DE2362795A1

DE2362795A1 - Ruehrwerk mit ringmotor

Info

Publication number: DE2362795A1
Application number: DE2362795A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl Ing Adlhoch; H Dipl Ing Scraback; Erwin Stelzer; Karl-Wilhelm Vogel
Original assignee: FA ERWIN STELZER 3530 WARBURG; STELZER FA ERWIN
Current assignee: Stelzer Ruehrtechnik International GmbH
Priority date: 1973-12-18
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1975-06-26
Also published as: DE2362795B2; DE2362795C3

Description

Firma Erwin Stelzer, 3530 Warburg/Westfalen, Heidweg 12

Rührwerk mit Ringmotor

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zum Anbau an einen Behälter eingerichtetes Rührwerk mit einem Ringmotor, dessen Ständer-Innenraum ein die Rührwelle antreibendes Innengetriebe aufnimmt oder dessen hohle Welle die mit dem Läufer drehfest verbundene Rührwelle direkt lagert, welche an ihrem freien Ende ein Rührelement trägt, z.B. ein Flügelrad, und welche mit einer Abdichtung eine Platte durchsetzt, die insbesondere aus nichtrostendem Stahl besteht und Bestandteil eines den Motor allseits dicht kapselnden Gehäuses ist.

Beispiele für derartige Rührwerke ergeben sich aus den DT-PS 954 926, 1058 140 und 1 115 356 sowie aus der DT-OS 1 563 051· Dort sind Antriebe für Rührwerke beschrieben, die insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie Verwendung finden, z.B. in Molkereien. Diese Anordnungen haben sich vielfältig bitwährt. Sie genügen jedoch noch nicht ohne weiteres auch extremen Reinheitsforderungen, wie sie beispielsweise in der pharmazeutischen Industrie bestehen, wo weitestgehende Keim- und Partikelfreiheit für sämtliche Prozeßschritte unerläßlich ist. Weil eine Kontamination aus der Umgebung nicht stattfinden darf,

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können keine Motoren benutzt werden, deren Betrieb nicht ohne Lüftung möglich ist. Aber auch die in den genannten Druckschriften angegebenen, gekapselten Motoren, die ihre Wärme durch Abstrahlung von einer entsprechend groß bemessenen Oberfläche abgeben, gewährleisten keine wenigstens annähernd ausreichende Partikelfreiheit; durch die allgemein benötigte, umlaufende Kupplung erfolgt nämlich eine Staubaufwirbelung oder sogar ein Austreten des unvermeidlichen Kupplungsabriebs in die Umgebungs-Atmosphäre.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik mit einfachen und wirtschaftlichen Mitteln ein Rührwerk mit elektromotorischem Antrieb zu schaffen, das sich auch für extreme Hygieneanforderungen z.B. in der pharmazeutischen Industrie eignet und sicherstellt, daß die Raumluft praktisch keine Verwirbelung erfährt und weitestgehend frei bleibt von Staub- und Ölpartikeln, Keimen usw.

Bei einem Rührwerk der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Gehäuse oberhalb der Platte einen geschlossenen Ringraum zur Aufnahme der für den Rührwerksbetrieb erforderlichen Schalteinrichtungen aufweist, die vorzugsweise -von der Platte getragen werden, welche eine von der Rührwelle durchsetzte, mehrstufige oder geschachtelte Gleitringdichtung haltert und über Abstandsstützen mit einem Motorflansch verbunden ist. Der Antrieb eines Rührwerks nach der Erfindung ist also vollständig abgekapselt, so daß alle benötigten Steuerungs- und Verbindungselemente im Inneren des Gehäuses dicht untergebracht und nicht nur gegen Einwirkungen aller Art sicher abgeschirmt sind, sondern auch selbst keine Rückwirkungen auf die Umgebung haben können. Die konstruktive Gestaltung ist dabei überaus einfach und zweckmäßig; die eingebauten Schalteinrichtungen können Sicherungen bzw. Überstromauslöser, Schütze bzw. Ausschalter und Polumschalter, Anschlußelemente usw. umfassen, während am Gehäuse außen Drucktaster betätigbar sind, welche als einzige Elemente das Gehäuse durchsetzen, das z.B. aus einer Chromnickelstahlhaube besteht.

