DE69412115T2

DE69412115T2 - Mischer

Info

Publication number: DE69412115T2
Application number: DE69412115T
Authority: DE
Inventors: Iwer Dk-6792 Roemoe Dall
Original assignee: Skako AS
Current assignee: Skako AS
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2014-10-21
Also published as: ATE168924T1; DE69412115D1; EP0724511B1; WO1995011120A1; EP0724511A1; CA2174639A1; ES2121233T3; DK0724511T3; DK118393D0; AU7936894A

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer für ein Material, wie beispielsweise Beton und sie umfaßt eine Rühreinheit sowie einen Mischbehälter mit einer verschließbaren Abgabeöffnung.
Ein typisches Beispiel eines Mischers dieses Typs ist ein Betonmischer. Wenn eine Beschickung in einem solchen Betonmischer zu mischen ist, so werden zunächst Zuschlagstoffe, gewöhnlicherweise in der Form von Steinen und Sand, hinzugefügt und sodann wird der Zement unter fortgesetzter Trockenmischung hinzugefügt. Schließlich werden wahlweise Zusätze plus Wasser hinzugefügt und der Mischprozeß setzt sich nunmehr als eine Naßmischung fort, bis die Betonmischung den gewünschten Bereitschaftszustand für die Verwendung erreicht hat. Bis dahin sind häufig ungefähr 2,5 Minuten von dem Moment an verstrichen, wo die Füllung ausgelöst wurde.
Dann wird die Abgabeöffnung geöffnet, um den Behälter zu entleeren. Zu dieser Zeit ist die Betonmischung in einem nahezu steifen und sehr viskosen Zustand, der den Abgabeprozeß behindert und zur Folge hat; daß die Zeit, die zur Abgabe benötigt wird, relativ lang ist. Daher ist es nicht ungewöhnlich, daß die tatsächliche Abgabe alleine ungefähr 3/4 Minuten braucht, bzw. eine Zeit in der Größenordnung von 30% der tatsächlichen Beschickungs- und Mischzeit benötigt.
Hierzu sollte das Problem der vollständigen Entleerung der Betonmischung aus dem Behälter hinzugefügt werden. Sogar bei einem solchen hohen Zeitverbrauch hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die Leerung der bekannten Betonmischer sehr wohl Reste von bis zu 2% bei jeder Entleerung zurücklassen kann. Dieser Umstand ist nicht nur äußerst unglücklich aus ökonomischen Gründen, sondern kann darüber hinaus zur Folge haben, daß eine ungleichmäßige und schlechte Qualität dem Beton auferlegt wird, da frisch hinzugefügte Materialien unkontrollierbar mit Resten aus den vorangehenden Mischzyklen gemischt werden.
Es ist versucht worden, die obigen Probleme mittels eines Mischers zu lösen, der in dem schwedischen Patent 225 460 (= DE-A-16 83 819) beschrieben und gezeigt ist. In diesem Fall trägt die vertikale Welle der Rühreinheit schwenkbar eine Auswurfeinrichtung in der Form einer rechteckförmigen Platte, die sich vertikal von dem Boden des Behälters bis zu der maximalen Höhe der Mischung erstreckt. Die Schwenkwelle der Platte ist irgendwo zwischen der Mitte des Mischbehälters und seiner Seitenwand angeordnet, wobei eine vorgespannte Feder vorgesehen ist, die so ausgelegt ist, daß sie die Platte nach außen quer zu der Drehrichtung der Rühreinheit zu schwenken versucht. Die Kraft der Feder ist jedoch nicht so groß, daß sie den Widerstand überwinden kann, welche die Platte antrifft, wenn sie durch das Material während des Mischprozesses angetrieben wird. Während dieses Prozesses ist daher die Platte automatisch in Drehrichtung ausgerichtet.
Wenn der Behälter zu leeren ist, so wird die Abgabeöffnung im Boden geöffnet und das Material beginnt sodann aus dem Behälter in der normalen Weise zu laufen. Der Pegel des Materials sinkt hierbei allmählich unter die Oberkante der Platte ab, so daß der Druck des Materials auf die Platte fortnehmend abnimmt, wodurch sie veranlaßt wird, nach außen zu schwenken und quer zu der Drehrichtung in der endgültigen Phase gedreht wird, wo der Behälter leer oder nahezu leer ist.
Dieser Aufbau kann eine gewisse Reduzierung in der Abgabezeit im Hinblick auf den zuvor bekannten Stand der Technik vorgeben, aber die auf diese Weise gewonnene Zeit ist relativ bescheiden. Der Grund liegt darin, daß die Platte ansich nur in der Lage ist, zu der Entleerung des Behälters in dem Maße beizutragen, wie das Material in dem Behälter absinkt. Nur in der Schlußphase, wenn der Behälter leer oder nahezu leer ist, ist die Platte verhältnismäßig wirksam.
Während der Füllung und anfänglich ebenfalls während des Mischprozesses, wird sich die Platte nahezu im Weg befinden und das Bestreben besitzen, die Gesamtzeit zu erhöhen, die für den Mischprozeß erforderlich ist.
