CH715325A2 - Rührwerkskugelmühle mit einer Verschleissschutzhülse, Verschleissschutzhülse und Verfahren zum Herstellen einer Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle mit einem sich entlang einer horizontalen oder vertikalen Achse (L50) erstreckenden Mahlbehälter (51), einem Mahlguteinlass und einem Produktauslass (72), eine innerhalb des Mahlbehälters (51) um die horizontale oder vertikale Achse (L50) drehbare Rührwelle mit Rührelementen, wobei der Rührwelle im Bereich des Produktauslasses (72) eine Verschleissschutzhülse (30) zugeordnet ist. Die Verschleissschutzhülse (30) ist einstückig ausgebildet, wobei die Verschleisshülse (3) ein im 3D-Druck gefertigtes Bauteil ist, das aus einem Keramikmaterial besteht, weist an einer Aussenmantelfläche Erhebungen (34) auf und umfasst mindestens eine Kühleinrichtung (37) oder ist als ein Teil eines Kühlsystems ausgebildet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle und ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Verschleissschutzhülse.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle mit einer Verschleissschutzhülse, eine Verschleissschutzhülse und ein Verfahren zum Herstellen einer Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle gemäss den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.

Stand der Technik

[0002] Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle, insbesondere ein Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle. Die Rührwerkskugelmühle ist ein Gerät zur Grob-, Fein- und Feinstzerkleinerung oder Homogenisierung von Mahlgut. Eine Rührwerkskugelmühle besteht aus einem vertikal oder horizontal angeordneten, meist annähernd zylindrischen Mahlbehälter, der zu 70% bis 90% mit Mahlhilfskörpern gefüllt ist. Der Mahlbehälter ist bei Rührwerkskugelmühlen in der Regel stationär gelagert. Viele herkömmlich bekannte Mühlen werden durch eine zentrale Öffnung in einer der Stirnwände befüllt. Das Einfüllen kann alternativ auch direkt über den Mahlzylinder erfolgen. Das zu vermählende Produkt strömt beim Mahlvorgang kontinuierlich von einem Produkteinlass axial durch den Mahlraum bis zu einem Produktauslass. Dabei werden die suspendierten Feststoffe durch Prall- und Scherkräfte zwischen den Mahlkörpern zerkleinert bzw. dispergiert. In einem Auslassbereich erfolgt dann die Trennung der Mahlhilfskörper vom Produktstrom. Der Austrag ist von der Bauform abhängig und erfolgt beispielsweise durch ein Sieb am Mühlenende.

[0003] Das Rührwerk ist in der Regel durch eine Rührwerkswelle gebildet, die dazu dient, Rührelemente in Form von Scheiben oder radial abstehenden Stiften zu drehen, insbesondere um in Flüssigkeit verteilte Feststoffe des Mahlgutes zu deagglomerieren und zu zerkleinern. Die Rührwerkswelle wird in der Regel motorisch angetrieben. Als geeignete Rührelemente finden insbesondere Scheibenrührer mit einer Mehrzahl von an einer Rührwelle angeordneten Mahlscheiben Verwendung. Die Mahlscheiben sind meist kreisförmig und können mit Durchlassöffnungen versehen sein. Über die Durchlassöffnung wird insbesondere die Produktströmung sichergestellt.

[0004] Zwischen der Innenseite des Mahlzylinders und dem Rührwerk ist ein ringförmiger Mahlspalt ausgebildet, in dem sich im Betrieb der Rührwerkskugelmühle das zu zerkleinernde Mahlgut befindet. Das Rührwerk wird drehend angetrieben und beansprucht derart das Mahlgut innerhalb des Mahlspaltes, wodurch dieses zerkleinert wird, was zum einen durch die Mahlhilfskörper und zum anderen durch die Rührelemente des Rührwerks unterstützt wird. Insbesondere werden mittels einer Rührwelle das Mahlgut und die Mahlhilfskörper intensiv bewegt. Dabei werden die Feststoffpartikel des Mahlguts durch Prall, Druck, Scherung und Reibung zerkleinert.

[0005] Viele Prozesse, chemische, mechanische oder andere, laufen unter Erzeugung von Prozesswärme ab, welche den Prozessablauf selbst beziehungsweise die eingesetzten Ausgangsstoffe negativ beeinflussen kann, weil beispielsweise die am Prozess beteiligten Stoffe temperaturempfindlich sind oder die Temperaturänderung sich auf die Prozessgeschwindigkeit auswirkt und damit eine geordnete Prozessführung erschwert. Aus diesem Grund ist es üblich, einen Prozessablauf zu stabilisieren, indem beispielsweise die erzeugte Prozesswärme mittels geeigneter Kühlvorrichtungen beziehungsweise -verfahren abgeleitet wird. In Behältern ablaufende Prozesse werden dabei meist über die Behälterwand temperiert, zum Beispiel durch an der Wand verlaufende Kühl- oder Warmwasserrohre oder indem ein weiterer, vom ersten Behälter radial beabstandet angeordneter Aussenbehälter um den ersten Behälter herumgeführt wird, sodass sich zwischen den beiden Behältern ein Hohlraum bildet, durch welchen ein Fluidstrom, welcher ein Warmwasserstrom beziehungsweise ein Kühlmittelstrom sein kann, zum Transport der Prozesswärme geführt werden kann.

[0006] Auch bei dem Mahlprozess entsteht Wärme. In Abhängigkeit vom Produkt muss diese Wärme abgeführt werden bzw. es muss eine Wärmebildung verhindert werden. Die Problematik besteht insbesondere bei Rührwerkskugelmühlen mit einem grossen Mahlvolumen oder wenn ein höherer Leistungseintrag erwünscht wird. Zur Kühlung während des Mahlprozesses ist beispielsweise vorgesehen, den Mahlzylinder kühlbar auszugestalten. Beispielsweise beschreibt die Offenlegungsschrift DE 361 147 A1 die Ausstattung des Mahlbehälters mit einem Kühlmantel als bekannten Stand der Technik. Diese Schrift offenbart weiterhin, dass zudem der Rührwerksrotor an seinem Umfang mit wenigstens einem Kühlkanal versehen sein kann. Ein Mahlbehälter mit Kühlmantel wird weiterhin in der Offenlegungsschrift WO 2007/042 059 A1 gezeigt. Weiterhin weist die in diesem Dokument beschriebene Rührwerksmühle einen Innenstator auf, der ebenfalls gekühlt werden kann. Das Rührwerk ist topfförmig ausgebildet und umfasst einen ringzylindrischen Rotor.

[0007] Wie bereits im Zusammenhang mit der DE 3 614 721 A1 erwähnt, kann eine Kühlung alternativ oder zusätzlich auch über den Rührwerksrotor realisiert werden. Die Offenlegungsschrift DE 3 015 631 A1 beschreibt ein Rührwerk aus einem Innen- und einem Aussenzylinder, zwischen denen ein ringförmiger Kühlraum ausgebildet ist, wobei zur Kühlung ein Kühlmittel zuführende Rohrleitung achsparallel innerhalb des Kühlraums angeordnet ist, die an ein Zuführrohr für Kühlmittel angeschlossen ist.

[0008] Ab einer gewissen Baugrösse müssen Rührwellen bzw. Rührwerke aus Keramik aus mehreren Bauteilen aufgebaut sein. Um die Einzelteile passend zueinander herzustellen, ist viel Schleifarbeit notwendig, wodurch die Kosten aufgrund der notwendigen Arbeitszeit sehr hoch sind. Zudem entstehen beim Zusammensetzen der Rührwelle aus einer Mehrzahl an Teilen sogenannte Toträume, in denen sich Mahlgut und/oder Mahlhilfskörper festsetzen können und somit den Maschinenraum verschmutzen. Solche mehrteiligen Keramikrührwellen sind zudem sehr bruchempfindlich, insbesondere bei der Montage, Demontage, Reinigung und Wartung. Zudem ist es bisher nicht möglich, Keramikrotoren mit einer Kühlung herzustellen.

Beschreibung

[0009] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle einfach und kostengünstig herzustellen, insbesondere eine kühlbare Verschleissschutzhülse für den Einsatz in Hochleistungs-Rührwerkskugelmühlen.

[0010] Die obige Aufgabe wird durch eine Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle, eine Rührwerkskugelmühle und ein Verfahren zum Herstellen einer Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.

[0011] Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerkskugelmühle, eine Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle und ein Verfahren zur Herstellung einer Verschleissschutzhülse für eine Rührwerkskugelmühle. Bei der hier beschriebenen Rührwerkskugelmühle handelt es sich insbesondere um eine Rührwerkskugelmühle mit einem sich entlang einer horizontalen oder vertikalen Achse erstreckenden Mahlbehälter. Zur Zugabe des Mahlgutes ist ein Mahlguteinlass vorgesehen. Zur Entnahme des Produktes in Form von zerkleinertem Mahlgut ist ein Produktauslass vorgesehen. Die Rührwerkskugelmühle umfasst eine innerhalb des Mahlbehälters um die horizontale oder vertikale Achse drehbare Rührwelle mit Rührelementen. Der Rührwelle ist im Bereich des Produktauslasses eine Verschleissschutzhülse zugeordnet, die einstückig ausgebildet ist und durch ein im SD-Druck gefertigtes Bauteil gebildet wird, das aus einem Keramikmaterial besteht. Besonders bevorzugt wird die Verschleissschutzhülse aus Siliziumcarbid (SiC), insbesondere gesintertes Siliziumcarbit (SSiC), aus Siliziumcarbid mit freiem Silizium (SiSiC), aus Siliziumnitrid, aus Zirkonoxid oder aus Mischkeramiken hergestellt. Siliziumcarbid-Keramiken weisen eine hohe Verschleissbeständigkeit, niedrige Thermoschockempfindlichkeit, niedrige Wärmedehnung, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Beständigkeit gegen Säuren und Laugen auf und sind darüber hinaus noch leicht und behalten ihre positiven Eigenschaften bis zu Temperaturen oberhalb von 1400 °C. Zudem ist Siliziumcarbid toxikologisch unbedenklich und kann somit auch im Nahrungsmittelbereich verwendet werden. Siliziumnitrid weist zwar im Vergleich zu Siliziumcarbid eine reduzierte Härte auf, jedoch kann durch einen Sintervorgang eine stängelige Umkristallisation der β-Siliziumnitridkristalle bewirkt werden, was zu einer erhöhten Bruchzähigkeit des Materials führt. Die hohe Bruchzähigkeit in Kombination mit kleinen Defektgrössen verleiht Siliciumnitrid eine der höchsten Festigkeiten unter den ingenieurkeramischen Werkstoffen. Durch die Kombination von hoher Festigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und relativ kleinem Elastizitätsmodul eignet sich Siliziumnitrid-Keramik besonders für thermoschockbeanspruchte Bauteile. Im Unterschied zu anderen keramischen Werkstoffen weist Zirkonoxid einen sehr hohen Widerstand gegen die Ausbreitung von Rissen auf. Ausserdem besitzt Zirkonoxid-Keramik eine sehr hohe Wärmedehnung und wird deshalb gerne bei der Realisierung von Verbindungen zwischen Keramik und Stahl gewählt.

