DE102017118051B4

DE102017118051B4 - Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle

Info

Publication number: DE102017118051B4
Application number: DE102017118051.6A
Authority: DE
Inventors: Witali Sudermann; Holger Möschl
Original assignee: Netzsch Feinmahltechnik GmbH
Current assignee: Netzsch Feinmahltechnik GmbH
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2037-08-10
Also published as: CN207655240U; DE102017118051A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rührwerks, das Rührwerk umfassend einen Antrieb, eine am Antrieb angeordnete und in einer Drehrichtung rotierende Rührwelle mit einer Längsachse und einem Radius und wenigstens einem an der Rührwelle angeordneten Rührelement. Das Rührelement weist eine der Rührwelle zugewandte Unterseite, eine Oberseite, eine in Drehrichtung vorauseilende Seite und eine in Drehrichtung nachlaufende Seite sowie zwei zwischen der vorauseilenden Seite und der nachlaufenden Seite angeordnete Seiten auf. Die vorauseilende Seite ist in einem ersten Winkel α zu einer ersten Verlängerung eines Radius der Rührwelle angeordnet, wobei sich die erste Verlängerung durch eine zwischen der Rührwelle und der vorauseilenden Seite ausgebildeten Kante erstreckt. Die nachlaufende Seite ist in einem zweiten Winkel zu einer zweiten Verlängerung eines Radius der Rührwelle angeordnet, wobei sich die zweite Verlängerung durch eine zwischen der Rührwelle und der nachlaufenden Seite ausgebildeten Kante erstreckt. Hierbei ist vorgesehen, dass die vorauseilende Seite entgegen der Drehrichtung der Rührwelle von der ersten Verlängerung weg geneigt ausgebildet ist und dass die nachlaufende Seite in Drehrichtung der Rührwelle von der zweiten Verlängerung weg geneigt ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie eine Rührwerkskugelmühle gemäß Anspruch 13
Stand der Technik
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 Mahlkörpern gefüllt ist. Der Mahlbehälter ist bei Rührwerkskugelmühlen in der Regel stationär gelagert. Ein Rührwerk mit geeigneten Rührelementen sorgt für die intensive Bewegung der Mahlkörper. Viele herkömmlich bekannte Mühlen werden durch eine zentrale Öffnung in einer der Stirnwände befüllt. Das Einfüllen kann alternativ auch direkt über den Mahlzylinder erfolgen. Die Mahlgutsuspension wird kontinuierlich durch den Mahlraum gepumpt. Dabei werden die suspendierten Feststoffe durch Prall- und Scherkräfte zwischen den Mahlkörpern zerkleinert bzw. dispergiert. Der Austrag ist von der Bauform abhängig und erfolgt beispielsweise durch ein Sieb am Mühlenende.
Das Rührwerk ist in der Regel durch eine Rührwerkswelle gebildet, die dazu dient, Scheiben oder radial abstehende Stifte zu drehen, insbesondere um in Flüssigkeit verteilte Feststoffe 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. Zur Zerkleinerung des im Mahlbehälter befindlichen Mahlgutes ist eine Rührwelle mit einer Vielzahl darauf angeordneter Rührelementen vorgesehen.
Im Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen bekannt, welche eine Rührwelle für eine Rührwerkskugelmühle offenbaren. Insbesondere sind Rührwellen mit Mahlscheiben bekannt. Beispielsweise beschreibt die Patentschrift DE 60115392 T2 beschreibt eine Feinmühle mit Mahlscheiben, wobei mindestens eine der Mahlscheiben einen sich axial erstreckenden Stift aufweist, der nach außen radial versetzt zur Welle und nach innen radial versetzt zur äußeren Kante der Mahlscheibe angebracht ist und ein distales Ende aufweist, das einem glatten Oberflächenteil einer nächsten benachbarten Mahlscheibe zugewandt ist. Der Stift wirkt als Aktivierungselement positiv auf die Mahlkörperbewegung.
Weitere bekannte Rührwellen umfassen jeweils Rührelemente, welche als runde oder quadratische Rührstäbe ausgebildet sind, die sich radial von der Rührwelle weg erstrecken. Eine Rührwelle mit runden Rührstäben offenbart beispielsweise die DE 41 00 879 C1 . Gemäß dem Offenbarungsgehalt ist das Rührelement als Rührstab ausgebildet. Der Rührstab weist einen Einschraubabschnitt zum Einschrauben in eine Gewindebohrung einer Rührwelle oder zum Einschrauben in eine Gewindebohrung einer Mahlbehälterwand einer Rührwerkskugelmühle auf.
Die Patentschrift DE 28 58 218 C2 beschreibt eine Hochleistungs-Rührwerkskugelmühle, bei welcher der Rotor einzelne Rotorringe aufweist, die axial gegeneinander verspannt sind.
Der Einsatz von runden und/oder quaderförmigen , radial an einer Rührwelle angeordneten Rührelementen hat sich als nachteilig erwiesen, da diese beim Zerkleinerungsprozess einem hohen Verschleiß unterliegen und während des Zerkleinerungsprozesses leicht abbrechen können. Folglich ist ein regelmäßiger Austausch der Rührelemente erforderlich, wodurch die Wartungs- und Instandhaltungskosten einer Zerkleinerungseinrichtung, insbesondere des Rührwerks aus Rührwelle und Rührelementen, steigen.
Beschreibung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle zur Verfügung zu stellen, welche die Verschleißerscheinungen an den Rührelementen, die Kosten und den Montageaufwand reduziert. Zugleich soll ein Rührwerk mit verbesserter Leistungsfähigkeit umgesetzt werden.
Die obige Aufgabe wird durch ein Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle gelöst, das die Merkmale in Anspruch 1 umfasst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Die Erfindung bezieht sich auf das Rührwerk für eine Rührwerkskugelmühle und eine entsprechende Rührwerkskugelmühle. Die Rührwerkskugelmühle dient der Bearbeitung und insbesondere Zerkleinerung von Mahlgut mit Hilfe von Mahlkörpern und weist einen zylindrischen Mahlbehälter mit einem Mahlguteinlass und einem Mahlgutauslass auf, dem ein Rührwerk zugeordnet ist, das zumindest teilweise innerhalb des Mahlbehälters angeordnet ist.
Das Rührwerk umfasst einen Antrieb, eine am Antrieb angeordnete und in einer Drehrichtung rotierende Rührwelle und wenigstens ein an der Rührwelle angeordnetes Rührelement. Die vorzugsweise zylindrische Rührwelle weist eine Längsachse und einen Radius auf. Die Längsachse der Rührwelle fällt in der Regel mit der Längsachse des Mahlbehälters zusammen. Der Antrieb ist in der Regel außerhalb des Mahlbehälters angeordnet und über eine die Behälterwandung durchdringende Antriebswelle mit der innerhalb des Mahlbehälters angeordneten Rührwelle verbunden.
