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Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, vorzugsweise von Zuschlagstoffen
für die Betonbereitung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Stoffen,
vorzugsweise von Zuschlagstoffen für die Betonbereitung, mit einem trommelförmigen,
liegenden Mischtrog und einer koaxial darin angeordneten, Mischschaufeln tragenden
Welle.
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Es ist ein Einwellen-Trogmischer bekannt, dessen Welle ein geteiltes
Schneckenband und Schaufelhalter trägt, auf denen Schaufeln angeordnet sind, die
über dem Schneckenband stehen. Das Schneckenband soll dabei das Mischgut von der
Mitte des Troges nach dessen Stirnseiten fördern, während die Schaufeln von den
Stirnseiten des Troges her eine Rückförderung des Mischgutes nach der Teilungsstelle
der Schnecke in der Mitte der Welle bewirken sollen. Die Schnekkenabschnitte und
die Schaufeln sind dazu in ihrer Steigung bzw. in ihrer Anstellung auf beiden Wellenhälften
gegeneinandergerichtet.
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Man war davon ausgegangen, daß sich auf diese Weise vier Mischzonen
innerhalb des Mischtroges bilden, die vom Mischgut im Gegenstrom durchlaufen werden
und innerhalb der es sich durch Überschneidung der Schaufelanstellung an den Umkehrstellen
zusätzlich austauscht.
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Im praktischen Betrieb dieses bekannten Mischers hat es sich jedoch
gezeigt, daß die erwartete Aufteilung des Mischgutstromes in vier Einzelströme,
die über den beiden Wellenhälften paarweise in entgegengesetzter Richtung laufen
und die sich in der Wellenmitte überschneiden sollen, nicht rasch genug im erwünschten
Maß stattfindet. Es kann zu Hemmungen kommen, weil sich das Mischgut in der Mitte
der Welle an der Stelle, an der das Schneckenband geteilt ist, staut und ein gleichmäßiger
Materialaustausch von einer Seite zur anderen erst nach längerer Zeit stattfindet.
Schon kurze Zeit nach dem Anlaufen des Mischwerkes, d. h. bereits nach wenigen Umdrehungen
der Mischwerkswelle, kann sich ein Materialstau bilden, der einen schnellen Mischvorgang
verhindert.
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Dieser Vorgang läßt sich durch einen Farbtest leicht sichtbar machen,
und man ist daraufhin zu der Ansicht gelangt, daß die praktischen Bedingungen, die
in einem Einwellen-Trogmischer vorherrschen, die gewünschte Ausbildung von vier
Gegenstrom-Mischzonen mit fertigungstechnisch einfachen Mitteln nicht erwarten lassen.
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Es ist weiterhin bekannt, in einem Mischtrog zwei parallel nebeneinanderliegende
Wellen anzubringen, welche gegenläufig rotieren und mit Schaufeln versehen sind.
Die Anordnung der Schaufeln ist dabei so getroffen, daß sich die durch sie gebildeten
Hüllzylinder etwa von Schaufelbreite überschneiden. Das Mischgut bewegt sich dadurch
in zwei entgegengesetzt
gerichteten Hauptströmungen und durchläuft wiederholt den
Mischtrog entlang beider Wellen. An den Stirnseiten des Troges soll der Austausch
des Mischgutes von einer Welle zur anderen stattfinden. Zweifellos ist dieses Mischwerk
in seiner Funktion schneller als das vorerwähnte Einwellen-Mischwerk mit vier Gegenstrom-Mischzonen.
Die Verbesserung ist jedoch vor allem infolge der Anordnung zweier Mischwerkswellen
durch erheblichen mechanischen Mehraufwand erzielt worden, der sich in einer wesentlichen
Erhöhung des Gewichtes sowie der Anzahl der Verschleißteile des Mischers und seiner
Herstellungskosten bemerkbar macht.
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Weiterhin ist es bekannt, in einem trommelförmigen, liegenden Mischtrog
und einer koaxial darin angeordneten, Mischflügel tragenden Welle, die in den Stirnwänden
des Mischtroges gelagert ist, auf der Welle eine ebenfalls mit Mischflügeln besetzte
Hohlwelle anzuordnen, wobei die Zentralwelle und die Hohlwelle über voneinander
unabhängige Antriebe in gegenläufiger Richtung oder in umkehrbarer Richtung antreibbar
sind. Es können damit praktisch zwei Zonen unterschiedlicher Mischbedingungen im
Mischtrog geschaffen werden. Für pulvrige, faserige und flüssige Stoffe, für die
dieser Mischer in Verbindung mit besonders ausgebildeten Leichtstoff-Mischflügeln
geschaffen wurde, lassen sich damit bessere Mischergebnisse erzielen, als mit Einwellen-Mischern.