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Der Antrieb bildet einen glatten Drehkörper mit geschliffener bzw. polierter Oberfläche, die allseits dicht und außerordentlicht leicht zu reinigen ist. Sie bietet mithin keinerlei Ansatzflächen für irgendwelche Partikel, so daß auch höchsten Reinheitsforderungen Rechnung getragen ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schalteinrich-i tungen nahe wenigstens drei Abstandsstützen befestigt, welche zwischen Ringflanschen, beispielsweise Motorflansch und Platte, in gleichmäßigen Umfangsabständen angeordnet sind. Eine andere, ebenfalls günstige Anbringungsmöglichkeit für die Schaltgeräte ist bei einer Anordnung gegeben, bei der die Abstandsstützen eine offene oder geschlossene Ringwand (bilden), wenigstens zwei) offene oder geschlossene und in bezug auf die Rührwelle sym- / metrisch angeordnete Stützwände oder auch einen festen Blockj^ der mit dem Motorflansch und/oder mit der als Dichtflansch ausgebildeten Platte starr verbunden oder einstückig ist. Stets ist auf diese Weise der eigentliche Motor oberhalb,des Ringraums mechanisch getrennt und im Abstand über der Platte abgestützt, wobei die Stützelemente den Schaltgeräten zugleich Halt geben können, unter Umständen aber auch einen Kabeldurchgang aufweisen oder bilden.

Zur optimalen Kapselung des Rührwerksantriebs kann in Weiterbildung der Erfindung die Gleitringdichtung mit zum Sammeln von Staub, Öl u.dergl. dienenden Fangschalen ausgestattet sein, die behälterseitig mit Formschluß an die Platte anschließen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gleitringdichtung aus einem gegebenenfalls zwei- oder mehrteiligen Gleitring, einem Gegen·⁴· ring, einer dazwischen wirksamen Druckfeder, Dichtungsmaterial und wenigstens einer Fangschale besteht, niedriger als die Abstandsstützen ist und selbst in den breitesten Teilen, nämlich den Fangschalen, höchstens ein Drittel und vorzugsweise kaum ein Fünftel des Motordurchmessers einnimmt. Indem die freie Höhe des Ringraums von der Gleitringdichtung nur teilweise ausgefüllt wird, gewinnt die Konstruktion Platz für weitere in den Antrieb hineinverlegte Elemente, z.B. im Falle der Verwendung eines Ringmotors mit Innengetriebe für größere Teile von diesem, das ein Cyclogetriebe für die pharmazeutische Anwendung sein kann.

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Nach einer anderen wichtigen Ausführungsform der Erfindung ist die Gleitringdichtung mit einer Kupplung kombiniert und ins Innere des Ringraums oberhalb der Platte gelegt, vorzugsweise innerhalb eines zur Rührwelle konzentrischen Rohres wie der Motor-Hohlwelle. Eine solche Kupplung kann eine mit der Platte verbundene Buchse sowie eine lösbare Mitnahmeeinrichtung aufweisen und mit der Platte im wesentlichen bündig abschließen. Daher entfällt ein vorstehender Wellenstumpf, an den gemäß herkömmlicher Technik anzutreibende Elemente, auch Rührwellen, trotz der damit verbundenen Risiken einer Verunreinigung anzuschließen waren. Erfindungsgemäß sind auch solche Anschlußelemente ins Antriebsinnere verlagert und nach außen abgedichtet.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines (aufgeschnittenen) Behälters mit einem Rührwerk nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rührwerks, Fig. 3 eine Druntersicht auf den Antrieb des Rührwerks in Fig.2,

Fig. 4 bis 8 je eine schematisierte Draufsicht auf die Platte eines Rührwerks gemäß Fig. 2 und 3,

Fig. 9 einen Axialschnitt durch den Antrieb eines Rührwerks gemäß der Erfindung,

Fig. 10 einen Ausschnitt aus einer Axialschnittansicht mit einer Gleitringdichtung eines erfindungsgemäßen Rührwerks und

Fig. 11 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 10 mit einer abgewandelten Ausführungsform einer Gleitringdichtung eines Rührwerks nach der Erfindung mit einem Cyclogetriebe.

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Fig. 1 läßt erkennen, daß ein erfindungsgemäßes Rührwerk R mittels einer Befestigungseinrichtung F an einem Behälter B angebracht sein kann. Der Motor 1 des Rührwerks R trägt und lagert die Rührwelle 10, an deren unterem Ende ein Flügelrad 11, z.B. ein Randpropeller, vorgesehen ist.

Man ersieht aus Fig. 2 und 3» daß der Motor 1 von einer allseits glatten Haube 2 überzogen ist, die als Gehäuse z.B. aus Chromnickelstahl besteht, geschliffen bzw. poliert ist und behälterseitig durch eine Platte 3 abgeschlossen ist,' welche in regelmäßigen Umfangsabständen Gewindelöcher 23 haben kann. Der eigentliche Motor sitzt oberhalb eines Flansches 24, der durch Abstandsstützen 8 von der Platte 3 getrennt ist, so daß ein Ringraum 5 gebildet ist, in den eine Gleitringdichtung 6 ragt. Letztere kann gegebenenfalls mit einer Kupplung 7 kombiniert sein, die in Fig. 2 punktiert angedeutet ist. Der Ringraum 5 nimmt, wie unten näher dargelegt wird, sämtliche für den Rührwerksbetrieb erforderlichen Schalteinrichtungen auf; nach außen treten nur die Betätigungselemente für Drucktaster 17 sowie Anschlußelemente 20, z.B. eine Klemmleiste.

