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Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit einem auf-
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recht stehenden Mahlbehälter, einem darin mit im wesentlichen vertikaler
Drehachse angeordneten Rotor, einem neben dem Mahlbehälter angeordneten Motor, welcher
vorzugsweise über eine Turbokupplung und über Keilriemen den Rotor antreibt.
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Ein erhebliches Problem bei derartigen Rührwerksmühlen stellt die
große Lärmbelastung dar, welche u.a. dadurch bedingt ist, daß die Erschütterungen
des Mahlbehälters und des Rotors auf den Ständer und die umgebenden Gebäudeteile
übertragen werden Zur Aufnahme dieser Erschütterungen ist es außerdem erforderlich,
den Ständer sehr schwergewichtig und stabil auszubilden.
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Auch müssen die für die einzelnen drehenden Teile vorgesehenen Lager
entsprechend stabil ausgebildet werden.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Rührwerksmühle
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche eine leichtere Ständerkonstruktion
ermöglicht, gleichwohl eine geringere Lärmbelastung für die Umgebung darstellt und
bei der überdies die Lager des Rotors und des Motors sowohl während des Betriebes
als auch während des Transports der Mühle weitestgehend geschont werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Rotor im
Mahlbehälter drehgelagert ist und der Mahlbehälter an einem Ständer in Vertikalrichtung
und in Richtung der Zugkraft des Keilriemens elastisch gelagert ist. Erfindungsgemäß
stellen also der Rotor und der Mahlbehälter ein einheitlich handhabbares Bauteil
dar, da die Rotorlagerung vollständig im Mahlbehälter integriert ist. Dies ist sowohl
bei Rührwerksmühlen mit Standrohr als auch bei solchen mit durch einen Zylinder
und Kolben veränderbaren Mahivolumen möglich.
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Insbesondere wird die Erfindung bei Rührwerksl--Lugelmühlen
verwendet,
wo der Mahlbehälter mit Mahlkörpern gefüllt ist.
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Hierbei sind die Belastung der Ständerkonstruktion und die Lärmbelastung
besonders ausgeprägt.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung werden die durch das Drehen
des Rotors im Mahlbehälter auftretenden Schwingungen weitgehend vom Ständer und
damit von der Umgebung ferngehalten. Es ergibt sich somit eine wesentlich geringere
Lärmbelastung.
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Auch kann die Ständerkonstruktion wesentlich leichter sein, da auch
der Ständer durch den Mahlbehälter gedämpft wird.
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Auch werden durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Lager im Mahlbehälter,
des Motors und der Turbokupplung während des Betriebes und des Transportes geschont.
Es ist beispielsweise möglich, den Ständer aus 4-mm-Blech herzustellen. Die Riemenspannung
wird erfindungsgemäß auf ca. 7000 N eingestellt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das untere Ende des Mahlbehälters
bzw. der unter ihm befindlichen Aggregate über ein elastisches Lager an der Bodenplatte
des Ständers abgestützt ist. Das Lager kann das untere Ende des Mahlbehälters auch
in seitlichen Richtungen federnd halten, so daß eine Vertikalführung des unteren
Endes entbehrlich ist.
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Die Produktzufuhrleitung kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform
durch das untere Lager hindurchgeführt sein.
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Besonders vorteilhaft ist das untere Lager als Ring mit vertikaler
Achse ausgebildet. Vorzugsweise besteht dieser Ring aus Gummimaterial. Auch alle
übrigen elastischen Elemente beim Erfindungsgegenstand sind vorteilhafterweise aus
Gummimaterial hergestellt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das untere Lager höhenverstellbar
an der Bodenplatte angebracht ist. Auf diese
Weise kann die relative
Höhe zwischen Ständer und Mahlbehälter exakt eingeregelt werden.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Bodenplatte in einem deutlichen
Abstand von dem unteren Lager bezüglich der Ebene des Keilriemenzuges höhenverstellbar
an der Unterlage abgestützt ist. Hierdurch kann auch die Neigung der vertikalen
Achse des Mahlbehälters relativ zur Unterlage exakt eingestellt werden.
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Zur Verwirklichung der Lagerung in Richtung der Zugkraft des Keilriemens
ist nach einer vorteilhaften Ausführungsform zwischen dem oberen Ende des Mahlbehälters
und dem bis zu dieser Höhe reichenden Ständer eine federnde Lagerung angeordnet,
welche zweckmäßig lediglich in der Ebene des Keilriemens, praktisch nicht jedoch
senkrecht dazu wirksam ist. Die vertikale federnde Abstützung soll ja durch das
untere federnde Lager übernommen werden.
