CN116438008A - 行星式研磨机和交错的齿形皮带传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实验室规模的行星式研磨机,有时也被称为行星式球磨机,具有斜向倾斜的行星轴和空间的或交错的齿形皮带驱动装置以及涉及一种用于这种行星式研磨机或用于其他应用的空间的或交错的齿形皮带传动装置,其中,齿形皮带传动装置具有不平行的驱动轴和输出轴。
Description
技术领域
背景技术
实验室规模的行星式球磨机例如在过程分析中用于研磨试样。行星式研磨机,有时也被称为球磨机或行星式球磨机,例如在专利申请DE 197 12 905A1、DE 10 2006 006529 A1、DE 10 2006 018 325A1、DE 10 2006 047 481 A1、DE 10 2006 047 480 A1和DE10 2006047 479A1中进行了说明。在DE 10 2006 047 498 A1中描述了一种具有冷却装置的球磨机,其中冷却通道至少部分地在杯状容纳装置的底部和/或环形壁内部延伸。更新的行星式研磨机例如在DE 102010 044 254A1、DE 10 2012 009 983 A1、DE 10 2012 009985 A1、DE 10 2012 009 982 A1、DE 10 2012 009 984 A1、DE 10 2012 009987A1中进行了说明。此外,在申请人的网站www.fritsch.de可以获得当前市面上常见的实验室规模的行星式研磨机的概况。
在行星式(球式)研磨机中,作为行星件的研磨杯相对于太阳轴(有时也称为中心轴)偏心地布置,并且一方面在圆形轨道上围绕太阳轴回转运行,并且另一方面围绕其自身的轴线、即偏心的行星轴旋转。通过研磨杯的回转和旋转,将变化的径向向外指向的离心力施加到装入到研磨杯中的研磨物料上。典型地,还将研磨体、例如研磨球添加给研磨物料,所述研磨体通过打击作用和摩擦作用以高的效率粉碎研磨物料。
在回转的部件的确定的尺寸和确定的旋转速度的情况下,在行星式球磨机中可产生用于研磨物料和研磨体的飞行轨迹。然后,研磨物料和研磨体横向地运动穿过研磨杯,直到它们碰到研磨杯的内壁。此后,研磨物料与研磨体可以在研磨杯的内周上被携带一段距离,直到产生的力重新确保,产生前述的横向加速度并且研磨物料和研磨体进行通过研磨杯的飞行运动。这也被称为“抛射方案”。如果球磨机以抛射方案工作,则在高转速下可实现特别高的研磨效果。
行星式球磨机的特征至少在于快速且有效的粉碎。它们可以被广泛使用,并且对于直至纳米范围内的最终细度的无损精细粉碎是理想的。研磨可以根据任务的需要干燥地、悬浮地或在保护气体下进行。它们也非常适合于在材料研究中使乳液和糊剂均化或进行机械合金化。然而,这种纳米级粉碎需要相对高的能量需求,并且可能由于研磨过程而导致在研磨物料中不期望的发热。然而,一些物质是温度敏感的,以致它们在当前的行星式球磨机中不能被粉碎。其它物质只能在脆化之后才能被粉碎。
通常,在行星式研磨机中,太阳轴和行星轴平行地延伸。然而,对于特定的应用,可能期望行星轴相对于太阳轴倾斜,然而,这会带来显著的设计困难。
由EP 2 457 645 A1已知一种离心机,其中容器保持件的旋转轴是倾斜的。整个旋转装置被布置在一个隔间中,所述隔间设有冷却/加热管。容器保持件的驱动通过锥齿轮传动装置实现。因此研磨杯的有效冷却似乎是不可能的。此外,在此示出的驱动装置显得复杂、维护密集并且运行不平稳。此外,旋转的系统具有大的质量。
由US 7,744,027 B2已知一种行星式球磨机,其中,杯子在杯子的上端部处的由弹性材料制成的环中环绕,并且明显通过杯子和环绕的弹性环之间的摩擦而摩擦配合地置于旋转中。这种驱动装置看起来不太可靠并且可能具有打滑以及高磨损。没有同步,并且实际上认为转速和功率严格受限。
由EP 2 722 088 B1已知一种用于搅拌和消泡的离心处理装置。驱动通过齿轮传动装置实现,该齿轮传动装置位于储存容器的上方。其结构显得复杂、成本高并且运行平顺性低。此外,容器的固定显得困难并且限制了对容器的可及性。齿轮传动装置的这种布置原则上看起来是不利的。
由DE 11 2004 001 671 B4已知一种搅拌/排空装置,该搅拌/排空装置通过容器的同时的旋转和回转来搅拌和排空彻底揉捏的物体,其中,该装置包括可严密密封的容器,该容器通过抽吸管与真空泵连接。第二旋转驱动机构包括换向轮和皮带轮以及圆形皮带,其中,带轮比为1∶1。在JP 2009-268955 A中示出了一种类似的具有这种圆形皮带的驱动装置。圆形皮带看起来是一种特殊的产品,这就备件供应而言成本高昂并且不利。此外,这种驱动装置似乎不适合高功率要求。此外,驱动装置被强制地设计为1:1的转速比。既不设置、也无法容易地实现增速器或减速器。此外,这种驱动装置看起来容易磨损并且可传递的力显得很小。此外,还认为转速和功率受到强烈的限制,但这对于该装置来说,即对于搅拌和排空或揉捏来说可能是足够的。
有效的低温研磨或在运行期间研磨过程的监测似乎是用任何已知的设备都难以实现或完全不可能的。
此外,已知低温振动式研磨机和具有磁性驱动装置的低温研磨机,但是它们仅能够研磨非常小的试样量并且其研磨功率不足。此外,磁性驱动的研磨机具有缺点,即,利用特殊的磁性推杆进行研磨并且研磨物料又不应是磁性的。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有斜向倾斜的行星轴的行星式研磨机,其驱动装置避免或至少减轻了开头所述的缺点。
该目的的另一个方面是,提供一种具有斜向倾斜的行星轴的行星式研磨机,其在作为太阳元件的承载装置和研磨杯之间具有可靠的同步驱动装置,该同步驱动装置无打滑地工作并且在很大程度上利用商业上常见的结构元件。
该目的的另一个方面是,提供一种具有斜向倾斜的行星轴的行星式研磨机,其在作为太阳元件的承载装置和研磨杯之间具有同步驱动装置,该同步驱动装置运行平顺、低磨损、稳健且低成本,并且借助该同步驱动装置同时可以实现高研磨功率。
该目的的另一方面在于,提供一种具有斜向倾斜的行星轴的行星式研磨机,其在作为太阳元件的承载装置与研磨杯容纳部之间具有同步驱动装置,其中,研磨杯容纳部的驱动直接由承载装置的旋转进行,并且研磨杯容纳部的直接驱动将相互斜倾地延伸的驱动轴和输出轴以及不等于1的传动比或减速比直接组合到一个并且是同一个驱动装置中,特别是与唯一的驱动元件组合。
该目的的另一方面是,提供一种运行平顺、低磨损且可靠的同步传动装置,该同步传动装置适合于空间复杂的驱动几何结构,其尤其是具有倾斜地,包括在共同的平面中倾斜地或扭转地相互延伸的轴和/或变速装置或减速装置。
该目的的另一方面在于,提供一种行星式研磨机,其能够在研磨过程期间有效地且尤其持久地冷却研磨物料。
该目的的另一方面在于,提供一种行星式研磨机,利用该行星式研磨机能够防止或至少减少在研磨过程中不期望的研磨物料变热,例如以便以高质量和/或高研磨功率研磨温度敏感试样,并且优选地以便能够使用行星式研磨机进行持久的低温研磨,即提供一种低温行星式研磨机。
该目的的另一方面在于,提供一种行星式研磨机,其具有高的研磨功率并且同时在承载装置和研磨杯容纳部的旋转期间能够实现观察和/或进入研磨杯容纳部和/或研磨杯的内部,例如以便能够将液态的低温冷却介质滴入研磨杯或研磨杯容纳部中,或者能够利用相机监控研磨过程。
该目的通过独立权利要求的主题来实现。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中限定。
具有非平行轴和交错的空间的齿形皮带驱动装置的行星式研磨机
根据本发明的一个方面,实验室规模的行星式研磨机,有时也被称为行星式球磨机或实验室行星式球磨机,包括作为太阳元件的承载装置和至少一个研磨杯容纳部,该太阳元件围绕太阳轴旋转,该研磨杯容纳部相对于太阳轴轴向偏移地布置在承载装置上并且围绕行星轴相对于承载装置旋转。至少一个研磨杯能够装入到研磨杯容纳部中并且夹紧或锁定在其中,由此使其执行组合的旋转运动和回转运动。研磨杯容纳部和与其夹紧或卡锁的研磨杯以承载装置的转动速度绕太阳轴回转运行并且同时绕其自身的轴线,即行星轴旋转。
作为太阳元件的承载装置围绕太阳轴的旋转通过电驱动马达例如利用主驱动皮带驱动。研磨杯容纳部围绕行星轴的旋转作为同步驱动装置通过齿形皮带相对于承载装置被驱动,以便确保在太阳旋转和行星旋转之间的在结构上固定地限定的转速比。相反,用于承载装置的主驱动皮带不一定需要是同步皮带,例如为此可以使用楔形皮带或三角筋条皮带或其它包络传动装置,因为楔形皮带或三角筋条皮带传动装置成本低廉并且在该位置上可以承受滑动。然而,也不应排除的是,也为主驱动皮带使用齿形皮带或完全不同的驱动装置。
行星式研磨机具有不平行的旋转轴和斜向倾斜的研磨杯,也就是说,研磨杯容纳部和夹紧或卡接在其上的研磨杯以及行星轴以倾斜角度相对太阳轴斜向倾斜,确切地说优选从下向上看或从研磨杯底向研磨杯开口看,斜向内倾斜,从而研磨杯的开口比研磨杯的底部更靠近太阳轴。行星轴和太阳轴在三维空间中不平行于彼此、尤其是相对于彼此倾斜地伸延。“倾斜”在此理解为,所述轴线不平行并且不相互垂直地延伸。三维空间中的“倾斜”一方面包括在共同的平面中倾斜,或者另一方面包括扭转但不垂直,即不平行、不垂直并且在三维空间中不相交。
为了驱动斜向倾斜的行星轴,齿形皮带传动装置具有彼此不平行的驱动轴和输出轴或彼此不平行的驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮。齿形皮带传动装置尤其直接驱动研磨杯容纳部,从而在输出齿形皮带轮和研磨杯容纳部之间不需要其它传动装置来实现在行星驱动装置中的轴倾斜。换言之,齿形皮带将旋转运动从太阳轴直接传递到倾斜的行星轴上,其中,输出齿形皮带轮与行星轴或研磨杯容纳部同轴地布置并且固定地与研磨杯容纳部连接。齿形皮带因此实现了对研磨杯容纳部的驱动,并且同时本身实现了研磨杯容纳部的旋转驱动装置以研磨杯容纳部的倾斜角度的换向。为此,齿形皮带在太阳轴与倾斜的行星轴之间交错地、尤其是多次交错地延伸。
优选地,中心太阳轴构造成与壳体固定连接的中心主轴、也称为中心轴,承载装置作为太阳元件可旋转地支承在该中心轴处,例如借助滚珠轴承。用于齿形皮带传动装置的驱动齿形皮带轮优选地同轴地固定地连接至中心轴并且因此相对于设备壳体位置固定。主输出皮带轮同轴固定地连接到承载装置上,并且由主驱动皮带驱动,使得承载装置与驱动齿形皮带轮一起绕固定的中心轴旋转。在此,承载装置将与中心轴间隔开地支承在承载装置中的研磨站或研磨杯容纳部围绕固定的中心轴带动,使得研磨站或研磨杯容纳部围绕太阳轴回转。用于驱动研磨站或研磨杯容纳部旋转的齿形皮带因此通过承载装置相对于相对设备壳体固定的驱动齿形皮带轮的相对旋转来驱动,并且又以限定的转速比驱动固定在研磨杯容纳部上的并且与研磨杯容纳部同样倾斜的输出齿形皮带轮。研磨杯容纳部的旋转因此通过同步驱动装置借助齿形皮带相对于承载装置的旋转进行,更确切地说优选沿相反方向进行。
以有利的方式,可以使用成本低廉的、商业上常见的可贸易得到的齿形皮带来相对于承载装置驱动研磨杯容纳部。齿形皮带构成用于研磨杯容纳部的行星转动相对于承载装置的太阳转动的无打滑的同步驱动装置并且同时适应行星轴或者研磨杯容纳部相对于中心轴的倾斜度。此外,利用行星式研磨机可以实现高的研磨功率和窄的分布宽度。例如,可以实现直至<0.1μm的平均粒度。
根据本领域常规的定义,齿形皮带(在发动机技术中有时也称为同步皮带或控制皮带)是具有形状配合地在有齿的皮带轮中运行的齿部的传动皮带。齿形皮带兼具链条、扁平皮带的特性。在齿形皮带的内侧上形成齿,这些齿与特定的齿形皮带轮啮合。作为齿的材料例如可以考虑弹性体,如橡胶、氯丁二烯橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶(HNBR[1])或聚氨酯。齿形皮带相对于仅通过力配合工作的楔形皮带和扁平皮带是特别有利的,因为高的力可以在较小的预紧力下传递并且不出现打滑。
齿形皮带在此尤其理解为具有多个平坦地并排设置的拉线和总体上平坦的横截面的商业上通用的齿形皮带,所述齿形皮带在一个或两个平坦侧上横向地被制齿(单面齿形皮带或双面齿形皮带)。这些齿形状配合地啮合到作为驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮的相应的横槽中并且形成形状配合的同步传动装置。拉线典型地由多个平坦地并排设置的牵引绳、例如钢丝绳构成,其被嵌入基础材料例如弹性体或聚氨酯中,并且在此形成具有扁平横截面的承载条。横向于拉线延伸的齿例如具有梯形或半圆形横截面。
在此用于研磨站或研磨杯容纳部的齿形皮带传动装置是所谓的空间的或交错的齿形皮带传动装置。在交错的齿形皮带传动装置的情况下,扁平的齿形皮带在齿形皮带轮与可选地其他滚轮之间的回行段中交错地延伸。这具有的优点是,一方面可以放弃使用其它的传动装置,例如用于补偿轴倾斜的齿轮传动装置,并且另一方面能够放弃使用耗费的和必要时昂贵的或易于磨损的或脆弱的特种皮带,借助所述特种皮带能够传递少量功率。齿形皮带尤其不具有旋转对称的横截面并且此外交错地延伸,以便补偿在驱动装置中的轴倾斜和可能的传动比。
这种商业上常见的(标准化的)齿形皮带在许多制造商处可贸易获得,例如在Walther Flender(www.walther-flender.de),Opibelt(www.optibelt.com)或H.AG(www.hfag.ch)处并且可能符合某些标准,例如ISO 13050、DIN 7721或ISO5296。在此例如可以使用齿形皮带T或HDT,例如HTD5。与特种皮带相比,使用商业上常见的齿形皮带在成本、备件可用性和可靠性方面尤其具有优点。
此外,这种交错的直接的“偏轴齿形皮带驱动装置”运行平顺低噪声、磨损少和维护少、可靠、无打滑且耐用。
齿形皮带传动装置因此特别是被构造为交错的齿形皮带传动装置。驱动齿形皮带轮优选与太阳轴同轴地布置,并且输出齿形皮带轮优选与倾斜的行星轴同轴地布置在研磨杯容纳部下方并且与研磨杯容纳部固定地连接,其中,齿形皮带在驱动齿形皮带轮和驱动齿形皮带轮之间至少单次、优选甚至多次交错地延伸,其中,驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮相对彼此斜向倾斜。
优选地,行星轴或输出齿形皮带轮相对于驱动齿形皮带轮或中心轴倾斜在5°、必要时10°至75°之间,优选25°和60°之间,特别优选37.5°+/-10°或37.5°+/-5°的角度ɑ。
进一步优选地,带有不平行的轴的交错的齿形皮带传动装置具有传动比,并且相对于驱动齿形皮带轮斜向倾斜的输出齿形皮带轮根据该传动比具有比驱动齿形皮带轮更小的直径,其中齿更少。
特别优选地,在承载装置和研磨杯容纳部的旋转之间的相对转速比的值在1:1.5和1:5的范围内。因此,以有利的方式可以实现行星式研磨机的高的研磨功率。
优选地,承载装置和研磨杯容纳部的旋转是反向的,并且承载装置和研磨杯容纳部的旋转之间的相对转速比尤其在1:-1.5和1:-5之间。尤其是,不仅传动比而且反向运转都直接通过具有不平行的轴的齿形皮带驱动装置、即通过一个并且同一齿形皮带产生,也就是说,用于驱动倾斜的研磨杯容纳部的齿形皮带传动装置的相对于彼此倾斜的驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮以一个传动比、尤其是以1:-1.5至1:-5的转速比反向旋转。
已经表明,尤其是通过将研磨杯的行星旋转相对于围绕太阳轴的回转的反向运转、所述转速比和/或倾斜相组合,可以实现高的研磨功率,尤其是当使用研磨体、例如研磨球时,研磨体和研磨物料离开研磨杯壁并且横向地被抛过研磨杯(抛射方案)。反向的旋转有利地是这种直接的齿形皮带传动装置所固有的。
