EP0640383A1 - Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung und Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung und Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0640383A1
EP0640383A1 EP94112222A EP94112222A EP0640383A1 EP 0640383 A1 EP0640383 A1 EP 0640383A1 EP 94112222 A EP94112222 A EP 94112222A EP 94112222 A EP94112222 A EP 94112222A EP 0640383 A1 EP0640383 A1 EP 0640383A1
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shaft
speed
outer shaft
inner shaft
mixing
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Werner Heimbeck
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/10—Mixers with rotating receptacles with receptacles rotated about two different axes, e.g. receptacles having planetary motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/40—Parts or components, e.g. receptacles, feeding or discharging means
    • B01F29/403—Disposition of the rotor axis
    • B01F29/4035—Disposition of the rotor axis with a receptacle rotating around two or more axes
    • B01F29/40353—Disposition of the rotor axis with a receptacle rotating around two or more axes being perpendicular axes

Definitions

  • the present invention relates to a method for driving control of a mixing device according to the preamble of claim 1 and a mixing device for carrying out the method according to the preamble of claim 10.
  • DE-OS 20 22 259 a device in the form of a rotatable barrel is already known, which can be rotated or tilted about two mutually perpendicular axes.
  • DE 24 08 204 A1 discloses a method and a device for cooling flowable material by means of a coolable and rotatable drum, in which the drum speeds can be set at intervals.
  • a device for homogenizing liquids is known from DE 27 34 488 C2, in which a pipe for receiving liquid is arranged on the rotor at a distance from a rotor axis, to which a pipe drive independent of the rotor drive is assigned.
  • this object is achieved in that the directions of rotation of the inner shaft and outer shaft are periodically changed and that after each change of direction of rotation the respective shaft is driven at a predetermined speed or speed function over time.
  • the direction of rotation of the inner axis is thus reversed at a periodic interval which is characteristic of the inner shaft, and then a predetermined target speed is approached or a specific temporal speed curve is set.
  • the direction of rotation of the outer shaft is reversed at a periodic interval that is characteristic of the outer shaft, and then the outer shaft is brought to a new predetermined target speed or a specific temporal speed curve is set.
  • the target speeds cannot be set at the moment, but, due to the inertia, require a certain amount of time to reach a predetermined speed.
  • the current speed is first brought to zero and then the shaft is brought to the predetermined target speed in the opposite direction.
  • the mixing device is characterized in that the drive means are connected to speed control means which are suitable for changing the speed and direction of rotation of the shafts, and in that the control means are connected to a control unit which has control values corresponding to the predetermined speeds for the inner shaft and for the outer shaft wins in the respective period interval and delivers it to the control means.
  • the control means used according to the invention make it possible to change the speed of the associated drive means by changing the energy supplied to the drive means. The speed is increased or decreased by changing the energy. When the polarity or flow direction is reversed, the direction of rotation is changed.
  • the method according to the invention and the associated mixing device according to the invention are characterized in that mixing sequences are achieved which can be set and reproduced for each mixing operation.
  • the greatest possible shear of the mix is achieved because of the directions of rotation be changed at certain intervals, which leads to effective mixing.
  • an optimal mixing program can be generated for each mix that can be reproduced.
  • the movement sequence, especially the acceleration processes can be adapted to the product to be mixed. Products that tend to agglomerate can experience particularly accelerating mixing processes. Units that are very sensitive can be mixed using a gentle mixing process.
  • the method and the device allow an optimal adaptation to the special properties of the products to be mixed.
  • the mixing process can be influenced by setting the amounts of the target speeds or the amplitudes of the speeds of the shafts and the respective period.
  • the predetermined speeds of successive periods of a shaft are different. This will avoid repetitive, identical mixing processes. By changing the predetermined speed of a period compared to the speed in the previous period, the change of direction is coupled with a changed speed, which increases the mixing effect. In another embodiment, the speeds are the same in at least two successive periods.
  • the speed of each shaft is preferably kept constant after a predetermined target speed has been reached for a period of time that is less than a period.
  • this speed is kept constant for a predetermined period of time in order to adapt the mix to constant conditions.
  • the periods of the inner shaft and outer shaft are preferably about the same length. This favors the technical effort for setting up the periods. It was also found that the same period lengths for the control cycles of inner shaft and outer shaft do not result in disruptive segregation.