Verschiedene Ausgestaltungen von Abstandsstützen 8 zeigen die Fig. 4 bis 8. Im Beispiel der Fig. 4 bilden die Stützen eine offene Ringwand 8a, während in Fig. 5 eine rundum geschlossene Ringwand 8b gezeichnet ist. Es können auch paarweise sich gegenüberstehende Stützwände 8c (Fig. 6), im Dreieck angeordnete Ringsegmente 8d (Fig. 7) oder radial stehende gerade Wandstücke 8e (Fig. 8) vorgesehen sein, wobei in wenigstens einer Abstandsstütze eine Kabeldurchführung 9 vorhanden sein kann. Alle solche Abstandsstützen 8 können mit der Platte 3 oder mit dem Motorflansch 24 einen festen Block bilden, der bei Abnahme des jeweils anderen Teils freien Zugang zu den im Ringraum 5 befindlichen Elementen ermöglicht. Eine besonders einfache Ausführungsform der Abstandsstützen 8 findet in den Beispielen gemäß Fig. 9 bis 11 Verwendung; dort sind runde Säulen vorgesehen, die mit der Platte 3 verschweißt sind, ' vorzugsweise auch mit dem Motorflansch 24*oder einem damit verschraubten Tragflansch (Fig. 11).

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Fig. 9 zeigt den allgemeinen Aufbau des Motors 1, der ein hochpoliger und niedrigtouriger Drehstrommotor sein kann, dessen Wicklung 26 an dem außen geschliffenen Ständer 27 sitzt. Diesem steht der Läufer 28 gegenüber, welcher an der Innenwand durch Lager 29 und 30 abgestützt ist und am Kopf der n-förmigen Anordnung eine Stellverschraubung 33 besitzt. Mit dieser kann eine im Inneren der Motorwelle 4 befindliche Innenwelle 11, die in einem oberen, zylinderischen Lager 31 geführt und in einem unteren, konischen Lager 32 zentriert ist, nach Bedarf nachgestellt werden. Die Innenwelle 11 ist mit der Rührwelle 10, die ebenfalls hohl sein kann, entweder starr verbunden oder einstückig.

Im Ringraum 5 sind außen, nahe den Abstandsstützen 8 oder unmittelbar an ihnen, die S ehalt einrichtungen für den Motorbzw. Rührwerksbetrieb angebracht. Hierzu gehören Sicherungen bzw. ÜberStromauslöser 18, Schütze bzw. Aus- und Polumschalter 19 sowie Anschlußelemente, die nach außen geführt sind (vergl. Fig. 2)*· Außerhalb des Gehäuses 2 sind ferner Drucktaster betätigbar, die in Fig. 9 nicht gezeichnet sind; auch können am Gehäuse 2 außen Signallampen oder andere Anzeigeeinrichtungen vorhanden sein, welche den jeweiligen Betriebs- oder Steuerzustand anzeigen.

Die Platte 3 ist zentrisch von der Gleitringdichtung 6 durchsetzt, deren beispielsweiser Aufbau aus Fig. 10 und 11 deutlicher hervorgeht. An der Verbindungsstelle der Haube 2 mit der Platte 3 ist außerdem ein Dichtungsring 25 angeordnet.

Gemäß Fig. 10 besteht die Gleitringdichtung 6 aus zwei Fangschalen 12, von denen eine an der Platte 3 und die andere an der Rührwelle 10 fest angebracht ist. In beiden Fällen besteht ausreichendes Bewegungsspiel, um den freien, unbehinderteniLauf der Rührwelle 10 trotz guter Abdichtung zu gewährleisten, die von Dichtungsmaterial 16 in Ringnuten unterstützt wird. Ferner weist die Gleitringdichtung 6 einen zweiteiligen Gleitring 13, einen Gegenring 14 und eine zwischen diesen beiden Teilen wir-

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kende Druckfeder 15 auf, welche die Dichtungsringe 16 unter Druck hält.