Das mindestens eine Rührelement ist beispielsweise als Nocke ausgebildet, die sich vorzugsweise annähernd radial von der Rührwelle weg in Richtung einer Innenseite des Mahlbehälters der Rührwerkskugelmühle erstreckt. Das Rührelement weist eine der Rührwelle zugewandte Unterseite, eine der Innenseite des Mahlbehälters zugewandte Oberseite, eine in Drehrichtung der Rührwelle vorauseilende Seite, eine in Drehrichtung der Rührwelle nachlaufende Seite und zwei zwischen der vorauseilenden Seite und der nachlaufenden Seite angeordnete Seiten auf. Die vorauseilende Seite wird auch als angeströmte Seite bezeichnet und die nachlaufende Seite wird auch als von der Strömung abgewandte Seite bezeichnet.
Zum besseren Verständnis werden nunmehr Verlängerungen von Radien definiert, die sich von der Längsachse der Rührwelle in Richtung des mindestens einen Rührelementes erstreckend. Eine Verlängerung eines sich zwischen der Längsachse der Rührwelle und dem Mittelpunkt der Unterseite des Rührelementes erstreckenden Radius wird im Weiteren als mittlere Verlängerung bezeichnet. Eine Verlängerung eines Radius, der sich durch eine zwischen der an die Rührwelle angrenzenden Unterseite des Rührelementes und der vorauseilenden, angeströmten Seite ausgebildeten Kante erstreckt, bildet eine gedachte erste Verlängerung. Eine Verlängerung eines Radius, der sich zwischen der an die Rührwelle angrenzenden Unterseite des Rührelementes und der nachlaufenden, von der Strömung abgewandten Seite ausgebildeten Kante erstreckt, bildet in der Flucht eine gedachte zweite Verlängerung.
Zwischen der ersten Verlängerung und der vorauseilenden Seite ist ein erster Winkel α ausgebildet. Hierbei ist vorgesehen, dass die angeströmte Seite gegenüber der ersten Verlängerung entgegen der Drehrichtung geneigt ausgebildet ist.
Zwischen der zweiten Verlängerung und der nachlaufenden Seite ist ein zweiter Winkel β ausgebildet. Hierbei ist vorgesehen, dass die nachlaufende Seite gegenüber der zweiten Verlängerung in Drehrichtung geneigt ausgebildet ist.
Der erste Winkel α kann zwischen 0° und 60° betragen, vorzugsweise zwischen 10° und 45°. Der zweite Winkel β kann zwischen 0° und 60° betragen, vorzugsweise zwischen 10° und 45°. In einer zu bevorzugenden Ausführungsform ist der Absolutwert des ersten Winkels α geringer als der Absolutwert des zweiten Winkels β, so dass ein zwischen der angeströmten Seite und der Rührwelle eingeschlossener erster Winkel α kleiner ist als ein zwischen der von der Strömung abgewandten Seite und der Rührwelle eingeschlossener zweiter Winkel β. Dadurch ergibt sich, dass bei dieser Ausführungsform die angeströmte Seitenfläche und die von der Strömung abgewandte Seitenfläche der Rührelemente nicht symmetrisch zu der mittleren Verlängerung ausgebildet sind.
Die vorauseilende Seite kann sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beispielsweise parallel zu der mittleren Verlängerung erstrecken. Alternativ kann die vorauseilende Seite der mittleren Verlängerung zugeneigt ausgebildet sein. Dies ist insbesondere aus strömungstechnischen Gründen vorteilhaft, da die dem Mahlgut durch das Rührelement entgegengesetzte Fläche strömungstechnisch optimiert ist. Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Winkel α und der zweite Winkel β derart gewählt, dass die vorauseilende Seite die nachlaufende Seite des Rührelementes zur mittleren Verlängerung hin geneigt und somit zueinander geneigt angeordnet sind.
Die Oberseite des mindesten einen Rührelementes kann plan ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Oberseite mindestens eine Krümmung aufweist. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine konstante Krümmung handeln, die durch einen Radius definiert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der die Krümmung der Nockenoberseite definierende Radius R₁₆ größer bzw. gleich dem Produkt aus 0,1 mal dem Radius Rr ist, der die Krümmung der Rührwelle definiert. Weist die Rührwelle beispielsweise eine durch einen Radius von 150mm definierte Krümmung auf, dann würde die Oberseite mindestens eine durch einen Radius von 15mm definierte Krümmung aufweisen. Insbesondere gilt somit R₁₆ ≥ 0,1 · R_r. Weiterhin kann die Oberseite eine sich verändernde Krümmung aufweisen, die durch mindestens zwei unterschiedliche Radien definiert sind. Auch hierbei hat sich gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die mindestens zwei unterschiedlichen Radien größer bzw. gleich dem Produkt aus 0,1 mal dem Radius ist, der die Krümmung der Rührwelle definiert. Die Krümmung der Oberseite kann dabei sowohl als konkave als auch als konvexe Krümmung zur Rührwelle ausgebildet sein.
Die Unterseite des Rührelementes ist derart ausgebildet, dass das Rührelement auf die Rührwelle aufgesetzt werden und sicher an dieser befestigt werden kann. Beispielsweise kann die Unterseite des Rührelementes eine Krümmung aufweisen, die der durch den Radius der Rührwelle definierten Krümmung einer Außenmantelfläche der Rührwelle entspricht. Das Rührelement kann somit formschlüssig auf die Rührwelle aufgesetzt werden und mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel an dieser fixiert werden. Alternativ kann die Unterseite auch durch zwei, vorzugsweise in einem stumpfen Winkel zueinander angeordneten, Flächen gebildet werden. Der zwischen den beiden Flächen eingeschlossene, insbesondere stumpfe, Winkel sollte derart auf die Krümmung der Rührwelle abgestimmt sein, dass das Rührelement gut auf der Rührwelle aufgesetzt und an dieser befestigt werden kann.
Zur Befestigung der Rührelemente an der Rührwelle kann vorgesehen sein, dass das Rührelement an der Unterseite eine geeignete Aufnahme für einen an der Rührwelle ausgebildeten Aufsatz vorsieht, so dass das Rührelement auf den Aufsatz an der Rührwelle aufgesteckt werden kann. Alternativ kann auch das Rührelement an der Unterseite einen Aufsatz vorsehen, der in geeignete Aufnahmen an der Rührwelle einführbar ist. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Aufsätze und korrespondierenden Aufnahmen eine Richtung zum Einsetzen bzw. Aufsetzen der Rührelemente vorgeben, so dass diese nur in einer Ausrichtung an der Rührwelle angeordnet werden können. Dadurch können Fehler beim Montieren der Rührelemente an der Rührwelle verhindert werden. Auch bei diesen Ausführungsformen können zusätzliche Befestigungsmittel zur sicheren Fixierung verwendet werden.
