Brevet FR3010914A1 — publié le 20150327

Outil mélangeur L'invention concerne un outil mélangeur pour un dispositif destiné à mélanger des substances de type granulaire ou fluides, dans lequel le dispositif a un tambour mélangeur avec un axe longitudinal qui est essentiellement horizontal, le tambour mélangeur est essentiellement formé d'une enveloppe de tambour cylindrique et de parois frontales qui chacune obturent les ouvertures de l'enveloppe de tambour, et un arbre d'outil est logé dans le tambour mélangeur, l'arbre s'étendant coaxialement dans le même, et se trouvant en liaison fonctionnelle mécanique avec au moins un outil mélangeur en saillie radiale. Un dispositif destiné à mélanger des substances de type granulaire, en particulier des demi-produits moulés de fonderie, est décrit, par exemple, dans le document DE 40 06 846 02. À cet égard, un récipient ou un boîtier consistant d'une enveloppe de boîtier cylindrique ainsi que consistant de parois frontales de type disque d'un mélangeur, pour mélanger du sable et des liants dans l'industrie de fonderie, est traversé par un arbre d'entraînement horizontale qui est entraîné par un moteur et est logé dans les parois frontales. Un anneau porteur pour deux outils mélangeur repose sur l'arbre d'entraînement, les outils étant en saillie radiale de celui-ci et étant formés de type soc de charrue, et se composant chacun d'un bras radial ainsi que d'une surface partiellement annulaire incurvée. Un procédé, une unité et des dispositifs destinés à traiter et transformer des mélanges de demi-produits moulés pour des moules de fonderie et des noyaux de coulée, les mélanges durcissant automatiquement à grande vitesse à température ambiante de matières premières inertes en liaison avec un système durcisseur-liant hautement réactif, sont décrits dans le document DE 1 958 279 Al. À cet égard, l'un des dispositifs se compose de pales qui sont inclinées réciproquement, sont attachées sur un arbre horizontal au moyen de bras à remuer et circulent dans un tambour plat étant posé sur son enveloppement, et étant équipé d'une paroi frontale, dans lequel la paroi frontale à l'arrière est munie d'une amenée pour le produit à mélanger et l'enveloppe de tambour est munie d'une ouverture obturable pour éjecter le produit à mélanger tangentiellement et verticalement. Des buses soufflantes qui mènent à l'intérieur sont en outre disposées dans les parois de tambour. Le document DE 195 21 130 Al décrit un dispositif destiné à mélanger un produit grené avec un liquide, en particulier un sable de fonderie avec un liant liquide, avec un récipient mélangeur cylindrique qui est disposé horizontalement, avec un arbre de mélangeur qui est disposé coaxialement dans le récipient mélangeur, avec au moins une âme qui est attachée à l'arbre de mélangeur et est disposée radialement et avec un outil mélangeur qui est attaché à l'extrémité de l'âme, et qui s'étend parallèlement à l'arbre de mélangeur près de la paroi du récipient de mélangeur et a une longueur qui approximativement correspond à la longueur du récipient mélangeur. Un disque porte-outil est attaché sur l'arbre de mélangeur, dans lequel l'âme est attachée au disque porte- outil et l'outil mélangeur est réalisé en forme de coin et forme un angle aigu par rapport à la paroi de récipient avec la tangente du disque porte-outil. Les outils mélangeur décrits précédemment, respectivement la réalisation de ceux-ci, présentent l'inconvénient que la forme géométrique de ceux-ci n'est pas formée de la meilleure façon possible, de sorte que des difficultés, respectivement une charge importante, par exemple du moteur, de l'engrenage, des paliers, de l'arbre d'entraînement etc., peuvent se déclencher, en particulier quand l'arbre d'entraînement est mis en marche avec les outils mélangeur contre la substance contenue dans le récipient ou boîtier. C'est la raison pour laquelle une charge asymétrique existe, en particulier en cas de mélangeurs avec une position horizontale de l'axe, non seulement en cas d'une réalisation symétrique, mais encore en cas d'une réalisation asymétrique des outils mélangeur, lors du « mélangé » comme de « l'adressage », parce qu'une partie de l'outil mélangeur est menée par l'air et l'autre partie de l'outil mélangeur est menée par des produits à mélanger fluidisés ou sédimentés. L'invention a pour objet de créer un outil mélangeur du genre indiqué, qui est réalisé de sorte qu'il est possible de mettre en marche l'arbre d'entraînement, respectivement l'arbre d'outil, contrairement à la substance contenue dans le tambour mélangeur sans des charges élevées d'une grande importance pour le moteur, l'engrenage, les paliers, l'arbre d'entraînement