DE1782177C2 - Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe - Google Patents
Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer StoffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe, z. B. das
Mischen von pulverförmigen, pastenförmigen, körnigen und/oder flüssigen Stoffen, das Trocknen eines
Breies oder einer Schlammasse u. dgl. mit einem Mischbehälter, in dem ein Mischwerkzeug um seine
Längsachse und zugleich um die im allgemeinen lotrechte Behälterachse umlaufend angetrieben wird,
wobei im Antrieb eine vom Widerstand des Mischguts abhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform besteht das Mischwerkzeug
aus einer in der Mischbehälterachse angeordneten und als Förderschnecke ausgebildeten Tragsäule
sowie aus einem an dieser Tragsäule befestigten Rahmen, der durch die Tragsäule um die Mischbehälterachse
umlaufend angetrieben ist und zwei parallel zur Mischbehälterachse angeordnete ώ :hneckenartige
Transport- bzw. Mischglieder besitzt, die um ihre eigene Achse umlaufend angetrieben sind, so daß sie
sich während des Mischvorgangs zugleich um ihre eigene Achse und um die Behälterachse bewegen. Als
Antriebseinrichtung für das Mischwerkzeug, bestehend aus der Tragsäule, dem Rahmen und den
Transport- bzw. Mischgliedern, dient ein einziger Elektromotor, dessen Drehbewegung über eine Getriebeeinrichtung
auf die Tragsäule sowie auf die beiden Transport- bzw. Mischglieder übertragen wird.
Die Getriebeeinrichtung ist dabei im bekannten Fall so ausgestaltet, daß das vom Motor abgegebene
Drehmoment auf einen bestimmten Wert einstellbar ist, was jedoch den Nachteil hat, daß die Umlaufgeschwindigkeiten
der Transport- bzw. Mischglieder
ίο um sowohl die eigene Achse als auch um die Behälterachse
sich mit der Zähigkeit des im Mischbehälter befindlichen Mischgutes gleichzeitig verändern, so
daß im Extremfall, beim Auftreten von Mischgutzonen mit sehr hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit, die gesamte
Bewegung des Mischwerkzeugs, also einschließlich der Misch- bzw. Transportglieder um ihre
eigene Achse, angehalten wird, wodurch die Mischbzw. Transportglieder ihre Förderwirkung verlieren
und damit keine Möglichkeit mehr besteht, daß sich
so das Mischwerkzeug selbsttätig durch diese Zonen hoher
Zähigkeit bzw. Festigkeit hindurcharbeitet. Der Mischvorgang kann daher in diesem Zustand des Mischens
nur durch äußeren Eingriff des Bedienungspersonals wieder in Gang gebracht werden.
Bei einer anderen bekannten, vom Anmelder selbst stammenden Vorrichtung der eingangs genannten Art
mit einem sich kegelförmig nach oben erweiternden Mischbehälter und mit einem um die Mischbehälterachse
und zugleich um die eigene Achse umlaufenden schneckenartigen Mischwerkzeug wird bei einem
Sperren dieses Mischwerkzeugs durch im Behälter befindlichen Mischgut hoher Zähigkeit die für den
Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse verantwortliche Antriebseinrichtung über eine Kupplung
abgeschaltet. Es handelt s>Cu hierbei um einen reinen Überlastungsschutz, der eine Beschädigung
der Antriebseinrichtung, insbesondere der für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die Behälterachse
maßgeblichen Antriebseinrichtung verhindern soll.
Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie ebenfalls nicht in der Lage ist, im Mischgut vorhandene
Zonen hoher Festigkeit bzw. Zähigkeit selbsttätig, d. h. ohne äußeren Eingriff des Bedienungspersonals,
zu durchwirken. Denn wird eine solche Zone vom Mischwerkzeug erreicht und wird der Antrieb
für den Umlauf dieses Werkzeugs selbsttätig abgeschaltet, so wird das Mischwerkzeug nicht mehr gegen
diese Zone höherer Festigkeit angedrückt und damit von ihm auch kein Material mehr aus dieser
Zone hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit wegbefördert. Das schneckenartige Mischwerkzeug wird sich zwar
nach dem Abschalten des Antriebs für den Umlauf des Werkzeugs um die Behälferachse durch das Umlaufen
um die eigene Achse selbsttätig reinigen, wird jedoch bei einem erneuten Einschalten dieses Angriebs
sofort gegen die Mischgutzone höherer Festigkeit anlaufen und diesen Antrieb wieder abschalten,
ohne daß die Mischgutzone hoher Festigkeit bzw. Zähigkeit vom Mischwerkzeug überwunden wird. Auch
bei dieser bekannten Vorrichtung ist daher eine Fortsetzung des Mischvorganges ohne äußeren Eingriff
des Bedienungspersonals nicht möglich.