Die vorauseilende Seite und/oder die nachlaufende Seite kann/können insbesondere plan ausgebildet sein. Alternativ kann die vorauseilende Seite und/oder die nachlaufende Seite auch mindestens eine Krümmung aufweisen. Die vorauseilende Seite und/oder die nachlaufende Seite kann dabei eine konstante Krümmung aufweisen, die durch einen Radius definiert wird. Es kann aber auch eine verändernde Krümmung ausgebildet sein, die durch mindestens zwei unterschiedliche Radien definiert wird. Die Krümmung kann dabei sowohl als konkave als auch als konvexe Krümmung gegenüber der mittleren Verlängerung des Rührelementes ausgebildet sein. Beispielsweise kann die angeströmte Seite der mittleren Verlängerung zugeneigt und eine konkave Krümmung aufweisend ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens eine der sich jeweils zwischen der Unterseite und der Oberseite der vorauseilenden Seite erstreckenden vorderen Kanten mit jeweils mindestens einer Fase oder jeweils mindestens einem Radius versehen. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine der sich jeweils zwischen der Unterseite und der Oberseite der nachlaufenden Seite erstreckenden hinteren Kanten jeweils mindestens eine Fase oder jeweils einen Radius aufweisen. Weiterhin kann/können die sich zwischen der nachlaufenden Seite und der Oberseite erstreckende hintere obere Kante und die gegebenenfalls mindestens eine sich zwischen der vorauseilenden Seite und der Oberseite erstreckende vordere obere Kante mit mindestens einer Fase oder mit mindestens einem Radius modifiziert sein.
Die Fasen können dabei als gleichmäßige Fasen ausgebildet sein, die über die gesamte Kantenlänge gleichmäßig ausgebildet sind. Alternativ können die Fasen auch als sogenannte variable Fasen ausgebildet sein, insbesondere solche, die sich in einer Richtung hin vergrößern. Bevorzugterweise handelt es sich um variable Fasen, die sich von der Rührwelle weg, d.h. von der Unterseite des Rührelementes zur Oberseite des Rührelementes hin vergrößern. Alternativ kann es bei einigen Ausführungsformen bzw. Anwendungsbeispielen sinnvoll und vorteilhaft sein, wenn sich die variable Fase von der Unterseite in Richtung Oberseite verkleinert.
Auch die Radien können gleichmäßige oder variabel sein. Eine gleichmäßige Abrundung wird durch einen Radius definiert, der über die gesamte Kantenlänge gleich ist, während eine variable Abrundung durch mindestens zwei unterschiedliche Radien entlang der Kantenlänge definiert wird. Insbesondere durch eine Vielzahl von kontinuierlich entlang der Kantenlänge in eine Richtung zunehmende oder abnehmende Radien, beispielsweise können die Radien kontinuierlich von der Unterseite des Rührelementes in Richtung Oberseite zunehmen oder aber abnehmen.
Wie bereits beschrieben, ist die vorauseilende Seite in einem ersten Winkel α gegenüber der ersten radialen Verlängerung angeordnet. Die erste radiale Verlängerung erstreckt sich durch einen ersten Sattelpunkt durch eine zwischen der Außenmantelfläche der Rührwelle und der vorauseilenden, angeströmten Seite ausgebildeten Kante. Insbesondere ist der erste Sattelpunkt der Schnittpunkt einer ersten radialen Verlängerung durch einen mit der Außenmantelfläche der Rührwelle in Berührung stehenden Eckpunkt der Fläche der vorauseilenden Seite. Die nachlaufende Seite ist in einem zweiten Winkel β gegenüber der zweiten radialen Verlängerung angeordnet. Die zweite radiale Verlängerung erstreckt sich durch einen zweiten Sattelpunkt durch eine zwischen der Außenmantelfläche der Rührwelle und der nachlaufenden, von der Strömung abgewandten Seite ausgebildeten Kante. Insbesondere ist der zweite Sattelpunkt der Schnittpunkt einer zweiten radialen Verlängerung durch einen mit der Außenmantelfläche der Rührwelle in Berührung stehenden Eckpunkt der Fläche der nachlaufenden Seite. Bevorzugt sind eine variable Fase oder ein variable Radius derart ausgebildet, dass sie in einem ersten oder zweiten Sattelpunkt spitz zulaufen.
Es ist vorgesehen, dass die Rührwelle und die Rührelemente jeweils einzeln gefertigt werden und dass die Rührelemente anschließend an der Rührwelle angeordnet und befestigt werden.
Die Rührelemente sind lösbar an der Rührwelle angeordnet, um diese einfach austauschen zu können. Beispielsweise können einzelne beschädigte Rührelemente ausgetauscht werden oder aber im Falle eines Produktwechsels können alle Rührelemente an der Rührwelle gegen andere Rührelemente ausgetauscht werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die vorbeschriebenen Modifikationen symmetrisch gegenüber einer sich durch eine Symmetrieachse und den Mittelpunkt der Unterseite des Rührelementes erstreckenden Symmetrieebene ausgebildet sind. D.h., das Rührelement ist spiegelsymmetrisch zu einer entsprechenden Symmetrieebene ausgebildet, zu welcher die Längsachse der Rührwelle senkrecht, also als Lot, angeordnet ist.
Insbesondere sind in diesem Fall beide sich zwischen der Unterseite und der Oberseite der vorauseilenden Seite erstreckenden vorderen Kanten und/oder beide sich zwischen der Unterseite und der Oberseite der nachlaufenden Seite erstreckenden hinteren Kanten mit jeweils mindestens einer Fase oder jeweils einem Radius modifiziert, wobei die Fase oder der Radius jeweils gleich, aber spiegelsymmetrisch angeordnet ausgebildet ist/sind.
Die vorbeschriebenen Möglichkeiten lassen sich weiter kombinieren, beispielsweise umfasst die Erfindung auch Varianten, bei denen beispielsweise beide sich zwischen der Unterseite und der Oberseite der vorauseilenden Seite erstreckenden vorderen Kanten und nur eine sich zwischen der Unterseite und der Oberseite der nachlaufenden Seite erstreckende hinteren Kante durch eine Fase oder einen Radius modifiziert sind usw.
Die zwei zwischen der vorauseilenden Seite und der nachlaufenden Seite sowie zwischen der Oberseite und der Unterseite ausgebildeten Seiten der Rührelemente sind gemäß einer Ausführungsform vorzugsweise parallel oder annähernd parallel zueinander angeordnet. Alternative Ausführungsformen können vorsehen, dass diese Seiten in Richtung der Oberseite des Rührelementes einander zugeneigt angeordnet sind oder aber dass die Seiten in Richtung der Unterseite einander zugeneigt angeordnet sind. Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass die beiden Seiten alternativ oder zusätzlich zu einer der vorbeschriebenen Neigungen zwischen Oberseite und Unterseite in Richtung der nachlaufenden Seite einander zugeneigt angeordnet sind oder aber in Richtung der vorauseilenden Seite einander zugeneigt angeordnet sind.
