DE3512887C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Konus-Schneckenmischer nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Konus-Schneckenmischer ist aus der DE-OS 27 01 799 bereits bekannt. Die dortige Haltevorrichtung ist konstruktiv der Lagerung des unteren Endes der Welle der Mischschnecke zugeordnet. Dies bedingt ein aufwendiges Kreuzgelenk am unteren Ende der Welle der Mischschnecke, wobei oberhalb des Kreuzgelenks mittels einer Haltevorrichtung drehfest am Kreuzgelenk der spärische Dichtungs­ körper vorgesehen ist, der insowiet der Taumelbewegung der Welle der Mischschnecke folgt. Das Kreuzgelenk in Verbindung mit der Halte­ vorrichtung muß wegen den auftretenden Kräften weit ausladend und massiv vorgesehen werden und ist insoweit mit großen Trägheitsmomenten behaftet und weiterhin kostenaufwendig. Nachteilig bei der bekannten Haltevorrichtung ist es, daß dünnflüssige, die Oberfläche des spärischen Dichtkörpers benetzende Stoffe aus dem Bodenbereich des Mischbehälters entlang der Haltevorrichtung in Lagerstellen des Kreuzgelenkes laufen und insoweit einen frühzeitigen Verschleiß dieser Lagerung verursachen könnten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Konus-Schneckenmischer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei konstruktiv einfacher Anordnung der Haltevorrichtung ein Verschleiß der Lagerung der Welle der Mischschnecke vermieden wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einen ersten Schwenkarm, einen zweiten Schwenkarm und ein Kreuzgelenk aufweist, daß das eine Ende des ersten Schwenkarms in einer ersten Schwenkachse drehbar gelagert ist, daß das andere Ende der ersten Schwenkachse über eine zweite Schwenkachse mit dem einen Ende eines zweiten Schwenkarmes verbunden ist, dessen anderes Ende über eine dritte Schwenkachse mit einem Kreuzgelenk verbunden ist, daß die erste und zweite Schwenkachse parallel zueinander verlaufen und daß die Haltevorrichtung mit ihrem einen Ende ortsfest und mit ihrem anderen Ende fest am Dichtungskörper angeordnet ist.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die Haltevorrichtung für den spärischen Dichtungskörper getrennt von der Lagerung für die Welle der Mischschnecke vorgesehen ist und insoweit selbst eine Taumelbewegung nicht durchführt. Wegen der konstruktiven Trennung von Haltevorrichtung und Lagerung kann die Lagerung der Welle der Mischschnecke geschützt vorgesehen werden und es wird insbesondere vermieden, daß etwa aus dem Behälterboden austretende dünnflüssige Stoffe in die Lagerung der Welle der Mischschnecke gelangen. Bei der Erfindung laufen vielmehr etwa die Oberfläche des spärischen Dichtungskörpers benetzende dünnflüssige Stoffe unschädlich ab.

In einer bevorzugten Ausführung ist es vorgesehen, daß die erste Schwenkachse gehäusefest ist und daß das Kreuzgelenk am Dichtungskörper angreift. Hierdurch ist die Haltevorrichtung besonders einfach gestaltet, wobei die erste Schwenkachse lediglich der Höhe nach dem Rand des spärischen Dichtungskörpers nachfolgt, während am Kreuzgelenk dessen Kippbewegung stattfindet.

In einer besonderen Ausführungsform der Haltevorrichtung ist die Länge der Schwenkarme einstellbar vorgesehen. Hierdurch kann die Haltevorrichtung allen möglichen Ausführungsformen des spärischen Dichtungskörpers angepaßt werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Kreuzgelenk einen Bolzen als Schwenkachse für den zweiten Schwenkarm bildet, wobei der Bolzen drehbar in einem Querbolzen gelagert ist, der seinerseits drehbar in einer mit der Unterseite des Dichtungskörpers befestigten Buchse angeordnet ist und daß die Drehachse des Bolzens parallel und die Drehachse des Querbolzens senkrecht zur Drehachse der Mischschnecke ausgerichtet sind. Diese Ausführung des Kreuzgelenkes ohne aufwendige Lagerung ist besonders einfach und kostengünstig und ist überall in gleicher Ausführung einsetzbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1: schematisierte Seitenansicht eines Konus-Schneckenmischers nach der Erfindung,

Fig. 2: Schnitt durch den Bodenbereich eines Schnecken­ mischers nach Fig. 1 ohne Darstellung des Schwenkgestänges,

Fig. 3: Darstellung des Schwenkgestänges für den Dichtungskörper nach Fig. 2 in zwei verschiedenen Hubstellungen,

Fig. 4: Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV.

