DE2138025C3 - Mahlvorrichtung zum Feinvermahlen fließfähigen Materials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mahlvorrichtung zum Feinvermahlen fließfähigen Materials gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von Druckfarbe enthält das Rohprodukt verschiedene Lacke, Öle, Harze, Pigmente, Zusatzstoffe und andere Komponenten in einer verhältnismäßig viskosen und ungleichförmigen Suspension, welche in eine homogene Dispersion umgewandelt werden muß. Ferner muß die Teilchengröße der verschiedenen Feststoffe beträchtlich verringert und eine gleichmäßige Dispersion in der Trägerflüssigkeit erzielt werden. Hierbei ergibt sich beim Vormischen eine gewisse Dispersion und eine Verringerung der Teilchengröße, während um eine Druckfarbe zufriedenstellender Qualität zu erhalten, normalerweise eine Mahlvorrichtung mit mehreren Mahlwalzen verwendet wird.

Die aus dem DT-Gbm 18 78 668 bekannte Mahlvorrichtung mit liegendem Gehäuse, dem einerends das Material mittels einer Fördereinrichtung zugeführt und anderenends entnommen wird, weist eine im Gehäuse konzentrisch angeordnete, umlaufend angetriebene Welle sowie mehrere in dem zwischen Gehäuse und Welle ausgebildeten Ringkanal vorgesehene Mahlwalzen auf, welche von der Welle mit gleicher Umlaufzahl angetrieben und mit der Gehäuseinnenwand bzw. der Wellenoberfläche zusammenwirken. Beim Drehen der 025

Welle werden bei dieser bekannten Mahlvorrichtung entweder zylindrische Walzen durch die Fliehkraft an die Gehäuseinnenwand gedrückt, auf welcher sie sich dann abrollen, oder konische Walzen werden nach dem Reibradprinzip durch eine entsprechend ausgebildete Welle angetrieben.

Hierbei wird mit der erstbeschriebenen Ausführungsform das zugeführie Mahlgut zwischen der Gehäuseinnenwand und den sich an dieser abrollenden Walzen zermahlen. während bei der anderen Ausführungsform die Mahl- und Scherwirkung durch den Spalt zwischen den Walzen, der Gehäuseinnenwand und der Welle bestimmt wird. Zur Einstellung unterschiedlich großer Spalte zwischen den Walzen, der Welle sowie der Gehäuseinnenwand sind entweder die Gehäusehälften oder das Gehäuse und ein Deckel gegeneinander axial verschiebbar angebracht, wobei zur Verminderung der Reibungswiderstände beispielsweise zwischen dem Deckei und dem benachbarten Käfig der Walzen ein Drucklager vorgesehen ist.

Die bekannte Mahlvorrichtung ist somit verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und dadurch leuer. Da die Qualität und auch der Durchsatz bei der bekannten Mahlvorrichtung wesentlich durch die Spaltgröße zwischen den Walzen, der Welle und der Gehäuseinnenwar.d bestimmt wird, müssen zusätzliche Einrichtungen vorgesehen sein, um die Spaltbreite durch Verschieben der Teile relativ zueinander einstellen zu können. Auf Grund oer erforderlichen, sehr geringen Toleranzen, die in der Größenordnung von 5 · 10~ ³ liegen, ist die Einstellung der Spalte schwierig; obendrein sind während des Betriebs das Gehäuse, die Walzen sowie die Welle mitunter starken elastischen Deformationen ausgesetzt; eine hierdurch bedingte Änderung der Spaltgröße kann dann leicht zu einer Verschlechterung des Mahlproduktes führen.

Weiterhin ist bei Mahlvorrichtungen mit mehreren Mahlwalzen nachteilig, daß die Drehzahl und damit die Qualität des Mahlproduktes bei Materialien mit niedrigei und mittlerer Viskosität begrenzt ist, da sie von der Walze bei hohen Drehzahlen weggeschleudert werden. Wenn ferner die Trägerflüssigkeit flüchtige Lösungsmittel, beispielsweise Ölharze, enthält, verdampft das Lösungsmittel, und die Mischung wird ständig viskoser, bis sie an den Walzen vorbeifließt, weshalb erforderlichenfalls während des Mahlvorgangs Lösungsmittel zugesetzt werden müssen.

