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Die Erfindung betrifft eine Kugelmühle im Labormaßstab, insbesondere in Form einer Fliehkraftkugelmühle und/oder Planetenkugelmühle, mit wenigstens einer Mahlbecherhalterung für wenigstens einen mit einem Mahlbecherdeckel verschließbaren Mahlbecher, mit einer Verspanneinrichtung mit wenigstens einem Spannelement zum axialen Halten bzw. axialen Verspannen des Mahlbechers an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung und/oder zum axialen Entspannen des Mahlbechers, und, vorzugsweise, mit einer um eine Zentrumsachse drehbar gelagerten Trägervorrichtung, wobei die Mahlbecherhalterung um eine versetzte Planetenachse drehbar zur Trägervorrichtung gelagert ist und von dieser um die Zentrumsachse mitgeführt wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Mahlbecher für eine Labormühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Erfindungsgemäße Laborkugelmühlen können als Planeten- oder Fliehkraft-Monokugelmühlen mit nur einer Mahlstation oder auch als Kugelmühlen mit mehreren Mahlstationen ausgebildet sein, wobei die Mahlstationen vorzugsweise symmetrisch um die Zentrumsachse angeordnet sind, um Trägheitsmomente möglichst gut auszugleichen.
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Die
DE 10 2012 009 987 A1 offenbart eine Laborkugelmühle. Diese weist eine Trägervorrichtung auf, die um eine vertikale Zentrumsachse rotiert. An der Trägervorrichtung sind mehrere Mahlstationen um jeweils eine parallel zur Zentrumsachse versetzte Planetenachse drehbar zur Trägervorrichtung gelagert, wobei jede Mahlstation eine käfigartige Aufnahmevorrichtung für zumindest einen mit Mahlgut und Mahlkörpern, insbesondere Mahlkugeln, befüllbaren Mahlbecher aufweist. Jede Aufnahmevorrichtung wird von der Trägervorrichtung um die Zentrumsachse mitgeführt und rotiert zusätzlich - zumeist entgegengesetzt - zur Trägervorrichtung um die jeweilige Planetenachse.
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Die in der
DE 10 2012 009 987 A1 beschriebene Laborkugelmühle weist eine Verspanneinrichtung mit einem Spannelement zum axialen Verspannen eines Mahlbechers in der Aufnahmevorrichtung sowie einen motorischen Antrieb für das Spannelement auf, welcher die Verspannung des Mahlbechers in der Aufnahmevorrichtung automatisch betätigt. Die axiale Verspannung wird mittels einer sich quer zur Planetenachse erstreckenden ExzenterAchskörper als Spannelement bewerkstelligt, welche drehbar in der Aufnahmevorrichtung für den Mahlbecher gelagert ist. Die Kugelmühle weist einen Motor auf, welcher ortsfest zu einem Gerätegehäuse außerhalb der Trägervorrichtung befestigt ist. Der Motor treibt eine AntriebsAchskörper an, die an ihrem Ende geschlitzt ist, um an der ExzenterAchskörper ankoppeln zu können. Das Ankoppeln an die ExzenterAchskörper ist nur dann möglich, wenn sich die Mahlstation in einer bestimmten Einsetz- und Entnahmeposition und der richtigen Drehorientierung befindet. Dann kann über den Motor die ExzenterAchskörper gedreht werden, wobei eine axiale Höhenänderung der ExzenterAchskörper über eine Tellerfeder auf eine federgelagerte Andruckplatte übertragen wird, die den Mahlbecher anhebt, bis er oberseitig mit einem Mahlbecherdeckel gegen einen Anschlag der Aufnahmevorrichtung anschlägt. Durch Zurückdrehen der ExzenterAchskörper besteht die Möglichkeit, die Verspannung wieder zu lösen.
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Die bekannte Kugelmühle weist einen aufwendigen konstruktiven Aufbau auf. Weiter ist von Nachteil, dass eine Kupplung des Motors mit der ExzenterAchskörper zur Verspannung/Entspannung des Mahlbechers schwierig ist. Da die ExzenterAchskörper in der Aufnahmevorrichtung für den Mahlbecher gelagert ist, rotiert die ExzenterAchskörper beim Betrieb der Kugelmühle ebenfalls, was zu Unwuchteffekten führt, die zu Vibrationen und erhöhtem Verschleiß führen. Durch die Ausbildung der Aufnahmevorrichtung als starrer Käfig, ist die Zugänglichkeit zum Mahlbecher stark eingeschränkt. Für eine Probennahme ist es stets erforderlich, den Mahlbecher aus dem Käfig zu nehmen. Daher ist die Bedienung der bekannten Kugelmühle wenig benutzerfreundlich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kugelmühle und einen Mahlbecher für eine solche Mühle anzugeben, die einen hohen Bedienkomfort bei gleichzeitig hoher Sicherheit und insbesondere eine komfortable Probennahme bei verbesserter Zugänglichkeit zum Mahlbecher ermöglichen. Insbesondere das Verspannen und Entspannen eines Mahlbechers an der Mahlbecherhalterung soll schneller durchführbar und weniger aufwendig sein. Vorzugsweise soll die Kugelmühle einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen. Zudem soll die Unwucht beim Betrieb der Kugelmühle gering sein.