Ein anderer Nachteil dieser bekannten Struktur liegt darin, daß es keinen oder nur einen beschränkten Platz für die Abgabeplatte in einem Betonmischer gibt, der auf einem Planetengetriebe beruht, welches Mischsterne besitzt, deren Blätter die Mitte des Mischbehälters während des Mischprozesses durchlaufen. Ein solcher Betonmischer arbeitet typischerweise gemäß einem Gegenfluß-Mischprinzip, wo der Materialfluß in einer Weise stattfindet, die vollständig unterschiedlich zu der der bekannten Struktur ist, welche eine gewöhnliche Rühreinheit verwendet, die drehbar auf einer zentralen Achse gelagert ist. Bei dem Gegenfluß-Mischprinzip wird die Abgabeplatte nicht in der Weise ausgerichtet sein, wie sie in der Patentbeschreibung gefordert wird bzw. in der Richtung der Drehung während des Mischprozesses. Im Gegenteil wird der weit kompliziertere Fließzustand, der bei einer Gegenfluß-Mischung vorliegt, das Bestreben besitzen, das Abgabeblatt andere Positionen einnehmen zu lassen, wo es den beabsichtigten Fluß behindern und die Wirksamkeit des Mischprozesses reduzieren kann.
Demgemäß liegt ein Bedürfnis nach einem Mischer des in dem Eingangsabsatz erwähnten Typs vor, der eine Einrichtung besitzt, die in der Lage ist, eine schnellere Entleerung mit geringeren Materialresten als zuvor bekannt sowohl bei einem gewöhnlichen Mischprozeß als auch bei einem Gegenfluß-Mischprozeß vorzugeben.
Dieses Problem wird gemäß der Erfindung gelöst mittels eines Kratzmechanismus, der zum Beschreiben einer Bahnbewegung um eine zentrale Achse in dem Behälter durch die im Betrieb befindliche Rühreinheit veranlaßt wird und der wenigstens ein Kratzblatt über das Material während des Mischens anheben kann und es während der Entleerung absenken kann. Dieser Aufbau stellt sicher, daß das Kratzblatt gänzlich frei von Material ist, während der Mischbehälter gefüllt wird und das Material gemischt wird, so daß dieser Teil des Prozesses in keiner Weise durch die Gegenwart des Kratzblattes gestört wird. Diese Eigenschaft ist von entscheidender Wichtigkeit, insbesondere wenn die Mischung gemäß dem Gegenflußprinzip stattfindet. Während der Entleerung ist das Kratzblatt von Beginn an wirksam. Die Entleerungszeit wird hierdurch auf ein Minimum gebracht.
Der Mischbehälter besitzt typischerweise eine runde Seitenwand und einen Boden, der ihn nach unten verschließt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Kratzblatt im abgesenkten Zustand einen negativen spitzen Winkel mit einem Radius durch die Innenkante des Blattes bildet, wobei die Außenkante an oder in der Nähe der Seitenwand vorliegt.
Damit der Boden vollständig sauber von Resten abgekratzt wird, ist es darüber hinaus wichtig, das Kratzblatt mit seiner Unterkante in der Nähe des Bodens zu positionieren. Da das Kratzblatt im wesentlichen quer zu der Drehrichtung verläuft, stößt es bei jeder Drehung das Material vor sich her. Dank des negativen spitzen Winkels mit dem Radius, wird dieses Material gleichzeitig nach außen zu dem Umfang gestoßen und wenn das Kratzblatt auf die Abgabeöffnung trifft, die gewöhnlicherweise in einem Bereich der Seitenwand positioniert ist, fällt das Material durch diese Öffnung nach draußen.
Bei der Gegenflußmischung verlaufen die Blätter der Mischsterne durch die Mitte und stellen hierdurch sicher, daß keine Reste in diesem Bereich zurückgelassen werden, obgleich sich das Kratzblatt selbst nicht über die Mitte hinaus erstreckt. Das Kratzblatt stellt hierdurch wahlweise in Zusammenarbeit mit herkömmlichen Seitenschabern eine rasche und effektive Leerung und Reinigung des Mischbehälters bei jedem Mischzyklus sicher.
Ein sehr wirksamer Mischer ist in der europäischen Patentanmeldung 89 908 400.8 (= EP-A-0 430 967; = WO 90/00930) der Anmelderin beschrieben. Bei diesem Mischer, der nach dem Gegenfluß-Mischprinzip arbeitet, beruht die Rühreinheit auf einem Planetengetriebe mit einem ringförmigen Planetengehäuse, welches zur Drehung um eine zentrale Achse mittels eines oder mehrerer Motore während der Drehung veranlaßt wird. Dieses Planetengehäuse lagert drehbar Mischsterne, welche sich im Zahnradeingriff mit dem stationären Sonnenrad des Planetengetriebes befinden und daher in bezug auf das Planetengehäuse sich drehen, wenn dieses um die zentrale Achse dreht. Die Mischsterne tragen Blätter, welche direkt dazu dienen, das Material zu mischen.