Aus Fig. 11 ist zu entnehmen, daß der Gegenring 14 Bestandteil einer Buchse sein kann, welche die Abtriebswelle 22 eines im Ständer-Innenraum des Motors 1 und im Ringraum 5 untergebrachten Cyclogetriebes 21 lagert. Diese Abtriebswelle 22 ist mit der Rührwelle 10 drehfest verbunden, z.B. über eine geeignete Mitnahmeeinrichtung, die von der Gleitringdichtung vollständig umschlossen ist; die beiden Wellen können aber auch einstückig sein.- Das Cyclogetriebe 21 gestattet es, die Laufdaten des Motors 1 der jeweiligen Anwendung anzupassen, also insbesondere Drehzahl, Leistung und Drehmoment auf die erforderlichen Betriebsbedingungen einzustellen.

Auch andere Ausgestaltungen einer Gleitringdichtung sind im Rahmen der Erfindung verwendbar, soferne nur Staub, Öl u. dergl. von der Umgebung und insbesondere von dem Rührgut mit Sicherheit ferngehalten werden. Desgleichen können neben kontaktgebenden Schaltgeräten oder an ihrer Stelle auch kontaktlose Schalteinrichtungen eingesetzt sein, wobei der Einbau im Ringraum gemäß der Erfindung zur vollständigen Abkapselung und zur Erhöhung der elektrischen Sicherheit, aber auch zu verbesserter Handhabung des Rührwerks wesentlich beiträgt.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Firma Erwin Stelzer, 3530 Warburg/Westfalen, Heidweg 12 Rührwerk mit Ringmotor Patentansprüche

1.)Zum Anbau an einen Behälter eingerichtetes Rührwerk mit einem Ringmotor, dessen Ständer-Innenraum ein die Rührwelle antreibendes Innengetriebe aufnimmt oder dessen hohle Welle die mit dem Läufer drehfest verbundene Rührwelle direkt lagert, welche an ihrem freien Ende ein Rührelement trägt, z.B. ein Flügelrad, und welche mit einer Abdichtung eine Platte durchsetzt, die insbesondere aus nichtrostendem Stahl besteht und Bestandteil eines den Motor allseits dicht kapselnden Gehäuses ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) oberhalb der Platte (3) einen geschlossenen Ringraum (5) zur Aufnahme der für den Rührwerksbetrieb erforderlichen Schalteinrichtungen (18 bis 20) aufweist.

2. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) eine von der Rührwelle (10) durchsetzte, mehrstufige oder geschachtelte Gleitringdichtung (6) haltert, über Abstandsstützen (8) mit einem Motorflansch (24) verbunden ist und sämtliche für den Rührwerksbetrieb erforderlichen Schaltgeräte (18 bis 20) trägt.

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3. Rührwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (I8ibis 20) nahe wenigstens drei Abstandsstützen (z.B. 8d) befestigt sind, welche zwischen Ringflanschen, beispielsweise Motorflansch (24) und Platte (3), in gleichmäßigen Umfangsabständen angeordnet sind.

4. Rührwerk nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstützen eine offene oder geschlossene Ringwand (8a bzw. 8b) bilden.

5. Rührwerk nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die AbstandssSitzen wenigstens zwei offene oder geschlossene, in bezug auf die Rührwelle (10) symmetrisch angeordnete Stützwände (8c bis 8e) bilden.

6. Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Abstandsstützen (8) einen festen Block bilden, der mit dem Motorflansch (24) und/oder mit der als Dichtflansch ausgebildeten Platte (3) starr verbunden oder einstückig ist.

7· Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Abstandsstütze (8) einen Kabeldurchgang (9) aufweist oder bildet.

8. Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitringdichtung (6) mit zum Sammeln von Staub, Öl u.dergl. dienenden Fangschalen (12) ausgestattet ist, die behälterseitig mit Formschluß an die Platte (3) anschließen.

9. Rührwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitringdichtung (6) aus einem gegebenenfalls zwei-^ oder mehrteiligen Gleitring (13), einem Gegenring (14), einer dazwischen wirksamen Druckfeder (15), Dichtungsmaterial (16) und wenigstens einer Fangschale (12) besteht.

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10. Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Gleitringdichtung (6) in der Bauhöhe niedriger als die Abstandsstützen (8) ist und ihre breitesten Teile (12) höchstens ein Drittel des Motordurchmessers ausmachen.

11. Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gleitringdichtung (6) mit einer Kupplung (7) kombiniert und ins Innere des Ringraums (5) oberhalb der Platte (3) gelegt ist, vorzugsweise innerhalb eines zur Rührwelle (10) konzentrischen Rohres, z.B. der Motor-Hohlwelle (4).

12. Rührwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalteinrichtungen Sicherungen bzw. Überstromauslöser (18), Schütze (19), Anschlußelemente (20) usw. sowie am Gehäuse (2) von außen betätigbare Drucktaster (17) umfassen.

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