EP2364770B1 - Werkzeug für Mischvorrichtung - Google Patents

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EP2364770B1
EP2364770B1 EP11001604.5A EP11001604A EP2364770B1 EP 2364770 B1 EP2364770 B1 EP 2364770B1 EP 11001604 A EP11001604 A EP 11001604A EP 2364770 B1 EP2364770 B1 EP 2364770B1
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EP
European Patent Office
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mixing
strut
tool according
tool
mixing blade
Prior art date
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Active
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EP11001604.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2364770A1 (de
Inventor
Guido Egler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TEKA Maschinenbau GmbH
Original Assignee
TEKA Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TEKA Maschinenbau GmbH filed Critical TEKA Maschinenbau GmbH
Priority to PL11001604T priority Critical patent/PL2364770T3/pl
Publication of EP2364770A1 publication Critical patent/EP2364770A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2364770B1 publication Critical patent/EP2364770B1/de
Active legal-status Critical Current
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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
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/07—Stirrers characterised by their mounting on the shaft
    • B01F27/072—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
    • B01F27/0725—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis on the free end of the rotating axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/07—Stirrers characterised by their mounting on the shaft
    • B01F27/071—Fixing of the stirrer to the shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/07—Stirrers characterised by their mounting on the shaft
    • B01F27/072—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
    • B01F27/0724—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis directly mounted on the rotating axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1123—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades sickle-shaped, i.e. curved in at least one direction

Definitions

  • the present invention relates to a tool for a mixing device, in particular for a mixing device for mixing solids.
  • Mixers for mixing solids, in particular for producing hydraulically bound substances, such as concrete or mortar, are known in a number of different designs.
  • the essential requirement of such mixers on the one hand is a sufficient mixing effect to ensure good homogeneity of the mixture and the best possible prevention of caking of the material to be mixed in the mixing tools used.
  • Homogeneity is an essential prerequisite for the production of specification-compliant products with constant product quality.
  • such mixers generally also employ stripping devices with which the caking or sticking of the material to be mixed on the bottom surface or the sidewalls of the mixer is to be prevented.
  • swirlers are used, with which the mixing effect is to be strengthened. These are generally arranged so that they have an effect where the Mischgutströmung has calmed down by the action of the actual mixing tool again so far that the Mischgutströmung runs substantially parallel, which does not have a good mixing at these points result.
  • mixing or whirling tools which have rectangular or square cross-sections.
  • Such tools have the disadvantage that they produce a flow shadow.
  • the material is possible for the material to be caked or glued from the mix. If such material at a later time dissolves again and falls back into the material to be mixed, this can lead to inhomogeneities in the composition of the final product and thus to specification not compliant products.
  • This problem is particularly serious when, in the meantime, a product change has taken place, i. in the mixer another product, for example, to be produced with a different color. Solvents from a previous product batch lead to color changes in the product that are not accepted by the customer. The human eye is very sensitive to even minor color changes.
  • Wirblerwerkmaschinee which have a body in the form of a pyramid or a truncated pyramid with polygonal base.
  • these tools have the shape of a downwardly open bell, so that the fastening elements, with which the swirler tools are attached to the support arm, can be arranged inside the body of the swirler tool. Due to the downwardly open shape, these fasteners are accessible for a change.
  • the whirling tools according to the DE 198 05 639 not fully satisfactory in terms of flexibility in changing the product and replacing the swirler tools. Since such tools are typical wearing parts of such mixers, which must be replaced regularly, the easy change is also an important criterion to avoid long and expensive downtime of the mixer.
  • a blade for rotary agitators for the purpose of mixing abrasive goods, in which the pressurized blade side is provided with a wear protection layer of a granular material. This layer must be applied to the surface of the main body of the blade. This should be possible for reasons of stability (the blades are subjected to considerable mechanical stress during the mixing process) without impairing the structure of the metallic base body. This requires a complex subsequent processing of the body.
  • JP 04235728A discloses an apparatus for efficient mixing of highly viscous liquids, wherein each one member serves to connect the stirrer blades to the shaft.
  • the stirrer blades themselves are embodied in an L-shaped rotated manner and have no recess in the region around or adjacent to the shaft on which the stirrer blades have a greater distance from the mixer bottom than in the region of the further spaced vertical stirrer portions of the stirrer blades.
  • US 4601583 A describes a mixer with separable wings.
  • the problem should be solved that it is technically very complicated to securely connect the wings with the shaft when they have been introduced separately from each other in the mixing device.
  • the disclosed solution should now be in a special coating of the components, which are firmly connected to one another in the event of heating to a certain temperature.
  • US 2008 013 04 06 A discloses a mixing device for mixing viscous liquids and building materials, wherein the blades can be welded to the shaft. In this case, the blades following the disclosed strut run straight and without forming an incline.
  • the object of the present invention is therefore to provide a tool for a mixing device which does not have the disadvantages described above or only to a reduced extent.
  • the tool according to the invention has a central shaft with a strut arranged at an angle of more than 80 and less than 100 ° to the axial direction of the shaft at the lower end of the shaft, which has at least one mixing blade or forms at least one mixing blade.
  • the so-called planetary mixers frequently used in the production of concrete or mortar or comparable materials typically have a drive with a motor and gear unit above the mixing trough.
