Vorrichtung zum Bearbeiten fl ssiger bis teigartiger sowie pulrerförmiger Substanzen durch einen in ein (Mass eintauchenden Rührer.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zumBearbeiten flüssiger bis teigartiger sowie pulverformiger Substanzen durch einen in ein GefäB eintauchenden Rührer, der derart angetrieben ist, daB das am freien Ende des RührerschaftesbefestigteRührwerkzeug eine Bewegung in Form einer sphärischen Achterschleife ausführt. Die bekannten R hr- und Schlagmaschinen, bei denen das Rührwer'kzeug eine achiersehleifenförmige Bewegung ausführt, eignen sich nur zur Bearbeitung bestimmter, in der Hauptsache teigartiger Substanzen und dienen dann in der Hauptsache zum Durchkneten dieses Teiges, der während der Bearbeitung keine wesentlichen grundsätzlichen Änderungen seiner physikalischen Eigenschaften erfährt.
Die vorliegende Erfindung soll insbesondere dazu dienen, die Turbulenz und disper- gierende EinfluBnahme, welche zufolge der achterschleifenförmigen Bewegung, durch welche zwei gegenläufige Wirbel in dem bearbeiteten Material gebildet werden, den verschiedenartigen Reaktionen, welche einerseits in leichtflüssigen, anderseits zähflüssigen bis teigförmigen und schlieBlich pulverf ormigen Substanzen hervorgerufen werden, anzupassen.
Diese Anpassung soll die Machine nicht nur für die Bearbeitung von Substanzen der eben erwähnten Versohledenartigkeit ihrer Konsistenz und in Berücksichtigung verschie- dener F llungsverhÏltnisse zum GefäB geeig- net machen, so daB sie einmal zur Bearbeitung leichtflüssiger und wÏhrend der Bearbeitung auch leichtflüssig bleibender Sub- stanzen usw. verwendbar ist, sondern sie erfolgt in erster Linie in Ber cksichtigung des Umstandes, da¯ die meisten chemiseh-technischen Bearbeitungsprozesse eine Verände- rung der bearbeiteten Substanzen bezw.
Sub stanzkompositionen hinsichtlich deren Dichte, Volumen und Viskosität zur Folge haben bezw. bezwecken.
Um diesen mannigfaltigen Verhältnissen gerecht werden zu k¯nnen, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daB der die Amplitude der Aohterschleife bildende Ausschlagswinkel des Rührerschaftes ver änderbar ist, beispielsweise dergestalt, dass ein den Riihrerschaft tragendes Kreuzgelenk- stiick eines zur Lagerung des Schaftes dienenden Kreuzgelenkes mit einer zentrisch zum Gelenkmittelpunkt orientiertenAntriebs- welle durch einen eine veränderbare Auslen- kung jenes Kreuzgelenkstückes vermittelnden Maschinenteil drehbar verbunden ist.
Hierdurch lässt sich die Amplitude der achterschleifenf¯rmigen Bewegungsbahn beispielsweise an das sich verändernde Volumen der bearbeiteten Substanz anpassen, und zwar, bei geeigneter Ausbildung der Vorrichtung, auch ohne Betriebsunterbrechung, so daB z. B. trotz der sukzessiven VolumenÏnderung die Substanz stÏndig in ihrem ganzen Umfange gleichmäBig der Bearbeitung unterworfen werden kann.
Weiterhin läBt sich die er findungsgemässe Vorrichtung bei geeigneter Ausbildung mit einem dicht atzusehlieBen- den GefäB kombinieren, so daB also der Rührvorgang sich in einem geschlossenen, wenn nötig sogar luftdicht abgeschlossenen Raum abspie'lt, so daB der Rührvorgang unter Umständen auch bei ¯ber- oder Unterdruck gegenüber der Atmosphäre durchführbar ist.
Die Veränderung der Viskosität tritt besonders stark in Erscheinung, wenn am Ausgangspunkt der Bearbeituno wässrige oder 6lige Stoffe mineralische Beimengungen enthalten, welche im Endprodukt hochdispers enthalten sein sollen. Die achterschleifenför- mige Rührerbewegung erzielt diese Wirkung insbesondere dann, wenn die Vorrichtung so beschaffen ist, da¯ der Rührer in Berührung mit der Innenfläche des GefäBes arbeiten kann, wobei mit Vorteil eine wechselnde Wirkung zwischen Anpressung und dem Auftreten eines kleinen Zwischenraumes zwischen dem Rührer und der Gefässwandung hervorgerufen werden kann.