etc. et qu'une construction plus rentable de mélangeurs est permise comme ça. Selon l'invention, cet objet est atteint par un outil mélangeur pour un dispositif, destiné à mélanger des substances de type granulaire ou fluides, dans lequel le dispositif a un tambour mélangeur avec un axe longitudinal qui est essentiellement horizontal, le tambour mélangeur est essentiellement formé d'une enveloppe de tambour cylindrique et de parois frontales qui chacune obturent les ouvertures de l'enveloppe de tambour, et un arbre d'outil est logé dans le tambour mélangeur, l'arbre s'étendant coaxialement dans le même, et se trouvant en liaison fonctionnelle mécanique avec au moins un outil mélangeur en saillie radiale, caractérisé en ce que l'outil mélangeur se compose d'un porte-outil qui peut être joint à l'arbre d'outil et qui tourne avec le même, à l'extrémité dudit porte-outil , ladite extrémité étant orientée vers le tambour mélangeur, une unité de conduit pour la substance à être mélangée étant attachée de façon soluble, en ce que l'unité de conduit se compose d'au moins deux éléments de surface qui sont essentiellement plans, et qui sont disposés, dans la direction de mouvement de l'unité de conduit, l'un derrière l'autre et de façon décalée radialement l'un par rapport à l'autre, dans lequel, lors du mélange, une arête antérieure de l'un des éléments de surface est menée le long d'une paroi frontale du tambour mélangeur et une arête latérale de l'autre élément de surface est menée le long du côté intérieur du tambour mélangeur cylindrique, en ce que les surfaces des éléments de surface qui font face au produit à mélanger sont chacune inclinées en oblique vers la direction de mouvement de l'unité de conduit, dans lequel l'angle d'inclinaison de la surface de l'un des éléments de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction de mouvement de l'unité de conduit est plus petit que l'angle d'inclinaison de la surface de l'autre élément de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction de mouvement de l'unité de conduit, et dans lequel l'angle d'inclinaison de la surface de l'autre élément de surface qui fait face au produit à mélanger est réalisé de telle manière que le produit à mélanger est dévié et mu à partir de la paroi frontale du tambour mélangeur dans la direction axiale du tambour mélangeur, et en ce que l'autre élément de surface passe complètement dans le coin qui est formé par la surface de l'un des éléments de surface, par la surface de cisaillement du produit à mélanger qui part de l'un des éléments de surface et dépend de l'angle intérieur de frottement, et par la paroi frontale du tambour mélangeur. Cette configuration spéciale assure qu'au total une résistance de frottement la plus petite possible puisse se manifester entre le volume « glissant » du produit à mélanger et le produit à mélanger qui est « mu rigidement avec l'outil mélangeur » et les surfaces des éléments de surface, dans lequel les charges pour le moteur, l'engrenage, les paliers, l'arbre d'entraînement etc. peuvent être maintenues petites, respectivement l'ensemble de la construction du mélangeur peut être construite à être plus rentable. Selon des variantes : - l'angle d'inclinaison de la surface de l'un des éléments de surface qui fait face au produit à mélanger n'est pas réalisé à être plus grand que l'angle intérieur de frottement du produit à mélanger ; - l'angle d'inclinaison de la surface de l'autre élément de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction de mouvement de l'unité de conduit peut se situer entre 35° et 60° de préférence ; - un élément intermédiaire qui est essentiellement plan peut être prévu entre les deux arêtes des éléments de surface qui sont orientées l'une vers l'autre. - les éléments de surface et l'élément intermédiaire peuvent être réalisés ou en plusieurs parties ou d'une seule pièce ; - un racleur peut être raccordé à l'arête de l'un des éléments de surface qui est orientée vers l'arbre d'outil, le racleur passant vers l'arbre d'outil, et étant disposé sur le porte-outil, dans lequel l'arête antérieure de l'un des éléments de surface et l'arête antérieure du racleur forment un plan. Le racleur assure qu'aucune substance, par exemple du sable, ne puisse s'accumuler entre l'unité de conduit et la paroi frontale du tambour mélangeur. Ci-dessous, des exemples de construction préférés de l'outil mélangeur selon l'invention sont exposés en plus amples détails à l'aide des dessins. Dans les dessins : Fig. 1 montre une vue en perspective sur un outil mélangeur avec un porte-outil, une unité de conduit qui est réalisée en une partie et avec un racleur Fig. 2 montre une vue latérale sur un