Brevet FR2714304A1 — publié le 19950630

MELANGEUR La présente invention concerne un mélangeur avec un bac de mélange destiné à recevoir une charge de mélange, comprenant au moins un outil de mélange placé sur un rotor et s'enfon- çant depuis le haut dans le bac de mélange, un appareil à vibration placé sur le rotor destiné à in- troduire des oscillations dans la charge de mélange, et une unité d'entraînement destinée à faire tourner le rotor. Un tel mélangeur est connu par le DE 36 08 201 Al, lequel présente un bac de mélange destiné à recevoir la charge de mélange. Dans le bac de mélange ou dans la charge de mélange qui y est contenue s'enfonce depuis le haut au moins un outil de mélange placé sur un rotor. Dans un espace intérieur du mélangeur séparé de la charge de mélange est prévu un moteur d'entraînement électrique destiné à faire tourner le rotor avec les outils de mélange. Sur le rotor sont placés des supports déformables élastiquement pour des bras des outils de mélange, orien- tés horizontalement pour l'essentiel. Lesdits bras des outils de mélange sont couplés à une plaque de transmission, sur laquelle est placé un appareil à vibration. Cet appareil à vibration contient par exemple des masses oscillantes en déplacement disposées de manière excentrique par rapport à un arbre de rotation, ce par quoi la plaque de transmission et les outils de mélange qui y sont couplés peuvent être mis en vibration. Du fait de la suspension et du soutien sur res- sorts élastiques des différents outils de mélange sur le rotor, les oscillations ou vibrations peu- vent être transmises aux outils de mélange plongés dans la charge de mélange, pour ainsi obte- nir un bon mélange et une bonne homogénéité de la charge de mélange. La complexité de fabri- cation n'est ici, avant tout par suite des différents supports des outils de mélange, pas insigni- fiante. De plus, des mesures particulières sont nécessaires pour éviter l'entrée de poussière ou de saletés à travers la charge de mélange dans la zone du rotor et surtout desdits supports. De plus, la complexité de fabrication n'est pas négligeable et les travaux d'entretien ou de nettoyage prennent un temps plutôt long. On connaît par ailleurs, par le document de présentation allemand 21 50 708, un mélangeur avec une chambre de mélange pour l'essentiel cylindrique, dans laquelle est placé un arbre de mélangeur pourvu de groupes d'ailettes. Cet arbre de mélangeur est couplé à l'arbre d'un mo- teur d'entraînement par l'intermédiaire d'un couplage flexible placé à l'extrémité supérieure. Cet arbre de mélangeur est soutenu de manière rotative par rapport à la chambre de mélange aux ex- trémités supérieure et inférieure, ceci au moyen de paliers, le couplage flexible permettant de compenser un décalage d'axe entre l'arbre du moteur d'entraînement et l'arbre de mélangeur. Du fait dudit soutien fixe de l'arbre de mélangeur, aucune oscillation ne peut être induite dans la charge de mélange. Partant de là, l'objectif de la présente invention est de faire évoluer le mélangeur du type générique dans le sens qu'un effet de mélange amélioré soit obtenu et une usure plus faible soit produite. Le mélangeur doit, pour avoir une haute sûreté de fonctionnement, présenter une longue durée de vie. Le maniement, en particulier le nettoyage de l'outil ou des outils de mélan- ge, doit être simplifié. De plus, la puissance d'entraînement de l'ensemble du groupe mélangeur doit pouvoir être réduite. Cet objectif est atteint avec le mélangeur selon la présente invention. En effet, l'invention consiste en un mélangeur avec un bac de mélange destiné à recevoir une charge de mélange, comprenant au moins un outil de mélange placé sur un rotoret s'enfonçant depuis le haut dans le bac de mélange, un appareil à vibration placé sur le rotor destiné à introduire des oscillations dans la charge de mélange, et une unité d'entraînement destinée à faire tourner le rotor, caracté- risé en ce que le rotor est relié à un arbre de l'unité d'entraînement par l'intermédiaire d'une couche d'un matériau déformable élastiquement, et en ce que les