Vorrichtung und Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 und 2.

[0002] Derartige Zerkleinerungs- und Mischvorrichtungen werden vor allem im Laborbereich für die verschiedensten Anwendungen benötigt. Bei verschiedenen Materialien treten dabei Schwierigkeiten auf, weil das Gut z.B. vom Messer weggeschleudert statt zerschnitten wird, weil das Gut vom Messer mitgenommen statt geschnitten wird oder weil aus irgendeinem andern Grunde die Konsistenz des Guts ein einwandfreies Zerkleinern und Mischen nicht zulässt. Dies trifft vor allem bei faserigen, flockigen oder bandförmigen Materialien mit niedrigem spezifischem Gewicht und in trockenem Zustand zu.

[0003] Aus der DE-1 296 956-B ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern, Mischen, Kneten und Schlagen sowie zum Auspressen und Weiterfördern des fertigen Gutes bekannt. Das zu zerkleinernde Gut wird durch Öffnungen in zwei rotierenden Scheiben durchgepresst und dabei zerkleinert. Zusätzlich können die Scheiben mit einer Schneidefläche versehen sein, welche das Anfräsen von Klumpen festen Materials erlauben. Diese Vorrichtung ist mit einem Kolben versehen, mittels welchem das zerkleinerte Gut aus der Vorrichtung ausgestossen werden kann.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine universell einsetzbare Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche zuverlässig zum nassen oder trockenen Zerkleinern der verschiedensten Materialien, allein oder in fester oder trockener Suspension oder anderen Mischzuständen ermöglicht.

[0005] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe in erster Linie gemäss Kennzeichen der Patentansprüche gelöst.

[0006] Durch die Verkleinerung des Arbeitsraums von seiner Oberseite her wird zuverlässig erreicht, dass auch lockere, faserige, flaum- oder schaumförmige Mischgüter in ihrem Volumen kontinuierlich verkleinert, kompaktiert und dem Schneidbereich des Messers zugeführt werden können, sowie im Schneidbereich des Messers gehalten werden. Dabei ist es wesentlich, dass der Arbeitsraum von der Oberseite des Behälters her zusammen mit dem Absenken des Messers hin verkleinert wird. Wesentlich ist, dass dies z.B. durch ein Absenken eines Kolbens oder einer anderen Kompressions-Einrichtung bewirkt wird, weil dabei der Arbeitsraum vom Arbeitsbereich des Messers her und mit diesem zusammen fortschreitend reduziert wird. Besonders einfach lässt sich die Erfindung jedoch realisieren, wenn die Einrichtung zum Verkleinern des Arbeitsraums ein in einem Zerkleinerungs-Behälter verschiebbar angeordneter Kolben ist. Dabei kann der Zerkleinerungs-Behälter ersichtlicherweise ein handelsübliches Gefäss oder ein Becher sein, in dessen Öffnung das Messer und der Kolben eingeführt werden. Wichtig ist dabei, dass der Kolben etwa dem Innendurchmesser des Behälters entspricht so dass kein allzugrosser freier Ringraum zwischen Kolben und Behälter-Innenwand entsteht.

[0007] Dabei haben sich Anordnungen bewährt, bei denen das Messer an einer rotierenden Welle in den Zerkleinerungs-Behälter absenkbar angeordnet ist und bei denen der Kolben zusammen mit dem Messer abgesenkt werden kann. Zweckmässig ist es dabei, wenn die Welle und der Kolben an einer absenkbaren Halterung befestigt sind.

[0008] Um ein kontinuierliches Zusammenpressen des Guts und eine Kollision zwischen dem Gut im Behälter und dem Kolben zu vermeiden, ist es besonders zweckmässig, wenn der Kolben mittels einer Lagereinrichtung federnd gelagert ist.

[0009] Die Lagerung kann dabei konstruktiv einfach an der Halterung für das Messer bzw. der rotierenden Welle vorgenommen werden. Alternativ ist es auch möglich, den Kolben z.B. direkt am Behälter oder an einer separaten Hilfseinrichtung zu befestigen.

[0010] Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Die schematische Darstellung einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung in Seitenansicht,

Figur 1a

eine Draufsicht auf den Kolben gemäss Figur 1,

Figur 2

die Vorrichtung gemäss Figur 1 bei abgesenktem Messer und verkleinertem Arbeitsraum, und

Figur 3 und 4

ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei verschiedenen Betriebszuständen.