[0012] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verschleissschutzhülse an ihrer Aussenmantelfläche zumindest bereichsweise Erhebungen aufweist und mindestens eine Kühleinrichtung umfasst und/oder Teil eines Kühlsystems bildet.

[0013] Die Verschleissschutzhülse weist im Wesentlichen eine hohlzylindrische Form und eine Längsachse auf. Die Längsachse der Verschleissschutzhülse ist innerhalb der Rührwerkskugelmühle koaxial zur Längsachse des Mahlbehälters und koaxial zur Längsachse der Rührwelle angeordnet. Die Erhebungen können beispielsweise in Form von Nocken ausgebildet sein, die sich radial nach aussen erstrecken. Die Erhebungen bzw. Nocken sind vorzugsweise in einem regelmässigen Muster an der Aussenmantelfläche der Verschleissschutzhülse ausgebildet. Insbesondere können die Erhebungen zum einen in jeweils fluchtender Anordnung in Reihen parallel zur Längsachse der Verschleissschutzhülse angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Erhebungen in Parallelreihen entlang von Umfangslinien der Verschleissschutzhülse angeordnet sein.

[0014] Die Form der Erhebungen kann sowohl im axialen Schnitt als auch in radialer Betrachtung jegliche geometrische Form annehmen, beispielsweise trapezförmig, mit abgerundeten Ecken, mit angefasten Kanten etc. insbesondere ist vorgesehen, dass eine am zylindrischen Grundkörper der Verschleissschutzhülse ausgebildete Verbindungsfläche der Erhebungen verhältnismässig gross ausgebildet ist, insbesondere im Verhältnis zur radialen Höhe der Erhebungen.

[0015] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verschleissschutzhülse inklusive Erhebungen und gegebenenfalls inklusive Kühleinrichtung einstückig aus einem Keramikmaterial hergestellt wird, wobei insbesondere ein 3D-Druckverfahren Anwendung findet. Auf diese Weise ist es möglich ein Bauteil mit inneren Hohlräumen herzustellen, das mit herkömmlichen Methoden wie beispielsweise Spritzgiessen o.Ä. ohne weitere Nachbearbeitung, beispielsweise ohne ein nachträgliches Einbringen von Bohrungen o.Ä., nicht in einem Verfahrensschritt herstellbar wäre. Nunmehr ist es jedoch möglich, einfach und kostengünstig mindestens eine integrierte Kühleinrichtung innerhalb der Verschleissschutzhülse auszubilden.

[0016] Durch die oben beschriebene Form der Erhebungen ist die bei Keramikmaterial bestehende Empfindlichkeit der Erhebungen gegenüber Ab- oder Ausbrechen deutlich verringert. Die einstückige Ausführung der Verschleissschutzhülse fördert sowohl Stabilität als auch Wärmeleitung, da potenzielle Bruchstellen und Wärmeleitungsbarrieren entfallen.

[0017] Die Rührwelle der Rührwerkskugelmühle weist auf der dem Produktauslass zugewendeten Seite zumindest bereichsweise einen inneren Hohlraum auf, insbesondere ist das dem Produktauslass zugewandte Ende der Rührwelle zu dem inneren Hohlraum hin offen ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Verschleissschutzhülse teilweise in den hohlen Innenraumbereich der Rührwelle hineinragt, wobei sich die Verschleissschutzhülse vom freien Ende der Rührwelle her von Produktauslass in Richtung Mahlguteinlass erstreckt. Dabei ist vorgesehen, dass die Verschleissschutzhülse im Bereich der Nocken einen maximalen Aussendurchmesser aufweist, der geringer ist als ein Innendurchmesser des inneren Hohlraums der Rührwelle.

[0018] An einem Endbereich der Verschleissschutzhülse kann ein Befestigungsbereich, beispielsweise ein Flansch, vorgesehen sein, um die Verschleissschutzhülse in oder an der Rührwerkskugelmühle zu positionieren und zu befestigen. Vorzugsweise weist der Mahlbehälterboden eine entsprechende Aufnahme für den Flansch der Verschleissschutzhülse auf, wobei über geeignete Befestigungsmöglichkeiten, beispielsweise Verschrauben, Verklemmen o.Ä., eine Fixierung der Verschleissschutzhülse am Mahlbehälterboden erfolgen kann. Vorzugsweise ist die Fixierung lösbar, sodass die Verschleissschutzhülse bei Bedarf, beispielsweise bei Defekten an der Verschleissschutzhülse, ausgewechselt werden kann. Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise ebenfalls Bestandteil der einstückig ausgebildeten Verschleissschutzhülse und wird insbesondere nicht nachträglich an der Verschleissschutzhülse angebracht.

[0019] Gemäss einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung der Verschleissschutzhülse als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu der Längsachse der Verschleissschutzhülse erstreckt. Insbesondere kann die Kühleinrichtung mindestens zwei Kühlkanal-Abschnitte vorsehen, die über einen Umlenkbereich strömungstechnisch miteinander verbunden sind, wobei das Kühlmittel die zwei Kühlkanal-Abschnitte in entgegengesetzt gerichteten Strömungsrichtungen durchströmt.

[0020] Gemäss einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung miteinander verbundene, mäanderförmig angeordnete Kühlkanal-Abschnitte umfasst, beispielsweise erstrecken sich mindestens zwei Kühlkanal-Abschnitte jeweils parallel zur Längsachse der Rührwelle, wobei zwischen den zwei parallel verlaufenden Kühlkanal-Abschnitten ein Umlenkbereich ausgebildet ist. Betrachtet man eine Verschleissschutzhülse im axialen Querschnitt, dann sind bei dieser Ausführungsform die Kühlkanal- Abschnitte vorzugsweise jeweils in demselben radialen Abstand zu dem durch die Längsachse der Verschleissschutzhülse definierten Mittelpunkt angeordnet. Ein Kühlmitteleingang und ein Kühlmittelausgang mit Verbindung zu dem mindestens einen Kühlkanal bzw. den mindestens zwei Kühlkanal-Abschnitten sind vorzugsweise im Befestigungsbereich der Verschleissschutzhülse vorgesehen. Hierzu korrespondierend weist der Mahlbehälterboden entsprechende Kühlmittelanschlüsse auf, sodass das Kühlmittel über den Mahlbehälterboden in die Verschleissschutzhülse eingeführt und wieder abgeführt werden kann.

[0021] Das Kühlmittel wird über den Kühlmitteleingang in einen ersten Kühlkanal-Abschnitt eingeleitet und durchströmt diesen in einer ersten Strömungsrichtung parallel zur Längsachse der Verschleissschutzhülse. In dem Endbereich der Verschleissschutzhülse, der dem Kühlmitteleingang bzw. Befestigungsbereich gegenüber liegt, ist ein Umlenkungsbereich zwischen dem ersten Kühlkanal-Abschnitt und einem zweiten Kühlkanal-Abschnitt ausgebildet, der die beiden Kühlkanal- Abschnitte strömungstechnisch miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den zweiten Kühlkanal-Abschnitt in einer der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung. Benachbart zum Befestigungsbereich ist ein weiterer Umlenkungsbereich zwischen dem zweiten Kühlkanal-Abschnitt und einem dritten Kühlkanal-Abschnitt ausgebildet, der die beiden Kühlkanal-Abschnitte strömungstechnisch miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den dritten Kühlkanal-Abschnitt in der ersten Strömungsrichtung usw. Nach Durchströmen eines letzten Kühlkanal-Abschnittes in der zweiten Strömungsrichtung wird das Kühlmittel durch den Kühlmittelausgang abgeführt. Durch die mäanderförmige Anordnung der Kühlkanal-Abschnitte wird eine grosse Kühlfläche ausgebildet und eine optimale Kühlung der Rührwerkskugelmühle im Bereich des Produktauslasses erzielt.

[0022] Alternativ kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Kühlkanal zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse der Verschleissschutzhülse verlaufend ausgebildet ist. Das Kühlmittel durchströmt den Kühlkanal und wird dabei spiralförmig um die Längsachse herumgeführt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem spiralförmigen Kühlkanal-Abschnitt kann dabei eine Bewegungskomponente in der ersten Strömungsrichtung oder eine Bewegungskomponente in der zweiten Strömungsrichtung aufweisen.

[0023] Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung als eine sogenannte Gegenstromkühlung ausgebildet ist. Hierbei ist ebenfalls vorgesehen, dass die Kühleinrichtung eine Mehrzahl von jeweils parallelen, sich insbesondere parallel zur Längsachse der Verschleissschutzhülse erstreckende Kühlkanal-Abschnitte umfasst. Betrachtet man eine Verschleissschutzhülse im axialen Querschnitt, dann sind bei dieser Ausführungsform jeweils zwei Kühlkanal-Abschnitte auf einer Radialen angeordnet, die sich von einem durch die Längsachse der Verschleissschutzhülse definierten Mittelpunkt zum äusseren Umfang der Verschleissschutzhülse erstreckt.

