, mit welcher der Zentrierstutzen 9 des Rührwerkes 3 einspannbar ist. Die Spannhülse 13 wird mit einer seitlich an der Haltevorrichtung 4 vorstehenden Rändelschraube 14 betätigt.

Das Rührwerk 3 ist somit auf einfache Weise lösbar mit der Haltevorrichtung 4 verbindbar, so daß die Haltevorrichtung 4 mit verschiedenen Rührwerken 3 kombiniert werden kann. Damit auch unterschiedliche Rührwerkstypen auf einfache Weise in die Einstecköffnung 12 eingesteckt und dabei mit ihrer Abtriebswelle 10 zu der Drehachse 15 des Drehlagers 11 zentriert werden können, sind entsprechende Adapter für die Einstecköffnung 12 und/oder den Zentrierstutzen 9 vorgesehen. Dadurch können insbesondere auch Rührwerke 3 älterer Bauart, die eigentlich nicht für eine Drehmomentmessung vorgesehen sind, in die Haltevorrichtung 4 eingesteckt und dadurch nachträglich mit einer Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes erweitert werden.

Die Haltevorrichtung 4 weist an ihrer Rückseite eine Trägerplatte 16 mit wenigstens einem, im Ausführungsbeispiel der besseren lotrechten Fixierung wegen mit zwei Stativanschlüssen 17 auf, mit denen die Haltevorrichtung 4 an einem Haltestativ oder einem Haltestab befestigt werden kann. Die Trägerplatte 16 hat eine seitlich offene Plattenaussparung 18 (Fig. 2) für die Durchführung des Stromversorgungskabels 19 des Rührwerkes 3. Die Plattenaussparung 18 ist so dimensioniert, daß das Stromversorgungskabel 19 beim Schwenken des Rührwerkes 3 nicht seitlich mit der Trägerplatte 16 in Berührung geraten kann. An der Trägerplatte 16 ist außerdem rückseitig eine Zugentlastung 20 für das Stromversorgungskabel 19 vorgesehen. Zugkräfte in dem Stromversorgungskabel 19 werden dadurch an der feststehenden Trägerplatte 16 abgestützt und können sich nicht auf das drehbar gelagerte Rührwerk 3 übertragen und dabei Meßfehler verursachen. Zwischen der Zugentlastung 20 und dem Rührwerk 3 ist das Stromversorgungskabel 19 mit Abstand zur Haltevorrichtung 4 geführt, so daß es sich beim Verschwenken des Rührwerkes 3 frei bewegen kann.

Der Biegebalken 5 ist an einem Ende mit Halteschrauben 21 fest an dem Halteteil 6 eingespannt und an dem gegenüberliegenden Ende mit Gleitlagern 22 (Fig. 3) beidseitig abgestützt. Durch die Einspannung des Biegebalkens 5 an dem ortsfesten Halteteil 6 ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, bei dem auch die Dehnungsmeßstreifen zur Messung der Biegeverformung des Biegebalkens 5 ortsfest zum Halteteil 6 angeordnet sind.

Die Gleitlager 22 weisen je einen zylindrischen Krafteinleitungsstift 23 auf, der den Biegebalken 5 jeweils an einer ebenen Seitenfläche reibungsarm abstützt. Die reibungsarme Lagerung ermöglicht eine besonders hohe Meßgenauigkeit. Da an beiden Längsseiten des Biegebalkens 5 Gleitlager 22 vorgesehen sind, können Drehmomente in entgegengesetzten Richtungen abgestützt werden, so daß im Reversierbetrieb eine Drehmomentmessung in beide Richtungen möglich ist.

An der Meßvorrichtung 2 ist außerdem beidseits des Biegebalkens 5 an dem Halteteil 6 je ein ortsfestes Anschlagelement 24 (Fig. 3) vorgesehen, das als Überlastschutz für die Meßvorrichtung 2 dient und den Dreh- bzw. Schwenkwinkel des Schwenkteiles 7 begrenzt. Eine unzulässig starke Biegeverformung des Biegebalkens 5 wird dadurch vermieden.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, mit einer Aufnahmevorrichtung 25 für das Rührgefäß, die um die Drehachse des Rührwerkzeuges oder parallel dazu drehbar in einem Basisteil 26 drehbar gelagert und an einem Biegebalken 5 abgestützt ist. Die Messung des in das zu rührende Medium eingeleiteten Drehmomentes erfolgt ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 durch Dehnungsmeßstreifen, welche die Biegeverformung des Biegebalkens 5 detektieren. Mit der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform kann das in das zu rührende Medium eingeleitete Drehmoment an beliebigen Rürgeräten 3 gemessen werden, ohne daß an dem Rührgerät 3 oder der Haltevorrichtung des Rührgerätes 3 ein Meßwertaufnehmer oder eine entsprechende Sensorik erforderlich ist.