Weiterhin können diese zwischen der Oberseite und der Unterseite ausgebildeten Seiten der Rührelemente eine konkave oder konvexe Krümmung aufweisen. Vorzugsweise können die beiden Seiten jeweils eine symmetrisch zur Symmetrieebene ausgebildete Neigung und/oder Krümmung aufweisen.
Das mindestens eine an der Rührwelle angeordnete Rührelement kann aus demselben Material oder Werkstoff bestehen wie die Rührwelle, beispielsweise aus einem keramischen Werkstoff, einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer oder einem Polymer, oder aus einem Metall.
Alternativ kann das mindestens eine Rührelement aus einem anderen Werkstoff wie die Rührwelle bestehen. Beispielsweise besteht die Rührwelle aus einem ersten Metall und die Rührelemente sind aus einem keramischen Werkstoff, einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer oder einem Polymer, oder aus einem anderen Metall gebildet.
Die Rührelemente sind vorzugsweise zumindest bereichsweise allumfänglich an der Rührwelle angeordnet. Hierbei kann je nach Produktanforderungen eine Anordnung in einem regelmäßigen Muster oder in einem unregelmäßigen Muster gewählt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Rührwerkskugelmühle zur Bearbeitung und insbesondere Zerkleinerung von Mahlgut mit Hilfe von Mahlkörpern, mit einem zylindrischen Mahlbehälter, der einen Mahlguteinlass und einen Mahlgutauslass umfasst. Die Rührwerkskugelmühle umfasst weiterhin ein Rührwerk, das oben beschriebene Merkmale aufweist und insbesondere mindesten ein Rührelement mit oben beschriebenen Merkmalen. Gemäß einer Ausführungsform weist das mindesten eine Rührelement eine maximale Höhe auf, die geringer ist als ein zwischen der Außenmantelfläche der Rührwelle und der Innenmantelfläche des Mahlbehälters ausgebildeter Mahlspalt. Aufgrund der oben beschriebenen Ausführung des mindestens einen Rührelementes kann mit einer solchen Rührwerkskugelmühle eine besonders effiziente und schonende Zerkleinerung bewirkt werden, wobei insbesondere der Verschleiß des mindestens einen Rührelementes durch die gewählte Form gegenüber herkömmlich bekannten Rührelementen reduziert ist.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines oben detailliert beschriebenen Rührwerks beschrieben. Hierbei wird in Abhängigkeit einer Größe des Mahlbehälters, insbesondere in Abhängigkeit eines Innenumfangs des Mahlbehälters, die Neigung der angeströmten Seite von der ersten Verlängerung weg entgegen der Drehrichtung der Rührwelle ermittelt, d.h. der erste Winkel α. Ebenso wird die Neigung der von der Strömung abgewandten Seite von der zweiten Verlängerung weg in Drehrichtung der Rührwelle ermittelt, d.h. der zweite Winkel β. Die Ermittlung erfolgt insbesondere über Berechnungen, die das Innenvolumen des Mahlbehälters und/oder den Umfang der Rührwelle und/oder das zu bearbeitende Produkt und/oder weitere Parameter berücksichtigen. Anschließend wird das mindestens eine Rührelement entsprechend gefertigt und an der Rührwelle befestigt oder aber es wird die Rührwelle mit dem mindestens einen Rührelement entsprechend gefertigt.
Beispielhaft kann dem Verfahren die Formel arctan(R_r) ≤ α ≤ 2 · arctan(R_r) zu Grunde gelegt werden, wobei als Richtwert der Radius Rr der Rührwelle herangezogen wird.
Das Verfahren kann alternativ oder zusätzlich zu den beschriebenen Merkmalen ein oder mehrere Merkmale und / oder Eigenschaften der zuvor beschriebenen Vorrichtung umfassen. Ebenfalls kann die Vorrichtung alternativ oder zusätzlich einzelne oder mehrere Merkmale und / oder Eigenschaften des beschriebenen Verfahrens aufweisen.
Figurenbeschreibung
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.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Rührwerkskugelmühle.
2 zeigt einen Teil- Querschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle gemäß 1 mit einer ersten Ausführungsform von Rührelementen entlang der Schnittlinie A-A.
3 zeigt einen Teil- Querschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle gemäß 1 mit einer zweiten Ausführungsform von Rührelementen entlang der Schnittlinie A-A.
4 zeigt einen Detailausschnitt einer Rührwerkskugelmühle mit einer ersten Ausführungsform von Rührelementen gemäß 2.
5 zeigt ebenfalls einen Detailausschnitt einer Rührwerkskugelmühle mit einer ersten Ausführungsform von Rührelementen gemäß 2.
6A bis 6D zeigen unterschiedliche Ausführungsformen eines Rührelementes.
7A bis 7D zeigen weitere unterschiedliche Ausführungsformen eines Rührelementes.
8A bis 8G zeigen ebenfalls weitere unterschiedliche Ausführungsformen eines Rührelementes.
9 bis 12 zeigen weitere Ausführungsformen von Rührelementen.
13 und 14 zeigen jeweils einen Detailausschnitt einer Rührwerkskugelmühle mit einer weiteren Ausführungsform eines Rührelementes.
15A bis 15F zeigen weitere unterschiedliche Ausführungsformen eines Rührelementes gemäß 8A.

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 ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Rührwerkskugelmühle 1 und 2 zeigt einen Teil- Querschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle 1 gemäß 1 mit einer ersten Ausführungsform von Rührelementen 8 entlang der Schnittlinie A-A. 4 und 5 zeigen jeweils einen Detailausschnitt der ersten Ausführungsform von Rührelementen 8 gemäß 2.
Die Rührwerkskugelmühle 1 umfasst einen Mahlbehälter 2 mit einem zumindest teilweise darin angeordneten Rührwerk 3, dass über einen Antrieb (nicht dargestellt) und einer zugeordneten Antriebswelle 4 rotatorisch angetrieben wird. Der Mahlbehälter 2 begrenzt einen Innenraum 2*. Das in der Figur linksseitig angeordnete Ende des Mahlbehälters 2 stellt die Mühleneinlassseite dar, an der ein Mahlguteinlass 19 angeordnet ist. An dem gegenüberliegenden Ende des Mahlbehälters 2 ist ein Produktauslass 20 angeordnet. Vor dem Produktauslass 20 ist eine Trennvorrichtung 22 ausgebildet, vermittels derer bei der Produktentnahme die Mahlkörper (nicht dargestellt) und/oder nicht (ausreichend) vermahlenes Grobmaterial im Mahlbehälter 2 zurückgehalten wird/werden.
