DE3318312C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Rührwerksmühle mit Produktzufuhr am Boden des vertikal angeordneten Stators (DE-OS 22 40 751) erstreckt sich ein Rohr durch eine Gleitöffnung des Kolbens bis dicht unter den Rotor, wo es mittels radialer Speichen am Stator befestigt sein kann. Der Kolben kann aufgrund einer Beauf­ schlagung durch ein Druckmittel an dem Produktzufuhrrohr auf- und abgleiten, wodurch das Mahlkörpervolumen im Mahlraum zwischen den Zylinderflächen des Stators und Rotors verändert werden kann. Nachteilig an dieser bekannten Rührwerksmühle ist, daß unterhalb der Rohrmündung ein toter Raum vorliegt, in dem sich zu vermahlendes Produkt und Mahlkugeln sammeln und so nicht am Mahlprozeß beteiligt werden. Auch wird das in den Mahlraum vorstehende Rohr erheblich belastet. Die Be­ seitigung von Verklumpungen nach einer Betriebspause ist wegen der hohen Anordnung der Rohrmündung schwierig.

Weiter ist bereits eine Rührwerksmühle bekannt (DE-PS 20 51 003), bei der an dem Boden des Stators ein Zylinder mit verringertem Durchmesser anschließt, in dem ein vertikal bewegbarer Kolben angeordnet ist. Die Produktzufuhr befindet sich oberhalb der Mündung des Zylinders im Mahlraum. Auch bei dieser bekannten Rührwerksmühle liegt somit im Bodenbereich des Mahlbehälters ein Rotorraum vor, innerhalb dessen die Mahlkugeln im allge­ meinen unbewegt bleiben. Von der Geometrie her wird bei dieser bekannten Mühle die Fließfähigkeit des Mahlprodukt-Mahlkugel- Gemisches vorausgesetzt, so daß ein ausgetrocknetes Mahl­ produkt-Mahlkugel-Paket nur schlecht aufgelöst werden kann. Die Zufuhr frischen Mahlgutes ist für diese Auflösung nicht geeignet, weil der Zylinder, wie gesagt, einen Totraum bildet.

Auch ist bereits eine Rührwerksmühle bekannt (DE-OS 28 32 903), bei der der Verdrängungskolben dadurch mit der Einlaß-Trenn­ vorrichtung kombiniert ist, daß zwischen dem Kolben und der Behälterwand ein Radialspalt vorgesehen oder der Kolben selbst als Axialsieb ausgebildet ist. Diese Trennvorrichtungen verhindern ein Austreten der Mahlkörper aus der Rührwerks­ mühle, sofern der Radialspalt bzw. die Öffnungen des Axial­ siebes kleiner als die Mahlkörper sind. Dies bedingt aber andererseits wieder eine erhebliche Verstopfungsgefahr im Bereich des Radialspaltes bzw. der Durchlaßöffnungen des Verdrängerkolbens.

Es ist zwar nun schon bekannt (DE-OS 23 60 920), die Trennung von Mahlgut und Mahlkörpern am Einlaß durch ein von einer Bodenöffnung des Behälters abzweigendes Schwanenhalsrohr zu vollziehen; die Anwendung dieser Trennmethode bei der Rühr­ werksmühle nach der DE-OS 28 32 903 würde aber zum Eintreten von Mahlkörpern in den Raum unterhalb des Verdrängerkolbens führen und dessen Funktion behindern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Rührwerksmühle der eingangs genannten Gattung zu schaf­ fen, bei der die Vorteile des Mahlprodukteinlasses an der dem Mahlraum zugewandten Oberfläche des Verdrängerkolbens er­ halten bleiben, ohne daß beim Durchgang des Mahlproduktes durch den Kolben hindurch Verstopfungsprobleme auftreten oder Mahlkörper in den Raum auf der vom Mahlraum abgewandten Seite des Kolbens eintreten können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeich­ nenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Aufgrund dieser Ausbildung tritt das Mahlprodukt ohne die Ge­ fahr eines Eindringens von Mahlkörpern in den Zylinderraum an der vom Mahlraum abgewandten Seite des Kolbens stets an der dem Mahlraum zugewandten Oberfläche des Kolbens aus bzw. ein.

Es werden somit Toträume im Einlaßbereich des Mahlbehäl­ ters ebenso vermieden, wie Probleme mit dem Verklumpen von Material nach längeren Betriebspausen, ohne daß eine Ver­ stopfungsgefahr im laufenden Betrieb hingenommen werden muß.

Dabei ist es an sich gleichgültig, wie der Kolben im einzel­ nen aufgebaut bzw. betätigt wird. Üblicherweise besitzen der­ artige Kolben zur besseren Führung eine Kolbenstange, doch ist auch ein relativ dicker Kolben ohne eine solche Stange aufgrund seiner eigenen Länge gegebenenfalls ebenso gut ge­ führt. Die Betätigung kann in der bekannten Weise in einer Richtung über ein Druckmittel, in der anderen Richtung über eine Rückholfeder oder auch über eine weitere Kolbenfläche erfolgen. Die den Kolben durchziehende Öffnung braucht auch im Bereiche ihrer in den Mahlraum führenden Mündung nicht unbedingt gleichachsig mit dem Kolben sein, sondern es kann die Mündung beispielsweise auch durch Stege unterteilt sein, wobei einer Lösung der Vorzug gegeben wird, bei der der Mahl­ produkt-Durchlaß zentral an der dem Mahlraum zugewandten Oberfläche des Kolbens in Verlängerung der Kolbenöffnung vor­ gesehen ist, weil dadurch die Gefahr von Verklebungen ver­ ringert ist.