Diese der jeweiligen Aufgabenstellung anpassungsfähige Gestal- tung der Maschine kann dadurch unterstützt werden, daB der R hrer ausgewechselt und in seiner Länge verändert werden kann, so da¯ ein Rührer, der in Anpassung an die GefäB Wandung arbeiten soll, eine geeignete Form- gebung haben kann, dergestalt, daB er als ein der Gefässwandung entlangstreichendes und diese abschabendes Bearbeitungswerk zeug die Beimengungen z. B. mineralischer Natur insbesondere bei entsprechender Stei gerung des Druekes des Rührers gegenüber der Gefässwandungzerkleinert und deren Feinverteilung z. B. in einer.
Salbengrundlage bewirkt, wodurch diese zÏhfl ssiger wird und unter Umständen durch gleichzeitig er foIgende Luft-oder Gasbeimengung sich ausdehnt. Um nun im Fortgang der Bearbeitung alle Teile des vergrösserten und zÏhfl ssig gewordenen GefäBinhaltes weiterhin gleichmϯig zu erfassen, empfiehlt es sich, nicht nur den Ausschlag des Rührers veränderbar, sondern auch das Gefäss um seine vertikale Längsachse motorisch drehbar zu gestalten und anzuordnen.
In der beiliegenden Zeichnung ist die er findungsgemässe Vorrichtung in zwei Aus- führungsbeispielen sehematisch dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 ein in einem offenen Gefäss arbeitendes R hrwerk in Seitenansicht,
Fig. 2 ein in einem geschlossenen BehÏlter arbeitendes R hrwerk schematisch in Sei tenansicht.
Nach Fig. l ist auf einer Fundamentplatte 1 ein galgenformiges Gestell mit dem vertikalen Ständer 2 und einem horizontalen Arm 3 und abwärts umgebogenen Ende 3a angeordnet, an welchem Arm der aus dem Rührerarm 4a und der Rührerschaufel 5 bestehende Rührer 4 dergestalt beweglich be festigt isst, dass er einerseits um eine Verti kalachse drehbar, anderseits um eine senkrecht zu dieser und zur Zeichenebene stehende Achse schwenkbar ist. Der horizontale Arm 3 ist von dem drehbaren Zapfen 6 senkrecht durchsetzt, dessen unteres Ende. als Gabel 7 ausgebildet ist.
In dieser Gabel 7 ist der Rührer 4 durch Bolzen 7a mit dem in diese Gabel eingepassten, zu einem Führungsstück 8 ausgebildeten Ende des R hrerarmes 4a schwenkbar aufgehängt. Dieses Führungsstück 8 ist seinerseits senkrecht zur Schwenk- achse der Gabel 7 und senkrecht zum Rührer arm 4a durchbohrt und als Gleit- oder Kugellaser ausgebildet, in welchem das Teilstück 9 des aus den fünf Teilen 10, 11, 9, 12, 10a bestehenden Wellenzuges W drehbar gelagert ist.
Das Teilstück 9 bildet ein Schrägstück des gebrochenen Wellenzuges W, das mit dessen horizontal gelagerten Teilen 10, 10a durch die quer zu letzteren stehenden Teilstücke 11 und 12 verbunden ist. Von den beiden Teilstücken 10 und 10a ist das eine in dem Lager 13 im FuB 2, das andere im Lager 14 des umgebogenen Endes 3a des horizontalen Armes 3 drehbar gelagert. Die Achsen der greuzgelenkteile 6, 7 und 7a sowie der Welle 10 schneiden sich in einem Punkt.
Die Antriebswelle 10 wird durch moto rischen Antrieb vermittels der Stufenscheibe 15 in Rotation versetzt, wodurch die Schaufel 5 in dem Gefäss eine Rührbewegung in Form einer sphärischen Achterschleife mit entgegengesetzten Drehrichtungen auf den beiden Schleifen ausführt. Das Gefäss 16, das zweckmässigerweise einen kugelförmig ge wölbten Boden mit dem 13adius der Rührer- länge hat, steht auf einem kreisförmigen Standfuss 17 und ist durch federnde Salter 18, die den Gefässrand iibergreifen, fixiert.