[0024] Bei der Gegenstromkühlung durchströmt das Kühlmittel die auf einer gemeinsamen Radialen angeordneten Kühlkanal-Abschnitte nacheinander, sodass einer der beiden auf derselben Radialen angeordneten Kühlkanal-Abschnitte in einer ersten Strömungsrichtung durchflossen wird, während der andere der beiden Kühlkanal-Abschnitte von dem Kühlmittel in einer Gegenrichtung durchflossen wird. Zur Umlenkung der Strömungsrichtung des Kühlmittels ist in einem Endbereich der Verschleissschutzhülse ein Umlenkbereich vorgesehen, der die beiden Kühlkanal-Abschnitte strömungstechnisch miteinander verbindet. Vorzugsweise wird das Kühlmittel auch bei dieser Ausführungsform über den Befestigungsbereich der Verschleissschutzhülse und den Mahlbehälterboden zu- und abgeführt und durchströmt zuerst einen näher zum Mittelpunkt der Verschleissschutzhülse angeordneten ersten Kühlkanal-Abschnitt in Richtung des Mahlguteinlasses der Rührwerkskugelmühle und anschliessend einen zweiten Kühlkanal-Abschnitt auf derselben Radialen, der jedoch näher zur Aussenmantelfläche der Verschleissschutzhülse angeordnet ist, in Richtung des Produktauslasses.

[0025] Bei der Gegenstromkühlung kann vorgesehen sein, dass dem Kühlmitteleingang ein erster Ringspalt zugeordnet ist, über den das Kühlmittel gleichzeitig einer Mehrzahl von ersten Kühlkanal-Abschnitten zugeführt wird. Weiterhin kann ein zweiter Ringspalt vorgesehen sein, in den das Kühlmittel aus allen zweiten Kühlkanal-Abschnittet einströmt und über den Kühlmittelausgang abgeleitet wird.

[0026] Mithilfe der Gegenstromkühlung wird erreicht, dass das frischeste und somit kühlste Kühlmittel zuerst in einen Bereich der Rührwerkskugelmühle geführt wird, in dem das Mahlgut am wärmsten ist. Dies ist insbesondere der Bereich nahe dem Produktauslass, nachdem das Mahlgut die Rührwerkskugelmühle in Förderrichtung von der Mahlguteinlass-Seite her durchströmt hat. Insbesondere durchströmt das Kühlmittel die Verschleissschutzhülse an der Aussenmantelfläche der Verschleissschutzhülse somit in Gegenrichtung zur Förderrichtung des Mahlguts innerhalb des endständigen inneren Hohlraums der Rührwelle. Mithilfe dieser Gegenstromkühlung kann der Kühlprozess weiter optimiert werden.

[0027] Insbesondere kann bei den hier beschriebenen Ausführungsformen mit mäanderförmiger Kühlung, eine spiralförmige Kühlung oder mit Gegenstromkühlung vorgesehen sein, dass sich die Kühlkanal-Abschnitte parallel zu Reihen der Erhebungen an der Aussenseite der Verschleissschutzhülse erstrecken und somit eine bevorzugte Kühlung der Verschleissschutzhülse im Bereich der Erhebungen erfolgt, da in diesem Bereich aufgrund der Beanspruchung des Mahlguts und/oder der Mahlhilfskörper durch die Erhebungen eine besonders starke Erwärmung innerhalb der Rührwerkskugelmühle stattfindet.

[0028] Eine weitere Möglichkeit zur Kühlung der Rührwerkskugelmühle im Bereich des Produktauslasses umfasst ein speziell ausgebildetes Aufnahmeteil in Wirkverbindung mit einer entsprechenden Verschleissschutzhülse. Insbesondere wird der Produktauslass durch ein Aufnahmeteil ausgebildet, dass bereichsweise innerhalb der Rührwelle angeordnet ist. Insbesondere ist das Aufnahmeteil bereichsweise in dem sich vom freien offenen Ende des Rührwelle nahe des Mahlbehälterbodens in Richtung des Mahlguteinlass erstreckenden inneren Hohlraum der Rührwelle angeordnet. Weiterhin erstreckt sich das Aufnahmeteil bereichsweise durch den Mahlbehälterboden der Rührwerkskugelmühle. Das Aufnahmeteil weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Grundform mit einer Längsachse und einem beidseitig offenen zylindrischen Innenraum auf und ist derart innerhalb der Rührwerkskugelmühle angeordnet, dass die Längsachse des Aufnahmeteils und der Rührwelle koaxial angeordnet sind. Der Innenraum bildet insbesondere einen Austrittskanal mit einem offenen Endbereich als Produktauslass. Der den Produktauslass bildende Endbereich des Aufnahmeteils ist zumindest bereichsweise von einer Verschleissschutzhülse umfasst, während am gegenüberliegenden, innerhalb des inneren Hohlraums der Rührwelle angeordneten Endbereich eine Trennvorrichtung, insbesondere ein Trennsieb o.a. angeordnet ist. Ausreichend zerkleinertes Mahlgut – welches nachfolgend als Produkt bezeichnet wird – gelangt über die Trennvorrichtung in den zylindrischen Innenraum des Aufnahmeteils und wird durch nachdrängendes Produkt zum Produktauslass im Mahlbehälterboden hin befördert. Die Trennvorrichtung verhindert, dass Mahlhilfskörper in den Innenraum des Aufnahmeteils gelangen. Die Mahlhilfskörper werden stattdessen über Durchgangsöffnungen innerhalb der Rührwelle zurück in den Mahlspalt befördert.

[0029] Das Aufnahmeteil weist mindestens eine Profilierung auf, die in Wirkverbindung mit der Verschleissschutzhülse ein Kühlsystem ausbildet. Insbesondere ist ein Teilbereich der Aussenmantelfläche des Aufnahmeteils nahe dem Produktauslass profiliert ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Erhöhungen und/oder Vertiefungen auf. Beispielsweise ist der Teilbereich als Aussengewinde mit Vertiefungen ausgebildet, wobei die Vertiefungen jeweils durch Erhöhungen voneinander beabstandet und getrennt sind. Eine Verschleissschutzhülse wird derart an dem Aufnahmeteil aufgesetzt, dass eine dichtende Verbindung zwischen der Verschleissschutzhülse und dem Aufnahmeteil hergestellt wird, wobei im Bereich der Profilierung zwischen dem Aufnahmeteil und der Verschleissschutzhülse Kühlkanäle ausgebildet werden. Insbesondere besteht eine dichtende Verbindung zwischen den sich spiralförmig um das Aufnahmeteil erstreckenden Erhöhungen des Aussengewindes und der Innenmantelfläche der Verschleissschutzhülse. Dadurch bilden die Vertiefungen des Aufnahmeteils einen sich spiralförmig um das Aufnahmeteil erstreckenden Kühlkanal des durch das Aufnahmeteil und die Verschleissschutzhülse gemeinsam gebildeten Kühlsystem aus.

[0030] Ein weiterer Bestandteil des Kühlsystems wird durch mindestens einen inneren Kühlkanal des Aufnahmeteils oder der Verschleissschutzhülse gebildet, wobei über einen Kühlmitteleingang Kühlmittel vorzugsweise zuerst in den inneren Kühlkanal und anschliessend dem zwischen Aufnahmeteil und Verschleissschutzhülse ausgebildeten Kühlkanal zugeführt wird. Das Kühlmittel durchströmt den äusseren Kühlkanal vorzugsweise in einer in Richtung des Produktauslasses gerichteten Richtung und wird anschliessend über einen Kühlmittelausgang abgeführt. Vorzugsweise ist der Kühlmittelausgang am Aufnahmeteil benachbart zum Produktauslass ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Kühlmittel aus dem Kühlkanal in einen entsprechenden Kanal-Abschnitt der Verschleissschutzhülse eingeleitet und über diese abgeleitet wird. Das Kühlsystem dient insbesondere der Kühlung des Produktes beim Durchtritt durch den Austrittskanal des Aufnahmeteils und nachfolgenden Austritt über den Produktauslass. Alternativ kann in Abhängigkeit von den Produktionsbedingungen auch vorgesehen sein, dass das Kühlmittel zuerst über den äusseren Kühlkanal von der Produktauslassseite in Richtung der Mahlguteinlassseite geführt wird und nach Umlenkung den inneren Kühlkanal zum Produktauslass hin durchströmt. Weiterhin sind für den Fachmann Ausführungsformen des Aufnahmeteils denkbar, in denen die Profilierung zur Ausbildung eines geeigneten Kühlkanals an dem der Produktauslassseite gegenüberliegenden Endbereich des Aufnahmeteils oder weitgehend über die gesamte Länge des Aufnahmeteils ausgebildet ist.

[0031] Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Verschleissschutzhülse ein spiralförmiger Kühlkanal ausgebildet ist, der zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse der Verschleissschutzhülse verläuft. Das Kühlmittel durchströmt den Kühlkanal und wird dabei spiralförmig um die Längsachse der Verschleissschutzhülse herumgeführt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem spiralförmigen Kühlkanal-Abschnitt kann dabei eine Bewegungskomponente in Richtung des Produktauslasses oder eine Bewegungskomponente in der Gegenrichtung, d.h. vom Produktauslass weg, aufweisen. Die Kühlmittelführung erfolgt beispielsweise analog zur spiralförmigen Kühlmittelführung, wie sie im Zusammenhang mit dem Aufnahmeteil bereits oben beschrieben worden ist, nur dass der Kühlkanal komplett innerhalb der Verschleissschutzhülse ausgebildet ist und nicht durch das Zusammenwirken von Verschleissschutzhülse und Aufnahmeteil gebildet wird. Zudem kann eine äussere Kühlmittelspirale und eine innere Kühlmittelspirale ausgebildet sein, wobei die äussere Kühlmittelspirale näher an der Aussenmantelfläche der Verschleissschutzhülse ausgebildet ist und die innere Kühlmittelspirale näher an der Innenmantelfläche der Verschleissschutzhülse. Nunmehr kann das Kühlmittel beispielsweise zuerst die innere Kühlmittelspirale in einer Strömungsrichtung mit einer Bewegungskomponente entgegen der Strömungsrichtung des Produktes innerhalb des Produktauslasses durchströmen und dieses dabei kühlen. Über die äussere Kühlmittelspirale wird das Kühlmittel anschliessend wieder aus der Verschleissschutzhülse abgeführt. Je nach Produktionsbedingungen kann das Kühlmittel aber auch über die äussere Kühlmittelspirale zugeführt und über die innere Kühlmittelspirale wieder abgeführt werden.