outil mélangeur consistant du porte-outil et de l'unité de conduit qui est réalisée en plusieurs parties. L'outil mélangeur 1 qui est représenté dans les figures s'emploie (le dispositif n'est pas représenté) en cas de dispositifs destinés à mélanger des substances de type granulaire ou fluides, comme il est décrit, par exemple, dans le document DE 40 06 846 C2, les dispositifs ayant un tambour mélangeur 2 avec un axe 3 longitudinal qui est essentiellement horizontal, les tambours mélangeur 2 desdits dispositifs essentiellement étant formés d'une enveloppe de tambour cylindrique (non représentée) et de parois 4 frontales qui chacune obturent les ouvertures de l'enveloppe de tambour, et un arbre d'outil (non représenté non plus) étant logé dans chaque tambour mélangeur 2 desdits dispositifs, l'arbre s'étendant coaxialement dans lesdits tambours, et se trouvant en liaison fonctionnelle mécanique avec au moins un outil mélangeur 1 en saillie radiale. L'outil mélangeur 1 se compose d'un porte-outil 5, qui peut être joint à l'arbre d'outil et qui tourne avec le même, à l'extrémité 6 dudit porte-outil 5, ladite extrémité 6 étant orientée vers le tambour mélangeur 2, une unité 7 de conduit pour la substance à être mélangée étant attachée de façon soluble. À cet égard, le porte-outil 5 se compose d'un anneau porteur 8 qui peut être relié à l'arbre d'outil, et dont au moins un bras porteur 9 est relié de façon fixe, le bras étant orienté radialement. Mais pour un mélange amélioré, deux bras porteur 9 (voir la Fig. 1) peuvent aussi être prévus, les bras étant également répartis au pourtour 10 de l'anneau porteur 8, ou bien plusieurs bras porteur 9 peuvent être prévus, les bras étant également repartis au pourtour 10 de l'anneau porteur 8. L'unité 7 de conduit est, respectivement les unités 7 de conduit sont, prévue(s) à l'extrémité libre du bras porteur 9, respectivement les extrémités libres des bras porteur 9, l'extrémité libre aussi formant l'extrémité 6 du porte-outil 5 qui est orientée vers le tambour mélangeur 2, respectivement les extrémités libres aussi formant les extrémités 6 du porte-outil 5 qui sont orientées vers le tambour mélangeur 2. L'unité 7 de conduit (respectivement les unités 7 de conduit - suivant le nombre de bras porteur 9 du porte-outil 5) se compose(nt) d'au moins deux éléments 11, 12 de surface qui sont essentiellement plans, et qui sont disposés, dans la direction a de mouvement de l'unité 7 de conduit, l'un derrière l'autre et de façon décalée radialement l'un par rapport à l'autre. Lors du mélange, une arête 13 antérieure de l'un 11 des éléments de surface est menée le long d'une paroi 4 frontale du tambour mélangeur 2 et une arête 14 latérale de l'autre élément 12 de surface est menée le long du côté intérieur du tambour mélangeur 2 cylindrique. Entre les deux arêtes 15, 16 des éléments 11, 12 de surface qui sont orientées l'une vers l'autre, un élément 17 intermédiaire qui est essentiellement plan peut être prévu (voir en particulier la Fig. 2), dans lequel l'unité 7 de conduit peut être réalisée des deux éléments 11, 12 de surface et de l'élément 17 intermédiaire ou en plusieurs parties (voir la Fig. 2) ou d'une seule pièce (voir la Fig. 1). Les surfaces 18, 19 des éléments 11, 12 de surface qui font face au produit à mélanger sont chacune inclinées en oblique vers la direction a de l'unité 7 de conduit, dans lequel les angles a, [3 d'inclinaison des surfaces 18, 19 des deux éléments 11, 12 de surface qui font face au produit à mélanger sont de préférence réalisés de façon différente. À cet égard, l'angle a d'inclinaison de la surface 18 de l'un 11 des éléments de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction a de mouvement de l'unité 7 de conduit est plus petit que l'angle [3 d'inclinaison de la surface 19 de l'autre élément 12 de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction a de mouvement de l'unité 7 de conduit. À cet égard, l'angle a d'inclinaison de la surface 18 de l'un 11 des éléments de surface qui fait face au produit à mélanger n'est pas réalisé à être plus grand que l'angle u intérieur de frottement, de sorte que la résistance à l'avancement de l'un 11 des éléments de surface est petite en fonction de l'angle u intérieur de frottement du produit à mélanger. À cet égard, l'angle [3 d'inclinaison de la surface 19 de l'autre élément 12 de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction a de mouvement de l'unité 7 de conduit est réalisé de telle manière que le produit à mélanger est dévié et mu à partir de la paroi 4 frontale du tambour mélangeur 2 dans la direction axiale du tambour mélangeur 2, ledit angle se situant entre 35° et 60°. L'autre élément 12 de