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Dagegen genügt die Leistung des Mischers nicht, wenn schwere Zuschlagstoffe
wie Sand, grober Kies und weitere Stoffanteile zu Beton verarbeitet werden sollen.
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Dieser Nachteil läßt sich auch mit anderen, für leichte und flüssige
Stoffe bekanntgewordenen Mischern
nicht beseitigen, bei denen eine
Mischerwelle senkrecht angeordnet ist, die einen Mischpropeller trägt und die eine
über dieser Welle laufende Hohlwelle mit einem weiteren Mischpropeller aufweist
oder bei denen je zwei Mischarm-Paare in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben
werden, wobei die Mischarme gegenläufiger Drehrichtung lose auf der Hauptantriebswelle
sitzen und an ihren Enden mit einem gesonderten Antriebsbügel verbunden sind.
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Der beim Mischen grober und schwerer Zuschlagstoffe auftretende hohe
Verschleiß macht den Einsatz solcher Mischer für die Betonbereitung unmöglich.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, im Vergleich
zu den bekannten Vorrichtungen verbesserte Mischergebnisse bei verkürzter Mischzeit
zu erreichen.
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Gattung, bei welcher die Welle in den Stirnseiten des Mischtroges gelagert ist und
von wenigstens einer ebenfalls mit Mischschaufeln besetzten Hohlwelle koaxial umgeben
ist, wobei die Zentralwelie und die Hohlwelle über voneinander unabhängige Antriebe
in gegenläufiger Richtung, mit unterschiedlicher Drehzahl oder in umkehrbarer Richtung
antreibbar sind.
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Die gestellte Aufgabe wird dabei erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Mischschaufeln in mehreren Paaren längs des Mischtroges verteilt auf den
Wellen angeordnet sind, wobei auf jeder Welle ein Schaufelpaar befestigt ist und
die aufeinandergelagerten Hohlwellen von Schaufelpaar zu Schaufelpaar einen zunehmenden
Durchmesser und eine abnehmende Länge aufweisen und die eine Mischtrogstirnseite
durchragenden Enden der Wellen mit je einem Antriebskettenrad versehen sind.
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Die maßgeblichen Vorteile der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung
liegen vor allem darin, daß bei relativ einfachem Aufbau der Mischwerkzeuge und
des Antriebes unterschiedliche Drehrichtungen der Mischschaufel-Paare bzw. bei gleicher
Drehrichtung unterschiedliche Drehzahlen für die Schaufelpaare ohne komplizierte
Getriebe oder Antriebshilfsmittel auch für Mischungen schwerer Zuschlagstoffe für
die Betonbereitung erreichbar sind und die gegenwärtig erforderlichen Mischzeiten
verkürzt werden. Dies wiederum ist vor allem bei Aufzugsmischern, welche in der
Betonbereitungstechnik häufig verwendet werden, von großem Vorteil, denn jede Verkürzung
der Mischzeit bedeutet bei diesen Schnellmischern eine direkte Erhöhung der Mischerleistung
bzw. bei gleichgehaltener Leistung eine mögliche Verkleinerung und damit Verbilligung
der Mischvorrichtung. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Mischvorrichtung
durch die Ausbildung einer Vielzahl verschiedener Mischzonen die Gefahr der Walzenbildung
und des Verklebens des Mischwerkes, die bei Einwellen-Trogmischern zumindest für
bestimmte Spezialmischungen besteht, völlig beseitigt.
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Entsprechend der Art der zu mischenden Stoffe und der Mischergröße
können Unterschiede in der Anordnung der Antriebsmotoren getroffen werden.
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Bei leichten Mischungen kann ein polumschaltbarer Motor genügen, der
über mehrere Ritzel antreibt. Bei Mischungen schwerer Stoffe werden zwei Motoren
mit entgegengesetzter Drehrichtung angeordnet, von denen jeder jeweils die Wellen
antreibt, die seiner Drehrichtung zugeordnet sind. Über unterschiedlich große Kettenräder
auf den Wellen lassen sich in ein-
facher Weise auch unterschiedliche Drehzahlen
auf die Mischschaufeln übertragen. Auch die Anzahl und die Anstellung der Mischschaufeln
auf den Wellen kann von Fall zu Fall verschieden gewählt und in Abhängigkeit von
den zu mischenden Stoffen geändert werden.
