EP2864027B1 - Mischwerkzeughalter mit auswechselbaren mischflügeln - Google Patents

Mischwerkzeughalter mit auswechselbaren mischflügeln Download PDF

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EP2864027B1
EP2864027B1 EP13744948.4A EP13744948A EP2864027B1 EP 2864027 B1 EP2864027 B1 EP 2864027B1 EP 13744948 A EP13744948 A EP 13744948A EP 2864027 B1 EP2864027 B1 EP 2864027B1
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EP
European Patent Office
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mixing
tool holder
mixer
blades
recesses
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Gerhard KRAUSKOPF
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Publication date
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    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/051—Stirrers characterised by their elements, materials or mechanical properties
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F27/054—Deformable stirrers, e.g. deformed by a centrifugal force applied during operation
    • B01F27/0541—Deformable stirrers, e.g. deformed by a centrifugal force applied during operation with mechanical means to alter the position of the stirring elements
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    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1121—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades pin-shaped
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    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
    • B01F27/211—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts characterised by the material of the shaft
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    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 

Definitions

  • the invention relates to a novel mixing tool holder for mixing, kneading, dispersing and / or similar basic operations of the processing technology of solid and / or liquid materials, comprising radially, preferably in different planes, in recesses of the mixing tool holder spaced interchangeable mixing blades, one within the mixing tool holder arranged quick-clamping device is provided, consisting of several, by the recesses inwardly projecting ends of the mixing blades within the mixing tool holder positively and / or non-positively reversible fixing and arranged on top of / on an axis or a guide rod holders, wherein the holder by means of the quick-release device in tensioning the mixing vanes, releasing or locking, reversibly fixing position are clamped.
  • mixing tool holders have been known from the prior art recently.
  • the mixing tool holders are generally polygonal in their layout, on which a plurality of displaceable tool holder discs are arranged.
  • mixing blades are fixed against radially acting forces and pins in holders and holes in the main body of the mixing blades against centrifugally acting forces.
  • the tool holder discs are braced against each other in the package by a detachable connection.
  • mixing tool holders are known in which the mixing blades are fixed with detachable connecting elements, eg screws.
  • the mixing blades regularly have a rectangular cross-section with a wedge-shaped taper or knife-like bevel in the forward direction to impart the processing material in the penetration of an axial flow.
  • the chamfer When the chamfer is directed upwards, the material to be treated is loosened, while it is compressed when the chamfer is downwards.
  • mixing blades which are twisted (cranked) in its longitudinal axis and thus consist of a horizontal and an oblique part.
  • the horizontal part is fixed in the tool holder discs and the twisted part ensures the axial flow of the material to be processed when penetrated.
  • the mixing blades are usually made of mild steel and consist of one piece.
  • the mixing blade surfaces which lie outside of the mixing tool holder or come into contact with material to be treated are usually protected against wear by build-up welding of a hard, wear-resistant coating, e.g. a tungsten carbide-containing alloy or hard metal protected.
  • the application method is usually hardfacing or brazing of tungsten carbide flakes.
  • the thickness of the wear protection material is adjusted according to the required wear resistance of the material to be mixed.
  • the wear protection on the mixing blades is very rough due to the build-up welding or soldering on and thus provides primer for particles that pollute the mixing blades. Remedy can be partially achieved by expensive rework such as grinding, but an absolutely smooth surface can not be achieved. Moreover, in the production methods mentioned, the heat input during the production process leads to thermal distortion and / or microcracks which can damage the mixing blade or the wear protection. Subsequent grinding on the surface of the mixer blades are very expensive and the processing leads only to a moderate success.
  • Non-wear-resistant tool holders of other solutions wear depending on the material to be mixed and may need to be completely replaced.
  • Such known solutions which have a wear protection on the holders are a) very expensive b) in that they must remain displaced and thereby form joints, susceptible to contamination. Contaminations of subsequent mixed-batch batches can be the result.
  • mixing blades with a detachable end piece are known from the prior art (cf. DE 203 07 420 U1 , which discloses a mixing tool holder according to the preamble of claim 1), but so are neither the quick replacement of the complete mixing blade, still a minute conversion of all or only a single mixing blade possible to the mixing task optimization described above in the same direction of downward kneading after loosening up or vice versa or to turn clockwise or vice versa from one direction counterclockwise.
  • the mixing blades known from the prior art generally have a wedge-shaped taper, as already explained. This is necessary so that the material to be mixed undergoes a vertical deflection as if from a screw. Depending on how the mixing tool holder rotates, the material is loosened upwards or compacted downwards.
  • the single mixing blade consists of a horizontal part which is held in a horizontal recess or also has a vertical flange, the mixing blade is not easy to turn, otherwise it would suddenly come off, for example, with the same mixing tool holder rotation. loosening upward, suddenly kneading downwards, i. the mixing blades are - as far as known - only suitable for one effective side.
  • the wedge-shaped taper at an angle ⁇ is provided on the mixing vanes. Since the angle ⁇ is realized in the known solutions by a wedge-shaped taper on the mixing blades, it can not be adapted at all or only by a redesign of the mixing blades.
  • a device for mixing, in particular of granular, abrasive materials which comprises at least one rotor shaft and mixing vanes, which are mounted on the rotor shaft and extend radially outwardly substantially from this rotor shaft, the mixing vanes from a radially inner portion (main body ) and a radially outer end piece.
  • the device according to the invention is characterized in that the detachable end piece has at least in the immediate connection to the inner portion substantially the same cross-section as this radially inner portion of the mixing blade.