surface passe complètement dans le coin qui est formé par la surface 18 de l'un 11 des éléments de surface, la surface formant une surface de glissement pour le produit à mélanger, par la surface 20 de cisaillement du produit à mélanger qui part de l'un 11 des éléments de surface et dépend de l'angle u intérieur de frottement, et par la paroi 2 frontale du tambour mélangeur 2. Un racleur 22 est raccordé à l'arête 21 de l'un 11 des éléments de surface qui est orientée vers l'arbre d'outil, le racleur 22 passant vers l'arbre d'outil, et étant disposé, respectivement attaché de façon soluble, au porte-outil 5, dans lequel l'arête 13 antérieure de l'un 11 des éléments de surface et l'arête 23 antérieure du racleur 22 forment une ligne. À cet égard, l'angle d'inclinaison du racleur 22 correspond à l'angle a d'inclinaison de l'un 11 des éléments de surface. Comme il a été mentionné ci-avant, le racleur 22 assure qu'aucune produit à mélanger, respectivement aucune substance, par exemple du sable, ne puisse s'accumuler entre l'unité 7 de conduit et la paroi 4 frontale du tambour mélangeur 2. Ci-dessous, quelques explications sont encore brièvement énoncées et on expliquera le mode d'action de l'outil mélangeur 2 selon l'invention: L'état de marche quasi statique « d'adresser » un mélangeur et l'outil mélangeur 1 contenu dedans fait foi pour la conception de l'entraînement du mélangeur et de l'outil mélangeur 1 parce que les forces et couples plus grandes se produisent dans cet « état de transition » à « mélanger ». On peut expliquer le mode d'action de l'outil mélangeur tel que revendiqué comme suit: La surface 20 de cisaillement détourne le produit à mélanger parallèlement, agissant comme une « surface de glissement ». La surface 20 de cisaillement se manifeste dans « l'état quasi statique » (lors de l'adressage) sous l'angle u intérieur de frottement. Pour cela, une condition nécessaire est que la surface 19 de l'élément 12 de surface ne coupe pas la surface 20 de cisaillement, c'est-à-dire que l'élément 12 de surface se situe complètement dans le « coin tendu » entre la surface 20 de cisaillement et la surface 4 frontale du tambour 2 mélangeur. La surface 20 de cisaillement, respectivement la « surface de glissement », doit se réaliser de telle manière qu'au total une résistance de frottement la plus petite possible peut se manifester entre le volume « glissant » du produit à mélanger et le produit à mélanger qui est « mu rigidement avec l'outil mélangeur » et les surfaces 18, 19 des éléments 11, 12 de surface. Dans une configuration préférée, la surface 20 de cisaillement et la surface 18 de l'élément 11 de surface coïncident, c.-à-d. l'angle u de frottement et l'angle a d'inclinaison sont à peu près identiques. Étant donné que l'angle u intérieur de frottement se manifeste entre 25° et 35° dans des mélanges de sable qui sorti habituellement utilisés, cela s'applique également à un choix préféré de l'angle a d'inclinaison. Si on choisissait l'angle a d'inclinaison plus grand, une surface 20 de cisaillement, respectivement une surface de glissement, se manifesterait, la surface touchant la surface 18 de l'élément 11 de surface dans un point et s'étendant en ligne droite jusqu'à la surface frontale du tambour 2 mélangeur sous l'angle u d'inclinaison. C'est un fait connu que la résistance de frottement du sable à une surface de composant est bien plus petite que le « frottement intérieur » du même sable. Par conséquent, la surface 20 de cisaillement rectiligne (sans courbure), respectivement la surface de glissement, proportionnellement s'étend plus par le sable, moyennant quoi la résistance de frottement de l'ensemble de l'outil mélangeur mu dans le produit à mélanger se grossit. Si, par contre, on choisissait l'angle a d'inclinaison plus petit, l'inclinaison de la surface 20 de cisaillement, respectivement de la surface de glissement, le long de la surface 18 de l'élément de surface commencerait à « indiquer la direction »pour l'ensemble de la surface de glissement se manifestant. Alors, si une surface 20 de cisaillement incurvée, respectivement une surface de glissement, se réalise par le sable ou si l'ensemble de la surface de glissement est composé de plusieurs proportions de surfaces dépend d'une multitude de conditions. L'ensemble de la surface de glissement grossirait par cela, mais dans le cas d'une surface de glissement qui est composée de surfaces de composant pour la plupart, la résistance de frottement peut diminuer dans l'ensemble. Cela signifie que de préférence l'angle a d'inclinaison n'est pas plus grand que l'angle u intérieur de frottement, et en cas de mélanges de sable qui sont habituellement utilisés préférablement n'est pas plus grand que 35°. En cas de l'état de marche stationnaire de 'mélanger", la surface 19 de l'élément 12 de surface détourne le produit à mélanger « fluidisé » à partir de la direction de mouvement tangentielle dans la direction de mouvement axiale de la paroi 4 frontale du tambour 2 mélangeur. Le détournement s'effectue essentiellement par analogie avec une poussée penchée élastique. Dans la configuration et disposition pratiques de l'élément 12 de surface, l'angle [3 d'inclinaison de la surface 19 du même préférablement s'élève à peu près à 45°. REVENDICATIONS1.