Nach Fig. 1 ist in einem konisch in Richtung zum Boden­ bereich zulaufenden Mischbehälter 88 eine Mischschnecke 70 angeordnet, welche sich mit der Drehzahl n₁ um die Achse 110 dreht und welche sich mit der Drehzahl n₂ um die Behälterachse 100 schwenkt. Hierzu ist die Mischschnecke 70 in ihrem oberen Bereich am freien Ende eines Führungsarmes 71 angeordnet, welcher mit der Drehzahl n₂ über einen Motor 95 und ein Getriebe 72 angetrieben wird. Am Behälterdeckel sind entsprechende Abdichtungen 73 vorgesehen, um ein Austreten des Produktmediums aus dem Produktraum 80 zu verhindern.

Die bodenseitige Lagerung der Mischschnecke 70 erfolgt in der in Fig. 2 und 3 gezeigten Weise mit Hilfe eines Kreuzgelenks 27, wobei die Mischschnecke ihren Drehantrieb (Antrieb um die Achse 110) über eine Gelenkwelle 34 erhält, welche in einer Hohlwelle 32 gelagert ist, an deren Ende eine Laterne 62 angeflanscht ist, an deren unterem Ende der Getriebemotor 65 ansetzt.

Gemäß Fig. 2 ist die Mischschnecke 70 mit einem Kupp­ lungsstück 29 mit Innengewinde fest verschweißt. In dieses Kupplungsstück 29 ist ein Einschraubbolzen 1 so eingeschraubt, daß sich das Gewinde im Betriebsfall von selbst anzieht; d. h. je nach Drehrichtung der Mischschnecke 70 ein Rechts- oder Linksgewinde verwendet wird.

Anstelle des Kupplungsstücks 29 mit Innengewinde kann eine drehfeste Verbindung von Kupplungsstück 29 und Einschraubbolzen 1 auch mit einer Paßfederverbindung oder einem Abscherstift durchgeführt werden.

Auf dem Einschraubbolzen 1 ist eine Buchse 2 auf­ gezogen.

Das Wälzlager 6 sowie die Buchse 7 werden spielfrei mittels des Seegeringes 8 auf dem Einschraubbolzen 1 angebracht. Der Einschraubbolzen 1 wird mittels Schrauben 25 drehfest mit dem Oberteil des Kreuzgelenks 27 verbunden. Das Kreuzgelenk-Unterteil wird wiederum mit Schrauben 28 drehfest mit der Gelenkwelle 34 verschraubt.

Über den Einschraubbolzen 1 mit der Buchse 2, dem Wälz­ lager 6, der Buchse 7 und dem Seegering 8 sowie über das Kreuzgelenk 27 wird ein halbkugeliger Dichtungskörper 4 mit eingelassenen Dichtungen 3 geschoben und mittels eines Flansches 10 mit Dichtung 9 sowie Beilag­ ringen 5 axial und radial gesichert. Eine Abdichtung erfolgt über den O-Ring 56. Die Verschraubung erfolgt über die Schrauben 59. Eine Nachschmierung der Lager erfolgt über die Blindschraube 12 der Dichtscheibe 13 oder über eine ständige Zuführung von Schmier- und Kühlmittel über einen nicht näher dargestellten flexiblen Schlauch, der anstelle der Schraube 12 angeordnet ist. Eine zusätzliche Abdichtung ist über den O-Ring 11 gewährleistet. Die Konstruktion und Montage muß gewährleisten, daß der Mittelpunkt des Kreuzgelenks 27 sowie der Mittelpunkt der Dichtungsglocke 4 ein und derselbe Punkt sind. Hierbei kann die Mischschneckenwelle bis zu 25° schräg zur vertikalen Achse stehen.

Auf der Gelenkwelle 34 wird eine Buchse 31 (Wellen­ schonhülse) drehfest aufgezogen. Weiterhin werden die Lager-Innenringe der Lager 36 sowie das Rohr 33 auf die Gelenkwelle 34 aufgezogen und mit dem Seegering 38 gesichert. Die Gelenkwelle 34 ist mit verschiedenen Zentrierungen für die Lager sowie einem Gewindezapfen 46 mit einem Vierkant versehen.

Das Lagergehäuse besteht aus einem Rohrgehäuse 18, einem Gegenflansch 52, sowie einer Hohlwelle 32, welche miteinander verschweißt sind.