  • a mixing device with a mixing drum and a mixer shaft mounted at the ends of the mixing drum is known in which the mixer shaft has radially outwardly extending blade arms, at the ends of which blades are arranged close to the mixing drum wall.
  • Characteristic of this mixing device are the blades, which have a wear protection in the form of a hardfacing of a wear-resistant material.
  • the present invention is based on the object to provide a mixing tool holder, which eliminates the aforementioned disadvantages, the fast and cost interchangeability of the complete mixing blades and wear protection shells and the possibility of turning the mixing blades for multiple use and the highest variability of the operation of the mixing tool holder on the guaranteed to be processed mix material.
  • the present invention includes the technical teaching that the housing of the mixing tool holder consists of a plurality of concentric nested tubular and / or cup-shaped and / or partially tubular housing parts, wherein the partially tubular housing parts serve as wear protection shells and the required number of recesses for fixing the mixing blades radially are distributed over a part or over the entire length of the tubular housing parts.
  • a Bodenverschl flourish diarrhea is provided, which is positively connected to the underside of the mixing tool holder and positively and / or non-positively locking reversible fixing against radial unscrewing and axial release by a locking means or unlocked.
  • the locking means is preferably actuated by the quick-clamping device synchronously with the locking and unlocking of the mixing vanes.
  • the tensioning device according to the invention thus allows the exchangeability of the complete mixing blades in the mixing tool holder and preferably the soil wear protection plate within seconds.
  • the inventive, preferably hydraulically-mechanically operated quick-release device is housed inside the mixing tool holder.
  • An advantageously provided hydraulic cylinder is connected via a hydraulic connection to a connection which is outside the product-contacted area.
  • An advantageous quick-release coupling connects an external hydraulic pump (manual, electric, pneumatic) for maintenance work.
  • a hydraulic cylinder moves the quick-action clamping device, which disengages the holders of the mixing blades and the locking means (preferably a fixing bolt) of the floor wear protection plate in seconds.
  • the locking means is preferably with the the bottommost spacer sleeve, which is placed directly on the hydraulic cylinder, connected and is pulled out with the quick-release device - from a hole in the floor wear protection plate - or pressed.
  • the hydraulic cylinder moves upwards (against the resistance of a spring), the holders of the mixing vanes are released and the locking means are also pulled out of the bore.
  • the spring pushes the holders of the mixing blades down and locks / clamps / clamps the mixing blades and the locking means presses into the hole and prevents opening / loosening of the floor wear protection plate with bayonet lock.
  • a positive fixation of the mixing blades in the radial direction of force is preferably carried out by means of the recesses on the mixing tool holder, characterized by cutouts in the mixing tool holder, which are mounted at an angle ⁇ to the rotation perpendicular preferably between 15 ° to 25 °.
  • this embodiment allows the replacement of the or the tool holder thick-walled tube (s) with recesses at the angle ⁇ , against such or one with recesses at an angle ⁇ .
  • the mixing blades can through the cross recess (see Fig. 3 100a, 100b) are changed from one position to the other. Only the wear protection shells are to be exchanged according to the new mixing blade effective direction.
  • the individual mixing blades can be pulled out of the recesses of the mixing tool holder, turned over and completely replaced or instead of working upwards in the direction of rotation, working again downwards.
  • the subsequent pressure relief on the hydraulic cylinder brings - particularly preferably by spring force, the quick-release device back to its original position, whereby all mixing blades are again radially and the Bodenverschlauermotherplatte secured by the fixing bolt against loosening.
  • a preferably provided additional mechanical security prevents unintentional opening of the quick-release device while the mixing tool holder is rotating.
  • the mixing blades advantageously consist of a radially inner base body and a radially outer wear protection.
  • the wear protection is characterized by a one- or two-piece sleeve which is detachably glued to the body.
  • the cross-sectional area of the main body is characterized by an axis symmetry, which allows the turning of the mixing blades in the longitudinal axis direction.
  • the housing 10 of the mixing tool holder 1 according to the invention consists of one or more concentric nested tubular and / or cup-shaped (or partially tubular) housing parts 10a, 10b.
  • the required number of recesses 100a for fixing the mixing vanes 20 are distributed radially over a part or over the entire length of the tubular housing parts 10a.
  • cup-shaped housing parts 10b serve as wear protection shells 10b, which also include radial recesses 100b for the passage of the mixing vanes 20 and depending on the mixing task in the direction of rotation upwards or downward sloping executed. A combination of both is possible.
  • the wear protection shells 10b are preferably fixed axially and detachably on the mixing tool holder 1, in each case at the upper and lower ends, and additionally axially and radially through the mixing vanes 20 guided therethrough. The material and the number of wear protection shells 10b are selected depending on the mixing task.
  • the Bodenverschl constitutionlessnessplatte 11 is preferably formed as a ronde-shaped housing part, which is positively connected to the underside of the mixing tool holder 1 and positively and / or non-positively reversible fixing against radial untwisting and axial release by a in Fig.2 apparent fixing bolt 110 is locked or unlocked.
  • the material for the floor wear protection plate 11 is selected depending on the mixing task.
  • Fig.2 shows the clamping device 2 with a plurality of arranged in different planes mixing blades 20 in a perspective view.
  • the preferably hydraulically-mechanically actuated quick-action clamping device 2 consists according to the invention of numerous, by the recesses 100a (100b) inwardly projecting ends of the mixing blades 20 within the mixing tool holder 1 positively and / or non-positively reversible fixing and one above the other on / on an axis (or. Guide rod) 200 arranged holders 201 (fixing or mandrels), which are clamped by means of the quick-clamping device 2 in a the mixing blades unlocking, releasing or locking, reversible fixing position.
