DE3013663C2 - Mischarm - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischarm für ein Mischwerk für Zwangsmischer zum Vermischen von pulvrigem, körnigem und plastischem Mischgut, insbesondere von Baustoffmischungen, mit mindestens einer Mischwelle, an welcher der am äußeren Ende mit einer Mischschaufel versehene Mischarm befestigt ist, welcher zwischen Mischwelle und Mischschaufel eine in sich um die radiale Längsachse verwundene Armform, deren Steigungswinkel sich in der Schaufelnähe der Schaufelarbeitsfläche etwa angleicht, mit sich veränderndem Armquerschnitt besitzt.

Übliche Mischer, z. B. für Baustoffmischungen wie Asphalt, feuchter Beton oder Naßmörtel, bestehen aus einem Mischtrog, welcher das Mischgut aufnimmt, mit mindestens einer darin angeordneten, mit Mischwerkzeugen bestückten Mischwelle. Hierbei werden die Mischgutbewegungen zum Vermischen durch die vorgenannte, mit den Mischwerkzeugen bestückte Mischwelle erzeugt.

Bei größeren Mischern können eine oder mehrere Mischschaufeln oder auch andere Mischwerkzeuge, z. B. Wendeln, an Armen befestigt sein. Dabei wird häufig auf eine wellennahe Beschaufelung verzichtet, weil diese im Vergleich zur wellenfernen und trognahen Beschaufelung mischtechnisch von sehr geringem Nutzen ist; sie kann nur geringe Mischgutbewegungen aufgrund niedriger Anströmgeschwindigkeit erzeugen. Zudem wird durch eine wellennahe Beschaufelung das Mischwerk kompliziert und es ist bezüglich der Reinigung schlechter zugänglich. In der Praxis werden verschiedene Arten von Armen zur Befestigung der Mischwerkzeuge verwendet Als Stand der Technik sind bereits Arme in Schweißkonstruktion bekannt welche auf die M ischwelle angeschweißt oder angeschraubt werden können. Kennzeichnend für diese Konstruktion ist die Verwendung ebener Bleche oder sonstiger Halbzeuge, z. B. Rundmaterialien, zum Zwecke einer möglichst schweißgerechten Konstruktion. Außer der Funktion, die Mischwerkzeuge abzustützen, haben diese Arme keine weitere Aufgabe.

Weiterhin sind Mischarme in Gußausführung bekannt. Die Gestaltung dieser Arme erfolgt gemäß der Forderung der Befestigung auf der Mischwelle, der Befestigung der Mischwerkzeuge mittels Befestigungselementen und aus gießtechnischen Gründen.

Nachteilig an diesen Lösungen ist, daß die Mischarme lediglich zum Tragen der Misch werkzeuge ausgebildet sind. Beim Mischen von anbackenden und sich erhärtenden Mischgütern, wie es z. B. bestimmte Betonmischungen sind, setzt sich auf der der Strömung abgewandten Armfläche in unerwünschter Weise Mischgut an. Diese Anbackungen müssen von Zeit zu Zeit wieder entfernt werden, um das gesamte Miscruverk funktionsfähig zu erhalten. Die Beseitigung solcher Mischgutanbackungen sind bei dem bekannten Stand der Technik sehr schwierig, mühsam und teuer.

Weiterhin ist ein Mischwerkzeug für Kunststoffe bekannt, welches eine armähnliche Form besitzt und aus einem Stück hergestellt ist. Bei diesem bekannten Mischwerkzeug ist von der Nabe bis zum Außendurchmesser ein Anstellwinkel vorhanden mit dem Ziel, daß auch die wellennahen Armbereiche am Mischvorgang teilnehmen.
Bei Mischwerkzeugen der vorgenannten Art wurde bereits erkannt, daß wellennahe Mischschaufeln die Mischwirkung nicht wesentlich verbessern. Bei einer derartigen Ausbildung ist es sehr nachteilig, daß sich in strömungsabgewandten und Strömungsabreißenden Armbereichen Mischgut, welches zum Anbacken neigt, ansetzt. Dies ist ein wesentlicher Mangel bei allen bekannten, armähnlichen, mit Anstellflächen versehenen Mischwerkzeugen in Zwangsmischern.