Zum Durchwirken von Stoffen sind weiterhin noch Vorrichtungen bekannt, bei weichen Mischwerkzeuge
um ortsfeste Achsen im Mischbehälter umlaufen. Es handelt sich dabei also nicht um die Gattung einer
Vorrichtung, wie sie die Erfindung betrifft. Die letzterwähnten, bekannten Vorrichtungen besitzen gene-
rell den Nachteil, daß sie zu einer intensiven Durchmischung
von Stoffen, insbesondere auch von großen Stoffmengen, in kurzer Zeit nicht geeignet sind, da
das ortsfeste Mischwerkzeug lediglich das in unmittelbarer Nähe befindliche Mischgut erfaßt, so daß
z. B. bei Mischbehältern größeren Volumens das außerhalb dieses Emgriffsbereichs liegende Mischgut
nicht oder nur nach unverhältnismäß langer Zeit erfaßt wird. Sollen mit diesen bekannten Vorrichtungen
nicht nur Flüssigkeiten, sondern auch zähflüssige, oder gar pulverförmige oder pastenförmige Stoffe
durchwirkt werden, so ist es erforderlich, daß das Mischwerkzeug den gesamten Raum des Mischbehälters
einnimmt bzw. mehrere Mischwerkzeuge vorgesehen werden, was jedoch eine hohe Antriebsleistung
erfordert, die insbesondere dann unerwünscht ist, wenn wie bei diesen bekannten Vorrichtungen vorgesehen,
der Antrieb für den Umlauf des Mischwerkzeuges um die eigene Achse beispielsweise der Zähigkeit
des Mischgutes oder aber der Leistungsaufnahme der Antriebsmotoren entsprechend geregelt werden
soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für das Durchwirken
eines oder mehrerer Stoffe mit einem um die Mischbehälterachse und um die eigene Achse umlaufenden
Mischwerkzeug unter Vermeidung der Nachteile bekannter Vorrichtungen so auszugestalten, daß der
Antrieb für dieses Mischwerkzeug der jeweiligen Beschaffenheit des Mischgutes optimal angepaßt wird
und damit Überlastungen bzw. Beschädigungen der Antriebsmittel vermieden werden, wobei gleichzeitig
dafür gesorgt ist, daß auch Mischgutzonen mit wesentlich höherer Zähigkeit bzw. Festigkeit, als bei bekannten
Vorrichtungen möglich, noch vom Mischwerkzeug selbsttätig ohne äußeres Eingreifen des Bedienungspersonals
durchwirkt werden.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe, z. B.
das Mischen von pulverfönuigen, pastenförmigen,
körnigen und/oder flüssigen Stoffen, das Trocknen eines Breies oder einer Schlammasse u. dgl. mit
einem Mischbehälter, in dem ein Mischwerkzeug um seine Längsachse und zugleich um die im allgemeinen
lotrechte Behälterachse umlaufend angetrieben ist, wobei im Antrieb eine vom Widerstand des Mischguts
abhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist. Zur Losung der gestellten Aufgabe ist eine derartige
Vorrichtung so ausgebildet, daß das Mischwerkzeug um seine Achse mit konstanter Drehzahl angetrieben
ist und in den Antrieb für den Umlauf des Werkzeugs um die Behälterachse eine bei konstanter Eingangsdrehzahl ein ein vorgeschriebenes Drehmoment übertragende
Kupplung eingeschaltet ist.