行星式研磨机可以构造为单体研磨机,其仅具有一个从下向上看斜向内倾斜的研磨杯容纳部和一个尤其是可调节的配重。这具有的优点是,研磨杯可以如此程度地设置在内部,使得由于行星轴相对于太阳轴的小的间距和研磨杯的倾斜的组合,研磨杯必要时通过研磨杯延长部在研磨杯或研磨杯延长部的上端部处与太阳轴相交。另一方面,研磨杯的底部还远离太阳轴,使得研磨杯底部不与太阳轴相交。由此可以在旋转时实现有利的动态情况,利用该动态情况可以实现高的研磨功率和通过研磨杯切割太阳轴的协同组合。但是必要时,行星式研磨机也可构造成具有两个相对置的研磨站的双重行星式研磨机或者还可具有另外的研磨站,例如作为四重研磨机,其中,行星轴中的一些或全部分别相对于太阳轴倾斜地延伸。
优选地,用于研磨杯容纳部的齿形皮带传动装置包括具有第一或第二换向辊轴的第一和/或第二换向辊。第一和第二换向或张紧辊优选地布置在齿形皮带驱动装置的相对置的侧上,即第一换向辊(齿形的或非齿形的)布置在松弛回行段侧上,并且第二换向辊布置在负载回行段侧上,或者反之。利用既不实现驱动功能也不实现输出功能而仅用于齿形皮带的换向的换向辊或张紧辊,齿形皮带可以适当地换向,以便补偿驱动和输出齿形皮带轮的倾斜并且在换向辊的两侧分配齿形皮带的交错
根据一个优选的实施方式,驱动齿形皮带轮因此与太阳轴同轴地布置,并且输出齿形皮带轮与倾斜的行星轴同轴地布置并且固定地与研磨杯容纳部连接。在驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮上运行的齿形皮带的齿部形状配合地啮合到驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮的齿部中,并且如上文已经实施的那样,齿形皮带具有多个彼此并排的拉线,所述拉线具有总体上平坦的横截面,所述横截面具有齿形的平坦侧(内侧)和非齿形的或必要时同样是齿形的背侧(外侧)。
齿形皮带在驱动齿形皮带轮处的切出特别地不平行于齿形皮带在输出齿形皮带轮处的切入,并且齿形皮带在它们之间交错地延伸。此外,齿形皮带在输出齿形皮带轮处的切出特别地不平行于齿形皮带在驱动齿形皮带轮处的切入,并且齿形皮带在它们之间同样交错地延伸。
此外,第一和第二换向辊轴尤其不同轴地、优选彼此倾斜地延伸和/或至少其中一个或两个相对于太阳轴扭转地且倾斜地延伸和/或至少其中一个或两个相对于倾斜的行星轴扭转地且倾斜地延伸。彼此“倾斜”延伸的轴在此理解为,所述轴既不彼此平行也不彼此垂直,而是倾斜地、即彼此以倾斜角度延伸。这些轴可以在共同的平面中以倾斜角度彼此倾斜地延伸并且在该共同的平面中相交,或者在三维空间中倾斜并且扭转地延伸。在扭转的轴的情况下,可以在垂直于扭转的轴之间的最短连接线延伸的投影平面中确定轴之间的角度或倾斜位置角度。
第一和/或第二换向辊轴相对于太阳轴和/或行星轴的倾斜位置角度或者说第一和/或第二换向辊的中间平面相对于驱动轮和/或输出轮的中间平面的倾斜位置角度分别在1°至89°之间或者在91°至179°之间。
换言之,松弛回行段和负载回行段分别通过第一或第二换向辊分成两个回行段区段。齿形皮带在自由回行段中的交错可以有利地保持在合理的极限内,并且可以实现齿形皮带传动装置的平稳运行,而没有齿形皮带从齿形皮带轮或换向辊“滑脱”的危险。
进一步优选地,齿形皮带在驱动齿形皮带轮与第一换向辊之间、在第一换向辊与输出齿形皮带轮之间、在输出齿形皮带轮与第二换向辊之间和/或在第二换向辊与驱动齿形皮带轮之间交错,其中,该交错优选分别小于90°、尤其是分别小于60°、尤其是分别小于45°、尤其是分别小于30°。
根据一个实施例,第一换向辊调节驱动齿形皮带轮上的切出和输出齿形皮带轮上的切入的平行度或同轴度的角度偏差,其方式是第一换向辊使三维空间中的齿形皮带的作用线从驱动齿形皮带轮上的切出的方向朝向输出齿形皮带轮上的切入的方向偏转,并且其中,在驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮之间分配齿形皮带的交错,和/或第二换向辊调节输出齿形皮带轮上的切出和驱动齿形皮带轮上的切入的平行度或同轴度的角度偏差,其方式是第二换向辊使三维空间中的齿形皮带的作用线从输出齿形皮带轮上的切出的方向朝向驱动齿形皮带轮上的切入的方向偏转,并且其中,在输出齿形皮带轮和驱动齿形皮带轮之间分配齿形皮带的交错。
优选地,满足以下标准中的至少一个、多个或全部:
齿形皮带在驱动齿形皮带轮上的切出和切入、
齿形皮带在输出齿形皮带轮上的切出和切入、
齿形皮带在第一换向辊上的切出和切入、
齿形皮带在第二换向辊上的切出和切入
分别彼此以倾斜的角度延伸,即以不等于90°并且不等于180°并且不等于90°的其它倍数的角度,然而其中,该角度优选小于180°。
进一步优选地,齿形皮带在驱动齿形皮带轮处的切出和齿形皮带在输出齿形皮带轮处的切入和/或齿形皮带在输出齿形皮带轮处的切出和齿形皮带在驱动齿形皮带轮处的切入彼此以倾斜的角度延伸,即角度不等于90°并且不等于180°并且不等于90°的其它倍数,然而其中,该角度优选小于180°。
根据一个优选的实施方式,满足下述标准中的至少一个、多个或全部:
齿形皮带在驱动齿形皮带轮处的切出相对于齿形皮带在第一换向辊处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在驱动齿形皮带轮与第一换向辊之间是交错的,
齿形皮带在第一换向辊处的切出相对于齿形皮带在输出齿形皮带轮处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在第一换向辊与输出齿形皮带轮之间是交错的,
齿形皮带在输出齿形皮带轮处的切出相对于齿形皮带在第二换向辊处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在输出齿形皮带轮与第二换向辊之间是交错的,
齿形皮带在第二换向辊处的切出相对于齿形皮带在驱动齿形皮带轮处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在第二换向辊与驱动齿形皮带轮之间是交错的。
第一和/或第二换向辊轴优选地扭转地并且特别是不垂直于驱动齿形皮带轮轴和/或输出齿形皮带轮轴地延伸。
进一步优选地,驱动齿形皮带轮轴和输出齿形皮带轮轴在共同的平面中相对于彼此倾斜地延伸,并且在该共同的平面中相交,并且第一和/或第二换向辊的轴不平行、特别是相对于驱动齿形皮带轮轴和输出齿形皮带轮轴的共同平面倾斜地延伸,并且特别是与该平面相交。
利用前述优选的特性,可以以有利的方式实现对于具有斜向倾斜的行星轴的行星式研磨机的在几何上期待的结构关系。
优选地,换向辊中的至少一个,即第一和/或第二换向辊,布置在齿形皮带内部的齿形侧面上,并且使齿形皮带向外远离驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮的连接线换向或远离驱动皮带轮轴线和输出皮带轮轴线的共同平面换向,和/或使齿形皮带相对于驱动齿形皮带轮和驱动齿形皮带轮的中点之间的假想连接线倾斜地向下换向。
根据行星式研磨机驱动装置的一种优选的结构形式,齿形皮带传动装置包括具有交叉的臂的保持十字,其中,驱动齿形皮带轮、输出齿形皮带轮以及第一和第二换向辊分别可旋转地支承在保持十字的交叉的臂的相对置的端部上。以有利的方式可以这样提供用于交错的齿形皮带传动装置的稳定的保持结构。
优选地,驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮以及第一和第二换向辊的空间布置具有在空间中围绕第一和第二换向辊的连接线以倾斜角度弯折、尤其不翻转的凸形的、倒圆的四边形的形状。
对于行星式研磨机已证实有利的是,由驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮以及第一和第二换向辊构成的空间布置相对于驱动齿形皮带轮轴和输出齿形皮带轮轴的共同的平面镜像对称。特别优选地,该布置在此具有在空间中围绕第一和第二换向辊的连接线以倾斜角度弯折的倒圆的风筝形四边形形状。在这方面,这里也称为“在空间中弯折的四边形齿形皮带传动装置”。
本发明的一个方面还涉及一种具有非平行旋转轴的实验室设备,其包括:
可围绕太阳轴旋转的承载装置,
用于装入杯子的至少一个杯子容纳部,其中,杯子容纳部在轴向上相对于太阳轴偏移地布置在承载装置上,并且能够围绕行星轴相对于承载装置旋转,
用于驱动承载装置和杯子容纳部的旋转的驱动装置,其中,借助于齿形皮带传动装置使杯子容纳部的旋转相对于承载装置的旋转同步地驱动,
以及必要时在此所描述的行星式研磨机的其他特征,
其中,行星轴不平行于太阳轴延伸,并且
其中,齿形皮带传动装置具有不平行的驱动轴和输出轴。
尽管在此公开的交错的齿形皮带传动装置专门作为用于研磨杯容纳部的同步驱动装置在具有斜向倾斜的行星轴的行星式研磨机中开发,然而已经表明,这样的交错的齿形皮带传动装置也可以在驱动技术的其他领域中应用,该交错的齿形皮带传动装置必要时具有齿形皮带轮或轴的非常特殊的倾斜的布置。因此,本公开内容的一个方面涉及与其在具有斜倾的行星轴的行星式研磨机中的特别有利的使用无关的、这种类型的交错的齿形皮带传动装置。另一方面,下文也公开了尤其倾斜的在空间中交错的齿形皮带传动装置的其它实施例和可选的特征,其原则上可以与用于行星式研磨机的齿形皮带驱动装置的特征组合并且反之亦然。
具有不平行的轴的交错的空间的齿形皮带传动装置
根据本发明的一个方面,提出一种具有不平行的轴和在齿形皮带中的交错的特别的齿形皮带传动装置。与本领域技术人员理解的一致,齿形皮带被理解为具有彼此并排地嵌入塑料中的多条拉线的、具有总体上平坦的横截面的齿形皮带,所述齿形皮带在一个或两个平坦侧上横向于周向地设有齿,以便形状配合地啮合到齿形皮带轮的相应的槽中,如这在上文中已经阐述的那样。齿形皮带的交错在这种情况下意味着,齿形皮带的拉线的整体沿其运行方向螺旋形地扭转。
交错的齿形皮带传动装置在此包括:
作为驱动齿形皮带轮的第一齿形皮带轮,该第一齿形皮带轮具有第一齿形皮带轮中间平面以及垂直于该第一齿形皮带轮中间平面延伸的第一齿形皮带轮轴,以及作为输出齿形皮带轮的第二齿形皮带轮,该第二齿形皮带轮具有第二齿形皮带轮中间平面以及垂直于该第二齿形皮带轮中间平面延伸的第二齿形皮带轮轴,或反之,
在该第一和第二齿形皮带轮上运行并且其齿部以形状配合的方式啮合在该第一和第二齿形皮带轮的齿部中的齿形皮带,以及
具有第一换向辊轴的第一换向辊和具有第二换向辊轴的第二换向辊,其中,该第一和第二换向辊分别可以是齿形的或非齿形的并且布置在该齿形皮带传动装置的相对置侧,也就是该第一换向辊布置在该齿形皮带驱动装置的松弛回行段侧上并且该第二换向辊布置在负载回行段侧上,
其中,该第一和第二齿形皮带轮轴彼此不平行延伸并且优选地形成大于5°的、特别是大于10°的、特别是大于20°的角度,
其中,齿形皮带在第一齿形皮带轮处的切出不平行于齿形皮带在第二齿形皮带轮处的切入延伸,并且齿形皮带在第二齿形皮带轮处的切出不平行于齿形皮带在第一齿形皮带轮处的切入延伸,
其中,齿形皮带在四个回行段中,
在第一齿形皮带轮和第一换向辊之间,
在第一换向辊和第二齿形皮带轮之间,
在第二齿形皮带轮和第二换向辊之间,并且
在第二换向辊和第一齿形皮带轮之间分别交错地延伸,并且
其中,满足以下标准中的至少一个、多个或全部:
i)第一换向辊轴144相对于第一齿形皮带轮中间平面36a倾斜地延伸,
ii)第一换向辊轴144相对于第二齿形皮带轮中间平面42a倾斜地延伸,
iii)第二换向辊轴146相对于第一齿形皮带轮中间平面36a倾斜地延伸,
iv)第二换向辊轴146相对于第二齿形皮带轮中间平面42a倾斜地延伸,
v)第一和第二换向辊轴144、146相互不同轴地延伸。
优选地,满足至少一个、多个或所有前述标准i)至iv)和标准v)。优选地,满足上述标准i)至iv)中的至少两个和标准v)。
在此,倾斜理解为倾斜角度,即既不平行也不垂直的角度,即不等于0°、不等于90°且不等于180°且不等于90°的任何其它倍数的角度,其中,偏差大于常见的公差。例如,倾斜角度与0°或90°的倍数的偏差可以例如大于或等于1°、优选大于或等于2°、优选大于或等于3°,即倾斜角度可以例如是在1°到89°之间或91°到179°之间,优选在2°到88°之间或92°到178°之间,优选在3°到87°之间或93°到177°之间。
优选地,第一和第二换向辊二者均布置在齿形皮带内部的齿形侧面上,并且使齿形皮带分别向外远离第一和第二齿形皮带轮的中心点之间的假想连接线偏转或者分别远离另一换向辊偏转,其中,尤其产生风筝形四边形。
替代地,第一换向辊在齿形皮带的内部中布置在齿形侧上,并且使齿形皮带向外偏转,也就是说,远离第一和第二齿形皮带轮的连接线或远离第二换向辊偏转,并且第二换向辊在齿形皮带之外布置在齿形皮带的背部上,并且使齿形皮带向内偏转,也就是说,朝向第一换向辊偏转,或者反之。这种布置也可以被称为膝套膝(Knie-in-Knie)布置。
通过这两种布置,可以增大回行段的长度,以限制横向力并且将齿形皮带的交错保持在允许的极限值内。
由此在两种布置中即使在不寻常的驱动装置中也可以使轴间距C与齿形皮带宽度b之间的最小比例针对90°的交错保持为至少5∶1,其中最小比例在小于90°的交错时同样可以相应地减小。以有利的方式,由此可将横向力保持在允许的界限中。
第一和第二齿形皮带轮轴尤其倾斜地、即彼此成一倾斜角度地延伸。
优选地,第一和第二齿形皮带轮轴如下地延伸:
i)第一和第二齿形皮带轮轴不平行地在共同的平面中延伸并且在该共同的平面中相交,并且第一和第二齿形皮带轮具有不同的尺寸,从而产生传动比或减速比,或者
ii)第一和第二齿形皮带轮轴彼此倾斜地在共同的平面中延伸并且在该共同的平面中以倾斜的角度相交,或者
iii)第一和第二齿形皮带轮轴扭转地延伸并且相互不垂直。
优选地,在第一和第二齿形皮带轮轴之间或者在第一和第二齿形皮带轮中间平面之间的角度在5°至85°之间或者在175°至95°之间,尤其在10°至80°之间或在170°至100°之间,尤其在25°至75°之间或在155°至105°之间,尤其在25°至50°之间或在155°至130°之间。
因此甚至可以实现扭转的布置。在轴扭转的情况下,轴之间的角度可以例如在这些轴在投影平面中的投影之间确定,该投影平面垂直于两个扭转的轴之间的最短连接线延伸。
此外,尤其是满足以下标准中的至少一个、多个、尤其是至少两个或所有:
第一换向辊轴相对于第一齿形皮带轮轴扭转且不垂直地延伸,
第一换向辊轴相对于第一齿形皮带轮轴扭转且不垂直地延伸,
第二换向辊轴相对于第一齿形皮带轮轴扭转且不垂直地延伸,
第二换向辊轴相对于第一齿形皮带轮轴扭转且不垂直地延伸,
扭转且不垂直理解为两条轴,其在三维空间中彼此扭转地延伸并且它们在垂直于扭转的轴之间的最短连接线延伸的投影平面中的投影彼此不垂直或彼此成倾斜角度延伸。
齿形皮带传动装置可以附加地或替代地以一种传动比或减速比,即不等于1:1的传动比/减速比实现,其中,作为驱动齿形皮带轮的第一齿形皮带轮具有比作为输出齿形皮带轮的第二齿形皮带轮更大或更小的直径,或者反之亦然。
齿形皮带在第一齿形皮带轮上的切出相对于齿形皮带在第二齿形皮带轮上的切入倾斜地延伸,特别是在共同平面中延伸,和/或齿形皮带在第一齿形皮带轮上的切入相对于齿形皮带在第二齿形皮带轮上的切出倾斜地延伸,特别是在共同平面中延伸。
借助于在结构中移动换向辊,可以减小在分开的回行段中的交错,由此,一方面实现了由倾斜角度的换向和适配所形成的协同组合,并且另一方面实现了紧凑的结构方式。在此,齿形皮带在以下回行段中的交错分别小于90°、尤其分别小于45°,所述回行段
在第一齿形皮带轮与第一换向辊之间,
在第一换向辊与第二齿形皮带轮之间,
在第二齿形皮带轮与第二换向辊之间和/或
在第二换向辊与第一齿形皮带轮之间。
第一换向辊尤其调节第一齿形皮带轮或第二齿形皮带轮上的切出和切入的平行度或同轴度的角度偏差,其方式是第一换向辊使齿形皮带的作用线在三维空间中从第一齿形皮带轮上的切出的方向朝向第二齿形皮带轮上的切入的方向偏转,并且其中,齿形皮带的交错在第一齿形皮带轮的切出与第二齿形皮带轮的切入之间分配,和/或第二换向辊调节第二齿形皮带轮或第一齿形皮带轮上的切出和切入的平行度或同轴度的角度偏差,其方式是,第二换向辊使齿形皮带的作用线在三维空间中从第二齿形皮带轮上的切出的方向朝向第一齿形皮带轮上的切入的方向偏转,并且其中,将齿形皮带的交错在第二齿形皮带轮的切出与第一齿形皮带轮的切入之间分配。