Im Rohrgehäuse 18 sind mehrere Montage- und Kontroll­ öffnungen angeordnet, welche mit mehreren, am Umfang des Lagergehäuses angeordneten Deckeln 21, den Schrauben 60 und den Dichtringen 19 verschlossen werden.

In der Hohlwelle 32 sind die Außenringe des Lagers 36 eingeschoben und werden mit den Seegeringen 37 gegen axiales Verschieben gesichert. Der Lagerflansch 43 sowie das zweiseitig wirkende Axiallager 40 werden in die Hohlwelle 32 eingeschoben.

Der Lagerflansch 43 mit dem O-Ring 42 wird nun in die Bohrung der Hohlwelle 32 bzw. über den Außenring des Lagers 40 geschoben und mit den Schrauben 60 fest mit der Hohlwelle 32 verbunden.

Der Lagerflansch 39 muß fest am Seegering 37 anstehen und das Axiallager 40 muß axial nahezu spielfrei eingestellt sein. Weiterhin werden in die Hohlwelle 32 der Wellendichtring 30 sowie der Schmiernippel 58 eingepreßt.

Es wird dann sonach die Gelenkwelle 34 eingeschoben. Durch die Spannscheibe 41, den Federring 47 und die Gewindemutter 48 wird die Gelenkwelle 34 fest mit dem Axiallager 40 verbunden.

Die Verbindung der Mischschnecke 70 mit dem Einschraubbolzen 1 wird durch Drehen des Vierkants der Gelenkwelle 34 vorgenommen, wobei das Kupplungsstück 29 sich auf das Gewinde des Einschraubbolzens 1 aufschraubt. Dies kann ohne Demontage der Lageranordnung gemacht werden. Nach Durchführung dieser Arbeiten wird der Lagerflansch 43 mit dem Deckel 45 verschlossen.

Das Lagergehäuse wird mittels Gewindebolzen 55, Muttern 54 und Federringen 53 mit dem Behälterboden 17 drehfest verschraubt und mit einem O-Ring 26 abgedichtet.

Die Abdichtung zwischen dem Dichtungskörper 4 und dem Behälterboden 17 wird mit einem Dichtflansch 14, einem Stellflansch 15 mit O-Ring durchgeführt.

Der Werkstoff des Dichtflansches 14 kann aus Teflon (eingetragenes Warenzeichen für DuPont) oder einem anderen Gleitlager-Werkstoff sein. Der Werkstoff des Dichtungskörpers 4 muß aus einem gehärteten, plattierten oder Edelstahlmaterial oder einem anderen, zum Dichtflansch 14 passenden Werkstoff sein.

Der Dichtflansch 14 hat einen inneren Spülring 49, welcher mit einer Einlaß- bzw. Ablaßbohrung, welche durch den Stellflansch 15 durchgebohrt ist versehen ist.

Die Einlaß- und Ablaßbohrung der Stell- und Dicht­ flansches 14, 15 ist an derselben Stelle, wie die Einlaß- bzw. Ablaßbohrung im Behälterboden 17.

Der Stellflansch 15 ist mit einem Schraubbolzen mit Gegenmutter gegen Verdrehung gesichert. Im Stellflansch 15 sind mehrere federbelastete Vorspannschrauben 24 mit Kontermutter 23 und den Federn 22 angebracht. Diese Vorspannschrauben 24 drücken den Stellflansch 15 mit dem Dichtflansch 14 nach unten gegen die Dichtungsfläche des Dichtungskörpers 4.

Der in Fig. 2 gezeigte Spülring 49 ermöglicht eine Reinigung der Dichtungsglocke 4 bzw. des Dichtflansches 14 ohne Demontage der Lagerung. Weiterhin kann dieser Spülring 49 als Kühlung für den Dichtungskörper 4 verwendet werden.

Der Luftraum zwischen dem Dichtflansch 14 und dem Dichtungskörper 4 und dem Lagergehäuse 18, 52, 32 kann als Isolierschicht aufgefaßt werden. Außerdem kann das Kreuzgelenk 27 und die abdichtenden Kugelteile von innen mit Sperrflüssigkeit bzw. Kühlflüssigkeit oder einem Gas gespült werden. Hierbei werden jeweils ein Anschluß für Ein- und Ablauf der Kühlflüssigkeit im Deckel 21 gemacht.

Das in den Fig. 3 und 4 gezeigte Schwenkgestänge 50 besteht aus einer mit dem gehäusefesten Flansch 20 verbundenen Montageplatte 81, in der schwenkbar über eine erste Schwenkachse 74 das eine Ende eines Schwenkarmes 82 drehbar gelagert ist.