oscillations produites au moyen de l'appareil à vibration peuvent, par l'intermédiaire du rotor et du au moins un outil de mélange, être introduites dans la charge de mélange. Le mélangeur selon la présente invention présente une construction fonctionnelle et permet, pour une faible puissance d'entraînement, un bon mélange de la charge de mélange. De com- plexes supports des outils de mélange disparaissent et une longue durée de vie et une haute sû- reté de fonctionnement sont garanties. Le rotor de mélangeur est couplé à l'arbre de l'unité d'entraînement par l'intermédiaire d'une couche déformable élastique. L'unité d'entraînement comprend un moteur électrique et, de manière fonctionnelle, un boîtier de réduction de la vitesse de rotation du moteur jusqu'à la vitesse de rotation souhaitée du rotor. Dans le cadre de cette in- vention, la couche peut être placée dans un plan grossièrement orthogonal à l'arbre de l'unité d'entraînement ou être coaxiale à celui-ci. L'ensemble du rotor de mélangeur, y compris les ou- tils de mélange, est supporté par ladite couche et soutenu par l'intermédiaire de l'unité d'entraî- nement. Des supports particuliers pour le rotor de mélangeur sont inutiles. De manière appro- priée, les supports de l'unité d'entraînement sont construits de manière renforcée, pour suppor- ter en toute sûreté de fonctionnement les forces induites par le rotor de mélangeur. De plus, ou en variante, dans le cadre de cette invention, des supports peuvent également être prévus pour le rotor, pour supporter en toute sûreté son poids et les forces apparaissant au cours du mélange. L'important est ici la constitution du support, telle que le rotor puisse effectuer les oscillations produites par l'appareil à vibration, lesquelles peuvent ainsi être introduites dans la charge de mélange par l'intermédiaire des outils de mélange. L'unité d'entraînement présente dans l'espace intérieur du bac de mélange y est fixée au moyen d'un châssis porteur. De façon techniquement appropriée, ce châssis porteur est placé, lorsqu'on regarde dans la direction axiale, entre l'unité d'entraînement et la couche déformable élastique ou le rotor de mélangeur. L'unité d'entraînement est suspendue au-dessous dudit châs- sis porteur, tandis que la couche déformable élastique couplée au tourillon d'arbre de l'unité d'entraînement et le rotor de mélangeur sont placés au-dessus du châssis porteur. Sur le rotor de mélangeur est placé l'appareil à vibration, au moyen duquel les outils de mélange y compris le rotor sont mis en mouvement. L'appareil à vibration est placé en particulier à l'intérieur d'un capot du rotor et ainsi protégé contre des salissures et des influences extérieures. Les supports des outils de mélange sont également placés de manière entièrement fermée à l'intérieur du rotor, de sorte qu'au total le risque de salissures ou même de dommages par la charge de mélan- ge ou d'autres corps étrangers est évité de manière fiable. Au total, le mélangeur selon la pré- sente invention, et notamment les outils de mélange, peuvent être nettoyés de manière simple, ce qui constitue des avantages non négligeables pour le fonctionnement du mélangeur. Selon une caractéristique particulière, l'appareil à vibration est disposé pour l'essentiel de manière fixe et rigide sur le rotor au moyen d'au moins un support. Selon une autre caractéristique particulière, la couche a une forme annulaire et présente une ouverture centrale, dont le diamètre est de préférence au moins égal, ou supérieur, au diamètre de l'arbre de l'unité d'entraînement, et/ou la couche élastique est constituée d'un anneau coaxial à l'axe de hauteur. Selon une autre caractéristique particulière, les outils de mélange sont ancrés sur le rotor au moyen de supports pour l'essentiel rigides et/ou l'appareil à vibration ainsi que les supports des outils de mélange sont placés sous un capot de protection du rotor. Selon une autre caractéristique particulière, la couche élastique est placée entre deux an- neaux espacés dans le sens axial ou radial, l'un de ces anneaux étant lié en rotation à l'arbre et l'autre