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Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine Kugelmühle gemäß Anspruch 1 oder einen Mahlbecher gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird bei einer Kugelmühle der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im verspannten Zustand des Mahlbechers eine lediglich mantelseitige und/oder lediglich bodenseitige Beaufschlagung des Mahlbechers mit einer Verspannkraft und/oder Haltekraft für den Mahlbecher vorgesehen ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die von oben freie Zugänglichkeit des Mahlbecherdeckels im verspannten Zustand des Mahlbechers unter Beibehaltung des Verspannungszustands, wobei die Verspanneinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Mahlbecherdeckel im verspannten Zustand des Mahlbechers von oben nicht mit einer Verspannkraft beaufschlagt ist.
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Der erfindungsgemäße Mahlbecher weist zur Lösung der genannten Aufgabe wenigstens ein mantelseitiges Haltemittel für einen Anschlag an der Mahlbecherhalterung der Kugelmühle auf.
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Der Begriff „Mahlbecher“ wird nachfolgend gleichermaßen für Mahlgefäße verwendet, deren Mahlbecher direkt an der Mahlbecherhalterung verspannt bzw. gehalten wird und solche Mahlgefäße, bei denen ein Mahlbecher über einen Mahlbecheradapter als separates Bauteil an der Mahlbecherhalterung verspannt bzw. gehalten wird.
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Die Spann- und/oder Haltekraft zum axialen Verspannen bzw. Halten des Mahlbechers an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung wird folglich lediglich im Bereich einer Mantelfläche und/oder über den Boden des Mahlbechers aufgebracht, nicht aber über den Mahlbecherdeckel. Der Mahlbecherdeckel ist damit im verspannten Zustand deckelseitig, d.h. von oben, frei von der Verspanneinrichtung zugänglich. Damit ist eine komfortable Probenentnahme auch im verspannten Zustand des Mahlbechers möglich, ohne dass dieser von der Mahlbecherhalterung gelöst werden muss. Der Mahlbecherdeckel kann über an sich aus dem Stand der Technik bekannte Klemm- und/oder Schraubmittel mit dem Mahlbecher lösbar verbunden sein.
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Die Verspanneinrichtung dient zum Halten bzw. axialen Verspannen des Mahlbechers an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung und/oder zum axialen Entspannen des Mahlbechers und ist damit zu unterscheiden von der Verspannung des Mahlbecherdeckels gegen den Mahlbecher, was mit an sich aus dem Stand der Technik bekannten Klemm- oder Schraubmitteln erfolgen kann.
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Zum axialen Halten bzw. axialen Verspannen des Mahlbechers und/oder zum axialen Entspannen des Mahlbechers ist das Spannelement zur mantelseitigen und/oder zur unterseitigen bzw. bodenseitigen Übertragung einer Verspannkraft auf den Mahlbecher ausgebildet.
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Eine einfache konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Spannelement axial verstellbar ausgebildet ist zum axialen und/oder radialen Verspannen des Mahlbechers an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung und/oder zum axialen und/oder radialen Entspannen des Mahlbechers. Die Verstellung des Spannelements erfolgt dabei relativ zur Mahlbecherhalterung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Spannelement zum Verspannen des Mahlbechers angehoben bzw. nach oben gedrückt und zum Entspannen des Mahlbechers entsprechend abgesenkt bzw. nach unten gezogen. Nicht ausgeschlossen ist aber eine konstruktive Ausgestaltung derart, dass das Spannelement zum Verspannen des Mahlbechers abgesenkt bzw. nach unten gezogen und zum Entspannen des Mahlbechers entsprechend angehoben bzw. nach oben gedrückt wird.