[0011] Gemäss Figur 1 und 2 weist eine Vorrichtung 1 einen Antriebsmotor 5 zum Zerkleinern eines im Arbeitsraum 2 eines Zerkleinerungs-Behälters 3 befindlichen Guts 4 auf. Der Antriebsmotor 5 ist mittels einer Absenk-Einrichtung 6 an der Säule 7 eines Stativs 8 befestigt. Der Zerkleinerungs-Behälter 3 steht auswechselbar auf der Grundplatte 9 des Stativs 8. Am Antriebsmotor 5 ist ein Halterungs-Rohr 10 befestigt, in welchem eine vom Antriebsmotor 5 getriebene Welle 11 rotiert. An der Welle 11 ist ein Messer 12 befestigt. Am Halterungs-Rohr 10 ist ausserdem ein Kolben 13 angeordnet. Der Kolben 13 weist eine zentrische Bohrung 14 auf, welche auf dem Halterungs-Rohr 10 vertikal verschiebbar ist. Der Kolben 13 wird demnach durch eine Feder 15 vertikal verschiebbar am Halterungs-Rohr 10 bzw. am Antriebsmotor 5 gehalten.

[0012] Figur 1 zeigt den Beginn des Zerkleinerungsvorgangs eines lockeren faserigen Materials mit hohem Volumen. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, taucht zunächst das Messer 12 in den Zerkleinerungs-Behälter 3 ein, wobei das Gut 4 vor allem nach aussen geschleudert, nicht jedoch wesentlich zerkleinert wird. Figur 2 zeigt, wie beim weiteren Absenken von Messer 12 und Kolben 13 der Arbeitsraum 2 laufend zusammen mit dem Schneidbereich des Messers absinkend verkleinert und dadurch das lockere Gut 4 komprimiert und in den Schneidbereich des Messers 12 gebracht und dort gehalten wird. Auf diese Weise lässt sich das Gut 4 einwandfrei zerkleinern. Die Feder 15 erlaubt dabei ein Ausweichen des Kolbens 13 nach oben, wenn eine gewisse Dichte des Guts 4 erreicht wird. Die Federkraft der Feder 15 lässt sich dabei in Abhängigkeit von der Leistung des Antriebsmotors 5, dem eingesetzten Messer 12, der Hebe-/Senk-Motorleistung und der vorgesehenen Anwendung ohne weiteres bestimmen.

[0013] Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem als Einrichtung zum Verkleinern des Arbeitsraums 2 im Behälter 3 ein kreisring-förmiger Deckel 17 vorgesehen ist. Der Deckel 17 liegt auf einer Feder 15 auf, die im Behälter 3 abgestellt ist. Am Halterungs-Rohr 10 für das Messer 12 ist eine zylindrische Verdickung 18 vorgesehen, welche die Öffnung 19 im Deckel 17 beim Absenken des Antriebsmotors 5 mittels der Absenkeinrichtung 6 verschliesst. Beim weiteren Absenken wird durch die Verdickung 18 der Deckel 17 gegen die Kraft der Feder 15 abwärts gepresst. Dabei wird gemäss Figur 4 der Arbeitsraum 2 analog dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1 verkleinert. Die Funktion der Anordnung entspricht im übrigen dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1. Ersichtlicherweise können dabei verschieden hohe Federn 15 und/oder verschieden tiefe Verdickungen 18 und angepasste Deckel 17 eingesetzt werden, um je nach Füllgut eine optimale Verringerung des Arbeitsraums zu ermöglichen. Bei der Anordnung gemäss Figur 3 und 4 lässt sich sowohl Feder 15 als auch Deckel 17 leicht aus dem Gefäss 3 entfernen und z.B. zusammen mit diesem reinigen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut (4) mit einem rotierenden Messer (12), das in den Arbeitsraum (2) eines Zerkleinerungs-Behälters (3) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (2) des Zerkleinerungs-Behälters (3) während des Zerkleinerns und Mischens von seiner Oberseite her im Volumen verkleinert wird, und dass das rotierende Messer (12) gleichzeitig von oben nach unten abgesenkt wird.

2. Vorrichtung zum Zerkleinern und Mischen von Gut (4) mit einem in einem Arbeitsraum (2) eines Zerkleinerungsbehälters (3) rotierenden Messer (12) mit einer Einrichtung (13, 17) zum Verkleinern des Arbeitsraumes (2) während des Zerkleinern und Mischens des Guts, welche Einrichtung (13, 17) an das Gut (4) drückbar ist, wobei das Messer (12) an einer rotierenden Welle (11) in den Zerkleinerungsbehälter (3) absenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Arbeitsraums in radialer Richtung einerseits durch die rotierende Welle und andererseits durch die Innenwand des Zerkleinerungsbehälters definiert wird, und dass sich der Schneidebereich des Messers im Arbeitsraum von der rotierenden Welle ausgesehen radial nach aussen erstreckt, wodurch das Gut mit der Einrichtung (13, 17) zum Verkleinern des Arbeitsraumes im Schneidebereich des Messers (12) haltbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Verkleinern des Arbeitsraums einen im Zerkleinerungs-Behälter (3) verschiebbar angeordneten Kolben (13) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) absenkbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) und der Kolben (13) an einer absenkbaren Halterung (10) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13, 17) zum Reduzieren des Arbeitsraums (2) mittels einer Federanordnung (15) derart federnd gelagert ist, dass sie beim Vorschub oder Absenken auf das Gut (4) in einem vorbestimmbaren Arbeitsbereich federnd gegen das Gut drückbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Welle (11) und die Federeinrichtung (15) an einer gemeinsamen Halterung (10) befestigt und mit dieser in den Zerkleinerungs-Behälter (3) absenkbar sind.