Das Rührwerk 3 umfasst eine Rührwelle 5. Diese weist zumindest abschnittsweise eine zylindrische Form mit einem kreisförmigen Querschnitt, einem Radius r und einer Krümmung K6 auf (vergleiche 2 und 3). Die Krümmung K6 ergibt sich definitionsgemäß aus dem Radius r der Rührwelle 5, und zwar ist K6 = 1/r. An der Außenmantelfläche 6 der sich koaxial zu der Antriebswelle 4 erstreckenden Rührwelle 5 sind als Rührelemente 8 sogenannte Nocken 10 angeordnet. Zwischen der Außenmantelfläche 6 der Rührwelle 5, insbesondere in einem Bereich ohne Nocken 10, und der Innenmantelfläche des Mahlbehälters 2 ist ein Mahlspalt MS ausgebildet.
Die Nocken 10 sind mit ihrer Unterseite 15 vorzugsweise lösbar an der Rührwelle 5 angeordnet, beispielsweise über eine Schraubverbindung 11 oder andere geeignete Befestigungsmittel 12 oder Befestigungsmethoden, beispielsweise über Formschluss, Kraftschluss o.ä. Dies ermöglicht es, einzelne Nocken 10 bei Verschleiß oder Beschädigung austauschen zu können und/oder bei einem Produktwechsel andere Nocken 10 an der Rührwelle 5 anzuordnen und/oder zu befestigen. Alternativ kann das Rührwerk 3 auch einstückig gefertigt werden, wobei die Nocken 10 gemeinsam mit der Rührwelle 5 hergestellt werden, beispielsweise durch Formgießen oder eine andere geeignete Methode.
Die Nocken 10 weisen zwischen der zwischen der Außenmantelfläche 6 der Rührwelle 5 und der Oberseite 16 der Nocken 10 eine Höhe h auf.
Weist die Unterseite 15 der Nocke 10 beispielsweise eine gekrümmte Form auf, insbesondere eine konkave Krümmung K15, die korrespondierend zur konvexen Krümmung K6 der Außenmantelfläche 6 der Rührwelle 5 ausgebildet ist, dann kann die Nocke 10 formschlüssig auf die Rührwelle 5 aufgesetzt werden. In diesem Fall definiert sich die Höhe h der Nocke durch den Abstand zwischen einem radial am weitesten von der Längsachse L der Rührwelle 5 entfernten Punkt der Oberseite 16 und dem auf demselben Radius r zugeordneten Schnittpunkt der Unterseite 15. Diese Höhe h ist insbesondere kleiner als eine Breite B des Mahlspalt MS zwischen der Außenmantelfläche 6 der Rührwelle 5 und der Innenmantelfläche des Mahlbehälters 2.
Weiterhin weisen die Nocken 10 - wie insbesondere in den 2 und 3 dargestellt - eine angeströmte Seite 17 und eine der Strömung abgewandte Seite 18 auf. Die angeströmte Seite 17 ist insbesondere die in Drehrichtung D der Rührwelle 5 vorauseilende Seite 27 der Nocke 10 und die von der Strömung abgewandte Seite 18 ist insbesondere die in Drehrichtung D der Rührwelle 5 nachlaufende Seite 28. Vorzugsweise sind die angeströmte Seite 17 und die von der Strömung abgewandte Seite 18 nicht parallel zueinander angeordnet.
Die angeströmte Seite 17 ist in einem ersten Winkel α gegenüber einer ersten radialen Verlängerung V1 angeordnet. Die erste radiale Verlängerung V1 erstreckt sich durch eine zwischen der Rührwelle 5 und der vorauseilenden, angeströmten Seite 17, 27 ausgebildeten Kante. Insbesondere erstreckt sich die erste radiale Verlängerung V1 durch einen ersten Sattelpunkt S1, der einen Schnittpunkt der vorauseilenden Seite 27 mit der Außenmantelfläche 6 der Rührwelle 5 darstellt (2). Insbesondere ist die angeströmte Seite 17 entgegen der Drehrichtung D weggeneigt von der ersten radialen Verlängerung V1 ausgebildet.
Die nachlaufende, von der Strömung abgewandte Seite 18, 28 ist in einem zweiten Winkel β gegenüber einer zweiten radialen Verlängerung V2 angeordnet. Die zweite radiale Verlängerung V2 erstreckt sich durch eine zwischen der Rührwelle 5 und der nachlaufenden, von der Strömung abgewandten Seite 18 ausgebildeten Kante. Insbesondere erstreckt sich die zweite radiale Verlängerung V2 durch einen zweiten Sattelpunkt S2, der einen Schnittpunkt der nachlaufenden Seite 28 mit der Außenmantelfläche 6 der Rührwelle 5 darstellt (2). Insbesondere ist die von der Strömung abgewandte Seite 18 in Drehrichtung D weggeneigt von der zweiten radialen Verlängerung V2 ausgebildet.
Zwischen der angeströmten Seite 17 und der ersten Verlängerung V1 eines Radius r der Rührwelle 5 ist ein erster Winkel α ausgebildet (4). Der Betrag des ersten Winkels α kann zwischen 0° und 60° betragen, vorzugsweise zwischen 0° und 45°.
Analog dazu ist ein zweiter Winkel β zwischen der der Strömung abgewandten Seite 18 und der zweiten Verlängerung V2 eines Radius r der Rührwelle 5 ausgebildet (5). Der Betrag des zweiten Winkels β kann zwischen 0° und 60° betragen, vorzugsweise zwischen 10° und 45°.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Betrag des ersten Winkels α ungleich dem Betrag des zweiten Winkels β. Besonders bevorzugt ist der Betrag des ersten Winkels α kleiner als der Betrag des zweiten Winkels β.
Die Oberseite 16 der Nocken 10 kann plan ausgebildet sein (2). Besonders bevorzugt weist die Oberseite 16 der Nocken 10 jedoch eine Krümmung K16 auf, die kleiner bzw. gleich dem Produkt aus 10 mal der Krümmung K6 der Rührwelle 5 ist. Weist die Rührwelle 5 beispielsweise eine durch einen Radius
r = 150mm definierte Krümmung K6 auf, dann würde die Oberseite 16 mindestens eine durch einen Radius von 15mm definierte Krümmung K16 aufweisen. 3 zeigt einen Teil- Querschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle 1 gemäß 1 mit einer zweiten Ausführungsform von an der Rührwelle 5 angeordneten Rührelementen 8 entlang der Schnittlinie A-A. Die in 3 dargestellten Nocken 10 weisen eine starke Krümmung K16* auf. Durch eine Änderung der Krümmung K16, K16* der Oberseite 16 der Nocken kann die Effizienz des Zerkleinerungsprozesses in der Rührwerkskugelmühle 1 (vergleiche 1) gezielt verändert werden. Die in 3 verwendeten Bezugszeichen entsprechen den in 2 verwendeten Bezugszeichen, so dass auf die Beschreibung zu 2 verwiesen wird.