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Das Spannelement kann über wenigstens ein Federelement federbelastet sein. Vorzugsweise wird die zum Verspannen des Mahlbechers erforderliche Spannkraft lediglich über das Federelement aufgebracht. Zum Entspannen des Mahlbechers ist es dann erforderlich, das Spannelement entgegen der Federkraft des Federelements aus einer ersten Stellung, in der der Mahlbecherbecher verspannt ist, in eine zweite Stellung zu bewegen, in der der Mahlbecher entspannt ist. Die hierzu erforderliche Verstellkraft kann mit einem motorischen Antrieb oder auch manuell erzeugt werden. Bei einer anderen Ausgestaltung kann dagegen auch vorgesehen sein, dass die zum Verspannen des Mahlbechers erforderliche Spannkraft über einen motorischen Antrieb aufgebracht wird. Nach einer motorischen Freigabe des Spannelements, bei der vom motorischen Antrieb keine Kraftübertragung auf das Spannelement erfolgt, kann das Spannelement dann über wenigstens ein Federelement in eine Stellung gebracht werden, in der der Mahlbecher entspannt ist.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Mahlbecherhalterung wenigstens einen Anschlag als Widerlager für wenigstens ein am äußeren Umfang des Mahlbechers ausgebildetes, vorstehendes Haltemittel des Mahlbechers aufweist, wobei der Mahlbecher über den Anschlag und das Haltemittel in axialer Richtung und, vorzugsweise, in Umfangsrichtung bei der Übertragung der Verspannkraft an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung verspannt bzw. gehalten wird.
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Die Übertragung der Verspannkraft von dem Spannelement auf den Mahlbecher führt dann dazu, dass der Haltevorsprung zusammen mit dem Mahlbecher in axialer Richtung verstellt und gegen den Anschlag gedrückt wird. Durch eine komplementäre Geometrie des Anschlags und des Haltevorsprungs kann es zur automatischen Zentrierung des Mahlbechers kommen, wenn dieser mit dem Spannelement aus einem entspannten Zustand in einen verspannten Zustand überführt wird.
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Der Anschlag kann bevorzugt im Bereich des äußeren Umfangs der Mahlbecherhalterung vorgesehen sein. Die Mahlbecherhalterung kann weiter bevorzugt eine Mehrzahl von Anschlägen als Widerlager für eine Mehrzahl von Haltevorsprüngen an dem Mahlbecher aufweisen, wobei zwischen den Anschlägen ein insbesondere kreisförmiger Einsetzbereich für den Mahlbecher gebildet wird. Der Mahlbecher lässt sich dann in einfacher Weise von oben in den Einsetzbereich zwischen den Anschlägen der Mahlbecherhalterung einsetzen und nachfolgend verspannen.
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Um eine leichte Zugänglichkeit zum Mahlbecherdeckel bei hohem Bedienkomfort zu erreichen, kann der Anschlag an der Mahlbecherhalterung bezogen auf den in bzw. an der Mahlbecherhalterung gehaltenen Mahlbecher im Bereich unterhalb der halben Höhe, vorzugsweise im Bereich des unteren Drittels der Höhe des Mahlbechers, insbesondere im bodennahen Bereich des Mahlbechers, vorgesehen sein. Der Mahlbecher weist entsprechend im Bereich unterhalb der halben Höhe, vorzugsweise im Bereich des unteren Drittels der Höhe des Mahlbechers, insbesondere im bodennahen Bereich, wenigstens einen Haltevorsprung als Haltemittel auf, der im verspannten Zustand des Mahlbechers mit dem Anschlag zusammenwirkt. Im Bereich oberhalb des Anschlags ist der Mahlbecher dann von oben und, vorzugsweise, mantelseitig, frei zugänglich, wobei ein händischer Zugang zum Mahlbecher in diesem Bereich nicht durch Teile der Mahlbecherverspannung und/oder der Verspanneinrichtung beeinträchtigt wird.
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Darüber hinaus kann die Mahlbecherhalterung wenigstens einen weiteren Anschlag aufweisen, der eine Begrenzung einer Drehbewegung des Mahlbechers in Umfangsrichtung der Mahlbecherhalterung bewirkt. Der weitere Anschlag wirkt dazu vorzugsweise mit dem Haltemittel am äußeren Umfang des Mahlbechers zusammen. Der Haltemittel kann nach dem Einsetzen des Mahlbechers in und/oder Aufsetzen des Mahlbechers auf die Mahlbecherhalterung durch Drehen des Mahlbechers relativ zur Mahlbecherhalterung gegen den weiteren Anschlag zur Anlage gebracht werden. Damit lässt sich der Mahlbecher im entspannten Zustand durch Drehen relativ zur Mahlbecherhalterung in einfacher Weise in eine Position bringen, in der nachfolgend der Mahlbecher durch Übertragung der Verspannkraft an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung verspannt und, vorzugsweise, aufgrund der axialen Bewegung des Mahlbechers bei der Verspannung automatisch relativ zur Mahlbecherhalterung zentriert wird.