Claims

1. A device for the size reduction and mixing of material (4) with a rotating knife (12) which may be brought into the operating space (2) of a size reduction container (3), characterised in that the operating space (2) of the size reduction container (3) during the size reduction and mixing, from its upper side is made smaller in volume, and that the rotating knife (12) simultaneously is lowered from above to below.

2. A device for the size reduction and mixing of material (4) with a knife (12) rotating in an operating space (2) of a size reduction container (3) with a means (13, 17) for making smaller the operating space (2) during the size reduction and mixing of the material, said means (13, 17) able to be pressed onto the material (4), wherein the knife (12) on a rotating shaft (11) is arranged lowerable into the size reduction container (3), characterised in that a part of the operating space in the radial direction on the one side is defined by the rotating shaft and on the other side by the inner wall of the size reduction container, and that the cutting region of the knife in the operating space seen from the rotating shaft extends radially outwards, by which means the material with the means (13, 17) for the making smaller the operating space may be retained in the cutting region of the knife (12).

3. A device according to claim 2, characterised in that the means for making smaller the operating space comprises a piston (13) arranged displaceable in the size reduction container (3).

4. A device according to claim 3, characterised in that the piston (13) is lowerably arranged.

5. A device according to one of the claims 2 to 4, characterised in that the shaft (11) and the piston (13) are fastened on a lowerable mounting (10).

6. A device according to one of the preceding claims 2 to 5, characterised in that the means (13, 17) for reducing the operating space (2), by way of a spring arrangement (15), is resiliently mounted in a manner such that on advance or lowering onto the material (4) in a pre-determined operating region it can be pressed resiliently against the material.

7. A device according to claim 6, characterised in that the rotating shaft (11) and the spring means (15) are fastened on a common mounting (10) and are lowerable with this into the size reduction container (3).

Revendications

1. Procédé pour broyer et mélanger un produit (4) à l'aide d'une lame rotative (12) qui est apte à être introduite dans l'espace de travail (2) d'un récipient de broyage (3), caractérisé en ce que le volume de l'espace de travail (2) du récipient de broyage (3) est réduit par son côté supérieur, pendant le broyage et le mélange, et en ce que la lame rotative (12) est en même temps abaissée de haut en bas.

2. Dispositif pour broyer et mélanger un produit (4) à l'aide d'une lame (12) qui tourne dans un espace de travail (2) d'un récipient de broyage (3), comportant un mécanisme (13, 17) pour réduire l'espace de travail (2) pendant le broyage et le mélange du produit, lequel mécanisme (13, 17) est apte à être pressé contre le produit (4), la lame (12) étant disposée sur un arbre rotatif (11) de manière à pouvoir être abaissée dans le récipient de broyage (3), caractérisé en ce qu'une partie de l'espace de travail est définie dans le sens radial par l'arbre rotatif, d'une part, et par la paroi intérieure du récipient de broyage, d'autre part, et en ce que la zone de coupe de la lame dans l'espace de travail s'étend radialement vers l'extérieur, à partir de l'arbre rotatif, moyennant quoi le produit peut être maintenu dans la zone de coupe de la lame (12) grâce au mécanisme (13, 17) prévu pour réduire l'espace de travail.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme pour réduire l'espace de travail comporte un piston (13) disposé, mobile, dans le récipient de broyage (3).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston (13) est disposé de manière à pouvoir être abaissé.

5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'arbre (11) et le piston (13) sont fixés à une attache (10) apte à être abaissée.

6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5 précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme (13, 17) prévu pour réduire l'espace de travail (2) est monté de manière élastique à l'aide d'un dispositif formant ressort (15) de manière à pouvoir être poussé de manière élastique contre le produit (4) lorsqu'il est avancé ou abaissé sur celui-ci, dans une zone de travail apte à être prédéfinie.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arbre rotatif (11) et le dispositif formant ressort (15) sont fixés à une attache commune (10) et sont aptes à être abaissés avec celle-ci dans le récipient de broyage (3).

Zeichnung