Das andere Ende des Schwenkarmes 82 ist über eine zweite Schwenkachse 75 mit dem einen Ende eines zweiten Schwenk­ armes 83 gelenkig verbunden, der seinerseits wiederum an seinem gegenüberliegenden, freien Ende über die dritte Schwenkachse 76 mit dem freien, vorderen Ende eines Bolzens 84 verbunden ist. Der Bolzen 84 ist Teil eines Kreuzgelenks 51 welches als Anschlußteil den Anschluß zur Unterseite des Dichtungskörpers 4 herstellt.

Der Bolzen 84 ist hierbei drehbar in einem senkrecht dazu verlaufenden Querbolzen 86 gelagert, der seiner­ seits wiederum drehbar in einer zum Bolzen 84 senkrechten Achse in einer Buchse 85 drehbar gelagert ist. Die Buchse 85 ist mit der Unterseite des Dichtungskörpers 4 fest verbunden.

Aus der Darstellung in Fig. 3 und Fig. 4 wird deutlich, daß der Dichtungskörper 4 nur noch Schwenkbewegungen durchführt, wobei das Schwenkgestänge 50 in gestreckter Lage seine in gestrichelter Darstellung eingezeichnete Position nach Fig. 3 einnimmt.

Bei Verschwenkung des Dichtungskörpers 4 in seine Stellung 4′ nehmen daher die Schwenkarme 82, 83 ihre Stellungen 82′, 83′ ein.

Dem Dichtflansch 14 gegenüberliegend sind jeweils ein gehäuseseitiger Dichtflansch 78 angeordnet, der an einem Lagerflansch 77 befestigt ist.

Die Fig. 4 zeigt entsprechende Kippbewegungen des Dichtungskörpers 4, wobei dann die Buchse 5 ihre Stellungen 85′ bzw. 85′′ einnimmt.

Die beschriebene Schwenklagerung des Dichtungskörpers ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, denn vorher mußten die Reibkräfte zwischen dem Dichtungskörper und dem Dichtflansch 14 immer größer sein, als die durch die Wälzlager 6 und durch die Dichtungen 3 und 9 verursachten Reibkräfte.

Claims (4)

1. Konus-Schneckenmischer mit einem in Richtung zu seinem Boden­ bereich sich konisch verjüngenden Mischbehälter, mit einer parallel zur Innenwand des Mischbehälters angeordneten Misch­ schnecke, die um ihre Achse und um die Behälterachse antreibbar ist, mit einer Öffnung im Boden des Behälters, durch die das untere Ende der Welle der Mischschnecke hindurchtritt, mit einem unterhalb des Bodens angeordneten Lager zur schwenkbaren und drehbaren Lagerung des unteren Endes der Welle, mit einem im Bereich der Öffnung des Bodens angeordneten sphärischen Dichtungs­ körper, der auf der Welle gelagert ist, mit einer Halte­ vorrichtung, die den Dichtungskörper drehfest hält und eine Taumelbewegung des Dichtungskörpers zuläßt, im ersten Dichtungs­ elementen, die an dem Boden und an dem sphärischen Dichtungs­ körper anliegen und mit zweiten Dichtungselementen, die am Dichtungskörper und an der Welle anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einen ersten Schwenkarm, einen zweiten Schwenkarm und ein Kreuzgelenk aufweist, daß das Ende des ersten Schwenkarmes in einer ersten Schwenkachse drehbar gelagert ist, daß das untere Ende der ersten Schwenkachse über eine zweite Schwenkachse mit dem einen Ende eines zweiten Schwenkarmes verbunden ist, dessen anderes Ende über eine dritte Schwenkachse mit einem Kreuzgelenk verbunden ist, daß die erste und zweite Schwenkachse parallel zueinander verlaufen und daß die Haltevorrichtung mit ihrem einen Ende ortsfest mit ihrem anderen Ende fest am Dichtungskörper angeordnet ist.

2. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwenkachse gehäusefest ist und daß das Kreuzgelenk am Dichtungskörper angreift.

3. Konus-Schneckenmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schwenkarme einstellbar ist.

4. Konus-Schneckenmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreuzgelenk (51) einen Bolzen (84) als Schwenkachse (76) für den zweiten Schwenkarm (83) bildet, wobei der Bolzen (84) drehbar in einem Querbolzen (86) gelagert ist, der seinerseits drehbar in einer mit der Unterseite des Dichtungskörpers (4) befestigten Buchse (85) angeordnet ist und daß die Drehachse des Bolzens (84) parallel und die Drehachse des Querbolzens (86) senkrecht zur Drehachse (110) der Mischschnecke ausgerichtet sind.