EP3225300B1 - Mischwerkzeug, mischvorrichtung und mischwerkzeugherstellungsverfahren - Google Patents
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- EP3225300B1 EP3225300B1 EP17158065.7A EP17158065A EP3225300B1 EP 3225300 B1 EP3225300 B1 EP 3225300B1 EP 17158065 A EP17158065 A EP 17158065A EP 3225300 B1 EP3225300 B1 EP 3225300B1
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Definitions
- the invention relates to a mixing tool, in particular a mixing blade, a mixing device with such a mixing tool and a method for producing such a mixing tool.
- Such mixing tools are used to mix building materials, especially coarse-grained material, such as cement, mortar or concrete.
- the building material is filled into a mixing container in which the mixing tool, in particular designed as a mixing blade, is rotatably mounted on a mixing arm relative to the mixing container.
- the mixing container can be fixed and the mixing arm can be rotatably mounted, or vice versa.
- DE19856622A1 discloses a mixing tool according to the preamble of claim 1 and describes, for example, a mixing blade that has a stiffening core in the form of a sheet or casting that is completely covered by a plastic layer. Wearable plates made of ceramic, hard metal or sheet metal can also be embedded in the plastic layer.
- the mixing blade has an elastomer layer at its outer end, from which a Carbide hard metal part protrudes, which rests against a surface to be scraped during operation.
- DE3152029A1 describes a mixing blade made of plastic, which has slats made of plastic, which optionally have hard metal plates.
- DE3149640A1 describes a mixing trough with a mixing blade formed in one piece from a plastic material, which only rests on a trough wall over a narrow area and has a bead at an outer end which projects in the direction of rotation and tapers from a contact point on the trough wall towards the opposite edge.
- EP2586522A1 describes a mixing blade with a scraper that consists of an elastomeric plate that can enclose a reinforcing mesh.
- the mixing tool When used in the mixing device, the mixing tool not only serves to mix the building material in the mixing container, but also to scrape off or strip off building material that has stuck to the container walls of the mixing container. In particular, a scraping edge of the mixing tool scraping along the container wall is subjected to extreme stress. The plastic is easily damaged and leads to rapid wear of the mixing tool.
- the invention is based on the idea of forming the scraper edge of a plastic mixing tool from hard metal.
- the hard metal element is preferably formed from sintered hard metal, in particular from sintered carbide hard metal. It is preferably made as a composite material from tungsten carbide and the binder cobalt.
- the scraper edge is arranged on a scraper section of the mixing tool and serves to scrape mixed material from the wall of the mixing container.
- a scraper section of the mixing tool In order to attach the mixing tool to the mixing arm, it has a fastening section that is rigidly or elastically connected to the stripping section.
- the fastening section and stripping section together have a metallic core that is surrounded by a plastic jacket.
- the mixing tool is manufactured by first connecting the metallic core to the hard metal element.
- the entire assembly of core and hard metal element is then introduced into a mold, which is then filled with a plastic casting material.
- the plastic casting material is a preliminary product of the plastic from which the plastic jacket is formed. In particular, it can be a mixture of two or more components, which then solidify into the desired plastic. Only after the plastic casting material has hardened is the finished plastic jacket with the desired hardness available.
- the curing process can take a few minutes or longer. Furthermore, the curing process can take place at ambient temperature or with the addition of heat.
- the finished mixing tool is then removed from the mold and reworked if necessary.
- the arrangement of core and hard metal element is arranged in the mold before filling with the plastic casting material in such a way that that when loading the mold with the plastic casting material, the hard metal element or at least the scraper edge is essentially not covered. This can be achieved in particular by the scraper edge resting on or touching a mold wall of the mold.
- a first core section assigned to the fastening section is rigidly connected to a second core section assigned to the stripping section.
- the connection is preferably a welded connection between the two core sections.
- the first and second core sections can also be formed in one piece, for example produced as a single metal casting.
- the core is preferably composed of several metallic elements that are welded together.
- the metallic core can in particular be made of steel, for example tool steel, or have metallic elements made of steel or tool steel.
- a first core section assigned to the fastening section is connected elastically and/or in an articulated manner to a second core section assigned to the stripping section.
- the fact that the first core section is assigned to the fastening section means that the fastening section is formed from the first core section and the part of the plastic jacket surrounding or covering the first core section.
- An elastic and/or articulated connection between the two core sections means that the connection between the fastening section and the stripping section is also deformable and preferably elastic due to the plastic jacket surrounding both core sections. This means that the stripping section is movable, preferably elastically movable, relative to the fastening section.
- the wiping edge is formed on the wiping section, this means that the wiping edge can give way when it comes into contact with obstacles, for example dents or smaller elevations in the wall of the mixing container, without risking damage to the mixing tool, for example due to splintering of the hard metal element.
- the first core portion has one or more fasteners to attach the mixing tool to the mixing arm.