  • the gearbox usually has a slow-moving part, often referred to as a rotor, and a faster rotating part integrated in the rotor, often referred to as a star.
  • this so-called star is moved by the rotor of the gearbox around the center of the mixer.
  • At the star of the gearbox is usually mounted a receptacle to attach mixing arms, at the end of which mixing blades are located, which run directly above the mixer bottom.
  • the geometric design of the mixing arms is carried out in many, sometimes complex, variations in order to achieve a good mixing effect.
  • the tools according to the invention have a simple central shaft which, as a rule, is oriented vertically downwards in the case of a drive arranged at the top, ie it dips vertically into the mix.
  • This simple wave replaces the usual, usually built on a turnstile mixing arms, which is structurally much easier and also makes a simpler design of the transmission itself to drive the shaft possible.
  • the corresponding adaptation to the bottom of the mixing device is achieved in part by replacing the mixing blades or by elaborately sealed designs in which the height adjustment is effected by moving parts which are in the region of the mixed material.
  • the tool according to the invention is structurally much simpler in structure and also easier to maintain, since it has neither moving parts in the region of the mix still fastening or adjusting devices are required that could come into contact with the mix and tend to pollution. Dirt leads to malfunctions, which in turn result in downtime, which is undesirable for economic reasons.
  • the drive device With the central shaft, the drive device is suitably connected in a force-transmitting manner, whereby the tool according to the invention is moved through the mix.
  • the structural design of the connection of shaft and drive device can be done in a conventional manner and those skilled in the relevant possibilities are known here. A detailed description in this context is therefore dispensable at this point.
  • a strut is arranged substantially at right angles thereto, which is correspondingly horizontal and quasi parallel to the bottom of the mixing device with vertical installation of the shaft in the mixing device.
  • a strut is arranged substantially at right angles thereto, which is correspondingly horizontal and quasi parallel to the bottom of the mixing device with vertical installation of the shaft in the mixing device.
  • deviations of the angle of the main axes of the shaft and strut of 90 ° are possible to a small extent (usually less than 10 °, preferably less than 5 °), as far as the geometric design of the mixer bottom permits.
  • the longitudinal axis of the strut is exactly at right angles to the longitudinal axis of the central shaft.
  • the desired good mixing usually requires an arrangement of mixing blades immediately above the bottom of the mixer, which requires a parallelism of the strut to the mixer bottom, if the strut at both ends has a mixing blade or forms a mixing blade.
  • This in turn requires a perpendicularity of the longitudinal axis of the strut to the longitudinal axis of the central shaft, if it is to be installed in the simple manner described above.
  • the central shaft and the strut disposed thereon are particularly advantageously designed in one piece, i. are made from a one-piece blank by appropriate design (e.g., by machining or the like).
  • This construction eliminates fastening devices for fastening the strut to the central shaft, which could reach the flow area of the mixed material during operation and may accordingly be prone to contamination. In such places, the unwanted caking and deposits mentioned in the introduction are particularly easy to form. In principle, however, it is also possible to attach the strut with corresponding hidden and not exposed to the influence of the mix fasteners on the shaft.
  • At least one of the shaft remove end of the strut at least one mixing blade is arranged or the strut itself forms such a mixing blade.
  • the mixing blade is designed without fastening devices located in the region of the mixed material. In principle, this can be achieved by attaching a mixing blade with a corresponding geometric configuration (see below) by gluing or welding to the strut. In contrast to screwing or the like arise during bonding or welding no lying in the range of the mixed material attack points by fastening devices that tend to caking or sticking of the mix.
  • the mixing blades are integrally formed with the strut, i. Strut and mixing blade made from a workpiece.
  • the risk of detachment of the mixing blade during the mixing process, where significant mechanical loads occur on the mixing blade, is thereby avoided.
  • the welding process will adversely affect the microstructure of the material, which may adversely affect strength and abrasion resistance.
  • At least one mixing blade of the tool according to the invention has a bend on the outer section relative to the central shaft. This bend is round, preferably designed approximately circular. This configuration of the mixing blade ensures that the mix is collected from the center of the mixer and can be distributed with momentum in the region of the outermost, reachable by the inventive tool radius of the mixing device over the entire mixer surface.
  • each having a mixing blade at each end of the strut the bend is advantageously designed so that the bending direction of the two mixing blades is in the opposite direction relative to the main vertical plane of the strut.
  • the mixing blade is outwardly convex or concave rising, particularly preferably designed approximately circular or circular, executed, i. the vertical height of the mixing blade at the outer end remote from the shaft is greater than at the part of the strut closest to the shaft at which the design of the mixing blade begins.
  • the pitch can basically be designed arbitrarily, but it is preferred if this is done without the formation of edges or comparable transitions, as these in turn could negatively affect the mixing effect.
  • the throwing and self-cleaning performance of the tool according to the invention is further improved.
  • At least one inner region of the strut has at least one lateral surface running obliquely to the vertical plane of the strut.
  • a particularly preferred embodiment of the tool according to the invention is characterized in that at least one, preferably all inner regions of the strut, which are occupied as above, have two lateral surfaces extending at different obliquely to the vertical plane of the strut.
  • the slope of a lateral surface directed downward to the vertical plane of the strut, while the slope of the second lateral surface can be directed upward to the vertical plane of the strut.
