CN102300629A - 具有旋转混合容器的混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有混合容器和工具轴(8)的混合器，该工具轴至少部分地布置在混合容器内并具有驱动端和用于工作工具(6)的工作端，工具轴(8)借助两个相互间隔开的工具轴承而支承于驱动端上，且驱动电动机(7)为工具轴(8)而设置。为了提供对制造来说简单的且经济的，并具有尽可能少的可动部件和磨损部件，且其工具轴(8)此外能够承受在操作时产生的相当大的横向力的混合器，本发明建议，驱动电动机(7)具有至少在一侧上由工具轴承支承的电动机轴。

Description

具有旋转混合容器的混合器
技术领域
本发明涉及一种具有混合容器和至少部分地布置在该混合容器内的工具轴的混合器，该工具轴具有工作端和驱动端，工作工具被固定到或能被固定到工作端，驱动端借助两个相互间隔开的工具轴承而支承，且驱动电动机设置有用于驱动工具轴的电动机轴。
背景技术
例如从DE 35 20 409中已知这种类型的混合器。在此公开的实施例包括带有填充开口的抗压混合器、具有放空装置的旋转混合容器，而混合工具在混合容器内相对于混合容器轴线偏心布置。
在图1中示意示出本领域中已知的混合器，图1是剖切经过混合器的垂直剖视图。混合器1具有混合容器3，该混合容器被接纳于混合器外壳2内，并可围绕垂直的旋转轴线而旋转。为了确保这种旋转，混合容器3可旋转地支承于球轴承4上。混合容器可在其下侧具有放空开口(附图中未示出)。混合器外壳2具有外壳盖5。作为混合工具的工作工具6被布置在混合容器3内部。可看到，工作工具6可围绕与混合容器3的旋转轴线间隔开的垂直轴线旋转。为此，工作工具6的驱动端被引导穿过外壳盖5，并借助于驱动电动机6经由例如V形带9被驱动。
工作工具6被固定到工具轴8，该工具轴8具有驱动端和工作端，V形带9作用于该驱动端，且作为混合工具的工作工具6被固定到工作端。工作轴8在所示实施例中形成为两个部件，其中，两个部件可经由凸缘连接件10彼此分开或被连结在一起。设置该凸缘连接件10主要是为了将工作工具6更换成另一工作工具6，诸如例如将星形涡轮器更换成销形涡旋器。此外，当工作工具呈现磨损现象时，可以将该工作工具换成一个新的工作工具。由于混合容器3和工具轴8都旋转，会有相当大的横向力作用于工具轴8上，该横向力由经过旋转混合容器3的材料流引起，特别是因为工具轴仅在一侧被保持在外壳盖5内。横向力的大小主要取决于待混合的材料特性以及当然取决于混合容器3和工作工具6的旋转速度。
因此，两个工具轴承11、12被设置在驱动端处以保持直径为D的工具轴8。为了吸收这些力，工具轴承11、12经由凸缘13被螺接到混合器外壳2或外壳盖5。然后，V形带9作用于工具轴8的驱动端。驱动电动机7具有电动机轴20，该电动机轴也借助两个电动机轴承14、15来保持。可看到，电动机轴20的直径d′比工具轴8的直径D小得多。
在现有技术中，驱动电动机主要是具有V形带或齿形带传动装置的液压马达或三相异步电动机以及变速电动机。
所有这些类型的驱动器都需要大量元件来产生扭矩、转换扭矩以及还承受负载。对于带有对应的轴承结构的异步电动机的最简单的情况来说，需要至少四个轴承，其中两个轴承用于电动机轴，另外两个轴承用于工具轴。除了重力以外，这些轴承还必须承受来自工作工具的较大的力以及相当大的皮带力。
如果使用变速电动机或单独的齿轮机构，必须为每个进一步的减速级设置至少两个另外的轴承。
除了复杂且还易于出故障的轴承外，一般由一组多个V形带或齿形带构成的皮带传动装置是需要高维修的机器元件。这些元件必须定期检查应力是否正确，且如必要，必须调节应力。类似地，V形带和齿形带都易于磨损，且因此必须定期进行更换。
发明内容
对于已述的现有技术的背景，因此，本发明的目的是提供一种混合器，其对于制造来说简单且经济，并具有在较宽的旋转速度范围内尽可能高的扭矩以及用于驱动工作工具的、最少数目的易于磨损的部件。
根据本发明，此目的通过电动机轴由两个相互间隔开的工具轴承中的至少一个轴承来支承而实现。