在此,尤其是满足下述标准中的至少一个、多个或所有:
齿形皮带在第一齿形皮带轮上的切出和切入,
齿形皮带在第二齿形皮带轮上的切出和切入,
齿形皮带在第一换向辊上的切出和切入,
齿形皮带在第二换向辊上的切出和切入,
分别彼此成倾斜角度地延伸,即,彼此成不等于90°、不等于180°且不等于90°的其他倍数的角度,然而,该角度优选分别小于180°。
进一步优选地,齿形皮带在第一齿形皮带轮上的切出和齿形皮带在第二齿形皮带轮上的切入和/或齿形皮带在第二齿形皮带轮上的切出和齿形皮带在第一齿形皮带轮上的切入分别以相对于彼此的倾斜角度,即,不等于90°、不等于180°且不等于90°的其他倍数的角度延伸,然而,所述角度分别优选小于180°。
优选地,满足以下标准中的至少一个、多个或全部:
齿形皮带在第一齿形皮带轮处的切出与齿形皮带在第一换向辊处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在第一齿形皮带轮与第一换向辊之间是交错的,
齿形皮带在第一换向辊处的切出与齿形皮带在第二齿形皮带轮处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在第一换向辊与第二齿形皮带轮之间是交错的,
齿形皮带在第二齿形皮带轮处的切出与齿形皮带在第二换向辊处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在第二齿形皮带轮与第二换向辊之间是交错的,
齿形皮带在第二换向辊处的切出与齿形皮带在第一齿形皮带轮处的切入同轴地延伸,并且齿形皮带在第二换向辊与第一齿形皮带轮之间是交错的。
优选地,第一换向辊轴与第二换向辊轴不同轴地,特别是倾斜地延伸。
根据优选实施方式,第一换向辊轴和第二换向辊轴在共同平面中相对于彼此倾斜地延伸,并且在共同平面中相交。
进一步优选地,第一和第二齿形皮带轮轴不仅在共同的平面中相对于彼此倾斜地延伸并且在该共同的平面中相交,而且由第一和第二齿形皮带轮以及第一和第二换向辊构成的空间布置附加地相对于第一和第二齿形皮带轮轴的该共同的平面镜像对称,从而该布置尤其具有在空间中弯折的倒圆的风筝形四边形的形状。
根据一个示例性实施方式,在皮带传动装置的一侧上布置有第三和第四换向辊,其中,第一或第二换向辊与第三和第四换向辊彼此并排布置,并且具有平行的轴和/或位于共同的平面中,并且其中,齿形皮带在这些位于共同的平面中的换向辊之间不交错地伸延。在此,三个处于共同的平面中的换向辊中中间的那个、例如第三或第四换向辊可以作为张紧辊而能够在该共同的平面中线性移动。
具有冷却装置的行星式研磨机
根据本发明的另一个方面,行星式研磨机包括:
作为太阳元件的能够围绕太阳轴旋转的承载装置,
至少一个研磨站,该研磨站具有用于插入研磨杯的研磨杯容纳部,其中,研磨杯容纳部在承载装置上与太阳轴轴向偏移地布置,并且能够围绕行星轴相对于承载装置旋转,
用于驱动承载装置和研磨杯容纳部的旋转的驱动马达,从而使研磨杯容纳部和能够插入研磨杯容纳部中的研磨杯在运行中经过组合的环绕和旋转轨迹,以及
冷却装置,该冷却装置具有冷却介质管路和冷却介质计量开口,用于将冷却介质计量加入研磨杯容纳部中和/或计量加入插入研磨杯容纳部中的研磨杯中。
由此,研磨物料可以以有利的方式在旋转期间主动地并且计量地冷却,并且特别是可以实现低温研磨。低温研磨例如适合用于研磨食品、粉末涂层、粘度控制中的添加剂、聚合物、特别是热塑性塑料或轮胎回收中。
例如,在热塑性树脂的情况下,行星式球磨机中过高的加工温度可导致颗粒尺寸超出规格的问题。在再循环过程中,例如热塑性塑料的未详细说明的和后工业的废料被再加工并且添加其它化合物作为填料,以便提高树脂基体的韧性和强度特性。这种工艺需要均匀的细颗粒。因此,颗粒尺寸的变化可能影响过程的效率。当加工温度以不希望的方式升高时,生产率也会降低。如果温度变得过高,树脂甚至会部分熔化并堵塞研磨机。利用本发明也可以避免这些问题。
尤其地,在承载装置和研磨杯容纳部旋转期间,冷却介质从上方被计量地加入到研磨杯容纳部中和/或被计量地加入到插入到研磨杯容纳部中的研磨杯中,从而在计量加入时必要时可以利用重力。
在此,冷却介质计量开口优选设置在承载装置上方,并且冷却介质通过冷却介质管路被引导至在承载装置上方的冷却介质计量开口,并且在承载装置和研磨杯容纳部旋转期间从冷却介质计量开口流出到在旋转的承载装置上方的空腔中,并且接着从上方进入到旋转的研磨杯容纳部中和/或旋转的研磨杯中。
因此,以有利的方式,冷却介质不需要通过复杂的旋转通道、环形分配器等从下方引导通过承载装置,而是尽管进行回转和旋转仍能够直接从上方计量地滴入研磨杯容纳部和/或研磨杯中。
此外有利的是,冷却介质管路和冷却介质计量开口可以相对于行星式研磨机的设备壳体位置固定地布置并且不与承载装置或研磨杯容纳部共同旋转,这显著地简化了冷却介质的输送。
特别地,具有研磨杯内腔的研磨杯插入到研磨杯容纳部中,在运行中,也就是说在承载装置和研磨杯容纳部旋转时,研磨物料在研磨杯内腔中优选借助研磨体,例如研磨球、研磨屑或研磨环被粉碎。因此,涉及一种用于研磨、即用于精细地粉碎研磨物料的装置,并且不仅仅涉及混合或脱气装置等。在此,在承载装置和研磨杯容纳部旋转期间,冷却介质从冷却介质计量开口从上方被计量加入到研磨杯内腔中和/或计量加入到在研磨杯容纳部和研磨杯的壁之间的间隙中。
通过将冷却介质滴入到研磨杯中,可以在粉碎过程期间实现对研磨试样和研磨体的直接冷却。这种直接冷却特别有效,因为研磨体,例如研磨球在碰撞时(抛射方案)能够在点上达到非常高的温度峰值,必要时达到600℃并且在此同样能够被直接冷却。当冷却介质不允许与研磨物料接触时,例如为了避免研磨物料的污染,冷却介质从上方滴注到研磨杯和研磨杯容纳部之间的间隙是尤其有利的。尽管如此,也还总是能够实现研磨杯的有效的外部冷却。
优选地,研磨杯容纳部和/或可插入研磨杯容纳部中的研磨杯在其各自的上部轴向端部上具有计量加入开口,并且冷却介质计量开口在承载装置和研磨杯容纳部的旋转期间至少暂时地直接位于计量加入开口竖直上方,使得冷却介质从冷却介质计量开口尤其借助重力自动地能够向下到达计量加入开口中,尤其下落、滴落、流动和/或喷洒。这例如包括的优点是,可以精细地计量冷却介质。
此外,在从下向上斜向内倾斜的研磨杯容纳部或斜向内倾斜的研磨杯中,冷却介质由于由承载装置的旋转而产生的离心力的相对于倾斜的行星轴轴向作用的分量比重力明显更强而朝向研磨杯容纳部或研磨杯的底部加速。
优选地,行星式研磨机构造为低温行星式研磨机并且冷却介质计量开口构造为喷嘴并且冷却介质是液态的制冷剂。液态制冷剂可以从喷嘴流入、滴落和/或喷洒到研磨杯容纳部和/或可插入研磨杯容纳部的研磨杯中,这同样能够实现精确的计量。
液态制冷剂具有远低于室温的沸点,并且在承载装置和研磨杯容纳部的旋转过程中优选以液态的低温状态到达研磨杯容纳部和/或可装入研磨杯容纳部的研磨杯中。在那里其可以蒸发,并且在此形成的气体可以通过研磨杯容纳部和/或研磨杯中的开口逸出到环境空气中。由此可以从研磨站中以计量的方式抽走大量的热量,必要时包括相变的能量,也就是说,冷却装置具有高的并且可计量的冷却功率。
优选将液体状态的液态制冷剂计量加入到研磨杯的内部,并在那里至少暂时保持液态聚集态,从而至少暂时进行通过液态制冷剂的湿式研磨,即低温湿式研磨。
液态制冷剂特别优选包含液氮或基本上仅由液氮组成。
液氮在标准压力下具有77K的沸点,并且特别适合于研磨原本难以研磨的材料,如例如一些热塑性塑料、聚烯烃和一些生物性试样或调味品等。
此外,由于氮不支持燃烧,所以它可以有助于使研磨更安全。氮是惰性的,并且在正常条件下不与其它材料反应或几乎不与其它材料反应。因此,利用液氮尤其可以避免与研磨物料、研磨体和/或研磨杯容纳部或研磨杯的材料的不期望的反应。
此外,液氮在与水接触时不形成碳酸,因此即使在直接接触时研磨物料的pH值也不会以不希望的方式改变。
低温研磨尤其是在使用液氮导出在研磨过程中产生的热量的情况下,可以在许多产品中例如实现与传统研磨方法相比更精细、更均匀的粒度分布和更高的生产量。这可以例如对粘合剂、蜡、地毯、着色浓缩物、颜料、复合材料、颗粒、药物、塑料、粉末涂料、金属、多组分材料、橡胶、调味品和草药适用。
根据一种实施方式,可以包括用于测量研磨杯容纳部的、研磨杯的和/或直接测量研磨物料和/或研磨体的温度的温度传感器。温度传感器例如可以布置在研磨杯容纳部上和/或布置在可插入研磨杯容纳部中的研磨杯上或者构造为无接触式的温度传感器,例如指向研磨杯容纳部中或研磨杯中的红外传感器。以有利的方式因此可以直接在研磨杯的区域中和/或在研磨杯容纳部处监控温度。旋转的行星系统的测量值的传输可以例如通过无线电连接来实现。
根据另一优选的实施方式,行星式研磨机包括具有用户界面的电子控制装置。用户可以通过用户界面,例如触摸显示屏来设置行星式研磨机目前常见的运行参数,例如设置转速和/或研磨持续时间。以有利的方式,用户现在可以通过用户界面例如借助冷却介质流来控制冷却。例如,在简单的控制中,可以为冷却介质阀设置打开时间的间隔。在主动温度调节时,可以尤其在低温范围内设置用于期望的研磨温度的额定值。
特定的研磨物料,例如调味品尤其是温度敏感的。研磨中产生的热量可能导致调味品失去其挥发油,使其香味和其味道变淡,改变其颜色,这可能损害调味品的质量。如果不在足够低的温度下处理调味品,调味品中的油和脂肪会引起结块并且可能甚至会堵塞研磨机。冷却和运行温度的控制,例如借助对液态制冷剂的流量的控制,可以帮助避免这些问题。
优选地,控制装置包括调节回路,其中,由温度传感器测得的温度作为实际值被反馈并且与额定值比较,并且其中,调节回路主动地调节研磨杯容纳部和/或研磨杯上的温度,其方式是,控制装置使用经由冷却介质管路输送给冷却介质计量开口的液态制冷剂的量作为调节值。因此,可以以有利的方式主动且精确地将温度调节至由用户预先选择的低温的温度额定值。
优选地,研磨杯容纳部和/或插入到研磨杯容纳部中的研磨杯在上部的轴向端部处具有计量加入开口,并且冷却介质计量开口在太阳轴的区域中居中地设置在承载装置上方。尤其地,研磨杯容纳部和/或插入研磨杯容纳部中的研磨杯与太阳轴相交,从而计量加入开口在承载装置和研磨杯容纳部的每个任意的转动位置中都垂直地位于冷却介质计量开口的下方。由此,在承载装置和研磨杯容纳部的旋转期间的任何时刻,冷却介质都可以从冷却介质计量开口通过重力,尤其是垂直地从上方通过轴向的计量加入开口计量加入到研磨杯容纳部中和/或计量加入到研磨杯中,尤其是冷却介质可以从上方通过轴向的计量加入开口流动、滴落或喷射。
根据一个优选实施例,行星式研磨机包括如下的第一和第二研磨杯变型方案:
i)第一研磨杯变型方案在其插入到研磨杯容纳部中时与太阳轴相交,并且具有上部的轴向的计量加入开口,其中,计量加入开口在承载装置和研磨杯容纳部的每个任意的转动位置中、尤其垂直地位于冷却介质计量开口的下方,并且冷却介质通过计量加入开口导入到研磨杯的内部中,从而在承载装置和研磨杯容纳部的转动期间的任何时刻都可以将冷却介质从冷却介质计量开口通过轴向的计量加入开口计量加入到研磨杯的内部中。
ii)第二研磨杯变型方案在其插入到研磨杯容纳部中时本身不与太阳轴相交,而是仅有研磨杯容纳部与太阳轴相交。在该第二研磨杯变型方案中,此外至少在研磨杯的径向的周向壁与研磨杯容纳部之间存在间隙,并且研磨杯容纳部具有轴向的计量加入开口,其中,计量加入开口在承载装置和研磨杯容纳部的每个任意的转动位置中、尤其垂直地位于冷却介质计量开口的下方,并且冷却介质通过计量加入开口导入间隙中,从而在承载装置和研磨杯容纳部的转动期间的任何时刻都能使冷却介质从冷却介质计量开口通过轴向的计量加入开口计量加入到间隙中。
在此,用户可以在第一和第二研磨杯变型方案之间进行选择,并且取决于两个研磨杯变型方案中的哪一个插入到研磨杯容纳部中,根据研磨物料是否应直接与冷却介质接触,要么可以将冷却介质计量加入到研磨杯的内部(第一研磨杯变型方案)中,要么计量加入到研磨杯的外壁上或者说计量加入到研磨杯与研磨杯容纳部之间的间隙(第二研磨杯变型方案)中。
行星式研磨机因此尤其包括研磨杯组,该研磨杯组包括两个,即第一和第二研磨杯变型方案,并且第一和第二研磨杯变型方案可以选择性地插入研磨杯容纳部中,以便根据所使用的研磨杯变型方案将冷却介质选择性地导入研磨杯的内部或者导入研磨杯与研磨杯容纳部之间的间隙中。当然,行星式研磨机可以首先仅提供其中一个研磨杯变型方案,并且用户可以在需要时购买另一个研磨杯变型方案作为配件。
优选地,研磨杯容纳部和行星轴相对于太阳轴以倾斜角度倾斜,更确切地说,从下向上看倾斜地向内朝向太阳轴倾斜。由此,研磨杯容纳部的上部端部可以比研磨杯容纳部的底部更靠近太阳轴。这简化了其中研磨杯容纳部和/或研磨杯在各自的上端部处与太阳轴相交的布置的结构。然而原则上也可以考虑,特别是在单体研磨机的情况下,研磨杯容纳部也在平行轴的情况下布置得使太阳轴被相交。
如果在被冷却的行星式研磨机中行星轴相对于太阳轴倾斜,则特别有利的是,研磨杯容纳部的旋转相对于承载装置的旋转借助于交错的齿形皮带传动装置同步地驱动,其中,齿形皮带传动装置具有不平行的驱动和输出轴,它们尤其是相对于太阳轴或行星轴同轴地延伸。
在此描述的冷却,尤其是(低温)冷却介质例如直接计量加入到研磨杯的内部也可以适用于其他实验室研磨机中,例如摆动式研磨机或其它研磨机中。实验室研磨机包括:
至少一个用于插入研磨杯的研磨杯容纳部;用于驱动研磨杯运动的驱动装置,例如行星运动或摆动运动,以便借助研磨体研磨填入到研磨杯中的研磨物料;以及
冷却装置,其具有冷却介质计量开口,用于在研磨杯运动期间、即在实验室研磨机运行期间,将冷却介质计量加入到研磨杯容纳部中和/或直接计量加入到插入到研磨杯容纳部中的研磨杯的内部中,
以及必要时在此描述的行星式研磨机的其他特征。
具有倾斜的行星轴和敞开的研磨杯容纳部或敞开的研磨杯的行星式研磨机
根据本公开的另一方面,行星式研磨机包括:
作为太阳元件的承载装置,该承载装置能够围绕太阳轴旋转;
至少一个研磨站,该研磨站具有用于插入研磨杯的研磨杯容纳部,其中,研磨杯容纳部在轴向上相对于太阳轴偏移地布置在承载装置上,并且能够围绕行星轴相对于承载装置旋转;
驱动马达,该驱动马达用于驱动承载装置和研磨杯容纳部的旋转,从而使得研磨杯容纳部和能够插入研磨杯容纳部中的研磨杯在运行中在圆形轨道上围绕太阳轴环绕运行,并且同时围绕行星轴旋转,即,经过组合的环绕和旋转轨迹,
其中,研磨杯容纳部和行星轴以倾斜角度相对于太阳轴倾斜,
其中,研磨杯容纳部具有上部端部,在该上部端部上插入研磨杯,并且具有轴向对置于上部端部的下部端部,从下向上看,行星轴向内向太阳轴的方向倾斜,
其中,研磨杯容纳部和/或插入到研磨杯容纳部中的研磨杯在承载装置和研磨杯容纳部旋转期间保持向上敞开。
通过研磨杯的倾斜位置,也就是说,上部端部向内向太阳轴的方向的倾斜位置,产生离心力的分量,该离心力的分量使研磨体以及研磨物料朝向杯底加速。令人惊讶地表明,如果由环绕和旋转运动产生的组合离心力必要时也在没有研磨杯盖或至少具有带有开口的研磨杯盖的情况下将研磨物料和研磨体保持在研磨杯中,并且研磨物料不像在具有平行轴的行星式研磨机中的情况那样向上从研磨杯中飞出,在具有这种向内倾斜的研磨杯的行星式研磨机中,必要时甚至研磨杯在运行中可以保持向上敞开。这种效果可以以多种方式利用。此外,该效果可被用于例如在运行期间,冷却介质可以从上方滴落到研磨杯的内部中或滴落到研磨杯容纳部中。然而,该效果也可以用于从上方例如利用相机对研磨过程进行监视。
优选地,插入到研磨杯容纳部中的研磨杯具有轴向上部端部并且在其上部端部上具有轴向开口,该轴向开口在承载装置和研磨杯容纳部的旋转期间保持敞开,其中,研磨杯的轴向开口与太阳轴相交,从而在承载装置和研磨杯容纳部的每个任意的转动位置中都可以从上方穿过研磨杯的轴向开口实现到研磨杯的内部中的观察和/或介质添加,和/或研磨杯容纳部在其上部端部上具有轴向开口,该轴向开口在承载装置和研磨杯容纳部的旋转期间保持敞开,其中,研磨杯容纳部的轴向开口与太阳轴相交,从而在承载装置和研磨杯容纳部的每个任意的转动位置都可以从上方通过研磨杯容纳部的轴向开口实现到研磨杯容纳部的内部中的,尤其到围绕研磨杯外壁的区域中的观察和/或介质添加。