anneau étant lié en rotation avec le rotor. Selon une autre caractéristique particulière, l'appareil à vibration est placé au-dessus des outils de mélange sur le rotor, et sur le rotor, en particulier dans le sens radial à l'extérieur des deux côtés, est placé respectivement un palier, avec lequel, en particulier par l'intermédiaire de deux supports reposant horizontalement, l'appareil à vibration est fixé pour l'essentiel de ma- nière rigide. Selon une autre caractéristique particulière, l'appareil à vibration est placé dans une premiè- re chambre du rotor, laquelle chambre est fermée vers le haut au moyen d'un capot de protec- tion, et/ou la première chambre avec l'appareil à vibration est séparée de la deuxième chambre au moyen d'une cloison. Selon une autre caractéristique particulière, les supports des outils de mélange sont placés dans une deuxième chambre du rotor, au moins l'un des supports étant constitué rigide et/ou au moins un des supports étant constitué déformable élastique, de sorte que l'outil de mélange correspondant peut effectuer des mouvements relatifs par rapport au rotor. Selon une autre caractéristique particulière, l'appareil à vibration est placé sur au moins un support rigide, de préférence sur deux supports disposés parallèlement l'un à l'autre, le ou les support(s) s'étendant de manière appropriée pour l'essentiel sur tout le diamètre du rotor. Selon une autre caractéristique particulière, dans l'espace intérieur du bac de mélange, l'unité d'entraînement est placée au moyen d'une unité porteuse de telle manière que l'unité d'entraînement soit fixée sous l'unité porteuse à celle-ci, en particulier au moyen d'une bride, et au-dessus de l'unité porteuse se trouve la couche élastique couplée à l'arbre de l'unité d'entraî- nement. L'invention va être décrite en détail dans ce qui suit à l'aide de l'exemple de réalisation re- présenté sur le dessin, lequel montre: Figure 1: un schéma de principe dans un plan axial du mélangeur; Figure 2: une vue de dessus du mélangeur sans couvercle ni capot; Figure 3: un agrandissement de la zone X de la figure 1 pour la disposition de la couche déformable élastique entre le rotor de mélangeur et l'arbre du moteur d'entraînement; Figure 4: un mode de réalisation alternatif de la disposition de la figure 3. Sur le schéma de principe de la figure 1, il est montré dans un plan de coupe axial le bac de mélange 2, qui est constitué d'un bac annulaire et contient dans un espace intérieur 4 une unité d'entraînement 6 du rotor de mélangeur 8. Dans l'espace intérieur 4 est prévue une unité porteuse 10 ou un châssis porteur, sur la face inférieure de laquelle est placée de manière sta- tionnaire l'unité d'entraînement 6 avec un moteur d'entraînement électrique. L'unité d'entraîne- ment 6 peut comprendre de plus un boîtier d'engrenages. Sur le rotor 8 sont fixés des outils de mélange 12, lesquels s'enfoncent depuis le haut dans la charge de mélange 14 présente dans le bac de mélange 2. Les outils de mélange 12 sont placés sur le rotor 8 au moyen de supports 15. Ces supports 15 peuvent être constitués de supports raides, qui donnent un couplage rigide des outils de mélange 12 avec le rotor 8. De plus, les supports 15 d'au moins un outil de mélange peuvent être constitués de façon déformable élastiquement. La raideur des supports 15 est im- posée pour qu'en fonction des exigences et/ou de la constitution des outils de mélange, les os- cillations soient introduites de la manière requise dans la charge de mélange 4 contenue dans le bac de mélange 2. L'unité porteuse 10 est pour l'essentiel continue, en particulier sous la forme d'une plaque, une ouverture étant prévue seulement au centre pour l'arbre de l'unité d'entraîne- ment 6, qui traverse vers le haut. L'arbre est orienté de manière coaxiale à l'axe longitudinal ou axe de hauteur 16 et le stator de l'unité d'entraînement 6 est fixé sous l'unité porteuse 10 avec une bride 18. Les supports 15 pour les outils de mélange 12 se trouvent dans une première chambre 19 entièrement fermée du rotor 8. Comme cela sera à nouveau exposé plus loin, cette