换言之，轴承中为了支承工具轴而设置的一个轴承同时还用于支承电动机轴。因此，电动机轴和工具轴直接彼此连接。这种措施使至少一个轴承可免。
尤其较佳的是，电动机被布置在两个工具轴承之间且电动机轴较佳地借助两个工具轴承进行支承的实施例。此实施例可省去两个轴承，这是因为用于工具轴的轴承同时用作电动机轴的轴承。基本上，在此实施例中，不再可能区分电动机轴和工具轴，这是因为轴的一部分用作电动机轴，而相同的轴的另一部分用作工具轴。
所用的电动机在这些情况下较佳是直接驱动装置，且尤其较佳的是三相同步电动机(伺服电动机、扭矩电动机、磁阻电动机)。
在另一较佳实施例中，电动机轴的朝向工具轴的轴承适于承受特别高的径向力和轴向力。轴承较佳地设计成组合的径向轴向轴承(径向推力轴承)，例如设计成自对准滚子轴承，并尤其较佳地设计成双列自对准滚子轴承。
已经发现，特别是双列自对准滚子轴承能最佳地承受在操作过程中出现的横向力。
另一较佳的实施例设置成电动机轴的直径可在两个工具轴承上区别开，较佳地，远离工具轴的工具轴承上的电动机轴的直径d″比另一工具轴承上的电动机轴的直径小，较佳地小至少30％，尤其较佳地小至少50％。
已经发现，只有朝向混合容器的轴承必须具有较大的直径。在适当设计的轴承上，远离混合容器的轴承可以做成小得多，且因此更加经济。
适宜地，电动机被布置在电动机外壳内，两个工具轴承被布置在电动机外壳内或电动机外壳上。在这种情况下，电动机外壳具有第一外凸缘，电动机外壳及因此电动机通过该第一外凸缘被固定到混合器外壳。此外，在尤其较佳的实施例中，电动机外壳可具有第二外凸缘，该第二外凸缘也被固定到混合器外壳，第二外凸缘较佳地具有比第一外凸缘更大的平均直径。
电动机外壳可具有例如圆形横截面，而外凸缘适宜地也具有圆形横截面。然而，原则上，还可设想到其它的横截面，例如方形或矩形横截面。第二外凸缘具有更大的平均直径意味着电动机可容易地被固定到混合器外壳。例如，混合器外壳可具有台阶状的通孔，该通孔具有平均直径较小的第一部分和平均直径较大的第二部分，第二部分的平均直径比第一外凸缘的平均直径大且比第二外凸缘的平均直径小。在一较佳实施例中，混合器外壳内的台阶状的通孔的最小平均直径比工作工具的最大外直径大。此措施使包括电动机在内的整个工作工具可经由台阶状的通孔被移除。
通常，两个凸缘都具有用于将凸缘固定到混合器外壳的孔。在此情况下，较大的凸缘可具有附加的开口，这些开口较佳地大于用于固定的孔并设置成使工具可以通过开口触及较小凸缘内的孔或固定装置。这便于使电动机外壳固定到混合器外壳。
在一较佳的实施例中，工具轴包括可拆开地彼此固定的两个部件，一个部件一体地连接到电动机轴，而另一部件承载工作工具。在此情况下，可拆开的连接可经由凸缘连接件来实现。
替代地，工具轴还可与电动机轴形成单一件。
附图说明
本发明的其它优点、特征和可能的用途可从较佳实施例的下述说明且从相关联的附图中显现出来，附图中：
图1是剖切经过现有技术的混合器的垂直剖视图；
图2是根据本发明的第一实施例的垂直剖视图；以及
图3是根据本发明的第二实施例的垂直剖视图。
具体实施方式
图1示出已在开始时所描述的现有技术的实施例。
图2示出根据本发明的第一实施例。在可能的情况下，为在图1中已示出并已讨论的混合器的相同部件选择相同的附图标记。在图2中，驱动电动机7被接纳于电动机外壳16内，电动机外壳16借助两个外凸缘13、17被固定到混合器盖5。可以看到，工具轴8在其驱动端同时用作电动机轴21。在所示实施例中部分地以中空轴来实施的电动机轴21由自对准滚子轴承18以及径向轴承19来保持。更加朝向产品空间(即混合容器)的第二外凸缘13具有比第一外凸缘17小的外直径。由此，整个电动机可从外面被***外壳盖5，这样，具有较小的外直径的外凸缘先是被***容器盖内对应的台阶状孔，直到该外凸缘搁置抵靠在延伸孔的底部上。两个外凸缘13、17的间距设计成在图2所示的情况下，两个凸缘都可被拧到外壳盖5。
如需要，电动机因此可容易地从外壳盖中拆下并移除。