因此,根据研磨杯容纳部和研磨杯的设计,可以有利地在运行期间例如将冷却介质垂直地从上方选择性地滴入研磨杯的内部或者滴入研磨杯容纳部中研磨杯壁的外侧上和/或例如可以利用相机对研磨杯的内部和/或对研磨杯容纳部中进行拍摄。
优选地,研磨杯在行星式研磨机运行时抗旋转地固定在研磨杯容纳部中,例如卡锁或夹紧,从而使得用于研磨杯中研磨物料的研磨的功率输入更有效。
行星式研磨机的研磨功率尤其足够大,以便能够通过与研磨物料一起装入到研磨杯中的研磨体,例如研磨球来研磨在研磨杯中的研磨物料,即显著地粉碎而不仅仅是将材料混合或脱气。
优选地,驱动马达为此具有至少300W、优选至少500W、优选至少1kW、尤其在300W至3kW的范围中、优选在500W至2.5kW的范围中、优选在1kW至2kW的范围中的马达功率。
优选地,承载装置的旋转的最大转速为至少700min-1、优选至少800min-1、优选至少900min-1、优选至少1000min-1、优选至少1100min-1和/或至多1800min-1、优选至多1400min-1、优选至多1200min-1。
优选地,在承载装置与研磨杯容纳部的旋转之间的相对转速比的数值在1:1.2和1:5之间,优选在1:1.5至1:3之间,优选在1:2+/-0.5的范围内。
进一步优选地,承载装置和研磨杯容纳部彼此反向旋转,并且承载装置与研磨杯容纳部的旋转之间的相对转速比在1:-1.2和1:-5之间,优选在1:-1.5和1:-3之间,优选在1:-2+/-0.5的范围内。
以有利的方式,尤其是在该范围中利用行星式研磨机可以实现有效的研磨,尤其是当在此以抛射方案工作并且尽管如此仍然可以利用向上敞开的研磨杯进行研磨时。
行星轴相对于太阳轴的相对倾斜优选在15°至70°的范围中、优选在25°至60°的范围中、优选在37.5°+/-10°的范围中、尤其在37.5°+/-5°的范围中。
空间布置可以以有利的方式利用单体研磨机良好地实现,即通过一种行星式研磨机,该行星式研磨机仅具有一个研磨杯容纳部和一个尤其是可调节的配重,该配重用于补偿承载装置的不平衡。
优选地,研磨杯容纳部具有底部,并且研磨杯容纳部的底部尤其不与太阳轴相交。同样地,插入到研磨杯容纳部中的研磨杯的研磨杯底优选不与太阳轴相交。因此可以实现结构上的优点以及在研磨功率方面的优点。
用于研磨杯容纳部的驱动装置,特别是齿形皮带驱动装置,优选布置在研磨杯容纳部的下方。
根据一种示例性的实施方式,研磨杯容纳部具有底部,并且轴突从研磨杯容纳部的底部出发与行星轴同轴地斜向下延伸。轴突在研磨杯容纳部的底部的下方可旋转地支承在承载装置上,例如通过滚珠轴承,并且在研磨杯容纳部的底部的下方,行星驱动装置的输出轮固定在轴突上,以便当承载装置旋转时,驱动研磨杯容纳部绕倾斜的行星轴旋转。
优选地,研磨杯容纳部的旋转相对于承载装置的旋转同步地并且直接地借助于交错的齿形皮带传动装置来驱动,并且齿形皮带传动装置优选具有彼此不平行地倾斜延伸的驱动和输出轴。
根据一个实施例,可以包括相机和/或无接触式温度传感器,例如红外传感器,其布置在研磨杯容纳部的上方并且必要时垂直地或倾斜地从上方指向研磨杯容纳部中和/或插入到研磨杯容纳部中的研磨杯的内部,以便在承载装置和研磨杯容纳部的旋转期间持久地在光学上或根据温度地监控和/或拍摄研磨杯容纳部的内部和/或插入到研磨杯容纳部中的研磨杯的内部。通过对研磨过程的光学监控例如可以确定关于研磨的研磨参数或特性的特殊知识。利用温度传感器可以直接测量研磨物料的温度。
为了研磨特定的试样,用于将冷却介质计量加入到研磨杯容纳部中和/或计量加入到研磨杯内部中的冷却装置又可以是有利的。
如前所述,冷却装置可以包括冷却介质管路和在太阳轴的区域中心的冷却介质计量开口,并且冷却介质通过冷却介质管路导入到位于研磨杯容纳部上方或者研磨杯上方的太阳轴上的中心区域中,并且在承载装置和研磨杯容纳部旋转期间,冷却介质可以从冷却介质计量开口通过研磨杯容纳部或者研磨杯的上部开口从上方计量加入到研磨杯容纳部中和/或计量加入到研磨杯的内部中。
如同样在上文中已经描述的那样,冷却介质计量开口可以构造为喷嘴并且冷却介质可以是液态制冷剂,例如液氮。液态制冷剂优选从上方从喷嘴中流动,滴落或喷洒到研磨杯容纳部和/或研磨杯中,并且在研磨杯容纳部或研磨杯中蒸发。在此产生的气体可以通过研磨杯容纳部和/或研磨杯中的开口逸出到环境空气中。
本发明的一个方面还涉及一种实验室设备,其包括:
承载装置,该承载装置可绕太阳轴旋转,
至少一个用于插入杯子的杯子容纳部,其中,该杯子容纳部相对于太阳轴轴向偏移地布置在承载装置上,并且可围绕行星轴相对于承载装置旋转,
用于驱动承载装置和杯子容纳部旋转的驱动装置,从而使得杯子容纳部和能插入到杯子容纳部中的杯子在运行中经过组合的环绕和旋转轨迹,
以及必要时在此所述的行星式研磨机的其它特征,其中,特别是杯子容纳部和行星轴以倾斜角度(α)相对于太阳轴倾斜,
杯子容纳部具有上部端部和与上部端部相对置的下部端部,并且从下向上看,行星轴向太阳轴的方向斜向内倾斜,和/或
杯子容纳部和/或插入到杯子容纳部中的杯子以其各自的上部端部与太阳轴相交。
附图说明
下面借助实施例并参照附图对本发明进行详细说明,其中相同和相似的元件部分地具有相同的附图标记,并且可以将不同实施例的特征相互组合。在除了图8-11之外的一些附图中,为了简化起见,没有示出齿形皮带的齿部。其中:
图1示出行星式球磨机的实施方式的三维视图,
图2示出行星式球磨机的另一实施形式的旋转部件和驱动装置的三维图示,
图3示出了图2中的行星式球磨机的旋转部件和驱动装置的前视图,
图4示出了带有研磨杯容纳部和研磨杯的一种实施方式的行星式球磨机的局部剖切的前视图,
图5与图4相同,但具有不同的研磨杯容纳部或研磨杯的实施方式,
图6与图5相同,但具有不同的研磨杯容纳部或研磨杯的实施方式,
图7与图6相同,但具有不同的研磨杯容纳部或研磨杯的实施方式,
图8示出了用于行星式球磨机的具有不平行的轴的直接交错的齿形皮带驱动装置的一个实施方式的三维视图,
图9示出图8的齿形皮带驱动装置的前视图,
图10示出了用于行星式球磨机的具有不平行的轴的直接交错的齿形皮带驱动装置的另一实施方式的三维视图,
图11示出图10的齿形皮带驱动装置的从下方看的视图,
图12示出了用于行星式球磨机的具有不平行的驱动轴和输出轴的直接交错的齿形皮带驱动装置的实施形式的不同的图示,
图13示出了用于行星式球磨机的具有不平行的驱动轴和输出轴的直接交错的齿形皮带驱动装置的另一实施形式的不同的图示,
图14示出了具有倾斜延伸的、扭转的驱动轴和输出轴以及传动比的直接交错的齿形皮带传动装置的实施方式的不同视图,
图15示出了具有倾斜延伸的在一个平面中相交的驱动轴和输出轴以及传动比的直接交错的齿形皮带传动装置的另一实施方式的不同视图,
图16示出了驱动齿形皮带轮和输出齿形皮带轮的中间平面的空间布置的示例性示意结构图,
图17示出如图16的示意性结构图,具有用于换向辊的结构点A和B,
图18示出了如图17的示意性结构图,其在结构点B处具有用于换向辊的倒圆,
图19示出如图17的示意性结构图,具有附加构造的换向辊,
图20示出了如图19的示意性结构图,但用于膝套膝的布置,
图21示出了行星式球磨机的另一实施方式的承载装置的侧视图,行星式球磨机是双重行星式研磨机的形式,其具有两个倾斜的研磨站或研磨杯容纳部和两个直接交错的齿形皮带驱动装置,
图22示出图21的行星式球磨机的旋转部件和驱动装置的前视图,
图23示出了图21的行星式球磨机的旋转部件和驱动装置的俯视图,
图24示出了具有传动比和线性张紧辊的复杂的交错的齿形皮带传动装置,
图25示出了低温行星式球磨机的一个实施方式的旋转的研磨杯内的照片,
图26示出了利用低温行星式球磨机的一个实施方式研磨的PP试样的测得的粒度分布,
图27示出了利用冷却的磁驱动的研磨机研磨的PP试样的测得的粒度分布,
图28示出了利用冷却的摆动式研磨机研磨的PP试样的测得的粒度分布。
具体实施方式
参照图1,实验室规模的行星式研磨机或行星式球磨机1具有设备壳体12,设备壳体带有具有显示器的用户界面14,例如触摸显示器。行星式球磨机1的旋转部件,例如具有一个或多个旋转的研磨站2或行星的承载装置28、马达驱动装置和用于控制行星式球磨机1的功能的电子控制装置位于设备壳体12内。设备壳体12能借助壳体盖13打开和关闭,以便一方面在承载装置28静止的情况下确保布置在壳体内腔15中的研磨站2的可及性,并且另一方面在行星式研磨机1运行时可靠地封闭壳体内腔15,承载装置28在该壳体内腔中旋转,并且一个或多个研磨站2在该壳体内腔中环绕并旋转。行星式球磨机1作为实验室设备确定尺寸并且能够利用支脚16例如放置在实验台上。这种实验室行星式球磨机1尤其用于在过程分析中精细地粉碎尤其是脆的试样。实验室行星式研磨机1的研磨杯64的体积为50ml至1000ml,优选80ml至500ml。
参照图2和图3,行星式球磨机1具有基板18,旋转部件和驱动装置安装并支承在该基板上。在基板18上安装有驱动马达22,该驱动马达经由主驱动皮带24旋转地驱动主皮带轮26。主驱动皮带24可以是三角皮带或三角筋条皮带。滑动在主驱动皮带24处是次要的,因此同步皮带的使用在此不是强制必需的,然而也不应排除这种情况。因此也可考虑,主驱动皮带24构造为齿形皮带。
主驱动皮带轮26与承载装置28刚性连接,该承载装置28进行围绕太阳轴S的太阳旋转。为此,中心的滚珠轴承32的承载装置28和主皮带轮26支承在中心轴34上。中心轴34又与基板18或设备壳体12刚性地连接。由此,驱动马达22通过皮带传动24、26驱动作为太阳元件的承载装置28围绕固定的中心轴34旋转。
驱动齿形皮带轮36与中心轴34同轴且刚性地连接。当承载装置28通过皮带传动24、26进行旋转时,齿形皮带38被位置固定的驱动齿形皮带轮36驱动,并且又驱动研磨站2上的输出齿形皮带轮42。由此,研磨站2由承载装置28绕中心轴34或太阳轴S环绕地带动并且同时附加地绕其自身的轴线,即行星轴P旋转。行星式研磨机1构造成具有不平行的旋转轴S和P的行星式研磨机1。输出齿形皮带轮42倾斜于驱动齿形皮带轮36或中心轴34并且与行星轴P同轴地布置,从而形成具有不平行的驱动轴和输出轴的直接交错的齿形皮带传动装置50。倾斜于驱动齿形皮带轮36的输出齿形皮带轮42具有比驱动齿形皮带轮36更小的直径,从而形成具有不平行的驱动轴和输出轴以及在一个且同一个直接的齿形皮带传动装置50中的集成的传动比的直接交错的齿形皮带传动装置50。在本示例中,齿形皮带38还被两个齿形换向辊44、46换向并且向外张紧,以便适应彼此倾斜地布置的驱动和输出齿形皮带轮36、42之间的齿形皮带传动装置50的倾斜。在此,换向辊44、46的轴不仅相对于驱动轴(太阳轴S)而且相对于输出轴(行星轴P)倾斜地、更准确地说甚至扭转地延伸,以便将齿形皮带38的切入和切出彼此相互平顺地过渡。齿形皮带38在此在所有四个回行段52a-d中交错地延伸。
利用如此产生的用于倾斜的研磨站2或倾斜的研磨杯容纳部62的直接的、空间上交错的齿形皮带驱动装置,可以提供用于带有倾斜的行星轴的行星式球磨机的简单的、可靠的、成本低的、平顺的且少维护的驱动装置。
在图2和3中示出的实施例是所谓的单体研磨机,其仅具有唯一的研磨站2或研磨杯容纳部62和布置在太阳轴S的相对的一侧上的配重63。在本图示中,配重63是固定的,但有利的是,使用径向和必要时还可轴向调节的配重63,以便提高运转平顺性。
参照图4至图7,行星式研磨机1构造为低温行星式(球形)研磨机。低温行星式研磨机1具有冷却装置110,借助该冷却装置,低温冷却介质6、例如液氮(LN2)能够直接滴入研磨杯64中和/或研磨杯容纳部62中。为此,冷却装置110具有冷却介质储存器112,低温冷却介质6例如液氮(LN2)的储备量可注入到该冷却介质储存器中并且可在一定的时间段内在其中储存。冷却介质储存器112例如可以包括真空瓶或其他绝热容器。冷却介质管路114从冷却介质储存器112通向呈冷却介质喷嘴116形式的冷却介质计量开口,低温冷却介质6、尤其是液氮从该冷却介质计量开口中出来并且滴入到研磨站2中。冷却介质6的量例如可以利用电磁阀118来控制,例如由低温行星式研磨机1的控制装置4控制或调节。为了提供主动反馈的温度调节,研磨杯64或研磨杯容纳部62可以具有温度传感器122,该温度传感器122例如通过无线电连接将测得的温度数据传输到控制装置4的无线电接口124。借此可以形成用于温度调节的主动反馈的调节回路。用户可以在用户界面14上设置期望的低温额定温度,该低温额定温度由调节回路主动调节,其方式是,通过电磁阀118来调节作为调节值的滴入的液氮的量。
如在此所示,冷却介质出口或冷却介质喷嘴116可以与太阳轴同轴地布置,从而液体冷却介质6通过重力同轴地沿着太阳轴S向下滴落。由于行星轴P相对于太阳轴S倾斜,研磨杯容纳部62的上部端部62a或者研磨杯64的上部端部64a比研磨杯容纳部的底部62b或者研磨杯底64b更靠近太阳轴S。
在图4的示例中,研磨杯64具有管状延长部66,使得研磨杯的呈延长部66形式的上部端部64a与太阳轴S相交。研磨杯64或研磨杯延长部66在其上部的自由端部64a上具有开口64c,该开口同样与太阳轴S相交,从而冷却介质可以直接垂直地通过开口64c滴落并且由此到达研磨杯的内部64d中。在所示的示例中,研磨杯64具有带有中心开口68c的研磨杯盖68,该中心开口与延长部66和上部研磨杯开口64c连通连接,从而滴入上部研磨杯开口64c中的冷却介质到达研磨杯64的内部64d。
尽管在本示例中使用了液态的低温冷却介质,该冷却介质在室温和标准压力下是气态的或蒸发的,并且所产生的气体可以从研磨杯64中逸出,但根据应用也可以使用其它低温冷却介质,例如像干冰,只要其与研磨杯、研磨体(参见图25)和研磨物料(未示出)的材料相兼容。
参照图5,在此示出的实施例具有封闭的研磨杯盖68,并且用于输入冷却介质的连通连接部从延长管66的上部开口导入到在研磨杯64的环绕的径向外壁64e与研磨杯容纳部62的环绕的径向外壁62e之间的间隙72中。间隙72还可延伸到研磨杯底64b和研磨杯容纳部底部62b之间的中间腔74中。
在本示例中,在研磨站2或行星件的上部端部上的轴向开口因此是研磨杯容纳部的轴向开口62c,冷却介质通过该轴向开口到达研磨站2中,其中,在此开口62c也与太阳轴S相交,因此冷却介质可以同轴于太阳轴S地垂直地被计量加入或滴入到研磨杯容纳部62中。然而,也可以想到的是,冷却介质喷嘴116偏心布置并且以一定的冷却介质压力倾斜地喷射到开口62c或64c中。
此外,行星式球磨机1能够具有相机76和/或红外传感器77,该相机和/或红外传感器利用保持装置78固定在承载装置28上并且与承载装置28或太阳轮一起旋转。相机76或红外传感器77可以与行星轴P同轴地穿过上部开口62c或64c直接“看到”到研磨杯64中或研磨杯容纳部62中,也就是说,持久地在行星式研磨机的运行期间,即在承载装置28和研磨杯容纳部62的旋转期间。
参照图6,研磨杯64轴向如此长地构造,使得其在没有延长部66的情况下也与太阳轴S相交,以便能够使冷却介质6直接滴落到研磨杯64的内部64d中。因此,在这个实施例中可以放弃延长部66。换句话说,具有或不具有延长部66的研磨杯64具有上部轴向开口64c,该轴向开口与太阳轴S相交并且冷却介质可通过该轴向开口被引入。
参照图7,研磨杯容纳部62也可以如此长地构造,使得其或者说其上部开口62c在没有延长部66的情况下也与太阳轴S相交,以便将冷却介质输送到在研磨杯容纳部62与研磨杯64之间的间隙72中。研磨杯盖68可以设计成封闭的(图5)或敞开的(图7)。
此外,斜向内朝向太阳轴S倾斜的研磨杯64的另一个优点是,总体上可以利用敞开的研磨杯64工作。由于行星件的轴倾斜,其中,研磨杯64的上部边缘64a比研磨杯底64b更靠近太阳轴S,研磨物料和研磨体尽管如此仍如在轴线平行地布置的情况那样不会离开研磨杯64。