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Der Anschlag an der Mahlbecherhalterung und das Haltemittel am Mahlbecher können derart komplementäre Geometrien aufweisen, dass über den Anschlag und das Haltemittel eine in axialer Richtung und, vorzugsweise, in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung zwischen dem Mahlbecher und der Mahlbecherhalterung im verspannten Zustand des Mahlbechers erreicht wird. Damit ist eine sichere Befestigung des Mahlbechers an der Mahlbecherhalterung im verspannten Zustand gewährleistet.
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Die Mahlbecherhalterung und der Mahlbecher können komplementäre Rastmittel aufweisen, wobei, vorzugsweise, die Rastmittel zur Ausbildung einer Rastverbindung bei Erreichen einer bestimmten Drehposition des Mahlbechers relativ zur Mahlbecherhalterung, und, weiter vorzugsweise, zur Ausbildung der Rastverbindung vor der Verspannung des Mahlbechers an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung ausgebildet sind. Beispielsweise kann an der Mahlbecherhalterung wenigstens ein Kugeldruckstück vorgesehen sein, vorzugsweise mantelseitig zum Mahlbecher, das bei Erreichen einer bestimmten Drehposition des Mahlbechers in eine Öffnung oder Vertiefung am äußeren Umfang des Mahlbechers einrastet. So lässt sich eine bestimmte Drehposition des Mahlbechers in einfacher Weise finden, wenn sich dieser noch im entspannten Zustand befindet, also noch keine Verspannkraft auf den Mahlbecher übertragen wird. Durch eine Rast- und/oder Formschlussverbindung zwischen der Mahlbecherhalterung und dem Mahlbecher lässt sich in einfacher Weise gewährleisten, dass der Mahlbecher vor der Verspannung nicht ungewollt aus einer bestimmten Drehposition relativ zur Mahlbecherhalterung bewegt wird.
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Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mahlbecherhalterung wenigstens eine am äußeren Umfang der Mahlbecherhalterung angeordnete Lasche aufweist, wobei der Anschlag in die Lasche integriert ist. Hierzu kann in der Lasche eine Ausnehmung vorgesehen sein, in die das vorstehende Haltemittel am Mahlbecher nach dem Einsetzen des Mahlbechers in und/oder Aufsetzen des Mahlbechers auf die Mahlbecherhalterung durch Drehen des Mahlbechers relativ zur Mahlbecherhalterung eindrehbar ist. Durch nachfolgendes Anheben oder Absenken des Mahlbechers relativ zur Mahlbecherhalterung kann dann das Haltemittel gegen den Anschlag in der Lasche verspannt werden.
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Um die Sicherheit der erfindungsgemäßen Mühle gegen ein Lösen der Mahlbecher aus der Mühle während des Mahlbetriebes zu verbessern und um sicherzustellen, dass vor dem Betrieb der Mühle der Mahlbecher ordnungsgemäß in und/oder auf die Mahlbecherhalterung ein- bzw. aufgesetzt ist, kann ein axial verstellbarer Schieber vorgesehen sein, der mit dem Mahlbecher kinematisch koppelbar und, vorzugsweise, mit dem an dem Mahlbecher vorgesehenen Haltemittel anhebbar und/oder absenkbar ist, wobei der Schieber bei nicht oder nicht ordnungsgemäß eingesetztem Mahlbecher einen mechanischen Anschlag bildet, so dass eine Drehung der Mahlbecherhalterung ausgeschlossen ist. Damit wird eine Drehung einer Trägervorrichtung für die Mahlbecherhalterung und damit ein nicht ordnungsgemäßer Betrieb der Labormühle wirkungsvoll verhindert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung für eine Kugelmühle, wobei die Anordnung eine Mahlbecherhalterung und eine Verspanneinrichtung umfasst, ausgebildet zum axialen Halten bzw. axialen Verspannen eines in den 4 bis 6 gezeigten Mahlbecheradapters an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung und zum axialen Entspannen des Mahlbechers;
- 2 eine Draufsicht auf die Anordnung von 1,
- 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III - III aus 2, wobei ein mit der Anordnung verbundener Mahlbecheradapter für einen nicht gezeigten Mahlbecher dargestellt ist,
- 4 eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Anordnung aus Mahlbecherhalterung und Verspanneinrichtung in Richtung des Pfeils IV aus 1, wobei ein mit der Anordnung verbundener Mahlbecheradapter für einen nicht gezeigten Mahlbecher dargestellt ist,
- 5 eine Schnittansicht der in 4 gezeigten Anordnung entlang der Schnittlinie V - V aus 2 und
- 6 eine Teilschnittansicht der Anordnung aus 4 entlang der Schnittebene VI aus 5.