  • the lateral surfaces oriented obliquely to the vertical plane form a pyramidal structure.
  • a particularly preferred embodiment of the tool according to the invention is in Fig. 3 presented in a spatial perspective.
  • the strut is designed so that in an inner region between mixing blade and central shaft at the bottom, the bottom of the mixing device associated side of the strut creates a passage through which the mix during mixing in the center of the tool can dwell or under the strut through can flow slowly.
  • the self-cleaning performance of the tool according to the invention can be improved. This is achieved in that at least one inner region of the strut at its underside facing the mixing bottom compared to the area which is formed by the mixing blade (s), a greater distance from the mixer bottom than the mixing blade (s). Constructively, this can be achieved simply by a corresponding design of the strut with a vertical recess, preferably this return is bent again without forming edges, preferably circular in shape. In Fig. 1 this recession can be seen on the underside of the strut of the tool according to the invention.
  • FIG. 1 is to recognize the central shaft 1, on which the strut with inner portions 3 and 3 'of the strut and mixing blades 4 and 4' of the strut are arranged.
  • the mixing blades are constructed rising outwards, wherein the slope is designed in a round or circular shape.
  • the center of the imaginary circle, as determined by the bend, is the vertical extension of the line through the point of the inner region where the mixing blade begins to bend.
  • FIG. 1 is still the preferred embodiment of the mixer bottom facing bottom of the strut with a return to recognize.
  • the mixing blades strike the mixer bottom along, while in the inner region 3 or 3' of the strut, a passage of the type described is formed. Good to see is the design of the return without edges, in the example circular.
  • the reference numerals 5 and 5 ' designate inclined lateral surfaces of the inner region 3 or 3'.
  • FIG. 2 shows the tool according to the invention FIG. 1 in plan view from above, which is clearly seen that the two ends of the strut have a bend in the opposite direction to the vertical main plane of the strut. Schematically also to recognize the oblique lateral surfaces in the inner regions of the strut.
  • FIG. 3 Finally, a spatially perspective view of the tool according to the invention after FIG. 1 or 2.
  • the central shaft 1 has a cylindrical cross section and is integrally formed with the strut.
  • the section along the mixer bottom 2 of the strut can be seen as well as the slope and the bending of the mixing blade 4 and 4 '.
  • the oblique lateral surfaces 5 and% ' are also clearly visible in this illustration.
  • the tool according to the invention is suitable for installation in virtually all mixing devices, as they are customary for the production of concrete or mortar or comparable materials and described in various versions in the literature and are commercially available. Only, for example, its here the group of so-called plate mixers mentioned and among these in particular the so-called planetary mixer with an arranged above the mixing trough motor and gear unit as already mentioned in the above description. The structural design of such mixer is known in the art and therefore need not be described in detail at this point. The installation of the tool and the power transmitting connection with engine and transmission unit requires no further description here.
  • the tool according to the invention By the tool according to the invention, a good introduction of the mixing energy can be achieved in the mix and a good mixing quality can be achieved even with very different levels of the mixer. Due to the small storage surfaces and the high self-cleaning performance of the tool according to the invention, which is achieved in that not only a mixing effect in the horizontal direction during mixing, but also a material flow in the vertical direction is achieved, represent significant advantages in the practical application of the tool according to the invention Due to the flow of material in the vertical direction, which is achieved in particular by inclined lateral surfaces as described above, the mixture is overflowed by the mixture during the mixing process, which leads to corresponding material movement on the back of the tool and thus prevents caking and sticking to the back.

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug für eine Mischvorrichtung, insbesondere für eine Mischvorrichtung zum Mischen von Feststoffen.
  • Mischer zur Mischung von Feststoffen, insbesondere zur Herstellung hydraulisch gebundener Stoffe wie Beton oder Mörtel sind in einer Reihe unterschiedlicher Bauformen bekannt. Wesentliche Anforderung an solche Mischer ist einerseits eine ausreichende Mischwirkung um eine gute Homogenität der Mischung zu gewährleisten und die bestmögliche Verhinderung von Anbackungen des zu mischenden Materials an den eingesetzten Mischwerkzeugen. Die Homogenität ist eine wesentliche Voraussetzung für die Herstellung von spezifikationsgerechten Produkten mit konstanter Produktqualität.
  • Insbesondere bei sogenannten Ringtrogmischern, bei welchen Mischwerkzeuge an Mischerarmen durch einen ringförmigen Mischraum geführt werden (derartige Mischer werden bei der Beton- und Mörtelherstellung in großem Umfang eingesetzt) erfordert die Erzielung einer ausreichenden Mischwirkung oft spezielle Maßnahmen, die zum einen in der geometrischen Gestaltung der Mischwerkzeuge selbst, in der Wahl der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung der Mischerarme oder aber in der geometrischen Anordnung des Mischerarms im Mischraum liegen können.
  • Neben den eigentlichen Mischwerkzeugen kommen bei solchen Mischern in der Regel auch nach Abstreifvorrichtungen zum Einsatz, mit denen das Anbacken bzw. Ankleben des zu mischenden Materials an der Bodenfläche oder den Seitenwänden des Mischers verhindert werden soll.
