DE2163145A1 - High-speed mixer - with hyperboloidal shaft and gyroscopic stirrer absorbing unbalanced forces - Google Patents

Abstract

A high speed mixer for baths with vertical extending shaft and stirrer, whereby the motor h ousing is fitted with a bellow type expansion volume, at least the stirrer end of the shaft is fitted to a circular component acting like a gyroscope, and the cross-sectional area of the shaft is dimensioned such that the shaft will withstand the torque being transmitted from the motor to the stirrer. The stirrer is in from of a disc gyroscope with blades. Corrosive vapours and eccentric or unbalanced forces are prevented from reaching the motor and its bearing.

Description

Schnellumlaufendes Rührwerk Die Erfindung betrifft ein schnellumlaufendes RÜhrwerk für Bäder mit einem am Badbehälter befestigten Elektromotor, von dessen Wellenstummel eine Welle mit Wellendichtung angetrieben wirdj die vertikal in das Bad hineinreicht und an deren freiem Ende das Rührwerkzeug befestigt ist, mit einem Wälzlager, in dem der Wellenstummel mit der Welle gelagert ist. Es ist nicht zu vermeiden, daß Frendkörper in die Bäder hineinfallen bzw.darin herumschwimmen und in das Mischwerkzeug hineingeraten und sich darin verfangen. Sie verursachen Unwucht, die nicht mehr zu beseitigen ist und innerhalb kurzer Zeit zu einer Zerstörung des Wellenlagers führt, da bei langen Mischerwellen die Hebelkräfte sehr groß sind. High-speed agitator The invention relates to a high-speed agitator Agitator for baths with an electric motor attached to the bath tank, of which Shaft stub a shaft with a shaft seal that is driven vertically into the Bath reaches into and at the free end of which the stirring tool is attached, with a Rolling bearing in which the stub shaft is supported with the shaft. It is not to avoid that foreign bodies fall into the baths or swim around in them and got into the mixing tool and become entangled in it. They cause imbalance, which can no longer be eliminated and within a short time leads to the destruction of the Shaft bearing leads, since the lever forces are very large with long mixer shafts.

Zur Zerstörung des Wellenlagers führt auch der Umstand, daß die Motoren nicht ständig durchlaufen, weil sie insbesondere auch nachts abgeschaltet werden, wenn man Strom ersparen kann. Bei den Motoren handelt es sich gewöhnlich um vollkommen gekapselte, geschlossene Motoren, das gefährdete Lager ist das werkzeugseitige Wälzlager. Nach dem Einschalten des Motors erhitzt eich ab einer gewissen Lauf zeit die Luft und gerät unter Uberdruck. Sie entweicht über die Wellendichtung am Wellenstummel und tritt, wenn nach einigen Wochen der Wellendichtring zu verschleißen beginnt, nach außen aus und passiert hierbei das Wälzlager am Wellenstummel.The fact that the motors don't cycle constantly because of them especially switched off at night if you can save electricity. The engines are usually To completely encapsulated, closed motors, the endangered bearing is the tool-side Roller bearing. After switching on the motor, it heats up after a certain running time the air and comes under overpressure. It escapes through the shaft seal on the shaft stub and occurs when the shaft seal starts to wear out after a few weeks, outwards and passes the rolling bearing on the stub shaft.

Die Rührwerke arbeiten gewöhnlich in einer aggressiven Atmosphäre, z.B. in Anwesenheit stark chlorhaltigen Wassers oder stark säurenaltigen Wassers. Wird der Motor abgestellt und kAhlt sich sein Inneres wieder ab, darl3 bildet sich ein Unterdruck und aggressive Luft wird in den Motor eingesaugt und zertört bald das Wälzlagerfett. Dieses wird nach etwa einem halben Jahr Laufzeit hart und verliert seine Schmierfähigkeit, so daß das Wålzlage- schon wenige Tage danach restlos zerstört ist.The agitators usually work in an aggressive atmosphere, e.g. in the presence of water with a high chlorine content or water with a high concentration of acid. If the engine is switched off and its interior cools down again, this forms a negative pressure and aggressive air is sucked into the engine and soon destroys it the roller bearing grease. This becomes hard and loses after about half a year its lubricity, so that the Wålzlage is completely destroyed just a few days later is.