première chambre 19 est fermée de manière étanche en direction du haut, de manière appro- priée, au moyen d'une cloison 17. Le bac de mélange 2 est muni sur le haut d'un couvercle amovible 20, à travers les ouver- tures duquel la charge de mélange peut être introduite dans le bac de mélange (ouvertures non représentées en détail ici). Le rotor 8 possède sur le haut un capot de protection 22 au moyen duquel les composants situés à l'intérieur tout comme avant tout les supports des outils de mé- lange 12, sont protégés d'impuretés provenant de la charge de mélange elle-même ou de l'eau lors du nettoyage du bac de mélange. A l'intérieur du capot 22 et protégé par celui-ci est placé sur le rotor 8, dans une deuxième chambre 23, un appareil à vibration 24. Les deux chambres 19 et 23 sont séparées l'une de l'autre par une cloison 25. Il est important que l'appareil à vibra- tion 24 soit fermé vis-à-vis de l'extérieur au moyen du capot de protection 22 placé sur le rotor et relié de manière étanche à celui-ci, ce par quoi une grande sûreté de fonctionnement est obte- nue. Entre l'unité d'entraînement 6, à savoir entre son arbre non représenté en détail ici, et le rotor 8 est placée une couche déformable élastique 26. Des oscillations produites au moyen de l'appareil à vibration 24 sont introduites par l'intermédiaire des outils de mélange 12 dans la charge de mélange, un découplage par rapport à l'unité d'entraînement 6 et/ou les autres pièces stationnaires du mélangeur étant obtenu au moyen de la couche déformable élastique 24. 2714304 Au moyen de la couche élastique 24, le poids du rotor 8, y compris les outils de mélange et autres éléments placés sur celui-ci, est supporté et transmis à l'arbre et/ou au tourillon d'arbre de l'unité d'entraînement 6. Dans le cadre de l'invention, additionnellement et/ou en variante, des supports peuvent être prévus pour supporter au moins une partie du poids du rotor. Ces supports sont placés sur la partie stationnaire du bac de mélange de telle manière que le rotor puisse effectuer les oscillations produites au moyen de l'appareil à vibration 24. Lesdits sup- ports du rotor 8 sont, de manière appropriée, équipés également d'une couche en matière défor- mable élastiquement et sont supportés de manière stationnaire et/ou fixés entre le rotor rotatif 8 et la partie stationnaire du mélangeur, en particulier sur l'unité porteuse 10. Ces supports sont surtout constitués de paliers à galets ou à rouleaux, desquels au moins un anneau de palier est fixé au moyen d'une couche de ladite matière déformable élastiquement par rapport à l'unité porteuse 10 et/ou par rapport au rotor de mélangeur 8. Comme on le voit en liaison avec la figure 2, laquelle montre une vue de dessus sans cou- vercle ni capot, l'appareil à vibration 24 est placé sur deux supports 27 disposés pour rl'essentiel horizontalement. Ces supports de configuration rigide 27 s'étendent pour l'essentiel sur tout le diamètre du rotor 8 et sont ancrés à leurs extrémités sur le rotor 8 au moyen de paliers 28. Au moyen de l'appareil à vibration 24, les différents outils de mélange sont mis en oscillations avec le rotor 8, comme cela est indiqué par les flèches 30 à 32. Lesdites oscillations se superposent au pur mouvement de rotation du rotor 8 induit au moyen de l'unité d'entraînement 6. La fréquence des oscillations de vibration et également leur amplitude sont imposées de manière définie au moyen de l'appareil à vibration 24. La figure 3 montre un agrandissement du couplage du rotor à l'arbre de l'unité d'entraîne- ment. Du rotor, on n'a représenté - pour des raisons de simplification seulement - qu'une bride 36 placée sur sa face inférieure. Il est de plus prévu une bride 38, qui est couplée en rotation avec l'arbre 40 de l'unité d'entraînement, représenté en traits alternés. On reconnaît également une partie du châssis porteur 10, lequel est traversé par l'arbre 40 en rotation autour de l'axe de hauteur 16 et en partie par la bride 38. La couche intermédiaire élastique 26 est annulaire et dis- posée dans la direction axiale entre lesdites brides 36, 38. A