  • Darüber hinaus kommen bei einigen Mischern dieser Art sogenannte Wirbler zum Einsatz, mit denen die Mischwirkung verstärkt werden soll. Diese werden im allgemeinen so angeordnet, dass sie dort Wirkung entfalten, wo die Mischgutströmung sich von der Wirkung des eigentlichen Mischwerkzeugs wieder soweit beruhigt hat, dass die Mischgutströmung im wesentlichen parallel verläuft, was keine gute Durchmischung an diesen Stellen zur Folge hat.
  • Üblicherweise werden Misch- oder Wirblerwerkzeuge eingesetzt, die rechteckige oder quadratische Querschnitte aufweisen. Derartige Werkzeuge haben den Nachteil, dass sie einen Strömungsschatten erzeugen. Dies führt dazu, dass an den Oberflächen und Kanten der Werkzeuge, insbesondere auch an den Befestigungselementen, über die die eigentlichen Misch- bzw. Wirblerwerkzeuge mit entsprechenden Antriebswellen verbunden sind, Material aus dem Mischgut anbacken oder verkleben kann. Wenn derartiges Material zu einem späteren Zeitpunkt sich wieder löst und in das zu mischende Gut zurückfällt, kann dies zu Inhomogenitäten in der Zusammensetzung des Endprodukts und damit zu nicht spezifikationsgerechten Produkten führen. Dieses Problem ist insbesondere dann gravierend, wenn zwischenzeitlich ein Produktwechsel stattgefunden hat, d.h. in dem Mischer ein anderes Produkt beispielsweise mit anderer Farbe hergestellt werden soll. Sich lösende Materialien einer vorhergehenden Produktcharge führen zu Farbveränderungen im Produkt, die vom Kunden nicht akzeptiert werden. Das menschliche Auge ist im Hinblick auf auch nur geringfügige Farbveränderungen sehr empfindlich.
  • Um diese Probleme zu vermeiden, ist es bei jedem Chargenwechsel, insbesondere bei unterschiedlichen Farbeinstellungen ganz wesentlich, dass alle Produkt und Einsatzstoffreste aus der vorhergehenden Produktcharge durch eine entsprechende Reinigung vollständig entfernt werden. Dies erfordert einen erheblichen Zeit und Kostenaufwand und erzeugt eine erhebliche Menge an Abwasser, welches entsprechend kostenintensiv entsorgt werden muss.
  • Aus den vorstehend genannten Gründen ist es wesentlich, Misch- bzw. Wirblerwerkzeuge zur Verfügung zu stellen, bei denen die Anbackungen von Material minimiert sind und gleichzeitig die Mischwirkung nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus sollte eine leichte Reinigung bei Chargenwechsel möglich sein.
  • Aus der DE 198 05 639 sind Wirblerwerkzeuge bekannt, die einen Körper in Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes mit polygonaler Grundfläche aufweisen. Vorzugsweise haben diese Werkzeuge die Form einer nach unten offenen Glocke, so dass die Befestigungselemente, mit denen die Wirblerwerkzeuge am Haltearm befestigt werden, im Innern des Körpers des Wirblerwerkzeugs angeordnet werden können. Aufgrund der nach unten offenen Form sind diese Befestigungselemente für einen Wechsel zugänglich.
  • Durch diese Gestaltung nach der DE 198 05 639 wird eine direkte Anströmung der Befestigungselemente durch das Mischgut vermieden, was verschleissmindernd wirkt, und der Wechsel der Wirblerwerkzeuge soll ohne Schwierigkeiten möglich sein. Jedoch kann sich in dem Hohlraum der nach unten offenen Glocke mit der Zeit Mischgut ablagern, welches praktisch nur noch mechanisch entfernt werden kann, da durch die fehlende Strömung eine Wiederablösung im laufenden Betrieb nicht mehr möglich ist; dies führt zu der Notwendigkeit aufwendiger Reinigung, da Hohlräume dieser Art nur schwer vollständig zu reinigen sind. Hinzu kommt, dass eine Mutter des Befestigungselements, die im offenen Hohlraum des Werkzeugs angeordnet ist, durch die Anbackung des Materials über längere Zeiträume extrem schwergängig wird, was einen Werkzeugwechsel erschwert. Schließlich erfordert die geometrische Gestaltung dieser Wirblerwerkzeuge zur Notwendigkeit einer relativ aufwendigen Befestigung am entsprechenden Haltearm.
  • Insgesamt können daher die Wirblerwerkzeuge gemäß der DE 198 05 639 nicht in vollem Umfang zufriedenstellen, was die Flexibilität beim Produktwechsel und den Austausch der Wirblerwerkzeuge angeht. Da es sich bei derartigen Werkzeugen um typische Verschleißteile derartiger Mischer handelt, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen, ist der leichte Wechsel ebenfalls ein wichtiges Kriterium, um lange und teure Ausfallzeiten der Mischer zu vermeiden.
  • Aus der DE 196 40 770 ist eine Schaufel für rotierende Rührwerke zum MIschen von schleißenden Gütern bekannt, bei denen die druckbeaufschlagte Schaufelseite mit einer Schleißschutzschicht aus einem körnigen Material versehen ist. Diese Schicht muss auf die Oberfläche des Grundkörpers der Schaufel aufgebracht werden. Dies sollte aus Stabilitätsgründen (die Schaufeln werden beim Mischvorgang einer erheblichen mechanischen Belastung ausgesetzt) möglich sein, ohne das Gefüge des metallischen Grundkörpers zu beeinträchtigen. Dies erfordert eine aufwendige nachträgliche Bearbeitung des Grundkörpers.