- the fastening element can, for example, have an opening, a profile with a groove, for example a C-profile, and/or a threaded element.
- the plastic jacket is in any case preferably formed from a single casting, and therefore in particular has no seams.
- the articulated or elastic connection between the two core sections can be formed exclusively by the plastic jacket.
- a mechanical joint is additionally or alternatively formed between the two core sections, which also exists without the plastic jacket.
- one of the two core sections has an extension, in particular a pin-shaped or tongue-shaped extension, which projects into a recess in the other core section.
- the extension can be formed on the first core section.
- two or more such extensions are formed on one core section, which are inserted into two or more openings in the other core section when the mixing tool is manufactured.
- a termination element is then soldered or welded to the ends of the extensions to establish the articulated connection between the core sections.
- the two core sections are movable relative to one another, preferably pivotable relative to one another about an oscillation axis.
- the hard metal element is welded or soldered to the metallic core. This is preferably done by brazing.
- several hard metal elements are preferably lined up along the scraper edge.
- the hard metal elements are preferably sickle-shaped. Further hard metal elements can also be arranged on an end face or end edge of the mixing tool in order to protect the mixing tool there from wear.
- the metallic core is covered or surrounded by more than 70%, 80%, 85%, 90%, 95% or essentially completely by the plastic jacket and/or by the hard metal element. These percentages refer in particular to the surface of the metallic core.
- the metallic core is essentially completely covered except for the end faces and fastening elements, with exposed end faces possibly being present perpendicular to the scraper edge. The aim here is to protect the metallic core from wear using the plastic jacket or the hard metal element.
- the metallic core is divided into several segments which are fastened to one another.
- the metallic core is preferably segmented along the stripping edge.
- the segments of the metallic core can in particular be designed to be essentially identical. Before the plastic jacket is produced, these segments can also be attached to one another by means of joining elements, for example by welding.
- the hard metal element or the hard metal elements are embedded in the plastic jacket. This means that one, two or more outer surfaces of the hard metal element is/are designed to be aligned with a jacket surface of the plastic jacket.
- the plastic jacket is made of polyurethane.
- the polyurethane preferably has a Shore hardness in a range between 65 and 90 Shore-A.
- a segment of a mixing tool not according to the invention is shown schematically. It has a fastening section 2 and a stripping section 4, the division into fastening section 2 and stripping section 4 not taking place strictly along a dividing line.
- the fastening section 2 serves to fasten the mixing tool to a mixing arm, while the stripping section 4 has a stripping edge 41, by means of which mixed material can be stripped or scraped off a wall of a mixing container (not shown in the figures).
- the scraper edge 41 is formed by means of hard metal elements 5, which are lined up along the mixing tool in the direction of the scraper edge 41.
- the segment is formed from a metallic core 6 and a plastic jacket 7 made of polyurethane surrounding this core 6.
- the metallic core 6 made of tool metal is composed of several parts that are welded together. These include a first core section 62, which is designed as a C-profile and thus has a groove. This groove forms a fastening element with which the mixing tool is attached to the mixing arm. Furthermore, the core 6 has a two core section 64 to which the hard metal elements 5 are attached by means of brazing.
- connection piece 63 which rigidly connects the first core section 62 to the second core section 64
- stiffening piece 65 which is attached to the first core section 62 and serves to ensure that the plastic jacket 7 maintains its stable shape as shown here keeps.
- the segment shown can be an end segment or a middle segment of the mixing tool.
- the entire mixing tool can only consist of one segment as in the Fig. 1 shown exist.
- the mixing tool preferably has the in Fig. 1 shown segment another in the Fig. 2 shown segment, which can also serve as an independent mixing tool.
- the hard metal elements 5 arranged along the scraper edge 41 it has two further hard metal elements 51, which are arranged on the end face 11 and protect an end edge of the mixing tool there against wear.
- Fig. 3 becomes a cross-sectional view of the segment from the Fig. 2 shown parallel to the end face 11.
- the further hard metal elements 51 are soldered onto carrier elements 66, which, as part of the metallic core 6, are also fastened to the first core section 62 and the second core section 64 by means of welding.
- the Fig. 4 shows a cross section of the segment from the Fig. 1 and/or also the segment from the Fig. 2 , but further away from the end face 11, to which the further hard metal elements 51 are attached. Therefore, the other hard metal elements 51 are not visible here. Instead, joining elements 8 are shown, which serve to join several such segments together to form a mixing tool. For this purpose, the joining elements 8 are welded to the metallic cores 6 of two or more mixing tool segments before the plastic jacket 7 is formed around them.
- Fig. 5 is the metallic core 6 of the segment from the Fig. 1 with the soldered hard metal element 5 shown.
- the arrangement from the Fig. 5 preferably introduced into a mold in the direction perpendicular to the image plane, which in cross section has the shape of the plastic jacket from the Fig. 4 having.