la couche intermédiaire élastique 26 sont reliés des anneaux 42, 44 associés respectivement auxdites brides. Ces anneaux 42 sont constitués en particulier de métal et sont reliés solidement à la couche intermédiaire 26 pour for- mer une unité constructive intégrale. La liaison des anneaux 42, 44 avec la couche élastique 26 se fait par formation de la couche 26 en caoutchouc ou dans un élastomère, en particulier par vulcanisation. La couche 14 est constituée d'un disque annulaire et possède une ouverture cen- trale 45. Le diamètre de cette ouverture centrale 45 est, de manière appropriée, au moins égal, et de préférence supérieur, au diamètre de l'arbre 40 de l'unité d'entraînement. Ainsi, la fabrica- tion et le montage sont facilités, d'autant plus que l'extrémité libre 40 peut, en cas de besoin, traverser l'ouverture centrale 45 de la couche 26 et/ou les ouvertures correspondantes des an- neaux 42, à savoir en particulier de l'anneau 42, sans que par là la mobilité du rotor lors du lan- cement des oscillations au moyen de l'appareil à vibration ne soit influencée négativement. Les anneaux 42,44 contiennent des perçages 46,48, qui sont constitués de préférence de trous file- 6 2714304 tés, de sorte que la liaison et la fixation du rotor par rapport à l'arbre 40 du moteur d'entraine- ment sont réalisées au moyen de goujons filetés qui sont introduits à travers des perçages ali- gnés 52, 54 des brides 36, 38. Les faces en vis-à-vis des anneaux 42, 44 sont de préférence co- niques, de sorte qu'un angle d'ouverture croissant dans le sens radial vers l'extérieur soit pré- sent. La figure 4 montre un autre mode de réalisation de la fixation du rotor, dans lequel le rotor présente un disque annulaire 56. A l'arbre 40 est couplée une douille 60 au moyen d'un ressort d'ajustage 58. La douille 60 est entourée par la couche 26, ici encore de forme annulaire et re- liée solidement dans le sens radial vers l'extérieur à un anneau 62. Dans ce mode de réalisation également, la couche déformable élastiquement 26 et les anneaux 60, 62 attribués de manière coaxiale à celle-ci forment une unité constructive intégrale. La liaison entre l'anneau extérieur 62 et le disque annulaire 56 du rotor se fait au moyen de vis 64. Il va de soi que plusieurs de ces vis sont présentes, réparties sur la circonférence. Par souci de simplicité, le soutien axial du rotor par rapport aux parties stationnaires du mélangeur n'est pas ici représenté en détail. En particulier pour soulager le palier de l'arbre 40 de l'unité d'entraînement 6, dans le cadre de l'invention, des paliers supplémentaires peuvent être prévus pour le rotor de mélan- geur, lesquels cependant ne sont pas rigides et permettent plutôt au rotor de mélangeur 8 la réa- lisation et la transmission aux outils de mélange des oscillations produites au moyen de l'appa- reil à vibration 24. C'est ainsi en particulier que, dans le mode de réalisation selon la figure 4, entre l'unité porteuse 10 et l'anneau 62 ou le disque annulaire 56 du rotor de mélangeur, des supports supplémentaires, en particulier des paliers à galets, peuvent être prévus. De tels sup- ports sont, de manière appropriée, munis d'une couche de matière déformable élastiquement de manière correspondante à la couche 26, et permettent d'une part de supporter au moins en partie le poids du rotor, mais aussi, d'autre part, la transmission des oscillations selon la présente in- vention. Liste des références 2 Bac de mélange 4 Espace intérieur 6 Unité d'entraînement 8 Moteur de mélangeur Unité porteuse/châssis porteur 12 Outil de mélange 14 Charge de mélange Supports 16 Axe de hauteur 18 Bride 19 Première chambre Couvercle 22 Capot de protection 23 Deuxième chambre 24 Appareil à vibration Cloison 26 Couche 27 Support 28 Palier -32 Flèche 36 Bride du moteur 38 Bride de l'unité d'entraînement Arbre de boîte de 6 42, 44 Anneau Ouverture centrale de 26 46, 48 Perçage/perçage fileté Goujon fileté 52, 54 Perçage dans 36, 38 56 Disque annulaire 58 Ressort d'ajustage Douille 62 Anneau 64 Vis 8 2714304 REVENDICATIONS 1. Mélangeur avec un bac de mélange (2) destiné