Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mischwerkzeug zur Befestigung
innerhalb einer Trommel, dessen Mischarm an einer
drehbar gelagerten Welle gehalten und dessen an dem Mischarm
angebrachter Mischkörper zur Trommelinnenoberfläche ausgerichtet
ist.
Ein Mischwerkzeug der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der DE 43 44 995 A1 bekanntgeworden.
Mischwerkzeuge sind seit Jahrzehnten bekannt und werden in
weitgehend horizontal ausgerichteten Trommeln eingesetzt, um
Schüttgüter und flüssige Massen jedweder Art zu mischen. Die
Mischwerkzeuge sind dabei an einer Welle befestigt, die
drehbar in der Trommel gelagert ist. Um eine möglichst vollständige
Durchmischung der Schüttgüter erreichen zu können,
sollten die Mischwerkzeuge insbesondere die an die Trommelinnenoberfläche
geschleuderten Schüttgüter durchdringen können.
Daher sind die Mischwerkzeuge innerhalb der Trommel
derart angeordnet, daß der Abstand der Mischwerkzeuge zur
Trommelinnenoberfläche gering ist. Aufgrund einer Längenausdehnung
des Materials (Trommel und/oder Mischwerkzeug) oder
aufgrund des Eigengewichts des Mischwerkzeugs kann sich der
Abstand zwischen Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche
verkürzen. Daher ist stets ein Sicherheits-Abstand zwischen
Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche ausgebildet.
Bei bestimmten Eigenschaften im Mischgutverhalten von zu bearbeitenden
Produkten ergibt sich nun das Problem, daß sich
im Bereich zwischen Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche
ein Teil des Schüttguts an der Trommeloberfläche festsetzt.
Vor allem Schüttgüter mit klebenden und aushärtenden Komponenten
neigen zu dieser Bildung von Produktansätzen. Durch
die verklebenden und aushärtenden Teile des Mischguts werden
die Mischwerkzeuge beim Mischvorgang belastet. Die Mischwerkzeuge
können dann bereits nach kurzer Betriebsdauer verschleißen
und/oder die Bearbeitungsgüte des zu bearbeitenden
Produktes kann sich verschlechtern.
Aus diesem Grund werden im Stand der Technik bereits sogenannte
"Stollen-Schaufeln" verwendet, wie sie beispielsweise
aus dem Prospekt "Industrielles Mischen im kontinuierlich
arbeitenden Lödige-Mischer" der Firma Lödige aus dem Jahre
1993 bekannt sind. Durch diese Stollenschaufel wird versucht,
die Eigenschaften des gebildeten Produktansatzes positiv
zu verändern. Der Produktansatz an der Trommelinnenoberfläche
wird durch das Stollenprofil des Mischwerkzeugs
beim Mischvorgang aufgebrochen. Wenn das Mischgut allerdings
Komponenten aufweist, die relativ schnell aushärten und einen
festen Produktansatz bilden können, reicht die Wirkung
einer Stollenschaufel nicht aus, um die Bildung eines Produktansatzes
an der Trommelinnenoberfläche gänzlich zu unterdrücken.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist auch bereits vorgeschlagen
worden, zwei Mischwerkzeuge mit ausgebildetem Stollenprofil
an einem Mischarm anzubringen. Durch die Überlappung
zweier Stollenprofile kann der Produktansatz zwar noch besser
bearbeitet werden, allerdings ist der Mischarm durch die
zwei Mischkörper mit Stollenprofil erheblichen Belastungen
beim Mischvorgang unterworfen. Darüber hinaus wird der Trommelinnenraum
zur Aufnahme von zu mischenden Schüttgütern
nachteiligerweise reduziert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem
zugrunde, ein einfach aufgebautes Mischwerkzeug zu entwickeln,
durch dessen Verwendung nahezu sämtliche zu Produktansätzen
neigende Schüttgüter und/oder Produktmassen bearbeitet
werden können, ohne daß es im Bereich zwischen
Trommelinnenoberfläche und Mischkörper zu einer Bildung von
Materialansätzen kommen kann.
Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß an der Außenoberfläche des Mischkörpers ein oder
mehrere stabförmige Räumelemente angebracht sind, die bei
einer Drehbewegung der Welle Bereiche der Trommelinnenoberfläche
überstreichen.