Bei diesem Aufbau kann der Kratzmechanismus vorteilhaft auf dem ringförmigen Planetengehäuse vorgesehen sein. Der Kratzmechanismus und hierdurch das Kratzblatt folgen sodann der Drehung des Planetengehäuses und befindet sich immer in einer unveränderlichen relativen Entfernung - in vertikaler Projektion gesehen - von den sich drehenden Mischsternen und ihren Blättern. Sowohl die Mischsterne als auch das Kratzblatt müssen einen großen Aktionsradius besitzen, um in der Lage zu sein, das gesamte Material während des Mischprozesses zu berühren und danach in der Lage zu sein, diese schnell und wirksam abzugeben. Die Mischblätter und das Kratzblatt werden daher eng beieinander arbeiten. Obige Anordnung stellt wirksam sicher, daß die Blätter und der Kratzmechanismus mit seinem Kratzblatt im Betrieb nicht miteinander kollidieren.
Wenn der Kratzmechanismus auf dem Planetengehäuse vorgesehen ist, so kann er in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Anhebestange besitzen, die schwenkbar an einem Schwenkpunkt gelagert ist, der an dem Planetengehäuse vorgesehen ist. Das andere Ende der Anhebestange trägt sodann das Kratzblatt und ein Antriebsmechanismus ist zwischen dem Planetengetriebe und der Anhebestange wirksam, um die Anhebestange nach oben und unten zwischen einer unteren Abgabeposition und einer oberen freien Position zu schwenken. Dieser Aufbau ist einfach und derb und von einer Größe, die es gestattet, ihn leicht in dem eingeengten Raum zwischen den Mischsternen und den Seitenschabern anzuordnen.
In einem besonders einfachen Ausführungsbeispiel kann der Antriebsmechanismus ein pneumatischer oder hydraulischer Antriebszylinder sein. In einer anderen und besonders nützlichen Ausführungsform des Antriebsmechanismus besteht dieser Mechanismus aus einer kombinierten Stange- und Zahnradverbindung, die mit dem Hauptzahnrad des Planetengehäuses durch eine dynamische Bremse in Eingriff und außer Eingriff gebracht werden kann, wodurch der Kratzmechanismus veranlaßt wird, das Kratzblatt entsprechend abzusenken und anzuheben. Die einzige, in diesem Zusammenhang direkt betätigte Komponente, ist die Bremse, die stationär an dem Mischbehälter gelagert ist. Die Bremse kann daher leicht mit eine Leistungsquelle verbunden werden, während es etwas schwieriger ist, eine Leistungsversorgung zu den oben erwähnten pneumatischen oder hydraulischen Antriebszylindern über das Planetengehäuse zu verlegen, das drehbar in dem Mischbehälter gelagert ist.
Die Bremse kann ein pneumatischer oder hydraulischer Antriebszylinder sein mit einem Kolben, der im aktivierten Zustand als eine Bremsscheibe gegen eine andere Bremsscheibe dient, die mit der kombinierten Stangen- und Zahnradverbindung des Antriebsmechanismus verbunden ist. Im aktivierten Zustand übertragen die zwei Bremsscheiben die erforderliche Kraft mittels Reibung, wobei sie gleichzeitig gleitend in bezug aufeinander rotieren. Eine Brems-Auskleidung kann vorteilhafterweise zwischen den Bremsscheiben angeordnet sein.
Ebenso kann eine herkömmliche hydraulische Bremse oder eine Magnetbremse als eine Bremse verwendet werden. Der Antriebsmechanismus kann allgemein dadurch gekennzeichnet werden, daß er in der Lage sein muß, das Kratzblatt gegen den Boden des Mischbehälters beim Bremsen abzusenken und das Kratzblatt in seine obere Position anzuheben, wenn die Bremsung aufhört.
Die Erfindung wird vollständiger durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele erläutert, die nur als Beispiele dienen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Betonmischer ist, wobei der oberste Teil entfernt ist und der eine Rühreinheit besitzt, die auf der Grundlage eines Planetengetriebes aufgebaut ist und gemäß dem Gegenfluß- Mischprinzip arbeitet,
Fig. 2 eine seitliche teilweise geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles eines Kratzmechanismus ist,
Fig. 3 die gleiche Ansicht zeigt aber mit einem anderen Ausführungsbeispiel eines Kratzmechanismus, wobei die Mischsterne der Fig. 1 und 2 entfernt sind,
Fig. 4 eine seitliche teilweise geschnittene Ansicht des Antriebsmechanismus ist, der dem Kratzmechanismus von Fig. 3 zugeordnet ist, und
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Antriebsmechanismus von Fig. 4 ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Betonmischer, der allgemein mit 1 bezeichnet ist. Dieser Betonmischer ist von der Art, wie er in der europäischen Patentanmeldung 89 908 400.8 "A method and an apparatus for mixing materials" beschrieben ist. Der Betonmischer umfaßt einen Mischbehälter 2 mit einer Seitenwand 3 und einem Boden 4. Der Mischbehälter dient der Aufnahme des zu mischenden Materials, das den Pegel N erreicht, wenn der Behälter gefüllt ist. Nach oben ist der Behälter durch eine starre Abdeckung 5 abgedeckt, die eine Rühreinheit 6 und ein zentrales Rohr 7 trägt, durch welches die zu mischenden Materialien dem Mischbehälter zugeführt werden. Ferner ist der Boden 4 des Mischbehälters mit einer Abgabeöffnung 8 (Fig. 1) für die Entfernung des gemischten Betons versehen.