Die Nischerwelle wird bei den bekannten Mischern sehr stark gehalten, um de Wirkungen der Unwucht widerstehen zu.können. Das mischerseitige Wälzlager ist bei den-bekannten Mische@n nicht nur den Einwirkungen der Temperatur und der aggressiven Atmosphäre ausgesetzt, sondern muß auch starke Biegekräfte aufnehmen, die von der Unwucht stammen.The mixer shaft is kept very strong in the known mixers, to be able to withstand the effects of the imbalance. The mixer-side roller bearing is not only the effects of temperature and the exposed to an aggressive atmosphere, but must also absorb strong bending forces, which originate from the imbalance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mischer anlage so auszubilden, daß Wärmeeinwirkungen, schädliche Einwirkungen der Atm sphäre und Biegekräfte überhaupt nicht oder nur in stark verringertem Maße auf das mischerseitige Wälzlager des Motors zur Einwirkung kommen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Montorengehäuse mit einem Ausdehnungsgefäß ausgestattet ist, daß von den beiden Enden der Welle zumindest das rührwerkzeugseitige Ende mit einem kreisscheibenförmigen Körper verbunden ist, der als Kreisel wirksam ist, und daß der Querschnitt der Welle unter Einbeziehung des Sicherheitsfalctors so bemessen ist, daß er nur eben dem Drehmoment standhält, das vom Elektromotor zum Rührwerkzeug zu iibertragen ist. Die letztgenannte Maßnahme wird erfindungsgemäß so getroffen, daß die Nantelfläche der Welle allgemein die -Form eines Hyperboloids hat. An das Hyperboloid kann sie beispielsweise durch zylinderförmige und kegelförmige Abschnitte angeglichen werden. Hierzu können auf ein langes zylindrisches Wellen stück hyperboloidförmlge oder zylinderförmige und kegelförmige Stücke aufgeschrumpft sein, die die Mantelfläche der Welle einem Hyperboloid nähern.The invention is based on the object of designing the mixer system in such a way that that heat effects, harmful effects of the atmosphere and bending forces in general not or only to a greatly reduced extent on the mixer-side roller bearing of the motor come into effect. According to the invention, this is achieved by that the mounting housing is equipped with an expansion tank that of the Both ends of the shaft have at least the end on the stirring tool side with a circular disk-shaped one Body is connected, which acts as a gyroscope, and that the cross-section of the shaft with the inclusion of the security falctor is so dimensioned that it is only the Withstands torque that is to be transmitted from the electric motor to the stirring tool. The last-mentioned measure is taken according to the invention in such a way that the lateral surface the wave generally has the shape of a hyperboloid. She can touch the hyperboloid be matched for example by cylindrical and conical sections. For this purpose, hyperboloid or hyperboloidal pieces can be placed on a long cylindrical shaft cylindrical and conical pieces are shrunk on, which form the lateral surface approach a hyperboloid of the shaft.

Das Rührwerkzeug wird nach der Erfindung von einem scheibenförmigen Kreisel mit flügelförmigen Speichen gebildet. Dies kann in an sich bekannter Weise so geschehen, daß in das Blech der Nabenscheibe des Rührwerkzeuges Flügel eingeschnitten und nach oben und/oder unten ausgebogen sind.Die Masse des Kreisels ist zur Bildung einer neuen Rotationsachse beim Entstehen einer Unwucht im Betrieb bemessen.The stirring tool is according to the invention of a disk-shaped Top formed with wing-shaped spokes. This can be done in a manner known per se done so that blades cut into the sheet metal of the hub disk of the stirring tool and are curved upwards and / or downwards. The mass of the top is to form a new axis of rotation when an imbalance occurs during operation.