  • the rotational speeds of the inner shaft and outer shaft have a phase difference, for example of approximately 90 degrees. This avoids superimposed or opposing movement of the inner shaft and outer shaft. If one shaft is moved through the zero point when changing the direction of rotation, the other shaft has reached its respectively predetermined target speed.
  • the phase difference is preferably approximately 90 °. However, it can be in the range of 60 ° ⁇ ⁇ 120 °.
  • the phase of the outer shaft preferably leads the phase of the inner shaft. Particularly effective mixing was noticed with this setting.
  • the predetermined speeds of the two shafts in adjacent periods are the same or differ by a constant factor. This means that apart from the phase difference, the two shafts are driven at the same speed. This also does not result in segregation, but reduces the technical complexity of the control.
  • each sequence of predetermined speeds is repeated after N sequence elements. The consequence is therefore recursive. Such a repetition of certain mixing processes reduces the control effort or the number of speed values to be generated. At the same time, repetition of longer mixing cycles does not lead to segregation.
  • the sequence of predetermined speed values is obtained by an algorithm, the speed values being obtained, for example, using a recursion formula for a given initial value.
  • an algorithm provides a special distribution of the speed values occurring in a cycle, which improves the mixing effect.
  • K1, K2, K3 are constants and the sequence is recursive according to K3 values.
  • a recursion formula of this type is ideally suited for obtaining values that are recursive according to K3 values.
  • the sequence of speed values is stored in a memory and called up sequentially.
  • certain empirically preferred mixing cycles can be saved and reproduced for each specific mixing order.
  • control unit has a programmable logic controller in which the stored values can be stored and called up.
  • control unit has a calculation device that calculates the control values based on a recursion formula.
  • the drive means according to the invention can be electric motors, hydraulic motors or pneumatic motors, depending on which drive means is desired for the special case.
  • the control means connected to the drive means are frequency converters in the case of Electric motors, hydraulic valves for the case of hydraulic motors and pneumatic valves for the case of pneumatic motors. If DC motors are selected, control means in the form of speed controllers are provided which change the strength of the current supplied to the DC motor.
  • the frequency converters are used in the case of AC motors that are controlled by changing the frequency.
  • FIG 1 shows the basic structure of an embodiment of the mixing device according to the invention.
  • Fig. 2 is a circuit diagram for the control of the electric motors of the mixing device.
  • Fig. 3 is a control diagram for the speed of a shaft.
  • FIG. 1 an embodiment of the mixing device according to the invention is shown in principle, wherein a mixing container 2 is provided, which is gimbaled.
  • the mixing container 2 is connected to a rotatably mounted inner shaft 4, which is connected to an electric motor 6 via a gear 18.
  • the inner shaft 4 is mounted on a holder 5 of an outer shaft 8, which has a counterweight 20 to compensate for the weight of the holder, which counterweight is connected to the outer shaft 8 opposite the holder 5.
  • the shaft 8 is guided by bearings 22 and ends in a bevel gear 24, which is connected to an electric motor 10.
  • An electrical feed line 30 for the electric motor 6 of the inner shaft 4 is guided through a slip ring bushing 28 into the bevel gear 24 and from there through the hollow outer shaft 8 to the electric motor 6.
  • An electrical feed line 32 is connected to the electric motor 10 of the outer shaft.
  • the electrical lead 32 of the electric motor 10 is connected to the frequency converter 12 for the outer axis 8, while the electrical lead 30 of the electric motor 6 is connected to the frequency converter 14 for the inner axis 4.
  • both frequency converters 12, 14 are supplied with mains voltage.
  • the speed of the associated shaft is increased or decreased.
  • the two frequency converters are connected to a microprocessor 16 which has a programmable logic controller, control values corresponding to the speed values being stored in the memory and being able to be called up by the microprocessor 16 at time intervals which correspond to the respective periods.
  • the microprocessor 16 supplies the control values to the respective frequency converter.
  • FIG. 3 shows a control diagram for the speed of a shaft.
  • One of the frequency converters is first given a target speed value 1, which is achieved by starting the shaft and increasing the speed up to speed value 1.