- the mold is then filled or filled with a plastic casting material. When the plastic casting material hardens, the plastic jacket 7 is created.
- the Fig. 6 shows a mixing tool that is not manufactured in a segment design. Here only the plastic jacket 7 and the hard metal elements 5, which form the scraper edge 41, are visible.
- FIG. 7, 8 and 9 An embodiment according to the invention for a mixing tool will now be based on Fig. 7, 8 and 9 explained.
- This is a mixing tool that is also developed in the form of a segment, which can be combined with one or more other similar segments to form a mixing tool with a larger scraper edge 41.
- the mixing tool segments shown have the mixing tool from the Fig. 7 to 9 an elastic connection between the fastening section 2 and the stripping section 4. This is achieved in that the metallic core 6 forms a joint between the first core section 62 and the second core section 64. If the metallic core 6 is then provided with a plastic jacket 7, the elastic connection is created.
- FIG. 7 Only the metallic core 6 with a hard metal element 5 soldered to the second core section 64 is shown in a side view.
- the Fig. 8 shows the metallic core 6 surrounded by the plastic core 7 made of polyurethane Fig. 7 .
- the Fig. 9 shows an exploded view of each in the Fig. 7 parts shown.
- the connecting member 63 is replaced by a first joint member 631 and a second joint member 632 which engage with each other.
- tongue-shaped joint element extensions 634 are formed on the first joint element 631, which engage in the joint element recess 635 of the second joint element 632.
- a pin-shaped end element 633 is welded to the ends of the joint element extensions 634 in order to hold the second joint element 632.
- the pin-shaped end element 633 and/or the first joint element 631 is missing.
- the second joint element 632 is not coupled to the first core section 62 without the plastic jacket 7.
- the second joint element 632 is connected to the first core section 62 exclusively by means of the plastic jacket 7.
- the other elements of the mixing tool according to Fig. 7 to 9 correspond to the elements of the mixing tool according to the Fig. 1 to 5 , if they have the same reference numbers.
- the mixing tool according to the Fig. 7 to 9 Further hard metal elements 51 may be provided on the end face 11 of a segment.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Mischwerkzeug, insbesondere eine Mischschaufel, eine Mischvorrichtung mit einem solchen Mischwerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Mischwerkzeugs.
- Derartige Mischwerkzeuge werden eingesetzt, um Baumaterialien, insbesondere grobkörniges Material, zu mischen, beispielsweise Zement, Mörtel oder Beton. Das Baumaterial wird hierzu in einen Mischbehälter gefüllt, in dem das Mischwerkzeug, insbesondere als Mischschaufel ausgeführt, an einem Mischarm gegenüber dem Mischbehälter drehbar gelagert ist. Hierbei kann entweder der Mischbehälter fixiert und der Mischarm drehbar gelagert sein, oder umgekehrt.
- Aufgrund des Kontaktes mit dem körnigen Baumaterial kann es schnell zu Abnutzungserscheinungen am Mischwerkzeug bis hin zu kleineren oder größeren Schäden an seiner Oberfläche kommen. Das Mischwerkzeug muss dann repariert oder sogar ersetzt werden. Um die Haltbarkeit des Mischwerkzeugs zu erhöhen, werden diese häufig teilweise oder vollständig mit einem Kunststoff umhüllt, beispielsweise mittels Polyurethan.
-
DE19856622A1 offenbart ein Mischwerkzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und beschreibt beispielsweise eine Mischschaufel, die einen Versteifungskern in Form eines Blechs oder Gussstücks aufweist, der von einer Kunststoffschicht vollständig ummantelt ist. In der Kunststoffschicht können weiterhin verschleißbare Platten aus Keramik, Hartmetall oder Blech eingebettet sein. - Weiterhin beschreibt
DE7046148U eine Mischschaufel. Die Mischschaufel weist an ihrem äußeren Ende eine Elastomerschicht auf, von der ein aus Karbidhartmetall gebildeter Teil vorsteht, der bei Betrieb gegen eine abzuschabende Fläche anliegt. -
DE3152029A1 beschreibt eine Mischschaufel aus Kunststoff, die Lamellen aus Kunststoff aufweist, welche optional Hartmetallplättchen aufweisen. -
DE3149640A1 beschreibt einen Mischtrog mit einer einstückig aus einem Kunststoffmaterial geformten Mischschaufel, die an einer Trogwandung nur über einen schmalen Bereich anliegt und an einem äußeren Ende einen im Umlaufrichtung vorspringenden, sich von einer Anlagestelle an der Trogwandung aus zum gegenüberliegenden Rand hin verjüngenden Wulst aufweist. -
EP2586522A1 beschreibt eine Mischschaufel mit einem Abstreifer, der aus einer Elastomerplatte besteht, die eine Bewehrungsmatte einschließen kann. - Das Mischwerkzeug dient bei seinem Gebrauch in der Mischvorrichtung nicht nur dazu, das Baumaterial im Mischbehälter zu vermischen, sondern auch, um sich an Behälterwänden des Mischbehälters festgesetztes Baumaterial abzuschaben bzw. abzustreifen. Hierbei wird insbesondere eine entlang der Behälterwand schabende Abstreifkante des Mischwerkzeugs extrem beansprucht. Der Kunststoff wird hierbei leicht beschädigt und führt zu einer schnellen Abnutzung des Mischwerkzeugs.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Mischwerkzeug mit einer längeren Haltbarkeit bereitzustellen.
- Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Mischwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Mischvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und durch ein Mischwerkzeugherstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
- Die Erfindung beruht auf den Gedanken, bei einem Kunststoff-Mischwerkzeug die Abstreifkante aus Hartmetall zu bilden. Das bedeutet, dass ein oder mehrere Hartmetallelemente an dem Mischwerkzeug angebracht sind, welche die Abstreifkante bereitstellen oder bilden. Das Hartmetallelement ist vorzugsweise aus gesintertem Hartmetall gebildet, insbesondere aus gesintertem Carbidhartmetall. Bevorzugterweise ist es als Verbundwerkstoff aus Wolframcarbid und dem Bindemittel Cobald hergestellt.
- Die Abstreifkante ist an einem Abstreifabschnitt des Mischwerkzeug angeordnet und dient dazu, Mischgut von der Wandung des Mischbehälters abzustreifen. Um das Mischwerkzeug am Mischarm zu befestigen, weist es einen Befestigungsabschnitt auf, der mit dem Abstreifabschnitt starr oder elastisch verbunden ist. Befestigungsabschnitt und Abstreifabschnitt weisen gemeinsam einen metallischen Kern auf, der von einem Kunststoffmantel umgeben ist.
- Das Mischwerkzeug wird hergestellt, indem zunächst der metallische Kern mit dem Hartmetallelement verbunden wird. Anschließend wird die gesamte Anordnung aus Kern und Hartmetallelement in eine Gussform eingeführt, die dann mit einem Kunststoffgießmaterial befüllt wird. Bei dem Kunststoffgießmaterial handelt es sich um ein Vorprodukt des Kunststoffes, aus dem der Kunststoffmantel gebildet ist. Insbesondere kann es sich um eine Mischung aus zwei oder mehr Komponenten handeln, die anschließend zu dem gewünschten Kunststoff erstarren. Erst nach dem Aushärten des Kunststoffgießmaterials liegt also der fertige Kunststoffmantel mit der gewünschten Härte vor. Der Aushärteprozess kann hierbei wenige Minuten oder länger dauern. Ferner kann der Aushärteprozess bei Umgebungstemperatur oder unter Wärmezufuhr ablaufen.
- Anschließend wird das fertige Mischwerkzeug aus der Gussform entnommen und gegebenenfalls nachbearbeitet. Beispielsweise kann es notwendig sein, Kunststoff, welches das oder die Hartmetallelemente bedeckt, zu entfernen. Vorzugsweise wird die Anordnung aus Kern und Hartmetallelement vor dem Befüllen mit dem Kunststoffgießmaterial derart in der Gussform angeordnet, dass beim Beschicken der Gussform mit dem Kunststoffgießmaterial das Hartmetallelement oder zumindest die Abstreifkante im Wesentlichen nicht bedeckt wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Abstreifkante an einer Gussformwand der Gussform anliegt bzw. diese berührt.
- Bei einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein dem Befestigungsabschnitt zugeordneter erster Kernabschnitt mit einem dem Abstreifabschnitt zugeordneten zweiten Kernabschnitt starr verbunden ist. Die Verbindung ist vorzugsweise eine Schweißverbindung zwischen den beiden Kernabschnitten. Alternativ können der erste und der zweite Kernabschnitt auch einstückig ausgebildet sein, beispielsweise als ein einzelnes Metallgussstück hergestellt sein. Vorzugsweise ist der Kern jedoch aus mehreren metallischen Elementen zusammengesetzt, die miteinander verschweißt sind. Der metallische Kern kann insbesondere aus Stahl, beispielsweise aus Werkzeugstahl gebildet sein oder metallische Elemente aus Stahl bzw. Werkzeugstahl aufweisen.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein dem Befestigungsabschnitt zugeordneter erster Kernabschnitt mit einem dem Abstreifabschnitt zugeordneten zweiten Kernabschnitt elastisch und/oder gelenkig verbunden ist. Dass der erste Kernabschnitt dem Befestigungsabschnitt zugeordnet ist bedeutet, dass der Befestigungsabschnitt aus dem ersten Kernabschnitt und dem den ersten Kernabschnitt umgebenden oder bedeckenden Teil des Kunststoffmantels gebildet wird. Entsprechendes gilt für den Abstreifabschnitt und den zweiten Kernabschnitt. Eine elastische und/oder gelenkige Verbindung zwischen den beiden Kernabschnitten hat zur Folge, dass aufgrund des beide Kernabschnitte umgebenden Kunststoffmantels auch die Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Abstreifabschnitt verformbar und vorzugsweise elastisch ist. Das bedeutet, der Abstreifabschnitt ist gegenüber dem Befestigungsabschnitt beweglich, vorzugsweise elastisch beweglich. Da die Abstreifkante am Abstreifabschnitt gebildet ist, hat dies zur Folge, dass die Abstreifkante bei Berührung mit Hindernissen, beispielsweise Dellen oder kleineren Erhebungen in der Wandung des Mischbehälters, nachgeben kann, ohne eine Beschädigung des Mischwerkzeugs beispielsweise aufgrund eines Splitterns des Hartmetallelementes zu riskieren.