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In den 1 bis 6 ist eine Anordnung gebildet aus einer Mahlbecherhalterung 1 und einer Verspanneinrichtung 2 einer nicht im Einzelnen dargestellten Kugelmühle, insbesondere einer Planetenkugelmühle, gezeigt. Die Verspanneinrichtung 2 ist zum axialen Halten bzw. axialen Verspannen eines in 1 nicht gezeigten Mahlbechers und/oder eines in den 3 bis 6 gezeigten Mahlbecheradapters an der bzw. gegen die Mahlbecherhalterung 1 und zum axialen Entspannen des Mahlbechers bzw. des Mahlbecheradapters 3 ausgebildet. Nicht dargestellt ist, dass die Kugelmühle eine um eine Zentrumsachse drehbar gelagerte Trägervorrichtung aufweisen kann, wobei die Mahlbecherhalterung 1 um eine versetzte Planetenachse drehbar zur Trägervorrichtung gelagert ist und von dieser um die Zentrumsachse mitgeführt wird.
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Der Mahlbecheradapter 3 ist zur Befestigung mit einem nicht gezeigten Mahlbecher ausgebildet. Das Verschließen eines Mahlraums des Mahlbechers erfolgt in an sich aus dem Stand der Technik bekannter Weise über einen Mahlbecherdeckel, der mit dem Mahlbecher kraft- und/oder formschlüssig lösbar verbunden sein kann.
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Es versteht sich, dass die nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Merkmale in entsprechender Weise auch bei einem Mahlgefäß verwirklicht sein können, bei dem der Mahlbecheradapter 3 und das Mahlgefäß einstückig ausgebildet sein, mit anderen Worten also der untere Bereich des Mahlbechers die Funktion des Mahlbecheradapters 3 übernimmt.
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Gemäß 1 weist die Mahlbecherhalterung 1 einen plattenförmigen Grundkörper 4 mit drei am äußeren Umfang des Grundkörpers 4 angeschraubten Laschen 5 auf. Die Verschraubung der Laschen 5 an dem Grundkörper 4 erfolgt jeweils über zwei Schrauben 6.
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Die Laschen 5 sind am äußeren Umfang der Mahlbecherhalterung 1 bzw. am äußeren Umfang des Grundkörpers 4 angeordnet, wobei die Laschen 5 eine bogenförmige Innenkontur aufweisen, so dass sich ein kreisförmiger Einsetzbereich für den Mahlbecheradapter 3 ergibt.
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Wie sich insbesondere aus 3 ergibt, weist die Verspanneinrichtung 2 einen Kolben 7 als Spannelement auf, der in einem Achskörper 8 über ein Gleitlager 9 in axialer Richtung höhenverstellbar gelagert ist. Der Kolben 7 ist über ein Tellerfederpaket 10 federbelastet, wobei in 3 das Tellerfederpaket 10 lediglich schematisch dargestellt ist. Die zum Verspannen eines Mahlbechers oder eines Mahlbecheradapters 3 erforderliche Spannkraft wird lediglich über das Tellerfederpaket 10 aufgebracht. Die Federkraft drückt den Kolben 7 zur Verspannung des Mahlbechers bzw. des Mahlbecheradapters 3 in axialer Richtung nach oben gegen einen Druckplatte 11, die randseitig einen Ringvorsprung 12 aufweist. Über den Ringvorsprung 12 wird beim Anheben des Kolbens 7 eine Verspannkraft auf den Mahlbecheradapter 3 übertragen.
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Der Spannmechanismus sieht vor, dass über den Kolben 7 die Verspannkraft auf die Druckplatte 11 übertragen wird, die den Mahlbecher bzw. den Mahlbecheradapter 3 aus der in 3 gezeigten Stellung anhebt, so dass radial vorstehende Haltemittel 13, die um beispielsweise 60° versetzt zueinander an einer äußeren Mantelfläche des Mahlbecheradapters 3 angeordnet sind, gegen in die Laschen 5 integrierte Anschläge 14 zur Anlage kommen. Die Anschläge 14 bilden Widerlager an der Mahlbecherhalterung 1 in axialer Richtung, so dass sich der Mahlbecheradapter 3 zusammen mit einem an dem Mahlbecheradapter 3 befestigten Mahlbecher aufgrund der Federkraft des Tellerfederpakets 10 in axialer Richtung verspannen und an der Mahlbecherhalterung 1 festsetzen lässt.
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3 zeigt den nicht-verspannten Zustand des Mahlbecheradapters 3, wenn das Haltemittel 13 von dem Anschlag 14 in der zugeordneten Lasche 5 beanstandet ist.