Die Rühreinheit ist auf der Grundlage eines Planetengetriebes 9 (Fig. 2) aufgebaut, das ein ringförmiges Planetengehäuse 10 besitzt, welches drehbar an der Abdeckung 5 gelagert ist. Eine obere Platte 11, die oben an der Abdeckung 5 befestigt ist, trägt zwei Motore 12, von denen jeder mit einem Getriebe 13 verbunden ist, das eine Ausgangswelle 14 mit einem Antriebszahnrad 15 besitzt, welches in einen äußeren Zahnkranz 16 an dem Planetengehäuse 10 eingreift. Ein Isolierschirm 17 für die Geräuschdämpfung des Getriebes 13 ist um das Getriebe 13 angeordnet.
Zwei Ausgangswellen 18 sind nach unten an dem Planetengehäuse 10 gelagert. Ein Zahnrad 19, welches in das stationäre Sonnenrad 20 des Planetengetriebes eingreift, ist oben auf jeder der Ausgangswellen angeordnet. Das untere Ende einer jeden Ausgangswelle 18 trägt einen Mischstern 21 mit geneigten, nach unten gerichteten Armen 22, an deren unterem Ende Mischblätter 23 nahe des Bodens 4 lagern.
Ferner lagert das Planetengehäuse 10 Seitenschaber 24, die entlang der Seitenwand 3 gezogen werden und die dazu dienen, Material abzukratzen, das an der Seitenwand haften kann.
Wenn die Motoren 12 angeschlossen sind, so veranlassen sie das ringförmige Planetengehäuse 10 zur Drehung mit einer Drehgeschwindigkeit, die typischerweise 10 Umdrehungen pro Minuten in der obigen europäischen Patentanmeldung beträgt. Gleichzeitig werden die Mischsterne 21 veranlaßt, sich gegen den Fluß in der durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigten Richtung zu drehen, da sich das Zahnrad in Eingriff mit dem stationären Sonnenrad 20 befindet. Die Mischsterne besitzen geringfügig unterschiedliche Durchmesser und drehen dementsprechend mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten entsprechend 43 und 48 Umdrehungen pro Minute. Dies führt zu der größtmöglichen Mischleistung, da die Mischblätter über die Mitte des Mischbehälters verlaufen und in Kontakt mit dem gesamten, in dem Mischbehälter vorliegendem Material gelangen. Somit besitzen die Mischsterne 21 einen beträchtlichen Wirkungsradius und zusammen mit den Seitenschabern 24 beschränken sie daher den verfügbaren Raum in dem Behälter für den Einschluß von anderen Komponenten.
Der Mischbehälter 2 nimmt darüber hinaus einen Schabermechanismus 25 auf, der mittels eines Bügels 26 auf dem Planetengehäuse 10 gelagert ist. Der Bügel besitzt einen Schwenkpunkt 27, um welchen eine Anhebestange 28 auf und abschwenken kann. Ein Kratzblatt 29, dessen Funktion vollständiger unten beschrieben wird, ist an dem gegenüberliegenden Ende des Gelenkes 27 bzw. an dem freien Ende der Anhebestange 28 vorgesehen. Ein pneumatischer bzw. ein hydraulischer Antriebszylinder 30 arbeitet zwischen dem Bügel 26 und der Anhebestange 28. Dieser Antriebszylinder ist schwenkbar an dem Bügel 26 mittels eines Gelenkes 31 aufgehängt. Die Kolbenstange 32 des Zylinders ist gleichzeitig mit einem Punkt an der Anhebestange 28 mittels eines anderen Gelenkes 33 verbunden. Wie gezeigt, ist das Gelenk 31 des Antriebszylinders im Abstand oberhalb des Gelenkes 27 der Anhebestange angeordnet, so daß der Antriebszylinder, wenn er betätigt wird, die Anhebestange 28 mit einem Moment um das Gelenk 27 beeinflußt und hierdurch den Schaber 29 von der Bodenposition gemäß Fig. 2 in eine Position oberhalb des Materialpegels N und umgekehrt schwenken kann.
Wenn eine Materialbeschickung in fertigen Beton zu mischen ist, werden zunächst die Motore 12 angeschlossen. Die Motore veranlassen hierdurch das Planetengehäuse 10 zur Drehung über den Zahnradeingriff zwischen dem Antriebszahnrad 15 und dem Zahnkranz 16 an dem Planetengehäuse. Die Seitenschaber 24 werden entlang der Seitenwand 3 des Mischbehälters mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie das Planetengehäuse entlanggezogen und die Mischsterne 21 mit den Mischblättern 23 werden gleichzeitig zur Drehung in bezug auf das Planetengehäuse veranlaßt, aufgrund des Zahnradeingriffes zwischen dem Zahnrad 19 der Mischsterne und dem stationären Sonnenrad 20. Das Kratzblatt 29 ist durch den Antriebszylinder über den Pegel N angehoben worden, den das Material erreicht, wenn der Behälter gefüllt ist. In dieser Position greift das Kratzblatt nicht in den Mischprozeß ein, der daher optimal ablaufen kann.
In dem Betonmischer-Aufbau gemäß Fig. 2 werden die Materialien durch das zentrale Rohr 7 zugeführt. Es ist jedoch keine Bedingung der vorliegenden Erfindung, daß die Materialien in dieser Weise zugeführt werden. Andere Ausführungsformen des Betonmischer-Aufbaus können z. B. seitliche Öffnungen (nicht gezeigt) für die Einführung der Materialien besitzen.
