DD272805A1

DD272805A1 - Hochverschleissfestes ruehrwerk fuer eine ruehrwerksmuehle

Info

Publication number: DD272805A1
Application number: DD31635088A
Authority: DD
Inventors: Heinrich Schubert; Rolf Schulze; Hans Heinitz; Sighard Reymann; Werner Haenig; Michael Teichgraeber; Beate Guenther
Original assignee: Freiberg Bergakademie
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1989-10-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hochverschleissfestes Ruehrwerk fuer eine Ruehrwerksmuehle, die bei der Zerkleinerung von Materialien auf sehr feine Korngroessenbereiche Anwendung findet, insbesondere bei der Herstellung von sinteraktiven keramischen Pulvern, beispielsweise von Siliciumnitrid-, Siliciumcarbid-, Quarzsand- und Tonerdepulvern. Ziel der Erfindung ist ein hochverschleissfestes Ruehrwerk fuer eine Ruehrwerksmuehle, das die Aufmahlung sehr fester Materialien auf eine sehr hohe Feinheit bei Gewaehrleistung einer hohen Mahlgutreinheit gestattet, um damit sinteraktive Pulver oekonomisch vorteilhaft herzustellen. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, unter Anwendung bekannter verschleissfester Werkstoffe, die aus sinterbaren Pulvern hergestellt werden, ein Ruehrwerk fuer eine Ruehrwerksmuehle zu entwickeln, das den Anforderungen hinsichtlich der Rotationssymmetrie stand haelt und auf einfache Weise unter Ausnutzung der ueblichen Pulverformungstechnologien zu fertigen sein soll. Die technische Aufgabe wird dadurch geloest, dass auf einer Welle Mahlscheiben mit dem zentrischen dem Querschnitt der Stahlwelle entsprechenden Loch und/oder Ummantelungselemente angeordnet sind und ueber Befestigungselemente verspannt sind. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Hochverschleißfestes Rührwerk für eine Rührwerksmühle

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein hochverschleißfestes Rührwerk für eine Rührwerksmühle, die bei der Zerkleinerung von Materialien auf sehr feine Korngrößenbereiche Anwendung findet, insbesondere bei der Herstellung von sinteraktiven keramischen Pulvern, beispielsweise von Siliciumnitrit-, Siliciumcarbid-, Quarzsand- und Tonerdepulvern, von Zirkoniurndioxid mit Additiven, Barium- und Strcntiumhexaferritpulvern .

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Üblicherweise besteht das Rührwerk einer Rührwerksmühle aus einer Stahlwelle, die mit Rührelementen versehen ist. Als Rührelemente sind zentrisch angeordnete Vollscheiben (DE-OS 1607 533), wechselseitig geneigte Schrägscheiben (DE-CS 2445 631), Rührscheiben, die· aus zwei in gleicher Höhe liegender, miteinander verbundener, gleichstark entgegengesetzt geneigten Scheibenhälften bestehen (DE-OS 1507 671), Schrägseheiben, die so angebracht sind, daß sich eine kontinuierlich ändernde Neigung zur Rührwelle ergibt (DD-PS 214 772). Die Scheiben können am Umfang mit Rührstäben versehen sein (DE-OS 2629 251). An der Stahlwolle können zusätzliche Fördereinrichtungen angebracht sein (DD 152 920). Dor Nachteil all dieser Rührwerke besteht beim Aufmahlen sehr harter Materialien darin, der der Verschleiß sehr hoch ist. Dieser hohe Verschleiß führt zur Verunreinigung des Mahlgutes.

Nach EP 129 384 ist ein industieller Mühlenapparat zur Zerkleinerung von Partikeln in Flüssigkeiten bekannt, bestehend aus einem Mahlfgefäß, einem Rotor aus einer Stahlwelle innerhalb des Mahlgefäßes, auf der mehrere axiale rotierende Scheiben befestigt sind. Diese Scheiben sind dreiteilig ausgeführt, wobei die Nabe aus Metall besteht, die Felge und die Scheibe auch aus Kunststoffen bzw. Keramik bestehen kann. Die Scheibe weist axiale Durchbrechungen auf. Die Scheiben sind über Gewinde bsw. Fugen an der Welle befestigt. Neben dem hohen Fertigungsaufwand bei Verwendung keramischer Felgen bsw. Scheiben ist von Nachteil, daß beim Aufmahlen von festem und sprödem Material die Welle und Nabe vor hohem Verschleiß nicht geschützt ist.