Auch bei der Verwendung von Schabern ergeben sich gewisse Schwierigkeiten, da die Schaber mit einer ganz bestimmten Federvorspannung gegen die Endwalze mit einer Kraft gedrückt werden müssen, die groß genug ist. um alles Material zu entfernen, die aber wiederum klein genug sein muß, um ein Abschleifen des Schabers bzw. eines Abstreifers zu verhindern, was wiederum zu einem großen Leistungsverbrauch sowie zu der Ausbildung von Graten an den Schab- und Abstreifeinrichtungen führen kann, durch welche danr wiederum Luft in die Mischung eingeführt werder könnte. Da die genaue Druckeinstellung eine Funktior der Viskosität der Mischung, der Drehzahl der Walzet und der Walzenspalteinstellung ist, müssen die Einstel lungen verhältnismäßig oft vorgenommen werden.

Ferner ist aus der FR PS 5 67 069 eine Mahlvorrich tung bekannt, bei welcher das Mahlgut über einei Trichter und ein Verbindungsstück in Form einer For derschnecke der eigentlichen Mahleinrichtung züge führt wird. Ferner ist aus der DT-PS 167 810 ein Fliehkraft-Walzenmühle bekannt, bei welcher zwische

als Mitnehmern ausgebildeten Quersiegen zylindrische Walzen lose eingelegt sind, welche von den mit einer Arbeitswelle verbundenen Querstegen entlang der Gehäusemantel-Innenfläche bewegt werden. Da die Querstege fest und nicht drehbar mit der Antriebswelle verbunden sind, ergeben sich, insbesondere bei den bei derartigen Mahlvorrichtungen üblichen, hohen Drehzahlen, beachtliche Reibungskräfte insbesondere zwischen den Querstegen und den ar. diesen anliegenden, zylindrischen Walzen. Dies führt dann obendrein zu einer stärkeren Abnützung und einem entsprechenden Verschleiß dieser Walzen, was bei der bekannten MahlvorrichtUi/g nicht ausgeglichen werden kann, da die zylindrischen Walzen alle auf derselben Kreisbahn umlaufen. Bei starkem Abrieb und Verschleiß der einzelnen Mahlwalzen wird dann jedoch die Mahlwirkung der gesamten Mahlvorrichtung und damit die Güte des Mahlprodukts erheblich schlechter.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verhältnismäßig preiswerte, einfach gebaute und betriebssichere Mahlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit welcher ohne zusätzliche Einrichtungen zum Einstellen der Spaltbreite und/oder ohne irgendwelche Schab- oder Abstreifeinrichtungen bei hohem Durchsatz fließfähiges Material unterschiedlicher Viskosität in einem einzigen Durchlauf mit gleichbleibend guter Güte insbesondere zu einer Farbpigmentdispersion feinvermahlsn wird. Diese Aufgabe ist bei einer Mahlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnen- jo den Teil dieses Anspruchs gelöst. Weitere Merkmale zur vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung irnd in den Unteransprüchen aufgeführt.

Bei der Mahlvorrichtung gemäß der Erfindung sind, abgesehen von einer oder zwei Mahlwalzen, die übrigen Mahlwalzen frei. d. h. ohne irgendeine zusätzliche Lagerung, in dem Ringkanal zwischen der Antriebswelle und der Gehäuseinnenwand angeordnet und werden von der sich mit hoher Drehzahl drehenden Antriebswelle entlang von kreisförmigen Bahnen mitgenommen.

Auf Grund der Relativbewegung der frei angeordneten Mahlwalzen, welche gleiche oder unterschiedliche Durchmesser haben können, der Welle und der Gehäuseinnenwand ist auf konstruktiv einfache Weise eine gleichbleibend gute Mahl- und Scherwirkung erreicht, so daß das mit der Mahlvorrichtung gemäß der Erfindung erhaltene Mahlprodukt eine immer gleich gute, hohe Qualität aufweist.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Mahlvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt der Mahlvorrichtung in F i g. 1 und

F i g. 3 und 4 entlang der Linie A-A in F i g. 2 Querschnitte von zwei verschiedenen Ausführungsformen einer Mahlvorrichtung gemäß der Erfindung.

In F i g. 1 ist eine Mahlvorrichtung 10 dargestellt, die an einem Rahmen 12 angeordnet ist, an welchem Laufrollen 14 vorgesehen sind. Ein Fülltrichter 16 ist an dem Einlaßende der Vorrichtung angebracht, während am Auslaßende ein Auslaufstutzen 18 angeordnet ist.