- In jedem Fall weist der erste Kernabschnitt ein oder mehrere Befestigungselemente auf, um das Mischwerkzeug an dem Mischarm zu befestigen. Das Befestigungselement kann zu diesem Zweck beispielsweise eine Öffnung, ein Profil mit einer Nut, beispielsweise ein C-Profil, und/oder ein Gewindeelement aufweisen. Ferner ist der Kunststoffmantel in jedem Fall vorzugsweise aus einem Guss gebildet, weist also insbesondere keine Nahtstellen auf.
- Die gelenkige oder elastische Verbindung zwischen den beiden Kernabschnitten kann ausschließlich durch den Kunststoffmantel gebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch zwischen den beiden Kernabschnitten zusätzlich oder alternativ ein mechanisches Gelenk ausgebildet, welches auch ohne den Kunststoffmantel besteht. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eines der beiden Kernabschnitte einen Fortsatz aufweist, insbesondere einen stiftförmigen oder zungenförmigen Fortsatz, der in eine Ausnehmung in dem anderen Kernabschnitt hineinragt. Insbesondere kann der Fortsatz an dem ersten Kernabschnitt gebildet sein. Vorzugsweise sind zwei oder mehr solcher Fortsätze an dem einen Kernabschnitt gebildet, die beim Herstellen des Mischwerkzeugs in zwei oder mehr Öffnungen des anderen Kernabschnitts eingeführt werden. Anschließend wird ein Abschlusselement an Enden der Fortsätze gelötet oder geschweißt, um die gelenkige Verbindung zwischen den Kernabschnitten herzustellen.
- Bei der Herstellung des Mischwerkzeugs mit gelenkiger oder elastischer Verbindung zwischen den beiden Kernabschnitten sind die beiden Kernabschnitte also gegeneinander bewegbar, vorzugsweise um eine Schwingachse gegeneinander schwenkbar. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die beiden Kernabschnitte vor dem oder bei dem Anordnen in der Gussform gegeneinander zu fixieren. Dies geschieht vorzugsweise, indem die Gussform so ausgebildet ist, dass sich die beiden Kernabschnitte darin nicht gegeneinander bewegen können.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Hartmetallelement am metallischen Kern verschweißt oder verlötet ist. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Hartlötens. In jedem Fall sind vorzugsweise mehrere Hartmetallelemente entlang der Abstreifkante aneinandergereiht. Die Hartmetallelemente sind vorzugsweise sichelförmig. An einer Stirnfläche oder Stirnkante des Mischwerkzeugs können auch weitere Hartmetallelemente angeordnet sein, um auch dort das Mischwerkzeug vor Verschleiß zu schützen.
- Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der metallische Kern durch den Kunststoffmantel und/oder durch das Hartmetallelement zu mehr als 70%, 80%, 85%, 90%, 95% oder im Wesentlichen vollständig bedeckt oder umgeben ist. Diese Prozentangaben beziehen sich insbesondere auf die Oberfläche des metallischen Kerns. Vorzugsweise ist der metallische Kern bis auf Stirnflächen und Befestigungselementen im Wesentlichen vollständig bedeckt, wobei gegebenenfalls freiliegende Stirnflächen senkrecht zur Abstreifkante vorliegen. Es geht hierbei darum, den metallischen Kern mittels des Kunststoffmantels bzw. des Hartmetallelements vor verschleiß zu schützen.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der metallische Kern in mehreren aneinander befestigten Segmenten unterteilt ist. Der metallische Kern ist vorzugsweise entlang der Abstreifkante segmentiert. Die Segmente des metallischen Kerns können insbesondere im Wesentlichen identisch ausgebildet sein. Diese Segmente können vor dem Herstellen des Kunststoffmantels zudem mittels Fügeelementen aneinander befestigt sein, beispielsweise mittels Verschweißen.