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Eine praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß sich
vom Ständer zu den beiden Seiten des Mahlbehälters starre Tragarme erstrecken, welche
jeweils ein elastisches Lager für den Mahlbehälter tragen. Dieses besteht zweckmäßig
aus einem elastischen Zylinder, der außen und innen mit jeweils einem Tragring fest
verbunden ist, von denen der äußere am Tragarm, der innere am Mahlbehälter befestigt
ist. Der innere Tragring ist vorteilhafterweise an seiner dem Mahlbehälter zugewandten
Seite mit einem oder mehreren Nocken versehen, die in einer vertikalen Nut des Mahlbehälters
vertikal verschiebbar geführt sind.
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Zur Befestigung des Lagers am Behälter kann ein mit Spiel durch den
inneren Tragring geführter Bolzen den inneren Tragring gegen die Nut drücken.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn auch der Motor elastisch am Ständer
gelagert ist. Hierzu kann der Motor in Höhe des Austritts der Antriebswelle an einem
Motorträger angeflanscht sein, welcher seinerseits elastisch am Ständer gelagert
ist.
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Zwischen Motorträger und Ständer sind dabei bevorzugt elastische Polster
angeordnet. Zusätzlich kann der Motorträger durch Schrauben gesichert sein, welche
jedoch so anzuordnen sind, daß sie das Federn des Motorträgers relativ zum Ständer
während des Betriebs nicht behindern.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Motorträger entgegen der Zugkraft
des gespannten Keilriemens durch eine am Ständer abgestützte Spannvorrichtung spannbar
ist, welche ihrerseits elastisch am Ständer gelagert sein soll und insbesondere
eine pneumatische Kolben-Zylinder-Anordnung ist. Durch diese Spannvorrichtung kann
die Riemenspannung in der Größenordnung von 7000 N aufgebracht werden. Die elastischen
Elemente für die Spannvorrichtung erstrecken sich zweckmäßigerweise zwischen einer
der vertikalen Seitenwände des Ständers und einer vertikal stehenden Platte der
Spannvorrichtung, so daß sie lediglich horizontale Druckkräfte aufzunehmen haben.
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Durch die Spannvorrichtung werden die Gummielemente zwischen dem Motor
bzw. Motorträger und Ständer gegen seitliche Verspannung geschützt. Außerdem macht
eine pneumatische Spannvorrichtung ein Nachspannen des Keilriemens entbehrlich.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Ansprüche 21-24
definiert.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt: Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Pührwerksmühle Figur 2 einen vergrößerten schematischen
Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,
Figur 3 eine sehr schematische
Draufsicht der erfindungsgemäßen Mühle zur Veranschaulichung einer besonders bevorzugten
Anordnung der Spannvorrichtung, Figur 4 ein Kräfteparallelogramm zur Veranschaulichung
der Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 3, Figur 5 eine schematische Schnittansicht
senkrecht zur Achse des Mahlbehälters mit darum herumgelegten Schalldämmschalen
und Figur 6 eine vergrößerte Axialschnittansicht des unteren Lagers des Mahlbehälters.
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Nach Fig. 1 ist auf einer Unterlage 18, beispielsweise dem Boden eines
Raumes die Bodenplatte 13' eines Mühlenständers 13 horizontal angeordnet. Die Bodenplatte
131 kann durch ein oder mehrere Stellschrauben 33 in ihrer Neigung relativ zur Unterlage
18 in gewissem Umfang verstellt werden, um eine exakte Horizontalstellung zu erreichen.
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Auf der Bodenplatte 13' ist der eigentliche Ständer 13 befestigt,
welcher jedoch auf der in Fig. 1 linken Seite einen Unterbringungsraum 34 für den
Mahlbehälter 11 aufweist.
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Der Mahlbehälter 11 ist vertikal angeordnet und enthält den gestrichelt
angedeuteten Rotor 12, welcher über eine Riemenscheibe 35 und einen Keilriemen 14
von der Riemenscheibe 36 eines Motors 28 angetrieben wird. Erfindungsgemäß sind
der Rotor 12 und die Riemenscheibe 35 ausschließlich in dem Mahlbehälter 11 drehgelagert.
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Der Mahlbehälter 11 ist lediglich an drei Stellen am Ständer 13 gelagert.
Das an seinem unteren Ende vorgesehene Standrohr 11' liegt nach Fig. 1 und 6 mit
seinem unteren Ende auf einem elastischen Gummilager 15 auf, das über eine Höhenverstellvorrichtung
17 in der Bodenplatte 13' angeordnet ist. Ein das elastische Lager 15 mit radialem
Abstand umgebender Ringflansch
37 der Bodenplatte 13' bzw. eines
mit ihr verbundenen Sockels 13" greift ohne Berührung und mit geringem Abstand A
von den Wänden des Standrohres 11' in einen Hohlraum 38 ein, in dem auch das elastische
Gummilager 15 untergebracht ist.