Das gleiche Verhalten gilt auch in verstärktem Maße, wenn das Mischwerkzeug aus einem Arm und einer daran befestigten Schaufel (oder Wendel oder ähnlichem) besteht und der Mischarm eine zusätzliche Mischfunktion durch eine schräge Anstellfläche übernehmen soll.
Als Stand der Technik von dem die vorliegende Erfindung ausgeht ist weiterhin ein Mischarm bekannt welcher so ausgebildet ist, daß die Armform die Mischwirkung der Schaufel unterstützen soll (DE-PS 4 62 977). Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist der Mischarm von der Mischschaufel zum Wellenzentrum so verwunden, daß die dem Mischgut zugewandte Seite die Mischwirkung der Schaufel unterstützt. Hierbei ist eine Tropfenform als Armquerschnitt vorgesehen, wobei in jedem Fall über die gesamte Armlänge die Vorderseite schneidenartig ausgebildet ist.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Mischwerkzeugarm, welcher durchgehend oval ausgebildet ist (DE-GM 72 07 574). Hierbei ist dieser im Querschnitt ovale Mischarm vorderseitig mit einem Verschleißteil bestückt wobei das Problem zu lösen war, einen Mischwerkzeugarm so auszubilden, daß er in einfacher Weise auswechselbare Verschleißteile besitzt, welche seine dem Verschleiß besonders ausgesetzte Stirnseite schützt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, einen Mischarm so auszubilden, daß Mischgutanbackungen am Mischarm im wellennahen Bereich des M.'scharmes vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß i'iadurch gelöst, daß alle sich verändernden Armquerschnitte im Bereich der Vorderfront dicker ausgebildet sind als an der Rückfront und daß der Anstellwinkel des mischwellennahen Armquerschnittes annähernd Null ist und zur Mischsehaufel hin zunimmt.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß der Armquerschnitt im allgemeinen vorne rund ausgebildet ist und nach hinten dünn ausläuft, so daß ein möglichst widerstandsloses Gleiten durch das Mischgut bewirkt wird. Eine Mischfunktion wird seitens dieses Armes nicht übernommen. Durch die besondere Art der Winkelanstellung und der Querschnittsform werden Anbackungen mit Sicherheit vermieden. Tote Zonen, an denen sich Mischgut ansetzen kann, sind nicht vorhanden.

/n weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Armquerschnitt in Nabennähe eine langgestreckte, ovalartige Form besitzen, um seine Längsachse symmetrisch sein und schneidenartige Übergänge an Vorder- und Rückfront aufweisen, wobei in diesem Querschnitt das Verhältnis Länge zu Dicke in den Grenzen 3:1 bis 4 :1 liegt. Der Armquerschnitt kann hierbei im Mittelbereich zu seiner Längsachse symmetrisch oder asymmetrisch ausgeführt sein, wobei in diesem Querschnitt das Verhältnis Länge zu Dicke in den Grenzen von 2,5 : 1 bis 3 :1 liegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines Mischarmes mit Mischsehaufel,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Mischarm nach Fig. 1,

Fig.3 einen Querschnitt nach der Linie I1I-III in Fig. 1,

Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig.l,

F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in F i g. 1.

Nach F i g. 1 und 2 ist an einer Mischwelle 1 ein schlank ausgebildeter, ovalförmiger und strömungsgünstiger Mischarm 2 mit einer Mischsehaufel 3 über eine Armnabe 4 befestigt, wobei sich die gesamte Anordnung gemeinsam um den Drehpunkt O in Pfeilrichtung 5 bewegt. Der Armbereich X zwischen der Armnabe 4 und der Mischsohaufel 3 weist einen in sich gewundenen Querschnittsverlauf auf.

Nach F i g. 3 ist der Anstellwinkel α des nabennahen Armquerschnittes dabei Null, wobei er jedoch im Armbereich X zunimmt und sich gemäß F i g. 4 und 5 in Schaufelnähe an den Steigungswinkel/? der Schaufelarbeitsfläche angleicht. Im Nabenbereich sind die Übergänge 6 zwischen der Armnabe 4 und der Vorderfront 7 sowie der Rückfront 8 des Mischarms schneidenartig geformt. Dies bewirkt, daß an der Vorderfront 7 die Mischgutteilung behutsam und ohne Stauwirkung eingeleitet und an eier Rückfront 8 wieder sogfrei vereint wird. Mit dieser schlanken und strömungsgünstigen Formgebung wird erreicht, daß der etwa symmetrische Armquerschnitt zwischen Vorderfront 7 und Rückfront 8 beiderseits über seine gesamte Länge L vom Mischgut beidseitig mit geringstem Strömungswiderstand umstrichen wird; d. h. daß der Mischarm 2 im Nabenbereich, welcher üblicherweise aufgrund strömungsungünstiger Übergangswiderstände bevorzugt zu Anbackungen neigt, nicht am Mischguttransport und damit am Mischvorgang teilnimmt.