  • the frequency converter is then instructed by the microprocessor 16 to carry out a change in the direction of rotation and to start a new setpoint speed 2.
  • the frequency converter lowers its frequency and the shaft runs at speed 0 in the opposite direction up to speed value 2.
  • new speed values 3, 4 and 5 are approached which are different from one another and ensure effective mixing of the mix.
  • the period between two successive control values of the microprocessor 16 is the time period t.
  • the control diagram of the other wave differs from the control diagram of FIG. 3 only in that it is t / 2 compared to the control diagram of FIG. 3 is shifted, ie has a phase difference of approximately 90 °.
  • Fig. 4 there is shown a control diagram in which two successive target speeds of a shaft are in opposite directions the same, i.e. have the same amount. After the second speed of the same amount, the speed changes in such a way that it becomes smaller or larger for the following two periods.
  • the ratio of the successive rotational speeds in the same direction is 1/2 or 2 in the present case and is adjustable.
  • the upper and lower speed (ODZ and UDZ) are adjustable, as is the period t and the specified mixing time T.
  • the other shaft is operated with a control diagram shifted by t / 2.
  • the ratio of the successive opposite speeds of this shaft is also adjustable.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung, die einen an einer Innenwelle (4) und Außenwelle (8) drehbar gelagerten Mischbehälter (2) aufweist, wobei Innenwelle (4) und Außenwelle (8) einen Winkel miteinander einschließen und voneinander getrennt antreibbar sind, wobei die Drehrichtungen von Innenwelle (4) und Außenwelle (8) jeweils periodisch gewechselt werden, und wobei nach jedem Drehrichtungswechsel die jeweilige Welle mit einer vorbestimmten Drehzahl angetrieben wird. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind bereits grundsätzlich aus der WO 89/08495 A1 bekannt. Diese Druckschrift lehrt jedoch ein stochastisches Mischverfahren, bei dem die Antriebswellen in unregelmäßiger und nicht vorhersehbarer Weise angetrieben werden. Der Mischbehälter wird zufallsverteilt unregelmäßig um mehrere Achsen bewegt, wobei der Mischprozeß zufällig und nicht reproduzierbar ist. Aufgrund der Zufälligkeit der Mischbewegung ist es möglich, daß ein bestimmter Mischablauf für ein besonderes Mischproblem nachteilig ist oder sogar zu einer Entmischung führt. Für den Zweck eines gleichbleibend günstigen Mischergebnisses muß jedoch gewährleistet sein, daß bestimmte Mischprobleme durch denselben Bewegungsablauf gelöst und somit reproduzierbare Mischergebnisse erzielt werden.
  • Aus der DE-OS 20 22 259 ist bereits eine Vorrichtung in Form eines drehbaren Fasses bekannt, das um zwei zueinander senkrechte Achsen gedreht bzw. gekippt werden kann. Ferner ist aus der DE 24 08 204 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von fließfähigem Gut mittels einer kühlbaren und drehbaren Trommel bekannt, bei dem die Trommeldrehzahlen intervallmäßig einstellbar sind. Schließlich ist aus der DE 27 34 488 C2 eine Vorrichtung zum Homogenisieren von Flüssigkeiten bekannt, bei der im Abstand von einer Rotorachse auf dem Rotor ein Rohr zur Aufnahme von Flüssigkeit angeordnet ist, dem ein von dem Rotorantrieb unabhängiger Rohrantrieb zugeordnet ist.
  • Ferner sind bereits Freifallmischer bekannt, die sich um eine Rotationsachse bewegen und eine schüttelnde Bewegung vollführen. Hierbei entsteht eine Bewegung, die in ihrem Ablauf nicht beeinflußt werden kann. Unkontrollierte Bewegungen können bei Produkten, die sich in ihrer Dichte stark unterscheiden, Windsichtungen hervorrufen. Bei einfachen Drehbewegungen kann durch das Abrollen eine Entmischung auftreten.
  • Aufgrund der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung und die zugehörige Mischvorrichtung derart weiterzubilden, daß eine schnellere und gleichmäßigere Durchmischung bei allen Mischvorgängen erzielt werden kann, wobei sich die Mischvorgänge exakt reproduzieren lassen.
  • Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehrichtungen von Innenwelle und Außenwelle jeweils periodisch gewechselt werden und daß nach jedem Drehrichtungswechsel die jeweilige Welle mit einer vorbestimmten Drehzahl bzw. zeitlichen Drehzahlfunktion angetrieben wird. Die Drehrichtung der Innenachse wird somit in einem für die Innenwelle charakteristischen Periodenabstand umgekehrt und sodann wird eine vorbestimmte Soll-Drehzahl angefahren bzw. ein bestimmter zeitlicher Drehzahlverlauf eingestellt. In gleicher Weise wird auch die Drehrichtung der Außenwelle in einem für die Außenwelle charakteristischen Periodenabstand umgekehrt und sodann wird die Außenwelle auf eine neue vorbestimmte Soll-Drehzahl gebracht bzw. ein bestimmter zeitlicher Drehzahlverlauf eingestellt. Die Soll-Drehzahlen lassen sich nicht momentan einstellen, sondern bedürfen aufgrund der Trägheit einer gewissen Zeitdauer, um eine vorbestimmte Drehzahl zu erreichen. Beim Wechsel der Drehrichtung wird die augenblickliche Drehzahl zunächst auf Null gefahren und anschließend die Welle in der Gegenrichtung auf die vorbestimmte Soll-Drehzahl gebracht.
  • Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel mit Drehzahl-Steuermitteln verbunden sind, die zur Änderung der Drehzahl und Drehrichtung der Wellen geeignet sind, und daß die Steuermittel mit einer Steuereinheit verbunden sind, die den vorbestimmten Drehzahlen entsprechende Steuerwerte für die Innenwelle und für die Außenwelle im jeweiligen Periodenabstand gewinnt und an die Steuermittel liefert. Die erfindungsgemäß eingesetzten Steuermittel ermöglichen eine Änderung der Drehzahl des zugehörigen Antriebmittels durch Änderung der dem Antriebsmittel zugeführten Energie. Durch Änderung der Energie wird die Drehzahl erhöht oder gesenkt. Bei Umkehr der Polarität bzw. Flußrichtung wird die Drehrichtung geändert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige erfindungsgemäße Mischvorrichtung zeichnen sich dadurch aus, daß Mischabläufe erzielt werden, die sich für jeden Mischvorgang einstellen und reproduzieren lassen. Eine größtmögliche Scherung des Mischgutes wird erzielt, da die Drehrichtungen in bestimmten zeitlichen Abständen gewechselt werden, was zu einer wirkungsvollen Vermischung führt. Durch Wahl von vorbestimmten Drehzahlen nach jedem Drehrichtungswechsel kann für jedes Mischgut ein optimales Mischprogramm erzeugt werden, das sich reproduzieren läßt. So kann der Bewegungsablauf, speziell die Beschleunigungsvorgänge dem zu mischenden Produkt angepaßt werden. Produkte, die zu Agglomerationen neigen, können besonders stark beschleunigende Mischvorgänge erfahren. Aggregate, die sehr empfindlich sind, können durch einen schonenden Mischablauf vermischt werden. Das Verfahren und die Vorrichtung erlauben eine optimale Anpassung an die speziellen Eigenschaften der zu mischenden Produkte. Auf den Mischablauf kann durch Einstellung der Beträge der Soll-Drehzahlen bzw. der Amplituden der Drehzahlen der Wellen und der jeweiligen Periodendauer Einfluß genommen werden.
  • In einer Ausführung sind die vorbestimmten Drehzahlen aufeinanderfolgender Perioden einer Welle unterschiedlich. Dadurch werden sich wiederholende identische Mischabläufe vermeiden. Durch Änderung der vorbestimmten Drehzahl einer Periode gegenüber der Drehzahl in der vorangegangenen Periode ist der Drehrichtungswechsel gekoppelt mit einer veränderten Drehzahl, was die Mischwirkung erhöht. In einer anderen Ausführung sind die Drehzahlen in zumindest zwei aufeinanderfolgenden Perioden gleich.