Der Standfuss 17 ist auf der F"undamentplatte 1 drehbar gelagert und an seinem Umfang zu ein, gerillten Radkranz 17a ausgebildet.
Eine auf die Antriebswelle 10 aufgesetzte Rillenscheibe 19 versetzt mittels Saitenantrieb 20, der durch zwei Umlenkrollen 21 über den gerillten Radkranz 17a des. Standfusses 17 geleitet wird, diesen in langsame Drehung, z. B. im Untersetzungsverhältnis 50 : 1.
Wird die Drehachse des Standftisses 17 durch Verschieben desselben nach rechts verlagert, etwa bis zur Linie 22, und das Gefϯ 16 und der Standfuss 17 im Durchmesser entsprechend gr¯¯er dimensioniert, so arbeitet der Rührer exzentrisch im Gefϯ, d. h. er berührt bei seiner seitlich maximalsten Ausladung dann nur den linken Gefässrand und lässt auf der rechten Seite eine L cke frei.
In diesem Fall veranlasst die Rührbewegung das Gefäss zu einer langsamen Drehung, ohne daB die beschriebene ¯bertragung der Drehbewegung erforderlich wäre.
Der Ausschlag des Rührers 4 kann vergrössert oder verkleinert werden nach Mass,gabe seiner verste'llbaren LÏnge. Hierbei k¯nnen Mittel vorgesehen sein, um das Gefäss 16 auf dem Standfuss 17 in seiner Hohe verstellbar anzuordnen, z. B. durch Unterlegung von Korkplatten, und es kann der Aussehlag des Rührers dem Durehmesser verschieden brayer Gefässe 16 angepasst werden.
Man kann auch R hrer 4 verschieden- artiger Beschaffenheit auswechselbar verwenden oder die Drehstellung der Rührerschaufel 5 verändern. Die Rührerschaufel kann auch eine plastische, z. B. durchlochte kugelförmige oder würfelähnliche Form besitzen.
Der Ausschlag des Rührers 4 kann überdies dadurch veränderb werden, dass die Schrägstellung (Auslenkung) des Teilstückes 9 verändert wird. Das ist dadurch ermög- licht, dass die Teille 10, 11, 9, 1'2 und 10a gelenkig, d. h. um senkrecht zu diesen Teilen stehende Achsen drehbar miteinander verbunden sind. Die Schrägstellung wird ver ändert, je nachdem die durch die Lager 13 und 14 geführten Wellenstücke 10 und 10a zusammenger ckt oder auseinandergezogen werden.
In der Ausführungsform des Rührwerkes in Verbindung mit einem geschlossenen Behälter, wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein runder BehÏlter 23 mit kugelf¯rmig gew¯lbtem Boden, der auf dem Auflagering 24 befestigt ist, oben mit einer Abdeckung 41 versehen, in deren Mitte sich ein von einer zylindrischen Bördelung umschlossenes Loch befindet. Auf dieser Bördelung ist ein zylindrischer Aufsatz drehbar abdichtend und gegen Überdruck gesichert aufgesetzt, so d, ass das Rührwerk in einem geschlossenen Behälter arbeitet. Der Aufsatz 25 ist vonldem Bolzen 216, der durch zwei (nicht sichtbare) Stopfbüch- sen abgedichtet ist, durchsetzt. Im Innern desBehälters23istderRührerarm 27 senkrecht zum Bolzen-26 angeordnet und starr mit diesem verbunden.
In dem Rührerarm 27 ist. die R hrerschaufel 28 in Längsrichtung einstellbar angeordnet. Ausserhalb des dreh- baren zylindrischen Aufsatzes 215 ist ein rechteckiger Rahmen 29 fest mit dem Bolzen 26 verbunden, z. B. aufgekeilt,
Würde der Rahmen 29 lediglich in der Zeichnungsebene in wiegende Bewegung versetzt, so w rde der R hrerarm 27 mit der Rührerschaufel 28 im Behälter ; 213 geradlinig hin und her pendeln.
