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Rührwerkzeug Die Erfindung betrifft scheibenförmige Rührwerkzeuge,
die außen an ihrer Peripherie mehr oder weniger aus der Scheibenebene abgebogene
zahnartige Ausbildungen tragen.
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Rührscheiben dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
Im allgemeinen tragen diese Scheiben wechselweise nach oben und unten angeordnete
Zahnabbiegungen. Zur Erzielung eines möglichst guten Rühreffektes, vor allem bei
der Dispergierung pulverförmiger Festkörper in Flüssigkeit, werden an diese Rührscheiben
im wesentlichen zwei Anforderungen gestellt. Durch die Adhäsionswirkung der eigentlichen
Scheibe und durch die Stellung der abgebogenen Zähne wird dem zu mischenden, noch
fließfähigen Gut eine Bewegung aufgezwungen, die aus einer Verbindung zwischen kreisförmiger,
radialer, und durch die Ablenkung an den Trogwänden, auch vertikaler Bewegung gekennzeichnet
werden kann. Den Zähnen ist dabei die Aufgabe zugewiesen, zusätzlich zu dieser Bewegung
ein gewisses Aufreißen der Masse und damit ein Aufteilen eventuell vorhandener übergroßer
Pulveragglomerate zu bewerkstelligen.
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Je höhere Anforderungen an eine Rührscheibe gestellt werden, desto
stärker müssen sie im sogenannten Mikrobereich arbeiten, d. h. auch Agglomerate
von einigen 50 ii müssen noch einwandfrei aufgeteilt werden. Es ist nun bekannt,
daß derartige Wirkungen auf diesem Gebiet überwiegend durch Scherkräfte erzielt
werden. Diese Scherkräfte hängen nun von der Viskosität der Masse, der Scheibengeschwindigkeit,
aber auch von der Übergangsbreite der sich bewegenden Mischgutschichten ab. Um ein
möglichst hohes Schergefälle zu erzielen, ist es deshalb zweckmäßig, im Rahmen der
Gesamtströmung relativ dünnen Mischgutschichten hohe Geschwindigkeiten zu verleihen.
Diese Forderung läßt sich bei den bekannten Rührscheiben durch eine Verkleinerung
der abgebogenen Zähne erfüllen. Die Verkleinerung der abgebogenen Zähne aber vermindert
andererseits die übertragbare Gesamtenergie.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührscheibe zu schaffen,
die einerseits die gewünschten Effekte ergibt, die Übertragung einer hohen Gesamtenergie
erlaubt und einfach herzustellen ist.
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Demgemäß wird bei einem scheibenförmigen Rührwerkzeug mit abgebogenen
Zähnen an der Peripherie erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwei Scheiben mit jeweils
nur nach einer Seite abgebogenen Zähnen miteinander zu einer doppelt gezahnten Rührscheibe
verbunden werden. Die Verbindung derartiger Einzel scheiben zu einer Doppelrührscheibe
kann auf verschiedene Arten erfolgen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die
beiden Scheiben miteinander zu verschrauben. Dadurch ist eine leichte Auswechselbarkeit
der Scheiben und eine leichte Anpassungsmöglichkeit an jeweils vorliegende Mahl-
bzw. Mischbedingungen gegeben.
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Eine erfindungsgemäß ausgebildete Doppelrührscheibe kann also, wenn
gleich große Zähne, wie bei einer bisher bekannten einfachen Rührscheibe, verwendet
werden, die doppelte Zähnezahl tragen und damit den doppelten Effekt, so weit er
auf die Zähne zurückzuführen ist, gegenüber den bisher bekannten Scheiben bewirken.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Rührwerksscheibe wird also die Einleitung
wesentlich höhere Energien in das Mischgut und die Verarbeitung größerer Ansätze
mit Scheiben gleicher Durchmesser, als bisher ermöglicht.