Weitere Einzelheiten ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Rührwerksmühle mit vertikaler Drehachsenanordnung; die

Fig. 2 bis 6 entsprechende Teilschnitte durch weitere Ausführungs­ formen mit horizontaler oder vertikaler Drehachsenan­ ordnung, wobei

Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 ist; und

Fig. 6A ein Schnitt durch die Kolbenstange nach Fig. 6.

In einem vertikal stehenden zylindrischen Stator 17 ist kon­ zentrisch ein zylindrischer Rotor 20 angeordnet, welcher mit seiner oberen Stirnfläche in einem Drehlager 29 fliegend ge­ lagert ist. Obwohl diese Art der Lagerung bevorzugt ist, - einerseits weil sie nicht so sehr die Verklumpung fördert und andererseits weil dadurch die Anordnung von Werkzeugen 21′, 22′ an den einander zugekehrten Stirnflächen 14, 19 eines Kolbens 12 bzw. des Rotors 20 erleichtert wird (die ihrer­ seits nicht nur der Vermahlung sondern auch dazu dienen, der Verklumpung entgegenzuwirken) - ist es ohne weiteres möglich, ein weiteres Lager etwa in der Art vorzusehen, wie es in der DE-OS 28 32 903 beschrieben ist.

An einer Antriebswelle 30 ist eine Antriebsscheibe 31 befestigt, welche beispielsweise mittels Keilriemen, über einen hier nicht dargestellten Motor, zu einer Drehbewegung antreibbar ist.

Zwischen dem Stator 17 und dem Rotor 20 befindet sich ein Mahl­ raum 11, welcher oben durch einen Siebtrennring 32 mit Schlit­ zen 33 abgeschlossen ist, durch die hindurch das verarbeitete Mahlgut, nicht aber die im Mahlraum 11 befindlichen Mahl­ kugeln 34 austreten können. Oberhalb des Siebtrennringes 32 befindet sich ein Ringraum 35, von dem ein Produktauslaß 36 abzweigt.

An der zylindrischen Außenfläche des Rotors 20 sind Rühr­ werkzeuge 22 befestigt, welche sich in den Mahlraum 11 hinein erstrecken. Von der zylindrischen Trennwand des Stators 17 erstrecken sich, vorzugsweise axial versetzt gegenüber den Rührwerkzeugen 22 des Rotors 20, weitere Rührwerkzeuge 21.

In seinem unteren Bereich ist der Stator 17 als Zylinder 17′ ausgebildet, in dem ein abgedichteter Kolben 12 mit vertikaler Achse höhenverstellbar angeordnet ist. Die Unterseite des Kolbens 12 ist eben, während die Oberfläche 14 vorzugsweise zur Seite hin etwas ansteigend ausgebildet ist. Bevorzugt stellt der Zylinder 17′ eine besondere Baueinheit dar, welche über Flansche 37 mit dem eigentlichen Stator 17 fest verbun­ den ist.

Die untere Stirnfläche 19 des Rotors 20 ist zweckmäßig nach Art eines flachen Kegels ausgebildet und trägt Rührwerkzeu­ ge 22′. Auch an der Oberfläche 14 des Kolbens 12 sind vor­ zugsweise in den radial äußeren Bereichen Rührwerkzeuge 21′ angebracht.

In der Mitte weist der Kolben 12 die Mündung einer Produkt­ einlaßöffnung 13 auf, welche vorzugsweise bündig mit der Oberfläche 14 und fluchtend mit dem übrigen Rohröffnungs­ durchmesser ist.

Die Öffnung 13 befindet sich in einem Rohr 15, welches in einer entsprechenden Bohrung 38 des Kolbens 12 fest angebracht ist und sich auf der Achse 39 der Mühle vom Rotor 20 weg­ erstreckt.