Durch die Drehbarkeit des zylindrischen Aufsatzes 26, die funk tionell derjenigen des drehbaren Zapfens 6 in Fig. 1 entspricht, bekommt die Rührer- schaufel 28 noch eine zusätzliche Bewegung, die zusammen mit der genannten Pendelbewegung die 8-f¯rmige Bewegungsbahn ergibt.
An dem Rahmen 29 sind in seiner senkrecht zum Bolzen 26 stehenden Mittelachse zwei Stirnzapfen 30 und 31 axial drehbar befestigt. An diesen greifen die einen Enden der Eurbelarme S2 und 33 um eine zur Stirnzapfenachse senkrechte Achse drehbar an, die an ihrem andern Ende gelenkig mit der Antriebswelle 34 bezw. mit dem in der Ver längerung der Antriebswelle liegenden Wellenstück 35 verbunden sind.
Ebenso, wie an Hand der Fig. 1 beschrieben, ist auch hier eine LÏngsverschiebung der Antriebswelle 34 und des Wellenstückes 36 möglich, so dass der Ausschlagswinkel des R hrerschaftes und somit die Amplitude der Achterschleife, welche das Rührwerkzeug 28 beschreibt, ver änderbar ist. Die Antriebswelle 34 bezw. das Wellenstück 36 sind in verschiedenen Verstellagen feststellbar, dergestalt, dass sie zwar frei drehbar, aber nicht längsverschiebbar sind. An den Lagern können beliebige zu sätzliche Vorrichtungen zum Feststellen bezw.
Längsverschieben der Antriebswelle 34 und des Wellenstückes 36 vorgesehen werden, die in der Figur nicht dargestellt sind. Die mit der Abdeckung 41 in starrer Verbindung stehenden Auflagen 36 und 37 sind als Lager 38 und 39 für die Wellenstücke 34 und 35 ausgebildet. Das Rührwerk wird durch Antrieb der Riemenscheibe 40 in Bewegung versetzt, und das Wellenstück 34 bildet die Antriebswelle.
Die auf einer Eugelfläche verlaufende 8-förmige Bewegungsbahn jedes Punktes des Rudrers 4 kommt zustande in der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, dass das F hrungsst ck 8 durch die Bewegung des schräg gestellten Wellenstückes 9 gesteuert wird, derart, dass die Achsen dieser beiden Teile einen Doppelkegelmantel beschreiben, ferner dadurch, da¯ das F hrungsst ck 8 in allen Lagen, die ihm durch das Teilstück 9 des Wellenzuges W zugeteilt werden, an einer Verschiebung längs seiner Achse und an einer Drehung um seine Achse behindert wird.
Diese Behinderung erfolgt durch die Lagerung des Führungsstückes 8 in einer Gabel 7, die ihrerseits drehbar gelagert ist, um eine Achse, die zur Antriebswelle 10 und zum Gabelbolzen 7a senkrechtsteht. Diese Achse ist identisch mit der Vertikalaehse des zentrisch angeordneten Gefässes 16.
Analog dieser Bewegung in Fig. 1 kommt die 8-förmige Bewegungsbahn des Rührers 28 in der Ausführungsform nach Fig. 2 zustande dadurch, dass der rechteckige Rahmen 29 durch die Bewegung der Arme 32 und 33 gesteuert wird, derart, dass die durch die Zapfen 30 und 31 gehende Mittelachse des Rahmens 29 einen Doppelkegelmantel besehreibt, ferner dadurch, da¯ der rechteckige Rahmen 2'9 an einer Verschiebung und Drehung mit Bezug zur gemeinsamen Achse der Stirnzapfen 310 und 31 behindert wird.
Diese Behinderung erfolgt durch Lagerung des rechteckigen Rahmens 29 in dem Aufsatz 25, der seinerseits drehbar gelagert ist, um eine Achse, die zur Drehachse der AntriebswdUe 34 und zur Achse des Bolzens 26 senkrecht steht und diese Achsen in ihrem Schnittpunkt schneidet. Die Drehachse des Aufsatzes ist identisch mit der Vertikalachse des BehÏlters 23.
Die 8-förmigeBewegungsbahn beruhtalso in beiden Ausführungsformen auf den gleichen kinematisohen Funktionen.