Die Bestandteile aus Stein und Sand werden zunächst zugeführt und trocken gemischt. Sodann wird Zement bei fortgesetzter Trockenmischung hinzugefügt und schließlich werden wahlweise Zusätze sowie Wasser hinzugefügt und dann wird der gesamte Betrag an Material naß gemischt, bis die Mischung zur Verwendung fertig ist. Die gesamte Zeitperiode, die für diesen Teil des Mischzyklus aufgewendet wird, liegt typischerweise bei ungefähr 2,5 Minuten.
Sobald der aktuelle Mischprozeß beendet worden ist, wird die Abgabeöffnung 8 geöffnet und der Antriebszylinder 30 aktiviert. Dies löst die Abgabe aus, welche ohne Anhalten der Motore 12 stattfindet. Die Seitenschaber 24 und die Mischsterne 21 fahren daher in ihrer Arbeit in der gleichen Weise wie während des aktuellen Mischprozesses fort.
Der nun betätigte Antriebszylinder 30 schwenkt die Anhebestange 28 nach unten, so daß das Kratzblatt 29 nach unten gegen den Boden 4 des Mischbehälters 2 gedrückt wird, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Das Kratzblatt 29 wird nunmehr in der Betonmischung mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Planetengehäuse 10 gedreht. Das Kratzblatt arbeitet als eine Art von Hobel, der die Betonmischung vor sich um sich herumschiebt, während die Betonmischung nach außen zu der Seitenwand bewegt wird. Die letztere Funktion beruht auf der Tatsache, daß, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, das Kratzblatt 29 mit einer spitzen nach hinten gerichteten Neigung in bezug auf die Drehrichtung positioniert ist bzw. mit einem negativen Winkel α in bezug auf einen Radius durch die innere Kante des Kratzblattes.
Die gewöhnlicherweise steife Betonmischung besitzt eine sehr viskose Konsistenz und kann daher normalerweise nur langsam aus dem Mischbehälter abgegeben werden. Nunmehr findet die Leerung als ein kombinierter Prozeß statt, während welchem das Kratzblatt mit den Seitenschabern und den Blättern der Mischsterne zusammenarbeitet. Die Seitenschaber ziehen die Betonmischung von der Seitenwand 3 des Behälters herunter, während die Blätter der rotierenden Mischsterne die Betonmischung, die oberhalb des zentralen Bereiches des Bodens 4 vorliegt, in eine äußere Richtung bewegen, so daß ebenfalls dieser Teil der Betonmischung in der Reichweite des Kratzblattes 29 liegt, das sich daher nicht über die Mitte hinaus erstrecken muß.
Der Gesamteffekt der oben erwähnten Anordnung ist sehr gut. Es ist somit gefunden worden, daß ein typischer Betonmischbehälter vollständig nach gerade 3 - 5 Drehungen des Planetengehäuses 10 entladen werden kann. Die in dem Mischbehälter zurückbleibenden Reste gehen auf 0,1-0,2% herunter, während Reste von bis zu 2% bei jeder Leerung häufig in entsprechenden Betonmischern ohne einen Kratzmechanismus mit einem Kratzblatt zurückgelassen wurden. Die Reduzierung der Zeit bei der Abgabe ist beträchtlich und liegt in der Größenordnung 10-15 Sekunden oder 30-40%. Die aufgewendete Zeit für einen gesamten Mischzyklus kann hierdurch um ungefähr 10% vermindert werden, während die Reste um mehr als 90% vermindert werden.
In dem Ausführungsbeispiel des Kratzmechanismus, wie er in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, muß die Druckluft oder das Öl zu dem Antriebszylinder über eine drehbare Rohrverbindung zugeführt werden, da der gesamte Kratzmechanismus auf dem Planetengehäuse 10 gelagert ist, welches in bezug auf den Mischbehälter 2 im Betrieb rotiert. Es ist relativ schwierig, solch eine drehbare Rohrverbindung vorzugeben, speziell wenn der zentrale Bereich des Betonmischers durch das zentrale Rohr 7 für die Materialbeschickung besetzt ist. Dieser Nachteil wird gelöst durch das Ausführungsbeispiel des Kratzmechanismus, welches in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt ist.
In diesem Fall ist das Kratzblatt 29 ebenfalls an dem Ende einer Anhebestange 28 angeordnet, die in der Lage ist, auf und ab um ein Gelenk 27 an einem Bügel 26 zu schwenken, der fest auf dem Planetengehäuse 10 angeordnet ist. Dieser gesamte Teil des Kratzmechanismus wird daher in dem Mischbehälter mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie das Planetengehäuse gedreht.
Beabstandet von dem Gelenk 27 ist die Anhebestange 28 schwenkbar über ein Gelenk 46 mit einer Verbindungsstange 34 verbunden, welche ihrerseits schwenkbar mit einem Momentenarm 35 über ein anderes Gelenk 47 verbunden ist. Der Momentenarm 35 selbst ist zur Momentübertragung mit einer horizontalen Welle 36 verbunden, die drehbar in dem Planetengehäuse 10 gelagert ist. Eine Schraubenfeder 37 ist um die Welle 36 gewickelt und durch eine Federkraft vorgespannt, die auf die Anhebestange 28 in der Anheberichtung über den Momentenarm 35 und die Verbindungsstange 34 einwirkt und die eine ausreichend große Kraft besitzt, um das Kratzblatt 29 über den Materialpegel N anzuheben.