  • Die Drehzahl jeder Welle wird bevorzugt nach Erreichen einer vorbestimmten Soll-Drehzahl während einer Zeitdauer konstant gehalten, die kleiner ist als eine Periodendauer. Wenn die jeweilige Welle die ihr vorbestimmte Soll-Drehzahl erreicht hat, wird diese Drehzahl während einer vorbestimmten Zeitdauer konstant gehalten, um eine Anpassung des Mischgutes an konstante Bedingungen zu erreichen.
  • Die Perioden von Innenwelle und Außenwelle sind bevorzugt etwa gleich lang. Dies begünstigt den technischen Aufwand für die Einrichtung der Perioden. Ferner wurde festgestellt, daß gleiche Periodenlängen für die Steuerzyklen von Innenwelle und Außenwelle keine störenden Entmischungen zur Folge haben.
  • In besonders bevorzugter Weise weisen die Drehzahlen von Innenwelle und Außenwelle eine Phasendifferenz, beispielsweise von etwa 90 Grad auf. Dadurch ist eine überlagerte oder gegenläufige Bewegung von Innenwelle und Außenwelle vermieden. Wenn die eine Welle beim Drehrichtungswechsel durch den Null-Punkt gefahren wird, hat die andere Welle ihre jeweils vorbestimmte Soll-Drehzahl erreicht. Die Phasendifferenz beträgt bevorzugt etwa 90°. Sie kann aber im Bereich von 60° < δ < 120° liegen.
  • Bevorzugt eilt die Phase der Außenwelle der Phase der Innenwelle voraus. Bei dieser Einstellung wurde eine besonders wirkungsvolle Vermischung bemerkt.
  • Es ist ferner bevorzugt, daß die vorbestimmten Drehzahlen der beiden Wellen in benachbarten Perioden gleich sind bzw. sich um einen konstanten Faktor unterscheiden. Dies bedeutet, daß abgesehen von der Phasendifferenz die beiden Wellen mit den selben Drehzahlen angetrieben werden. Auch dies hat keine Entmischung zur Folge, sondern senkt den technischen Aufwand der Steuerung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wiederholt sich jede Folge von vorbestimmten Drehzahlen nach N Folgegliedern. Die Folge ist somit rekursiv. Eine derartige Wiederholung bestimmter Mischabläufe senkt den Steueraufwand bzw. die Anzahl der zu erzeugenden Drehzahlwerte. Gleichzeitig führt eine Wiederholung längerer Mischzyklen nicht zu einer Entmischung.
  • In einer Ausführungsform wird die Folge von vorbestimmten Drehzahlwerten durch einen Algorithmus gewonnen, wobei die Drehzahlwerte beispielsweise durch eine Rekursionsformel bei gegebenem Anfangswert gewonnen werden. Ein solcher Algorithmus liefert eine besondere Verteilung der in einem Zyklus auftretenden Drehzahlwerte, was die Mischwirkung verbessert.
  • Die Rekursionsformel kann beispielsweise die folgende Form haben:

    n i ​ +1 =( K ₁. n i + K ₂) mod K ₃
    Figure imgb0001

    wobei K₁, K₂, K₃ Konstanten sind und die Folge nach K₃-Werten rekursiv ist. Eine Rekursionsformel dieses Typs eignet sich hervorragend für die Gewinnung von Werten, die nach K₃-Werten rekursiv sind.
  • Alternativ zu dem zuvorgenannten Algorithmus wird die Folge der Drehzahlwerte in einem Speicher abgelegt und sequentiell abgerufen. Je nach Art der Mischaufgabe lassen sich somit bestimmte empirisch bevorzugte Mischzyklen für jeden bestimmten Mischauftrag abspeichern und reproduzieren.
  • Ein grundsätzlicher Unterschied zwischen der gespeicherten Folge von Drehzahlwerten und der rekursiv erzeugten Folge von Drehzahlwerten besteht nicht, wobei die rekursiv erzeugten Werte keinen Speicher benötigen und die abgespeicherten Werte auch nicht-rekursiv sein können.
  • In einer bevorzugten Ausbildung der eingangs genannten erfindungsgemäßen Mischvorrichtung weist die Steuereinheit eine speicherprogrammierbare Steuereinrichtung auf, in der die Speicherwerte abgespeichert und abrufbar sind.
  • Alternativ weist die Steuereinheit eine Berechnungseinrichtung auf, die die Steuerwerte aufgrund einer Rekursionsformel berechnet.