  • Die in der DE 196 40 770 beschriebenen Schaufeln weisen zwar gegenüber entsprechenden Schaufeln aus dem Stand der Technik eine verlängerte Standzeit auf (schon allein durch die größere Materialdicke durch die aufgebrachte Schutzschicht) doch führt die erhöhte Rauhigkeit der Oberfläche zu einer Erhöhung der Gefahr von Anbackungen.
  • JP 04235728A offenbart eine Vorrichtung zum effizienten Mischen hochvisköser Flüssigkeiten, bei der jeweils ein Bauteil einer Verbindung der Rührerblätter mit der Welle dient. Die Rührerblätter selbst sind dabei in-sich L-förmig gedreht ausgeführt und weisen keinen Rücksprung im Bereich um bzw. benachbart zu der Welle auf, an dem die Rührblätter einen größeren Abstand zum Mischerboden aufweisen als im Bereich der weiter beabstandeten senkrechten Rührabschnitte der Rührerblätter.
  • DE 29 51 973 A1 beschreibt einen Impellerrührer, der nicht im Ganzen in ein Mischgerät einführbar ist, sondern erst im Mischgerät zusammengebaut wird. Um die Rührflügel in das Mischgerät einzuführen, werden diese aus ihrer Rührposition zueinander zusammengeschoben und dann vertikal durch die Öffnung des Mischgeräts geführt. Erst im Mischgerät erfolgt eine Verbindung der Rührflügel mit der Welle.
  • US 4601583 A beschreibt einen Mischer mit separierbaren Flügeln. Dabei soll das Problem gelöst werden, dass es technisch sehr aufwendig ist, die Flügel sicher mit der Welle zu verbinden, wenn diese separat voneinander in die Mischvorrichtung eingebracht worden sind. Die offenbarte Lösung soll nunmehr in einer speziellen Beschichtung der Bauteile liegen, die im Falle einer Aufheizung auf eine bestimmte Temperatur fest miteinander verbindbar sind.
  • US 2008 013 04 06 A offenbart eine Mischvorrichtung zum Mischen von viskosen Flüssigkeiten und Baumaterialien, wobei die Schaufelblätter mit der Welle verschweißt seien können. Dabei verlaufen die sich an die offenbarte Strebe anschließenden Schaufelblätter gerade und ohne Ausbildung eine Steigung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Werkzeug fur eine Mischvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welches die vorstehend geschilderten Nachteile nicht oder nur in verringertem Maße aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Das erfindungsgemäße Werkzeug weist eine zentrale Welle mit einer in einem Winkel von mehr als 80 und weniger als 100° zur Achsrichtung der Welle angeordneten Strebe am unteren Ende der Welle auf, die mindestens eine Mischschaufel aufweist oder mindestens eine Mischschaufel bildet.
  • Die häufig bei der Herstellung von Beton oder Mörtel oder vergleichbaren Materialien eingesetzten sogenannten Planetenmischer weisen typischerweise über dem Mischtrog einen Antrieb mit einer Motor- und Getriebeeinheit auf. Das Getriebe verfügt üblicherweise über einen langsam drehenden Teil, oft als Rotor bezeichnet, sowie einen im Rotor integrierten schneller drehenden Teil, oft auch als Stern bezeichnet. Beim Mischvorgang wird dieser sogenannte Stern durch den Rotor des Getriebes um das Zentrum des Mischers bewegt. Am Stern des Getriebes ist in der Regel eine Aufnahme montiert, um Mischarme zu befestigen, an deren Ende sich Mischschaufeln befinden, die direkt über dem Mischerboden laufen. Die geometrische Gestaltung der Mischarme wird dabei in vielfältigen, teilweise komplexen, Variationen ausgeführt, um eine gute Mischwirkung zu erreichen.
  • Im Unterschied zu dieser üblichen Bauweise weisen die erfindungsgemäßen Werkzeuge eine einfache zentrale Welle auf, die im Regelfall bei oben angeordnetem Antrieb senkrecht nach unten ausgerichtet ist, d.h. vertikal in das Mischgut eintaucht. Diese einfache Welle ersetzt die üblichen, in der Regel an einem Drehkreuz eingebauten Mischarme, was konstruktiv deutlich einfacher ist und auch eine einfachere Bauweise des Getriebes selbst zum Antrieb der Welle möglich macht. Durch Vorsehen einer höhenverstellbaren Flanschaufnahme am Stern des Getriebes wird eine einfache Höhenanpassung des erfindungsgemäßen Werkzeugs zur optimalen Anstellung des Werkzeugs zum Boden der Mischvorrichtung möglich, ohne dass im eigentlichen Mischraum selbst aufwendige Umbauten erforderlich sind bzw. Mischarme ausgewechselt werden müssen.