Durch die neuartige Steuerung des Antriebs bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sichergestellt,
daß das Mischwerkzeug um die eigene Achse im wesentlichen mit gleichbleibender Geschwindigkeit umläuft
und lediglich die Umlaufgeschwindigkeit um die Behältcrachse der jeweiligen Beschaffenheit des
Mischgutes angepaßt wird, wobei auch beim Durchwirken von Mischgutzonen hoher Zähigkeit bzw. Festigkeit
das Mischwerkzeug mit gleichbleibendem Drehmoment gegen das Mischgut angedrückt wird
und sich damit das mit unverminderter Drehzahl um die eigene Achse umlaufende Mischwerkzeug selbsttätig
durch diese Zone höherer Zähigkeit hindurcharbeiten kann. Die erfindungsgemüßc Art der Steuerung
hat weiterhin den Vorteil, daß über den Antrieb für den Umlauf des Mischwerkzeuges um die Behälterachse
zugleich auch der Antrieb für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die eigene Achse gesteuert wird
und damit auch dort Überlastungen vermieden werden. Denn das auf die Antriebsmittel für den Umlauf
des Mischwerkzeugs um die Behälterachse ausgeübte Drehmoment ist in etwa dem, auf die Antriebsmittel
für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die eigene
ίο Achse ausgeübten Drehmoment proportional, da
beide Drehmomente durch den, dem Mischwerkzeug entgegengesetzten Widerstand ein und derselben
Mischgutzone hervorgerufen werden, so daß beide Drehmomente bei Zunahme der Zähigkeit in gleicher
Weise, d. h. um ungefähr den gleichen Faktor, ansteigen und durch Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit
des Mischwerkzeugs um die Behälterachse wieder abnehmen. Abgesehen c' on, daß nur die erfindungsgemäße
Art der Steuerurs ein einwandfreies Durchwirken auch von Mischgutzonen hoher Zähigkeit
ficherstellt (eine Drehmomentregelung z. B. des
Antriebs für den Umlauf des Mischwerkzeugs um die eigene Achse könnte dies nicht), bietet diese Art der
Steuerung den weiteren Vorteil, daß durch Veränderung der kleineren Antriebsleistung für den Umlauf
des Mischwerkzeugs um die Behälterachse indirekt die, hiermit verglichen, sehr viel größere Antriebsleistung
für den Umlauf des Mischwerkzeuges um die eigene Achse entsprechend den obigen Ausführungen
auf besonders einfache Art gesteuert werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als die das Drehmoment regelnde Kupplung eine sogenannte
Flüssigkeitskupplung verwendet, die dann kraftflußmäßig beispielsweise zwischen dem Antriebsmotor,
z. B. einem Elektromotor und einem dem Mischwerkzeug vorgeschalteten Übersetzungsgetriebe
angeordnet ist. Der Antrieb enthält bei einer Ausführungsform der Erfindung zwei Elektromotoren,
von denen, jeweils über em zugehöriges Unter-Setzungsgetriebe, der eine Motor das Mischwerkzeug
um seine Längsachse dreht, während der zweite Motor den Umlauf des Mischwerkzeuges um die Mischbehälterachse
bewirkt.
Es ist jedoch auch möglich, die Vorrichtung mit einem einzigen Elektromotor zu betreiben, der mit der
das vorgeschriebene Drehmoment übertragenen Kupplung verbunden ist und auf seiner Antriebswelle
außerdem ein Zahnrad aufweis·, welches in ein Antriebszahnrad des Untersetzungsgetriebes für die
Drehbewegung des Mischwerkzeugs um die eigene Achse eingreift.