[0032] Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die in Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermassen Teilaspekte des erfindungsgemässen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemässen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermassen für das erfindungsgemässe Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, sodass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Verfahren erläutert wurden, gleichermassen Teilaspekte der erfindungsgemässen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemässen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermassen für die erfindungsgemässe Vorrichtung.

Figurenbeschreibung

[0033] Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Grössenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Grössenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrössert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. <tb>Fig. 1<SEP>zeigt eine Seitenansicht einer Verschleissschutzhülse. <tb>Fig. 2<SEP>zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verschleissschutzhülse. <tb>Fig. 3<SEP>zeigt perspektivische Darstellung einer entlang einer Schnittlinie C–C gemäss Fig. 1 aufgeschnittenen Verschleissschutzhülse. <tb>Fig. 4<SEP>zeigt einen Querschnitt einer entlang der Schnittlinie C–C gemäss Fig. 1 aufgeschnittenen Verschleissschutzhülse. <tb>Fig. 5<SEP>zeigt einen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle mit einer Verschleissschutzhülse gemäss Fig. 1 bis 4 . <tb>Fig. 6<SEP>zeigt einen Querschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle gemäss Fig. 5 entlang einer Schnittlinie B–B. <tb>Fig. 7A bis 7E<SEP>zeigen unterschiedliche Darstellungen einer zweiten Ausführungsform einer Verschleissschutzhülse. <tb>Fig. 8A bis 8E<SEP>zeigen unterschiedliche Darstellungen einer dritten Ausführungsform einer Verschleissschutzhülse. <tb>Fig. 9A bis 9E<SEP>zeigen unterschiedliche Darstellungen eines Aufnahmeteils. <tb>Fig. 10<SEP>zeigt einen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle mit Aufnahmeteil gemäss Fig. 9A bis 9E . <tb>Fig. 11<SEP>zeigt einen Teilausschnitt der Aussenseite einer Verschleissschutzhülse.

[0034] Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemässe Vorrichtung oder das erfindungsgemässe Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschliessende Begrenzung dar.

[0035] Fig. 1 bis 4 zeigen unterschiedliche Ansichten und Schnittdarstellungen einer erfindungsgemäss einstückig ausgebildeten Verschleissschutzhülse 30. Eine solche Verschleissschutzhülse 30 wird vorzugsweise in einer Rührwerkskugelmühle 50 verwendet, wie nachfolgend anhand der Fig. 5 und 6 näher erläutert wird.

[0036] Die Verschleissschutzhülse 30 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und insbesondere aus einem Keramikmaterial gefertigt und kann beispielsweise im SD-Druckverfahren aus einem keramischen Material hergestellt werden. Bei dem Keramikmaterial kann es sich beispielsweise um Siliziumcarbid (SiC), insbesondere gesintertes Siliziumcarbit (SSiC), Siliziumcarbid mit freiem Silizium (SiSiC), Siliziumnitrid, Zirkonoxid oder um Mischkeramiken handeln. Siliziumcarbid-Keramiken weisen eine hohe Verschleissbeständigkeit, niedrige Thermoschockempfindlichkeit, niedrige Wärmedehnung, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Beständigkeit gegen Säuren und Laugen auf und sind darüber hinaus noch leicht und behalten ihre positiven Eigenschaften bis zu Temperaturen oberhalb von 1400 °C. Zudem ist Siliziumcarbid toxikologisch unbedenklich und kann somit auch im Nahrungsmittelbereich verwendet werden. Siliziumnitrid weist zwar im Vergleich zu Siliziumcarbid eine reduzierte Härte auf. Jedoch kann durch einen Sintervorgang eine stängelige Umkristallisation der β-Siliziumnitridkristalle bewirkt werden, was zu einer erhöhten Bruchzähigkeit des Materials führt. Die hohe Bruchzähigkeit in Kombination mit kleinen Defektgrössen verleiht Siliciumnitrid eine der höchsten Festigkeiten unter den ingenieurkeramischen Werkstoffen. Durch die Kombination von hoher Festigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und relativ kleinem Elastizitätsmodul eignet sich Siliziumnitrid-Keramik besonders für thermoschockbeanspruchte Bauteile. Im Unterschied zu anderen keramischen Werkstoffen weist Zirkonoxid einen sehr hohen Widerstand gegen die Ausbreitung von Rissen auf. Ausserdem besitzt Zirkonoxid-Keramik eine sehr hohe Wärmedehnung und wird deshalb gerne bei der Realisierung von Verbindungen zwischen Keramik und Stahl gewählt.

[0037] Die Verschleissschutzhülse 30 ist zumindest bereichsweise zylindrisch ausgebildet, insbesondere weist die Verschleissschutzhülse 30 als Grundkörper 32 einen Hohlzylinder 33 mit einer Längsachse L30 auf, an dessen Aussenseite vorzugsweise Erhebungen 34, insbesondere in Form von nachfolgend näher beschriebenen Nocken 35 ausgebildet sind. Die Aussenflächen der Nocken 35 und die nicht durch Nocken 35 bedeckten Aussenflächen des zylindrischen Grundkörpers 32 bilden zusammen die Aussenmantelfläche der Verschleissschutzhülse 30.

[0038] Der Hohlzylinder 33 weist einen maximalen Aussendurchmesser d30 auf, der geringer ist als ein nachfolgend beschriebener geringster Innendurchmesser eines dritten Innenraumbereichs III einer Rührwelle 1 (vergleiche Fig.  5 und  6 ). An einem Endbereich der Verschleissschutzhülse 30 kann ein Befestigungsbereich, beispielsweise ein Flansch 36, vorgesehen sein, um die Verschleissschutzhülse 30 in oder an der Rührwerkskugelmühle 50 zu positionieren und zu befestigen, insbesondere um die Verschleissschutzhülse 30 am Mahlbehälterboden 59, insbesondere in einer geeigneten Aufnahme am Mahlbehälterboden 59, festzulegen – vergleiche Fig. 5 .

[0039] Die Erhebungen 34 bzw. Nocken 35 sind vorzugsweise in einem regelmässigen Muster angeordnet. Insbesondere sind die Nocken 35 zum einen in jeweils fluchtender Anordnung in Reihen 100 parallel zur Längsachse L30 der Verschleissschutzhülse 30 angeordnet, zudem sind die Nocken 35 in Parallelreihen entlang von Umfangslinien 101 der Verschleissschutzhülse 30 angeordnet.

[0040] Wie in den Schnittdarstellungen der Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, zeigt die Verschleissschutzhülse 30 einen weitgehend kreisförmigen Querschnitt, dessen Mittelpunkt durch eine Längsachse L30 der Verschleissschutzhülse 30 verläuft.

[0041] Die Verschleissschutzhülse 30 umfasst mindestens eine Kühleinrichtung 37. In der dargestellten Ausführungsform ist die Kühleinrichtung 37 als Gegenstromkühlung ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung 37 eine Mehrzahl von jeweils parallelen Kühlkanal-Abschnitten 38a, 38b umfasst, wobei jeweils zwei parallele Kühlkanal-Abschnitte 38a, 38b auf einer Radialen R angeordnet sind, die sich von der Längsachse L30 aus zur Aussenmantelfläche des Grundkörpers 32 der Verschleissschutzhülse 30 aus erstreckt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Kühlkanal-Abschnitte 38a, 38b parallel zu Reihen 100 der Nocken. 35 erstrecken und somit eine bevorzugte Kühlung der Verschleissschutzhülse 30 im Bereich der Nocken 35 erfolgt, da in diesem Bereich aufgrund der Beanspruchung des Mahlguts und/oder der Mahlhilfskörper durch die Nocken 35 eine besonders starke Erwärmung innerhalb der Rührwerkskugelmühle stattfindet.

[0042] Bei der Gegenstromkühlung ist insbesondere vorgesehen, dass in die Kühlkanal-Abschnitte 38a, 38b ein Kühlmittel eingebracht wird, dass die beiden Kühlkanal-Abschnitte 38a, 38b, die sich jeweils auf einer gemeinsamen Radialen R befinden, nacheinander durchströmt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zuerst der innere Kühlkanal-Abschnitt 38a von dem Kühlmittel durchströmt wird. Anschliessend wird das Kühlmittel in dem Endbereich der Verschleissschutzhülse 30, der dem Befestigungsflansch 36 gegenüber liegt, umgelenkt und strömt nunmehr in Gegenrichtung durch den äusseren Kühlkanal-Abschnitt 38b.

[0043] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass am Flansch 36 oder innerhalb des Flansches 36 ein erster Ringspalt o.a. ausgebildet ist, sodass gleichzeitig Kühlmittel in alle inneren Kühlkanal-Abschnitte 38a eintreten kann. Weiterhin kann am Flansch 36 oder innerhalb des Flansches 36 ein zweiter Ringspalt vorgesehen sein, über den das Kühlmittel gleichzeitig aus allen äusseren Kühlkanal-Abschnitten 38b abgeführt werden kann.

[0044] Fig. 5 und 6 zeigen verschiedene Darstellungen einer Rührwerkskugelmühle 50 mit einer Verschleissschutzhülse 30, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben worden ist, insbesondere zeigt Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Rührwerkskugelmühle 50 und Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entlang einer Schnittlinie B–B gemäss Fig. 5 .

[0045] Die Rührwerkskugelmühle 50 umfasst einen sich entlang einer horizontalen Achse L50 erstreckenden zylindrischen Mahlbehälter 51 mit einer Innenmantelfläche 52. Der Mahlbehälter 51 kann aus einem Metall oder analog zur Rührwelle 1 aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Mahlbehälter kühlbar ausgebildet ist und beispielsweise einen Aussenzylinder 53 und einen Innenzylinder 54 umfasst, zwischen denen ein Kühlraum 55 ausgebildet ist, in den über einen geeigneten Kühlmitteleingang (nicht dargestellt) und einen Kühlmittelausgang (nicht dargestellt) Kühlmittel K eingeleitet werden kann. Der Mahlbehälter 51 umfasst weiterhin einen Mahlbehälterdeckel 58 und einen Mahlbehälterboden 59.

