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Die
Erfindung betrifft eine Feinmühle nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der
DE 101 23 716 A1 der Anmelderin
bekannt ist. Derartige Feinmühlen oder Schwingmühlen liefern
eine schonende und gleichmäßige Feinzerkleinerung
des Mahlguts in einem Mahlgefäß, die nicht nur
hinsichtlich der Partikelgröße, sondern auch hinsichtlich
der durch Mischung zu einer Homogenität führt,
wie sie insbesondere für Laboruntersuchungen anhand kleiner
aber repräsentativer Proben benötigt werden. Der
Mahlvorgang sieht dabei möglichst nur horizontal verlaufende
Bewegungen des bzw. jedes Mahlkörpers vor, wenn das Mahlgefäß Schwingungen
ausführt. Diese Schwingungen sollten dementsprechend möglichst
strickt innerhalb einer horizontalen, auch der Ausrichtung des innenseitig
flachen Bodens entsprechenden Ebene erfolgen und vertikale Bewegungen,
Kippbewegungen u. dgl. vermeiden, die zu rüttelnden und
tanzenden Mahlkörpern führen.
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Die
Kontrolle der Schwingbewegung solcher Feinmühlen nach dem
Scheibenschwingprinzip ist herkömmlich schon bei relativ
kleinen Bauarten mit kleinem Mahl gefäß schwierig,
wenn es etwa auf einem Kranz von Schraubenfedern schwingfähig
aufgelagert ist und mit einem vorzugsweise unter dem Mahlgefäß angeordneten
Exzenter-Schwingantrieb mit angeflanschtem Motor verteilte schwingende
und rotierende Massen aufweist. Die mit schlecht oder nicht kontrollierten
Schwingbewegungen einhergehenden Störungen wachsen im Zuge
einer Entwicklung zu größeren und damit auch regelmäßig
schwereren Mahlgefäßen für die Verarbeitung
von Mahlgutmengen bis zu beispielsweise 5 oder 10 kg insbesondere
für den Bedarf an mehr oder größeren
Laborproben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es dementsprechend, eine Feinmühle der
gattungsgemäßen Art so auszubilden, dass deren
Schwingbewegungen und damit die Mahlgefäßbewegung
und die Mahlkörperbewegung besser auf eine vorgegebene (Schwing-)Ebene
begrenzt werden können, ohne dass hierfür ein
hoher gerätetechnischer Aufwand vorzusehen ist. Diese Kontrolle
soll auch im Rahmen vergrößerter Mahlgefäße
mit unterschiedlicher Beschickung aufrechterhalten bleiben können.
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Gemäß der
Erfindung wird diese Aufgabe von einer Feinmühle nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
gelöst. Es hat sich nämlich als sehr wirksam für
die Kontrolle der Schwingbewegung herausgestellt, von den herkömmlichen,
verschiedenen Richtungen gleichermaßen auslenkbaren Schraubenfedern
abzugehen und vorrangig eine Auflagerung über druckmittelgefüllte
Balgzylinder vorzusehen. Diese können bei vorzugsweise
gleichsinniger (vertikaler) Ausrichtung parallel zueinander eine
relativ feste Lagerung des Mahlgefäßes in einer
vorgegebenen Ebene sichern, dabei aber Schwingungen in nerhalb der
Ebene mit sehr geringem Federwiderstand ermöglichen. Herkömmliche
Federbewegungen aus der Schwingebene heraus wie auch Pendelbewegungen
des Systems aus Mahlgefäß und dem notwendigerweise
dazu in Achsrichtung verlagerten Schwingantriebs lassen sich auf
diese Weise wirkungsvoll unterdrücken.
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Die
Balgzylinder können mit Gas, also im einfachsten Fall mit
leicht verfügbarer Umgebungsluft gefüllt werden,
so dass damit auch in Ausdehnungsrichtung der Balgzylinder eine
Gasfederwirkung entsteht. Grundsätzlich können
die Balgzylinder aber auch mit einem anderen fluidischen Druckmittel gefüllt
sein, wobei mit einer Flüssigkeitsfüllung eine Federwirkung
in Ausdehnungsrichtung des Balgzylinders unterdrückt wird.
Balgzylinder dieser Art werden handelsüblich aus Gummi
oder einem sonstigen elastomeren Material angeboten, wobei die Funktion des
Balgs in der Regel allerdings nur flexibles und nicht zwingend elastisches
Material voraussetzt.
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Von
Interesse ist, dass die Balgzylinder mit Gas dosiert zu befüllen
sind, so dass mit unterschiedlichen Füllungen die Schwenkebene
auch schräggestellt werden könnte, was etwa beim
Austrag gemahlenen Guts zweckmäßig ist. Insbesondere
aber kann mit höherer oder niedriger Druckmittelfüllung
in den Balgzyindern nicht nur eine Schwerpunktverlagerung des gesamten
Schwingaggregats, sondern auch das Schwingverhalten verändert
werden.