  • Bei der üblichen Bauweise aus dem Stand der Technik wird teilweise die entsprechende Anpassung an den Boden der Mischvorrichtung durch Austausch der Mischschaufeln erreicht oder durch aufwendig abzudichtende Gestaltungen, bei denen die Höhenverstellung durch bewegliche Teile erfolgt, die im Bereich des Mischguts liegen. Im Vergleich hierzu ist das erfindungsgemäße Werkzeug konstruktiv deutlich einfacher aufgebaut und auch einfacher zu warten, da es weder bewegliche Teile im Bereich des Mischguts aufweist noch Befestigungs- oder Einstellvorrichtungen erforderlich sind, die mit dem Mischgut in Berührung kommen könnten und zur Verschmutzung neigen können. Verschmutzungen führen zu Funktionsstörungen, die wiederum Stillstandszeiten zur Folge haben, was schon aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht ist.
  • Mit der zentralen Welle ist in geeigneter Weise die Antriebsvorrichtung kraftübertragend verbunden, wodurch das erfindungsgemäße Werkzeug durch das Mischgut bewegt wird. Die konstruktive Gestaltung der Verbindung von Welle und Antriebsvorrichtung kann in an sich bekannter Weise erfolgen und dem Fachmann sind hier einschlägige Möglichkeiten bekannt. Eine detaillierte Beschreibung in diesem Zusammenhang ist daher an dieser Stelle entbehrlich.
  • An der zentralen Well ist im wesentlichen im rechten Winkel hierzu eine Strebe angeordnet, die bei vertikaler Einbauweise der Welle in die Mischvorrichtung entsprechend horizontal und quasi parallel zum Boden der Mischvorrichtung liegt. Im wesentlichen im rechten Winkel ist dabei so zu verstehen, dass Abweichungen des Winkels der Hauptachsen von Welle und Strebe von 90 ° (wie er sich bei exakter rechtwinkliger Anordnung ergibt) in geringem Umfang möglich sind (in der Regel weniger als 10 °, vorzugsweise weniger als 5 °), soweit die geometrische Gestaltung des Mischerbodens dies zuläßt. Vorteilhaft liegt die longitudinale Achse der Strebe jedoch exakt im rechten Winkel zur Längsachse der zentralen Welle. Bei flachem Mischerboden, dessen Ebene senkrecht zur Längsachse der Welle des erfindungsgemäßen Werkzeugs liegt, erfordert die angestrebte gute Durchmischung in der Regel eine Anordnung der Mischschaufeln unmittelbar über dem Boden des Mischers, was eine Parallelität der Strebe zum Mischerboden voraussetzt, wenn die Strebe an beiden Enden eine Mischschaufel aufweist bzw. eine Mischschaufel bildet. Dies erfordert wiederum eine Rechtwinkligkeit der longitudinalen Achse der Strebe zur Längsachse der zentralen Welle, wenn diese in der vorstehend geschilderten einfachen Weise eingebaut werden soll.
  • Die zentrale Welle und die daran angeordnete Strebe sind besonders vorteilhaft einteilig ausgestaltet, d.h. werden aus einem einteiligen Rohling durch entsprechende Gestaltung (z.B. durch spanabtragende Bearbeitung oder dgl.) hergestellt. Durch diese Konstruktionsform entfallen Befestigungseinrichtungen zur Befestigung der Strebe an der zentralen Welle, die beim Betrieb in den Strömungsbereich des Mischguts gelangen könnten und entsprechend zur Verschmutzung neigen können. An derartigen Stellen bilden sich besonders leicht die eingangs erwähnten unerwünschten Anbackungen und Ablagerungen. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Strebe mit entsprechenden verdeckten und nicht dem Einfluß des Mischguts ausgesetzten Befestigungseinrichtungen an der Welle zu befestigen.
  • An mindestens einem der Welle entfernen Ende der Strebe ist mindestens eine Mischschaufel angeordnet bzw. die Strebe selbst bildet eine solche Mischschaufel. Vorzugsweise befindet sich an jedem Ende der Strebe eine Mischschaufel bzw. ist dort ausgebildet. Angeordnet bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die Mischschaufel ohne im Bereich des Mischguts befindliche Befestigungseinrichtungen gestaltet ist. Dies kann grundsätzlich dadurch erreicht werden, dass an der Strebe eine Mischschaufel mit entsprechender geometrischer Gestaltung (s. weiter unten) durch Verklebung oder Verschweißung angebracht wird. Im Unterschied zu Verschraubungen oder dergleichen entstehen bei der Verklebung oder Verschweißung keine im Bereich des Mischguts liegenden Angriffspunkte durch Befestigungsvorrichtungen, die zu Anbackungen oder Verklebungen des Mischguts neigen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Mischschaufeln mit der Strebe einteilig ausgebildet, d.h. Strebe und Mischschaufel aus einem Werkstück hergestellt. Im Vergleich zu einer Verklebung wie vorstehend beschrieben wird dadurch das Risiko der Ablösung der Mischschaufel beim Mischvorgang, wo an der Mischschaufel erhebliche mechanische Belastungen auftreten, vermieden. Im Vergleich zur Verschweißung entfällt das Risiko, dass durch den Schweißvorgang die Gefügestruktur des Materials negativ beeinflusst wird, was sich auf Festigkeit und Abriebbeständigkeit nachteilig auswirken kann.