à recevoir une charge de mélange (14), comprenant au moins un outil de mélange (12) placé sur un rotor (8) et s'enfonçant depuis le haut dans le bac de mélange (2), un appareil à vibration (24) placé sur le rotor (8) destiné à in- troduire des oscillations dans la charge de mélange (14), et une unité d'entraînement destinée à faire tourner le rotor (8), caractérisé en ce que le rotor (8) est relié à un arbre (40) de l'unité d'entraînement (6) par l'intermédiaire d'une couche (26) d'un matériau déformable élastique- ment, et en ce que les oscillations produites au moyen de l'appareil à vibration (24) peuvent, par l'intermédiaire du rotor (8) et du au moins un outil de mélange (12), être introduites dans la charge de mélange (14). 2. Mélangeur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil à vibration (24) est disposé pour l'essentiel de manière fixe et rigide sur le rotor (8) au moyen d'au moins un support (27). 3. Mélangeur selon la Revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (26) a une forme annulaire et présente une ouverture centrale (45), dont le diamètre est de préférence au moins égal, ou supérieur, au diamètre de l'arbre (40) de l'unité d'entraînement (6), et/ou en ce que la couche élastique (26) est constituée d'un anneau coaxial à l'axe de hauteur (16). 4. Mélangeur selon l'une des Revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les outils de mélange (12) sont ancrés sur le rotor (8) au moyen de supports (15) pour l'essentiel rigides et/ou en ce que l'appareil à vibration (24) ainsi que les supports des outils de mélange (12) sont placés sous un capot de protection (22) du rotor (8). 5. Mélangeur selon l'une des Revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche élastique (26) est placée entre deux anneaux espacés dans le sens axial ou radial (42, 44; 60, 62), l'un de ces anneaux (44; 60) étant lié en rotation à l'arbre (40) et l'autre anneau (42, 62) étant lié en rotation avec le rotor (8). 6. Mélangeur selon l'une des Revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'appareil à vibration (24) est placé au-dessus des outils de mélange (12) sur le rotor (8), en ce que, sur le rotor (8), en particulier dans le sens radial à l'extérieur des deux côtés, est placé respectivement un palier (28), avec lequel, en particulier par l'intermédiaire de deux supports (27) reposant ho- rizontalement, l'appareil à vibration (24) est fixé pour l'essentiel de manière rigide. 7. Mélangeur selon l'une des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'appareil à vibration (24) est placé dans une première chambre (19) du rotor, laquelle chambre (19) est fer- mée vers le haut au moyen d'un capot de protection (22), et/ou en ce que la première chambre (19) avec l'appareil à vibration (24) est séparée de la deuxième chambre (23) au moyen d'une cloison (25). 8. Mélangeur selon l'une des Revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les supports (15) des outils de mélange sont placés dans une deuxième chambre (23) du rotor (8), au moins l'un des supports (15) étant constitué rigide et/ou au moins un des supports (15) étant constitué déformable élastique, de sorte que l'outil de mélange (12) correspondant peut effectuer des mouvements relatifs par rapport au rotor (8). 9. Mélangeur selon l'une des Revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'appareil à vibration (24) est placé sur au moins un support rigide (27), de préférence sur deux supports (27) disposés parallèlement l'un à l'autre, le ou les support(s) (27) s'étendant de manière appro- priée pour l'essentiel sur tout le diamètre du rotor (8). 10. Mélangeur selon l'une des Revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, dans l'es- pace intérieur (4) du bac de mélange (2), l'unité d'entraînement (6) est placée au moyen d'une unité porteuse (10) de telle manière que l'unité d'entraînement (6) soit fixée sous l'unité porteu- se (là) à celle-ci, en particulier au moyen d'une bride (18), et en ce qu'au-dessus de l'unité porteuse (10) se trouve la couche élastique (26) couplée à l'arbre (40) de l'unité d'entraînement (6).