TWI523682B - 混合機 - Google Patents

Description

混合機

本發明係有關一種混合機，具有混合容器以及工具軸，該工具軸至少局部配置於該混合容器中，該工具軸具有：工作端，工作工具緊固於或可緊固於該工作端；以及驅動端，藉彼此分離之二工具軸承安裝，且驅動馬達設有用於驅動工具軸之馬達軸。

此型混合機例如從德國專利DE 35 20 409已知。其中所揭示之實施例包括具有充填口之抗壓混合機、具有清空手段之旋轉混合容器，混合工具相對於混合容器內部之混合容器軸線離心配置。

本技藝之習知混合機示意顯示於第1圖中，其係混合機之縱剖視圖。混合機1具有混合容器3，其收容於混合機機殼2中，並可繞旋轉之垂直軸線旋轉。為確保此旋轉，混合容器3可旋轉地安裝於滾珠軸承4上。混合容器可於其下側具有清空開口(圖式中未顯示)。混合機機殼2具有機殼蓋5。以混合工具實施之工作工具6配置於混合容器3內部。可知工作工具6能繞垂直軸線旋轉，該垂直軸線與混合容器3之旋轉軸線分離。為此，工作工具6之驅動端被導經機殼蓋5，並藉助於驅動馬達7，例如經由V形皮帶9驅動。

工作工具6緊固於工具軸8，該工具軸8具有：驅動端，V形皮帶9作用於其上；工作端，以混合工具實施之工作工具6緊固於其上。於圖示之實施例中，工具軸8形成為二部，其中該等二部可經由凸緣連接10結合或相互分離。該凸緣連接10特別是設來將工作工具6更換成另一工作工具6，例如星形渦旋攪動機更換成針形渦旋攪動機。此外，當工作工具出現磨損現象時，可更換新的工作工具。由於混合容器3及工具軸8旋轉，因此，相當大的橫向力量可能作用在工具軸8上，此等橫向力量係材料流透過旋轉混合容器3所造成，特別是在工具軸8僅保持於機殼蓋5中一側時。橫向力量之大小特別是依待混合材料之性質而定，且當然依混合容器3及工作工具6之旋轉速度而定。

因此，在用以保持工具軸8之驅動端設置二工具軸承11、12，其各安裝具有直徑D之軸。為吸收力量，經由凸緣13將工具軸承11、12螺緊於混合機機殼2或機殼蓋5。V形皮帶9接著作用於工具軸8之驅動端。驅動馬達7具有亦經由二馬達軸承14、15保持之馬達軸20。可知馬達軸20之直徑d’遠小於工具軸8之驅動端之直徑D。

於習知技術中，驅動馬達主要成三相異步馬達或具有V形皮帶或齒輪皮帶傳動機構之液壓馬達以及齒輪馬達之形式。

所有此等類型之驅動的共同事實在於需要大量的元件來產生扭矩、轉換扭矩及調適負荷。於具有對應軸承配置之異步馬達之最簡單個案中，需要至少四個軸承-兩個軸承用於馬達軸，兩個軸承用於工具軸-其除了調適來自工作工具之力量及相當大的皮帶力量外，亦調適重力。

若使用齒輪馬達或個別齒輪機構，即須針對各又一減速段提供至少又二軸承。

除了既複雜又容易故障之軸承外，一般包含一組複數個V形皮帶或齒輪皮帶之皮帶傳動機構係高維修機器元件。為求應力正確，此等組件須定期檢查，且適當的話，應力須更改。同樣地，V形皮帶及齒輪皮帶二者容易磨損，並因此須定期更換。

因此，針對上述習知技術之背景，本發明之目的在於提供一種混合機，其簡單且在製造上經濟，具有在廣闊旋轉速度範圍內盡可能高之扭矩，數量最少之用於驅動工作工具之易磨損組件。