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Das Haltemittel 13 kann einstückig am äußeren Umfang des Mahlbecheradapters 3 ausgebildet sein. Bei dem Haltemittel 13 kann es sich auch um ein separates fest mit dem Mahlbecheradapter 3 verbundenes Bauteil handeln.
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Zur Ausbildung eines Anschlags 14 weist jede Lasche 5 eine Aussparung 15 auf. Die Ausnehmungen 15 in den Laschen 5 sind gleich ausgebildet, können grundsätzlich aber auch eine unterschiedliche Geometrie aufweisen. Jede Ausnehmung 15 wird in axialer Richtung nach oben hin durch einen vertikalen Wandabschnitt 16 und zwei an den vertikalen Wandabschnitt 16 angrenzende schräge Wandabschnitte 17, 18 begrenzt. In Umfangsrichtung wird die Ausnehmung 15 durch einen vertikalen Wandabschnitt 19 begrenzt. Auf der dem vertikalen Wandabschnitt 19 gegenüberliegenden Seite ist die Ausnehmung 15 offen ausgebildet, so dass es möglich ist, ein Haltemittel 13 an dem Mahlbecheradapter in die Ausnehmung 15 einzudrehen, wenn der Mahlbecheradapter 3 auf den Grundkörper 4 der Mahlbecherhalterung 1 aufgesetzt ist. Der Mahlbecheradapter 3 wird dabei von oben auf den Grundkörper 4 aufgesetzt bzw. in die Mahlbecherhalterung 1 eingesetzt und anschließend gedreht, bis das Haltemittel 13 gegen den vertikalen Wandabschnitt 19 der Lasche 5 zur Anlage kommt. Der vertikale Wandabschnitt 19 bildet somit einen weiteren Anschlag 20 und ein in Umfangsrichtung wirkendes Widerlager für das Haltemittel 13.
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Wie sich aus 6 ergibt, ist die Geometrie des Haltemittels 13 im Querschnitt an die Wandgeometrie der Lasche 5 im Bereich der Ausnehmung 15 angepasst. Beispielsweise kann gemäß 6 das Haltemittel 13 im Querschnitt zwei Zentrierschrägen 21, 22 an seiner Oberseite aufweisen.
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Zum Einsetzen des Mahlbecheradapters 3 wird zunächst der Kolben 7, der über eine Schraube 23 fest mit der Druckplatte 11 verbunden ist, entgegen der Federkraft des Tellerfederpakets 10 nach unten gezogen. Hierzu kann ein nicht gezeigter motorischer Antrieb vorgesehen sein. Erst dann ist es möglich, den Mahlbecheradapter 3 in die Mahlbecherhalterung 1 einzusetzen und den Mahlbecheradapter 3 auf den Grundkörper 4 im Bereich zwischen den Laschen 5 aufzusetzen. Dann wird der Mahlbecheradapter 3 im Uhrzeigersinn gedreht. Wenn die Haltemittel 13 in Umfangsrichtung gegen die Anschläge 20 in den Laschen 5 zur Anlage kommen, hat der Mahlbecheradapter 3 eine finale Drehposition erreicht, in der der Mahlbecheradapter 3 an der Mahlbecherhalterung 1 fixiert werden kann.
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Für eine vereinfachte Drehbarkeit des Mahlbecheradapters 3 zum Erreichen der finalen Drehposition kann eine Gleitplatte 24 vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann auch wenigstens ein Kugeldruckstück 25 vorgesehen sein, dass in eine Bohrung 26 des Grundkörpers 24 eingesetzt ist und auf dem der Boden des Mahlbecheradapters 3 abrollt, wenn dieser relativ zur Mahlbecherhalterung 1 gedreht wird.
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Als Verdrehsicherung können zwei Passstifte 27 vorgesehen sein. Der Achskörper 8 ist über Schrauben 28 drehfest mit dem Grundkörper 4 verbunden.
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Nicht gezeigt ist, dass der Achskörper 8 drehbar an einer nicht gezeigten Trägervorrichtung gelagert und von dieser bei Drehung der Trägervorrichtung um eine Zentrumsachse mitgeführt sein kann. Der Achskörper 8 bildet dann eine Planetenachse, die drehbar zur Trägervorrichtung gelagert ist. Die Trägervorrichtung ihrerseits ist um einen Zentralachskörper drehbar gelagert und rotiert beim Betrieb der Kugelmühle um die Zentrumsachse.