[0046] Innerhalb des Mahlbehälters 51 ist eine Rührwelle 1 mit einer Längsachse L horizontal liegend angeordnet. Die Längsachse L der Rührwelle 1 stellt gleichzeitig deren Drehachse dar und ist zudem deckungsgleich zu der horizontalen Achse L50 des Mahlbehälters 51 angeordnet. Die Rührwelle 1 weist einen zylindrischen Grundkörper 2 mit einer Längsachse L auf, wobei auf der Aussenfläche des zylindrischen Grundkörpers 2 Rührelemente, insbesondere Rührstäbe, Nocken oder Mahlscheiben angeordnet und/oder ausgebildet sind.

[0047] Die Rührwelle 1 weist drei Teil-Abschnitte auf, insbesondere einen ersten endständigen Teil-Abschnitt I, einen zweiten mittleren Teil-Abschnitt II und einen dritten endständigen Teil-Abschnitt III. Die Rührwelle 1 ist mit ihrem ersten endständigen Teil-Abschnitt I mit einer Antriebswelle 70 der Rührwerkskugelmühle 50 verbunden. Hierzu ist im ersten endständigen Teil-Abschnitt I beispielsweise eine Wellenaufnahme 7 ausgebildet. Die Rührwelle 1 ist zumindest bereichsweise als Hohlwelle ausgebildet, insbesondere weisen der zweite Teil-Abschnitt II und der dritte Teilabschnitt III und gegebenenfalls bereichsweise der erste Teil-Abschnitt I jeweils Innenraumbereiche auf. Insbesondere weist der zweite mittlere Teil-Abschnitt II einen ersten hohlen Innenraum bzw. Innenraumbereich 12 und der dritte Teil-Abschnitt III einen zweiten hohlen Innenraum bzw. Innenraumbereich 13 auf. Diese weisen vorzugsweise ebenfalls eine zylindrische Form auf, deren Längsachse jeweils deckungsgleich zur Längsachse L der Rührwelle 1 ausgebildet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass der dritte Teil-Abschnitt III endseitig offen ausgebildet ist und insbesondere in diesem offenen Bereich einen weiter vergrösserten hohlen Innenraum zeigt.

[0048] Weiterhin kann vorgesehen sein, dass im zweiten mittleren Teil-Abschnitt II zwischen dem hohlen Innenraumbereich 12 und der Aussenmantelfläche 5 der Rührwelle 1 Durchtrittsöffnungen 15 ausgebildet sind, über die die Mahlhilfskörper MH wieder in den nachfolgend beschriebenen Mahlspalt MS zurückgeführt werden.

[0049] Die Antriebswelle 70 für die Rührwelle 1 erstreckt sich durch den Mahlbehälterdeckel 58 hindurch und ist mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden. Bei dem Antrieb kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor o.a. handeln. Die Antriebswelle 70 ist drehfest mit der Rührwelle 1 verbunden, insbesondere greift das in den Mahlbehälter 51 hineinragende Ende der Antriebswelle 70 in die Wellenaufnahme 7 im ersten Teil-Abschnitt i der Rührwelle 1. Weiterhin ist am Mahlbehälterdeckel 58 oder am Mahlbehälter 51 benachbart zum Mahlbehälterdeckel 58 ein Mahlguteinlass (nicht dargestellt) vorgesehen, über den das Mahlgut in die Rührwerkskugelmühle 50 eingefüllt wird. Im Mahlbehälterboden 59 ist ein Produktauslass 72 vorgesehen, durch den das vermahlene Produkt P die Rührwerkskugelmühle 50 verlässt.

[0050] Zwischen der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 und einer Aussenmantelfläche der Rührwelle 1, insbesondere im Bereich der Rührelemente 3, ist ein ringförmiger Mahlspalt MS ausgebildet. Im Betrieb der Rührwerkskugelmühle 50 befindet sich darin das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G. Durch drehendes Antreiben der Rührwelle 1 in Kombination mit den Mahlhilfskörpern (nicht dargestellt) wird das Mahlgut im Mahlspalt MS von der Mahlguteinlassseite zur Produktauslassseite bewegt und dabei so beansprucht, dass es zerkleinert wird, beispielsweise durch Aufeinanderprallen von Mahlgut-Partikeln untereinander, durch Aufeinanderprallen von Mahlgut-Partikeln auf Mahlhilfskörper MH, durch Scherkräfte etc. Zur Verstärkung der Zerkleinerungswirkung kann vorgesehen sein, dass an der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 ebenfalls Vorsprünge wie etwa Nocken, Stäbe oder ähnliches angeordnet sein können, die einerseits eine zusätzliche Durchmischung des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G bewirken und andererseits beispielsweise die Zahl der im Mahlspalt MS stattfindenden Kollisionsvorgange erhöht und somit die Zerkleinerungswirkung der Rührwerkskugelmühle 50 steigern.

[0051] Der Produktauslass 72 wird durch ein sogenanntes Aufnahmeteil 75 gebildet, das sich durch eine zentrale Öffnung im Mahlbehälterboden 59 erstreckt. Eine weitere Ausführungsform eines Aufnahmeteils 75 wird im Zusammenhang mit den Fig. 9A bis 9E beschrieben. Das Aufnahmeteil 75 erstreckt sich koaxial zumindest bereichsweise im inneren Hohlraum der Rührwelle 1 und ist bereichsweise von der Verschleissschutzhülse 30 umgeben, insbesondere erstreckt sich das Aufnahmeteil 75 koaxial innerhalb des ersten Innenraumbereichs 12 des zweiten mittleren Teil-Abschnitts II der Rührwelle 1 und des zweiten Innenraumbereichs 13 des dritten endständigen Teil-Abschnitts II der Rührwelle 1 sowie durch den Mahlbehälterboden 59 hindurch. An dem innerhalb des ersten Innenraumbereichs 12 angeordneten Endbereich des Aufnahmeteils 75 ist eine Trennvorrichtung 40, insbesondere ein Trennsieb 41 angeordnet, dass für ausreichend zerkleinertes Mahlgut – welches nachfolgend als Produkt bezeichnet wird – durchlässig ist, jedoch verhindert, dass die Mahlhilfskörper MH zu dem Produktauslass 72 gelangen. Die Trennvorrichtung 40 bzw. das Trennsieb 41 eine Durchtrittsgrösse bzw. Spaltbreite entsprechend der gewünschten Produktfeinheit auf. Die Grösse der Mahlhilfskörper MH wird entsprechend gewählt, da diese nicht durch die Trennvorrichtung 40 hindurchtreten dürfen. Vorzugsweise werden Mahlhilfskörper MH ausgewählt, deren Durchmesser vorzugsweise mindestens zweimal der Durchtrittsgrösse bzw. Spaltbreite der Trennvorrichtung 40 entspricht.

[0052] In Fig. 5 wird weiterhin der Weg des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 dargestellt und beschrieben. Mahlgut wird über den Mahlguteinlass (nicht dargestellt) in den Innenraum des Mahlbehälters 51 eingefüllt. Dieser ist bereits teilweise mit Mahlhilfskörpern MH befüllt, beispielsweise ist der Innenraum des Mahlbehälters bereits zu ca. 80% mit Mahlhilfskörpern MH befüllt. Aufgrund der Rotation der Rührwelle 1 werden das Mahlgut und die Mahlhilfskörper MH zu einem Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G vermischt, das entlang der Rührwelle 1, insbesondere in dem zwischen der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 und der Aussenmantelfläche 5 der Rührwelle 1 ausgebildeten Mahlspalt MS, in einer ersten Förderrichtung FR1 in Richtung des Mahlbehälterbodens 59 gefördert wird. Zwischen dem offenen Endbereich des dritten Teil-Abschnitts III der Rührwelle 1 und dem Mahlbehälterboden 59 ist ein Abstand ausgebildet, in dem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G umgelenkt wird, sodass dieses nunmehr in einer der ersten Förderrichtung FR1 entgegengesetzten zweiten Förderrichtung FR2 den zweiten hohlen Innenraumbereich 13 des dritten Teil-Abschnitts III und den ersten hohlen Innenraumbereich 12 des zweiten mittleren Teil-Abschnitts II der Rührwelle 1 durchströmt. Insbesondere durchströmt das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G einen zwischen der Verschleissschutzhülse 30 und der Innenmantelfläche der Rührwelle 1 ausgebildeten Ringraum. Anschliessend tritt das ausreichend vermählende Mahlgut, welches nachfolgend als Produkt P bezeichnet wird, durch die Trennvorrichtung 40 in einen zwischen dem Aufnahmeteil 75 und der Trennvorrichtung 40 ausgebildeten Ringraum ein, wobei es die zweite Förderrichtung FR2 beibehält. Die Mahlhilfskörper MH werden dagegen durch die Trennvorrichtung 40 zurückgehalten und über die Durchtrittsöffnungen 15 der Rührwelle 1 wieder in den Mahlspalt MS zurückgeführt.

[0053] Das Aufnahmeteil 75 umfasst eine axiale Durchgangsbohrung 77, die sich insbesondere koaxial zur Längsachse L der Rührwelle 1 erstreckt und die insbesondere einen Austrittskanal 78 für das Produkt P bildet. Innerhalb des ersten hohlen Innenraumbereichs 12 ist eine Trennvorrichtung 40, beispielsweise ein Trennsieb 41 oder eine andere geeignete Vorrichtung an dem Aufnahmeteil 75 angeordnet und verschliesst insbesondere die endständige Öffnung der Durchgangsbohrung 77 zumindest teilweise. Die Trennvorrichtung 40 ist notwendig, um einen Austritt der Mahlhilfskörper MH zusammen mit dem Produkt P zu verhindern. Stattdessen soll nur ausreichend vermähltes Mahlgut als fertiges Produkt P in die Durchgangsbohrung 77 des Aufnahmeteils 75 und somit zu dem Produktauslass 72 gelangen, damit es aus der Rührwerkskugelmühle 50 entnommen werden kann. Ein Deckel 79 am Aufnahmeteil 75 bewirkt, dass Produkt P, welches sich in dem Ringraum zwischen Trennvorrichtung 40 und Aufnahmeteil 75 befindet, in die Durchgangsbohrung 77 des Aufnahmeteils 75 in Richtung Produktauslass 72 umgelenkt wird. Die durch das Trennvorrichtung 40, das Trennsieb 41 o.a. zurückgehaltenen Mahlhilfskörper MH und gegebenenfalls noch nicht ausreichend vermahlenes Mahlgut gelangen über die Durchtrittsöffnungen 15 im zweiten mittleren Teil-Abschnitt II der Rührwelle 1 zurück in den Mahlspalt MS zwischen Mahlbehälter 51 und Rührwelle 1 und werden erneut in Förderrichtung FR1 bewegt.