  • a connecting element (for example in the form of a groove, notch or a recess) 202 is preferably provided on the holders 201 into which the connecting element 23 of the mixing vanes 20 engages positively and / or non-positively.
  • the holders release the ends of the mixing vanes 20 so that they can be pulled out of the recesses 100a (100b).
  • the fixing bolt 110 is connected to a shaft 111 (or guide rod) 200 arranged sleeve 111, which is brought by means of the quick-clamping device 2 in a locking bolt unlocking, releasing or locking, reversibly fixing position.
  • the floor wear protection plate 11, can be seen in Figure 3 , is locked or unlocked.
  • the Fign.4a, 4b, 4c show different recesses or Aussparungsformen and alignments.
  • 4a shows a recess 100a, 100b, which is designed such that after inserting a mixing blade 20 and rotation of the mixing tool holder 1 clockwise Auftungsgut is loosened upwards.
  • 4b shows a recess 100a, 100b, which is designed such that after inserting a mixing blade 20 and rotation of the mixing tool holder 1 counterclockwise the Auftungsgut is compressed downwards.
  • 4b shows a recess 100a, 100b, which is designed such that the mixing blade 20 to be used can work up or down and work on rotation of the mixing tool holder 1 clockwise or counterclockwise.
  • the base bodies 21 of the mixing vanes 20 are preferably symmetrical in the longitudinal direction and are each rounded off on the side surfaces. As a result, a uniform force distribution during fixation in the recesses 100a, 100b of the mixing tool holder 1, but also on the advantageously provided adhesive joint 24 between a one- or two-piece wear sleeve 22 and the main body 21 of the mixing blade guaranteed without force peaks by sharp corners.
  • the main body of the mixing vanes 20 have, at the end facing the mixing tool holder 1, via a connecting element 202 corresponding to the connecting element 202 of the holder 201, which holds the base body 21 of the mixing blade 20 when closing the quick-release device 2 in the radial direction.
  • There are also recesses on the circumference of the base body 21 of the mixing vanes 20 is possible through which a fixing and clamping bar is guided to radially fix the main body 21 of the mixing blade 20 and hold.
  • the mixing tool holder 1 according to the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a variety of design variations are conceivable, which make use of the solution shown even with fundamentally different type of execution.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen neuartigen Mischwerkzeughalter zum Mischen, Kneten, Dispergieren und/oder ähnlichen Grundoperationen der Aufbereitungstechnik von festen und/oder flüssigen Materialien, umfassend radial, vorzugsweise in verschiedenen Ebenen, in Aussparungen des Mischwerkzeughalters beabstandet angeordnete, auswechselbare Mischflügel, wobei eine innerhalb des Mischwerkzeughalters angeordnete Schnellspanneinrichtung vorgesehen ist, bestehend aus mehreren, die durch die Aussparungen nach innen ragenden Enden der Mischflügel innerhalb des Mischwerkzeughalters form- und/oder kraftschlüssig reversibel fixierenden und übereinander auf/an einer Achse oder einer Führungsstange angeordneten Haltern, wobei die Halter mittels der Schnellspanneinrichtung in eine die Mischflügel entriegelnde, lösende oder verriegelnde, reversibel fixierende Position gespannt werden.
    • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind derartige Mischwerkzeughalter unlängst bekannt. Die Mischwerkzeughalter sind in der Regel in ihrem Grundriss polygonal ausgebildet, auf die mehrere verschiebbare Werkzeughalterscheiben angeordnet sind. In darin befindlichen Nuten werden Mischflügel gegen radial wirkende Kräfte und durch Stifte in Haltern und Bohrungen im Grundkörper der Mischflügel gegen zentrifugal wirkende Kräfte fixiert. Die Werkzeughalterscheiben werden im Paket durch eine lösbare Verbindung gegeneinander verspannt. Darüber hinaus sind Mischwerkzeughalter bekannt, an denen die Mischflügel mit lösbaren Verbindungselementen, z.B. Schrauben, fixiert werden.
  • Die Mischflügel besitzen regelmäßig einen rechteckigen Querschnitt mit einer keilförmigen Verjüngung bzw. messerartigen Abschrägung in Vorlaufrichtung, um dem Aufbereitungsgut bei der Durchdringung eine axiale Strömung zu verleihen. Bei nach oben gerichteter Abschrägung wird das Aufbereitungsgut aufgelockert, während es bei nach unten gerichteter Abschrägung verdichtet wird.
  • Es sind ferner solche Mischflügel bekannt, die in ihrer Längsachse verdreht (gekröpft) sind und somit aus einem horizontalen und einem schrägen Teil bestehen. Der horizontale Teil ist in den Werkzeughalterscheiben fixiert und der verdrehte Teil sorgt für die axiale Strömung des Aufbereitungsguts bei Durchdringung.
  • Die Mischflügel sind in der Regel aus Baustahl gefertigt und bestehen aus einem Stück. Die Mischflügeloberflächen, die außerhalb des Mischwerkzeughalters liegen bzw. mit Aufbereitungsgut in Berührung kommen, werden gegen Verschleiß üblicherweise durch Auftragsschweißung aus einer harten, verschleißfesten Beschichtung, z.B. einer wolframkarbidhaltigen Legierung oder Hartmetall geschützt. Die Aufbringungsweise ist in der Regel Auftragsschweißen oder Auflöten von Hartmetallplättchen. Die Dicke des Verschleißschutzmaterials wird entsprechend der geforderten Verschleißresistenz des zu mischenden Materials angepasst.