- Outil mélangeur (1) pour un dispositif destiné à mélanger des substances de type granulaire ou fluides, dans lequel le dispositif a un tambour mélangeur (2) avec un axe (3) longitudinal qui est essentiellement horizontal, le tambour mélangeur (2) est essentiellement formé d'une enveloppe de tambour cylindrique et de parois (4) frontales qui chacune obturent les ouvertures de l'enveloppe de tambour, et un arbre d'outil est logé dans le tambour mélangeur (2), l'arbre s'étendant coaxialement dans le même, et se trouvant en liaison fonctionnelle mécanique avec au moins un outil mélangeur (1) en saillie radiale, caractérisé en ce que l'outil mélangeur (1) se compose d'un porte-outil (5) qui peut être joint à l'arbre d'outil et qui tourne avec le même, à l'extrémité (6) dudit porte-outil (5), ladite extrémité (6) étant orientée vers le tambour mélangeur, une unité (7) de conduit pour la substance à être mélangée étant attachée de façon soluble, en ce que l'unité (7) de conduit se compose d'au moins deux éléments (11, 12) de surface qui sont essentiellement plans, et qui sont disposés, dans la direction (a) de mouvement de l'unité (7) de conduit, l'un derrière l'autre et de façon décalée radialement l'un par rapport à l'autre, dans lequel, lors du mélange, une arête (13) antérieure de l'un (11) des éléments de surface est menée le long d'une paroi (4) frontale du tambour mélangeur (2) et une arête (14) latérale de l'autre élément (12) de surface est menée le long du côté intérieur du tambour mélangeur (2) cylindrique, en ce que les surfaces (18, 19) des éléments (11, 12) de surface qui font face au produit à mélanger sont chacune inclinées en oblique vers la direction (a) de mouvement de l'unité (7) de conduit, dans lequel l'angle (a) d'inclinaison de la surface (18) de l'un (11) des éléments de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction (a) de mouvement de l'unité (7) de conduit est plus petit que l'angle (6) d'inclinaison de la surface (19) de l'autre élément (12) de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction (a) de mouvement de l'unité (7) de conduit, et dans lequel l'angle (6) d'inclinaison de la surface (19) de l'autre élément (12) de surface qui fait face au produit à mélanger est réalisé de telle manière que le produit à mélanger est dévié et mu à partir de la paroi (4) frontale du tambour mélangeur (2) dans la direction axiale du tambour mélangeur (2), et en ce que l'autre élément (12) de surface passe complètement dans le coin qui est formé par la surface (18) de l'un (11) des éléments de surface, par la surface (20) de cisaillement du produit à mélanger qui part de l'un (11) des éléments de surface et dépend de l'angle (u) intérieur de frottement, et par la paroi (2) frontale du tambour mélangeur (2). 2.- Outil mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle (a) d'inclinaison de la surface (18) de l'un (11) des éléments de surface qui fait face auproduit à mélanger n'est pas réalisé à être plus grand que l'angle (u) intérieur de frottement. 3.- Outil mélangeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle (6) d'inclinaison de la surface (19) de l'autre élément (12) de surface qui fait face au produit à mélanger vers la direction (a) de mouvement de l'unité (7) de conduit se situe entre 35° et 60°. 4.- Outil mélangeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'entre les deux arêtes (15, 16) des éléments (11, 12) de surface qui sont orientées l'une vers l'autre, un élément (17) intermédiaire qui est essentiellement plan est prévu. 5.- Outil mélangeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments (11, 12) de surface et l'élément (17) intermédiaire sont réalisés d'une seule pièce. 6.- Outil mélangeur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un racleur (22) est raccordé à l'arête (21) de l'un (11) des éléments de surface qui est orientée vers l'arbre d'outil, le racleur (22) passant vers l'arbre d'outil, et étant disposé au porte-outil (5), dans lequel l'arête (13) antérieure de l'un (11) des éléments de surface et l'arête (23) antérieure du racleur (22) forment une ligne.