  • Besonders vorteilhaft ist die einteilige Gestaltung von zentraler Welle, Strebe und Mischschaufel da damit jegliche Art von Befestigungsvorrichtung vermieden bzw. die vorstehend genannten Risiken von Verklebung bzw. Verschweißung an den mechanisch stark beanspruchten von der zentralen Welle entfernten Enden der Strebe vermieden werden können. Wie eingangs erwähnt, ist die Erzielung einer guten Mischwirkung von entscheidender Bedeutung. Um dies zu erreichen, weist mindestens eine Mischschaufel des erfindungsgemäßen Werkzeugs am relativ zur zentralen Welle äußeren Abschnitt eine Biegung auf. Diese Biegung ist rundförmig, vorzugsweise annähernd kreisförmig ausgestaltet. Durch diese Ausgestaltung der Mischschaufel wird erreicht, dass das Mischgut vom Zentrum des Mischers gesammelt und mit Schwung im Bereich des äußersten, mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug erreichbaren Radius der Mischvorrichtung über die gesamte Mischerfläche verteilt werden kann.
  • Durch eine runde, vorzugsweise kreisförmige Gestaltung der Biegung wird darüber hinaus erreicht, dass ein gewisser Materialstrom auch auf der Rückseite der Mischschaufel zustande kommt. Dies reduziert das Risiko von Anbackungen auf der Rückseite des erfindungsgemäßen Werkzeugs, die aufgrund der bei konventionellen Mischwerkzeugen praktisch nicht vorhandenen Materialströmung auf dieser Rückseite praktisch nur aufwendig mechanisch mit entsprechenden Stillstandszeiten der Mischvorrichtungen entfernt werden können.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit je einer Mischschaufel an jedem Ende der Strebe ist die Biegung vorteilhafterweise so gestaltet, dass die Biegungsrichtung der beiden Mischschaufeln relativ zur vertikalen Hauptebene der Strebe in die entgegengesetzte Richtung verläuft.
  • Die Mischschaufel ist nach außen hin konvex oder konkav steigend, besonders bevorzugt annähernd rund bzw. kreisförmig gestaltet, ausgeführt, d.h. die vertikale Höhe der Mischschaufel am äußeren, von der Welle entfernten Ende ist größer als an dem der Welle nächstliegenden Teil der Strebe, an dem die Ausgestaltung der Mischschaufel beginnt. Die Steigung kann dabei grundsätzlich beliebig gestaltet werden, doch ist es bevorzugt, wenn dies ohne die Entstehung von Kanten oder vergleichbaren Übergängen erfolgt, da diese wiederum die Mischwirkung negativ beeinflussen könnten.
  • Durch die steigende Ausführung wie vorstehend beschrieben wird die Wurf- und Selbstreinigungsleistung des erfindungsgemäßen Werkzeugs weiter verbessert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs weist mindestens ein innerer Bereich der Strebe mindestens eine schräg zur Vertikalebene der Strebe verlaufende Mantelfläche auf. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen alle Bereiche der Strebe, die zwischen dem inneren Ende der Mischschaufel und der zentralen Welle belegen sind, eine solche schräg zur Vertikalebene der Strebe verlaufende Mantelfläche auf.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, vorzugsweise alle inneren Bereiche der Strebe, die wie vorstehend belegen sind, zwei unterschiedlich schräg zur Vertikalebene der Strebe verlaufende Mantelflächen aufweisen. Dabei kann die Schräge der einen Mantelfläche nach unten gerichtet zur Vertikalebene der Strebe verlaufen, während die Schräge der zweiten Mantelfläche nach oben gerichtet zur Vertikalebene der Strebe verlaufen kann.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden die schräg zur Vertikalebene ausgerichteten Mantelflächen eine pyramidale Struktur. Eine solche besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist in Fig. 3 in räumlicher Perspektive dargestellt.
  • Die Strebe ist so gestaltet, dass in einem inneren Bereich zwischen Mischschaufel und zentraler Welle an der unteren, dem Boden der Mischvorrichtung zugeordneten Seite der Strebe ein Durchgang entsteht, durch den das Mischgut beim Mischvorgang im Zentrum des Werkzeugs verweilen kann oder aber unter der Strebe hindurch langsam strömen kann. Auch dadurch kann die Selbstreinigungsleistung des erfindungsgemäßen Werkzeugs verbessert werden. Erreicht wird dies dadurch, dass mindestens ein innerer Bereich der Strebe an deren dem Mischboden zugewandten Unterseite im Vergleich zum Bereich, der durch die Mischschaufel(n) gebildet wird, einen größeren Abstand zum Mischerboden aufweist als die Mischschaufel(n). Konstruktiv kann dies einfach durch eine entsprechende Ausgestaltung der Strebe mit einem vertikalen Rücksprung erreicht werden, wobei bevorzugt dieser Rücksprung wiederum ohne Bildung von Kanten gebogen, vorzugsweise kreisförmig gestaltet wird. In Fig. 1 ist dieser Rücksprung an der Unterseite der Strebe des erfindungsgemäßen Werkzeugs zu erkennen.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
    • Dabei zeigen
    • Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Werkzeug wobei die vertikale Ebene der Strebe parallel zur Fläche des Blatts liegt,
    • Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Werkzeug nach Fig. 1 von oben und
    • Fig. 3 eine perspektivisch räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs aus Fig. 1.