[0054] Innerhalb des zweiten Innenraumbereichs 13 der Rührwelle 1 ist eine Verschleissschutzhülse 30 angeordnet. Insbesondere umgreift die Verschleissschutzhülse 30 das Aufnahmeteil 75 nahe dem Produktauslass 72. Dabei ist zwischen der Innenmantelfläche der Rührwelle 50 im dritten Innenraumbereich III und der Aussenmantelfläche der Verschleissschutzhülse 30 wiederum ein Ringspalt ausgebildet, in dem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G in Förderrichtung FR2 in Richtung des ersten hohlen Innenraumbereichs 12 des zweiten mittleren Teil-Abschnitts II geführt wird. Zwischen den Nocken 35 der Verschleissschutzhülse 30 und der Innenmantelfläche der Rührwelle 50 im dritten Innenraumbereich III ist dieser Ringspalt besonders gering. Die Nocken 35 der Verschleissschutzhülse 30 dienen insbesondere als Abstreifer, um zu verhindern, dass Mahlgut und/oder Mahlhilfskörper MH an der Innenmantelfläche der Rührwelle 1 anhaften. Stattdessen wird durch die Nocken 35 sichergestellt, dass das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G in Strömung, gehalten und in Förderrichtung FR2 den Durchtrittsöffnungen 15 im zweiten Teil-Abschnitt zugeführt wird, wo eine Rückführung der Mahlhilfskörper MH in Richtung des zwischen der Aussenmantelfläche der Rührwelle 1 und der Innenmantelfläche 52 des Mahlbehälters 51 ausgebildeten Mahlraums bzw. Mahlspaltes MS stattfindet.

[0055] Die Verschleissschutzhülse 30 weist insbesondere eine Kühleinrichtung 37 in Form von parallelen Kühlkanal- Abschnitten 38a, 38b auf, wie sie insbesondere im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 beschrieben worden sind. Über die inneren Kühlkanal-Abschnitte 38a strömt Kühlmittel K in einer Strömungsrichtung ein, die der zweiten Förderrichtung FR 2 innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 entspricht und insbesondere einer Strömung vom Produktauslass 72 in Richtung des Mahlguteinlasses (nicht dargestellt) entspricht. Das Kühlmittel K wird in einem Umlenkbereich 39 in eine entgegengesetzt gerichtete Strömungsrichtung und in den Kühlkanal- Abschnitt 38 b umgelenkt. Somit durchströmt das Kühlmittel K die Verschleissschutzhülse 30 benachbart zur Aussenmantelfläche in einer Strömungsrichtung, die der zweiten Förderrichtung FR2 des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G entgegengesetzt ist. Damit wird erreicht, dass das frischeste und somit kühlste Kühlmittel K zuerst in den die Verschleissschutzhülse 30 umfassenden Bereich der Rührwerkskugelmühle 50 geführt wird, in dem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G am wärmsten ist. Dies ist insbesondere der Bereich nahe der Trennvorrichtung 40, nachdem das Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch G die Rührwerkskugelmühle 50 von der Mahlguteinlass-Seite her durchströmt hat, umgeleitet wurde und durch die Nocken 35 der Verschleissschutzhülse 30 weiter beansprucht worden ist. Mithilfe dieser Gegenstromkühlung wird ein optimierter Kühlprozess innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 erzielt.

[0056] Der in Fig. 6 dargestellte Querschnitt der Rührwerkskugelmühle 50 zeigt insbesondere einen Querschnitt im Bereich des dritten endständigen Teil-Abschnitts III der Rührwelle 1. Hierbei ist zu erkennen, dass die Rührwelle 1 an ihrer Aussenmantelfläche 5 Rührelemente 3 in Form von Nocken 4 aufweist. Weiterhin können innerhalb der Rührwelle 1 ebenfalls Kühlkanäle 6 zur Kühlung der Rührwelle 1 und des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G vorgesehen sein.

[0057] Fig. 7A bis 7E zeigen unterschiedliche Darstellungen einer zweiten Ausführungsform einer Verschleissschutzhülse 30 und Fig. 8A bis 8E zeigen unterschiedliche Darstellungen einer dritten Ausführungsform einer Verschleissschutzhülse 30. Insbesondere zeigen Fig. 7A und 8A jeweils eine Vorderansicht von der Flanschseite her, Fig. 7B und 8B jeweils eine seitliche Darstellung, Fig. 7C und 8C jeweils einen Querschnitt entlang einer Schnittlinie A–A gemäss Fig. 7B . Fig.  7D und  7E sowie  8D und  8E zeigen jeweils perspektivische Darstellungen mit und ohne Erhebungen 34.

[0058] Im Flansch 36 der unterschiedlichen Ausführungsformen der Verschleissschutzhülsen 30 ist jeweils ein Kühlmitteleingang 45 ausgebildet, über den der Kühleinrichtung 37 Kühlmittel zugeführt wird. Weiterhin ist ein Kühlmittelausgang 46 ausgebildet, über den das Kühlmittel wieder aus der Kühleinrichtung 37 der Verschleissschutzhülse 30 abgeführt wird. Die Kühleinrichtung 37 sieht insbesondere mäanderförmig angeordnete Kühlkanal- Abschnitte 48-1 bis 48-8 vor. Die Kühlkanal-Abschnitte 48-1 bis 48-8 erstrecken sich insbesondere jeweils weitgehend parallel zur Längsachse L30 der Verschleissschutzhülse 30, wobei in den Endbereichen jeweils ein Umlenkungsbereich 49 vorgesehen ist, der zwei benachbarte Kühlkanal-Abschnitte 48 miteinander verbindet. Die Kühlkanal- Abschnitte 48-1 bis 48-8 weisen jeweils eine gleichen radialen Abstand A48 zu dem durch die Längsachse L30 der Verschleissschutzhülse 30 definierten Mittelpunkt auf.

[0059] Das Kühlmittel wird über den Kühlmitteleingang 45 in den ersten Kühlkanal-Abschnitt 48-1 eingeleitet und durchströmt diesen in einer ersten Strömungsrichtung SR1. In dem Endbereich der Verschleissschutzhülse 30, der dem Flansch 36 gegenüber liegt, ist ein Umlenkungsbereich 49 zwischen dem ersten Kühlkanal-Abschnitt 48-1 und dem zweiten Kühlkanal-Abschnitt 48-2 ausgebildet, der die beiden Kühlkanal-Abschnitte 48-1, 48-2 miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den zweiten Kühlkanal-Abschnitt 48-2 in einer der ersten Strömungsrichtung SR1 entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung SR2. Im Bereich des Flansches 36 ist ein weiterer Umlenkungsbereich 49 zwischen dem zweiten Kühlkanal- Abschnitt 48-2 und dem dritten Kühlkanal-Abschnitt 48-3 ausgebildet, der die beiden Kühlkanal- Abschnitte 48-2, 48-3 miteinander verbindet. Das Kühlmittel wird umgeleitet und durchströmt den dritten Kühlkanal-Abschnitt 48-3 in der ersten Strömungsrichtung SR1 usw. Nach Durchströmen des letzten Kühlkanal-Abschnittes 48-8 in der zweiten Strömungsrichtung SR2 verlässt das Kühlmittel die Kühleinrichtung 37 durch den Kühlmittelausgang 46. Durch die mäanderförmige Anordnung der Kühlkanal-Abschnitte 48-1 bis 48-8 wird eine grosse Kühlfläche ausgebildet und eine optimale Kühlung der Rührwerkskugelmühle im Bereich des Produktauslasses erzielt. Insbesondere ist vorgesehen, dass im Mahlbehälterboden (vergleiche Fig. 5 ) Öffnungen vorgesehen sind, deren Anordnung mit der Anordnung von Kühlmitteleingang 45 und Kühlmittelausgang 46 der Verschleissschutzhülse 30 korrespondieren, sodass entsprechende Kühlmittelzu- und -ableitungen vorzugsweise am Mahlbehälterboden angeordnet und/oder befestigt werden.

[0060] Fig. 9A bis 9E zeigen unterschiedliche Darstellungen eine Aufnahmeteils 75 mit Produktauslass 72. Insbesondere zeigt Fig.  9A eine perspektivische Darstellung und Fig. 9B einen Längsschnitt durch eine perspektivische Darstellung, Fig.  9C zeigt eine Draufsicht, Fig. 9D zeigt eine seitliche Darstellung und Fig. 9E einen Querschnitt durch eine seitliche Darstellung.

[0061] Das Aufnahmeteil 75 weist im Wesentlichen einen zylindrische Grundkörper 76 und eine Längsachse L75 auf. Koaxial zur Längsachse L75 erstreckt sich eine Durchgangsbohrung 77, die insbesondere einen Austrittskanal 78 für das Produkt P bildet. Die hier dargestellte Ausführungsform des Aufnahmeteils 75 ist derart ausgebildet, dass es zusammen mit einer geeigneten Verschleissschutzhülse (nicht dargestellt, vergleiche Fig. 10 ) ein Kühlsystem bildet. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass das Aufnahmeteil 75 einen Kühlmitteleingang 80 und einen Kühlmittelausgang 81 aufweist, über die entsprechend Kühlmittel zu- und abgeführt werden kann. Weiterhin weist das Aufnahmeteil 75 bereichsweise ein offenes Aussengewinde 82 auf, dass über mindestens einen geeigneten ersten Verbindungsabschnitt 83 mit dem Kühlmitteleingang 80 verbunden ist. Das Aussengewinde 82 weist insbesondere Vertiefungen 86 auf, die sich spiralförmig um das Aufnahmeteil 75 erstrecken und zur Ausbildung von äusseren Kühlkanälen (vergleiche Fig. 10 ) vorgesehen und/oder geeignet sind. Weiterhin weist das Aufnahmeteil 75 mindestens einen inneren Kühlkanal 85 auf, in den Kühlmittel durch den Kühlmitteleingang und einen ersten Verbindungsabschnitt 83 eingeleitet und in Richtung des Aussengewindes 82 zugeführt wird. Das Aussengewinde 82 ist über mindestens einen geeigneten zweiten Verbindungsabschnitt 84 mit dem offenen Kühlmittelausgang 81 verbunden.