- Bevorzugterweise ist das Hartmetallelement oder sind die Hartmetallelemente in dem Kunststoffmantel eingebettet. Das bedeutet, dass eine, zwei oder mehr Außenflächen des Hartmetallelements fluchtend mit einer Manteloberfläche des Kunststoffmantel ausgebildet ist/sind.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kunststoffmantel aus Polyurethan gebildet ist. Vorzugsweise weist das Polyurethan eine Shore-Härte in einem Bereich zwischen 65 und 90 Shore-A auf.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- ein Segment eines Mischwerkzeugs;
- Fig. 2
- ein weiteres Segment des Mischwerkzeugs;
- Fig. 3
- eine Querschnittsansicht des Segmentes aus der
Fig. 2 ; - Fig. 4
- eine Querschnittsansicht des Segmentes aus der
Fig. 1 ; - Fig. 5
- eine Seitenansicht des metallischen Kerns des Segmentes aus der
Fig. 1 , mit hieran befestigten Hartmetallelementen; - Fig. 6
- ein nicht segmentiertes Mischwerkzeug;
- Fig. 7
- eine Seitenansicht eines gelenkig aufgebauten metallischen Kerns, mit hieran befestigten Hartmetallelementen;
- Fig. 8
- eine perspektivische Ansicht des Kerns aus der
Fig. 7 mit Kunststoffmantel; und - Fig. 9
- eine Explosionszeichnung der Anordnung aus der
Fig. 7 . - In der
Fig. 1 ist ein Segment eines nicht erfindungsgemäßen Mischwerkzeugs schematisch dargestellt. Es weist einen Befestigungsabschnitt 2 und einen Abstreifabschnitt 4 auf, wobei die Unterteilung in Befestigungsabschnitt 2 und Abstreifabschnitt 4 nicht streng entlang einer Trennlinie erfolgt. Der Befestigungsabschnitt 2 dient dazu, das Mischwerkzeug an einem Mischarm zu befestigen, während der Abstreifabschnitt 4 eine Abstreifkante 41 aufweist, mittels welcher Mischgut von einer Wandung eines Mischbehälters (in den Figuren nicht dargestellt) abgestreift oder abgekratzt werden kann. Die Abstreifkante 41 ist mittels Hartmetallelementen 5 gebildet, die entlang des Mischwerkzeugs in Richtung der Abstreifkante 41 aneinandergereiht sind. - An einer Stirnfläche 11 des Mischwerkzeug-Segments ist erkennbar, dass das Segment aus einem metallischen Kern 6 und einem diesen Kern 6 umgebenden Kunststoffmantel 7 aus Polyurethan gebildet ist. Der metallische Kern 6 aus Werkzeugmetall ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, die miteinander verschweißt sind. Diese umfassen einen erster Kernabschnitt 62, der als C-Profil ausgebildet ist und somit eine Nut aufweist. Diese Nut bildet ein Befestigungselement, mit dem die Befestigung des Mischwerkzeugs am Mischarm erfolgt. Ferner weist der Kern 6 einen zweien Kernabschnitt 64 auf, an dem die Hartmetallelemente 5 mittels Hartlöten befestigt sind. Weitere Teile des metallischen Kerns 6 bilden ferner ein Verbindungsstück 63, welches den ersten Kernabschnitt 62 starr mit dem zweiten Kernabschnitt 64 verbindet, und ein Versteifungsstück 65, welches am erster Kernabschnitt 62 befestigt ist und dazu dient, dass der Kunststoffmantel 7 seine hier dargestellte Form stabil behält.