根據本發明，該目的利用馬達軸藉至少二相互隔開之工具軸承安裝來實現。

換言之，供安裝工具軸之軸承之一同時用來安裝馬達軸。因此，馬達軸與工具軸直接相互連接。此方案容許避免至少一軸承。

尤佳者係馬達配置於二工具軸承間，且馬達軸較佳地藉二工具軸承安裝之實施例。該實施例可無需二軸承，此乃因為用於工具軸之軸承同時用來作為用於馬達軸之軸承。基本上，於本實施例中，不再可能區分馬達軸與工具軸 ，因為軸的一部分用來作為馬達軸，同一軸之其他部分用來作為工具軸。

用於此等情況之馬達較佳係直接驅動，尤佳係三相同步馬達(伺服馬達、扭矩馬達、磁阻馬達)。

於又一較佳實施例中，面對工具軸之馬達軸之軸承適合用來調適特別高之徑向及軸向力量。軸承較佳地設計成組合徑向軸向軸承(Radiax軸承)，例如自對準滾輪軸承或自對準滾珠軸承，且特佳係雙排自對準滾輪軸承。

經查，特別是雙排自對準滾輪軸承可最能調適在操作期間發生之橫向力量。

又一較佳實施例提供二工具軸承上直徑不同之馬達軸，較佳地，遠離工具軸之工具軸承上之馬達軸直徑d”小於另一工具軸承上之馬達軸直徑D較佳至少30%，尤佳至少50%。

經查，僅面對混合容器之軸承須具有大的直徑。於軸承之適當設計中，遠離混合容器之軸承可作成更小，並因此更經濟。

馬達可為了方便，配置於馬達機殼中，二工具軸承配置在馬達機殼上或中。於此情況下，馬達機殼可具有第一外凸緣，藉此，馬達機殼，從而馬達緊固於混合機機殼。而且，於一尤佳實施例中，馬達機殼可具有第二外凸緣，其亦緊固於混合機機殼，該第二外凸緣較佳地具有較第一外凸緣大的直徑。

馬達機殼可例如具有圓形截面，外凸緣亦為方便具有圓形截面。惟，亦可理解有其他截面，例如方形落矩形截面。第二外凸緣具有較大平均直徑意謂馬達可容易緊固於混合機機殼。例如，混合機機殼具有梯級通孔，其第一部分具有較小平均直徑，第二部分具有較大平均直徑，該第二部分具有大於該第一外凸緣之平均直徑且小於該第二外凸緣之平均直徑的平均直徑。於一較佳實施例中，混合機機殼中梯級通孔之最小平均直徑大於工作工具之最大外徑。此方案容許整部工作工具，包含馬達經由梯級通孔移除。

通常，二凸緣具有用來將凸緣緊固於混合機機殼之通孔。於此情況下，較大凸緣可具有額外通孔，此等通孔較佳地大於緊固用孔，並設置來容許工具經由通孔接近此等孔或較小凸緣中的緊固手段。這有助於馬達機殼緊固於混合機機殼。

於又一較佳實施例中，工具軸包含可卸地相互緊固之二部分，該等部分之一一體連接於馬達軸，其他部分載裝工作工具。於此情況下，可卸連接可經由凸緣連接進行。

替代地，工具軸亦可與馬達軸形成為一體。

由以下較佳實施例之說明及相關圖式，本發明之進一步優點、特點及可能用途即可瞭然。

第1圖顯示在一開始業已說明之習知實施例。

第2圖顯示根據本發明之第一實施例。可能的話，選擇相同元件符號用於業已顯示於第1圖且討論過之混合機之相同零件。於第2圖中，驅動馬達7收容於馬達機殼16中，馬達機殼16藉二外凸緣13、17緊固於混合機機殼蓋5。可知工具軸8於其驅動端同時發揮馬達軸21之功能。於圖示之實施例中部分作成中空軸之馬達軸21藉自對準滾輪軸承18，亦藉徑向軸承19支承。面對製品空間亦即混合容器較多之第外凸緣13具有較第一外凸緣17小之外徑。結果，整部馬達可由外插入機殼蓋5，俾具有較小外徑之第一外凸緣插入容器蓋中的對應梯級孔，直到其抵靠於伸長孔之底部為止。二外凸緣13、17之間隔設計成於第2圖所示情況下，二凸緣可螺接至機殼蓋5。