[0062] Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle 50 mit einem Aufnahmeteil 75 gemäss der in den Fig.  9A bis  9E beschriebenen Ausführungsform. Die Rührwerkskugelmühle 50 gemäss Fig. 10 entspricht in ihren wesentlichen Komponenten der Rührwerkskugelmühle 50 gemäss Fig. 5 , weshalb auf die entsprechende Beschreibung verwiesen wird. Zusätzlich ist in Fig. 10 ein am Mahlbehälter 51 ausgebildete Kühlmitteleingang 56 dargestellt, über den Kühlmittel K in den Kühlraum 55 zwischen dem Innenzylinder 54 und dem Aussenzylinder 56 zur Kühlung des Mahlbehälters 51 eingebracht werden kann. Das Kühlmittel K durchströmt den Kühlraum 55 vorzugsweise in einer Strömungsrichtung, die entgegengesetzt zu der ersten Förderrichtung FR1 des Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisches G innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 ausgebildet ist und wird über den Kühlmittelausgang 57 wieder abgeführt.

[0063] Weiterhin ist in Fig. 10 dargestellt, dass an der Aussenmantelfläche 5 der Rührwelle 1 Rührelemente 3 in Form von Nocken 4 ausgebildet sind, die sich radial nach aussen erstrecken. Die Rührwelle 1 kann weiterhin ebenfalls gekühlt werden. Hierzu kann die Rührwelle 1 Kühlkanäle 6 aufweisen, auf die jedoch im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht näher eingegangen werden soll.

[0064] Am Mahlbehälterdeckel 58 ist der Mahlguteinlass 71 ausgebildet, über den das Mahlgut M in die Rührwerkskugelmühle 50 eingefüllt wird.

[0065] Die Rührwelle 1 ist wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 beschreiben teilweise innen hohl ausgebildet, insbesondere erstreckt sich ein innerer Hohlraum vom offenen Ende des dritten Teil-Abschnitts III her durch den dritten Teil-Abschnitt III und den zweiten Teil-Abschnitt II.

[0066] Innerhalb des Hohlraums ist das Aufnahmeteil 75 koaxial zur Längsachse L der Rührwelle 1 angeordnet. Der Endbereich des Aufnahmeteils 75 mit dem Produktauslass 72, dem im Zusammenhang mit den Fig. 9A bis 9E beschriebenen Kühlmitteleingang 80, dem Kühlmittelausgang 81 und dem offenen Aussengewinde 82 weist dabei insbesondere zum Mahlbehälterboden 59 hin bzw. erstreckt sich teilweise durch den Mahlbehälterboden 59, Der gegenüberliegende Endbereich des Aufnahmeteils 75 ist im ersten Innenraumbereich 12 innerhalb des zweiten Teil-Abschnitts II der Rührwelle 1 angeordnet. Insbesondere ist in diesem Bereich die Durchgangsbohrung 77 durch eine Trennvorrichtung 40 zumindest teilweise bedeckt, die verhindert, dass die Mahlhilfskörper MH in den Austrittskanal 78 und somit zum Produktauslass 72 gelangen. Das Produkt P durchströmt den Austrittskanal 78 in einer der ersten Förderrichtung FR1 entsprechenden Strömungsrichtung und verlässt die Rührwerkskugelmühle 50 über den Produktauslass 72.

[0067] Auf dem Bereich des Aufnahmeteils 75, der das Aussengewinde 82 aufweist, sitzt eine Verschleissschutzhülse 30 dichtend auf. Zwischen den Vertiefungen 86 des Aufnahmeteils 75 und der Innenmantelfläche des Verschleissschutzhülse 30 werden dabei sogenannte äussere Kühlkanäle 87 ausgebildet. Die Baugruppe bestehend aus einem Aufnahmeteil 75 und einer daran angeordneten Verschleissschutzhülse 30 bildet somit ein Kühlsystem, bei dem im Aufnahmeteil 75 innere Kühlkanäle 85 und zwischen Aufnahmeteil 75 und Verschleissschutzhülse 30 äussere Kühlkanäle 87 zur Kühlung innerhalb der Rührwerkskugelmühle 50 ausgebildet sind. Das Kühlmittel K wird über den Kühlmitteleingang 80 in das Aufnahmeteil 75 eingeleitet und durchströmt dieses von der Produktauslassseite her in Richtung der Mahlguteinlassseite. Im Bereich des zweiten Teil-Abschnitts II der Rührwelle 1 wird das Kühlmittel K innerhalb des Aufnahmeteils 75 umgelenkt und durchströmt dieses nunmehr in der Gegenrichtung. Über den ersten Verbindungsabschnitt 83 wird das Kühlmittel K zum Aussengewinde 82 hin geführt und durchströmt die durch die Vertiefungen 86 und die Verschleissschutzhülse 30 gebildeten äusseren Kühlkanäle 87, wobei das Kühlmittel K spiralförmig um das Aufnahmeteil 75 herumgeführt wird, bevor es über den zweiten Verbindungsabschnitt 84 und den Kühlmittelausgang 81 aus der Rührwerkskugelmühle 50 austritt. Das Kühlsystem dient insbesondere der Kühlung des Produktes P beim Durchtritt durch den Austrittskanal 78 und Austritt aus der Rührwerkskugelmühle 50 über den Produktauslass 72.

[0068] Alternativ (nicht dargestellt) kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Kühlkanal innerhalb der Verschleissschutzhülse zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse der Verschleissschutzhülse verlaufend ausgebildet ist. Das Kühlmittel durchströmt den Kühlkanal und wird dabei spiralförmig um die Längsachse der Verschleissschutzhülse herumgeführt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem spiralförmigen Kühlkanal- Abschnitt kann dabei eine Bewegungskomponente in der ersten Strömungsrichtung oder eine Bewegungskomponente in der zweiten Strömungsrichtung aufweisen. Die Kühlmittelführung erfolgt beispielsweise analog zu Fig. 10 , nur dass der Kühlkanal innerhalb der Verschleissschutzhülse ausgebildet ist und nicht durch das Zusammenwirken von Verschleissschutzhülse und Aufnahmeteil gebildet wird.

[0069] Fig. 11 zeigt einen Teilausschnitt der Aussenseite einer Verschleissschutzhülse 30. In diesem Zusammenhang soll näher auf die Form der Erhebungen 34 eingegangen werden. Wie bereits beschrieben, wird die Verschleissschutzhülse 30 einstückig hergestellt, insbesondere werden die Erhebungen 34 bei der Herstellung der Verschleissschutzhülse 30 direkt mit ausgebildet und nicht nachträglich befestigt. Die Erhebungen 34 werden insbesondere als von dem zylindrisch ausgebildeten Grundkörper 22 der Verschleissschutzhülse 30 abstehende Nocken 35 ausgebildet. Die die am Grundkörper 32 der Verschleissschutzhülse 30 ausgebildete Verbindungsfläche 60 der Nocken 35 ist verhältnismässig gross ausgebildet, insbesondere im Verhältnis zur radialen Höhe h der Nocken 35. Die Form der Nocken 35 kann sowohl im axialen Schnitt als auch in radialer Betrachtung jegliche geometrische Form annehmen, beispielsweise trapezförmig, mit abgerundeten Ecken, mit angefasten Kanten etc. Die Verbindungsfläche 60 entspricht insbesondere einer Grundfläche eines jeden Nockens 35 und meint diejenige Fläche, mit der jeder Nocken 35 in Kontakt mit der Aussenmantelfläche der Verschleissschutzhülse 30 steht.

[0070] Durch die Form ist die bei Keramikmaterial bestehende Empfindlichkeit der Nocken 35 gegenüber Ab- oder Ausbrechen deutlich verringert. Die einstückige Ausführung der Verschleissschutzhülse 30 fördert sowohl Stabilität als auch Wärmeleitung, da potenzielle Bruchsteilen und Wärmeleitungsbarrieren entfallen.

[0071] Vorteilhaft ist beispielsweise, wenn jeder Nocken 35 eine Verbindungsfläche 60 zur Verschleissschutzhülse 30 mit einer grössten Breite B hat und das Verhältnis aus der Höhe h jedes Nockens 4 normal zur Verschleissschutzhülse 30 und der grössten Breite B grösser als 0,2 ist. Weiterhin kann jeder Nocken 35 eine Verbindungsfläche 60 zur Verschleissschutzhülse 30 mit einer grössten Länge L35 aufweisen, wobei das Verhältnis aus der Höhe h jedes Nockens 35 und der grössten Länge L35 vorzugsweise kleiner als 1 ist. Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn jeder Nocken 35 eine Verbindungsfläche 60 zur Verschleissschutzhülse 30 mit einer grössten Länge L35 und einer grössten Breite B aufweist, wobei das Verhältnis aus der grössten Breite B und der grössten Länge L35 kleiner als 1 ist.

[0072] Grundsätzlich ist es vorteilhaft, eine Vielzahl von Nocken 35 an der Verschleissschutzhülse 30 vorzusehen. Dabei kann die Verschleissschutzhülse 30 auch nockenfreie Bereiche aufweisen, oder kann in manchen Bereichen mehr Nocken 35 und in anderen Bereichen weniger Nocken 35 aufweisen. Zudem müssen nicht alle Nocken 35 gleich ausgebildet sein, sondern können in unterschiedlichen Formen und Grössen in unterschiedlichen Bereichen angeordnet sein.

[0073] Wie insbesondere anhand der Fig. 2 ersichtlich ist, kann es vorteilhaft sein, in Umfangsrichtung des Grundkörpers 32 der Verschleissschutzhülse 30 mehrere Nocken 35 in einer Reihe 101 entlang einer Umfangslinie des Grundkörpers 32 der Verschleissschutzhülse 30 aufeinanderfolgend anzuordnen. Beispielsweise kann dabei ein Abstand zwischen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Nocken 35 einer Reihe gleich oder grösser als die grösste Länge L35 eines Nockens 35 in Umfangsrichtung ausgebildet sein.