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Ein zentraler Zapfen 39, der durch einen 0-Ring 39' abgedichtet ist,
fixiert das Lager 15 in dem Standrohr 11'. Durch den Spalt A wird eine Labyrinthdichtung
verbunden mit einer seitlichen Wegbegrenzung geschaffen. Im übrigen dichtet der
0-Ring 39' das untere Lager gegen das Eindringen von Flüssigkeiten ab. Die Ausbildung
nach Fig. 6 hat auch den Vorteil, daß im Fall einer Beschädigung des elastischen
Lagers 15 beispielsweise durch chemische Reinigungsflüssigkeiten nach wie vor noch
ein sicherer Halt des Mahlbehälters 11 gewährleistet ist, weil die unteren Ränder
des Standrohres 11' den Flansch 37 allseits mit dem geringen Abstand A umgreifen.
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Das Lager 15 stützt also den Mahlbehälter 11 in vertikaler Richtung
federnd ab. -Auch in seitlicher Richtung wird das untere Ende des Standrohres 11
' in erster Linie von dem Lager 15 abgestützt, während der Ringflansch 37 mit den
umgebenden Wänden des Standrohres 11' normalerweise nicht in Berührung kommt.
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Die am Standrohr 11 1 auftretenden Schwingungen werden also vor dem
übertreten in die Bodenplatte 13' durch das elastische Lager 15 gedämpft.
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Statt des Zapfens 39 kann auch ein Produktzufuhrrohr 16 durch das
elastische Lager 15 konzentrisch hindurchgeführt sein, um eine einfache Einführung
des das Mahlgut enthaltenden Fluids zu ermöglichen. Allerdings muß die Zufuhrleitung
zumindest im Bereich des Übertritts von der Bodenplatte 13' in das Standrohr 11'
ihrerseits elastisch ausgebildet sein.
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Die obere elastische Lagerung 19 des Mahlbehälters 11 wird nun anhand
der Fig. 1 und 2 beschrieben. Von dem oberen Ende des Ständers 13 erstrecken sich
nach oben und unten elastisch federnde Tragarme 20 zu den beiden Seiten des oberen
Endes des Mahlbehälters 11. Sie sind dort mit Tragringen 22 verbunden, an welche
sich nach innen eine mit ihnen fest verbundene Gummibuchse 21 anschließt, welche
das eigentliche Federungselement darstellt.
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Am inneren Umfang der Gummibuchse 21 ist ein weiterer Tragring 23
beispielsweise ebenfalls anvulkanisiert, welcher im Gleitsitz auf einer Metallhülse
51 von gleicher Länge angeordnet ist.
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Die Metallhülse 51 ist auf ihrer dem Mahlbehälter 11 zugewandten Seite
mit einem oder mehreren, einen vertikalen Abstand aufweisenden Nocken 25 fest verbunden.
Diese Nocken greifen im Paßsitz in vertikale Nuten 24 an der Außenwand des Mahlbehälters
11 ein, so daß die Hülse 51 am Mahlbehälter 11 in einer horizontalen Ebene formschlüssig
angebracht werden kann.
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Um die Nocken 25 der Hülse 51 in festem Eingriff mit der Nut 24 zu
halten, durchgreift ein Bolzen 27 mit radialem Spiel 26 die Hülse 51 konzentrisch
und ist in den Mahlbehälter 11 eingeschraubt.
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Eine Stützscheibe 40 wird durch den Kopf des Bolzens 27 gegen die
äußere Stirnfläche der Hülse 51 gedrückt. Die Stützscheibe 40 steht allseits etwas
radial über die Hülse 51 und den inneren Tragring 23 vor, damit eine Uberdeckung
der Stützscheibe 40 bei einer radialen Verschiebung der Bolzenachse innerhalb der
Hülse 51 zum Ausgleich von Toleranzen bei der Höhenverstellung gewährleistet bleibt.
Der Druck wird so bemessen, daß die Hülse 51 am Mahlbehälter 11 festgeklemmt wird
und sich in vertikaler Richtung nicht verschieben kann.
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Nach Fig. 1 ist der nach unten hängende Motor 28 von unten an einen
Motorträger 29 angeflanscht, der über elastische Polster 30 am Ständer 13 abgestützt
ist. Eine Sicherungsschraube 31 sichert den Motorträger 29 am Ständer 13. In dieser
Weise sind sämtliche elastische Lagerungen für den Fall gesichert, daß im Falle
von Beschädigungen der Gummielemente durch chemische oder
mechanische
Einflüsse eine Sicherungshalterung erforderlich ist, damit keine Gefahr für Personen
besteht bzw. die Maschine nicht beschädigt wird.