Die Wirkung dieser Maßnahmen wird dadurch vervollkommnet, daß das motorseitige Ende und das rührwerkzeugseitige Ende der Welle beide einen Kreisel tragen, und daß der Motor an dem Badbehälter in Gummidämpfungsscheiben aufgehängt ist, die ihm erlauben, leicht von der Vertikalen abzuweichen.The effect of these measures is perfected by the fact that the motor-side end and the agitator-side end of the shaft both have a gyroscope wear, and that the motor is suspended from the bath tank in rubber damping washers which allow it to deviate slightly from the vertical.

Der motorseitige Kreisel hat eine Masse, deren Größe zur Stabilisierung des Motors beim Umlauf mit der Betriebsdrehzahl auch bei.Unwucht ausreicht.The motor-side gyro has a mass, the size of which is used for stabilization of the motor is sufficient when rotating at the operating speed even if there is an imbalance.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung nargestellt. Es sind: Fig. 1 ein Rührwerk mit einem ersten Ausführungsbeispiel für die Welle, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel, Fig. 4 ein anderes Rührwerk, ähnlich den nach Fig.l, Fig. 5 eine Ausführungsform für das Rührwerkzeug Fig. 6 eine Ausführungsform für das Ausdehnungsgefäß, Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel für die Welle.In the drawing are exemplary embodiments of the invention presented. There are: Fig. 1 an agitator with a first embodiment for the shaft, Fig. 2 shows a second embodiment, Fig. 3 shows a third embodiment, Fig. 4 shows another agitator, similar to that according to Fig.l, Fig. 5, an embodiment for the stirring tool, FIG. 6, an embodiment for the expansion vessel, FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment for the shaft.

An den Wänden eines nicht dargestellten Behälters ist eine Traverse 1 befestigt, die den Motor 2 mit Welle 3 und Rüiirtqerkzeug 4 trägt. Der Motor mit der Rührwelle ist an der Traverse mittels Schrauben 5 und Muttern 6 unter Zwischenfügung von Gummidämpfungsklötzen 7 befestigt. In einer oeffnung 8 der Traverse läuft der Wellenstummel 9 mit dem Wellenende 10 der Welle 3 um. Das nicht dargestellte Wälzlager befindet sich in einer Bohrung des Motorflansches 11.There is a traverse on the walls of a container (not shown) 1 attached, which carries the motor 2 with shaft 3 and 4 Rüiirtqerkzeug. The engine with the agitator shaft is interposed on the traverse by means of screws 5 and nuts 6 fastened by rubber damping blocks 7. The traverse runs in an opening 8 Stub shaft 9 with the shaft end 10 of the shaft 3 around. The roller bearing, not shown is located in a hole in the motor flange 11.

In das Gehäuse 12 des Motors 2 ist ein Ausdehnungsbalg 13 eingeschraubt, der durch ein Schutzrohr 14 geschützt ist.An expansion bellows 13 is screwed into the housing 12 of the motor 2, which is protected by a protective tube 14.

Auf das motorseitige Wellenende der Welle 3 sind kreisscheibenförmige Kreisel 15 aufgeschrumpft oder aufgezogen, an die sich unterseitig ein Spritzblech 16 anschließt, das nach unten gewölbt ist und verhindert, daß schaumige Bäder durch die Öffnung 8 hindurch an den Motor 2 gelangen können.On the motor-side shaft end of the shaft 3 are circular disks Gyroscope 15 shrunk on or raised, on the underside of a splash plate 16 connects, that is curved down and prevents it from being frothy Baths can reach the motor 2 through the opening 8.

Die Welle 3 hat, abgesehen von ihrem äußersten zUlindr;L-schen Ende 17, einen Mantel 18 von der Form eines Hyperboloids, so daß sie. sich zu ihrem unteren Ende 19 hin sehr stark verjüngt und iiber ihre gesamte Länge Querschnitte hat, die, die übliche Sicherheit eingerechnet, gerade soeben ausreichen, das Drehmoment, das der Notor 2 ausübt, auf das Rührwerkzeug 4 zu übertragen. The shaft 3 has, apart from its outermost, cylindrical end 17, a jacket 18 in the shape of a hyperboloid so that they. down to her lower Very strongly tapered towards the end of 19 and has cross-sections over its entire length that Including the usual security, just enough torque, that the notor 2 exercises to transfer to the stirring tool 4.