  • In Figur 1 ist die zentrale Welle 1 zu erkennen, an der die Strebe mit inneren Bereichen 3 bzw. 3' der Strebe sowie Mischschaufeln 4 und 4' der Strebe angeordnet sind. Gemäß der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Mischschaufeln nach außen steigend konstruiert, wobei die Steigung in runder Form bzw. kreisförmig gestaltet ist. Der Mittelpunkt des gedachten Kreises, der durch die Biegung bestimmt wird liegt dabei auf der senkrechten Verlängerung der Linie durch den Punkt des inneren Bereichs, an dem die Biegung der Mischschaufel beginnt. Aus Figur 1 ist weiterhin die bevorzugte Ausgestaltung der dem Mischerboden zugewandten Unterseite der Strebe mit einem Rücksprung zu erkennen. Im Bereich 2 bzw. 2' streichen die Mischschaufeln am Mischerboden entlang, während im inneren Bereich 3 bzw. 3' der Strebe ein Durchgang der beschriebenen Art entsteht. Gut zu erkennen ist die Gestaltung des Rücksprungs ohne Kanten, im Beispiel kreisförmig. Die Bezugsziffern 5 bzw. 5' bezeichnen schräge Mantelflächen des inneren Bereichs 3 bzw. 3'.
  • Figur 2 zeigt das erfindungsgemäße Werkzeug nach Figur 1 in der Draufsicht von oben, wodurch gut erkennbar ist, dass die beiden Enden der Strebe eine Biegung in die entgegengesetzte Richtung zur vertikalen Hauptebene der Strebe aufweisen. Schematisch ebenfalls zu erkennen sind die schrägen Mantelflächen in den inneren Bereichen der Strebe.
  • Figur 3 schließlich zeigt eine räumlich perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs nach Figur 1 bzw. 2. Die zentrale Welle 1 weist einen zylindrischen Querschnitt auf und ist einteilig mit der Strebe geformt. Der am Mischerboden entlangstreifende Abschnitt 2 der Strebe ist ebenso zu erkennen, wie die Steigung und die Biegung der Mischschaufel 4 bzw. 4'. Schließlich sind auch die schrägen Mantelflächen 5 bzw. %' in dieser Darstellung gut zu erkennen.
  • Das erfindungsgemäße Werkzeug eignet sich zum Einbau in praktisch alle Mischvorrichtungen, wie sie zur Herstellung von Beton oder Mörtel oder vergleichbaren Materialien gebräuchlich und in vielfältigen Ausführungen in der Literatur beschrieben und im Handel erhältlich sind. Nur beispielsweise seinen hier die Gruppe der sogenannten Tellermischer erwähnt und unter diesen insbesondere die sogenannten Planetenmischer mit einer über dem Mischtrog angeordneten Motor- und Getriebeeinheit wie sie in der vorstehenden Beschreibung bereits erwähnt wurden. Die konstruktive Gestaltung solcher Mischer ist dem Fachmann bekannt und muss daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden. Auch der Einbau des Werkzeugs und die kraftübertragende Verbindung mit Motor- und Getriebeeinheit bedarf hier keiner näheren Beschreibung.
  • Durch das erfindungsgemäße Werkzeug kann eine gute Einbringung der Mischenergie in das Mischgut erreicht und eine gute Mischqualität auch bei sehr unterschiedlichen Füllmengen des Mischers erreicht werden. Durch die geringen Ablageflächen und die hohe Selbstreinigungsleistung des erfindungsgemäßen Werkzeugs, die dadurch erreicht wird, dass beim Mischvorgang nicht nur eine Mischwirkung in horizontaler Richtung kommt, sondern auch ein Materialstrom in vertikaler Richtung erreicht wird, stellen erhebliche Vorteile bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs dar. Durch die Materialströmung in vertikaler Richtung, die insbesondere durch schräge Mantelflächen wie vorstehend beschrieben erreicht wird, wird das Werkzeug beim Mischvorgang vom Mischgut überströmt, was zu entsprechender Materialbewegung auch auf der Rückseite des Werkzeugs führt und damit Anbackungen und Verklebungen an der Rückseite verhindert.

Claims (4)

  1. Werkzeug für eine Mischvorrichtung zur Mischung von Feststoffen mit einer zentralen Welle (1) und einer in einem Winkel von mehr als 80 und weniger als 100° zur Achsrichtung der Welle (1) angeordneten Strebe am unteren Ende der Welle (1), die mindestens eine Mischschaufel (4, 4') aufweist oder mindestens eine Mischschaufel (4, 4') bildet, wobei
    a) mindestens eine Mischschaufel (4, 4') am relativ zur zentralen Welle (1) äußeren Abschnitt eine Biegung aufweist und nach außen hin konvex oder konkav steigend ausgeführt ist,
    b) das Werkzeug in dem Bereich, der mit dem Mischgut in Berührung kommt, keine Befestigungs- oder Einstelleinrichtungen aufweist, und
    c) mindestens ein innerer Bereich der Strebe an der dem Mischboden zugewandten Unterseite im Vergleich zum Bereich, der durch die Mischschaufel (4, 4') gebildet ist, einen größeren Abstand zum Mischerboden aufweist als die Mischschaufel.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Strebe und Mischschaufel (4, 4') einteilig gestaltet sind.
  3. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Strebe an beiden Enden Mischschaufeln (4, 4') aufweist.
  4. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein innerer Bereich (3, 3') der horizontalen Strebe mindestens eine schräg zur Vertikalebene verlaufende Mantelfläche (5, 5') aufweist.
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