总之,研磨试样因此可以在与液氮的直接接触中脆化(图4和6)或间接地经由研磨杯壁64e脆化(图5和7)。在敞开的研磨杯64和将LN2直接引入研磨杯64的内部64d中时,可以更快地且用较少的LN2冷却试样。另一方面,在此情况下可能出现,从一定的颗粒大小起(越小越强)试样颗粒随着逸出的氮而被向外拖动。同样出于这个原因,或者在试样不应与液氮直接接触的情况下,通过研磨杯壁64e(图5和图7)的间接冷却可以是有利的。必要时为了从直接冷却改装成间接冷却,既不需要改变研磨杯容纳部62也不需要改变研磨容器,而是必要时另一研磨杯盖68和/或另一延长部66就足以从外部冷却研磨杯(例如图4->图5)。
如前面已经阐述的那样,交错的齿形皮带传动装置50位于承载装置28下方并且位于研磨杯容纳部62下方。输出齿形皮带轮42固定在轴突82的下部端部82a上,该轴突在研磨杯容纳部一侧汇入到上部基板84中,并且研磨杯容纳部62固定、例如拧接在该上部基板上。在研磨杯容纳部62的下方,更准确地说在研磨杯容纳部62的底部62b和输出齿形皮带轮42之间,整个研磨站2或行星结构90利用滚珠轴承92与倾斜的行星轴P同轴地可旋转地支承在承载装置28上。研磨杯容纳部62向上自由转动。在此,尤其在研磨杯64上方没有用于研磨杯容纳部62的支承。特别是在这里研磨杯容纳部62仅在下端部处支承。
这里一方面介绍的空间上交错的齿形皮带驱动装置和另一方面在研磨杯容纳部62下方的倾斜的支承相对于在说明书前序部分中列举的支承和传动装置具有多层次的优点。
参照图8至图11,示出了具有不平行的驱动轴和输出轴的交错的齿形皮带驱动装置的示例性实施例。驱动齿形皮带轮36、输出齿形皮带轮42以及第一和第二换向辊44、46分别设置在保持十字150的两个交叉的保持臂152的自由端部154上并且在那里滚珠支承。在本示例中,保持十字150借助于3D打印方法制造。交叉的臂152部分地弯折以实现太阳轴S和行星轴P之间的期望的轴倾斜。在图8至图9所示的实施例中,第一和第二换向辊44、46是齿形的换向辊并且将齿形皮带38向外张紧。这具有的优点是,可以延长齿形皮带38的回行段52a-d,从而可以减小齿形皮带38的交错。然而,参照图10-11,换向也可以在齿形皮带38的背面38b处利用非齿形换向辊44、46来实现。齿形皮带38的内侧38a或内侧的平坦侧如通常那样横向地制齿形成齿部39,其中,在此使用商业上通用的、要么仅在内侧平坦侧38a上(单齿形皮带)、要么在内侧平坦侧38a和外侧平坦侧38b上(双齿形皮带)具有标准化的非环绕的齿部39的HTD5齿形皮带。不同的齿形皮带轮或换向辊可根据布置而构造有或不带有凸缘皮带轮162。在图8-11的两个示例中,第一和第二换向辊44、46的布置和倾斜被选择成使得切入和切出彼此同轴地过渡,如将在下面更详细地解释的。
参考图12,驱动轴136和输出轴142以倾斜角度彼此倾斜。在本示例中,倾斜角度或倾斜位置角度α大约为35°(也参见图3)。关于行星式研磨机1,驱动轴136对应于太阳轴S并且输出轴142对应于行星轴P。然而已经证明,这种具有不平行的轴136、142和必要时的传动比或减速比≠1的空间上交错的齿形皮带传动装置50具有根本的意义并且也可以在驱动技术的其他领域中或者一般地作为齿形皮带传动装置50使用,并且不仅用于行星式研磨机1。
原则上,驱动齿形皮带轮36的驱动轴136垂直于驱动齿形皮带轮的中间平面36a,并且输出轴142垂直于输出齿形皮带轮42的中间平面42a。在图12所示的例子中,驱动轴136和输出轴142虽然相互倾斜地以倾斜角度α≠0布置,但位于一个共同的平面中,该平面在图12中左上方的视图中是纸面。因此,在该示例中,驱动轴136和输出轴142虽然在空间中彼此倾斜并且在共同的平面中相交,却彼此不扭转。
然而,在其它布置中,例如在图14中,驱动轴136和输出轴142也可以扭转地(并且不垂直地),即在三维空间中倾斜地且彼此扭转地延伸,也就是说,驱动轴136和输出轴142彼此不平行(并且不垂直)并且在三维空间中不相交。
图15示出了另一个示例,其中驱动轴136和输出轴142在共同的平面中彼此倾斜地延伸并且在该共同的平面中相交。
再次参见图12,这些换向辊轴144、146同样是相对于彼此倾斜的。在本示例中,换向辊轴144、146不是彼此扭转的,而是也在共同的平面中相交,该共同的平面在图12的示例中由于对称的布置而垂直于驱动轴136和输出轴142的共同的平面延伸。然而,换向辊轴144、146也可以彼此扭转。但是在图12中示出的实施例中,换向辊轴144、146它们两者分别不仅相对于驱动轴136而且相对于输出轴142扭转而不垂直地延伸。借助于第一和第二换向辊44、46,齿形皮带在四个回行段52a、52b、52c、52d中换向并且被交错成使得齿形皮带轮或辊36、42、44、46上的切出和切入彼此同轴地过渡。因此,在驱动齿形皮带轮36上的切出36b同轴地过渡到在第一换向辊44上的切入44c中。此外,第一换向辊44上的切出44b同轴地过渡到输出齿形皮带轮42上的切入42c中。此外,在输出齿形皮带轮42上的切出42b同轴地过渡到在第二换向辊46上的切入46c中,并且在第二换向辊上的切出46c同轴地过渡到在驱动齿形皮带轮36上的切入36c中。因此,借助于由斜向倾斜的驱动轴136和输出轴142和斜向倾斜的换向辊44、46形成的多重倾斜的部分扭转的布置,可以实现四重交错的齿形皮带38在空间上倾斜的齿形皮带传动装置50上的平顺的运转,而齿形皮带38不从齿形皮带轮或辊36、42、44、46滑脱。
图13-15示出了不同布置的空间偏斜交错的齿形皮带传动装置50的其它实施例。
参照图16-20,为了构造在空间上倾斜的、在该示例中甚至扭转的齿形皮带传动装置50,首先将驱动齿形皮带轮36和输出齿形皮带轮42彼此倾斜地、自由地放置在空间中,对应于驱动轴136和输出轴142的在驱动侧所期望的布置。轴136和142可以根据应用在共同的平面中倾斜或彼此倾斜和扭转。
通过两个轴136、142的倾斜布置,产生了两个齿形皮带轮中间平面36a、42a的交线172。接着确定换向辊44、46的空间定位。为此,提供与相应的齿形皮带轮36、42相切地进入齿形皮带轮36、42中或者从这些齿形皮带轮中出来的走向。齿形皮带38的走向是在齿形皮带轮36、42的相应的中间平面36a、42a上绘制的。为了缠绕齿形皮带38,替代齿形皮带轮36、42的齿顶圆直径,合理地采用齿形皮带轮的有效直径。这在稍后确定齿形皮带38的总长度时具有优势。从齿形皮带轮36、42中出来的“齿形皮带射线”的“自由的”端部分别在一个点相交,该点位于两个中间平面36a、42a的交线172上。这些点是图17中的交线172上的点A和B。
然后,为齿形皮带38的每个待建立的换向构造辅助平面。参照图18,将以点B为例来说明。面174由在点B处相遇的两个“齿形皮带射线”限定。这样构造的平面接着成为待构造的换向辊46的中间平面46a。此外,现在在该面上进行两个“射线”的“倒圆”,这两个射线在点B相遇。该倒圆采用待构造的换向辊46的有效圆直径进行。为此,使用换向辊46的直径加上齿形皮带背部38b与齿形皮带作用线(中性轴线)的距离的两倍。该倒圆或这个倒圆的中心点现在表示待构造的换向辊46的一个轴点。现在,利用中间平面46a(轴线146根据定义垂直于该中间平面)和该轴点明确地给出了待构造的换向辊46的轴位置。因此,换向辊46可以相应地安装。
对于在图12中示出的具有两个换向辊44、46的示例性的布置,对于换向辊44在点A中紧接着以相同的方式处理。
通过以这种方式构造的换向辊44、46,现在齿形皮带38在所有的齿形皮带轮或换向辊36、42、44、46上具有最佳切入36c、42c、44c、46c和切出36b、42b、44b、46b。有利的是,通过换向辊44、46可以影响、尤其是减小在回行段52a-d中的齿形皮带交错。即例如在右上方的视图中如果换向辊46向右移动,则两个回行段52c、52d在换向辊46的上下方变得更长并且此外回行段52c、52d中的交错变小,二者对于齿形皮带38的使用寿命都是有利的。在换向辊44、46定位时,仅应当注意驱动齿形皮带轮36和输出齿形皮带轮42的缠绕不会变得过小,然而,这可以在上述设计中相应地进行调整。因此,每个单独的回行段52a-d的交错可以保持相对较小,并且如上所述,可以在特定限度内由设计者在结构上影响。
因此设计者可以相对自由地根据所期望的几何驱动和输出比来设计倾斜的空间交错的齿形皮带传动装置50。在此,总是可以找到用于倾斜的空间交错的齿形皮带传动装置50的结构,其中,齿形皮带38正确地换向并且不会在任何部位上被挤向一个方向,而是齿形皮带38总是力求保持在齿形皮带轮或换向辊36、42、44、46的中间平面36a、42a、44a、46a中。由此,必要时甚至可以省去凸缘皮带轮162。
也可能的是,例如在图15和图20中所示,换向辊中的一个,在该示例中为第一换向辊44,被放置到齿形皮带背部38b上并且在此将齿形皮带38不是向外张紧,而是向内张紧,在图20中:结构点A),以便产生“膝套膝布置”。
换向辊44、46也可以用于齿形皮带38的再张紧,然而这根据应用不是必要的。如果需要,可将一个或必要时两个换向辊44、46位置可变地固定,并且可通过移动一个或两个换向辊44、46来再张紧齿形皮带38。因此,至少一个、必要时两个换向辊44、46可以分别形成可调张紧辊。
参照图24,必要时第三和第四换向辊,即两个另外的换向辊202、204可以被插入到回行段中。在所示示例中,第三和第四换向辊202、204被插入到第二换向辊46与驱动齿形皮带轮36之间。第二换向辊46和两个附加的换向辊202、204在此以平行的轴线布置并且布置在共同的平面中。这具有的优点是,如果需要张紧辊,在此例如是第三换向辊202作为张紧辊可以直线向外移动以便在该共同的平面中张紧,而不必改变倾斜度。
参照图21至图23,借助于倾斜的空间交错的齿形皮带传动装置50,也可以构造具有多于一个研磨站2也就是多于一个的行星件的行星式球磨机。在图21-23中示出的示例示出了双行星式研磨机1,其中,两个研磨站2分别带有研磨杯容纳部62,研磨杯容纳部具有行星轴P,这两个研磨站分别相对彼此倾斜地并且相对于太阳轴S倾斜地设置。在所示的示例中,两个驱动轮36固定在中心太阳轴34上,所述驱动轮通过两个独立的倾斜的空间上交错的齿形皮带驱动装置50如前所述驱动研磨站2或研磨杯容纳部62的旋转。
在该示例中有利的是,将太阳轴S相对于基板18或设备壳体12斜向倾斜,使得在特定的位置182处,刚好位于那里的行星轴P垂直于基板18伸延。这对于插入和移除研磨杯64可以是有优势的。
参照图25,可以看到如何通过相机76例如在图6所示的实施例中,在承载装置28和研磨站2旋转期间,能够直接向敞开的研磨杯64中进行拍照(或录像)。在照片中可以清楚地看到,研磨球70(在此在测试运行中没有研磨物料)在反向旋转时和在抛射方案中如何飞过研磨杯64。在这样的研究中例如显示,当球在研磨杯壁上滚动并且试样围绕其旋转时,利用研磨球的粉碎可以是特别有效的。这种照片或影像摄制实现了意想不到的监控和研究可能性并且允许对行星式研磨机1中的研磨过程的深入理解。
参考图26,曲线192示出了用测得的聚丙烯球粒(PP)的试样的粒度分布,该试样用低温行星式球磨机1的第一功能样式进行低温研磨。图27和28示出了在类似的研磨之后的粒度分布194、196,但是是利用磁性驱动的低温研磨机或低温摆动研磨机。可以很好地看出,利用在此公开的行星式研磨机1可以实现更高的精细度或者实现明显更好的研磨效果。
此外,在此公开的行星式研磨机1中可以有利的方式利用敞开的研磨杯进行研磨和/或对制冷剂根据需要进行计量,如果期望的话甚至直接计量加入到研磨杯的内部。此外,也可以使用非金属研磨体,例如陶瓷研磨球或玛瑙研磨球进行研磨,这对于某些试样可以是有利的,并且例如利用磁性驱动的研磨机是无法实现的。如果液氮冲刷研磨物料,则这甚至可以至少暂时地产生低温湿研磨。由此可以改善研磨物料的混合。此外,能够减少结块的形成和/或研磨物料在研磨杯壁上的粘附。
此外,在此公开的行星式研磨机1中,可以不同于例如在摆动式研磨机或磁性驱动的研磨机中地一次性研磨明显更大量的试样。通常,本发明的研磨杯64的研磨体积可以大于或等于50ml、大于或等于100ml、大于或等于250ml、大于或等于500ml、必要时甚至高达1000ml或更多。
总之,由此提供一种行星式研磨机1或齿形皮带传动装置50,其具有多个有利的技术方面,这些方面能够共同地或彼此独立地实现。齿形皮带传动装置50可以例如也用于不同于行星式研磨机1的其他方面。行星式研磨机1可以设有低温的冷却装置,其能够将冷却介质直接引入到研磨杯容纳部62或研磨杯64中。必要时,研磨杯64在研磨过程中可以保持上方敞开,并且可以将冷却剂计量加入到研磨杯64和/或研磨杯容纳部62中,和/或在旋转过程中通过视频技术对研磨过程进行监控。必要时甚至可以在承载装置28和研磨杯64旋转期间将研磨物料填入或补充给研磨杯64。虽然所有这些方面在可能情况下有利地共同作用,但是尤其也能够彼此独立地实现并且解决技术问题并且每个方面本身已经具有特定的优点。
对于本领域技术人员来说显而易见的是,前面描述的实施方式应理解为示例性的,并且本发明不限于这些实施方式,而是可以以多种方式变化,而不偏离权利要求的保护范围。此外可以看出,所述特征与其是在说明书、权利要求书、附图中还是以其它方式公开无关地也单独限定本发明的重要组成部分,即使它们与其它特征一起被共同描述。
此外,尤其是与具有不平行的轴和空间上交错的齿形皮带驱动装置的行星式研磨机、这种具有不平行的轴的空间上交错的齿形皮带传动装置、具有冷却装置的行星式研磨机和/或具有倾斜的行星轴和敞开的研磨杯容纳部或敞开的研磨杯的行星式研磨机的方面相关描述的特征可以相互交替地组合。
另一方面,本申请公开了多个发明方面,例如具有特别的空间上交错的齿形皮带驱动装置的行星式研磨机,这样的齿形皮带传动装置,具有可以以向上敞开的研磨杯容纳部和/或向上敞开的研磨杯来运行的研磨站和/或用于在行星式研磨机中的研磨过程中用于主动冷却的低温冷却装置。显然,特别是本发明的这些方面既可以共同实施也可以彼此单独地实施,并且产生相应的优点。
Claims (75)
1.一种具有不平行的旋转轴(S,P)的行星式研磨机(1),包括:
能够围绕太阳轴(S)旋转的承载装置(28),
用于插入研磨杯(64)的至少一个研磨杯容纳部(62),其中,研磨杯容纳部(62)相对于太阳轴(S)轴向偏移地布置在承载装置(28)上并且能够围绕行星轴(P)相对于承载装置(28)旋转,
用于驱动承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转的驱动装置(22),其中,研磨杯容纳部(62)的旋转相对于承载装置(28)的旋转借助于齿形皮带传动装置(50)同步地驱动,
其中,行星轴(P)不平行于太阳轴(S)延伸,并且
其中,齿形皮带传动装置(50)具有不平行的驱动轴和输出轴(136、142)。
2.根据权利要求1所述的行星式研磨机(1),
其中,齿形皮带传动装置(50)构造为交错的齿形皮带传动装置(50),并且特别地包括驱动齿形皮带轮(36)和输出齿形皮带轮(42),驱动齿形皮带轮布置成与太阳轴(S)同轴,输出齿形皮带轮布置成与倾斜的行星轴(P)同轴,其中,齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)和相对于驱动齿形皮带轮(36)斜向倾斜的输出齿形皮带轮(42)之间交错地延伸。
3.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,行星轴(P)相对于太阳轴(S)倾斜5°至75°之间的角度(α)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,具有不平行的驱动轴和输出轴(136、142)的齿形皮带传动装置(50)具有传动比,并且相对于驱动齿形皮带轮(36)斜向倾斜的输出齿形皮带轮(42)根据传动比具有比驱动齿形皮带轮(36)带有更少的齿的更小的直径。