Das Rührwerkzeug 4 besteht aus einer Nabe 20, einem ringförmigem Kreisel 31 und Rührwerksflügeln 3f, die als Speichen die Nabe 20 mit dem Kreisel 31 verbinden. The stirring tool 4 consists of a hub 20, an annular one Gyroscope 31 and agitator blades 3f, the spokes of the hub 20 with the gyroscope 31 connect.

In Fig. 2 ist eine Welle dargestellt, deren motorseitiges Wellenende 17 aus einem ersten Zylinderstück 22, einem ersten Kegel stück 23, einem zweiten Zylinderstück 24 und - einem zweiten Kegel stück 25 zusammengefügt ist, woran sich ein Rundstab 26 anschließt, so daß die Mantelform der Welle 3 an ein Hyperboloid angenähert ist. In Fig. 2, a shaft is shown, the motor-side shaft end 17 from a first cylinder piece 22, a first cone piece 23, a second Cylinder piece 24 and - a second cone piece 25 is assembled, what is a round rod 26 is connected so that the shell shape of the shaft 3 resembles a hyperboloid is approximated.

In Fig. 3 ist eine weit gröbere Annäherung der Mantelform der Welle 3 an ein Hyperboloid dargestellt; das Wellenende 17 ist ein Zylinderstück 27 und das restliche Wellenstück wiederum ein Rundstab 28.In Fig. 3 is a much coarser approximation of the shell shape of the wave 3 shown on a hyperboloid; the shaft end 17 is a cylinder piece 27 and the rest of the shaft piece is a round rod 28.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie sich das gesamte Rührwerk beim Auftreten einer Unwucht verhält, die durch einem schematisch dargestellten Fremdkörper 29 erzeugt wird, der. sich am Kreisel 21 des Rührwerkzeugs zwischen zwei Speichen 22 verfangen hat. Die Achse des llührwerls in seiner Normallage ist mit X bezeichnet-, beim Auftreten der Unwucht biegt sich die Welle 3 um ein kleines, so daß ihre Achse am Werkzeugende in der neuen Richtung Y umläuft. In Fig. 4 it is shown how the entire agitator when it occurs behaves in an imbalance caused by a foreign body 29, shown schematically is produced, the. between the top 21 of the stirring tool has caught two spokes 22. The axis of the llührwerls is in its normal position marked with X - when the imbalance occurs, the shaft 3 bends a little, so that its axis revolves in the new Y direction at the end of the tool.

Dank der Anordnung der Gummiklotze 7 in der Motorbefestigung an der Traverse 1 ändert sich auch die Richtung der rotorachse um den Betrag Z.Thanks to the arrangement of the rubber plug 7 in the engine mount on the Traverse 1 also changes the direction of the rotor axis by the amount Z.

Das Rührwerkzeug nach Fig. 5 hat einen Kreisel 4, der in Umfangsrichtung in zwei Hälften 30, 31 aufgeteilt ist, zwischen denen die Nabenscheibe 32 eingelz-lemmt ist.The stirring tool according to FIG. 5 has a gyro 4 which extends in the circumferential direction is divided into two halves 30, 31, between which the hub disk 32 is clamped is.

Aus der Nabenscheibe sind Flügel 33 ausgeschnitten und abwechselnd nach oben und unten ausgebogen. Das werkzougseitige Wellenende 19 trägt einen Gewindezapfen 34 mit Mutter 35, die die Nabenscheibe 32 mit Kreisel 4 des Rührwerkzeuges halten.Wings 33 are cut out of the hub disk and alternate curved upwards and downwards. The shaft end 19 on the tool side has a threaded pin 34 with nut 35, which hold the hub disk 32 with the top 4 of the stirring tool.