  • Der Verschleißschutz auf den Mischflügeln ist bedingt durch das Auftragsschweißen oder Auflöten sehr rau und bietet dadurch Haftgrund für Partikel, die die Mischflügel verschmutzen. Abhilfe kann teilweise durch teures Nacharbeiten wie Schleifen erreicht, jedoch eine absolut glatte Oberfläche nicht erreicht werden. Bei den genannten Herstellungsverfahren führt darüber hinaus die Wärmezufuhr während des Herstellungsprozesses zu Wärmeverzug und/oder Mikrorissen, die den Mischflügel oder den Verschleißschutz schädigen können. Nachträglich an der Oberfläche geschliffene Mischflügel sind sehr teuer und die Bearbeitung führt nur zu einem mäßigen Erfolg. Bekannte Mischflügel mit lösbarem Endstück besitzen überdies eine Trennfuge, an/in der sich Material absetzen kann und zudem besteht hier die Gefahr, dass sich die Trennfuge der Endstücke bei entsprechender stoß- oder zähplastischer Krafteinwirkung durch das aufzubereitende Mischgut weitet und entweder zu erhöhter Materialanhaftung oder sogar zum Bruch führt.
  • Nicht mit Verschleißschutz versehene Werkzeughalter anderer Lösungen verschleißen je nach zu mischendem Material und müssen ggf. komplett ausgetauscht werden. Solche bekannte Lösungen, die an den Haltern einen Verschleißschutz besitzen, sind α) sehr teuer b) dadurch, dass sie verschiebbar bleiben müssen und sich dadurch Trennfugen bilden, gegen Verschmutzung anfällig. Kontaminationen nachfolgender Mischgutchargen können die Folge sein.
  • Das Testen von unterschiedlichen Mischflügeln, die sich im Werkstoff des Verschleißschutzes oder der geometrischen Form oder nach oben auflockernd bzw. nach unten verdichtend unterscheiden, wird bedingt durch lange Auswechselzeiten bzw. lange Stillstandszeiten der Produktion oftmals nicht durchgeführt, wodurch Anwender teilweise den kostenintensiveren Verschleißwerkstoff in Kauf nehmen oder einen verfahrenstechnisch nachteiligen Aufbereitungsprozess oder aufgrund anderer Anforderungen an neue aufzubereitende Mischgüter, eine neue Maschineninvestition tätigen, weil sie die Variabilität ihrer vorhandenen Maschine nicht ohne hohe Kosten für Umrüstung und unter Umständen neue Mischflügel testen können.
  • Nebst einem möglichst geringen Verschleiß sind weitere Anforderungen an einen Mischwerkzeughalter zu stellen. So sollte das Mischgutmaterial an den produktberührten Teilen bestenfalls nicht oder zumindest nur kaum anhaften, damit es zu keinen Kontaminationen von Folgechargen kommen kann. Ferner sollten Reinigungsarbeiten in kürzester Zeit während und/oder nach der Produktion stattfinden können. Die aus dem Stand der Technik bekannten Mischwerkzeughalter sind radial gegen Verschleiß nicht oder bei Erfordernis durch dasselbe Verschleißschutzmaterial und die Aufbringungsmethode, wie oben bei den Mischflügeln beschrieben, geschützt. Da jeder einzelne Halter verschiebbar bleiben muss, entstehen zwischen den Haltern Trennfugen; diese fördern das Ablagern von Material bzw. das Verschmutzen.
  • Des Weiteren ist die Möglichkeit der Austauschbarkeit der Mischflügel sowie die damit verbundene Dauer von zentraler Bedeutung, welche bei den nach dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen jedoch enorm hoch liegt, da entweder zeitintensiv Schrauben zu lösen und später wieder festzuziehen sind oder erst miteinander verspannte Halter zu lösen sind, um anschließend dann mit Hilfswerkzeugen die einzelnen Mischflügel herausheben zu können und dann zum Zurückbauen das Ganze in umgekehrter Reihenfolge stattfinden muss.
  • Lange Stillstandszeiten oder Betriebsunterbrechungen beeinträchtigen erheblich die Maschinen-/Anlagenverfügbarkeit. Hohe Wartungs-/Instandhaltungskosten führen zu Ergebnisschmälerungen. Das Ausprobieren von kostengünstigeren Mischflügeln aus alternativen Werkstoffen wird aufgrund der langen Produktionsunterbrechungen für den Wechsel ebenso wenig durchgeführt, wie das Ausprobieren von prozessoptimierten Mischaufgabenanpassungen, die z.B. mit dem Drehrichtungswechsel der Mischvorrichtung einhergehen. Hier könnte man bspw. die Wirkungsweise der Mischflügel nach oben auflockernd bzw. nach unten verdichtend/knetend oder aber bei beizubehaltender Drehrichtung anstelle nach unten verdichtend/knetend nach oben auflockernd testen. In den bekannten Mischvorrichtungen würde dies, nebst den langen Stillstandzeiten für die Umrüstung, auch einen komplett neuen Mischflügelsatz bei nicht symmetrischen Mischflügel-Querschnitten zu hohen Preisen bedeuten.
  • Es sind zwar aus dem Stand der Technik Mischflügel mit lösbarem Endstück bekannt (vgl. DE 203 07 420 U1 , das einen Mischwerkzeughalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart), doch sind damit weder die schnelle Austauschbarkeit des kompletten Mischflügels, noch ein minutenschneller Umbau aller oder nur eines einzigen Mischflügels möglich, um die oben beschriebene Mischaufgabenoptimierung in gleicher Drehrichtung von nach unten knetend auf nach oben auflockernd bzw. umgekehrt oder von einer Drehrichtung aus Gegenuhrzeigersinn auf Uhrzeigersinn bzw. umgekehrt umbauen zu können.