Das erfindungsgemäße Mischwerkzeug besteht im wesentlichen
aus einem Mischkörper, an dem Räumelemente befestigt sind.
Als Basis des Mischwerkzeugs können daher bereits vorhandene
Schaufelbleche bekannter Mischwerkzeuge verwendet werden, an
denen Räumelemente unter einem bestimmten Winkel angebracht
werden können. Die erfindungsgemäßen Räumelemente können an
allen üblichen Mischwerkzeugen ausgebildet werden.
Durch die Drehbewegung der Welle werden die Räumelemente in
das an der Trommelinnenoberfläche befindliche Schüttgut hineingefahren,
so daß dieser Bereich innerhalb der Trommel
durch die Räumelemente durchkämmt wird. Die Trommelinnenwandung
kann daher ansatzfrei bzw. produktfrei gehalten werden.
Das Schüttgut kann im Bereich der Trommelinnenwandung von
der Trommelinnenoberfläche sozusagen abgekratzt, abgeschabt
oder abgewischt werden. Mehrere Räumelemente sind zu einem
Kamm, einem Rechen, einer Gabel oder dergleichen angeordnet.
Durch das gezielte und definierte Eingreifen mehrerer Räumelemente
mit einer bestimmten Länge wird verhindert, daß
sich auch schnell aushärtende Produkte an der Trommelinnenoberfläche
verfestigen und/oder anlagern können. Die Räumelemente
ermöglichen es, das Schüttgut intensiv zu bearbeiten.
Je nach Art des Schüttguts können die Räumelemente unterschiedliche
Querschnittsformen aufweisen.
Das Freiarbeiten großer Bereiche der Trommelinnenoberfläche
wird dadurch unterstützt, daß das Räumelement bei einer
Drehbewegung der Welle Bereiche der Trommelinnenoberfläche
überstreicht. Die Räumelemente sind an den Mischkörper quer
zur radialen Achse der Trommel angeordnet. Bei jeder vollständigen
Drehung der Welle um 360° überstreicht das Räumelement
einen Bereich an der Trommelinnenoberfläche, der in
seiner Breite durch die Länge des Räumelements bestimmt
wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Räumelemente
mindestens eine ausgeprägte Mischkante, um in den sich
verfestigenden Schüttgutansatz eindringen zu können. Durch
mehrmaliges Aufbrechen und Durchfurchen des Produktansatzes
mit Hilfe der Mischkante wird der Produktansatz aufgelockert
und von der Trommelinnenfläche abgelöst.
Zwei Räumelemente einer anderen Ausführungsform sind derart
an dem Mischwerkzeug angebracht, daß ein Räumelement infolge
der Drehbewegung der Welle nach Bearbeitung seines Bearbeitungsbereichs
anschließend durch einen Bearbeitungsbereich
des anderen Räumelements geführt wird. Die Räumelemente besitzen
sich überschneidende Bearbeitungsbereiche. Jeder Bearbeitungsbereich
an der Trommelinnenoberfläche wird je nach
Anzahl der Räumelemente mehrfach durchkämmt und von Produktansätzen
befreit. Die Bildung von sich verfestigenden
Schüttgutansätzen wird noch besser vermieden. Durch die
Überschneidung der Bearbeitungsbereiche wird verhindert, daß
an der Trommelinnenoberfläche sägezahnförmige Produktansätze
von Schüttgutkomponenten anhaften können.
Wenn die Räumelemente eine Krümmung mit einem Krümmungsradius
aufweisen, der auf den Trommelradius abgestimmt ist, kann
der Abstand zwischen Mischkörper bzw. Räumelement und Trommelinnenoberfläche
möglichst gering gehalten werden. Es versteht
sich von selbst, daß die Möglichkeit einer Produktanhaftung
an der Trommelinnenoberfläche noch weiter unterdrückt
wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante ist ein in Umlaufrichtung
der Mischwerkzeuge hinteres Ende eines Räumelements
weiter von der Trommelinnenoberfläche beabstandet als ein in
Umlaufrichtung der Mischwerkzeuge vorderes Ende des Räumelements.
Es wird ein Freiwinkel zwischen Trommelinnenoberfläche
und Räumelement gebildet. Durch diese sich abhebende Anordnung
der Räumelemente von der Trommelinnenoberfläche wird
der sich verfestigende Schüttgutansatz noch besser von der
Trommelinnenoberfläche abgestreift. Die Ausbildung von sägezahnförmigen
Produktansätzen ist nicht möglich.