Fig. 6 zeigt das Ausdehnungsgefäß 13 in dem Schutzrohr 14, das mittels eines Stutzens 36 mit Gewinde 37 und Dichtung 38 an dem Motorgehäuse 12 befestigt ist. Das Innere des Rotors und das Innere des als Faltenbalg 38 ausgebildeten Ausdehnungsfefäßes stehen durch die Bohrung 39 im Stutzen 36 miteinander in Verbindung, Die Ausführungsform des Rührwerks mit der Welle nach Fig.? hat die meisten Einzelteile mit den vorangegangenen Ausführungsbeispielen gemeinsam. Die Kupplung zwischen dem Wellenstummel 9 und der Welle 3 besteht aus den Teilen 15a und 15b, die zusammen auch den motorseitigen Kreisel bilden. Das Teil 15b ist auf das Wellenende 17 aufgeschrumpft oder aufgezogen.Fig. 6 shows the expansion vessel 13 in the protective tube 14, which by means of a connecting piece 36 with thread 37 and seal 38 is attached to the motor housing 12 is. The interior of the rotor and the interior of the expansion vessel designed as bellows 38 are in communication with one another through the bore 39 in the connecting piece 36, the embodiment of the agitator with the shaft according to Fig.? shares most of the items with the previous ones Embodiments together. The coupling between the stub shaft 9 and the Shaft 3 consists of parts 15a and 15b, which together are also the motor-side Form gyroscopes. The part 15b is shrunk or pulled onto the shaft end 17.

Die Welle besteht aus einer Aufeinanderfolge von zylindrischen Wellenabschnitten 3' , 3'', 3''' und 3'''',deren Durchmesser sich vom motorseitigen zum rührwerkseitigen Ende abschwächen und deren Längen in der gleichen Richtung anwachsen. Hierdurch wird der Mantel der Welle an die Hyperboloidform angepaßt.The shaft consists of a series of cylindrical shaft sections 3 ', 3' ', 3' '' and 3 '' '', the diameter of which varies from the motor side to the agitator side Weaken ends and their lengths increase in the same direction. Through this the envelope of the shaft is adapted to the hyperboloid shape.

Patentanspriiche :Patent claims:

Claims (9)