Nach der DE-OS 2712 607 ist ein Verfahren zum Mahlen von Materialien, bestehend aus sinterbarem Pulver bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zusammen mit dem Mahlgut in die Mühle Mahlkörper eingebracht werden, welche wenigstens in den Verbrauchsschichten aus einem zum Mahlgut homogenen Material bestehen. Dieses Verfahren wird realisie t, indem die Mahlkörper aus dem aufzumahlenden sinterbsiren Pulver gefertigt werden. Das Verfahren ist für geometrisch einfach gebaute Körper wie Kugeln leicht zu realisieren, wird jedoch problematisch, wenn z. B. ein Rührwerk für eine Rührwerksmühle aus keramischen Material gefertigt werden soll. Insbesondere die hohen Anforderungen bezüglich der Rotationssymmetrie des Rührwerks und die Problerne der Formgebung sind nicht zu beherrschen.

Z:\el der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein hochverschleißfestes Rührwerk für eine Rührwerksmühle, das die Aufrnahlung sehr fester Materialien auf eine sehr hohe Feinheit bei Gewährleistung einer hohen Mahlgutreinheit gestattet, um damit sinteraktive Pulver ökonomisch vorteilhaft herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, unter Anwendung bekannter verschleißfester Werkstoffe, die aus sinterbaren Pulvern hergestellt werden, ein Rührwerk für eine Rührwerksmühle zu entwickeln, das den Anforderungen hinsichtlich der Rotationssyrnme'trie stand hält und auf einfache Weise unter Ausnutzung der üblichen Pulverformungstechnologien zu fertigen sein soll.

Die technische Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf einer Welle Mahl scheiben mit dein zentrischen dem Querschnitt der Stahlwelle entsprechenden Loch und/oder Umrnantelungselemente angeordnet sind und über Befestigungselemente verspannt sind.

Die Mahlscheiben bzw. die Urnmanti lungselemente sind aus verschleißfesten Werkstoffen wie SiC, Siliciumnitrid, Aluminiumoxidkeramiken, partiell stabilisiertes Zirkoni.jmdioxid, tetragonales polykristallines Zirkoniurndioxid. Bortetrakarbid, kubisches Bornitrid, eine Reihe von Siatonen und Hartmetallegierungen gefertigt.Unter Anwendung der üblichen Technologien, wie Trockenpressen oder Schlickevgießen, können die Mahlscheiben bzw. die Umm&ntelungselemente aus den sinterbaren Pulvern geformt werden und die Formlinge dann bei den für das eingesetzte Materia¹, üblichen Temperaturen gesintert werden. Bei der Formgebung ist die entsprechende Brennschwindung au berücksichtigen.

Die Mahlscheiben können dabei die Form eines Kreises, einer Ellipse oder eines Vieleckes aufweisen. Die Mahlscheibe^ können mit Außenelernenten, beispielsweise mit Stäben oder Nocken bestückt sein oder aber die Form eines Zahnrades aufweisen. Das zentrische, dem Querschnitt der Welle entsprechende Loch ist entweder in einem Winkel von 90 Grad angebracht, v/as zu einer axialen Scheibenanordnung führt oder aber in einem von 90 Grad abweichenden Winkel, was ?u einer Schrägen Anordnung der Scheiben führt. Die Mahlscheiben sind vorzugsweise beidseitig mit Passungen versehen, die der Form der Umrnantelungselemente entsprechen.

Die Umrnantelungselemente weisen die Form eines Hohlzylinders, vorzugsweise die Form eines hohle ι Kreiszylinders, auf. Vorteilhaft ist jedoch auch die Form eines hol. 1 en Kegel stumpf es. Dabei ist der

Hohlraum der Form der Welle angepaßt .