Wie am besten aus F i g. 2 zu ersehen ist, weist die Mahlvorrichtung 10 ein zylindrisches Gehäuse 20 auf, das in Längsrichtung an dem Rahmen 12 mittels Trägern 22 befestigt ist. Eine Welle 24 ist konzentrisch in dem Gehäuse angeordnet, wodurch zwischen diesem und der Welle 24 ein Ringkanal 25 gebildet ist. Die Welle erstreckt sich von dem Gehäuse 20 an dessen Auslaßende (links in F ig. 2) und endet kurz vor dem Einlaßende. Der verlängerte Teil der Welle 24 ist in einem Lager 26 gelagert, das sich von dem Rahmen 12 erstreckt. Das Lager 26 ist an einer Platte 28 befestigt und dichtet das offene Auslaßende des Gehäuses 20 ab.

Eine Pumpe 30 an dem Einlaßende des Gehäuses 20 kann das Aufgabegut von dem Fülltrichter 16 durch die Rohrleitung 32 in das Gehäuse 20 pumpen. Ein Verbindungsglied 34 ist mit der Rohrleitung 32 und dem Gehäuse 20 verschraubt, um einen Flüssigkeitsdurchtritt dazwischen zu ermöglichen. Wie am besten aus F i g. 1 ersichtlich ist, wird die Pumpe 30 über eine Antriebskette 36 durch einen Elektromotor 38 an dem Rahmen 12 angetrieben.

Ein zweiter Elektromotor 40 ist an dem anderen Ende des Rahmens 12 angeordnet und kann die Welle 24 über Rollen 42 und 44 und einen Riemen 46 antreiben. Ein zylindrischer Mantel 48 umgibt das Gehäuse 20 und ist an dem Rahmen 12 durch einen Tragarm 49 befestigt, wodurch ein Ringkanal 47 für den Durchtritt von Kühlmitteln entlang dem Gehäuse 20 vorhanden ist. Der Mantel 48 ist an beiden Enden mit Schraubenflanschen 50 und 52 versehen. Der Schraubenflansch 50 ist an einem entsprechenden Schraubenflansch des Verbindungsglieds 34 am Einlaßende des Gehäuses 20 verbunden, während der Schraubenflansch 52 mit einem Flansch 54 verbunden ist, der an dem Gehäuse 20 an dem Auslaßende befestigt ist. Anschlußstutzen 56 sind an Öffnungen des Mantels 48 vorgesehen, um die Zirkulation des Kühlmittels durch den Kanal 47 zu ermöglichen, wie durch die Pfeile 57 in F i g. 2 angedeutet ist.

Der Materialdurchfluß durch die Mahlvorrichtung ist durch Pfeile 59 in F i g. 2 angedeutet. Wie dort gezeigt ist, gelangt die Mischung aus dem Fülltrichter 16 in den Einlaß 31 der Pumpe 30. Sie wird dann durch die Leitung 32 und das Verbindungsglied 34 in das Gehäuse 20 gepumpt, wird durch den Ringkanal 25 zwischen der Welle 24 und der Innenwand des Gehäuses 20 gedrückt, und tritt aus dem Auslaßstutzen 18 am anderen Ende des Gehäuses 20 aus. Der Mahl- und Dispersionsvorgang erfolgt entlang der Länge des Kanals 25 auf Grund der Drehung der Welle 24 in dem Gehäuse 20. Zu diesem Zweck sind eine Anzahl von Mahlgliedern in der Form dünnerer Walzen 58 in Längsrichtung in dem Kanal 25 angeordnet. Die Abmessungen und die Anordnung der Walzen 58 bestimmen die Arbeitsweise und Wirksamkeit des Mahl- und Dispersionsvorganges in dem Kanal 25.