Weiterhin können die angeströmte Seite 17 und/oder die von der Strömung abgewandte Seite 18 der Nocken 10 jeweils plan oder aber auch als gekrümmte Fläche ausgebildet sein (vergleiche 9 bis 11). Weiterhin ist vorgesehen, dass mindestens eine der zwischen der Unterseite 15 und der Oberseite 16 ausgebildeten vorderen Kanten 37 der angeströmte Seite 17 und/oder mindestens eine der zwischen der Unterseite 15 und der Oberseite 16 ausgebildeten hinteren Kanten 38 der von der Strömung abgewandte Seite 18 mindestens eine Fase und/oder mindestens einen Radius aufweisen. Beispiele für derart ausgebildete Nocken 10a bis 10p sind in den 6A bis 6D, 7A bis 7D und 8A bis 8G sowie 15 A bis 15F dargestellt.
Insbesondere können die Fasen und/oder die Radien von vorderen Kanten 37 jeweils symmetrisch zu einer Achse A10 der Nocken ausgebildet sein (vergleiche 6B bis 6D, 8B bis 8G). Ebenso können die Fasen und/oder die Radien von hinteren Kanten 38 jeweils symmetrisch zu der Achse A10 der Nocken 10 ausgebildet sein (vergleiche 7B bis 7D, 8B bis 8G). Insbesondere sind die vorbeschriebenen Nocken 10 spiegelsymmetrisch zu der Achse A10 ausgebildet bzw. spiegelbildlich zu einer sich durch die Achse A10 der Nocken 10 erstreckende Symmetrieebene.
Insbesondere zeigen die 6A, 7A und 8A jeweils eine Seitenansicht einer Nocke 10 und die 6B bis 6D, 7B bis 7D, 8B bis 8G und 15A bis 15F zeigen jeweils eine Draufsicht auf unterschiedliche Ausführungsformen einer Nocke 10 gemäß 6A, 7A oder 8A.
Die Nocken 10a bis 10d gemäß den 6A bis 6D weisen modifizierte vordere Kanten 37 der angeströmte Seite 17 auf, wodurch sich in der Draufsicht gemäß den 6B bis 6D unterschiedliche Ausbildungen der durch eine Schraffur gekennzeichneten Oberseite 16 ergeben. Insbesondere sind die vorderen Kanten 37 der angeströmte Seite 17 der Nocke 10b gemäß 6B mit jeweils einer ersten Fase versehen, während die vorderen Kanten 37 der angeströmte Seite 17 der Nocke 10c gemäß 6C durch jeweils zweite, stärkere Fasen modifiziert worden sind, wodurch sich eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel in 6B verkleinerte Fläche der Oberseite 16 der Nocke 10c ergibt. Insbesondere handelt es sich im vorliegenden Fall um variable Fasen, die sich von der Unterseite 15 in Richtung Oberseite 16 vergrößern (6A) Im Fall der Nocke 10d gemäß 6D wurden die vorderen Kanten 37 der angeströmte Seite 17 mit einem Radius versehen.
Die Nocken 10e bis 10h gemäß den 7A bis 7D weisen modifizierte hintere Kanten 38 zwischen der Unterseite 15 und der Oberseite 16 der von der Strömung abgewandten Seite 18 auf, wodurch sich in der Draufsicht gemäß den 7B bis 7D unterschiedliche Ausbildungen der durch eine Schraffur gekennzeichneten Oberseite 16 ergeben. Insbesondere sind die hinteren Kanten 38 der von der Strömung abgewandten Seite 18 der Nocke 10f gemäß 7B mit jeweils ersten Fasen versehen.
Die hinteren Kanten 38 der von der Strömung abgewandten Seite 18 der Nocke 10g gemäß 7C sind im Vergleich zur Nocke 10f durch stärkere Fasen modifiziert worden, wodurch sich eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel in 7B verkleinerte Fläche der Oberseite 16 der Nocke 10g ergibt. Im Fall der Nocke 10h gemäß 7D wurden die hinteren Kanten 38 der von der Strömung abgewandten Seite 18 mit einem Radius von der Unterseite (nicht sichtbar) zur Oberseite hin ansteigenden Radius versehen.
Bei den Nocken 10i bis 10p gemäß den 8A bis 8G wurden sowohl die vorderen Kanten 37 der angeströmte Seite 17 als auch die hinteren Kanten 38 der von der Strömung abgewandten Seite 18 analog zu den in den 6B bis 6D und 7B bis 7D dargestellten Ausführungsbeispielen modifiziert, wodurch eine Vielzahl von Möglichkeiten entsteht, von denen nur einige beispielhaft dargestellt sind. Für den Fachmann ist es naheliegend, das durch eine Veränderung der Fasen und/oder eine Veränderung der Radien und/oder durch sich verändernde Radien etc. eine Vielzahl weiterer Ausführungsformen möglich ist.
9 bis 12 zeigen weitere Ausführungsformen von Rührelementen 8 bzw. Nocken 10, 10q bis 10t. Die angeströmte bzw. vorauseilende Seite 17, 27 kann, wie insbesondere in den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen gezeigt ist, plan ausgebildet sein. Alternativ kann die vorauseilende Seite 27 auch eine Krümmung K27, K27* gegenüber der sich durch einen Mittelpunkt M der Unterseite 15 erstreckenden mittleren Verlängerung V0 aufweisen. Die in 9 dargestellte Nocke 10q weist insbesondere eine konvexe Krümmung K27 gegenüber der mittleren Verlängerung V0 auf. Dagegen zeigt die in 10 dargestellte Nocke 10r eine konkave Krümmung K27* gegenüber der mittleren Verlängerung V0.
Die nachlaufende bzw. von der Strömung abgewandte Seite 18, 28 ist bei den Ausführungsbeispielen der 9 und 10 insbesondere der sich durch den Mittelpunkt M der Unterseite 15 erstreckenden mittleren Verlängerung V0 zugeneigt und kann, wie insbesondere in den in den 1, 2, 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen gezeigt ist, plan ausgebildet sein. Alternativ kann die nachlaufende Seite 28 auch eine Krümmung K28 gegenüber der sich durch den Mittelpunkt M der Unterseite 15 erstreckenden mittleren Verlängerung V0 aufweisen. Die Krümmung K28 der nachlaufenden Seite 28 kann dabei sowohl als konkave als auch als konvexe Krümmung zur mittleren Verlängerung V0 ausgebildet sein. 11 stellt beispielhaft eine Ausführungsform einer Nocke 10s dar, bei der die vorauseilende Seite 27 der mittleren Verlängerung V0 zugeneigt und eine konkave Krümmung K27* aufweisend ausgebildet ist, während die nachlaufende Seite 28 ebenfalls der mittleren Verlängerung V0 zugeneigt und eine konkave Krümmung K28 aufweisend ausgebildet ist.