Beim Aufbau der, Rührwerkes können unterschiedliche Mahlscheiben und unterschiedliche Ummantelungselemente eingesetzt werden, wenn durch diese Maßnahme dem Fachmann bekannte verfahrenstechnische Vorteile den höheren Herstellungsaufwand rechtfertigen. Beispielweise können unterschiedlich hohe Ummantelungselernente eingesetzt werden, und damit der Abstand der keramischen Mahlscheiben variiert werden

Es ist aber auch möglich, die Welle nur mit Mahlscheiben oder ausschließlich mit Urnmantelungselementen zu bestücken. In diesem Fall erhält das Rührwerk ein den verwendeten Urnmantelungselernenten bzw. Mahlscheiben entsprechendes walzenförmiges Aussehen. Im Sonderfall ist es möglich, nur eine Mahlscheibe bzw. ein Umrnante lungs element mit der erforderlichen Höhe auf der Welle anzuordnen und mit Befestigungsei ernent.en zu verspannen. Allerdings wird dann die Formgebung durch die sehr lange Ausführung der Mahlscheiben bzw. des ürnrnantelungselernentes !problematisch.

Die Verspannungselernente dienen dem festen Aneinanderfügen von Mahl scheiben und Ummantelurigselernenten. Die Verspannungselernente können Schrauben sein. Vorteilhaft ist es jedoch, das obere Verspannungselement starr mit der Welle zu verbinden, während das untere Verspannungselernent eine Einschraubung in die Stirnseite der Weile darstellt. Dabei ist die Einschraubung durch die Passung der Mahlscheibe geschützt.

Der Vorteil des erfindungsgernäß aufgebauten Rährwerkes besteht, darin, daß die Welle vollständig vor Verschleißerscheinungen durch den Mahlprozeß geschützt ist. Die Mahlscheiben bzw. Ummant€;lungselemente sind durch die erf indungsgernäß angeordneben Versparmungselemente Einhriell austauschbar. Somit wird die Voraussetzung für die Herstellung sehr feiner keramischer Pulver mit einem geringen Verunreinigungsgehalt geschafien.

Au s f i'Jh rungs be i sp i e 1

Die Erfindung soll anhand der folgenden 2 Beispiele näher erläutert werden:

Beispiel 1

Das Rührwerk ist in Figur 1 dargestellt. Auf eine Stahlwelle 1 mit einem kreisförmigen Querschnitt sind Mahlsoheiben 2, die die Form eines Kreisringes aufweisen und mit einem zentrischen Loch 3, das dem Querschnitt der Stahlwelle 1 entspricht, sowie mit den Passungen 7 und 8 versehen sind abwechseld mit den Urnmantelungselementen 4, die die Form eines Rohres aufweisen, angeordnet. Dabei ent spricht der Außendurchmesser der Passungen 7 und 8 dem Außendurchmesser der rohrförmigen Urnmantelungselemente 4. Die Mahlscheiben 2 und die Urnmantelungselemente 4 sind durch die Befestigungselemente 5 und 6 verspannt. Das Befestigungselement 5 ist dabei eine auf die Stahlwelle 1 aufschraubbare Spannmutter mit Kontermutter und das Befestigungselement 6 eine in die Stirnseite der Stahlwelle einschraubbare mit einer Unterlegscheibe versehene Schraube. Dabei ist die Form der Unterlegscheibe der Passung 8 angepaßt.

Sowohl die Mahlscheiben 2 als auch die Urnmantelungselemente 4 bestehen aus einer SiC-Keramik. Sie werden durch Pressen von SiC-Pulver in entsprechenden Preßv'erkseugen geformt und die Formlinge werden dann 'jei 2300 Grad Celsius gesintert. Bei der Formgebung ist die beim Brennprozeß auftretende Schwindung der Teile au berücksichtigen. Bei der Formgebung der Mahlscheiben 2 hat sich ein Preßwerkiseug gemäß Figur 2 für den Einsatz auf einer hydraulischen Presse bewährt. Es besteht aus dem Forrngrundkörper 9 mit der Bohrung für den Scheibenaußendurchmesser und einem Untersternpel 10 und einem Ober— stempel Il mit dem Scheibenaußendurchmesser und mit den Ansätzen für die Passungen 7 und 8. Arn Untersternpel 10 ist der Zapfen 12 für das Pressen des Loches 3 angeordnet. Der Obersternpel 11 ist mit dor Bohrung 13, die dem Durchmesser des Zapfens 12 entspricht, versehen. Mit diesem Preßwerkseug sind die Mahlscheiben 2 in einem Arbeitsgang formbar.