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Für
das angestrebte Schwingverhalten kann vorteilhafterweise ein Rüttler
mit einem schwingungserzeugenden umlaufenden Unwuchtelement eng
am Mahlgefäß, insbesondere etwa flach unter dem
Mahlgefäß angeordnet sein. Weiterhin ist vorteilhaft ein
Antriebsmotor nur durch einen schwingungsentkoppelnden Antriebsstrang
mit dem Rüttler verbunden. In dieser Hinsicht kann ein
eigenständig aufgelagerter Elektromotor über einen
Antriebsstrang mit dem Rüttler verbunden sein, in dem über einen
Riemen- oder Kettentrieb, durch Gelenkwellen und Keilwellen und
dergleichen Elemente nur die Drehbewegung zum Rüttler übertragen
wird, die Schwingungen aber abgefangen werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. In
der Zeichnung zeigen:
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1 Schrägansicht
einer erfindungsgemäßen Feinmühle,
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2 Seitenansicht
der Feinmühle nach 1 und
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3 Seitenansicht
quer zu 2.
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Die
in der Zeichnung insbesondere mit ihren schwingungstechnisch wesentlichen
Bestandteilen, allerdings ohne übliche Gehäuseverkleidungen
dargestellte, insgesamt mit
1 bezeichnete Feinmühle umfasst
ein Mahlgefäß
2 mit einer im wesentlichen zylindrischen
Topfform und einem über einen Kranz von Verschraubungen
fest schließbaren Deckel
3. Das Mahlgefäß
2 hat
eine robuste, starkwandige Ausführung, die beim Mahlvorgang
auch der freien Bewegung zumindest eines Mahlkörpers standhalten muss.
Ein solcher Mahlkörper kann im wesentlichen scheibenförmig
ausgebildet sein. Es können auch mehrere Mahlkörper
vorgesehen sein, etwa ein zentraler Mahlkörper, umschlossen
von einem ringförmigen Mahlkörper, wie es beispielsweise
in der
DE 101 23 716
A1 dargestellt ist.
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Im
Deckel 3 ist insbesondere eine Einlassöffnung 4 vorgesehen,
die eine Beschickung des Mahlgefäßes ohne Öffnen
des Deckels erlaubt. Eine (nicht dargestellte) Auslassöffnung
im Boden des Mahlgefäßes 2 ermöglicht
einen Austrag des Mahlgutes nach unten zu einer Probenausgabe 5 hin.
Die Auslassöffnung wird zweckmäßig am
Umfangsrand des Bodens gelegt, damit das bei Excenterschwingungen des
Mahlgefäßes 2 randseitig wandernde Mahlgut
in die Auslassöffnung gelangt.
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Das
Mahlgefäß 2 ist fest mit einem Rüttler 6 als
Schwingungsantrieb verbunden, der flach und mit geringem axialen
Abstand unter dem Mahlgefäß 2 angeordnet
ist und um eine vertikale Achse mit einer Unwucht umläuft,
um das Mahlgefäß in Schwingungen innerhalb einer
vorwiegend horizontalen Ebene zu versetzen.
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Der
Schwingantrieb 6 ist in der Zeichnung mit seinem Gehäuse
zu erkennen, indem ein schwingungserzeugendes Unwuchtelement mit
einer vertikalen Achse rotiert. Dabei bestreicht das Unwuchtelement
allerdings einen randseitig eingegrenzten Innenbereich des Schwingantriebs 6,
bei dem unmittelbar unter dem Mahlgefäß 2 Raum
für eine Auslassöffnung aus dem Mahlgefäß 2 und
für ein Austragsrohr 9 zur Probenausgabe 5 hin
freigehalten wird.
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Dazu
ist das Mahlgefäß 2 schwingungsfähig aufgehängt,
indem es über eine Ring-Plattform 7 beim Mahlvorgang
auf vorwiegend vertikal ausgerichtete und in Umfangsrichtung unter
der Ringplattform 7 verteilt angeordnete Balgzylinder 8 nachgiebig abgestützt
wird. Diese Balgzylinder 8 bieten in horizontaler Richtung
eine leich tere Auslenkbarkeit als in vertikaler Richtung und unterdrücken
damit unerwünschte Neigungen des Gesamtaggregats zu Kipp- oder
Taumelschwingungen wie auch zu vertikalen Auslenkungen.
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Die
Balgzylinder 8 werden über Pumpen oder aus einer
(nicht dargestellten) Druckluftquelle mit Luft befüllt
und in einer vorgegebenen Weise dadurch in vertikaler Richtung ausgelenkt.
Dosierte Druckbefüllungen der Balgzylinder führen
dazu, dass auch das Schwingungsverhalten des Systems, etwa in Abhängigkeit
von der Materialbefüllung des Mahlgefäßes,
auf ein gewünschtes Schwingverhalten einzustellen ist.
Ebenso können die Balgzylinder unterschiedlich befüllt
werden, um etwa einen Austrag der gemahlenen Charge zu einer Austragsöffnung
hin zu fördern, die zweckmäßig dann an
einem abgesenkten Rand des Mahlgefäßes liegt.