  • Eine weitere wesentliche Bedeutung erlangt die Wendemöglichkeit der Mischflügel. Die aus dem Stand der Technik bekannten Mischflügel besitzen - wie bereits ausgeführt - in der Regel eine keilförmige Verjüngung. Dies ist notwendig, damit das zu mischende Material wie von einer Schraube eine vertikale Ablenkung erfährt. Je nachdem, wie herum der Mischwerkzeughalter rotiert, wird das Material nach oben aufgelockert oder nach unten verdichtet. Da aber der einzelne Mischflügel aus einem horizontalen Teil besteht, der in einer horizontalen Aussparung gehalten wird oder aber auch einen senkrechten Flansch besitzt, ist der Mischflügel nicht einfach zu wenden, da er sonst bei gleicher Mischwerkzeughalterrotation plötzlich von z.B. nach oben auflockernd, plötzlich nach unten knetend wirken würde, d.h. die Mischflügel sind - soweit bekannt - nur für eine Wirkseite geeignet. Ein Drehen scheidet aus, da die unter einem Winkel α keilförmige Verjüngung an den Mischflügeln vorgesehen ist. Da der Winkel α bei den bekannten Lösungen durch eine keilförmige Verjüngung an den Mischflügeln realisiert ist, kann er überhaupt nicht oder nur durch eine Neukonstruktion der Mischflügel angepasst werden.
  • Aus der DE 203 07 420 U1 ist eine Vorrichtung zum Mischen, insbesondere von körnigen, schleißenden Materialien bekannt, welche mindestens eine Rotorwelle und Mischflügel umfasst, die an der Rotorwelle angebracht sind und sich im wesentlichen radial von dieser Rotorwelle nach außen erstrecken, wobei der Mischflügel aus einem radial inneren Abschnitt (Grundkörper) und einem radial äußeren Endstück besteht. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das lösbare Endstück mindestens im unmittelbaren Anschluss an den inneren Abschnitt im Wesentlichen den gleichen Querschnitt besitzt wie dieser radial innere Abschnitt des Mischflügels.
  • Aus EP 0 976 442 A2 ist darüber hinaus eine Mischvorrichtung mit einer Mischtrommel und einer an den Enden der Mischtrommel gelagerten Mischerwelle bekannt, bei der die Mischerwelle sich radial nach außen erstreckende Schaufelarme aufweist, an deren Enden bis nahe zur Mischtrommelwand reichende Schaufelblätter angeordnet sind. Kennzeichnend für diese Mischvorrichtung sind die Schaufelblätter, welche einen Verschleißschutz in Form einer Hartauftragsschweißung aus einem verschleißfesten Material aufweisen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Mischwerkzeughalter zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile beseitigt, der eine schnelle und kostengünstige Auswechselbarkeit der kompletten Mischflügel und den Verschleißschutzschalen sowie die Wendemöglichkeit der Mischflügel für mehrfachen Einsatz und die höchste Variabilität der Wirkungsweise des Mischwerkzeughalters auf das aufzubereitende Mischgutmaterial gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Mischwerkzeughalters sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Gehäuse des Mischwerkzeughalters aus mehreren konzentrisch ineinander liegenden rohr- und/oder schalenförmigen und/oder teilrohrförmigen Gehäuseteilen besteht, wobei die teilrohrförmigen Gehäuseteile als Verschleißschutzschalen dienen und die erforderliche Anzahl an Aussparungen zur Fixierung der Mischflügel radial über einen Teil oder über die gesamte Länge der rohrförmigen Gehäuseteile verteilt angeordnet sind.
  • Erfindungsgemäß ist ein Mischwerkzeughalter der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (100a, 100b) derart ausgeführt sind, dass
    1. a) nach Einsetzen eines Mischflügels (20) und Rotation des Mischwerkzeughalters (1) im Uhrzeigersinn das Aufbereitungsgut nach oben aufgelockert wird, oder
    2. b) nach Einsetzen eines Mischflügels (20) und Rotation des Mischwerkzeughalters (1) entgegen dem Uhrzeigersinn das Aufbereitungsgut nach unten verdichtet wird, oder
    3. c) der einzusetzende Mischflügel (20) nach Wahl nach oben oder unten arbeiten und bei Rotation des Mischwerkzeughalters (1) im oder entgegen dem Uhrzeigersinn arbeiten kann.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Bodenverschleißschutzplatte vorgesehen, welche formschlüssig mit der Unterseite des Mischwerkzeughalters verbunden ist und form- und/oder kraftschlüssig reversibel fixierend gegen radiales Aufdrehen und axiales Lösen durch ein Verriegelungsmittel verriegelt oder entriegelt wird. Das Verriegelungsmittel wird durch die Schnellspanneinrichtung vorzugsweise synchron mit der Ver- und Entriegelung für die Mischflügel betätigt.
  • Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung erlaubt somit die sekundenschnelle Auswechselbarkeit der kompletten Mischflügel im Mischwerkzeughalter sowie vorzugsweise der Bodenverschleißschutzplatte.