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Nachfolgend wird an Hand der Zeichnung ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Es zeigt F i g. 1 den Längsschnitt durch einen Einwellen-Trogmischer,
Fig.2 eine Seitenansicht der Mischvorrichtung nach F i g. 1, teilweise geschnitten.
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Der Mischtrog 1 ist für einen Aufzugsmischer trommelförmig ausgebildet
und mit einer Einfüll- sowie Auslauföffnung 2 versehen. Unterhalb der Einfüll- und
Auslauföffnung befindet sich die Führungsachse 3 mit Führungsrollen 4, die in den
(nicht dargestellten) Aufzugsschienen laufen. Weitere Führungsrollen 5 sind auf
der waagerecht den gesamten Mischtrog durchlaufenden Zentralwelle 6 angeordnet.
Diese Zentralwelle trägt im Inneren des Mischtroges das Schaufelpaar 7, 8. Beide
Schaufeln dieses Paares sind in gleicher Wirkungsrichtung 9 angestellt und laufen
im Drehsinn 10 der Zentralwelle. Im entgegengesetzten Drehsinn 11 bewegt sich das
Schaufelpaar 12, 13, welches mittels Schaufelhaltern 14 auf der Hohlwelle 15 angeordnet
ist. Die Hohlwelle 15 lagert frei drehbar im Lager 16 auf der Zentralwelle 6. Die
Schaufel 12 ist in der Wirkungsrichtung 17 entgegengesetzt der Wirkungsrichtung
18 der Schaufel 13 angestellt. In gleicher Wirkungsrichtung ist auf der Hohlwelle
19 das Schaufelpaar 20, 21 angestellt, welches im Drehsinn 10 umläuft. Die Hohlwelle
19 ist ihrerseits frei drehbar auf der Hohlwelle 15 gelagert. Ein weiteres Schaufelpaar
22, 23 befindet sich auf der Hohlwelle 24, ist in der dem Schaufelpaar 7, 8 entgegengesetzten
Wirkungsrichtung 18 angestellt und bewegt sich wiederum im entgegengesetzten Dreh
sinn 11 zum voraufgegangenen Schaufelpaar 20, 21. Die Hohlwelle 24 lagert frei drehbar
auf der Hohlwelle 19.
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Sämtliche Wellen sind auf einer Seite aus dem Mischtrog herausgezogen
und werden über Kettenräder, Zahnräder, Riemenscheiben od. dgl. angetrieben. Auf
der Zentralwelle 6 sitzt das Kettenrad 25, auf der Hohlwelle 15 das Kettenrad 26,
auf der Hohlwelle 19 das Kettenrad 27 und auf der Hohlwelle 24 schließlich das Kettenrad
28. Jeweils zwei Kettenräder, zwei Hohlwellen und zwei Schaufelpaare werden also
in gleichem Drehsinn und entgegengesetzt zu den übrigen dazwischen- bzw. danebenliegenden
Schaufelpaaren angetrieben. Dazu dienen die Motoren 29, 30, die an der Rückseite
der Mischvorrichtung angeordnet sund und die die zugeordneten Schaufelpaare im Drehsinn
10 bzw. im Drehsinn 11 treiben.
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Durch den von Schaufelpaar zu Schaufelpaar wechselnden Drehsinn und
die wechselnde Schaufelanstellung wird bei gleichzeitigem horizontalem Austausch
des Mischgutes ein äußerst intensiver Mischvorgang herbeigeführt. Mit der erfindungsgemäßen
Mischvorrichtung lassen sich deshalb die sonst üblichen Mischzeiten verkürzen bzw.
die sonst verwendeten Mischer verkleinern.
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Selbstverständlich können gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
Anderungen getroffen werden, ohne daß sich am Wesen der Erfindung etwas ändert.
So können beispielsweise mehr oder weniger
Schaufeln angeordnet
sein, die Schaufeln können eine andere Anstellung erhalten, oder die Gegenläufigkeit
der Schaufeln kann in einen gleichgerichteten Umlauf mit von Schaufelstufe zu Schaufelstufe
unterschiedlicher Drehzahl umgewandelt sein. Weiterhin kann anstatt zweier Antriebsmotoren
unter Umständen ein einziger Motor vorgesehen werden.