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Ein Antriebsmotor kann mittels eines Keilriemens über eine Riemenscheibe die Trägervorrichtung in Rotation um die Zentrumsachse versetzen, wodurch die Mahlbecherhalterung 1 mit der Trägervorrichtung auf einer Kreisbahn um die Zentrumsachse umläuft. Über einen zu dem Riemenantrieb der Riemenscheibe gekoppelten Zahnriemenantrieb kann zusätzlich eine Drehbewegung der Mahlbecherhalterung 1 um eine zur Zentrumsachse exzentrisch gelagerte Planetenachse herbeigeführt werden. Der Achskörper 8 weist hierzu an seiner Außenseite ein Zahnprofil 29 für einen nicht dargestellten Zahnriemen eines Riemenantriebs auf. Die Mahlstation läuft somit um die Zentrums- oder Sonnenachse um und rotiert gleichzeitig zusätzlich um ihre eigene Planetenachse. Die Drehrichtungen können gegenläufig sein.
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Die Kugelmühle kann beispielhaft zwei Mahlbecherhalterungen 1 aufweisen, wobei jede Mahlbecherhalterung 1 zur Festsetzung eines Mahlbechers für einen Mahlbetrieb der Kugelmühle ausgebildet ist. Die Mahlbecher können beispielsweise eine Größe zwischen 100 ml und 500 ml aufweisen.
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Wird der Kolben 7 vor dem Einsetzen des Mahlbecheradapters 3 in die Mahlbecherhalterung 1 motorisch nach unten gezogen, wird für eine Freigabe des Spannmechanismus die motorische Übertragung einer Zugkraft auf den Kolben 7 unterbrochen und der Kolben 7 insoweit kraftlos gestellt. Der Kolben 7 wird dann aufgrund der Federkraft des Tellerfederpakets 10 zusammen mit der Druckplatte 11 axial nach oben gedrückt, so dass der Ringvorsprung 12 am Außenrand der Druckplatte 11 gegen den Boden des Mahlbecheradapters 3 drückt und den Mahlbecheradapter 3 in axialer Richtung anhebt. Der Mahlbecheradapter 3 wird mit den am Umfang vorgesehenen Haltemittels 13 dann gegen die axialen Anschläge 14 in den Laschen 5 gedrückt und aufgrund der schrägen Wandabschnitte 17, 18 in den Laschen 5 und den Zentrierschrägen 21, 22 an den Haltevorsprüngen 13 gleichzeitig zentriert. Im verspannten Zustand des Mahlbecheradapters 3 wird über die Anschläge 14 und die Haltemittel 13 eine in axialer Richtung und in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung zwischen dem Mahlbecheradapter 3 und der Mahlbecherhalterung 1 erreicht.
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Das beschriebene Spannkonzept sieht vor, dass der Mahlbecheradapter 3 lediglich bodenseitig und mantelseitig mit einer Verspannkraft beaufschlagt wird. Ein mit dem Hahlbecheradapter 3 verbundener Mahlbecher wird somit nicht zwischen Deckel und Boden von oben verspannt, sondern der Mahlbecher wird von unten durch den Kolben 7 in die Anschläge 14 gedrückt. Die Anschläge 14 bilden dabei in axialer Richtung und in Umfangsrichtung wirkende Widerlager aus, um den Mahlbecheradapter 3 sicher an bzw. gegen die Mahlbecherhalterung 1 zu verspannen.
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Wie sich weiter aus den 1 bis 6 ergibt, sind die Haltemittel 13 im bodennahen Bereich des Mahlbecheradapters 3 vorgesehen. Die durch die Anschläge 14 in den Laschen 5 ausgebildeten Widerlagerabschnitte sind dementsprechend im Bereich unterhalb der halben Höhe, vorzugsweise im Bereich des unteren Drittels der Höhe des Mahlbecheradapters 3 vorgesehen. Im Bereich oberhalb der Laschen 5 ist der Mahlbecheradapter 3 und damit auch ein mit dem Mahlbecheradapter 3 verbundener Mahlbecher mantelseitig frei zugänglich. Insbesondere ist der Mahlbecherdeckel im verspannten Zustand des Mahlbechers unter Beibehaltung des Verspannungszustands von oben frei zugänglich, was den Bedienkomfort erhöht und einen Zugang zum Mahlraum des Mahlbechers durch Lösen des Mahlbecherdeckels auch im verspannten Zustand des Mahlbechers zulässt.