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Um die Spannkraft des aus mehreren Einzelriemen bestehenden Keilriemens
14 von den elastischen Polstern, welche wieder Gummielemente sind, fernzuhalten,
ist erfindungsgemäß der Motorträger 29 über einen Stößel 41 mit einer Spannvorrichtung
32 verbunden, die an der rechten Seitenwand des Ständers 13 über elastische Polster
42 abgestützt ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Spannvorrichtung 32 um eine
pneumatische Kolben-Zylinder-Anordnung, welche beispielsweise eine Kraft von 7000
N auf den Motorträger 29 überträgt und dementsprechend den Keilriemen 14 spannt.
Der Stößel 41 soll in Richtung der Wirklinie der vom Keilriemen 14 ausgeübten Zugkraft
liegen. Die Polster 42 nehmen die Zugkräfte des Keilriemens 14 auf und übertragen
sie als Druckkräfte auf die Seitenwand des Ständers 13. Die Polster 42 erstrecken
sich symmetrisch oder als Ring um den Stößel 41 herum.
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Insgesamt schafft die Erfindung gefesselten Zweistassen-Schwinger,
was zu einer sehr starken Geräuschminderung führt und eine leichtere Ständerkonstruktion
ermöglicht. Das Geräusch einer erfindungsgemäß ausgebildeten Rührwerkskugelmühle
kann so z.B.
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auf 80 dB herabgesetzt werden.
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In Fig. 1 sind außerdem noch die zwischen Motor und Riemenscheibe
36 geschaltete Turbokupplung 43 sowie die Zu- und Ableitungen 44 für das Kühlmittel
dargestellt. Hauben 45, 46 decken insbesondere die bewegten Teile nach außen ab.
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Nach Fig. 2 steht der äußere Tragring 22 axial etwas über die Gummibuchse
21 vor und nimmt dort eine Kappe 50 auf, die die Lagerung gegen äußere Einflüsse
schützt.
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Nach den Fig. 3 und 4 ist die Achse 47 der Spannvorrichtung 32 so
geneigt zur Verbindungslinie der Achsen 48, 49 der beiden Riemenscheiben 35,36 angeordnet,
daß bei 80 % der Motornennleistung keine Drehmomente durch die Motorfederelemente
aufzunehmen sind. Dadurch sind diese Federelemente während der häufigsten Betriebsbelastung
nicht unnötig verspannt und können wesentlich besser dämpfen.
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Fig. 4 veranschaulicht, wie die unterschiedlichen Riemenspannungen
Z1 und Z2 bei Annahme der Drehrichtung D zu einer resultierenden Spannkraft R führen,
die gegenüber der Verbindungslinie 48-49 geneigt ist. Die von der Spannvorrichtung
32 ausgeübte Gegenkraft R' soll mit R ausgerichtet sein.
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Nach den Fig. 1 und 5 sind am Mahlbehälter 11 weiter zwei Halbschalen
52 aus schalldämmendem Material mit Schnellverschlüssen 54 befestigt. Die Schnellverschlüsse
sind ebenfalls gegen Schallabstrahlung dadurch abgedichtet, daß zwischen den Halbschalen
Dichtungen 53 geklemmt sind. Durch diese Schalldämmung kann das unangenehme Geräusch
der Kugeln (Frequenz ca. 6000 Hz) zusätzlich besonders stark gemindert werden.
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Der Elastizitätsmodul der einzelnen Gummielemente ist erfindungsgemäß
so gewählt, daß die Eigenschwingungszahlen beim Mahlbehälter 11 und beim Motor 28
mindestens um + 10 % von der Haupterregerfrequenz entfernt sind, welche durch die
Drehzahl gegeben ist.
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Während es erfindungsgemäß also darauf ankommt, von dieser Haupterregerfrequenz
möglichst weit weg zu kommen, ist man bei den bekannten Schwingmühlen bemüht, nahe
bei dieser Eigenfrequenz zu fahren.
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Anstelle von gewöhnlichem Gummi kann für die elastischen Lagerelemente
auch jeder andere elastische und chemisch beständige Werkstoff wie Nitril, Neopren
oder Polyurethan verwendet werden.
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Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß der Mahlbehälter
aufgrund seiner einfachen mechanischen Befestigung am Ständer 13 sehr schnell ausar?-wechselt
werden
kann. Zur Auswechslung brauchen lediglich die beiden Bolzen 27 herausgedreht zu
werden.
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Die Höhenverstellvorrichtung 17 nach Fig. 6 funktioniert so, daß eine
durch einen Verdrehsicherungsstift 55 gegen Verdrehung gesicherte Nutmutter 57 von
einem Gewindezapfen 56 durchgriffen wird, der koaxial mit dem elastischen Federlager
15 verbunden ist. Die Höhenverstellung kann einfach durch Drehen des elastischen
Lagers 15 erfolgen.