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Die auf diese Weise vergrößerte Wirksamkeit kann aber auch so ausgenutzt
werden, daß die Wirkfläche der Zähne vermindert wird, bis sie etwa der Wirkfläche
der bisher bekannten Scheiben mit wechselweise abgebogenen Zähnen entspricht. Die
übertragbare Gesamtenergie liegt dann in der selben Größenordnung wie bisher. Da
nun aber die gleiche Energie auf eine sehr viel dünnere Materialschicht übertragen
wird, steigert sich damit das Schergefälle ganz erheblich. Es lassen sich somit
wesentlich günstigere Dispergierungen erzielen.
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Die erfindungsgemäßen scheibenförmigen Rührwerkzeuge mit zwei untereinander
verbundenen Scheiben, die jeweils nur nach einer Seite abgebogene Zähne aufweisen,
lassen sich in verschiedenen Ausführungsformen herstellen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen Ober- und Unterscheiben
die gleiche Anzahl von Zähnen auf. Die Verbindung der beiden Scheiben kann derart
erfolgen, daß die Zähne der beiden Scheiben sich deckend übereinander angeordnet
sind.
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Es ist aber in manchen Fällen auch vorteilhaft, die
Zähne
der anderen Scheibe versetzt, vorzugsweise auf Lücke, gegenüber den Zähnen der ersten
Scheibe anzuordnen. Bevorzugt werden die Zähne einer Scheibe flächengleich mit den
Zähnen der anderen Scheibe ausgebildet. Es ist auch möglich, die wirksame Fläche
der Zähne einer Scheibe größer zu machen als die wirksame Fläche der Zähne der mit
ihr verbundenen zweiten Scheibe.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand der
Zeichnung näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt. Dabei
zeigt F i g. 1 eine Rührscheibe gemäß der Erfindung in Draufsicht, F i g. 2 einen
Querschnitt und die F i g. 3 a und 3 b zwei Ausführungsformen in Stirnsicht.
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Die ebene Rührscheibe 1 besitzt im Zentrum eine Öffnung 2 für eine
Rührwerkswelle. Für Mitnahmebolzen sind Öffnungen 3 vorgesehen. An der Peripherie
der Scheibe 1 sind die hochgebogenen Zähne 4 zu erkennen.
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In Fig. 2 sind die Ober- und Unterscheiben 1 a und 1 b zu sehen.
Die abgebogenen Zähne sind in F i g. 2 mit 4 a bzw. 4 b bezeichnet. Auf der rechten
Seite der F i g. 2 wird eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der die Zähne
5 a und 5 b größer gewählt sind als bei den bisher bekannten Rührwerkscheiben.
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Die beiden Scheiben la und 1 b sind durch Schrauben 6 miteinander
verbunden. Dadurch ist es möglich, beispielsweise eine Scheibe la mit Zähnen der
Größe 5 a einerseits mit einer Scheibe 1 b mit Zähnen der Größe entsprechend 4 b
zu verbinden.
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Die F i g. 3 a und 3 b zeigen, daß die Scheiben mit sich deckenden
Zähnen hergestellt werden können oder aber auch durch eine geringe Verdrehung der
einen Scheibe gegenüber der anderen Scheibe mit versetzt angeordneten Zähnen, wobei
die Zähne der einen Scheibe vorzugsweise in der Lücke der Zähne der anderen Scheibe
angebracht sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich, den Zähnen einen von 900 abweichenden
Winkel gegenüber der Ebene der Rührwerkscheibe zu geben. Auch ist es möglich, die
beiden Scheiben derart zu verbinden, daß die
Schneidrichtung der Zähne der einen
Scheibe entgegengesetzt zur Schneidrichtung der Zähne der anderen Scheibe liegt.
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Besonders vorteilhaft erweisen sich die erfindungsgemäßen Rührwerkscheiben
für Mischmaschinen, Rührwerksmühlen und dergleichen Einrichtungen zur Herstellung
feiner Mischungen, Dispersionen oder Emulsionen, insbesondere im Mikrobereich.