Zur Verbesserung der Stabilität und Verlängerung der Standzeiten
beim erfindungsgemäßen Einsatz der Mischwerkzeuge ist
es bevorzugt, daß die Räumelemente eine Materialbeschichtung
aufweisen. Die Materialbeschichtung kann auch aus einer Beschichtung
bestehen, die das Anhaften bzw. Verkleben von
Schüttgutkomponenten an den Räumelementen nicht zuläßt.
Aufgrund von möglichen Längenausdehnungen infolge der Belastung
der Mischwerkzeuge sind die Räumelemente geringfügig
von der Trommelinnenoberfläche beabstandet. Zur optimalen
Reinigung der Trommelinnenoberfläche beim Mischvorgang wäre
es aber wünschenswert, daß die Räumelemente an der Trommelinnenoberfläche
anliegen. Daher ist die zur Trommelinnenoberfläche
gerichtete Rückenfläche eines Räumelements mit
einer Elastomer-Beschichtung versehen, die zur Anlage an der
Trommelinnenoberfläche ausgebildet ist. Die Räumelemente
können mit dieser nachgiebigen Rückenfläche an der Trommelinnenoberfläche
anliegen, ohne daß die Bewegung des Mischwerkzeugs
blockiert wird. Es können auch andere Beschichtungsmöglichkeiten
anstelle der Elastomer-Beschichtung vorgesehen
sein, die eine ähnliche nachgiebige Eigenschaft besitzen.
Die Räumelemente aus Metall können an dem Mischwerkzeug angeformt
oder angeschweißt sein. Es wäre auch denkbar, Räumelemente
lösbar an dem Mischkörper anzubringen, um Räumelemente
je nach Verwendungszweck unterschiedlich ausrichten
und auf das Schüttgut abstimmen zu können. Es muß nur darauf
geachtet werden, daß die Verbindung zwischen Mischkörper und
Räumelement eine ausreichende Festigkeit besitzt, dies kann
unter Umständen insbesondere bei sich stark verfestigenden
Schüttgutkomponenten Probleme bereiten, so daß eine Befestigung
durch eine Schweißverbindung bevorzugt ist.
Die erfindungsgemäßen Mischwerkzeuge können in Mischern,
Trocknern, Reaktoren eingesetzt werden, die sowohl diskontinuierlich
als auch kontinuierlich arbeiten, in denen zu Ansätzen
neigende Produkte verarbeitet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung, anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche
Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen
Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in
beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung
verwirklicht sein. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen
Mischwerkzeugs;
- Fig. 2
- eine Innenansicht einer Trommel, in der ein weiteres
erfindungsgemäßes Mischwerkzeug an einer Welle
befestigt ist.
Die Erfindung ist in den Figuren schematisch dargestellt, so
daß die wesentlichen Merkmale der Erfindung gut zu erkennen
sind. Die Darstellungen sind nicht notwendigerweise maßstäblich
zu verstehen.
Gemäß der perspektivischen Ansicht der Fig. 1 besteht ein
Mischwerkzeug 10 aus einem Mischkörper 11 und einem Mischarm
12. Der Mischarm 12 besitzt Befestigungslöcher, mit deren
Hilfe der Mischarm 12 an einer drehbaren Welle innerhalb einer
Trommel (siehe Fig. 2) befestigt werden kann. Der Mischkörper
11 wird dazu eingesetzt, Schüttgüter innerhalb der
Trommel zu durchmischen. Im eingebauten Zustand des Mischwerkzeugs
10 ist der Mischkörper 11 zu einer Trommelinnenoberfläche
ausgerichtet und von dieser beabstandet. Schüttgüter
mit Schüttgutkomponenten, die zum Aushärten oder Verkleben
neigen, können einen Schüttgutansatz bilden, der an
der Trommelinnenoberfläche anhaften kann. Zur Vermeidung
dieser Bildung des Schüttgutansatzes besitzt das Mischwerkzeug
10 stabförmige Räumelemente 13. Die Räumelemente 13
sind durch Vierkantstäbe gebildet, die an einer Außenoberfläche
14 des Mischkörpers 11 angeschweißt sind. Zur Ausbildung
der Räumelemente 13 können auch andere Querschnittsformen
und Befestigungsarten verwendet werden.