Zwei Ausführungsbeispiele der Anordnung der Mahlwalzen sind in den F i g. 3 und 4 dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3 umfassen die Walzen 58 zwei Sätze von Walzen 60 bzw. 62. Die Walzen 60 haben einen Durchmesser, der praktisch gleich der Breite des Kanals 25 ist und stoßen deshalb sowohl an die Innenwand des Gehäuses 20 als auch an die Außenfläche der Welle 24 an. Die Walzen 62 des zweiten Satzes haben einen beträchtlich kleineren Durchmesser als die Walzen 60 und liegen zwischen aufeinanderfolgenden Walzen 60 in einer aneinander angrenzenden Anordnung. Wie in F i g. 3 dargestellt ist, sind deshalb die Walzen 62 gegen die Welle 24 verkeilt. Jede Walze 60 hat deshalb vier mögliche Mahl- und Scherzwischenflächen, nämlich die Zwischenflächen mit den Walzen 62 auf der einen Seite, die Zwischenflä-

ehe mit der Innenwand des Gehäuses 20 und die Zwischenfläche mit der Oberfläche der Welle 24. Zusätzlich hat jede Walze 62 eine Zwischenfläche mit der Welle 24. Es ist ersichtlich, daß die Abscherwirkung an diesen Zwischenflächen von einer relativen Bewegung der benachbarten Oberflächen abhängt. Wenn die Walzen 60 und 62 alle frei schwimmend in dem Kanal 2.5 angeordnet sind, dienen die Walzen 60 als Walzenlager gegen das Gehäuse 20 und die Welle 24, so daß diese Zwischenflächen keine Scherwirkung liefern.

Um eine relative Bewegung und damit eine Scherwirkung bei allen Zwischenflächen zu bewirken, müssen die Walzen 60 und 62 so betätigt werden, daß eine relative Bewegung entweder zu der Welle 24 oder zu dem Gehäuse 20 erfolgt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden auf die Mahlwalzen solche Kräfte ausgeübt, daß sie in dem Kanal 25 um die Achse der Welle 24 umlaufen, wenn sich die Welle 24 dreht. Die zu diesem Zwecke vorgesehene Einrichtung ist am besten aus F i g. 2 ersichtlich. Eine Anzahl von getrennten Ringlagern 64 sind fest an der Welle 24 angeordnet und erstrecken sich in radialer Richtung von der Welle 24 entlang einem beträchtlichen Abstand in den Kanal 25, wodurch der Kanal 25 in eine Anzahl von in Längsrichtung getrennten Kammern 66 unterteilt wird. F i g. 2 zeigt vier in einem Abstand angeordnete Ringlager 64, welche drei Kammern 66 begrenzen. Es ist jedoch ersichtlich, daß mehr oder weniger Kammern vorgesehen werden können, je nach der gewünschten Arbeitslänge des Gehäuses 20 und der Länge der einzelnen Walzen 58. Die Ringlager 64 sind in einem Abstand von der Innenwand des Gehäuses 20 vorgesehen, um einen kleinen Zwischenraum 67 für den Durchtritt der Mischung von einer Kammer zu der nächsten freizulassen. Die Walzen 58 sind in jeder Kammer angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen von Ringlager zu Ringlager. Jedes Ringlager ist mit zwei Nuten 68 versehen, die jeweils zu der angrenzenden Kammer weisen und vorzugsweise gegeneinander um 180° versetzt sind. Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3 sind zwei der größeren Walzen 60, die um 180° in jeder Kammer versetzt sind, länger als die anderen Walzen und sind mit ihren Enden drehbar in den Nuten 68 der Ringlager 64 gelagert, welche die Kammern 66 begrenzen. Eine derartige Walze 70 ist in jeder der drei Kammern 66 in F i g. 2 dargestellt. Wenn deshalb die Welle 24 mit hoher Drehzahl durch den Motor 40 angetrieben wird, können die Walzen 70 alle Mahlwalzen 60 und 62 entlang eines kreisförmigen Wegs in dem Ringkanal 25 mit der Umfangsgeschwindigkeit der Welle 24 antreiben. Das Aufgabegut wird deshalb stark durchmischt, zermahlen und einer Scherwirkung ausgesetzt, wenn es durch den Kanal 25 gepumpt wird. Dies wird als Folge des Reibungs- und Trägheitswiderstands des Aufgabeguts gegenüber der Bewegung der Walzen in dem Kanal 25 erreicht. Während das flüssige Aufgabegut in einem gewissen Ausmaß entlang einem ringförmigen Weg um den Kanal 25 in den Zwischenräumen 72 zwischen aufeinanderfolgenden Walzen 60 und Zwischenräumen 73 zwischen Walzen 60 und 62 getragen wird, bewirkt die Trägheitskraft der Flüssigkeit, daß diese durch die kleinen Spielräume an den Zwischenflächen zwischen den Walzen 60 und 62, den Walzen 60 und dem Gehäuse 20, den Walzen 60 und der Welle 24, und den Walzen 62 an der Welle 24 hindurchgezogen wird. Wenn sich die Walzen 60 entlang der Innenwand des Gehäuses 20 bewegen, wird eine Drehbewegung auf diejenigen Walzen (vorzugsweise auch auf die Walzen