Das Rohr 15 erstreckt sich gleitend und dicht durch den Bo­ den 16 des Zylinders 17′ und mündet außen an einem Hilfs­ kolben 24, der in einem weiteren, an dem Boden 16 befestig­ ten Zylinder 23 geführt ist. Der Kolben 12, das Rohr 15 und der weitere Hilfskolben 24 bilden eine bauliche Einheit. Unten ist an die Mündung des Rohres 15 eine Trenneinrichtung in Form eines Schwanenhalsrohres 26 angebracht, welches außerhalb des Zylinders 23 einen U-förmig nach oben gekrümm­ ten Bereich 26′ aufweist, sich dann parallel zur Achse 39 seitlich vom Stator 17 vertikal nach oben erstreckt und schließlich über einen weiteren U-förmig nach unten ge­ krümmten Bereich 26′′ nach unten geführt ist. Am Ende 26′′′ des Schwanenhalsrohres 26 ist ein flexibler Schlauch 28 be­ festigt, der die Bewegung des Kolbens 12, 24 ausgleicht, so­ fern das Schwanenhalsrohr 26 starr ausgeführt ist und bei der Kolbenbewegung auf und ab gleitet. Alternativ kann das Schwanenhalsrohr 26, wenigstens in seinem Abschnitt 26′, flexibel ausgebildet sein. Bei starrer Ausbildung des Schwa­ nenhalsrohres 26 ist vorzugsweise zwischen einem vertikalen Teil 26′′′′ und dem am Stator befestigten Zylinder 17′ ein elektrischer Kolbenhubmesser 27 angeordnet. Dieser Kolbenhub­ messer 27 kann gegebenenfalls Bestandteil einer Regeleinrich­ tung sein, wie dies in der DE-OS 29 32 783 an Hand der Ein­ richtung 50 bis 52 beschrieben ist.

Der hermetisch nach außen abgeschlossene Raum 18 unterhalb des Kolbens 12 ist mit einem hydraulischen Drucköl gefüllt, welches von einem Versorgungsbehälter 40 geliefert wird, in dem sich bis zu einer bestimmten Höhe Drucköl befindet. Die Drucköloberfläche kann über eine Druckluftleitung 41 mit Druckluft beaufschlagt werden, die mittels eines Ventils 42 wahlweise an den Behälter 40 anschließbar ist. Der Versor­ gungsbehälter 40 kann gleichfalls in der in der DE-OS 28 32 783 beschriebenen Weise ausgebildet und geschaltet sein.

Im oberen Bereich des vertikalen Teils 26′′′′ des Schwanenhals­ rohres 26 befindet sich eine Führung 43, die am Stator 17 befestigt ist und die Vertikalbewegung des Schwanenhalsrohres 26 gewährleistet.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Produktzufuhr durch die Boden­ öffnung 13 und die Anordnung von weiteren Rührwerkzeugen 21′ und 22′ wird unterhalb der Kegelfläche 19 des Rotors 20 ein weiterer Teilmahlraum 11′ gebildet.

Zwischen dem Boden 16 und dem Kolben 24 befindet sich ein Druckraum 25, der über eine Leitung 44 und ein Ventil 45 ebenfalls an eine Druckluftquelle anschließbar ist.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Rührwerksmühle ist wie folgt:

Nach Beendigung des Mühlenbetriebes wird das Ventil 45 geöff­ net und der Raum 25 unter Druck gesetzt. Hierdurch wird der den eigentlichen Boden des Mahlraumes 11, 11′ bildende Kol­ ben 12 abgesenkt. Falls erforderlich, kann hierbei über ein weiteres Ventil 46 der Behälter 40 entlüftet werden. Sobald sich der Kolben 12 in seiner untersten Stellung befindet, ist das Mahlkörpervolumen im Teilmahlraum 11 minimal. Dies ist für das erneute Anfahren der Mühle vorteilhaft.

Das Anfahren der Mühle erfolgt bei der tiefsten Stellung des Kolbens 12. Hierdurch wird das Anfahren wesentlich erleich­ tert. Nach dem Anfahren wird der Kolben 12 durch Öffnen des Ventils 42 und gegebenenfalls Entlüften des Druckraumes 25 nach oben bewegt. Hierbei wird ein etwa zusammengetrocknetes Mahlprodukt-Mahlkugel-Paket durch die Rührwerkzeuge 22′ bzw. 21′ im Bodenbereich des Stators 17 aufgelöst. Der Kolben 12 kann durch geeignete Steuerung des Ventils 42 bis zu einer gewünschten Höhe hochgefahren werden.

Im Dauerbetrieb der Mühle kann ein etwaiger Mahlkörperverlust, insbesondere aufgrund des Abriebes, durch stetiges Nachstellen des Kolbens 12 nach oben ausgeglichen werden. An einer am Schwanenhalsrohr 26 angeordneten Skala 47, welche sich vorzugs­ weise im Bereich der Führung 43 befindet, kann die jeweilige Höhenlage des Kolbens 12 leicht abgelesen werden.

Da die Krümmung 26′′ des Schwannenhalsrohres 26 genügend ober­ halb des Siebtrennringes 33 liegt, können die Mahlkugeln 34 auch bei hochgefahrenem Kolben 12 nicht in den Produkt­ schlauch 28 zurückgelangen. Andererseits kann auch ein über den Produktschlauch 28 zugeführtes Granulat 48 ohne weiteres in den Mahlraum 11, 11′ gelangen, weil durch die Anordnung des Schwanenhalses 26 ein Eintrittsspalt bzw. ein Rückschlagventil vermieden wird.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit horizontaler Drehachsen­ anordnung und Handverstellung des Mahlkörpervolumens. Die nicht dargestellten Bereiche insbesondere am Mahlgutauslaß sind ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ausge­ bildet.

Nach Fig. 2 ist in dem horizontal liegenden zylindrischen Stator 117 konzentrisch ein zylindrischer Rotor 120 ange­ ordnet, welcher analog zur ersten Ausführungsform an dem nicht dargestellten Ende fliegend gelagert ist.