  • Die erfindungsgemäßen Antriebsmittel können Elektromotoren, Hydraulikmotoren oder Pneumatikmotoren sein, je nach dem welches Antriebsmittel für den speziellen Fall gewünscht wird. Dementsprechend sind die mit den Antriebsmitteln verbundenen Steuermittel Frequenzumformer für den Fall der Elektromotoren, hydraulische Ventile für den Fall der Hydraulikmotoren und pneumatische Ventile für den Fall der Pneumatikmotoren. Im Falle der Wahl von Gleichstrommotoren sind Steuermittel in Form von Drehzahlstellern vorgesehen, die die Stärke des dem Gleichstrommotor zugeführten Stroms verändern. Die Frequenzumformer werden im Falle von Wechselstrommotoren eingesetzt, die durch Änderung der Frequenz gesteuert werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
  • Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung.
  • Fig. 2 ein Schaltdiagramm für die Steuerung der Elektromotoren der Mischvorrichtung.
  • Fig. 3 ein Steuerdiagramm für die Drehzahl einer Welle.
  • Fig. 4 ein alternatives Steuerdiagramm für eine Welle.
  • In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung prinzipiell dargestellt, wobei ein Mischbehälter 2 vorgesehen ist, der kardanisch aufgehängt ist. Der Mischbehälter 2 ist verbunden mit einer drehbar gelagerten Innenwelle 4, die über ein Getriebe 18 mit einem Elektromotor 6 verbunden ist.
  • Die Innenwelle 4 ist auf einem Halter 5 einer Außenwelle 8 gelagert, die zum Ausgleich des Gewichtes des Halters ein Gegengewicht 20 aufweist, das dem Halter 5 gegenüber mit der Außenwelle 8 verbunden ist. Die Welle 8 ist durch Lager 22 geführt und endet in einem Kegelradgetriebe 24, das mit einem Elektromotor 10 verbunden ist.
  • Eine elektrische Zuleitung 30 für den Elektromotor 6 der Innenwelle 4 ist durch eine Schleifring-Durchführung 28 in das Kegelradgetriebe 24 und von dort durch die hohl ausgebildete Außenwelle 8 zum Elektromotor 6 geführt. Eine elektrische Zuleitung 32 ist mit dem Elektromotor 10 der Außenwelle verbunden.
  • Gemäß Fig. 2 ist die elektrische Zuleitung 32 des Elektromotors 10 mit dem Frequenzumformer 12 für die Außenachse 8 verbunden, während die elektrische Zuleitung 30 des Elektromotors 6 mit dem Frequenzumformer 14 für die Innenachse 4 verbunden ist. Gleichzeitig sind beide Frequenzumformer 12, 14 mit Netzspannung versorgt. Durch Erhöhung/Erniedrigung der Frequenz wird die Drehzahl der zugehörigen Welle erhöht bzw. gesenkt. In dieser Ausführungsform sind die beiden Frequenzumformer mit einem Mikroprozessor 16 verbunden, der eine speicherprogrammierbare Steuerung aufweist, wobei den Drehzahlwerten entsprechende Steuerwerte im Speicher abgelegt sind und vom Mikroprozessor 16 in zeitlichen Abständen, die den jeweiligen Perioden entsprechen, abgerufen werden können. Der Mikroprozessor 16 liefert die Steuerwerte an den jeweiligen Frequenzumformer.
  • In Fig. 3 ist ein Steuerdiagramm für die Drehzahl einer Welle gezeigt. Einem der Frequenzumformer wird zunächst ein Soll-Drehzahlwert 1 gegeben, der durch Anlaufen der Welle und Erhöhung der Drehzahl bis zum Drehzahlwert 1 erreicht wird. Sodann wird der Frequenzumformer vom Mikroprozessor 16 instruiert, einen Drehrichtungswechsel durchzuführen und eine neue Soll-Drehzahl 2 anzufahren. Der Frequenzumformer senkt seine Frequenz und die Welle läuft über Drehzahl 0 in entgegengesetzter Richtung bis zum Drehzahlwert 2 an. Sodann werden neue Drehzahlwerte 3, 4 und 5 angefahren, die voneinander verschieden sind und eine wirksame Vermischung des Mischgutes gewährleisten. Die Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Steuerwerten des Mikroprozessor 16 ist die Zeitdauer t. Das Steuerdiagramm der anderen Welle unterscheidet sich von dem Steuerdiagramm von Fig. 3 lediglich dadurch, daß es um t/2 gegenüber dem Steuerdiagramm von Fig. 3 verschoben ist, d.h. eine Phasendifferenz von etwa 90° aufweist.