5.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转是反向的,并且在承载装置(28)的旋转和研磨杯容纳部(62)的旋转之间的相对转速比尤其在1:-1.5和1:-5之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,行星式研磨机(1)构造为具有仅一个从下向上观察斜向内倾斜的研磨杯容纳部(62)和尤其是可调节的配重(63)的单体研磨机,或构造为具有两个分别相对于太阳轴(S)斜向倾斜的行星轴(P)的双行星式研磨机。
7.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,用于研磨杯容纳部(62)的齿形皮带传动装置(50)包括第一和/或第二换向辊(44、46),第一和/或第二换向辊具有第一或第二换向辊轴(144、146)。
8.根据权利要求7所述的行星式研磨机(1),
其中,驱动齿形皮带轮(36)与太阳轴(S)同轴地布置,并且输出齿形皮带轮(42)与倾斜的行星轴(P)同轴地布置,
其中,在驱动齿形皮带轮(36)和输出齿形皮带轮(42)上运转的齿形皮带(38)的齿部以形状配合的方式接合在驱动齿形皮带轮(36)和输出齿形皮带轮(42)的齿部中,
其中,齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)上的切出(36b)不平行于齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)上的切入(42c),并且齿形皮带(38)在其间交错地延伸,
其中,齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)上的切出(42b)不平行于齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)上的切入(36c),并且齿形皮带(38)在其间交错地延伸,并且
其中,第一和第二换向辊轴(144、146)相对于彼此斜向地延伸和/或相对于太阳轴(S)斜向地延伸和/或相对于倾斜的行星轴(P)斜向地延伸。
9.根据权利要求8所述的行星式研磨机(1),
其中,第一和第二换向辊轴(144、146)相对于太阳轴(S)和/或行星轴(P)的倾斜位置角度分别在1°与89°之间或者在91°与179°之间。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,齿形皮带(38)交错地在驱动齿形皮带轮(36)与第一换向辊(44)之间、在第一换向辊(44)与输出齿形皮带轮(42)之间、在输出齿形皮带轮(42)与第二换向辊(46)之间和/或在第二换向辊(46)和驱动齿形皮带轮(36)之间延伸,其中,交错优选分别小于90°、尤其分别小于60°、尤其分别小于45°、尤其分别小于30°。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,第一换向辊(44)调节驱动齿形皮带轮(36)上的切出(36b)与输出齿形皮带轮(42)上的切入(42c)的平行度的角度偏差,其方式是第一换向辊(44)使齿形皮带(38)的作用线在三维空间中从驱动齿形皮带轮(36)上的切出(36b)的方向朝向输出齿形皮带轮(42)上的切入(42c)的方向换向,并且其中将齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)与输出齿形皮带轮(42)之间的交错进行分配,和/或
其中,第二换向辊(46)调节输出齿形皮带轮(42)上的切出(42b)与驱动齿形皮带轮(36)上的切入(36c)的平行度的角度偏差,其方式是第二换向辊(46)使齿形皮带(38)的作用线在三维空间中从输出齿形皮带轮(42)上的切出(42b)的方向朝向驱动齿形皮带轮(36)上的切入(36c)的方向换向,并且其中将齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)与驱动齿形皮带轮(36)之间的交错进行分配。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,满足下列标准中的至少一个、多个或所有:
齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)上的切出(36b)和切入(36c)、
齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)上的切出(42b)和切入(42c)、
齿形皮带(38)在第一换向辊(44)上的切出(44b)和切入(44c)、
齿形皮带(38)在第二换向辊(46)上的切出(46b)和切入(46c)相对于彼此以倾斜的角度延伸。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)上的切出(36b)和齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)上的切入(42c)和/或
齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)上的切出(42b)和齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)上的切入(36c)彼此以倾斜的角度延伸。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,满足下列标准中的至少一个、多个或所有:
齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)上的切出(36b)与齿形皮带(38)在第一换向辊(44)上的切入(44c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)与第一换向辊(44)之间交错,
齿形皮带(38)在第一换向辊(44)上的切出(44b)与齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)上的切入(42c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在第一换向辊(44)与输出齿形皮带轮(42)之间交错,
齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)上的切出(42b)与齿形皮带(38)在第二换向辊(46)上的切入(46c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在输出齿形皮带轮(42)与第二换向辊(46)之间交错,
齿形皮带(38)在第二换向辊(46)上的切出(46b)与齿形皮带(38)在驱动齿形皮带轮(36)上的切入(36c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在第二换向辊(46)与驱动齿形皮带轮(36)之间交错。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,第一和/或第二换向辊轴(144、146)相对于驱动齿形皮带轮轴(136)和/或相对于输出齿形皮带轮轴(142)扭转地延伸。
16.根据权利要求7至15中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,驱动齿形皮带轮轴(136)和输出齿形皮带轮轴(142)在共同的平面中彼此倾斜地延伸,并且在所述共同的平面中相交,并且第一和/或第二换向辊轴(144、146)尤其相对于驱动齿形皮带轮轴(136)和输出齿形皮带轮轴(142)的所述共同的平面倾斜地延伸。
17.根据权利要求7至16中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,换向辊中的至少一个设置在齿形皮带(38)内部的齿形侧上并且使齿形皮带(38)向外从驱动齿形皮带轮(36)和输出齿形皮带轮(42)的中点之间的假想的连接线换向开。
18.根据权利要求7至17中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,齿形皮带传动装置(50)包括具有交叉的臂的保持十字,并且其中,驱动齿形皮带轮(36)、输出齿形皮带轮(42)以及第一和第二换向辊(44、46)分别能旋转地支承在交叉的臂的相对置的端部上。
19.根据权利要求7至18中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,驱动齿形皮带轮(36)和输出齿形皮带轮(42)以及第一和第二换向辊(44、46)的空间布置相对于驱动齿形皮带轮轴(136)和输出齿形皮带轮轴(142)的共同的平面镜像对称,并且其中,布置尤其具有在空间中围绕第一和第二换向辊(44、46)的连接线以倾斜的角度弯折的倒圆的四边形的形状。
20.一种齿形皮带传动装置(50),其具有不平行的轴和在齿形皮带(38)中的交错,齿形皮带传动装置尤其是用于根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),齿形皮带传动装置包括:
作为驱动齿形皮带轮的第一齿形皮带轮(36),其具有第一齿形皮带轮中间平面(36a)和垂直于第一齿形皮带轮中间平面(36a)延伸的第一齿形皮带轮轴(136),以及作为输出齿形皮带轮的第二齿形皮带轮(42),其具有第二齿形皮带轮中间平面(42a)和垂直于第二齿形皮带轮中间平面(42a)延伸的第二齿形皮带轮轴(142),或者反之;
齿形皮带(38),其在第一和第二齿形皮带轮(36、42)上运行,并且其齿部以形状配合的方式与第一和第二齿形皮带轮的齿部啮合,以及
具有第一换向辊轴(144)的第一换向辊(44)和具有第二换向辊轴(146)的第二换向辊(46),其中,第一换向辊和第二换向辊(44,46)设置在齿形皮带传动装置(50)的相对置侧,
其中,第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)彼此不平行地延伸,
其中,齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)上的切出(36b)与齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)上的切入(42c)不平行地延伸,并且,齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)上的切出(42b)与齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)上的切入(36c)不平行地延伸,
其中,齿形皮带(38)
在第一齿形皮带轮(36)和第一换向辊(44)之间,
在第一换向辊(44)和第二齿形皮带轮(42)之间,
在第二齿形皮带轮(42)和第二换向辊(46)之间,并且
在第二换向辊(46)和第一齿形皮带轮(36)之间分别交错地延伸,并且其中,满足下列标准中的至少一个、多个或所有:
i)第一换向辊轴(144)不平行于第一齿形皮带轮中间平面(36a)延伸,
ii)第一换向辊轴(144)不平行于第二齿形皮带轮中间平面(42a)延伸,
iii)第二换向辊轴(146)不平行于第一齿形皮带轮中间平面(36a)延伸,
iv)第二换向辊轴(146)不平行于第二齿形皮带轮中间平面(42a)延伸,
v)第一和第二换向辊轴(144、146)彼此不同轴地延伸。
21.根据权利要求20所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一和第二换向辊(44、46)两者都在齿形皮带(38)的内部设置在齿形侧(38a)上并且分别使齿形皮带(38)向外换向。
22.根据权利要求20所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一换向辊(44)设置在齿形皮带(38)内部的齿形侧(38a)上,并使齿形皮带(38)向外换向,并且第二换向辊(46)设置在齿形皮带(38)的位于齿形皮带(38)外部的背部(38b)上,并使齿形皮带(38)向内向第一换向辊(44)换向,或者反之。
23.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)彼此倾斜地延伸。
24.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
i)其中,第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)在共同的平面中不平行地延伸,并且在所述共同的平面中相交,并且第一和第二齿形皮带轮(36、42)具有不同的尺寸,或者
ii)其中,第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)彼此倾斜地在一个共同的平面中延伸,并且在该共同的平面中以倾斜的角度相交,或者
iii)其中,第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)彼此扭转地并且不垂直地延伸。
25.根据权利要求23至24中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)之间的角度(α)是在5°与85°之间或者在175°与95°之间、特别是在10°与80°之间或在170°与100°之间、特别是在25°与75°之间或在155°与105°之间、特别是在25°与50°之间或在155°与130°之间。
26.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,满足至少一个、多个或所有以下标准:
第一换向辊轴(144)相对于第一齿形皮带轮轴(136)扭转地延伸,
第一换向辊轴(144)相对于第二齿形皮带轮轴(142)扭转地延伸,
第二换向辊轴(146)相对于第一齿形皮带轮轴(136)扭转地延伸,
第二换向辊轴(146)相对于第二齿形皮带轮轴(142)扭转地延伸。
27.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,齿形皮带传动装置(50)具有不等于1:1的传动比或减速比,并且第一齿形皮带轮(36)具有比第二齿形皮带轮(42)更大或更小的直径。
28.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,该齿形皮带(38)的交错
在第一齿形皮带轮(36)与第一换向辊(44)之间、
在第一换向辊(44)与第二齿形皮带轮(42)之间、
在第二齿形皮带轮(42)与第二换向辊(46)之间和/或
在第二换向辊(46)与第一齿形皮带轮(36)之间分别小于90°、特别是分别小于45°。
29.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一换向辊(44)调节第一或第二齿形皮带轮(36、42)上的切出(36b)和切入(42c)的平行度的角度偏差,其方式是第一换向辊(44)使齿形皮带(38)的作用线在三维空间中从第一齿形皮带轮(36)上的切出(36b)的方向朝向第二齿形皮带轮(42)上的切入(42c)的方向换向,并且其中将齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)的切出(36b)与第二齿形皮带轮(42)的切入(42c)之间的交错进行分配,和/或