  • Die erfindungsgemäße, vorzugsweise hydraulisch-mechanisch betätigte Schnellspanneinrichtung ist im Innern des Mischwerkzeughalters untergebracht. Ein vorteilhaft vorgesehener Hydraulikzylinder ist über eine Hydraulikverbindung an einen Anschluss, der außerhalb des produktberührten Bereiches liegt, angeschlossen. Über eine vorteilhafte Schnellverschlusskupplung wird eine externe Hydraulikpumpe (manuell, elektrisch, pneumatisch betrieben) für Wartungsarbeiten angeschlossen. Nach entsprechendem Druckaufbau bewegt ein Hydraulikzylinder die Schnellspanneinrichtung, die in Sekundenschnelle die Halter der Mischflügel sowie das Verriegelungsmittel (vorzugsweise ein Fixierbolzen) der Bodenverschleißschutzplatte löst. Das Verriegelungsmittel ist vorzugsweise mit der untersten Distanzhülse, die direkt auf dem Hydraulikzylinder platziert ist, verbunden und wird mit der Schnellspanneinrichtung - aus einer Bohrung in der Bodenverschleißschutzplatte - herausgezogen oder hineingedrückt. Fährt der Hydraulikzylinder nach oben (gegen den Widerstand einer Feder), werden die Halter der Mischflügel gelöst und auch das Verriegelungsmittel aus der Bohrung gezogen. Im umgekehrten Fall (Druckabbau am Hydraulikzylinder), drückt die Feder die Halter der Mischflügel nach unten und verriegelt/klemmt/spannt die Mischflügel und das Verriegelungsmittel drückt sich in die Bohrung und verhindert ein Öffnen/Lösen der Bodenverschleißschutzplatte mit Bajonettverschluss.
  • Eine formschlüssige Fixierung der Mischflügel in radialer Kraftrichtung erfolgt vorzugsweise mittels der Aussparungen am Mischwerkzeughalter, hier gekennzeichnet durch Ausfräsungen im Mischwerkzeughalter, die unter einem Winkel α zur Rotationssenkrechten vorzugsweise zwischen 15° bis 25° angebracht sind. Dies erst erlaubt den symmetrischen Mischflügelaufbau und damit die Wendemöglichkeit der Mischflügel. Es wird bei gleichem Verschleißschutzmaterial eine ca. doppelte Standzeit durch die Wendemöglichkeit oder einen günstigeren Verschleißschutzwerkstoff, dieselbe Standzeit erzielt. In beiden Fällen werden ca. 50% Einsparung erreicht.
  • Darüber hinaus ermöglicht diese Ausführungsform den Austausch der oder des Werkzeughalter-Dickwandrohre(s) mit Aussparungen unter dem Winkel α, gegen solche bzw. eines mit Aussparungen unter einem Winkel β. Ist allerdings nur ein Wechsel der Mischflügel von nach oben arbeitend auf nach unten arbeitend, bei gleicher Drehrichtung und gleichem Winkel α erforderlich, so können die Mischflügel durch die Kreuzaussparung (siehe Fig. 3 100a, 100b) aus der einen Position in die andere gewechselt werden. Lediglich die Verschleißschutzschalen sind entsprechend der neuen Mischflügelwirkrichtung zu tauschen.
  • Die einzelnen Mischflügel können aus den Aussparungen des Mischwerkzeughalters herausgezogen, gewendet, komplett ausgetauscht oder an Stelle in Drehrichtung nach oben arbeitend, nach unten arbeitend wieder eingesetzt werden. Die anschließende Druckentlastung am Hydraulikzylinder bringt - besonders bevorzugt mittels Federkraft, die Schnellspanneinrichtung wieder in ihre Ausgangslage zurück, wodurch alle Mischflügel erneut radial sowie die Bodenverschleißschutzplatte durch den Fixierbolzen gegen Lösen gesichert sind. Eine vorzugsweise vorgesehene zusätzliche mechanische Sicherung verhindert ein unbeabsichtigtes Öffnen der Schnellspanneinrichtung, während der Mischwerkzeughalter rotiert.
  • Die Mischflügel bestehen vorteilhaft aus einem radial inneren Grundkörper und einem radial äußeren Verschleißschutz. Der Verschleißschutz ist hier gekennzeichnet durch eine ein- oder zweiteilige Hülse, die auf den Grundkörper lösbar geklebt ist. Die Querschnittsfläche des Grundkörpers ist gekennzeichnet durch eine Achssymmetrie, die das Wenden der Mischflügel in Längsachsrichtung ermöglicht.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Mischwerkzeughalters ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
  • In den Zeichnungen zeigen
    • Fig.1 den erfindungsgemäßen Mischwerkzeughalter innerhalb eines Mischbehälters in perspektivischer Ansicht;
    • Fig.2 die Spanneinrichtung mit mehreren in verschiedenen Ebenen angeordneten Mischflügeln und dem Fixierbolzen für die Bodenverschleißschutzplatte in perspektivischer Ansicht;
    • Fig.3 das Gehäuse des Mischwerkzeughalters, Verschleißschutz-Halbschalen und Bodenverschleißschutzplatte in perspektivischer Ansicht;
    • Fign.4a,4b,4c unterschiedliche Aussparungen im Mischwerkzeughalter;
    • Fig.5 einen Mischflügel in perspektivischer Ansicht;
    • Fig.6 mögliche Varianten von Querschnitten einer Verschleißschutzhülse für Mischflügel.
    Ausführung der Erfindung
  • Die in Fig.1 dargestellte vorteilhafte Ausführungsform zeigt den erfindungsgemäßen Mischwerkzeughalter 1 innerhalb eines Mischbehälters 300 in perspektivischer Ansicht. Wie aus Fig.1 sowie auch aus Fig.3 ersichtlich, besteht das Gehäuse 10 des erfindungsgemäßen Mischwerkzeughalters 1 aus einem oder mehreren konzentrisch ineinander liegenden rohr- und/oder schalenförmigen (bzw. teilrohrförmigen) Gehäuseteilen 10a, 10b. Die erforderliche Anzahl Aussparungen 100a zur Fixierung der Mischflügel 20 sind radial über einen Teil oder über die gesamte Länge der rohrförmigen Gehäuseteile 10a verteilt angeordnet.
