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Kugelquetschmühle Die Erfindung betrifft eine Kugelquetschmühle zum
Zerkleinern und Mischen von Stoffen, wie Feststoffen verschiedener Art oder Feststoffen
und Flüssigkeiten. Dabei soll gleichmäßig auf einen gewünschten Feinheitsgrad zerkleinert
und, falls gewünscht, gleichmäßig gemischt werden.
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Es sind Kugelquetschmühlen mit konzentrischen Kugelkränzen bekannt,
die auf konkaven Behandlungs- bzw. Laufbahnen laufen, von denen mindestens eine
angetrieben ist und von denen mindestens eine axial verschieblich ist.
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Es sind fernerhin auch Kugelquetschmühlen bekannt, bei denen die Kugeln
auf ebenen Bahnen laufen. Bei den letztgenannten Mühlen ist der Verschleiß besonders
groß, denn die Kugeln berühren einander in radialer Richtung der Mühle und mit den
seitlichen Flanken, welche bei benachbarten Kugeln jeweils gegensinnig sich bewegen.
Bei den bekannten Mühlen mit konkaven Laufbahnen wird die radiale Berührung vermieden,
es reiben aber die Kugeln mit ihren Flanken aneinander, so daß schneller Verschleiß
entsteht. Sind eine oder mehrere Kugeln unrund geworden, so verursachen diese wiederum
eine enorme Steigerung des Verschleißes, so daß bei den bekannten Mühlen die Verschleißteile
sehr häufig ausgewechselt werden mußten.
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Gegenstand der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und eine
Mühle zu schaffen, die mit geringem Verschleiß arbeitet und daher auch ein besonders
gleichmäßiges Produkt zu liefern imstande ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Kugelquetschmühle
der eingangs geschilderten Art die Arbeitskugeln von Trennkugeln dauernd getrennt
sind, von denen jede zwei benachbarte Arbeitskugeln berührt und die Stützbahnen,
auf denen die Trennkugeln laufen, relativ zu den Behandlungsbahnen, auf denen die
Arbeitskugeln laufen, drehbar sind. Die Arbeitskugeln berühren sich also überhaupt
nicht mehr, so daß praktisch keinerlei gleitende Reibung auftritt. Sie werden infolgedessen
ihre Kugelgestalt völlig beibehalten und nur geringem Verschleiß ausgesetzt sein,
was sich in Lebensdauer der Anordnung und Homogenität des Gefeinten oder Gemischten
hervorragend bemerkbar macht.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel laufen die Arbeitskugeln
zwischen stationären konkaven Behandlungsbahnen und gleichfalls konkaven, durch
eine Welle angetriebenen Laufbahnen, und die Stätzbahnen sind axial verschieblich
über Wälzlager von der gleichen Welle getragen. Hier erfolgt der Antrieb also über
die Laufbahnen, was jedoch nicht unerläßlich ist.
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Die Stützbahnen können über geneigte Flächen federnd an die Trennkugeln
andrückbar sein, so daß ein gewisser Druck, jedoch auch gewisse Ausweichmöglichkeiten,
gegeben sind. Mit Vorteil wird so vorgegangen, daß jede Stätzbahn von Federn gehalten
ist, die an Kugellagern gelagert sind, welche wiederum von einer Büchse getragen
werden, die auf 'der Welle axial verschieblich angeordnet ist. Es kann also das
gesamte Aggregat der Trennkugeln auch axial bewegt werden, so daß gleichmäßiger
Druck gegen die verschiedenen Arbeitskugelringe erzielt wird und hier auftretenden
Bewegungen gefolgt werden kann.
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Die Mittelpunkte der Trennkugeln sollen nach einem weiteren Vorschlag
in Ebenen liegen, die gegenüber den Ebenen, in denen die Mittelpunkte der Arbeitskugeln
liegen, parallel versetzt sind. Es können zwei zueinander parallele und gleiche
Kränze von Arbeitskugeln angeordnet sein, zwischen denen der Kranz aus Trennkugeln
vorgesehen ist, derart, daß jede der Trennkugeln vier Arbeitskugeln punktförmig
berührt und durch diese Berührung gegen Bewegung relativ nach außen gesichert ist.