12 zeigt eine Ausführungsform einer Nocke 10t, bei der die Unterseite 15 durch zwei in einem stumpfen Winkel γ zueinander angeordneten plane Flächen 40, 41 gebildet wird. Der zwischen den beiden Flächen 40, 41 eingeschlossene stumpfe Winkel γ ist auf die Krümmung K6 der Rührwelle 5 abgestimmt, so dass die Nocke 10t gut auf der Rührwelle 5 aufgesetzt und an dieser befestigt werden kann, beispielsweise über geeignete Befestigungsmittel 12, insbesondere eine Schraubverbindung 11 o.ä.
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.
13 und 14 zeigen jeweils einen Detailausschnitt einer Rührwerkskugelmühle mit einer weiteren Ausführungsform eines Rührelementes 8. Zur Beschreibung der bereits vorgenannten Bezugszeichen wird im Wesentlichen auf die Figurenbeschreibung zu 4 verwiesen. Bei der in 13 dargestellten Ausführungsform eines Rührelementes 8 ist die angeströmte Seite 17 deckungsgleich mit der ersten radialen Verlängerung V1 der Rührwelle 5 ausgebildet. Der erste Winkel α zwischen der angeströmten Seite 17 und der ersten Verlängerung V1 beträgt somit 0°. Bei der in 14 dargestellten Ausführungsform eines breiteren Rührelementes 8 beträgt dagegen der erste Winkel α ca. 5°, wobei die angeströmte Seite 17 von der ersten Verlängerung V1 weg entgegen der Drehrichtung D geneigt ist. Die Oberseite 16 des Rührelementes 8 ist mit einer konvexen Krümmung versehen, die in etwa der Krümmung der Außenmantelfläche der Rührwelle 5 entspricht.
15A bis 15F zeigen weitere unterschiedliche Ausführungsformen eines Rührelementes 8 gemäß 8A mit unterschiedlich abgefasten Kanten 37, 38. Bei den Nocken 10u bis 10z gemäß den 15A bis 15F wurden beide vordere Kanten 37 der angeströmte Seite 17 sowie eine hintere Kante 38 der von der Strömung abgewandten Seite 18 durch unterschiedliche Fasen und/oder Radien modifiziert, wodurch eine Vielzahl von Möglichkeiten entsteht, von denen nur einige beispielhaft dargestellt sind.
Da jeweils nur eine hintere Kante 38 vermittels einer Fase oder einem Radius modifiziert wurde, sind die Nocken 10u bis 10z asymmetrisch gegenüber der Nockenachse A10 ausgebildet. Insbesondere sind die Nocken 10u bis 10z im Bereich der angeströmten Seite 17 symmetrisch gegenüber der Nockenachse A10 ausgebildet, aber im Bereich der von der Strömung abgewandten Seite 18 sind die Nocken 10u bis 10z asymmetrisch gegenüber der Nockenachse A10 ausgebildet. Dies bewirkt unterschiedliche Druckverhältnisse des Mahlguts am Nocken 10u bis 10z und wirkt sich vorteilhaft auf, da dadurch eine besonders gute axiale Förderwirkung erzielt wird.
Für den Fachmann ist es naheliegend, das durch eine Veränderung der Fasen und/oder eine Veränderung der Radien etc. eine Vielzahl weiterer Ausführungsformen möglich ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden an einer Rührwelle 5 lauter identische Nocken 10 angeordnet. Beispielsweise werden an einer Rührwelle 5 lauter identische Nocken 10 gemäß 15 mit nur einer modifizierten hinteren Kante 38 der von der Strömung abgewandten Seite 18 in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster angeordnet, um eine gerichtete Förderwirkung zum Mahlguteinlass 19 hin oder zum Produktauslass 20 hin (vgl. 1) zu bewirken.
In einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform werden an der Rührwelle 5 im Bereich des Mahlguteinlass 19 ersten Nocken 10 angeordnet, die den Radius oder die Fase auf einer Seite der von der Strömung abgewandten Seitenfläche 18 haben. Im Bereich des Produktauslass 20 werden dagegen zweite Nocken 10 an der Rührwelle 5 angeordnet, die den Radius oder die Fase auf der jeweils anderen Seite der von der Strömung abgewandten Seitenfläche 18 haben. Dadurch ergibt sich eine bevorzugte Förderrichtung des Mahlgutes zur Mitte des Mahlraums hin oder von der Mitte weg zum Produkteinlass 19 und dem Produktauslass 20 hin. Durch die gezielte Anordnung unterschiedlicher asymmetrisch modifizierter Nocken 10 an der Rührwelle 5 kann der Zerkleinerungsprozess produktspezifisch angepasst werden.
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. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale eines der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten eines anderen Beispiels anzuwenden.
Bezugszeichenliste

1: Rührwerkskugelmühle
2: Mahlbehälter
2*: Innenraum
3: Rührwerk
4: Antriebswelle
5: Rührwelle
6: Außenmantelfläche
8: Rührelement
10, 10a bis 10p: Nocke
11: Schraubverbindung
12: Befestigungsmittel
15: Unterseite
16: Oberseite
17: angeströmte Seite
18: der Strömung abgewandte Seite
19: Mahlguteinlass
20: Produktauslass
22: Trennvorrichtung
27: vorauseilende Seite
28: nachlaufende Seite
37: vordere Kante
38: hintere Kante
40: Fläche
41: Fläche
A10: Nockenachse
α, β, γ: Winkel
B: Breite
D: Drehrichtung
h: Höhe
K6, K15, K16, K16*: Krümmung
K27: konvexe Krümmung
K27*; K28: konkave Krümmung
M: Mittelpunkt
MS: Mahlspalt
r: Radius
S1: erster Sattelpunkt
S2: zweiter Sattelpunkt
V0: mittlere radiale Verlängerung
V1: erste radiale Verlängerung
V2: dritte radiale Verlängerung

Claims

Rührwerk (3) für eine Rührwerkskugelmühle (1), umfassend - einen Antrieb, - eine am Antrieb angeordnete und in einer Drehrichtung (D) rotierende Rührwelle (5) mit einer Längsachse (L) und einem Radius (r); - wenigstens ein an der Rührwelle (5) angeordnetes Rührelement (8); - wobei das Rührelement (8) eine der Rührwelle (5) zugewandte Unterseite (15), eine Oberseite (16), eine in Drehrichtung (D) vorauseilende Seite (27) und eine in Drehrichtung (D) nachlaufende Seite (28) und zwei zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der nachlaufenden Seite (28) angeordnete Seiten aufweist; - wobei die vorauseilende Seite (27) in einem ersten Winkel (α) zu einer ersten Verlängerung (V1) eines Radius (r) der Rührwelle (5) angeordnet ist, welche erste Verlängerung (V1) sich durch eine zwischen der Rührwelle (5) und der vorauseilenden Seite (27) ausgebildeten Kante erstreckt; - wobei die nachlaufende Seite (28) in einem zweiten Winkel (ß) zu einer zweiten Verlängerung (V2) eines Radius (r) der Rührwelle (5) angeordnet ist, welche zweite Verlängerung (V2) sich durch eine zwischen der Rührwelle (5) und der nachlaufenden Seite (28) ausgebildeten Kante erstreckt; - wobei die vorauseilende Seite (27) entgegen der Drehrichtung (D) der Rührwelle (5) von der ersten Verlängerung (V1) weg geneigt ausgebildet ist und - wobei die nachlaufende Seite (28) in Drehrichtung (D) der Rührwelle (5) von der zweiten Verlängerung (V2) weg geneigt ausgebildet ist, - wobei die Rührwelle (5) und die Rührelemente (8) einzeln gefertigt sind und wobei die Rührelemente (8) jeweils an der Rührwelle (5) angeordnet und befestigt sind, - wobei die Rührelemente (8) lösbar und austauschbar an der Rührwelle (5) angeordnet sind.