其中,第二换向辊(46)调节第二或第一齿形皮带轮(42、36)上的切出(42b)和切入(36c)的平行度的角度偏差,其方式是第二换向辊(46)使齿形皮带(38)的作用线在三维空间中从第二齿形皮带轮(42)上的切出(42b)的方向朝向第一齿形皮带轮(36)上的切入(36c)的方向换向,并且其中将齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)的切出(42b)与第一齿形皮带轮(36)的切入(36c)之间的交错进行分配。
30.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,满足至少一个、多个或所有以下标准:
齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)上的切出(36b)和切入(36c)、
齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)上的切出(42b)和切入(42c)、
齿形皮带(38)在第一换向辊(44)上的切出(44b)和切入(44c)、
齿形皮带(38)在第二换向辊(46)上的切出(46b)和切入(46c)相对于彼此以倾斜的角度延伸。
31.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)上的切出(36b)与齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)上的切入(42c)和/或
齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)上的切出(42b)与齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)上的切入(36c)相对于彼此以倾斜的角度延伸。
32.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,满足至少一个、多个或所有以下标准:
齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)处的切出(36b)与齿形皮带(38)在第一换向辊(44)处的切入(44c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)与第一换向辊(44)之间交错,
齿形皮带(38)在第一换向辊(44)处的切出(44b)与齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)处的切入(42c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在第一换向辊(44)与第二齿形皮带轮(42)之间交错,
齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)处的切出(42b)与齿形皮带(38)在第二换向辊(46)处的切入(46c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在第二齿形皮带轮(42)与第二换向辊(46)之间交错,
齿形皮带(38)在第二换向辊(46)处的切出(46b)与齿形皮带(38)在第一齿形皮带轮(36)处的切入(36c)同轴地延伸,并且齿形皮带(38)在第二换向辊(46)与第一齿形皮带轮(36)之间交错。
33.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一换向辊轴(144)相对于第二换向辊轴(146)倾斜地延伸。
34.根据权利要求33所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一换向辊轴(144)和第二换向辊轴(146)彼此倾斜地在一个共同的平面中延伸并且在所述共同的平面中相交。
35.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)在一个共同的平面中相对于彼此倾斜地延伸,并且在所述共同的平面中相交,并且第一和第二齿形皮带轮(36、42)以及第一和第二换向辊(44、46)的空间布置相对于第一和第二齿形皮带轮轴(136、142)的所述共同的平面镜像对称,并且其中,所述布置尤其具有在空间中弯折的倒圆的四边形的形状。
36.根据前述权利要求中任一项所述的齿形皮带传动装置(50),
其中,在皮带传动装置(50)中布置有第三和第四换向辊(202、204),其中,所述第一或第二换向辊(44、46)和所述第三和第四换向辊(202、204)具有平行的轴并且位于共同的平面中,并且其中,所述齿形皮带(38)在这些位于共同的平面中的换向辊之间不交错地延伸,并且尤其其中,第三或第四换向辊(202、204)作为张紧辊能够在所述共同的平面中线性地移动。
37.具有不平行的旋转轴(S,P)的实验室设备,尤其具有根据前述权利要求中任一项所述的进一步特征,包括:
能够围绕太阳轴(S)旋转的承载装置(28),
至少一个用于插入杯子(64)的杯子容纳部(62),其中,杯子容纳部(62)相对于太阳轴(S)轴向偏移地布置在承载装置(28)上并且能够围绕行星轴(P)相对于承载装置(28)旋转,
用于驱动承载装置(28)和杯子容纳部(62)旋转的驱动装置(22),其中,借助于齿形皮带传动装置(50)使杯子容纳部(62)的旋转相对于承载装置(28)的旋转同步地驱动,
其中,行星轴(P)不平行于太阳轴(S)延伸,并且
其中,齿形皮带传动装置(50)具有不平行的驱动轴和输出轴(136、142)。
38.一种行星式研磨机(1),包括:
能够围绕太阳轴(S)旋转的承载装置(28),
至少一个用于插入研磨杯(64)的研磨杯容纳部(62),其中,研磨杯容纳部(62)相对于太阳轴(S)沿轴向偏移地布置在承载装置(28)上并且能够围绕行星轴(P)相对于承载装置(28)旋转,
用于驱动承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转的驱动装置(22),从而使得研磨杯容纳部(62)和能插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)在运行中经过组合的环绕和旋转轨迹,以及
具有冷却介质计量开口(116)的冷却装置(112-118),该冷却介质计量开口用于将冷却介质计量加入到研磨杯容纳部(62)和/或计量加入到插入研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)中。
39.根据权利要求38所述的行星式研磨机(1),
其中,在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转期间,将冷却介质从上方计量加入到研磨杯容纳部(62)中和/或计量加入到插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)中。
40.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,冷却介质计量开口(116)布置在承载装置(28)上方,并且冷却介质通过冷却介质管路(114)引导至承载装置(28)上方的冷却介质计量开口(116),并且在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转期间,从冷却介质计量开口(116)出来进入到旋转的承载装置(28)上方的空腔中,并且从上方进入到旋转的研磨杯容纳部(62)中和/或旋转的研磨杯(64)中。
41.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,冷却介质计量开口(116)相对于行星式研磨机(1)的设备壳体(12)位置固定地布置并且不与承载装置(28)或研磨杯容纳部(62)一起旋转。
42.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,具有研磨杯内腔(64d)的研磨杯(64)能够插入到研磨杯容纳部(62)中,在研磨杯内腔中,在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转时,优选借助于研磨体来粉碎研磨物料,并且其中,在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转期间,冷却介质由冷却介质计量开口(116)从上方被计量加入到研磨杯内腔(64d)中和/或被计量加入到研磨杯容纳部(62)和研磨杯(64)的壁(64e、64b)之间的间隙(72、74)中。
43.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯容纳部(62)和/或能够插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)在上部的轴向端部(62a、64a)上具有计量加入开口(62c、64c),并且冷却介质计量开口(116)在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转期间至少暂时地直接位于计量加入开口(62c、64c)上方,使得来自冷却介质计量开口(116)的冷却介质尤其借助于重力自动地进入计量加入开口(62c、64c)中。
44.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,冷却介质计量开口(116)构造为喷嘴,并且冷却介质是液态制冷剂,并且其中,液态制冷剂从喷嘴尤其流动、滴落和/或喷洒进入到研磨杯容纳部(62)中和/或能够插入研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)中。
45.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,冷却介质是液态制冷剂,并且其中,液态制冷剂在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转期间在液态的低温状态下进入到研磨杯容纳部(62)中和/或能够插入研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)中,在那里蒸发并且在此产生的气体通过在研磨杯容纳部(62)和/或研磨杯(64)中的开口逸出到环境空气中。
46.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,冷却介质是液态制冷剂,并且其中,液态制冷剂以液态计量加入到研磨杯(64)的内部(64d)中,并且在那里至少暂时地进行通过液态制冷剂的湿式研磨。
47.根据权利要求44至46中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,液态制冷剂包含液氮。
48.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
还包括尤其是无接触的或在研磨杯容纳部(62)上的和/或在能够插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)上的温度传感器(77、122),用于测量在研磨杯容纳部(62)中和/或研磨杯(64)中的温度。
49.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,行星式研磨机(1)包括具有用户界面(14)的控制装置(4),其中,用户能够通过用户界面(14)设置行星式研磨机(1)的运行参数,例如转速和/或研磨持续时间,并且其中用户通过用户界面(14)也控制冷却装置(112-118),尤其能够设置尤其在低温范围内的用于期望的研磨温度的额定值。
50.根据权利要求48和49所述的行星式研磨机(1),
其中,控制装置(4)包括调节回路,其中,由温度传感器(77、122)测得的温度作为实际值被反馈并且与额定值比较,并且其中,调节回路主动地调节研磨杯容纳部(62)和/或研磨杯(64)上的温度,其方式是,控制装置(4)使用从冷却介质计量开口(116)计量加入的液态制冷剂的量作为调节值。
51.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯容纳部(62)和/或能够插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)在上部的轴向端部(62a、64a)上具有计量加入开口(62c、64c),并且冷却介质计量开口(116)在太阳轴(S)的区域中居中地布置在承载装置(28)上方,并且其中,研磨杯容纳部(62)和/或插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)与太阳轴(S)相交,并且计量加入开口(62c、64c)在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的每个任意的转动位置中都位于冷却介质计量开口(116)的下方,从而使得在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转期间的任意时刻,冷却介质能够从冷却介质计量开口经由轴向的计量加入开口(62c、64c)计量加入到研磨杯容纳部(62)和/或研磨杯(64)中。
52.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
具有第一和/或第二研磨杯变型方案,其中:
i)第一研磨杯变型方案在其插入到研磨杯容纳部(62)中时与太阳轴(S)相交,并且具有上部轴向的计量加入开口(64c),其中,计量加入开口(64c)在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的每个任意的转动位置中都位于冷却介质计量开口(116)下方,并且其中,冷却介质通过计量加入开口(64c)导入到研磨杯(64)的内部(64d)中,从而在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)转动期间的任何时刻都可以将来自冷却介质计量开口(116)的冷却介质通过轴向的计量加入开口(64c)计量加入到研磨杯(64)的内部(64d)中,并且
ii)第二研磨杯变型方案在其插入到研磨杯容纳部(62)中时不与太阳轴(S)相交,并且在研磨杯(64)的径向的周向壁(64e、62e)和研磨杯容纳部(62)之间具有间隙(72),并且研磨杯容纳部(62)具有轴向的计量加入开口(62c),其中,计量加入开口(62c)在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的每个任意的转动位置均位于冷却介质计量开口(116)的下方,并且其中冷却介质通过计量加入开口(62c)导入间隙(72)中,从而在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的转动期间的任何时刻都能使冷却介质从冷却介质计量开口(116)通过轴向的计量加入开口(62c)计量加入到间隙(72)中。
53.根据权利要求52所述的行星式研磨机(1),包括
研磨杯组,研磨杯组包括第一和第二两个研磨杯变型方案,并且第一和第二研磨杯变型方案能够选择性地插入到研磨杯容纳部(62)中,以便根据所插入的研磨杯变型方案将冷却介质选择性地引导到研磨杯(64)的内部或者研磨杯(64)与研磨杯容纳部(62)之间的间隙(72)中。
54.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯容纳部(62)和行星轴(P)相对于太阳轴(S)以倾斜角度(α)斜向倾斜,更确切地说,从下向上看斜向地向内朝向太阳轴(S)倾斜,以便使研磨杯容纳部(62)的上部端部(62a)比研磨杯容纳部(62)的底部(62b)更靠近太阳轴(S)。