Ein erstes Zahnsegment 36 ist auf dem Ende der Welle 26 gegenüber dem Momentenarm 35 befestigt und befindet sich im Eingriff mit einem zweiten Zahnsegment 39, welches auf der Unterseite eines Zahnkranzes 40 befestigt ist. Dieser Zahnkranz 40 ist seinerseits drehbar auf dem Planetengehäuse 10 in einem Bereich unterhalb seines Zahnkranzes 16 gelagert. Der Zahnkranz ist mit einem Schlitz 44 versehen, der sich konzentrisch zu dem Zahnkranz 40 und dem Planetengehäuse 10 erstreckt. Ein Stift 45, welcher wie am besten in Fig. 5 gezeigt, sich frei nach oben in den Schlitz 44 erstreckt, ist darüber hinaus auf dem Planetengehäuse 10 befestigt. Die Drehung des Zahnkranzes 40 in bezug auf das Planetengehäuse 10 ist hierdurch auf einen Winkel beschränkt, dessen Größe durch die relative Verschiebung des Stiftes 45 in dem Schlitz 44 festgelegt ist, der durch die Schlitzenden 44a und 44b entsprechend angehalten wird.
Eine vertikale Welle 41 ist drehbar auf einem stationären Teile des Mischbehälters gelagert. Ein Zahnrad 42, das in den Zahnkranz 40 eingreift, ist an dem unteren Ende dieser Welle angeordnet. Das obere Ende der Welle 41 ist durch eine dynamische Bremse 43 beeinflußt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist diese Bremse auf der oberen Platte 11 angeordnet, die eine starre Komponente des Mischbehälters 2 bildet. Die Bremse 43 mit zugeordneten Teilen nimmt daher nicht an der Drehung des Planetengehäuses 10 im Betrieb teil.
Im gezeigten Fall besteht die Bremse aus einem pneumatischen oder hydraulischen Antriebszylinder 48 mit einem Kolben 49, der axial auf und ab in dem Zylinder 48 bewegt werden kann, der aber gegen Drehung mittels eines Nockens und einer Nockenführung 53 gesichert ist. Wenn der Antriebszylinder 48 vom Druck befreit wird, so wird der Kolben 49 nach oben in das obere Ende des Zylinders 48 durch eine Kompressionsfeder 52 gestoßen. Der Kolben dient als eine erste Bremsscheibe 49. Das obere Ende der Welle 41 ist als eine zweite Bremsscheibe 50 mit einer Bremsauskleidung 51 geformt. Der Antriebszylinder empfängt Druckluft oder Öl über eine Leitung 55, welche mit dem Antriebszylinder mittels eines Anschlusses 54 verbunden ist. Ferner ist ein Ventil 56 in die Leitung 55 eingesetzt.
Die vorstehend beschriebene Bremse kann ebenfalls in der Weise angeordnet werden, daß der Kolben oder die erste Bremsscheibe axial gleitend angeordnet sind, aber gegen Drehung auf dem oberen Ende der Welle 36 gesichert sind, während die zweite Bremsscheibe stationär in dem Antriebszylinder befestigt ist. Der in Fig. 4 gezeigte Antriebszylinder ist einfach wirkend mit einer Druckfeder 52 für die Rückholbewegung. Stattdessen kann ein doppelt wirkender Zylinder verwendet werden, um den Kolben in beiden Richtungen zu verschieben.
Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Bremsaufbau können ebenfalls andere Bremstypen verwendet werden, z. B. hydraulische Bremsen oder Magnetbremsen. Die Bremsen müssen jedoch in allen Fällen dynamisch sein. Sie müssen daher z. B. zwei Bremsscheiben besitzen, von denen eine fest gegen Drehung in der Bremse gelagert ist und die andere fest gegen Drehung auf der Welle 41 angeordnet ist. Wenn die Bremse betätigt wird und die Bremsscheiben hierdurch gegenseitig in Eingriff gebracht werden, so müssen sie in der Lage sein, ein hinreichend großes Reibungsmoment zu übertragen, um das Kratzblatt 29 über den Kratzmechanismus nach unten durch eine Betonmischung in den Behälter gegen seinen Boden 4 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 37 zu steuern. Das Reibungsmoment darf jedoch nicht so groß sein, daß die Drehung des Planetengehäuses 10 dann beeinträchtigt würde, wenn der Stift 45 an dem Ende 44b des Schlitzes 44 anschlägt und das Planetengehäuse 10 hierdurch den Zahnkranz 40 in Drehbewegung bringt. Dank des Zahnradeingriffes zwischen dem Zahnkranz 40 und dem Zahnrad 42 beginnt sich nun die Welle 41 ebenfalls zu drehen, so daß die zwei Bremsscheiben gleitend in bezug aufeinander rotieren und das Reibungsmoment überwinden, das aufgrund der angelegten Bremskraft auftritt.