Rührwerk (3) nach Anspruch 1, wobei der erste Winkel (α) einen Betrag zwischen 0° und 60° aufweist, bevorzugt zwischen 10° und 45°, und wobei der zweite Winkel (ß) einen Betrag zwischen 0° und 60° aufweist, bevorzugt zwischen 10° und 45°, insbesondere wobei der Betrag des ersten Winkels (α) geringer ist als der Betrag des zweiten Winkels (ß).
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Oberseite (16) des mindesten einen Rührelementes (8) plan ist oder wobei die Oberseite (16) des mindesten einen Rührelementes (8) mindestens eine Krümmung (K16) aufweist.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Unterseite (15) eine Krümmung (K15) aufweist, die der durch den Radius (r) der Rührwelle (5) definierten Krümmung (K5) einer Außenmantelfläche (6) der Rührwelle (5) entspricht.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die vorauseilende Seite (27) und/oder die nachlaufende Seite (28) des mindestens einen Rührelementes (8) mindestens eine Krümmung aufweist, insbesondere eine konvexe Krümmung oder eine konkave Krümmung.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der sich zwischen der Unterseite (15) und der Oberseite (16) der vorauseilenden Seite (27) erstreckenden vorderen Kanten (37) und/oder mindestens eine der sich zwischen der Unterseite (15) und der Oberseite (16) der nachlaufenden Seite (28) erstreckenden hinteren Kanten (38) und/oder die sich zwischen der nachlaufenden Seite (28) und der Oberseite (16) erstreckende obere hintere Kante (38) und/oder die sich zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der Oberseite (16) erstreckende obere vordere Kante mit jeweils mindestens einer Fase oder jeweils mindestens einem Radius modifiziert sind.
Rührwerk (3) nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Fase oder der mindestens eine Radius in der Fläche einen Sattelpunkt (S1, S2) aufweisen, welcher sich auf einem Schnittpunkt der ersten Verlängerung (V1) oder der zweiten Verlängerung (V2) mit einem mit der Außenmantelfläche (6) der Rührwelle (5) in Berührung stehenden Eckpunkt der vorauseilenden Seite (27) oder der nachlaufenden Seite (28) befindet und wobei die mindestens eine Fase oder der mindestens eine Radius auf diesen Sattelpunkt (S1, S2) spitz zuläuft.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei beide sich zwischen der Unterseite (15) und der Oberseite (16) der vorauseilenden Seite (27) erstreckenden vorderen Kanten (37) mit jeweils mindestens einer Fase oder jeweils mindestens einem Radius modifiziert sind und/oder wobei beide der sich zwischen der Unterseite (15) und der Oberseite (16) der nachlaufenden Seite (28) erstreckenden hinteren Kanten (38) mit jeweils mindestens einer Fase oder jeweils mindestens einem Radius modifiziert sind.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die zwei zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der nachlaufenden Seite (28) angeordnete Seiten parallel oder annähernd parallel zueinander angeordnet sind und/oder wobei die zwei zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der nachlaufenden Seite (28) angeordnete Seiten zwischen der Unterseite und der Oberseite in Richtung der Oberseite einander zugeneigt angeordnet sind und/oder und/oder wobei die zwei zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der nachlaufenden Seite (28) angeordnete Seiten zwischen der Unterseite und der Oberseite in Richtung der Unterseite einander zugeneigt angeordnet sind und/oder wobei die zwei zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der nachlaufenden Seite (28) angeordnete Seiten in Richtung der nachlaufenden Seite (28) einander zugeneigt angeordnet sind wobei die zwei zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der nachlaufenden Seite (28) angeordnete Seiten in Richtung der vorauseilenden Seite (27) einander zugeneigt angeordnet sind.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die zwei zwischen der vorauseilenden Seite (27) und der nachlaufenden Seite (28) angeordnete Seiten eine konkave oder konvexe Krümmung aufweisen.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Rührelement (8) aus demselben Werkstoff besteht wie die Rührwelle (5) oder wobei das mindestens eine Rührelement (8) aus einem andere Werkstoff wie die Rührwelle (5) besteht, insbesondere wobei das mindestens eine Rührelement (8) aus einem keramischen Werkstoff, einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer oder einem Polymer, oder aus einem Metall besteht.
Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von gleichartig oder unterschiedlich ausgebildeten Rührelementen (8) in einem regelmäßigen Muster an der Rührwelle (5) angeordnet ist oder wobei eine Mehrzahl von gleichartig oder unterschiedlich ausgebildeten Rührelementen (8) in einem unregelmäßigen Muster an der Rührwelle (5) angeordnet ist.
Rührwerkskugelmühle (1) zur Bearbeitung und insbesondere Zerkleinerung von Mahlgut mit Hilfe von Mahlkörpern, mit einem zylindrischen Mahlbehälter (2), der einen Mahlguteinlass und einen Mahlgutauslass (20) aufweist, mit einem Rührwerk (3) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Rührwerkskugelmühle (1) nach Anspruch 13, wobei das mindestens eine Rührelement (8) eine maximale Höhe (h) aufweist, die geringer ist als ein zwischen einer Außenmantelfläche (6) der Rührwelle (5) und einer Innenmantelfläche des Mahlbehälters (2) ausgebildeter Mahlspalt (MS).