Die Aufnahmevorrichtung 25 weist eine Gefäßhalterung 27 mit zwei an gegenüberliegenden Seiten des Rührgefäßes angeordneten verstellbaren Haltearmen 28 auf, zwischen denen das Rührgefäß drehfest einspannbar ist. Jeder der beiden Haltearme 28 hat einen etwa parallel zur Rührachse ausgerichteten Haltestab 29, der mit seinem unteren Ende an einer Grundplatte 30 zum Aufstellen eines Rührgefäßes befestigt ist. An seinem oberen Ende trägt der Haltestab 29 einen quer zur Rührachse verschiebbaren Haltebügel 31, der mit einer Rändelschraube 32 an dem Haltestab 29 fixiert werden kann. Die Klemmfläche 33 des Haltebügels 31 ist mit einer Gummierung versehen, damit ein auf der Grundplatte 30 abgestelltes Rührgefäß rutsch- und drehfest zwischen den beiden Haltebügeln 31 eingespannt werden kann.

Die Grundplatte 30 ist mit einem Axiallager 34 und einem separaten Radiallager 35 um die Rührachse drehbar an dem Basisteil 26 gelagert. Die separaten Radial- und Axiallager ergeben eine besonders leichtgängige Drehlagerung, die eine hohe Meßgenauigkeit ermöglicht.

Die Grundplatte 30 ist mit einem Gleitlager 22′ (Fig. 5) an dem der Drehachse 25 zugewandten Ende eines Biegebalkens 5 abgestützt, der mit seinem anderen Ende mit Halteschrauben 21 fest mit dem Basisteil 26 verbunden ist. Das Gleitlager 22′ hat einen mit der Grundplatte 30 fest verbundenen Krafteinleitungsstift 23′ mit einer konvex geformten Stiftkuppe 27 (Fig. 6), welche die Grundplatte 30 an dem Biegebalken 5 reibungsarm abstützt. Das Einleiten eines Drehmomentes in das zu rührende Medium bewirkt eine Biegeverformung des Biegebalkens 5, die mit an dem Biegebalken 5 vorgesehenen Dehnungsmeßstreifen gemessen und zur Bestimmung des Drehmomentes verwendet wird.

An dem Basisteil 26 ist ein Stativstab 38 angeschraubt, an dem ein Rührwerk 3 befestigt werden kann (Fig. 4).

Das Rührgerät 1 mit einem Rührwerkzeug und einer Meßvorrichtung 2 zum Messen des beim Rühren in das zu rührende Medium eingeleiteten Drehmomentes ist an seiner Haltevorrichtung 4 um die Drehachse des Rührwerkzeuges drehbar bzw. schwenkbar gelagert und entgegen der Drehrichtung des Rührwerkzeuges abgestützt. Die Messung des Drehmomentes erfolgt mittels eines Meßwertaufnehmers, der die Reaktionskraft dieser Abstützung direkt oder indirekt erfaßt. Für die Drehmomentmessung kann ein ortsfester Meßwertaufnehmer verwendet werden und die Drehmomentmessung erfordert nur ein einziges Drehlager 11.

Claims (25)

1. Rührgerät (1) mit einer Haltevorrichtung (4), mit einem Rührwerkzeug und mit einer Meßvorrichtung (2) zum Messen des beim Rühren in das zu rührende Medium eingeleiteten Drehmomentes, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (3) um die Drehachse des Rührwerkzeuges oder um eine parallel dazu angeordnete Achse an der Haltevorrichtung (4) drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist und entgegen der Drehrichtung des Rührwerkzeuges abgestützt ist, und daß die Meßvorrichtung (2) zur Erfassung der Reaktionskraft dieser Abstützung ausgebildet ist.

2. Rührgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (4) ein feststehendes Halteteil (6) und ein gegenüber diesem drehbares Schwenkteil (7) aufweist, mit dem das Rührwerk (3) lösbar verbindbar ist, und daß die Meßvorrichtung (2) an der Haltevorrichtung (4) vorgesehen ist.

3. Rührgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkteil (7) als Schwenkplatte und das Halteteil (6) als Halteplatte ausgebildet sind, und daß zur Aufnahme der Meßvorrichtung (2) zwischen der Schwenkplatte und der Halteplatte, insbesondere in der Halteplatte, eine Aussparung (8) vorgesehen ist.

4. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (3) mit einer kraft­ und/oder formschlüssigen Steckverbindung in die Haltevorrichtung (4) einsetzbar ist.

5. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (4) eine koaxial zu einem Drehlager (11) angeordnete Einstecköffnung (12) für einen Zentrierstutzen (9) oder dergleichen zur Abtriebswelle (10) des Rührwerkes (3) zentriertes Gehäuseteil aufweist, in welche diese von oben einsteckbar ist.

6. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstecken unterschiedlicher Rührwerke (3) wenigstens ein Adapter für eine Einstecköffnung (12) und/oder den Zentrierstutzen (9) vorgesehen ist.

7. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (12) als Spannvorrichtung mit einer insbesondere geschlitzten Spannhülse (13) ausgebildet ist, in die der Zentrierstutzen (9) oder dergleichen zur Abtriebswelle (10) des Rührwerkes (3) zentriertes Gehäuseteil einspannbar ist.

8. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugentlastung (20) für das Stromversorgungskabel (19) des Rührwerkes (3) vorgesehen ist, die an dem Halteteil (6) oder einem fest mit diesem verbundenen Teil der Haltevorrichtung (4) angreift.

9. Rührgerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, mit einem Rührgefäß zur Aufnahme des zu rührenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührgefäß um die Drehachse des Rührwerkzeuges oder um eine parallel dazu angeordnete Achse drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist, daß eine Abstützung gegen Mitdrehen des Rührgefäße mit dem Rührwerkzeug vorgesehen ist, und daß die Meßvorrichtung (2) zum Messen auf der die Abstützung wirkenden Reaktionskraft ausgebildet ist.

10. Rührgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für das Rührgefäß eine Aufnahmevorrichtung (25) vorgesehen ist, die einer an einem Basisteil (26) drehbar gelagerte Gefäßhalterung (27) aufweist, die mit dem Rührgefäß drehfest verbindbar ist.

11. Rührgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßhalterung (27) wenigstens einen insbesondere verstellbaren Haltearm (28) und/oder einen Haltegurt aufweist.

12. Rührgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßhalterung (27) mittels eines Axiallagers (34) und eines davon getrennten Radiallagers (35) drehbar in dem Basisteil (26) gelagert ist.

13. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung zur Übertragung von Drehmomenten in entgegengesetzten Richtungen ausgebildet ist.

14. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstützung eine Feder vorgesehen ist.

15. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßwertaufnehmer zur indirekten Messung der Reaktionskraft, insbesondere ein Encoder oder ein Wegmesser, vorgesehen ist.

16. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung an einem Biegebalken (5) erfolgt und daß wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen zur Erfassung der Biegeverformung des Biegebalkens (5) vorgesehen ist.

17. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebalken (5) an einem Ende fest eingespannt ist und an dem gegenüberliegenden Ende mit einem Gleitlager (22, 22′) abgestützt ist.

18. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung des Biegebalkens (5) punktförmig oder linienförmig erfolgt, insbesondere durch einen zylindrischen Krafteinleitungsstift (23) oder einen Krafteinleitungsstift (23′) mit konvex ausgebildeter Stiftkuppe (37).

19. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Biegebalkens (5) zwei Krafteinleitungsstifte (23, 23′) vorgesehen sind, die an einander abgewandten Seitenflächen des Biegebalkens (5) oder dergleichen Abstützelement angreifen.

20. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebalken (5) an einem feststehenden Teil, insbesondere an dem Halteteil (6) oder dem Basisteil (26) fest eingespannt ist.

21. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überlastschutz für die Meßvorrichtung (2) vorgesehen ist, der als Drehwinkel begrenzendes Anschlagelement (24) ausgebildet ist.

22. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist.

23. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Schaltung zur Verarbeitung, Filterung und/oder Glättung der Meßwerte vorgesehen ist.

24. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (2) eine Anzeige, insbesondere eine Digitalanzeige, aufweist.

25. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausgabe der Meßwerte eine Schnittstelle, insbesondere eine Digitalschnittstelle vorgesehen ist.