An der zylindrischen Außenfläche des Rotors 120 sind Rühr­ werkzeuge 122 befestigt, welche sich in den Mahlraum 111 hinein erstrecken. Von der zylindrischen Innenwand des Sta­ tors 117 erstrecken sich, vorzugsweise axial versetzt gegen­ über den Rührwerkzeugen 122 des Rotors 120, weitere Rührwerk­ zeuge 121.

An dem Stator 117 ist rechts ein Zylinder 117′ befestigt, in dem ein abgedichteter Kolben 112 axial verstellbar angeordnet ist. In der Mitte weist der Kolben 112 eine Produkteinlaß­ öffnung 113 auf, welche vorzugsweise bündig mit der Ober­ fläche 114 des Kolbens 112 ist, die dem Rotor 120 zugewandt ist. Am Kolben 112 ist ein Rohr 115 angebracht, welches sich vom Rotor 120 weg erstreckt und dessen Bohrung 151 mit der Öffnung 113 kommuniziert. Das Rohr 115 ist mit einem Außen­ gewinde 152 versehen, und tritt durch die Abschlußstirnwand 116 des Zylinders 117′ hindurch, in welcher es geführt ist. Beim Außengewinde 152 handelt es sich vorzugsweise um ein Trapezgewinde, dessen Außenseite durch die Abschlußstirn­ wand 116 geführt ist.

An der Abschlußstirnwand 116 ist zentral eine Haltebüchse 155 befestigt, die zur axialen Fixierung einer Gewindebüchse 156 dient, deren Innengewinde mit dem Außengewinde 152 des Roh­ res 115 in Eingriff steht. An der Gewindebüchse 156 sind Handgriffe 157 befestigt, die es erlauben, die Gewindebüch­ se 156 in der Haltebüchse 155 zu drehen, und somit das Rohr 115 mit dem Kolben 112 axial zu verstellen. Ein Mitdrehen des Kolbens 112 und des Rohres 115 wird durch eine parallel zur Maschinenachse 139 angeordneten Säule 161 verhindert, die am Kolben 112 befestigt ist und axial verschiebbar in einer Führungsbohrung 158 der Abschlußstirnwand geführt ist.

Die eingestellte axiale Lage des Kolbens 112 wird durch An­ ziehen einer mit Handgriffen 163 versehenen Kontermutter 162 auf dem Außengewinde 152 gegen die Gewindebüchse 156 ge­ sichert.

An der vom Rotor 120 abgewandten Seite des Rohres 115 ist wieder das Schwanenhalsrohr 126 durch eine Mutter 165 be­ festigt. Die Krümmung 126′′ liegt oberhalb des Mahlraumes 111.

Eine Handverstellung des Kolbens kann bei einer Kolbenregel­ vorrichtung, ähnlich wie sie zur Rotorverstellung in der DE-OS 30 38 794 beschrieben ist, durch einen über einen Einstellknopf eingegebenen elektrischen Stellwert erfolgen, der der automatischen Regelung überlagert wird. Es kann aber auch eine Kombination von elektrischer Regelung und mechanischer Verstellung in der Weise erzielt werden, daß die Länge der Kolbenstange 15 (vgl. Fig. 1) durch ein Ge­ winde verstellbar ist, während die elektrische Regelung unverändert bleibt, was den Vorteil haben mag, daß die Arbeits- und Schaltpunkte der elektrischen Regelung gleich bleiben.

Die Fig. 3 bis 5 veranschaulichen in zwei Varianten zwei weitere Ausführungsbeispiele mit einer Fliehkraft-Trennvor­ richtung 226 bzw. 326. Zwar ist es bereits vorgeschlagen wor­ den, eine Fliehkraft-Trenneinrichtung mit einer den Mahl­ körperdurchmesser übersteigenden Öffnung zu verwenden, doch war dabei diese Öffnung nur einseitig von Flächen des Rota­ tionskörpers begrenzt, was dazu führte, daß die Mahlkörper unter Umgehung dieses Rotationskörpers entlang der Wandung des Mahlbehälters doch in den Produktauslauf gelangen konnten. Dadurch aber, daß die Öffnung 144 des Zellenrades 226 (Fig. 3) bzw. 326 (Fig. 5) ausschließlich von Wandungen dieses Zellen­ rades begrenzt wird, ist es den Mahlkörpern 34 unmöglich, der Wirkung der Fliehkraft zu entgehen, und es kann das Produkt vorzugsweise über die hohle Antriebswelle 145 für das Zellen­ rad getrennt von den Mahlkörpern 34 abgeführt werden. Obwohl es sich in allen dargestellten Fällen um die Auslaß-Trenn­ einrichtung handelt, kann die Anordnung auch umgekehrt als Einlaß-Trenneinrichtung verwendet werden.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zellenräder 226 bzw. 326 im Bereich einer an sich bekannten, das Volumen des Mahlraumes verändernden Druckvorrichtung mit einem Kolben 212, 312 angeordnet ist, weil im Falle größerer Kompaktheit der Masse der Mahlkörper 34 der Fliehkraft zu hohe Bremskräfte entge­ genstehen, was durch die Druckvorrichtung 212, 224 bzw. 312, 324 bis zu einem gewissen Grade beeinflußt werden kann. Diese Druckvorrichtung ist im Prinzip ähnlich aufgebaut, wie dies anhand der Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weshalb die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Zusatz versehen, verwendet wurden. Eine Beschreibung dieser Einrichtung im einzelnen ist daher entbehrlich. Es sei lediglich erwähnt, daß in einem möglichen Regelkreis zur Steuerung der Mahlraumvolumen die Effizienz der Trennung als Regelgröße mit berücksichtigt werden kann.