Die stabförmigen Räumelemente 13 bilden eine Art Kamm oder
Rechen, um die im Bereich der Trommelinnenoberfläche befindlichen,
sich verfestigenden Schüttgüter bearbeiten zu können.
Die Räumelemente 13 besitzen eine leichte Krümmung, die
auf den Trommelradius abgestimmt ist. Die Räumelemente 13
können daher mit möglichst geringem Abstand an der Trommelinnenoberfläche
entlang bewegt werden. Die Räumelemente 13
sind an dem Mischkörper so angeordnet, daß jeweils ein vorderes
Ende 15 und ein hinteres Ende 16 zweier Räumelemente
13 eine senkrecht zur Längsachse der Trommel angeordnete
Querachse 17 schneiden. Bearbeitungsbereiche zweier Räumelemente
13 überschneiden sich daher, so daß an der Trommelinnenoberfläche
kein Produktansatz entstehen kann, der eine
sägezahnförmige Restkontur behält. Schüttgutbereiche werden
daher nicht nur von einem, sondern auch von mehreren Räumelementen
13 bewegt und von der Trommelinnenwandung abgetragen.
Mischkanten 18 können den Schüttgutansatz (Produktansatz)
durch Einschneiden auflockern.
Fig. 2 zeigt eine Innenansicht einer Trommel 20. An Stirnseiten
21 der horizontal ausgerichteten Trommel 20 ist eine
Welle 22 drehbar gelagert. An der Welle 22 ist ein Mischarm
23 eines Mischwerkzeugs 24 befestigt. Wenn die Welle 22 in
Pfeilrichtung 25 gedreht wird, wird das Mischwerkzeug 24 an
einer Trommelinnenoberfläche 26 entlang bewegt. Dabei können
Räumelemente 27 mit dreieckförmigem Querschnitt sich verfestigende
und/oder anhaftende Teile des Schüttguts von der
Trommelinnenoberfläche 26 abstreifen. Die Räumelemente 27
sind leicht gekrümmt ausgebildet und an einem Mischkörper 28
mit ausreichender Stabilität befestigt. Durch die Ausbildung
einer Mischkante 29 an den Räumelementen 27 können die Räumelemente
27 gut in die sich verfestigenden und verklebenden
Bereiche des Schüttguts an der Trommelinnenoberfläche 26
eindringen. In Folge der Drehbewegung des Mischwerkzeugs 24
an der Trommelinnenoberfläche 26 entlang überschneiden sich
die einzelnen Bearbeitungsbereiche eines jeden Räumelements
27, so daß das Schüttgut nicht nur von einem Räumelement 27
allein bearbeitet wird. Sägezahnförmige an der Trommelinnenoberfläche
26 verklebende Schüttgutkonturen werden vermieden.
Die Räumelemente 27 sind aus Metall gefertigt und können mit
einer entsprechenden Materialbeschichtung versehen sein, um
längere Einsatzzeiten zu erreichen. Der Abstand zwischen der
Trommelinnenoberfläche 26 und den Räumelementen 27 kann dadurch
ausgeglichen werden, daß an den Räumelementen 27 eine
Elastomer-Beschichtung ausreichender Dicke aufgebracht ist.
Diese Elastomer-Anformungen können die Trommelinnenoberfläche
26 abstreifen oder abwischen.
Ein Mischwerkzeug 10 kann innerhalb einer Trommel befestigt
werden. Ein Mischarm 12 des Mischwerkzeugs 10 kann an einer
drehbar gelagerten Welle gehalten werden. Ein an dem Mischarm
12 angebrachter Mischkörper 11 ist dabei zur Trommelinnenoberfläche
hin ausgerichtet. An der Außenoberfläche 14
des Mischkörpers 11 sind ein oder mehrere stabförmige Räumelemente
13 mit einer ausgeprägten Mischkante 18 angebracht.
Es wurde ein einfach aufgebautes Mischwerkzeug entwickelt,
durch dessen Verwendung nahezu sämtliche mischbaren Schüttgüter
und/oder Produktmassen bearbeitet werden können, ohne
daß es im Bereich zwischen Trommelinnenoberfläche und Mischkörper
11 zur Bildung von Produktansätzen kommen kann.