Patentansprüche: 1) Schnellumlaurendes Rührwerk fur Bader mit einem am Badbehälter befestigten Elektromotor, von dessen Wellenstummel eine Welle mit Wellendichtung angetrieben wird, die vertikal in das Bad hineinreicht und an deren freiem Ende das Rüiirwerkzeug befestigt ist,mit einem Wälzlager, in dem der Wellenstummel mit der Welle gelagert ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , a) daß das Motorengehäuse (12) mit einem Ausdelmngsgefäß (13) ausgestattet ist, b) daß von den beiden Enden (17,19) der Welle (3) zumindest das rührwerkzeugseitige Ende (19) mit einem kreisscheibenförmigen Körper verbunden ist, der als Kreisel (21) wirksam ist, und c) daß der Querschnitt der Welle (3) unter Einbeziehung des Sicherheitsfaktors so bemessen ist, daß er nur eben dem Drehmoment standhält, das vom Elektromotor zum Rührwerkzeug (4) zu übertragen ist. Claims: 1) Schnellumlaurendes stirrer for baths with a attached to the bath tank electric motor, of whose shaft stub a shaft with Shaft seal is driven, which extends vertically into the bathroom and at the the free end of the Rüiirwerkzeug is attached, with a roller bearing in which the shaft stub is mounted with the shaft, d u r c h e k e n n -z e i c h n e t, a) that the motor housing (12) is equipped with an expansion vessel (13), b) that of the two ends (17, 19) of the shaft (3) at least the end on the agitating tool side (19) is connected to a circular disk-shaped body that acts as a top (21) is effective, and c) that the cross section of the shaft (3) taking into account the safety factor is dimensioned so that it can only withstand the torque from the electric motor to be transferred to the stirring tool (4). 2) Rührwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -ze i c h n e t , daß die Mantelfläche der Welle (s) allgemein die Borm eines-Hyperboloids hat. 2) agitator according to claim 1, d u r c h e k e n n -ze i c h n e t that the outer surface of the shaft (s) is generally the shape of a hyperboloid Has. :3) Rührwerk nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Mantelfläche der Welle (3) durch zylinderförmige (22, 24) und kegelförmige (24, 25) Abschnitte einem Hyperboloid angeglichen ist.: 3) Agitator according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the outer surface of the shaft (3) by cylindrical (22, 24) and conical (24, 25) sections are adapted to a hyperboloid. 4) Rührwerk nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e nnz e i c h n e t , dnß auf ein langes, zylindrisches Wellenstück hyperboloidförmige (18) oder zylinderförmige (22, 24; 27) und kegelförmige Stücke (23, 25) aufgeschrumpft sind, die die Mantelfläche der Welle einem Hyperboloid annähern. 4) agitator according to claim 3, d u r c h e k e nnz e i c h n e t, dnß on a long, cylindrical shaft piece hyperboloid-shaped (18) or cylindrical (22, 24; 27) and conical pieces (23, 25) are shrunk, which approximate the surface of the shaft to a hyperboloid. 5) Rührwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h z e c ennz e i c h n e t , daß ein scheibenförmiger Kreisel (21) mit flügelförmigen Speichen (22) das Rührwerk (4) bilden.5) agitator according to claim 1, d u r c h z e c ennz e i c h n e t that a disc-shaped top (21) with wing-shaped spokes (22) the agitator (4) form. 6) Rührwerk nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e nnz e i c h n e t, daß in an sich bekannter Weise in das Blech der Nabenscheibe(32) des Rührwerkzeuges (4) Flügel (33) eingeschnitten und nach oben und/ oder unten ausgebogen sind.6) agitator according to claim 5, d u r c h e k e nnz e i c h n e t that in a known manner in the sheet metal of the hub disk (32) of the stirring tool (4) wings (33) are cut and bent upwards and / or downwards. ?) Rührwerk nach den Ansprüchen 1 und 5,d a d u r c h C e X e n n z e i c h n e t, daß das motorseitige Ende (17) und das rührwerkseitge Ende (19) der Welle (3) einen Kreisel (15, 21) tragen, deren Masse im Pille des motorseitigen Kreisels zur Stabilisierung des Motors und im Falle des rührwerkseitigen Kreisels (21) zur Bildung einer neuen Rptationsachse beim Entstehen einer Unwucht bei Betriebsumlaufzahl bemessen ist.?) Agitator according to claims 1 and 5, d u r c h C e X e n n show that the motor-side end (17) and the agitator-side end (19) the shaft (3) carry a gyro (15, 21), the mass of which is in the pill on the motor side Gyro to stabilize the motor and in the case of the agitator-side impeller (21) for the creation of a new axis of rotation when an imbalance occurs at the number of revolutions in operation is sized. 8) Rührwerk nach den Ansprüchen 1 - 7, d a d u r c h g el; e n n z e i c h n e t , daß der Motor (2) an dem Badbehälter in Gummidämpfungsscheiben (7) aufCehängt ist, die ihm erlauben, leicht von der Vertikalen abzuweichen.8) agitator according to claims 1-7, d a d u r c h g el; e n n z e i c h e t that the motor (2) on the bath tank in rubber damping disks (7) that allow it to deviate slightly from the vertical. 9) Rührwerk nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k ennz e i c h n e t , daß die Welle (3) durch die Aufeinanderfolge von zylindrischen Wellen abschnitten 3', 3'' ,3''',3'''' an die Hyperboloidform angenähert ist, deren Durchmesser sich von motorseitigen zum rührwerkseitigen Ende abschwächen und deren Längen in der gleichen Richtung anwachsen.9) agitator according to claim 2, d u r c h g e identification number e i c h n e t that the shaft (3) cut by the succession of cylindrical shafts 3 ', 3 '', 3 '' ', 3' '' 'approximates the hyperboloid shape, the diameter of which is from on the motor side to the end on the agitator side and their lengths in the same way Growing Direction.