Es sei vermerkt, daß ein Bremsmoment, das in gleicher Weise eine gegenseitige Bewegung zwischen zwei Bremsteilen ermöglicht, ebenfalls auf andere Weise erhalten werden kann, z. B. mittels einer Pumpe in einem Flüssigkeitskreis, der gedrosselt wird, wenn die Bremse zu betätigen ist.
Wenn eine Materialbeschickung zu fertigem Beton gemischt worden ist, so wird die Abgabeöffnung 8 in dem Boden 4 des Behälters geöffnet und es wird ebenfalls das Ventil 56 geöffnet, so daß der Kolben bzw. die erste Bremsscheibe 49 nach unten bewegt wird, um reibend die Bremsauskleidung 51 auf der zweiten Bremsscheibe 50 zu berühren. Die zwei Bremsscheiben werden nun gegeneinander durch einen Druck gepreßt, der durch den Druck über der ersten Bremsscheibe 49 und ihrem Durchmesser festgelegt ist. Das Bremsmoment wird über die zweite Bremsscheibe 50, die Welle 41 und das Zahnrad 42 auf den Zahnkranz 40 übertragen. Dies hält die Drehung des Zahnkranzes 40 in bezug auf das Planetengehäuse 10 an, welches sich weiterdreht.
Bis hier hat das Kratzblatt in seiner oberen Position über dem Materialpegel N gelegen. Diese Position wird immer beibehalten, wenn die Bremse nicht aktiviert ist. Die vorgespannte Schraubenfeder 37 wird sodann den Momentenarm 35 in Uhrzeigerrichtung (Fig. 5) drehen und wird hierdurch die schwenkbare Stange 28 und somit das Kratzblatt 29 über diesen Pegel über die Verbindungsstange 34 anheben. Das erste Zahnsegment 38 ist gleichzeitig im Uhrzeigersinn gedreht worden, so daß der Zahnkranz 40 aufgrund des Zahneingriffes zwischen den ersten und zweiten Zahnsegmenten 38, 39 im Gegenuhrzeigersinn in bezug auf das Planetengehäuse 10 gedreht worden ist, bis der Stift 45 an dem Ende 44a des Schlitzes 44 anschlägt.
Wenn der Zahnkranz 40 durch den Bremseffekt abgebremst wird, was wie oben beschrieben geschieht, wenn die Bremse 43 aktiviert wird, so rotiert nunmehr der Zahnkranz 40 im Uhrzeigersinn in bezug auf das Planetengehäuse 10, bis der Stift 45 an dem anderen Ende 44b des Schlitzes 44 anschlägt.
Während der Wanderung, die durch den Stift 45 zwischen den zwei Enden 44a, 44b des Schlitzes 44 ausgeführt wird, dreht nunmehr das erste Zahnsegment im Gegenuhrzeigersinn aufgrund des Zahneingriffes mit dem zweiten Zahnsegment 39 an dem Zahnkranz 40, so daß das Kratzblatt 49 zu dem Boden 4 des Behälters abgesenkt wird gegen die Federkraft der Schraubenfeder 37. Die Anhebehöhe des Kratzblattes wird durch die Länge des Schlitzes 44 festgelegt.
Wie erkennbar, wird das Kratzblatt 29 in seiner oberen Position mittels einer passiven Kraft gehalten, die durch die vorgespannte Schraubenfeder 37 angelegt wird, wenn die Bremse nicht betätigt ist. Dies ist der Fall, wenn der Betonmischer stillsteht und während des Teils des Arbeitszyklus, wo die Beschickung und Mischung stattfindet. Der Kratzmechanismus verwendet während dieser Zeit keine Energie. Andererseits, wenn die Bremse aktiviert ist, so wird das Kratzblatt nach unten in seine untere Position mittels einer aktiven Kraft gesteuert, die von dem Planetengetriebe und daher von den Motoren 12 übertragen wird. In dieser Verbindung arbeitet die Bremse unmittelbar als ein Servomechanismus.
Ein bestimmter Reibungsverlust zwischen den Bremsscheiben tritt während des Abgabeprozesses auf, aber dieser Verlust ist ziemlich bescheiden, da die Bremse in ihrer Fähigkeit als Servomechanismus nicht irgendeinen großen Bremsdruck benötigt und da der Abgabeprozeß nur während eines geringen Teiles der Zeit des gesamten Mischzyklus auftritt.
Ein besonderer Vorteil, der mittels dieses zweiten Ausführungsbeispieles des Kratzmechanismus erhalten wird, liegt darin, daß es nur erforderlich ist, Leistung der Bremse zuzuführen, um den Kratzmechanismus zu aktivieren. Da die Bremse stationär in bezug auf den Mischer angeordnet ist, wird die mühsame drehbare Rohrverbindung vermieden, die erforderlich ist, um Leistung dem Kratzmechanismus des ersten Ausführungsbeispieles zuzuführen, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist.
Wie zuvor erwähnt, liefert der Kratzmechanismus der Erfindung eine beträchtliche Verminderung in der Zeit, die benötigt wird, um den Mischbehälter vollständig zu entleeren. Diese Zeit kann weiter vermindert werden durch Anordnung von zwei oder mehr Kratzmechanismen in dem Mischbehälter anstelle von nur einem.