70) ausgeübt, und zwar an ihrer Zwischenfläche mit dem Gehäuse. Wenn die Welle 24 im Uhrzeigersinne angetrieben wird, versuchen die Walzen 60 sich im entgegengesetzten Uhrzeigersinne zu drehen, während sie gleichzeitig um die Achse der Welle 24 umlaufen. Die Oberfläche der Welle 24 verursacht jedoch einen Reibungswiderstand gegen diese Drehbewegung. Da alle Walzen in dem Kanal 25 frei drehbar sind, werden die Walzen 60 auf eine Drehgeschwindigkeit stabilisiert, so

ίο daß eine Relativbewegung sowohl an den Zwischenflächen des Gehäuses als auch der Welle vorhanden ist. Andererseits versuchen die Walzen 62 sich im Uhrzeigersinne wegen der Reibungskräfte zu drehen, die durch die Walzen 60 auf beiden Seiten davon als Folge der Drehung im entgegengesetzten Uhrzeigersinne ausgeübt werden. Auch hier wird ein Reibungswiderstand entgegen der Drehung im Uhrzeigersinne der Walzen 62 durch die Welle 24 bewirkt. Als Folge davon werden die Walzen 62 bei einer Drehgeschwindigkeit stabilisiert, so daß eine Relativbewegung an der WeI-lenzwischenfläche und der Zwischenfläche mit den angrenzenden Walzen 60 auftritt. Daraus ist ersichtlich, daß das fließfähige Aufgabegut, das durch die Zwischenräume im Bereich der genannten Zwischenflächen hindurchgezogen wird, starken Scherkräften wie bei Walzenmühlen ausgesetzt wird. Im Gegensatz zu üblichen Walzenmühlen wird jedoch bei der Mahlvorrichtung gemäß der Erfindung das Aufgabegut durch die Zwischenräume im Bereich dieser Zwischenflächen mit hohen Geschwindigkeiten auf Grund der Trägheit des Aufgabeguts selbst hindurchgedrückt.

Die resultierende Mahlwirkung und Scherwirkung wird am besten erläutert im Hinblick auf die relative Bewegung der Flüssigkeit, der Walzen, des Gehäuses und der Welle. Wenn man zum Zwecke der Erläuterung die Trägheit der Flüssigkeit außer acht läßt, würde die Drehung der Walzen 60 im entgegengesetzten Uhrzeigersinne normalerweise dazu führen, daß Flüssigkeit in einer Richtung im entgegengesetzten Uhrzeigersinne durch die Zwischenflächen mit dem Gehäuse 20, der Welle 24 und den Walzen 62 abgezogen wird. In entsprechender Weise würde die Drehung der Walzen 62 im Uhrzeigersinne normalerweise dazu führen, daß Flüssigkeit im Uhrzeigersinne durch die Zwischenflä-

chen mit den Walzen 60 und der Welle 24 zirkuliert wird. Deshalb könnte die Flüssigkeit in dem Zwischenraum 73 in zwei verschiedenen Richtungen relativ zu der Achse der Welle 24 abgezogen werden, nämlich im entgegengesetzten Uhrzeigersinne durch den Spalt

zwischen der Walze 60 und dem Gehäuse 20 in den nächsten Zwischenraum 73, sowie im Uhrzeigersinne durch den Zwischenraum zwischen der Walze 60 und der Walze 62 in den Zwischenraum 72. Die Flüssigkeit in dem Zwischenraum 72 könnte in entsprechender

Weise in zwei unterschiedlichen Richtungen abgezogen werden, nämlich im Uhrzeigersinne durch den Zwischenraum zwischen der Walze 60 und der Welle 24 in den nächsten Zwischenraum 73 auf der einen Seite, sowie im entgegengesetzten Uhrzeigersinne durch den

Zwischenraum zwischen der Walze 62 und der Welle 24 in den nächsten Zwischenraum 72 auf der anderen Seite. Es ist ersichtlich, daß bei dieser Mahlvorrichtung der genannten Flüssigkeitsströmung die Trägheit der Flüssigkeit im Bezug auf die Drehung der Welle 24 im