Die Erfindung wird in der nachstellenden Beschreibung eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Vorr.htung enthält einen sich nach unten konisch
verengenden Mischbehälter 1. Die Wandung 2 dieses Mischbehälters 1 besitzt am unteren Ende
einen Flansch 3, an dem der Boden 4 des Mischbehälters 1 befestigt ist. In dem Boden 4 ist eine Aus-Iaßöffnung5
vorgesehen, die durch einen Schieber 6 abgeschlossen werden kann. Dieser Schieber 6 bewegt
sich in an der Unterseite des Bodens 4 angeordneten Führungen 7. An der Mischbehälterobcrscite
ist die Wandung 2 mit einem waagerechten Flansch 8 versehen, der an einer seiner Seitenkanten mit einem
flachen, waagerechten Ansatz 9 versehen ist, der sich auf Streben 10 abstützt. Eine sich quer und symmetrisch
zur lotrechten Achse des Mischbehälters 1 er-
5 6
streckende Tragplatte 11 liegt auf diesem Flansche lung 38 ein Zahnrad 41 befestigt. Dieses Zahnrad 41
auf. kämmt mit einem Zahnrad 42, das starr mit einen
Im Mischbehälter 1 ist als Mischwerkzeug eine Ende einer Welle 43 verbunden ist, die drehbar ii
Förderschnecke 12 vorgesehen, deren Welle 15 sich einem sich auf dem Gehäuse der Flüssigkeitskupp
an ihrem unteren Ende 13 drehbar auf einem zen- 5 lung 38 abstützenden Lagerbock 44 gelagert ist. An
Irisch im Boden 4 angeordneten Zanfcn 14 abstützt. anderen Ende dieser Welle 43 ist ein Kegelrad 45 be
Das obere Ende der Welle 15 ist am äußeren Ende festigt, das bei dieser Ausführung mit dem auf dei
eines hohlen Dreharmes 16 gelagert. Am oberen Welle 26 für den Antrieb der Förderschnecke urr
Ende der Welle 15 ist ein Zapfen 17 vorgesehen, auf ihre Längsachse angeordneten Kegelrad 27 kämmt,
dem ein Kegelrad 18 starr befestigt ist. Dieses Kegel- 10 Der Elektromotor 30, die Welle 29 und das Kegel
rad 18 kämmt mit einem Kegelrad 19, das an dem rad 28 fallen bei dieser Ausführungsform fort. Eir
einen Ende einer mit Hilfe des Lagers 21 im Dreharm Gehäuse 46 deckt die Kegelräder 27, 28 bzw. 45 und
16 gelagerten Welle 20 befestigt ist. Am anderen das Schneckengetriebe 33, 34 ab.
Ende dieser Welle 20 ist ein Kegelrad 22 befestigt, Im Rahmen des Erfindungsgedankens können im
das mit einem Kegelrad 23 am unteren Ende einer 15 Mischbehälter 1 auch mehrere Förderschnecken 12
Welle 24 kämmt, die in einem in der oberen Ab- vorgesehen sein, während statt des beschriebener
schlußwand 32 des Zentralkopfes 25 angeordneten auch andere Arten von Mischwerkzeugen Verwen
Ringlager parallel zur Bchälterachse gelagert ist und dung finden können. Die Mischwerkzeuge können
an ihrem oberen, aus dem Hohlraum des Zantralkop- überdies unterschiedlichen Bahnen um die Mischbe-
fcs hcrausragenden Ende 26 ein Kegelrad 27 auf- 20 hälterachse folgen. Die Einzelheiten der Lagerung
weist, das mit einem Kegelrad 28 kämmt. Das Kegel- der Mischwerkzeuge, die gegebenenfalls sogar einsei-
rad 28 ist starr auf der Antriebswelle 29 eines lang- tig am oberen Ende gelagert sein können, wie aucli
sam umlaufenden Elektromotors 30 angeordnet. Der die Einzelheiten des Antriebsmechanismus, können
Elektromotor 30, der auf der Tragplatte Π befestigt noch viele Abänderungen aufweisen. So kann die
ist, wird somit im Betrieb über die oben beschriebe- a5 Flüssigkeitskupplung auch durch eine mechanische
nen Teile die Förderschnecke 12 mit einer bestimm- oder elektromagnetische Schlupfkupplung ersetzt
ten Drehzahl um ihre Längsachse in Rotation brin- werden.
gen. Selbstverständlich kann hierbei die Drehzahl des Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Bei einer vorbc-
Elektrornotors 30 noch durch eine zwci.kinäßigc stimmten Leistung des Elektromotors 40, der /. B.