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Die Arbeitskugeln können zwischen den Behandlungsbahnen und den Laufbahnen
unter Anpreßdruck gehalten werden, der so gerichtet ist, daß er die Behandlungsbahnen
auseinanderzudrücken sucht. Die Arbeitskugeln können auch zwischen den Behandlungsbahnen
und den Laufbahnen unter Anpreßdruck gehalten werden durch einen axialen Druck,
der so gerichtet ist, daß er die Laufbahnen aufeinanderzudrücken sucht.
Im
folgenden ist die Erfindung mit Hilfe von Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele
darstellen, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch
eine erfindungsgernäß gestaltete Kugelquetschmühle, F i g. 2 eine Draufsicht
auf die Kugelkränze, F i g. 3 und 4 einige Kugeln in Ansicht, vom Mittelpunkt
der Mühle her gesehen, F i g. 5 eine andere Ausführungsform im Vertikalschnitt.
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Die Behandlungsbahnen 1 und 2 sind konkav ausgebildet C und
im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1
stationär angeordnet; sie können jedoch
voneinander wegbewegt werden, um den in F i g. 1 eingezeichneten Abstand
A einzunehmen. Auf den Behandlungsbahnen 1, 2 laufen Arbeitskugeln
3, 4, die von Laufbahnen 6, 7 gegen die Behandlungsbahnen
1, 2 gedrückt werden.
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Die Laufbahnen 6,7 sind drehfest, jedoch axial verschieblich
auf einer Welle 8 angeordnet, die das Aggregat treibt. Die Laufbahnen
6, 7 enden gleichfalls in konkaven, die Arbeitskugeln 3, 4 führenden
Flächen. Statt die Behandlungsbahnen 1, 2 beweglich auszubilden, können auch
die Laufbahnen 6,7
bewegt werden, so daß der notwendige Anpreßdruck entweder
über die Behandlungsbahnen oder über die Laufbahnen erreicht wird.
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Zwischen den einander zugekehrten Seiten der beiden Kränze der Arbeitskugeln
3, 4 sind Trennkugeln 5 angeordnet, die, wie F i g. 2 zeigt,
gleichfalls einen Kranz bilden. Sie laufen auf Stützbahnen 12, 13, und zwar
auf geneigten Flächen dieser Stützbahnen. Die Stützbahnen 12 ' 13 werden
von Federn 11, 11 a getragen, die wiederum an Kugellagern
9,
9 a befestigt sind, die ihrerseits auf einer Büchse 10
sitzen.
Die geschilderte Lagerung ist axial verschieblich. Die auf den unabhängig drehbaren
und axial verschieblichen Stützbahnen 12, 13 laufenden Trennkugeln treten
teilweise zwischen die Arbeitskugeln 3, 4 und halten diese so, daß sie sich
nicht berühren, und sie werden in Wechselwirkung wiederum von den Arbeitskugeln
so gehalten, daß sie einander nicht berühren. Jede Trennkugel berührt jede Arbeitskugel
an einem Punkt, so daß jede Arbeitskugel zwei Punktberührungen mit zwei Trennkugeln
aufweist, während jede Trennkugel, bei der Ausführungsform nach F i g. 1,
vier verschiedene Arbeitskugeln je in einem Punkt berührt. Es findet also
keine gleitende Reibung statt, sondern nur eine rollende Reibung, so daß der Verschleiß
auf ein Minimum reduziert und die Mahlwirkung infolgedessen auf ein Maximum erhöht
ist.
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Die Stützbahnen 12, 13 üben mit Hilfe der Federn
11, 11 a und der Neigung ihrer Laufflächen einen nach außen gerichteten
radialen Druck auf die Trennkugeln 5 aus. In gleichem Sinn wirken die Zentrifugalkräfte,
so daß sich ein fester Abstand zwischen den Kugeln 3 bzw. 4 bzw.
5 einstellt. Die Berührungsstellen 14, die punktförmig sind, bleiben immer
in der gleichen Position.