图3示出了一种类型的情况，图3同时示出混合器的根据本发明的第二实施例。在此情况下，电动机连同工作工具6已从外壳盖5中拆下，这样，电动机连同工作工具6可从容器盖内对应的开口中被移除出。图3中所示的实施例与图2中所示的实施例的不同在于缺了凸缘连接件10，这样，在此情况下，工具轴和电动机轴形成单一件。在所示的两个实施例中，工作工具的旋转轴线都被布置成相对于混合容器的旋转轴线偏心。
将电动机集成到牢固的轴承单元以承受工作工具的力和力矩会形成具有最小维护成本和最大可靠性的单元。只有一根轴在两个轴承内被引导。此轴承担电动机的力(例如重力和磁残余力)和工作工具(涡旋器、混捏器等)的力。转速的必要改变可通过使用变频器来实现。
附图标记列表
1混合器
2混合器外壳
3混合容器
4球轴承
5外壳盖
6工作工具
7驱动电动机
8工具轴
9V形带
10凸缘连接件
11，12工具轴承
13凸缘
14，15电动机轴承
16电动机外壳
17凸缘
18自对准滚子轴承
19径向轴承
20，21电动机轴
22用于组装工具的开口

Claims (12)

1.一种具有混合容器和至少部分地布置在所述混合容器内的工具轴(8)的混合器，所述工具轴具有工作端和驱动端，所述工作工具(6)被固定到或能被固定到所述工作端，所述驱动端借助两个相互间隔开的工具轴承来支承，驱动电动机(7)设置有用于驱动所述工具轴(8)的电动机轴(21)，其特征在于，所述电动机轴(21)由所述两个相互间隔开的工具轴承中的至少一个轴承来支承。
2.如权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述电动机被布置在所述两个工具轴承之间，且所述电动机轴(21)较佳地借助所述两个工具轴承来支承，这样，所述工具轴还用作所述电动机轴。
3.如权利要求1或2所述的混合器，其特征在于，所述电动机是直接驱动装置，较佳地是三相同步电动机，较佳地是扭矩电动机、伺服电动机或磁阻电动机。
4.如权利要求1至3中任一项所述的混合器，其特征在于，所述轴承中的一个轴承，较佳地是靠近所述工具轴(8)的所述工作端的所述轴承是组合的径向轴向轴承(径向推力轴承)(19)，较佳地是自对准滚子轴承或自对准球轴承，且尤其较佳地是双列自对准滚子轴承(18)。
5.如权利要求2至4中任一项所述的混合器，其特征在于，所述电动机轴(21)的直径在所述两个工具轴承上区别开，较佳地，远离所述工具轴(8)的所述工具轴承上的所述电动机轴(21)的所述直径比所述另一工具轴承上的所述电动机轴(21)的所述直径更小，较佳地小至少30％，且尤其较佳地小至少50％。
6.如权利要求1至5中任一项所述的混合器，其特征在于，所述电动机被布置在电动机外壳(16)内，两个工具轴承被布置在所述电动机外壳(16)上或所述电动机外壳内。
7.如权利要求6所述的混合器，其特征在于，所述电动机外壳(16)具有第一外凸缘(13)，且所述混合器具有混合器外壳(2)，所述混合容器(3)被布置在所述混合器外壳内，所述外凸缘被固定到所述混合器外壳，尤其较佳地被固定到所述外壳盖(5)。
8.如权利要求7所述的混合器，其特征在于，所述电动机外壳(16)具有第二外凸缘(17)，所述第二外凸缘也被固定到所述混合器外壳，所述第二外凸缘(17)较佳地具有比所述第一外凸缘(13)大的平均直径。
9.如权利要求8所述的混合器，其特征在于，所述混合器外壳具有台阶状的通孔，所述通孔具有平均直径较小的第一部分和平均直径较大的第二部分，所述第二部分的平均直径比所述第一外凸缘(13)的所述平均直径大且比所述第二外凸缘(17)的所述平均直径小。
10.如权利要求8所述的混合器，其特征在于，所述最小的台阶状通孔比所述工作工具(6)的所述最大外直径大。
11.如权利要求1至10中任一项所述的混合器，其特征在于，所述工具轴(8)具有两部分，所述两部分可拆开地彼此固定，所述两部分中的一个部分与所述电动机轴(21)形成单一件。
12.如权利要求1至10中任一项所述的混合器，其特征在于，所述工具轴(8)和所述电动机轴(21)形成单一件。
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