- Bei dem in
Fig. 1 dargestellten Segment kann es sich um ein Endsegment oder um ein mittleres Segment des Mischwerkzeugs handeln. In bestimmten Ausführungsformen kann auch das gesamte Mischwerkzeug nur aus einem Segment wie in derFig. 1 dargestellt bestehen. Vorzugsweise weist das Mischwerkzeug neben dem inFig. 1 gezeigten Segment noch ein in derFig. 2 dargestelltes Segment auf, welches jedoch ebenso für sich als eigenständiges Mischwerkzeug dienen kann. Es weist neben den entlang der Abstreifkante 41 angeordneten Hartmetallelementen 5 zwei weitere Hartmetallelemente 51 auf, die an der Stirnfläche 11 angeordnet sind, und dort eine Stirnkante des Mischwerkzeugs gegen verschleiß schützen. - In der
Fig. 3 wird eine Querschnittsansicht des Segments aus derFig. 2 parallel zu der Stirnfläche 11 dargestellt. Hier wird sichtbar, dass die weiteren Hartmetallelemente 51 auf Trägerelemente 66 aufgelötet sind, die als Teil des metallischen Kerns 6 ebenfalls mit dem ersten Kernabschnitt 62 und dem zweiten Kernabschnitt 64 mittels Verschweißen befestigt sind. - Die
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des Segmentes aus derFig. 1 und/oder ebenfalls des Segmentes aus derFig. 2 , jedoch weiter weg von der Stirnfläche 11, an der die weiteren Hartmetallelemente 51 angebracht sind. Daher sind die weiteren Hartmetallelemente 51 hier nicht sichtbar. Stattdessen sind Fügeelemente 8 eingezeichnet, die dazu dienen, mehrere solcher Segmente zu einem Mischwerkzeug zusammenzufügen. Die Fügeelemente 8 sind dazu mit den metallischen Kernen 6 zweier oder mehrerer Mischwerkzeug-Segmente verschweißt, bevor der Kunststoffmantel 7 darum gebildet wird. - In der
Fig. 4 ist gut sichtbar, dass am Hartmetallelement 5 sowohl eine Vorderfläche 12, als auch eine Unterfläche 13 mit zugehörigen Flächen des Kunststoffmantels 7 bündig abschließen bzw. in diese übergehen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Mischwerkzeug eine ebene Vorderfläche 12 und eine ebene Unterfläche 13 ohne Ausnehmungen oder Erhebungen aufweist, welche Angriffsflächen für eine Verschleißbildung sein könnten. - In der
Fig. 5 ist der metallische Kern 6 des Segmentes aus derFig. 1 mit dem aufgelöteten Hartmetallelement 5 dargestellt. Für die anschließende Herstellung des Kunststoffmantels 7, wird die Anordnung aus derFig. 5 vorzugsweise in Richtung senkrecht zur Bildebene in eine Gussform eingeführt, welche im Querschnitt die Form des Kunststoffmantels aus derFig. 4 aufweist. Anschließend wird die Gussform mit einem Kunststoffgießmaterial beschickt bzw. aufgefüllt. Beim Aushärten des Kunststoffgießmaterials entsteht dann der Kunststoffmantel 7. - Die
Fig. 6 zeigt ein Mischwerkzeug, welches nicht in Segmentbauweise hergestellt ist. Hier sind lediglich der Kunststoffmantel 7 und die Hartmetallelemente 5 sichtbar, welche die Abstreifkante 41 bilden. Der metallische Kern 6, der auch bei dieser Ausführungsform vorliegt und an dem die Hartmetallelemente 5 angelötet sind, ist nicht sichtbar, da er vollständig vom Kunststoffmantel 7 und den Hartmetallelementen 5 bedeckt bzw. umgeben ist. Zusätzlich sieht man in derFig. 6 Befestigungselemente 621 in Form von Löchern, die dazu dienen, das Mischwerkzeug an einem Mischarm zu befestigen. - Eine erfindungsgemässe Ausführungsform für ein Mischwerkzeug wird nun anhand der
Fig. 7, 8 und9 erläutert. Hierbei handelt es sich um ein Mischwerkzeug, das ebenfalls in Form eines Segmentes entwickelt ist, das mit einem oder mehreren weiteren gleichartigen Segmenten zu einem Mischwerkzeug mit einer größeren Abstreifkante 41 zusammengefügt werden kann. Anders als die in denFig. 1 bis 5 dargestellten Mischwerkzeug-Segmente weist das Mischwerkzeug aus denFig. 7 bis 9 eine elastische Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt 2 und dem Abstreifabschnitt 4 auf. Dies wird dadurch erreicht, dass der metallische Kern 6 ein Gelenk zwischen dem ersten Kernabschnitt 62 und dem zweiten Kernabschnitt 64 bildet. Wenn der metallische Kern 6 dann mit einem Kunststoffmantel 7 versehen wird, dann entsteht die elastische Verbindung. - In der
Fig. 7 wird allein der metallische Kern 6 mit einem am zweiten Kernabschnitt 64 angelötetem Hartmetallelement 5 in einer Seitenansicht dargestellt. DieFig. 8 zeigt den mit dem Kunststoffkern 7 aus Polyurethan umgebenen metallischen Kern 6 aus derFig. 7 . Und dieFig. 9 zeigt eine Explosionsansicht der einzelnen in derFig. 7 dargestellten Teile. - Anders als bei dem Mischwerkzeug mit starrer Verbindung zwischen dem ersten Kernabschnitt 62 und dem zweiten Kernabschnitt 64, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Verbindungselement 63 durch ein erstes Gelenkelement 631 und ein zweites Gelenkelement 632 ersetzt, die in einander greifen. Hierzu sind an dem erstes Gelenkelement 631 zungenförmige Gelenkelementfortsätze 634 ausgebildet, die in Gelenkelementausnehmung 635 des zweiten Gelenkelementes 632 greifen. Nach dem Einführen der Gelenkelementfortsätze 634 in die Gelenkelementausnehmung 635, wird ein stiftförmiges Abschlusselement 633 an den Enden der Gelenkelementfortsätze 634 angeschweißt, um das zweite Gelenkelement 632 zu halten. Als Folge sind die beiden Gelenkelemente 631, 632 gegeneinander zu einem bestimmten Grad beweglich. Je nach Festigkeit und Elastizität des Kunststoffmantels 7 führt dies bei dem fertigen Mischwerkzeug zu einer mehr oder minder elastischen Beweglichkeit zwischen dem als Befestigungselement ausgebildeten ersten Kernabschnitt 62 und den Hartmetallelementen 5, so dass das Mischwerkzeug bei Berührung einer Erhebung an der Mischbehälter-Wandung an der Abstreifkante mehr oder weniger nachgebend ausgebildet ist.