Uhrzeigersinne und die Drehung der Walzen 60 und 62 in dem Kanal 25 im Uhrzeigersinne überlagert ist Die resultierende Strömung beim Mahl- und Dispersionsverfahren ist nicht genau bekannt, obwohl angcnom-

men werden kann, daß bei hohen Drehzahlen die Mischung unter starker Belastung und mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten durch alle Zwischenflächen in einer Richtung im entgegengesetzten Uhrzeigersinne gedrückt wird (unter der Annahme, daß die Welle 24 im Uhrzeigersinne angetrieben wird), so daß sich äußerst große Abscher- und Mahlkräfte auf die Mischung ergeben. Weil die Flüssigkeit kontinuierlich in den Kanal 25 eingepumpt wird, werden die Räume 72 und 73 ferner dadurch vollständig ausgefüllt. Deshalb wird die dispergierte Mischung weiter in den Räumen 72 und 73 vermischt, nach jedem Durchgang durch eine Zwischenfläche, in der eine Scherwirkung auftritt.

Große Teilchen können in den Räumen 72 und 73 bleiben, bis sie durch die Turbulenz auf Grund der hohen Strömungsgeschwindigkeit aufgebrochen werden, die in diesen Räumen erzeugt wird. Ferner werden diejenigen großen Teilchen, die durch eine Zwischenfläche eingezogen werden, danach in flüssiger Form in der gesamten Mischung dispergiert. Deshalb werden lokale trockene und zusammengedrückte Massen vollständig vermieden.

Wenn die Walzen 60 und 62 in der in F i g. 3 dargestellten Weise angrenzend angeordnet werden, sind die kleineren Walzen 62 gegen die Welle 24 durch die größeren Walzen 60 verteilt, trotz der Zentrifugalkräfte, welche diese nach außen gegen die Innenwand des Gehäuses 20 drücken. Wenn jedoch die Zwischenräume groß sind (entweder von Anfang an oder auf Grund einer beträchtlichen Abnutzung), können die Walzen 62 nach außen zu der Innenwand des Gehäuses 20 verlagert werden. Deshalb kann es wünschenswert sein, Ringlager 64 mit einem unterschnittenen Teil (nicht dargestellt) angrenzend an die W^He 24 auszubilden, wodurch die Walzen 62 aufgenommen und anstoßend an die Welle 24 gehalten werden können. Wenn diese Maßnahme Verwendung findet, sollten die Walzen 62 langer als die Walzen 60 sein, damit sie an beiden Enden in den unterschnittenen Teilen der Ringlager 64 aufgenommen werden.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine ähnliche Arbeitsweise wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3. Auch hier sind zwei Sätze von Walzen in dem Kanal 25 aneinander angrenzend schwimmend gelagert Der erste Satz von Walzen 74, der jede zweite Walze umfaßt, liegt im wesentlichen an der Innenwand des Gehäuses 20 an, während der zweite Satz von Walzen 76 an die Welle 24 anstoßend angeordnet ist Die Durchmesser aller Walzen sind beträchtlich kleiner als die Breite des Kanals 24, wodurch Räume 78 und 80 angrenzend an das Gehäuse 20 bzw. an die Welle 24 begrenzt werden. In F i g. 4 haben alle Walzen denselben Durchmesser, obwohl zu beachten ist, daß bei anderen Ausführungsbeispielen unterschiedliche Durchmesser der Walzen vorgesehen werden können.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3 sind zwei um 180° versetzte Walzen mit der Welle 24 in Nuten 68 der Ringlager 64 verankert Wenn die Welle 24 im Uhrzeigersinne angetrieben wird, werden die äußeren Walzen 74 auf Grund ihres Reibungseingriffs mit der Innenwand des Gehäuses 20 im entgegengesetzten Uhrzeigersinne gedreht. Deshalb werden die Walzen 76 des inneren Satzes im Uhrzeigersinne gedreht. Diese Drehung erfolgt jedoch mit einer etwas geringeren Geschwindigkeit als diejenige der Walzen 74, wegen des Reibungswiderstands an der Zwischenfiäche mit der Welle 24. Die Abscher- und Mahlwirkung tritt deshalb an der Zwischenfläche zwischen den Walzen 74 und 76, zwischen den Walzen 74 und der Innenwand des Gehäuses 20 und zwischen den Walzen 76 und der Welle 24 auf. Die Mischung wird deshalb aufeinanderfolgend abgeschert und zermahlen in den vorhergehenden Zwischenflächen, während eine Mischung und Dispersion in den Räumen 78 und 80 wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3 erfolgt.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Mischung zwangsläufig in axialer Richtung entlang dem Kanal 25 transportiert, während gleichzeitig eine Durchmischung, Dispersion und Zermahlung durch die Walzen 58 erfolgt. Die Qualität der Dispersion ist von den Eigenschaften des Aufgabeguts, der Drehzahl der Welle 24, der Spaltgröße an den verschiedenen Zwischenflächen und dem Durchmesser und der wirksamen Länge des Ringkanals 25 abhängig. ILs wurde festgestellt, daß eine typische Mahlvorrichtung dieser Art einen Ausstoß von etwa 450 kg pro Stunde haben kann, wenn beispielsweise eine fertige lithographische Druckfarbe guter Qualität hergestellt werden soll, wobei eine Drehzahl der Welle von etwa 1000 Umdrehungen pro Minute Verwendung findet und von einem lithographischen Ausgangsmaterial mit mittlerer Festkörpergröße ausgegangen wird. Die Teilchengröße und der Glanz der fertigen Druckfarbe entspricht zumindest der Qualität, die mit üblichen Walzenmühlen erzielt werden kann, wenn bei diesen drei oder mehr Durchgänge erfolgen.