Beispiel 2

Auf eine Stahlwelle 1 mit einem regelmäßig achteckigen Querschnitt sind Mahlscheiben 2, die die Form einer Ellipse aufweisen und mit

einem zetrischen Loch 3, das dem Querschnitt der Stahlwelle 1 entspricht sowie den Passungen 7 und 8 versehen sind abwechseld mit den Urnrnantelungselementen 4, die die Form eines hohlen Kreiszylinders aufweisen, wobei der Hohlraum der Form der Stahlwelle 1 angepaßt ist, angeordnet. Dabei entspricht der Außendurehrnesser der Passungen 7 und 3 dem Außendurchmesser der kreizzylindrischen Ummantelungselernente 4. Beim Bestücken der Stahlwelle werden unterschiedlich lange kreiszylindrische Urnmantelungselemente 4 eingesetzt. Die Mahlscheiben 2 und die Urnrnantelungsel ernente 4 sind durch die Befestigungselemente 5 und ß verspannt. Das Befestigungselement 5 ist dabei eine auf die Stahlwelle 1 aufschraubbare Spannmutter mit Kontermutter und das Befestigungselement S eine in die Stirnseite der Stahlwelle einschraubbare mit einer Unterlegscheibe versehene Schraube. Dabei ist die Form der Unterlegscheibe der Passung 8 angepaßt. Als Material wurde Siliciumnitrid eingesetzt.

Claims

Patentanspruch

1. Hochverschleißfestes Rührwerk für eine Rührwerksmühle, bestehend aus einer Welle mit mehreren auf der Welle angeordneten Mahlaggregaten unter Verwendung von verschleißfesten keramischen Werkstoffen, gekennzeichnet dadurch, daß auf der WeI!.e (1) Mahlscheiben (2) mit einem zentrischen dem Querschnitt der Welle entsprechenden Loch (3) und/oder Ummantelungselementen (4) angeordnet und über Befestigungselemente (5) (6) verspannt sind.
2. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mahlscheiben (2) und die Ummantelungselernente

(4) aus Siliciumcarbid , Silisiumnitrid, Aluminiumoxid, partiell stabilisiertem Zirkoniurndioxid, tetragonal ern polykristallinem Zi-koniumdioxid, Bortetrakarbid, kubischem Bornitrid, Siatonen oder pulvermetallurgisch aus Hartmetallen gefertigt sind.
3. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anpruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Mahlscheiben (2) abwechselnd mit den U.ntnantelungselementen (4) angeordnet und über die Befestigungselemente

(5) (6) verspannt sind.
4. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anpruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ausschließlich Mahlscheiben (2) angeordnet und über die Befestigungselemente (5) (6) verspannt sind.
5. Hoohverschleißfestes Rührwerk nach Anpruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ausschließlich Urnrnantelungseleraente (4) angeordnet und über die Befestigungselemente (5) (6) verspannt sind.
6. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anpruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die keramischen Mahlscheiben (2) die Form eines Kreises, einer Ellipse, oder eines geradeckigen Vieleckes aufweisen.
7. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1 bis 4 und 6, gekennseichnet dadurch, daß die keramischen Mahlscheiben (2) mit Außenelementen versehen sind.
8. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1 bis 4, 6 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß die keramischen Mahlscheiben (2) mit Stäben, Nocken oder Zähnen bestückt sind.
9. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das zenbrische, dem Querschnitt der Welle entsprechende Loch (3) der Mahlscheibe in einem Winkel von 90 bis 45 Grad zur Scheibenfläche aufweist.
10. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Mahlsoheiben (2) beidseitig mit die Ummantelungselernente (4) aufnehmenden Passungen (7) (8) versehen sind.
11. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1 bis 3 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Urnrnantelungselernente (4) die Form eines Hohlzylinders, vorzugsweise die Form eines hohlen Kreiszylinders, oder die Form eines hohlen Kegelstumpfes aufweisen, wobei der Hohlraum der Form der Welle (1) angepaßt ist.
12. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß im Rührwerk unterschiedliche Mahlscheiben (2) und/oder unterschiedliche urnrnantelungselernente (4) enthalten s i nd.
13. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verspannungselemente (5) (6) auf die Welle (1) aufschraubbare Muttern mit Kontermuttern sind.
14. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, das das obere Verspannungselernent (5) starr mit der Welle (1) verbunden ist und das untere Verspannungselement (6) eine Einschraubung in die Stirnseite der Welle (1) darstellt.
15. Hochverschleißfestes Rührwerk nach Anspruch 1 und 14, gekennzeichnet dadurch, das die Einschraubung durch die Form der Mahlscheibe (2) oder dia Form des Ummantelungselementes (4) geschützt ist.

2***4