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Als Überwachungseinrichtung kann an wenigstens einer der Laschen 5 ein Schieber 30 vorgesehen sein, der an einer entsprechenden Längsausnehmung der Lasche 5 längs verschiebbar angeordnet ist, wobei der Schieber 30 über ein Federmittel 31 in eine Blockierstellung gedrängt wird, wenn der Mahlbecheradapter 3 nicht oder nicht ordnungsgemäß in die Mahlbecherhalterung 1 eingesetzt ist. In der Blockierstellung schlägt eine untere Blockierkante 32 gegen einen feststehenden Mühlenteil, insbesondere an einer Trägervorrichtung der Mühle. Damit ist eine freie Drehbarkeit des Achskörpers 8 und damit der Mahlbecherhalterung 1 und, vorzugsweise, auch einer Trägervorrichtung für die Mahlbecherhalterung 1, nicht gegeben.
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Beim Fixieren der Mahlbecherhalterung 3 bzw. bei Verspannen der Mahlbecherhalterung 3 an und/oder in der Mahlbecherhalterung 1 wird ein abgewinkelter Betätigungsarm 33 des Schiebers 30 von einem Haltemittel 13 axial entgegen der Federkraft des Federmittels 31 angehoben und der Schieber 30 in eine Freigabestellung gebracht, in welcher das Blockierende 32 von dem feststehenden Teil der Mühle freigegeben ist. In dieser Freigabestellung ist eine freie Drehbarkeit der Mahlbecherhalterung 1 einerseits und, vorzugsweise, damit auch einer Trägervorrichtung für die Mahlbecherhalterung 1 andererseits gegeben. Bei korrektem Einsetzen und Verspannen des Mahlbecheradapters 3 wird der Schieber 30 angehoben, welcher bei einer Kontrollfahrt mechanisch nicht gegen einen feststehenden Anschlag an der Labormühle läuft.
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Zur Führung des Schiebers 30 ist im oberen Bereich der Lasche 5 eine vertikale Führung 34 vorgesehen, in der ein axiales Wellenstück 35 am Betätigungsarm 33 des Schiebers 30 längs verschiebbar geführt ist.
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Um vor dem Verspannen des Mahlbecheradapters 3 eine bestimmte Drehposition des Mahlbecheradapters 3 relativ zur Mahlbecherhalterung 1 für einen Benutzer taktil und/oder hörbar erkennbar zu machen, ist bei der gezeigten Ausführungsform ein als Kugeldruckstück ausgebildetes Rastmittel 36 vorgesehen, das federbelastet ist und in eine komplementäre Ausnehmung in der Mantelfläche des Haltemittels 13 einrastet, wenn der Mahlbecheradapter 3 eine bestimmte Drehposition, vorzugsweise die finale Drehposition vor dem Verspannen des Mahlbecheradapters 3, erreicht hat. Damit wird sichergestellt, dass der Mahlbecheradapter 3 nicht aus einer bestimmten Drehposition ungewollt zurückdreht bzw. weitergedreht wird.
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Für einen Eingriff des Rastmittels 36 in den Haltevorsprung 13 kann dieser eine Längsnut 38 aufweisen.
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Um den Schieber 30 relativ zu einer Führungshülse 38, in der das Rastmittel 36 quer verschiebbar geführt ist, in die Freigabestellung anheben zu können, weist der Schieber 30 ein Langloch 39 auf.
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Darüber hinaus weist der Schieber 30 ein weiteres Langloch 40 für einen Haltevorsprung 41 an der Lasche 5 auf, wobei der Schieber 30 in der Blockierstellung gegen den Haltevorsprung 41 anliegt und gegen weiteres axiales Verschieben nach unten gesichert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mahlbecherhalterung
- 2
- Verspanneinrichtung
- 3
- Mahlbecheradapter
- 4
- Grundkörper
- 5
- Lasche
- 6
- Schraube
- 7
- Kolben
- 8
- Achskörper
- 9
- Gleitlager
- 10
- Tellerfederpaket
- 11
- Druckplatte
- 12
- Ringvorsprung
- 13
- Haltevorsprung
- 14
- Anschlag
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Wandabschnitt
- 17
- Wandabschnitt
- 18
- Wandabschnitt
- 19
- Wandabschnitt
- 20
- Anschlag
- 21
- Zentrierschräge
- 22
- Zentrierschräge
- 23
- Schraube
- 24
- Gleitplatte
- 25
- Kugeldruckstück
- 26
- Bohrung
- 27
- Passstift
- 28
- Schraube
- 29
- Zahnprofil
- 30
- Schieber
- 31
- Federmittel
- 32
- Blockierende
- 33
- Betätigungsarm
- 34
- Führung
- 35
- Wellenstück
- 36
- Rastmittel
- 37
- Längsnut
- 38
- Führungsstück
- 39
- Langloch
- 40
- Langloch
- 41
- Haltevorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012009987 A1 [0003, 0004]