[0074] Sind eine Vielzahl von Nocken 35 entlang mehrerer in Axialrichtung voneinander beabstandeter Umfangslinien jeweils in einer Reihe 101 aufeinanderfolgend angeordnet, dann ist vorteilhaft ein axialer Abstand zwischen jeweils zwei axial benachbarten Nockenreihen grösser oder gleich dem 1,1-Fachen der grössten Breite B eines Nockens 35. Wenn Nocken 35 in Axialrichtung voneinander beabstandet an dem Grundkörper 32 der Verschleissschutzhülse 30 ausgebildet sind, dann können diese Nocken 35 axial entweder fluchten in Reihen 100 oder auch versetzt zueinander angeordnet sein.

[0075] Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschliesslich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind.

[0076] Wenn auch im Zusammenhang der Figuren generell von «schematischen» Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt massstabsgerechten Grössenverhältnissen der Stückgüter und/oder Teilen der Vorrichtung oder anderer gezeichneter Elemente in irgendeiner Weise in seinem Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemässen Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten.

[0077] Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

[0078] <tb>1<SEP>Rührweile <tb>2<SEP>zylindrischer Grundkörper <tb>3<SEP>Rührelement <tb>4<SEP>Nocke <tb>5<SEP>Aussenmantelfläche <tb>6<SEP>Kühlkanal <tb>7<SEP>Wellenaufnahme <tb>12<SEP>erster Innenraumbereich <tb>13<SEP>zweiter Innenraumbereich <tb>15<SEP>Durchtrittsöffnung <tb>30<SEP>Verschleissschutzhülse <tb>32<SEP>zylindrischer Grundkörper <tb>33<SEP>Hohlzylinder <tb>34<SEP>Erhebung <tb>35<SEP>Nocke <tb>36<SEP>Flansch; Befestigungsflansch <tb>37<SEP>Kühleinrichtung <tb>38a<SEP>(innerer) Kühlkanal-Abschnitt <tb>38b<SEP>(äusserer) Kühlkanal-Abschnitt <tb>39<SEP>Umlenkbereich <tb>40<SEP>Trennvorrichtung <tb>41<SEP>Trennsieb <tb>45<SEP>Kühlmittteleingang <tb>46<SEP>Kühlmittelausgang <tb>48, 48-1 bis 48-8<SEP>Kühlkanal-Abschnitt <tb>49<SEP>Umlenkungsbereich <tb>50<SEP>Rührwerkskugelmühle <tb>51<SEP>Mahlbehälter <tb>52<SEP>Innenmantelfläche <tb>53<SEP>Aussenzylinder <tb>54<SEP>Innenzylinder <tb>55<SEP>Kühlraum <tb>56<SEP>Kühlmitteleingang <tb>57<SEP>Kühlmittelausgang <tb>58<SEP>Mahlbehälterdeckel <tb>59<SEP>Mahlbehälterboden <tb>60<SEP>Verbindungsfläche <tb>70<SEP>Antriebswelle <tb>71<SEP>Mahlguteinlass <tb>72<SEP>Produktauslass <tb>75<SEP>Aufnahmeteil <tb>76<SEP>zylindrischer Grundkörper <tb>77<SEP>Durchgangsbohrung <tb>78<SEP>Austrittskanal <tb>79<SEP>Deckel <tb>80<SEP>Kühlmitteleingang <tb>81<SEP>Kühlmittelausgang <tb>82<SEP>offenes Aussengewinde <tb>83<SEP>erster Verbindungsabschnitt <tb>84<SEP>zweiter Verbindungsabschnitt <tb>85<SEP>innerer Kühlkanal <tb>86<SEP>Vertiefung <tb>87<SEP>äusserer Kühlkanal <tb>100<SEP>Reihe <tb>101<SEP>Umfangslinie <tb><SEP> <tb>A48<SEP>radialer Abstand <tb>B<SEP>Breite <tb>d30<SEP>Aussendurchmesser Verschleissschutzhülse <tb>FR1<SEP>erste Förderrichtung <tb>FR2<SEP>zweite Förderrichtung <tb>G<SEP>Mahlgut/Mahlhilfskörpergemisch <tb>h<SEP>radiale Höhe der Nocken <tb>I<SEP>erster endständiger Teil-Abschnitt <tb>II<SEP>zweiter mittlerer Teil-Abschnitt <tb>III<SEP>dritter endständiger Teil-Abschnitt <tb>K<SEP>Kühlmittel <tb>L<SEP>Längsachse der Rührwelle <tb>L3.0<SEP>Längsachse der Verschleissschutzhülse <tb>L35<SEP>Länge Nocke <tb>L50<SEP>Achse des Mahlbehälters der Rührwerkskugelmühle <tb>L75<SEP>Längsachse Aufnahmeteil <tb>M<SEP>Mahlgut <tb>MH<SEP>Mahlhilfskörper <tb>MS<SEP>Mahlspalt <tb>P<SEP>Produkt <tb>R<SEP>Radiale <tb>SR1<SEP>erste Strömungsrichtung <tb>SR2<SEP>zweite Strömungsrichtung

Claims (15)

1. Rührwerkskugelmühle (50) mit einem sich entlang einer horizontalen oder vertikalen Achse (L50) erstreckenden Mahlbehälter (51), einem Mahlguteinlass (71) und einem Produktauslass (72), eine innerhalb des Mahlbehälters (51) um die horizontale oder vertikale Achse (L50) drehbare Rührwelle (1) mit Rührelementen (3), wobei der Rührwelle (1) im Bereich des Produktauslasses (72) eine Verschleissschutzhülse (30) zugeordnet ist, wobei die Verschleissschutzhülse (30) einstückig ausgebildet ist, wobei die Verschleissschutzhülse (30) ein im 3B-Druck gefertigtes Bauteil ist, das aus einem Keramikmaterial besteht.

2. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 1, wobei die Verschleissschutzhülse (30) an einer Aussenmantelfläche Erhebungen (34) aufweist und wobei die Verschleissschutzhülse (30) mindestens eine Kühleinrichtung (37) umfasst oder Teil eines Kühlsystems bildet.

3. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rührwelle (1) auf der dem Produktauslass (72) zugewendeten Seite zumindest bereichsweise einen inneren Hohlraum (13) aufweist und insbesondere wobei die Rührwelle (1) an dem Ende, das dem Produktauslass (72) zugewandt ist, zu dem inneren Hohlraum (13) hin offen ausgebildet ist, wobei die Verschleissschutzhülse (30) zumindest teilweise in dem inneren Hohlraum (13) der Rührwelle (1) angeordnet ist.

4. Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Verschleissschutzhülse (30) eine Befestigungsvorrichtung zum Festlegen an und/oder innerhalb der Rührwerkskugelmühle (50) aufweist, insbesondere einen Flansch (36) zur Befestigung der Verschleissschutzhülse (30) an einem Mahlbehälterboden (59) der Rührwerkskugelmühle (50).

5. Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (37) der Verschleissschutzhülse (30) als mindestens ein Kühlkanal ausgebildet ist, der sich vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu der Längsachse (L30) der Verschleissschutzhülse (30) erstreckt.

6. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Kühlkanal in mindestens zwei Bereichen jeweils parallel zu der Längsachse (L30) der Verschleissschutzhülse (30) erstreckt, wobei zwischen den zwei parallel verlaufenden Bereichen ein Umlenkbereich ausgebildet ist, insbesondere wobei ein Kühlmittel die mindestens zwei über einen Umlenkbereich miteinander verbundenen Bereiche in entgegengesetzten Strömungsrichtungen durchströmt.

7. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 6, wobei der mindestens eine Kühlkanal mäanderförmig angeordnete Kühlkanal-Abschnitte (48) umfasst oder wobei der mindestens eine Kühlkanal zumindest teilweise spiralförmig um die Längsachse (L30) der Verschleissschutzhülse (30) verlaufend ausgebildet ist.

8. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 6, wobei die zwei parallel verlaufenden Bereiche auf einer Radialen (R) zwischen der Längsachse (L30) und einem Aussenumfang der Verschleissschutzhülse (30) angeordnet sind.

9. Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Produktauslass (72) durch ein Aufnahmeteil ausgebildet ist, das bereichsweise innerhalb der Rührwelle angeordnet ist und sich durch einen Mahlbehälterboden (59) der Rührwerkskugelmühle (50) erstreckt.

10. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 9, wobei das Aufnahmeteil zumindest bereichsweise in dem inneren Hohlraum der Rührwelle (1) angeordnet ist, und oder wobei an einem Endbereich des Aufnahmeteils eine Trennvorrichtung (40) zum Zurückhalten der Mahlhilfskörper (MH) angeordnet ist und wobei am gegenüberliegenden Endbereich die Verschleissschutzhülse (30) angeordnet ist.

11. Rührwerkskugelmühle (50) nach Anspruch 10, wobei das Aufnahmeteil mindestens eine Profilierung aufweist, die in Wirkverbindung mit der Verschleissschutzhülse (30) ein Kühlsystem ausbildet.

12. Verschleissschutzhülse (30) für eine Rührwerkskugelmühle (50), die einstückig ausgebildet ist, an einer Aussenmantelfläche Erhebungen (34) aufweist und mindestens eine Kühleinrichtung (34) umfasst oder Teil eines Kühlsystems bildet.

13. Verschleissschutzhülse (30) nach Anspruch 12 für eine Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

14. Verfahren zum Herstellen einer Verschleissschutzhülse (30) für eine Rührwerkskugelmühle (50), wobei die Verschleissschutzhülse (30) an einer Aussenmantelfläche Erhebungen (34) aufweist, mindestens eine Kühleinrichtung (37) umfasst oder Teil eines Kühlsystems bildet und wobei die Verschleissschutzhülse (30) einstückig aus einem Keramikmaterial gefertigt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14 zum Herstellen einer Verschleissschutzhülse (30) für eine Rührwerkskugelmühle (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, insbesondere wobei die Verschleissschutzhülse (30) vermittels 3D-Druck aus einem Keramikmaterial hergestellt wird.