55.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,在行星式研磨机运行中,冷却介质比重力的更强地由离心力的分量向研磨杯容纳部(62)的底部(62b)和/或研磨杯底(64b)的方向加速。
56.根据权利要求54或55所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯容纳部(62)的旋转相对于承载装置(28)的旋转借助于交错的齿形皮带传动装置(38)同步地驱动,和/或其中,齿形皮带传动装置(50)具有不平行的驱动轴和输出轴(136、142)。
57.一种实验室研磨机,尤其是具有前述权利要求中任一项所述的其它特征,包括:
至少一个用于插入研磨杯(64)的研磨杯容纳部(62)、用于驱动研磨杯(64)运动从而借助研磨体(70)研磨填充到研磨杯(64)中的研磨物料的驱动装置(22)和
具有冷却介质计量开口(116)的冷却装置(112-118),冷却介质计量开口用于在实验室研磨机运行时在研磨杯(64)运动期间将冷却介质计量加入到研磨杯容纳部(62)和/或插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)中。
58.一种行星式研磨机(1),包括:
能够绕太阳轴(S)旋转的承载装置(28),
至少一个用于插入研磨杯(64)的研磨杯容纳部(62),其中,研磨杯容纳部(62)相对于太阳轴(S)轴向偏移地布置在承载装置(28)上,并且能够绕行星轴(P)相对于承载装置(28)旋转,
用于驱动承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转的驱动装置,使得研磨杯容纳部(62)和能够插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)在运行中经过组合的环绕和旋转轨迹,
其中研磨杯容纳部(62)和行星轴(P)以倾斜角度(α)相对于太阳轴(S)斜向倾斜,
其中研磨杯容纳部(62)具有上部端部(62a)和与上部端部对置的下部端部,并且从下向上看行星轴(P)斜向地向内向太阳轴(S)的方向倾斜,并且
其中研磨杯容纳部(62)和/或插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转期间保持向上敞开。
59.根据权利要求58所述的行星式研磨机(1),
其中,插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)具有轴向的上部端部(64a)并且在其上部端部上具有轴向的开口(64c),开口在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转期间保持敞开,其中,研磨杯(64)的轴向的开口(64c)与太阳轴(S)相交,并且其中,在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的每个任意的旋转位置中,能够从上方穿过研磨杯(64)的轴向的开口实现到研磨杯(64)的内部中的观察和/或介质添加,和/或
其中,研磨杯容纳部(62)在其上部端部(62a)上具有轴向的开口(62c),轴向的开口(62c)在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转期间保持敞开,其中,研磨杯容纳部(62)的轴向的开口(62c)与太阳轴(S)相交,并且其中,在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的每个任意的转动位置都能够从上方通过研磨杯容纳部(62)的轴向的开口(62c)实现到研磨杯容纳部(62)的内部中的观察和/或介质添加。
60.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯(64)在行星式研磨机(1)运行时抗旋转地卡锁或夹紧在研磨杯容纳部(62)中。
61.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,行星式研磨机(1)的研磨功率足够大,以便能够通过与研磨物料一起装入到研磨杯(64)中的研磨体来研磨在研磨杯(64)中的研磨物料。
62.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,驱动装置具有驱动马达(22),驱动马达具有至少300W、优选至少500W、优选至少1kW的马达功率,和/或其中,驱动装置具有驱动马达(22),驱动马达具有在300W至3kW范围内、优选在500W至2.5kW范围内、优选在1kW至2kW范围内的马达功率。
63.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,承载装置(28)的旋转的最大转速为至少700 min-1、优选地至少800 min-1、优选地至少900 min-1,优选地至少1000 min-1、优选地至少1100 min-1,和/或其中,承载装置(28)的旋转的最大转速为最高1800 min-1,优选地最高1400 min-1,优选地最高1200 min-1。
64.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,承载装置(28)与研磨杯容纳部(62)的旋转之间的相对转速比的数值在1:1.2和1:5之间,优选在1:1.5至1:3之间,优选在1:2+/-0.5的范围内,其中,承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)尤其反向地旋转,并且在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转之间的相对转速比在1:-1.2和1:-5之间,优选在1:-1.5和1:-3之间,优选在1:-2+/-0.5的范围内。
65.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,行星轴(P)相对于太阳轴(S)的相对倾斜(α)在15°至70°的范围中、优选在25°至60°的范围中、优选在37.5°+/-10°的范围中、尤其在37.5°+/-5°的范围中。
66.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,行星式研磨机(1)构造为仅具有一个研磨杯容纳部(62)和一个尤其是可调节的配重(63)的单体研磨机,配重用于补偿承载装置(28)的不平衡。
67.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯容纳部(62)具有底部(62b),并且研磨杯容纳部(62)的底部(62b)不与太阳轴(S)相交,和/或其中,插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)具有研磨杯底(64b),并且研磨杯底(64b)不与太阳轴(S)相交。
68.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,用于研磨杯容纳部(62)的驱动装置(50)设置在研磨杯容纳部(62)下方。
69.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯容纳部(62)具有底部(62b),并且轴突(82)从研磨杯容纳部(62)的底部出发与行星轴(P)同轴地斜向下延伸,其中,轴突(82)在研磨杯容纳部(62)的底部(62b)下方能旋转地支承在承载装置(28)上,并且在研磨杯容纳部(62)的底部(62 b)下方,行星驱动装置(50)的输出轮(42)固定在轴突(82)上,以便当承载装置(28)旋转时,驱动研磨杯容纳部(62)绕斜向倾斜的行星轴(P)旋转。
70.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,研磨杯容纳部(62)的旋转相对于承载装置(28)的旋转同步地借助于交错的齿形皮带传动装置(50)来驱动,和/或其中,齿形皮带传动装置(50)具有不平行的驱动轴和输出轴(136、142)。
71.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),还包括
相机(76),相机布置在研磨杯容纳部(62)的上方并且垂直地或倾斜地从上方指向研磨杯容纳部(62)中和/或插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)的内部(64d),以便在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)的旋转期间监控和/或拍摄研磨杯容纳部(62)的内部和/或插入到研磨杯容纳部(62)中的研磨杯(64)的内部(64d)。
72.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),还包括
用于将冷却介质计量加入到研磨杯容纳部(62)中和/或计量加入到研磨杯(64)的内部(64d)中的冷却装置(112-118)。
73.根据前述权利要求中任一项所述的行星式研磨机(1),
其中,冷却装置(112-118)包括冷却介质管路(114)和在太阳轴(S)的区域中心的冷却介质计量开口(116),并且冷却介质通过冷却介质管路(114)导入到研磨杯容纳部(62)上方或研磨杯(64)上方的太阳轴(S)上的中心区域中,并且其中,在承载装置(28)和研磨杯容纳部(62)旋转期间,冷却介质能够从冷却介质计量开口(116)通过研磨杯容纳部(62)或者研磨杯(64)的上部的开口(62c、64c)从上方计量加入到研磨杯容纳部(62)中和/或计量加入到研磨杯(64)的内部中。
74.根据权利要求73所述的行星式研磨机(1),
其中,冷却介质计量开口(116)构造为喷嘴,并且冷却介质是液态制冷剂,液态制冷剂尤其包含液氮,并且其中,液态制冷剂从喷嘴流动,滴落和/或喷洒到研磨杯容纳部(62)和/或研磨杯(64)中,并且在研磨杯容纳部(62)和/或研磨杯(64)中蒸发,并且其中,在此产生的气体通过研磨杯容纳部(62)和/或研磨杯(64)中的开口逸出到环境空气中。
75.一种实验室设备,特别是具有根据前述权利要求中任一项所述的其它特征的实验室设备,包括:
能够围绕太阳轴(S)旋转的承载装置(28),
至少一个用于插入杯子(64)的杯子容纳部(62),其中,杯子容纳部(62)相对于太阳轴(S)轴向偏移地布置在承载装置(28)上,并且能围绕行星轴(P)相对于承载装置(28)旋转,
用于驱动承载装置(28)和杯子容纳部(62)旋转的驱动装置,从而使得杯子容纳部(62)和能够插入到杯子容纳部(62)中的杯子(64)在运行中经过组合的环绕和旋转轨迹,其中,特别地,
杯子容纳部(62)和行星轴(P)以倾斜角度(α)相对于太阳轴斜向倾斜,
杯子容纳部(62)具有上部端部(62a)和与上部端部相对置的下部端部,并且从下向上看,行星轴(P)向太阳轴(S)的方向斜向内倾斜,并且
杯子容纳部(62)和/或插入到杯子容纳部(62)中的杯子(64)以其各自的上部端部(62a、64a)与太阳轴(S)相交。
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DE19712905C2 (de) | 1997-03-27 | 2003-11-06 | Fritsch Gmbh Laborgeraetebau | Planetenkugelmühle |
DE10143439A1 (de) * | 2001-09-05 | 2003-03-20 | Hauschild & Co Kg | Mischvorrichtung zum Vermischen von flüssigen, fließfähigen oder pulverförmigen Materialien |
US8092075B2 (en) * | 2003-09-11 | 2012-01-10 | Thinky Corporation | Agitation/deaeration device |
DE102006047480B4 (de) | 2005-10-07 | 2015-10-01 | Fritsch Gmbh | Kugelmühle mit Mitnahmemitteln für eine formschlüssige Verbindung zwischen Mahlgefäß und Aufnahmevorrichtung |
DE102006047479B4 (de) | 2005-10-07 | 2015-07-09 | Fritsch Gmbh | Kugelmühle und Mahlgefäß mit eigenem Verbindungsmittel für Becher und Deckel |
DE102006047498A1 (de) | 2005-10-07 | 2007-04-26 | Fritsch Gmbh | Kugelmühle mit Kühlung |
DE102006006529A1 (de) | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Fritsch Gmbh | Kugelmühle mit Mitteln zur Identifizierung von Mahlgefäßen |
DE102006018325A1 (de) | 2006-04-19 | 2007-10-25 | Fritsch Gmbh | Kugelmühle mit verstellbarer Ausgleichsmasse |
DE102006047481B4 (de) | 2006-04-26 | 2023-02-09 | Fritsch Gmbh | Planeten- oder Fliehkraftkugelmühle im Labormaßstab mit Druck- und Temperaturerfassung |
US7744027B2 (en) | 2007-02-15 | 2010-06-29 | Nagao System Inc. | Planetary ball mill |
JP2009268955A (ja) | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Thinky Corp | 攪拌脱泡装置 |
DE102010044254B4 (de) | 2010-09-02 | 2017-08-10 | Fritsch Gmbh | Kugelmühle mit Querverspannung des Mahlbechers |
JP5687038B2 (ja) | 2010-11-30 | 2015-03-18 | 株式会社シンキー | 遠心機 |
TW201302298A (zh) | 2011-06-14 | 2013-01-16 | Hiroshige Ishii | 離心處理裝置 |
DE102012009982A1 (de) | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Fritsch Gmbh | Laborkugelmühle |
DE102012009983A1 (de) | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Fritsch Gmbh | Kugelmühle mit automatisch verstellbarer Ausgleichsmasse |
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