Diese Austragsbewegung kann dann durch eine Schwingbewegung gefördert
werden, die beispielsweise bei reduzierter Drehzahl erfolgt.
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Neben
bzw. zwischen den drei unter der Ringplattform 7 am Umfang
verteilt in senkrechter Ausrichtung angeordneten Balgzylindern 8 sind
in der Zeichnung noch neun Schraubenfedern 10 – jeweils
drei zwischen zwei Balgzylindern 8 – zu sehen, die
gegenüber der senkrechten nach oben nach innen – zum
Mahlgefäß 2 hin – geneigt sind.
Diese haben allerdings nur eine Hilfs- und Reservefunktion, insbesondere
zur Auflagerung des Schwingaggregats aus Mahlgefäß und
Schwingantrieb in einer Ruhestellung, bei der der Druck aus den
Balgzylindern abgelassen ist. Bei druckbeaufschlagten Balgzylindern
werden die Schraubenfedern entlastet und damit weitestgehend wirkungslos.
Es versteht sich, dass die Stützfunktionen der Schrauben federn
ohne weiteres auch mit einer geringeren Zahl von Federn oder mit
andern Federn oder Puffern zu erzielen ist.
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Die
Schraubenfedern 10 sind unterseitig über Zapfen 11 auf
einer umlaufenden Ringkonsole 12 gelagert. Auf dieser Ringkonsole 12 stützen
sich auch die Balgzylinder 8 ab, allerdings unter Zwischenschaltung
eines Fußgehäuses 13, in dem auch die
Anschlussmittel für die Druckmittelbeaufschlagung der Balgzylinder 8 angeordnet
sind. Pumpen oder Druckmittelspeicher für die Druckmittelversorgung
der Balgzylinder sind in üblicher Art vorgesehen, wenn
auch in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Die
Ringkonsole 12 ist über vier Säulen 14 gegenüber
einer Bodenplatte 15 aufgeständert, mit der die
Feinmühle insgesamt (einschließlich des nicht
dargestellten Gehäuses und Schalt- und Versorgungseinrichtungen)
als Einheit bodenseitig zu verankern oder ggf. über schwingungsgedämpfte Füße
aufzustellen ist empfiehlt.
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Dicht über
der Bodenplatte ist ein Elektromotor 16 mit geringem Abstand
auf einer Zwischenkonsole montiert, der den Rüttler 6 nicht
direkt, sondern über einen mehrgliedrigen Antriebsstrang
antreibt. Dabei treibt zunächst ein nicht eigens dargestellter Riementrieb
von dem randseitig auf der Bodenplatte 15 angeordneten
Motor aus eine etwa vertikal in der Mitte unter dem Rüttler 6 nach
oben führende Welle 18, die als Gelenkwelle mit
zwei Kardangelenken 19, 20 und als längsveränderliche
Keilwelle die Verstellbewegungen des Schwingaggregats aus Mahlgefäß 2 und
Rüttler 6 wie auch die Schwingbewegungen auskoppelt,
um lediglich die Drehbewegung zu übertragen.
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Es
versteht sich, dass dieser entkoppelnde Antriebsstrang auf unterschiedlich
bekannte Weise realisiert werden kann. Von vorrangigem Interesse
ist dabei, dass der Elektromotor 16 aus dem schwingenden
Massesystem von Mahlgefäß 2 und Rüttler 6 herausgelöst
ist und auch nicht etwa in einer hängenden bzw. pendelnden
Anordnung unter dem Rüttler unerwünschte Eigenschwingungen
einbringt.
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Mit
dieser Ausführungsform ist es gelungen, der Feinmühle
gegenüber der nach dem Stand der Technik zu einem vorgegebenen,
vorwiegend horizontalen Schwingverhalten und zu einer besseren Kontrolle
des Schwingverhaltens zu verhelfen und damit auch den Weg zu größeren
und schwereren Schwingaggregaten zu eröffnen, die mit der
Anforderung an größere zu vermahlende Chargen
aufkommen. Die Balgzylinder mit ihren besonderen Stütz- und
Schwingeigenschaften haben hierbei einen wichtigen Einfluss. Die
Abkopplung des Motors von dem eigentlichen Schwingaggregat ist ein
weiterer entscheidender Schritt, unerwünschte Bewegungen des
Mahlgefäßes und des bzw. jedes darin enthaltenden
Mahlkörpers zu unterbinden. Dabei sind vorzugsweise Mahlkörper
in Scheibenform vorzusehen, die in weiterer Ausgestaltung unterseitig
eine zum Rand hin ausmündende Mulde aufweisen können,
so dass das Mahlgut jeweils in begrenzter Form unter den Mahlkörper
gelangt und mit dieser Mahlkörperform auch ein Ausschieben
des fertig gemahlenen Gutes zur Austragsöffnung hin erleichtert
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0001, 0012]