- In einer abgewandelten Ausführungsform fehlt das stiftförmige Abschlusselement 633 und/oder das erste Gelenkelement 631. Zumindest ist in dieser Ausführungsform das zweite Gelenkelement 632 ohne den Kunststoffmantel 7 nicht an dem ersten Kernabschnitt 62 gekoppelt. In diesem Fall ist das zweite Gelenkelement 632 also ausschließlich mittels des Kunststoffmantels 7 mit dem ersten Kernabschnitt 62 verbunden.
- Die weiteren Elemente des Mischwerkzeugs gemäß den
Fig. 7 bis 9 entsprechen den Elementen des Mischwerkzeugs gemäß denFig. 1 bis 5 , wenn sie die gleichen Bezugszeichen tragen. Außerdem können auch bei dem Mischwerkzeug gemäß denFig. 7 bis 9 weitere Hartmetallelemente 51 an der Stirnfläche 11 eines Segmentes vorgesehen sein. -
- 11
- Stirnfläche
- 12
- Vorderfläche
- 13
- Unterfläche
- 2
- Befestigungsabschnitt
- 4
- Abstreifabschnitt
- 41
- Abstreifkante
- 5
- Hartmetallelement
- 51
- weiteres Hartmetallelement
- 6
- metallischer Kern
- 62
- erster Kernabschnitt
- 621
- Befestigungselement
- 63
- Verbindungsstück
- 631
- erstes Gelenkelement
- 632
- zweites Gelenkelement
- 633
- Abschlusselement
- 634
- Gelenkelementfortsatz
- 635
- Gelenkelementausnehmung
- 64
- zweier Kernabschnitt
- 65
- Versteifungsstück
- 66
- Trägerelement
- 7
- Kunststoffmantel
- 8
- Fügeelement
Claims (8)
- Mischwerkzeug, insbesondere Mischschaufel, mit einem Befestigungsabschnitt (2) zum Befestigen an einem Mischarm einer Mischvorrichtung und einem mit dem Befestigungsabschnitt (2) verbundenen Abstreifabschnitt (4), an welchem eine Abstreifkante (41) zum Abstreifen von Mischgut von einer Wandung eines Mischbehälters der Mischvorrichtung angeordnet ist, wobei der Befestigungsabschnitt (2) und der Abstreifabschnitt (4) aus einem metallischen Kern (6) gebildet sind, der mit einem Kunststoffmantel (7) umgeben ist und wobei die Abstreifkante (41) durch zumindest ein Hartmetallelement (5) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Befestigungsabschnitt (2) zugeordneter erster Kernabschnitt (62) mit einem dem Abstreifabschnitt (4) zugeordneten zweiten Kernabschnitt (64) elastisch und/oder gelenkig verbunden ist.
- Mischwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Kernabschnitte (62; 64) einen stiftförmigen oder zungenförmigen Fortsatz (634) aufweist, der in eine Ausnehmung (635) in dem anderen Kernabschnitt (64; 62) hineinragt.
- Mischwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartmetallelement (5) am metallischen Kern (6) verschweißt oder verlötet ist.
- Mischwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Kern (6) durch den Kunststoffmantel (7) und/oder durch das Hartmetallelement (5) zu mehr als 70%, 80%, 85%, 90%, 95% oder im Wesentlichen vollständig bedeckt ist.
- Mischwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Kern (6) in mehreren aneinander befestigten Segmenten unterteilt ist.
- Mischwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffmantel (7) aus Polyurethan gebildet ist.
- Mischvorrichtung mit einem Mischbehälter, einem Mischarm, wobei der Mischbehälter und der Mischarm gegeneinander drehbar gelagert sind, und einem an dem Mischarm befestigten Mischwerkzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
- Mischwerkzeugherstellungsverfahren zur Herstellung eines Mischwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend die folgenden Schritte:- Bereitstellen eines metallischen Kerns (6);- Befestigen zumindest eines Hartmetallelementes (5) an den metallischen Kern (6);- Anordnen des metallischen Kerns (6) mit dem Hartmetallelement (5) in eine Gussform;- Befüllen der Gussform mit einem Kunststoffgießmaterial; und- Aushärten des Kunststoffgießmaterials zu einem den metallischen Kern (6) umgebenden Kunststoffmantel (7).
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