Da nun das Zellenrad 26 bzw. 326 mit seinen aus Fig. 4 er­ sichtlichen Zellenradwänden 146 im Bereich dieser Druckein­ richtung 212, 224 bzw. 312, 324 angeordnet ist, so ergibt sich eine Schwierigkeit dann, wenn an Stelle einer in Fig. 3 angedeuteten Antriebsverbindung 51 ein gesondertes Antriebs­ rad 131 vorgesehen sein soll, was die Möglichkeit einer höheren Drehzahl dieses Zellenrades ergibt. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn das Zellenrad 226 bzw. 326 mit einer Antriebswelle 145 versehen ist, die durch den bzw. die Kolben 212, 224 bzw. 312, 324 hindurchgeführt und in die­ sen bzw. in der sie bindenden hohlen Kolbenstange 215 bzw. 315 gelagert ist, wobei vorzugsweise durch Einzelfedern 147 oder eine Schraubenfeder 148 belastete Gleitringdichtungen ver­ wendet werden und der Zwischenraum 149 zwischen den beiden Lagern durch eine Sperrflüssigkeit unter Druck ausgefüllt ist, die zweckmäßig schmierende Eigenschaften für die beiden die Verbindung zwischen der Kolbenstange 215/315 und der An­ triebswelle 145 bildenden Lager 150 aufweist. Dabei kann der Raum 149 in nicht dargestellter Weise mit einer Druckmittel­ quelle verbunden sein.

Für eine derartige Fliehkraft-Trenneinrichtung ist die Aus­ bildung als Zellenrad zwar besonders bevorzugt, jedoch nicht unbedingt erforderlich, weil der Produktauslaß 10 in eine koaxiale Öffnung im Inneren des Mahlraumes münden kann, die von den Wandungen einer Scheibe od. dgl. begrenzt ist. Es ist ferner bei einer Lagerung der Welle 145 gemäß Fig. 3 auch nicht erforderlich, diese Welle 145 über das Rad 131 anzu­ treiben, vielmehr kann anstelle des Antriebsrades 131 auch die strichpunktierte angedeutete Antriebsverbindung 51 zwischen dem Rotor 220 und dem Zellenrad 226 vorgesehen sein. Da jedoch durch die Lagerung des Zellenrades 226 an der Druck­ vorrichtung 212, 224 eine Axialverschiebung des Zellenrades 226 gegenüber dem Rotor 220 möglich sein muß, ist eine Verbindung zu wählen, die eine solche Verschiebung zuläßt. Es kann dies ein Faltenbalg oder auch eine formschlüssig geführte Teles­ kopführung sein. Auch eine hydraulische Kupplung, ähnlich der in der DE-PS 21 12 605 beschriebenen, ist prinzipiell möglich, doch ist in Betracht zu ziehen, daß sich deren Wirkung mit zunehmendem Abstand vermindert.

Fig. 5 zeigt zusätzlich, wie Bremsstäbe 125 radial außerhalb des Zellenrades 326 angeordnet werden können, um zu vermeiden, daß die ausgeschleuderten Kugeln hart und ungebremst gegen die Wandung des Mahlbehälters 317 fallen. Gemäß der Darstellung sind die Bremsstäbe 125 radial gerichtet, doch ist es ebenso möglich, axial gerichtete Bremsstäbe 225 zu verwenden. Ähnlich wie bei der Konstruktion nach Fig. 3 ist die Trennvorrichtung mit dem Zellenrad 326 in einem Kolbenaggregat mit zwei Kolben 212, 224 gelagert. Der Vorteil einer solchen Lagerung ist insbe­ sondere darin zu sehen, daß dadurch die Trennvorrichtung un­ abhängig von den Schwingungen u. dgl. ist, die auf den Rühr­ werksrotor wirken. Aus diesem Grunde kann die Einstellung der Trennvorrichtung wesentlich präziser sein, was unabhängig davon gilt, wie diese Trennvorrichtung ausgebildet ist. Unter anderem ergeben sich damit auch geringere Abdichtungsprobleme, weil die Dichtspalte exakter zu bestimmen sind und während des Betriebes im wesentlichen unverändert bleiben.