  • Die aus Fig.3 ersichtlichen vorteilhafterweise vorgesehenen schalenförmigen Gehäuseteile 10b dienen als Verschleißschutzschalen 10b, welche ebenfalls radial Aussparungen 100b zur Durchführung der Mischflügel 20 beinhalten und je nach Mischaufgabe in Drehrichtung nach oben ansteigend oder nach unten abfallend ausgeführt sind. Auch eine Kombination aus beidem ist möglich. Die Verschleißschutzschalen 10b werden am Mischwerkzeughalter 1 vorzugsweise jeweils am oberen und unteren Ende axial, lösbar und zusätzlich axial und radial durch die hindurchgeführten Mischflügel 20 fixiert. Der Werkstoff und die Anzahl der Verschleißschutzschalen 10b werden in Abhängigkeit der Mischaufgabe gewählt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es Aufgabe der Erfindung, auch die vorzugsweise am Mischwerkzeughalter vorgesehene Bodenverschleißschutzplatte leicht auswechseln zu können. Die Bodenverschleißschutzplatte 11 ist vorzugsweise als rondenförmiges Gehäuseteil ausgebildet, welche formschlüssig mit der Unterseite des Mischwerkzeughalters 1 verbunden ist und form- und/oder kraftschlüssig reversibel fixierend gegen radiales Aufdrehen und axiales Lösen durch einen in Fig.2 ersichtlichen Fixierbolzen 110 verriegelt oder entriegelt wird. Der Werkstoff für die Bodenverschleißschutzplatte 11 wird in Abhängigkeit der Mischaufgabe gewählt.
  • Fig.2 zeigt die Spanneinrichtung 2 mit mehreren, in verschiedenen Ebenen angeordneten Mischflügeln 20 in perspektivischer Ansicht. Die vorzugsweise hydraulisch-mechanisch betätigte Schnellspanneinrichtung 2 besteht erfindungsgemäß aus zahlreichen, die durch die Aussparungen 100a (100b) nach innen ragenden Enden der Mischflügel 20 innerhalb des Mischwerkzeughalters 1 form- und/oder kraftschlüssig reversibel fixierenden und übereinander auf/an einer Achse (bzw. Führungsstange) 200 angeordneten Haltern 201 (Fixier- oder Spanndornen), die mittels der Schnellspanneinrichtung 2 in eine die Mischflügel entriegelnde, lösende oder verriegelnde, reversibel fixierende Position gespannt werden. An den Haltern 201 ist vorzugsweise ein Verbindungselement (bspw. in Form einer Nut, Auskerbung bzw. einer Ausnehmung) 202 vorgesehen, in die das Verbindungselement 23 der Mischflügel 20 form- und/oder kraftschlüssig eingreifen. Beim Lösen der Schnellspanneinrichtung 2 geben die Halter die Enden der Mischflügel 20 frei, so dass sie aus den Aussparungen 100a (100b) gezogen werden können.
  • Der Fixierbolzen 110 ist mit einer auf der Achse (bzw. Führungsstange) 200 angeordneten Hülse 111 verbunden, die mittels der Schnellspanneinrichtung 2 in eine den Fixierbolzen entriegelnde, lösende oder verriegelnde, reversibel fixierende Position gebracht wird. Die Bodenverschleißschutzplatte 11, ersichtlich in Fig.3, wird dadurch ver- oder entriegelt.
  • Die Fign.4a,4b,4c zeigen unterschiedliche Aussparungen bzw. Aussparungsformen und -ausrichtungen. Fig.4a zeigt eine Aussparung 100a, 100b, welche derart ausgeführt ist, dass nach Einsetzen eines Mischflügels 20 und Rotation des Mischwerkzeughalters 1 im Uhrzeigersinn das Aufbereitungsgut nach oben aufgelockert wird. Fig.4b zeigt eine Aussparung 100a, 100b, welche derart ausgeführt ist, dass nach Einsetzen eines Mischflügels 20 und Rotation des Mischwerkzeughalters 1 entgegen dem Uhrzeigersinn das Aufbereitungsgut nach unten verdichtet wird. Fig.4b zeigt eine Aussparung 100a, 100b, welche derart ausgeführt ist, dass der einzusetzende Mischflügel 20 nach Wahl nach oben oder unten arbeiten und bei Rotation des Mischwerkzeughalters 1 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn arbeiten kann.
  • Wie aus Fig.7 ersichtlich, sind die Grundkörper 21 der Mischflügel 20 in Längsrichtung vorzugsweise symmetrisch und jeweils an den Seitenflächen abgerundet. Hierdurch wird eine gleichmäßige Kraftverteilung bei der Fixierung in den Aussparungen 100a, 100b des Mischwerkzeughalters 1, aber auch auf die vorteilhaft vorgesehene Klebefuge 24 zwischen einer ein- oder zweiteiligen Verschleißschutzhülse 22 und dem Grundkörper 21 des Mischflügels ohne Kraftspitzen durch scharfkantige Ecken gewährleistet.
  • Die Grundkörper der Mischflügel 20 verfügen am, dem Mischwerkzeughalter 1 zugewandten Ende, über ein zum Verbindungselement 202 des Halters 201 korrespondierendes Verbindungselement 23, das den Grundkörper 21 des Mischflügels 20 beim Schließen der Schnellspannvorrichtung 2 in radialer Richtung festhält. Es sind auch Aussparungen am Umfang des Grundkörpers 21 der Mischflügel 20 möglich, durch die eine Fixier- und Klemmleiste geführt wird, um den Grundkörper 21 des Mischflügels 20 radial zu fixieren und festzuhalten.