  • In Fig. 4 ist ein Steuerdiagramm gezeigt, bei dem jeweils zwei aufeinanderfolgende Soll-Drehzahlen einer Welle entgegengesetzt gleich sind, d.h. denselben Betrag haben. Nach der zweiten betragsgleichen Drehzahl ändert sich die Drehzahl derart, daß sie kleiner oder größer wird für die folgenden zwei Perioden. Das Verhältnis der aufeinanderfolgenden gleichsinnigen Drehzahlen ist im vorliegenden Fall 1/2 bzw. 2 und ist einstellbar.
  • Die obere und die untere Drehzahl (ODZ und UDZ) sind einstellbar, ebenso wie die Periode t und die genannte Mischdauer T.
  • Die andere Welle wird mit einem um t/2 verschobenen Steuerdiagramm betrieben. Ebenfalls ist das Verhältnis der aufeinanderfolgenden gegensinnigen Drehzahlen dieser Welle einstellbar.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung, die einen an einer Innenwelle (4) und Außenwelle (8) drehbar gelagerten Mischbehälter (2) aufweist, wobei Innenwelle (4) und Außenwelle (8) einen Winkel miteinander einschließen und voneinander getrennt antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtungen von Innenwelle (4) und Außenwelle (8) jeweils periodisch gewechselt werden, und daß nach jedem Drehrichtungswechsel die jeweilige Welle mit einer vorbestimmten Drehzahl bzw. Drehzahlfunktion angetrieben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Drehzahlen aufeinanderfolgender Perioden einer Welle (4; 8) unterschiedlich sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl jeder Welle (4, 8) nach Erreichen einer vorbestimmten Soll-Drehzahl während einer Zeitdauer konstant gehalten wird, die kleiner ist als eine Periodendauer.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Perioden von Innenwelle (4) und Außenwelle (8) etwa gleich lang sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlverläufe von Innenwelle (4) und Außenwelle (8) eine Phasendifferenz aufweisen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der Außenwelle der Phase der Innenwelle voraneilt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Drehzahlen der beiden Wellen (4, 8) in benachbarten Perioden gleich sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Folge von vorbestimmten Drehzahlen sich nach N Folgegliedern rekursiv wiederholt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge der Drehzahlwerte in einem Speicher abgelegt ist und sequentiell abgerufen wird.
  10. Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem an einer Innenwelle (4) und Außenwelle (8) drehbar gelagerten Mischbehälter (2), wobei Innenwelle (4) und Außenwelle (8) einen Winkel miteinander einschließen und voneinander getrennt durch Antriebsmittel (6, 10) antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (6, 10) mit Drehzahl-Steuermitteln (12, 14) verbunden sind, die zu einer vorbestimmten Änderung der Drehzahl und Drehrichtung der Wellen (4, 8) geeignet sind, und daß die Steuermittel (12, 14) mit einer Steuereinheit (16) verbunden sind, die den vorbestimmten Drehzahlen entsprechende Steuerwerte für die Innenwelle (4) und für die Außenwelle (8) im jeweiligen Periodenabstand (t) gewinnt und an die Steuermittel (12, 14) liefert.
EP94112222A 1993-08-27 1994-08-04 Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung und Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired - Lifetime EP0640383B1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4328825 1993-08-27
DE4328825 1993-08-27
DE4335612 1993-10-19
DE4335612A DE4335612C1 (de) 1993-08-27 1993-10-19 Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung und Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0640383A1 true EP0640383A1 (de) 1995-03-01
EP0640383B1 EP0640383B1 (de) 1996-11-06

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP94112222A Expired - Lifetime EP0640383B1 (de) 1993-08-27 1994-08-04 Verfahren zur Antriebssteuerung einer Mischvorrichtung und Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Country Link
EP (1) EP0640383B1 (de)
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