Eine Schwierigkeit mag sich dabei nur in bezug auf den Antrieb der Trennvorrichtung bzw. des Zellenrades 226 (Fig. 3) bzw. 326 (Fig. 5) ergeben. Fig. 5 zeigt, wie diese Aufgabe zu lösen ist. Da nämlich die Kolben 312, 324 durch das über Kanäle 340, 344 geführte Fluid hin- und herbewegt werden, muß für den Antrieb des Zellenrades 326 ein entsprechender Ausgleich ge­ schaffen werden. Dies kann prinzipiell so erfolgen, daß das Antriebsrad 131 mit der Hohlwelle 145 des Zellenrades 326 zwar axial verschiebbar, jedoch drehfest verbunden ist, so daß sich eine Art Teleskopführung ergibt. Durch seitliche Führungslager kann dann die Antriebsscheibe jeweils in ihrer Lage gehalten werden.

Gemäß Fig. 5 ist jedoch die Antriebsscheibe 131 an der Hohl­ welle 145 in nicht dargestellter Weise befestigt. In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn der Antriebsmotor 168 für die Welle 145 auf einer sich mit den Kolben 312, 324 bewegenden Plattform 169 gelagert ist, die mit dem Kolben 324 über Säu­ len 170 verbunden ist. Die gleiche Aufgabe kann allerdings auch an der Mündung der Hohlwelle 145 auftreten, die zweck­ mäßig innerhalb einer Spritzkammer 171 angeordnet ist und einen Spritzflansch 172 trägt. Auch hier ist es wiederum mög­ lich, eine Teleskopführung vorzusehen, was besonders vorteil­ haft dann ist, wenn diese Teleskopführung für die Spritz­ kammer 171 und die Antriebsscheibe 31 gemeinsam ist. Andern­ falls kann das Auslaßrohr 173 dieser Spritzkammer 171 über einen Schlauch mit der jeweils ortsfesten Leitung verbunden sein.

Eine andere Lösung läge darin, den Motor 168 un­ mittelbar mit der Hohlwelle 145 zu verbinden und ihn an der - dann verkleinerten - Plattform zu haltern, wobei für das Produkt eine Dreheinführung vorgesehen ist. Eine Dichtungs­ schürze 175 rund um den einseitig offenen Zylinder 323 muß nicht notwendigerweise vorgesehen sein, ist aber gegebenen­ falls vorteilhaft.

Fig. 6 veranschaulicht, wie die Erfindung mit Hilfe einer üblichen Trennscheibe 426 verwirklicht werden kann, die im Kolben 412 bzw. der Kolbenstange 415 an einer Antriebswel­ le 145 mittels der Lager 150 gelagert ist. Die Art der Lagerung entspricht demnach im wesentlichen der in den vorigen Figuren gezeigten Weise. Dagegen bildet es ein besonderes Problem, daß die im Kolben 412 im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Öffnung 413 einen Ringraum bildet. Nun ist es zwar prinzi­ piell möglich, an diesen Ringraum 413 eine die Welle 145 bzw. ihre Lager umgebenden, ebenfalls gleichachsigen Ringraum auch in der Kolbenstange 415 vorzusehen. In diesem Falle ist jedoch die Zugänglichkeit des Antriebsrades 231 erschwert bzw. müßten entsprechende zusätzliche Dichtungen vorgesehen sein.

Deshalb ist es bevorzugt, wenn die Kolbenstange 415 die aus Fig. 6A ersichtliche Querschnittsform besitzt und in einer mittigen Öffnung 176 die Lageranordnung für die An­ triebswelle 415 aufnimmt, wogegen in einer außeraxialen Bohrung 177 das Mahlprodukt abgeführt wird. Selbstverständ­ lich sind auch Lösungen möglich, bei denen mehrere solcher Bohrungen 177 angeordnet sind.

Gerade bei der aus Fig. 6 ersichtlichen Lösung ist es von Vorteil, daß der verhältnismäßig heikel einzustellende Trenn­ spalt 178 zwischen den Kolben 412 und der Trennscheibe 426 frei von jenen Erschütterungen und Biegemomenten ist, denen er bei Anbringung am Rotor der Rührwerksmühle bei den bisher bekannten Konstruktionen immer ausgesetzt war, ohne daß dabei auf den Vorteil einer Druckkolben-Konstruktion verzichtet wer­ den muß. Dabei ist es gewünschtenfalls auch möglich, der Trennscheibe 426 eine periodische Verschiebebewegung in Achs­ richtung zu überlagern, ähnlich wie dies im Sinne einer blos­ sen Oszillation bereits vorgeschlagen worden ist.