  • Der erfindungsgemäße Mischwerkzeughalter 1 beschränkt sich in seiner Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.
    • Liste der Bezugsziffern
    • 1
    Mischwerkzeughalter
    2
    (Schnell-)Spanneinrichtung
    10
    Gehäuse des Mischwerkzeughalters
    10a
    rohrförmiges Gehäuseteil des Mischwerkzeughalters
    10b
    teilrohrförmige bzw. schalenförmige Gehäuseteile (Verschleißschutzschalen)
    11
    Bodenverschleißschutzplatte
    20
    Mischflügel
    21
    Grundkörper des Mischfflügels
    22
    Verschleißschutzhülse am Grundkörper des Mischfflügels
    23
    Verbindungselement am Mischflügel
    24
    Klebefuge
    100a
    Aussparungen an 10a
    100b
    Aussparungen an 10b
    110
    Verriegelungsmittel / Fixierbolzen
    111
    Hülse
    200
    Achse bzw. Führungsstange
    201
    Halter
    202
    Verbindungselement am Halter / Nut, Auskerbung bzw. Ausnehmung
    203
    Hydraulikzylinder
    300
    Mischbehälter
    α
    Winkel

Claims (7)

  1. Mischwerkzeughalter (1) zum Mischen, Kneten, Dispergieren und/oder ähnlichen Grundoperationen der Aufbereitungstechnik von festen und/oder flüssigen Materialien, umfassend radial und in verschiedenen Ebenen, in Aussparungen (100a, 100b) des Mischwerkzeughalters (1) beabstandet angeordnete, auswechselbare Mischflügel (20), wobei eine innerhalb des Mischwerkzeughalters (1) angeordnete Schnellspanneinrichtung (2) vorgesehen ist, bestehend aus mehreren, die durch die Aussparungen (100a, 100b) nach innen ragenden Enden der Mischflügel (20) innerhalb des Mischwerkzeughalters (1) form- und/oder kraftschlüssig reversibel fixierenden und übereinander auf/an einer Achse oder einer Führungsstange (200) angeordneten Haltern (201), wobei die Halter (201) mittels der Schnellspanneinrichtung (2) in eine die Mischflügel (20) entriegelnde, lösende oder verriegelnde, reversibel fixierende Position gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) des Mischwerkzeughalters (1) aus mehreren konzentrisch ineinander liegenden rohr- und/oder schalenförmigen und/oder teilrohrförmigen Gehäuseteilen (10a, 10b) besteht, wobei die teilrohrförmigen Gehäuseteile (10b) als Verschleißschutzschalen dienen und die erforderliche Anzahl an Aussparungen (100a, 100b) zur Fixierung der Mischflügel (20) radial über einen Teil oder über die gesamte Länge der rohrförmigen Gehäuseteile (10a, 10b) verteilt angeordnet sind, und dass die Aussparungen (100a, 100b) derart ausgeführt sind, dass
    a) nach Einsetzen eines Mischflügels (20) und Rotation des Mischwerkzeughalters (1) im Uhrzeigersinn das Aufbereitungsgut nach oben aufgelockert wird, oder
    b) nach Einsetzen eines Mischflügels (20) und Rotation des Mischwerkzeughalters (1) entgegen dem Uhrzeigersinn das Aufbereitungsgut nach unten verdichtet wird, oder
    c) der einzusetzende Mischflügel (20) nach Wahl nach oben oder unten arbeiten und bei Rotation des Mischwerkzeughalters (1) im oder entgegen dem Uhrzeigersinn arbeiten kann.
  2. Mischwerkzeughalter (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellspanneinrichtung (2) hydraulisch-mechanisch oder pneumatisch-mechanisch oder elektrisch-mechanisch ausgeführt ist.
  3. Mischwerkzeughalter (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellspanneinrichtung (2) mittels einer externen Hydraulikpumpe manuell, elektrisch und/oder pneumatisch betrieben wird und besonders bevorzugt federbelastet ist.
  4. Mischwerkzeughalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass eine formschlüssige Fixierung der Mischflügel (20) in radialer Kraftrichtung mittels der Aussparungen (100a, 100b) am Mischwerkzeughalter (1) erfolgt, die unter einem Winkel a zur Rotationssenkrechten zwischen 15° bis 25° angebracht sind.
  5. Mischwerkzeughalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mischflügel (20) aus einem radial inneren Grundkörper (21) und einem radial äußeren Verschleißschutz bestehen, wobei der Verschleißschutz gekennzeichnet ist durch eine ein- oder zweiteilige Hülse, die auf den Grundkörper (21) lösbar geklebt ist und wobei die Querschnittsfläche des Grundkörpers (21) gekennzeichnet ist durch eine Achssymmetrie, die das Wenden der Mischflügel (20) in Längsachsrichtung ermöglicht.
  6. Mischwerkzeughalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    eine Bodenverschleißschutzplatte (11) vorgesehen ist, welche formschlüssig mit der Unterseite des Mischwerkzeughalters (1) verbunden ist und form- und/oder kraftschlüssig reversibel fixierend gegen radiales Aufdrehen und axiales Lösen durch ein Verriegelungsmittel (110) verriegelt oder entriegelt wird.
  7. Mischwerkzeughalter (1) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsmittel (110) durch die Schnellspanneinrichtung (2) synchron mit der Ver- und Entriegelung für die Mischflügel betätigt wird.
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