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Durch Veränderung des Abstandes A der Behandlungsbahnen
1, 2 (F i g. 1) kann der Abstand Z der Kugeln (F i g. 3) verändert
werden. Treten infolgedessen die Trennkugeln 5 weiter in den Kranz oder die
Kränze der Arbeitskugeln 3, 4, so wird auch der seitliche Abstand zwischen
den Arbeitskugeln und zwischen den Trennkugeln verändert. Diese Ab-
stände
können innerhalb einer Grenze genau eingehalten werden, die sich nach dem zu behandelnden
Gut richten können.
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Aus den F i g. 3 und 4 ist die Bedeutung erkennbar, die der
Bemessung und Anordnung der Arbeitskugeln 3, 4 und der Trennkugeln
5 zukommt.
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Die Kraftübertragung zwischen den Arbeitskugeln 3, 4 und den
Behandlungsbahnen 1, 2 ergibt einen ausreichenden Druck zum Durchführen der
erstrebten Behandlung. Das zu verarbeitende, zu mischende oder zu zerkleinernde
Gut wird zwischen die Innenseite der Behandlungsbahn 1 und die Arbeitskugeln
3 gegeben, dort behandelt und gelangt anschließend zwischen die Arbeitskugeln
4 und die Behandlungsbahn 2, wo eine weitere Bearbeitung stattfindet. Das gesamte
Gut passiert diese Arbeitsbereiche. Dabei kann Gut in geringen Mengen abfallen und
auf die Stützbahnen gelangen. Es wird jedoch in diesem Falle durch die Zentrifugalkräfte
nach außen geschleudert und gelangt so auf jeden Fall zwischen Arbeitskugeln und
Behandlungsbahnen. Der im oberen Kranz der Arbeitskugeln 3
vor sich gehende
Behandlungsgang wiederholt sich zwischen den unteren Behandlungsbahnen 2 und den
entsprechenden Arbeitskugeln 4, wodurch der Wirkungsgrad des gesamten Vorganges
vergrößert und ein sehr feines oder homogenes Material erzielt wird.
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Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 werden die Behandlungsbahnen
1 und 2 in axialer Richtung auseinandergedrückt, um auf diese Art und Weise
den Anpreßdruck zwischen Arbeitskugeln 3, 4, Behandlungsbahnen1,2 und Laufbahnen6,7
zu erreichen, der für die Behandlung und die Mitnahme notwendig ist. Dabei wird
der Anpreßdruck des Arbeitskugelkranzes 3 gleich dem des Arbeitskugelkranzes
4 sein.
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Alle Kugeln rollen durch die Erfindung auf ihrer ganzen oberen Fläche
ab, ohne gleitende Reibung zu erfahren. Der Verschleiß der Kugeln ist daher selbst
nach langen Betriebszeiten gering und bleibt gleichmäßig. Die Kugeln behalten ihre
exakte Form, so daß der mechanische Wirkungsgrad der erfindungsgemäß gestalteten
Mühle unverändert groß bleibt.
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F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der nur
eine Reihe von Arbeitskugeln 3 vorgesehen ist, die von Trennkugeln
5 gehalten werden. Die Stützbahnen 12, 13 sind in diesem Falle gering-fügig
anders ausgebildet, da ein normal zur Achse stehender Teil die Halterung der Trennkugeln
5 in axialer Richtung ersetzen muß, die beim Ausführungsbeispiel nach F i
g. 1 die Arbeitskugeln 4 übernehmen. Der Anpreßdruck kann hier, wie durch
die Pfeile in F i g. 5 angedeutet, durch Druck auf die Wellen 8 und
damit die Laufbahn 6 und die Behandlungsbahn 1 erzielt werden.
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Es können aus den Anordnungen nach den F i g. 1
und
5 mehrstufige Systeme nach dem Baukastenprinzip gebaut werden, wobei wesentlich
ist, daß für alle Kränze von Arbeitskugeln auch Trennkugelkränze vorhanden sind,
welche die Arbeitskugeln in Abstand voneinander halten.