必要的話，馬達可容易從機殼蓋卸下而移除。

該類型之狀況顯示於第3圖中，其同時顯示根據本發明，混合機之第二實施例。於此情況下，馬達與工作工具6業已從機殼蓋5卸下，俾馬達與工作工具6可從容器蓋之對應開口移除。第3圖所示實施例與第2圖所示實施例之不同點在於省略凸緣連接10，俾於此情況下，工具軸與馬達軸形成為一體。於所示二實施例中，工作工具之旋轉軸相對於混合容器之旋轉軸線離心配置。

馬達一體化成用以調適工作工具之力量及力矩之堅實軸承單元提供具有最小維修成本及最可靠之單元。僅一軸被導入二軸承中。該軸承受馬達之力量(例如重力、殘留磁力)及工作工具(渦旋攪動機、捏合機等)之力量。使用換頻機可有助於旋轉速度的任何必要變化。

1．．．混合機

2．．．混合機機殼

3．．．混合容器

4．．．滾珠軸承

5．．．機殼蓋

6．．．工作工具

7．．．驅動馬達

8．．．工具軸

9．．．V形皮帶

10．．．凸緣連接

11，12．．．工具軸承

13．．．凸緣

14，15．．．馬達軸承

16．．．馬達機殼

17．．．凸緣

18．．．自對準滾輪軸承

19．．．徑向軸承

20，21．．．馬達軸

22．．．裝配工具用開口

第1圖係習知混合機之縱剖視圖；

第2圖係根據本發明第一實施例之混合機之縱剖視圖；以及

第3圖係根據本發明第二實施例之混合機之縱剖視圖。

2．．．混合機機殼

3．．．混合容器

4．．．滾珠軸承

5．．．機殼蓋

6．．．工作工具

7．．．驅動馬達

13．．．凸緣

16．．．馬達機殼

17．．．凸緣

18．．．自對準滾輪軸承

19．．．徑向軸承

21．．．馬達軸

22．．．裝配工具用開口

Claims (10)

1. 一種混合機，具有混合容器以及至少局部配置於該混合容器中之工具軸，該工具軸具有工作端及驅動端，工作工具可緊固於該工作端，且該驅動端藉彼此分離之二工具軸承安裝，驅動馬達設置有用於驅動該工具軸之馬達軸，其特徵在於，該馬達軸藉該二彼此分離之工具軸承之至少一者安裝，其中，該等工具軸承之一者係組合徑向軸向軸承，其中該混合機具有混合容器，該混合容器被收容於混合機機殼中及繞著旋轉軸線可旋轉，且其中在遠離該工具軸的工具軸承處之該馬達軸的直徑係小於在另一個工具軸承處之該馬達軸的直徑。
2. 如申請專利範圍第1項之混合機，其中，該驅動馬達配置於該二工具軸承之間，且該馬達軸藉該二工具軸承安裝，使該工具軸亦作為馬達軸。
3. 如申請專利範圍第1項之混合機，其中，該驅動馬達為直接驅動的三相同步馬達。
4. 如申請專利範圍第1項之混合機，其中，該驅動馬達配置於馬達機殼中，該二工具軸承配置於該馬達機殼中。
5. 如申請專利範圍第4項之混合機，其中，該馬達機殼具有第一外凸緣，且該混合機具有混合機機殼，該混合容器配置於該混合機機殼內，該第一外凸緣緊固於該混合機機殼。
6. 如申請專利範圍第5項之混合機，其中，該馬達機殼具有第二外凸緣，其亦緊固於該混合機機殼，該第二外凸緣具有大於該第一外凸緣之平均直徑。
7. 如申請專利範圍第6項之混合機，其中，該混合機機殼具有梯級通孔，其第一部分具有較小平均直徑，第二部分具有較大平均直徑，該第二部分具有大於該第一外凸緣之平均直徑且小於該第二外凸緣之平均直徑的平均直徑。
8. 如申請專利範圍第6項之混合機，其中，最小梯級通孔大於該工作工具之最大外徑。
9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之混合機，其中，該工具軸具有可卸地相互緊固之二部分，該等部分之一與該馬達軸形成為一體。
10. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之混合機，其中，該工具軸與該馬達軸形成為一體。