Während bei einer Zellenradkonstruktion gemäß den Fig. 3 bis 5 der vom Rotor der Rührwerksmühle getrennte Antrieb den Vorteil erbringt, das Zellenrad 226 bzw. 326 mit höherer Geschwindigkeit antreiben zu können als den Rotor, wird man in der Regel die Trennscheibe 426 mit einer geringeren Ge­ schwindigkeit antreiben. Dadurch ist der Verschleiß an den den Trennspalt 178 begrenzenden Verschleißkanten 179 bzw. 180 geringer. Dabei kann der Antrieb für die Trennscheibe 426 in der gleichen Weise ausgebildet sein, wie dies oben beschrieben wurde. Nötigenfalls kann zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebsrad 231 ein entsprechendes Getriebe zur Untersetzung vorgesehen sein. Ferner sei erwähnt, daß gewünschtenfalls die Trennscheibe 426 an ihrer dem Mahlraum zugekehrten Ober­ fläche ebenfalls mit werkzeugartigen Rippen 21′ versehen sein kann, die nicht nur eine Rührwirkung entfalten (was schon im Hinblick die Auflösung von Verklumpungen von Vorteil ist), sondern durch ihre Zentrifugalwirkung die Trennung unter­ stützen. In diesem Falle kann gegebenenfalls auch die Anord­ nung von Bremsstäben 125 bzw. 225 (vgl. Fig. 5) von Vorteil sein.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche verschiedene Varianten denkbar; beispielsweise kann auch die Trennscheibe nach Fig. 6 über eine Verbindungseinrichtung 51 vom Rotor angetrieben sein. Ferner kann auch bei ihr die Antriebswelle zum Heraus­ führen des Produktes hohl ausgebildet und über wenigstens eine Querbohrung mit der zylinderförmigen Öffnung 413 ver­ bunden sein. Statt der Bremsstäbe 125, 225 oder zusätzlich kön­ nen auch erweiterte Räume als Beruhigungsräume für die Mahl­ körper 34 vorgesehen sein. An Stelle des Motors 168 könnte ein Über- oder Untersetzungsgetriebe, gegebenenfalls ein Va­ riatorgetriebe zwischen der Welle 145 und dem den Rotor 220, 320 bzw. 420 treibenden Motor angeordnet werden.

Ein Variatorgetriebe oder ein Motor mit verstellbarer Drehzahl sind insbesondere für den Antrieb des Zellenrades 226 bzw 326 günstig, um dessen Geschwindigkeit bzw. Zentrifugalwirkung an die Gegebenheiten (Mahlkörpermasse, Produktzähigkeit u. dgl) anpassen zu können. Übrigens kann statt des elektrischen Kolbenhubmessers 27 (Fig. 1) selbstverständlich auch jede an­ dere Art einer Hubmessung bzw. -anzeige, z. B. eine einfache Skala, verwendet werden. Auch mag es vorteilhaft sein, das Zellenrad 30 mit leicht austauschbaren Zellenradwänden 146 (Fig. 4) zu versehen, da diese einem höheren Verschleiß un­ terworfen sind. Zweckmäßig bestehen sie deshalb aus Hartmetall.

Claims (20)

1. Rührwerksmühle mit einem Stator und einem darin drehbaren Rotor, welche zwischen sich einen Mahlraum einschließen, sowie einem Mahlproduktauslaß im Bereiche einer Stirnseite und mit einem Mahlprodukteinlaß im Bereiche der anderen Stirn­ seite des Stators, wobei an einer Stirnseite ein sich im we­ sentlichen über den gesamten Statorquerschnitt erstreckender axial verstellbarer Kolben vorgesehen ist, mittels dessen das Mahlkörpervolumen im Mahlraum zwischen Stator und Rotor veränderbar und an dessen dem Mahlraum zugewandter Oberfläche einer der beiden Mahlproduktdurchlässe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12, 112, 212, 312, 412) eine unmittelbar selbst einen Mahlproduktdurchlaß bildende und vom Mahlprodukt durchströmte, mit ihm verschiebbare Öffnung (13, 113, 213, 313, 413) aufweist, und daß diese verschiebbare Öffnung (13, 113, 213, 313, 413) über eine bei ihrer Bewegung mitgeführte Verbindungsanordnung (26′; 147-150) mit einer Trennvorrich­ tung (26, 126, 226, 326, 426) verbunden ist.

2. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Kolbenbewegung mitgeführte, mit der, insbesondere außerhalb des Mahlraumes (11, 111) angeordneten, Trennvor­ richtung (26, 126, 226, 326, 426) verbindende Verbindungsan­ ordnung einen an die Öffnung (13, 113, 213, 313, 413) des Kolbens (12, 112, 212, 312, 412) angeschlossenen biegsamen Schlauch, ein verschiebbares Rohr (26, 126) od. dgl. umfaßt.

3. Mühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kolbenöffnung (13, 113, 213, 313, 413) mit der Trennvorrichtung verbindende Rohr (26′) andernends mit einem als Einlaßtrennvorrichtung dienenden Schwanenhalsrohr (26, 126) verbunden ist, welches sich bis etwas über die Höhe des Mahlraumes (11, 111) erstreckt und dem das Mahlprodukt zu­ führbar ist, wobei die Kolbenöffnung (13, 113) in den Mahl­ produkteinlaß mündet.

4. Mühle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlproduktdurchlaß zentral an der dem Mahlraum (11, 11′, 111) zugewandten Oberfläche (14, 114) des Kolbens (12, 112) in Verlängerung der Kolbenöffnung (13, 113) vorgesehen ist.

5. Mühle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Schwanenhalsrohr (26) ein Kolbenhubmesser (27) ange­ schlossen ist.

6. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Kolbenbewegung mitgeführte, mit der Trennvor­ richtung (26, 126) verbindende Verbindungsanordnung eine La­ geranordnung (147-158) für einen am Kolben (212, 312, 412) drehbar gelagerten und mittels einer Antriebseinrichtung (131, 168) antreibbaren Rotationskörper (226, 326, 426) umfaßt, und daß dieser Rotationskörper als Trenneinrichtung ausge­ bildet ist.

7. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen dem Kolben (12) und dem Rotor (20) werkzeug­ artige Vorsprünge (21′, 22′, 125, 225) vorgesehen sind, z. B. auch an der Oberfläche (14) des Kolbens (12) und/oder an der unteren Stirnfläche (19) des Rotors (20) Rührwerkzeuge (21′, 22′) angeordnet sind.

8. Mühle nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den Rotationskörper (226, 326, 426) an der dem Mahlraum (11) zugewandten und/oder radial außen liegen­ den Seite desselben Beruhigungs- und/oder Bremsanordnungen (125, 225) für die Mahlkörper (34) vorgesehen sind (Fig. 5).

9. Mühle nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper von einer Scheibe, einem Zellenrad (226, 326) mit wenigstens einer Zelle od. dgl. gebildet ist, deren Durchgangsöffnung (144) einen den Mahlkörperdurchmesser übersteigenden Öffnungsquerschnitt be­ sitzt, und daß die, gegebenenfalls vom Rotor (220) selbst gebildete, Antriebseinrichtung (51; 131, 168) für das Zellen­ rad (226, 326) od. dgl. für den Antrieb desselben mit einer im Hinblick auf Mahlkörpermasse und Produktzähigkeit zum Frei­ halten der Durchgangsöffnung (144) von Mahlkörpern (34) aus­ reichender Geschwindigkeit ausgebildet ist.

10. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12, 112, 212, 312, 412) mit einer rohrförmi­ gen, in ihrem Inneren das Mahlprodukt führenden Kolbenstan­ ge (15, 115, 215, 315, 415) verbunden ist, die dicht durch eine Abschlußstirnwand (16) hindurchgeführt ist, und daß vor­ zugsweise in den Raum (18, 218, 318) zwischen dem Kolben (12, 112, 212, 312, 412) und die Abschlußstirnwand (16) ein Druck­ mittel einführbar ist.

11. Mühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Abschlußstirnwand (16) in fester Verbindung mit diesem ein weiterer Zylinder (23, 223, 323, 423) an­ geordnet ist, in dem ein mit der rohrförmigen Kolbenstan­ ge (15, 215, 315, 415) verbundener ebenfalls eine gleich­ achsige Öffnung aufweisender Hilfskolben (24, 224, 324, 424) gleitbar angeordnet ist, und dessen der Abschlußwand (16) zugewandtem Druckraum (25) ein Druckmittel zuführbar ist.

12. Mühle nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das Zellenrad (226, 326) eine das Mahlprodukt unmittelbar führende Hohlwelle (145) angeschlossen ist, die mit Hilfe der Lageranordnung (147-150) gelagert ist.

13. Mühle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (145) in einer Spritzkammer (171) mündet (Fig. 5).

14. Mühle nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper von einer in der dem Mahlraum (11) zuge­ wandten Kolbenstirnfläche (414) einen Trennspalt (178) begren­ zenden Trennscheibe (426) gebildet ist (Fig. 6).

15. Mühle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (426) eine in der Öffnung (413) des Kolbens (412) bzw. in der rohrförmigen Kolbenstange (415) gelagerte Antriebs­ welle (145) besitzt, und daß vorzugsweise das Mahlprodukt durch eine außeraxiale Bohrung (177) im Kolben (412) bzw. der Kolbenstange (415) aus der Öffnung (413) nach außen führbar ist.

16. Mühle nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß für den Rotationskörper (226, 326, 426) eine denselben mit einer von der Rotordrehzahl abweichender Drehzahl antreibende Antriebseinrichtung (131, 168) vorgesehen ist, und daß vorzugsweise ein Antriebsrad (131) dieser Antriebseinrichtung (131, 168) mit der mit dem Rotationskörper (226, 326, 426) verbundenen und am Kolben (212, 312, 412) gelagerten Welle (145) zu axialer Relativverschiebung, jedoch zu gemeinsamer Drehung verbunden ist.

17. Mühle nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rotationskörper (226, 326, 426) ein gesonderter, mit der Kolbenbewegung mitgeführter Motor (168) zugeordnet ist.

18. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Mahlraum (11, 111) abgewandten Seite das die, z. B. gleichachsige Öffnung (113, 313) aufweisenden Kolbens (112, 312) wenigstens eine außeraxial angeordnete Führungssäu­ le (161, 170) angeordnet ist (Fig. 2, 5).

19. Mühle nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß mittels wenigstens einer Führungssäule (170) eine Tragein­ richtung, z. B. eine Plattform (169), für den Motor (168), gegebenenfalls auch für ein Getriebe (131), geführt ist.

20. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (112) durch eine von Hand betätigbare Verstellein­ richtung (152, 155, 156, 162, 163), z. B. durch einen mechanischen Verstellmechanismus (152, 155, 156, 162, 163), insbesondere zusätzlich zu einer automatischen Regeleinrich­ tung axial verstellbar ist (Fig. 2).