Die Erfindung ist oben mittels eines Betonmischers verdeutlicht worden. Die Erfindung kann jedoch im Zusammenhang mit anderen Mischern und für viele andere Materialien angewendet werden, wo eine rasche und vollständige Entleerung des Mischbehälters erwünscht ist.

Claims

1. Mischer (1) für ein Material, wie zum Beispiel Beton und umfassend eine Rühreinheit (6) sowie einen Mischbehälter (2) mit einer verschließbaren Abgabeöffnung (8), wobei der Mischer ferner einen Kratzmechanismus (25) umfaßt, der zum Beschreiben einer Bahnbewegung um eine zentrale Achse in dem Behälter (2) durch die Rühreinheit veranlaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kratzmechanismus (25) in der Lage ist, wenigstens ein Kratzblatt (29) in eine Position oberhalb des Materials während des Mischens anzuheben und das wenigstens eine Kratzblatt (29) in das Material in eine Position nahe des Bodens (4) des Behälters (2) abzusenken, wenn die Abgabe des Materials ausgelöst wird.

2. Mischer nach Anspruch 1, wobei der Mischbehälter (2) eine runde Seitenwand (3) und einen ihn nach unten abschließenden Boden (4) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kratzblatt (29) in abgesenktem Zustand einen negativen spitzen Winkel mit einem Radius durch die Innenkante des Blattes (29) bildet, wobei die Außenkante an oder in der Nähe der Seitenwand (3) vorliegt.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rühreinheit (6) auf der Basis eines Planetengetriebes (9) mit einem ringförmigen Planetengehäuse (10) aufgebaut ist, welches konzentrisch um die zentrale Achse des Mischbehälters angeordnet ist und veranlaßt werden kann, sich um die Achse mittels wenigstens eines Motors (12) zudrehen und bei welcher wenigstens eine Ausgangswelle in einer Entfernung von der Achse drehbar gelagert ist, wobei die Ausgangswelle durch ein Zahnrad mit dem stationären Sonnenrad des Getriebes verbunden ist und mit einem Mischstern (21), der eines oder mehrere Mischerblätter an oder in der Nähe des Bodens des Behälters trägt, und bei welcher ein oder mehrere Seitenkratzer (24) darüber hinaus angeordnet sein können, um entlang der Innenseite der Seitenwand zu kratzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kratzmechanismus (29) direkt oder indirekt auf dem ringförmigen Planetengehäuse (10) in einem Abstand von der Achse angeordnet ist.

4. Mischer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kratzmechanismus umfaßt teilweise eine Anhebestange (28), die das Kratzblatt (29) trägt und die schwenkbar an einem Gelenk gelagert ist, das an dem Planetengehäuse vorgesehen ist, teilweise einen Antriebsmechanismus, der zwischen dem Planetengetriebe (9) und der Anhebestange (28) arbeitet und in der Lage ist, die Anhebestange (28) durch ein Moment um das Gelenk zu beeinflussen.

5. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus ein pneumatischer oder hydraulischer Antriebszylinder ist.

6. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus umfaßt: eine Verbindungsstange, die schwenkbar mit der Anhebestange (28) an einem Ende verbunden ist; einen Momentenarm, der schwenkbar an einem Ende mit dem anderen Ende der Verbindungsstange verbunden ist; eine horizontale Welle, die drehbar in dem Planetengehäuse (10) gelagert ist und mit ihrem einen Ende mit dem Momentenarm momentverbunden ist; eine Schraubenfeder, die mit Vorspannung um die Welle gewickelt ist und eine hinreichend große Kraft an den Momentenarm anlegt, um die Anhebestange (28) in eine obere Position anzuheben; ein erstes Zahnsegment, das mit dem anderen Ende der Welle momentverbunden ist; ein zweites Zahnsegment, das mit dem ersten Zahnsegment in Eingriff steht; ein Zahnrand (40), der das zweite Zahnsegment trägt und drehbar in dem Planetengehäuse (10) gelagert ist; eine Stopanordnung, die den Winkel auf eine vorbestimmte Größe beschränkt, durch welchen der Zahnrand in bezug auf das Planetengehäuse drehen kann; eine vertikale Welle (41), die drehbar in einem stationären Teil des Mischbehälters (2) gelagert ist; ein Zahnrad, das auf dem unteren Teil der vertikalen Welle angeordnet ist und sich mit dem Zahnrand (40) in Eingriff befindet; und eine dynamische Bremse (43), die in der Lage ist, ein Bremsmoment an das obere Ende der vertikalen Welle (41) bei Aktivierung anzulegen.

7. Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse ein pneumatischer oder hydraulischer Antriebszylinder ist, der erste (49) und zweite (50) Bremsscheiben besitzt, welche, wenn der Antriebszylinder aktiviert ist, gegenseitig gleitend drehbar gegeneinander gedrückt werden, während eine Reibungskraft überwunden wird.

8. Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine hydraulische Bremse ist.

9. Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine Magnetbremse ist.

10. Mischer nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus in der Lage ist, das Kratzblatt in seine Bodenposition beim Bremsen abzusenken und das Kratzblatt in seine obere Position beim Aufhören des Bremseffektes anzuheben.