Wahl der Größe der verschiedenen Zahnräder erheb- 30 mit 1500 U/min läuft, wird diese Drehzahl in der
lieh verringert werden. Gegebenenfalls kann überdies Flüssigkeitskupplung normal bis auf 1000 U/min,
zwischen dem Elektromotor 30 und dem Zahnrad 28 und darauf in dem Untersetzungsgetriebe 35 und im
noch ein Untersetzungsgetriebe eingeschaltet wer- Schneckenteil 33, 34 bis auf z. B. 2 U/min hcrabge-
den. setzt, so daß sich der Zentralkopf 25 und damit der
Der Zentralkopf 25 des Dreharmes 16 ist drehbar 35 Dreharm 16 mit 2 U/min um die lotrechte Achse des
in einem Lagerring 31 gelagert, der innerhalb einer, Mischbehälters 1 dreht. Weil in der Praxis bei Vorin
der Tragplatte 11 vorgesehenen Öffnung befestigt richtungen dieser Art der Dreharm 16 im Verhältnis
ist. Auf der oberen Abschlußwand 32 des Zantral- zu den anderen Teilen der Einrichtung viel länger ist,
kopfes 25 ist ein Schneckenrad 33 eines Schnecken- als einfachheitshalber in der Zeichnung dargestellt
getriebes starr befestigt. Die Schnecke 34 dieses 40 ist, ist es verständlich, daß eine verhältnismäßig ge-Schneckengctriebes
wird vom Ende der Ausgangs- ringe Änderung in der Drehzahl des Zentralkopfes 25 welle eines Untersetzungsgetriebes 35 gebildet. Selbst- z. B. mit einigen Zehnteln entweder nach oben oder
verständlich ragt die Welle 24 frei durch dieses nach unten schon eine sehr beträchtliche Änderung
Schneckenrad 33. Das äußere Ende 36 der Eingangs- entweder nach oben oder nach unten in der Umlaufwellc
des Untersetzungsgetriebes 35 ist mit dem ange- 45 geschwindigkeit, mit der sich das von dem Dreharm
triebenen Teil 37 einer Flüssigkeitskupplung 38 ver- 16 mitgenommene Mischwerkzeug 12 durch ^ie im
bunden. Der Antriebsteil 39 dieser Flüssigkeitskupp- Mischbehälter vorhandene zu bearbeitende Masse belung
38 ist mit der Antriebswelle eines Elektromotors wegt, zur Folge hai. Wenn sich somit der durch diese
40 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 35, die Fltis- Masse auf das umlaufende und gleichzeitig um ihre
sigkeitskupplung 36 und der Elektromotor 40 sind 50 Längsachse rotierende Mischwerkzeug 12 ausgeübte
auf der Tragplatte Il befestigt. Der Elektromotor 14 Widerstand ändert, d. h. entweder größer oder kleibringt
über die Flüssigkeitskupplung und das Unter- ner wird, so wird die sich selbst einstellende Flüssigsetzungsgetriebe
35 mit stark verminderter Drehzahl keitskupplung 38 automatisch dafür sorgen, daß,
den Drehann 16 und damit die Förderschnecke 12 möglichst bei ständigem Vollverbrauch der zur Verfüum
die lotrechte Behälterachse in Umlauf. 55 gurig stehenden Leistung des Elektromotors, die Um-
Nch einer abgewandelten Ausführungsform genügt laufgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs um die
der Elektromotor 40 als einzige Antriebsquelle. In Mischbehälterachse proportional zu diesen Wider-
der Zeichnung ist diese Möglichkeit gestrichelt darge- Standsänderungen entweder kleiner oder größer wird
stellt In diesem Fall ist auf der Welle des Elektromo- als die Durchschnittsumlaufgeschwindigkeit von
tors 40 zwischen diesem und der Flüssigkeitskupp- 60 2 U/min des Zentralkopfes 25.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung für das Durchwirken eines oder mehrerer Stoffe, z. B. das Mischen von pulverförmigen,
pastenförmigen, körnigen und/oder flüssigen Stoffen, das Trocknen eines Breies oder
einer Schlammasse u. dgl. mit einem Mischbehälter, in dem ein Mischwerkzeug um seine Längsachse
und zugleich um die im allgemeinen lotrechte Behälterachse umlaufend angetrieben ist,
wobei im Antrieb eine von dem auf das Mischwerkzeug ausgeübten Widerstand des Mischguts
abhängige Drehzahlsteuerung vorgesehen ist, d adurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug
(12) um seine Achse mit konstanter Drehzahl i ngetriebcn ist und in den Antrieb für
den Umlauf des Werkzeugs (12) um die Behälterachse eine bei konstanter Eingangsdrehzahl ein
ein vorgeschriebenes Drehmoment übertragende Schlupfkupplung (38) eingeschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das vorgeschriebene Drehmoment
übertragende Kupplung (38) eine Flüssigkeitskupplung ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskupplung (38)
zwischen deni Antriebsmotor (40) für das Mischwerkzeug
(12) und einem dem Mischwerkzeug (12) vorgeschalteten Untersetzungsgetriebe (35)
angeordne* ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Antriebswelle
eines einzigen Motors (40) die das vorgeschriebene Drehmoment übertragene Kupplung
(38) und ein die Motordrehbewegung auf die Längsachse (15) des Mischwerkzeugs (12) übertragendes
Zahnradgetriebe angetrieben sind.
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