Es ergibt sich daraus, daß in diesem Bereich keine strömungsabgewandten, Strömungsabreißenden und Stau verursachenden Stellen vorhanden sind, welche unerwünschte Mischgutanbackungen begünstigen. In den äußeren Armbereichen, in der Nähe der Mischsehaufel 3, wo die Anströmgeschwindigkeiten größer

ig sind, nimmt jedoch auch der in sich verwundene Mischarm 2 gemäß F i g. 4 und 5 bei ebenfalls schlanker und strömungsgünstiger Formgebung durch den allmählich größer werdenden Anstellwinkel λ am Mischvorgang teil. In diesem schaufelnahen Bereich ist jedoch die Gefahr der Mischgutanbackung gering, weil sich dort große Mischgutbewegungen in unterschiedlichen Richtungen abspielen, welche automatisch einen Reinigungseffekt und eine Glättung der Oberfläche durch natürlichen Verschleiß bewirken.

Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen werden die Mischarme 2 aus einem verschleißfesten Werkstoff mit entsprechender Dehnung im Gießverfahren hergestellt.

Der Anstellwinkel cc des verwundenen Mischarms 2 — definiert als der Winkel zwischen der Drehrichtungsebcne und der in Längsrichtung des Armquerschnitts zielenden Quasi-Symmetrie-Linie 9 (Fig.3 —5) — ist abhängig von der Mischergröße, dem Mischwerkdurchmesser, dem Mischertyp und dem Mischgut.

Bei Baustoffgemischen sind folgende Anstellwinkel vorteilhaft:

Im Bereich der Armnabe λ = 0 bis 10°
Im Bereich der Mischsehaufel κ=β=25° bis45°
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Die ovalartige Querschnittsform des um eine gedachte radiale Armachse in sich verwundenen Mischarms kann um seine Querschnittsiängsachse 9 sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch ausgebildet sein. Aus Gründen des Verschleißes ist der Querschnitt im Bereich der Vorderfront 7 dicker als im Bereich der Rückfront 8.

Es ist jedoch aus mischtechnischen Gründen vorteilhaft, wenn sich mit größer werdendem Anstellwinkel und mit zunehmender Anströmgeschwindigkeit die vom Mischgut angeströmte Anstellfläche 10 nach F i g. 4 und 5 etwa vom Mittelquerschnitt nach Fig.4 beginnend nach außen zum Querschnitt nach F i g. 5 hin verbreitert und eben oder annähernd eben ausgebildet sein kann.
Der Misch- und Selbstreinigungseffekt des Mischarms 2 ist abhängig von der Schlankheit des Querschnitts des Mischarms und vom Mischgut.

Bei Baustoffmischungen sind deshalb folgende Längen-Dicken-Verhältnisse L:-D von Vorteil:

im Querschnitt nach F i g. 3

L : D = 3 :1 bis 4 :1
im Querschnitt nach F i g. 4 und 5

L : D = 2,5 : 1 bis 3 : 1

Der Mischarm 2 mit seiner in sich verwundenen Querschnittsform ist für Ein- und Doppelwellen-Zwangsmischer oder für Zwangsmischer anwendbar, deren Mischwelle 1 bzw. Mischwellen sowohl in vertikaler, horizontaler als auch in beliebig geneigter Form im Raum angeordnet sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mischarm für ein Mischwerk für Zwangsmischer zum Vermischen von pulvrigem, körnigem und plastischem Mischgut insbesondere von Baustoffmischungen, mit mindestens einer Mischwelle, an welcher der am äußeren Ende mit einer Mischschaufel versehene Mischarm befestigt ist, welcher zwischen Mischwelle und Mischschaufel eine in sich um die radiale Längsachse verwundene Armform, deren Steigungswinkel sich in der Schaufelnähe der Schaufeiarbeitsfläche etwa angleicht mit sich veränderndem Armquerschnitt besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß alle sich verändernden Armquerschnitte im Bereich der Vorderfront (7) dicker ausgebildet sind als an der Rückfront (8) und daß dar Anstellwinkel (cc) des mischwellennahen Armquerschnittes annähernd Null ist und zur Mischschaufel (3) hin zunimmt.

2. Mischarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Armquerschnitt (UI-III) in Nabennähe eine langgestreckte, ovalartige Form besitzt, um seine Längsachse (9) symmetrisch ist und schneidenartige Übergänge (6) an Vorder· und Rückfront (7, 8) aufweist, wobei in diesem Querschnitt das Verhältnis Länge zu Dicke (L .· D) in den Grenzen 3:1 bis 4 :1 liegt.

3. Mischarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Armquerschnitt (IV-IV) im Mittelbereich zu seiner Längsachse (9) symmetrisch oder asymmetrisch ausgeführt ist und daß in diesem Querschnitt das Verhältnis Länge zu Dicke (L : D)\n den Grenzen von 2,5 :1 bis 3 : 1 liegt.