Wie durch die Pfeile 59 in F i g. 2 dargestellt ist, tritt das Endprodukt aus dem Gehäuse 20 durch den Auslaßstutzen 18 aus. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der Aufgabemischung kann die fertige Dispersion als viskose Flüssigkeit oder in der Form trockener dünner Schabsc! austreten. Ein Abstreifer ist nicht erforderlich, weil die Mischung kontinuierlich durch das Gehäuse 20 gepumpt wird und allenfalls eine sehr geringe Materialmenge an der Welle, dem Gehäuse oder den Mahlwalzen anhaftet. Deshalb enthält das fertige Produkt höchstens eine geringe Verunreinigung in der Form von abgeriebenem Stahl.

Wenn die Welle 24 mit sehr hohen Umdrehungszahlen angetrieben wird, ist es zweckmäßig, eine Kühlleitung durch das Zentrum der Welle 24 vorzusehen, um die erzeugte Wärme durch eine zusätzliche Kühlmittelströmung ableiten zu können.

Die beschriebene Mahlvorrichtung kann verhältnismäßig billig hergestellt und unterhalten werden und is auch einfach in der Bedienung. Sie ist zur Herstellung von sehr gleichmäßigen, nicht verunreinigten Disper sionen hoher Qualität von unterschiedlichen Druckfar ben, Pigmenten oder anderen Mischungen bei lediglicl einem einzigen Durchgang geeignet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 609 621/190

Claims (4)

Patentansprüche: 21

1. Mahlvorrichtung zum Feinvermahlen fließfähigen Materials, insbesondere zum Herstellen von Farbpigmentdispersion, mit einem liegenden Gehäuse, dem einerends das Material mittels einer Fördereinrichtung zugeführt und anderenends entnommen wird, mit einer im Gehäuse konzentrisch angeordneten, umlaufend angetriebenen Welle und mit mehreren in dem zwischen Gehäuse und Welle ausgebildeten Ringkanal vorgesehenen, von der Welle mit gleicher Umlaufzahl angetriebenen und mit der Gehäuseinnenwand bzw. der Wellenoberfläche zusammenwirkenden Mahlwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlwalzen (60, 62; 74, 76) aneinandergrenzend angeordnet sind, so daß jede Mahlwalze mit zwei benachbarten in Berührung steht, und daß nur ein Teil der Mahlwalzen (70) beiderends mit der Welle (24) drehbar gekuppelt ist.

2. Mahlvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (72: 78) und die Mahlwalzen (60, 62; 74. 76) in axialer Richtung gleichbleibende Querschnitte aufweisen.

3. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite (60) der Mahlwalzen (60, 62) einen der Ringkanalweite (72) entsprechenden Durchmesser hat. und die dazwischenliegenden, an der Welle (24) angrenzenden Mahlwalzen (62) einen beträchtlich kleineren Durchmesser aufweisen.

4. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser aller Mahlwalzen (74, 76) untereinander gleich und kleiner ist als die Ringkanalweite (78) und daß die Mahlwalzen (74, 76) abwechselnd an der Gehäuseinnenwand (20) und der Welle (24) angrenzen.