DE3811483A1 - Kugelmuehle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kugelmühle zum Zerkleinern und/oder Vermischen von Mahl- oder Mischgut mit

• a) einem becherförmigen Gehäuse mit einem Einlaß für das Mahl- oder Mischgut;
• b) einem auf das Gehäuse koaxial aufgesetzten Gehäusekopf, dessen Innenraum den Innenraum des Gehäuses axial fort­ setzt und in dem mindestens eine Auslaßöffnung für das Mahl- oder Mischgut sowie mindestens ein vom Kühl­ mittel durchströmbarer Ringraum vorgesehen sind;
• c) einer auf dem Gehäusekopf koaxial aufgesetzten Antriebs­ einheit;
• d) einer von der Antriebseinheit in Drehung versetzbaren Antriebswelle, die sich koaxial durch den Gehäusekopf in den Innenraum des Gehäuses erstreckt und mindestens eine Metallscheibe trägt.

Derartige Kugelmühlen sind auch unter der Bezeichnung "Rührwerksmühlen" bekannt. Sie dienen sowohl dem Zerklei­ nern als auch intensiven Vermischen von Material wie Farben oder dergleichen. Das Mahl- bzw. Mischgut tritt dabei im allgemeinen am Boden des Gehäuses ein und wird dann unter Druck axial durch das Gehäuse hindurch befördert, bis es - entsprechend zerkleinert und gemischt - über die Auslaßöffnung am Gehäusekopf wieder austritt. Die mischende und mahlende Funktion der Mahlscheiben, die auf der Antriebswelle sitzen, wird dabei durch eine Viel­ zahl von Mahlkugeln unterstützt, die sich lose in dem Gehäuse befinden.

Der Zerkleinerungs- und Mischvorgang ist mit erheblicher Reibung zwischen dem Mahl- bzw. Mischgut und der Innenwan­ dung des Gehäuses verbunden. Bei bekannten Kugelmühlen der eingangs genannten Art ist daher das Gehäuse mit einem verschleißfesten Innenmantel versehen, der von einem Kühl­ mittel umströmt werden kann. Die vom Mahl- bzw. Mischgut beaufschlagten Flächen des Gehäusekopfes waren dagegen weitgehend ungeschützt. Der Gehäusekopf der bekannten Kugelmühlen war eine aufwendige Schweißkonstruktion aus weniger verschleißfestem Material, die nach verhältnismäßig kurzen Betriebszeiten derart verschlissen war, daß sie insgesamt ausgetauscht und fortgeworfen werden mußte. Dies ist selbstverständlich mit hohen Kosten verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kugelmühle der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß sie auch im Bereich des Gehäusekopfes in kostengünstiger Weise gegen Verschleiß geschützt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gehäusekopf aus einem Verschleißteil und einem ring­ förmigen Teil lösbar zusammengesetzt ist, wobei

• e) das Verschleißteil ein Austauschteil aus einem ver­ schleißfesten Material ist und eine Zylinderwand umfaßt, deren innere Mantelfläche die innere Mantelfläche des Gehäuses axial fortsetzt;
• f) das ringförmige Teil ein wieder verwendbares Teil aus weniger verschleißfestem Material ist und eine Zylinder­ wand umfaßt, deren Radius größer als der Radius der Zylinderwand des Verschleißteiles ist;
• g) das ringförmige Teil mit mindestens zwei ringförmigen Stirnflächen von außen her an dem Verschleißteil unter Zwischenschaltung von Dichtungen anliegt, derart, daß zwischen dem ringförmigen Teil und dem Verschleißteil der von Kühlmittel durchströmbare Ringraum gebildet wird.

Erfindungsgemäß wird also der Gehäusekopf der Kugelmühle zweigeteilt: Die verschleißbeanspruchten Flächen befinden sich an einem Austauschteil, welches aus verschleißbestän­ digem Material, z.B. aus Hartgut, hergestellt ist. Durch die Wahl des Materials ist zunächst gewährleistet, daß auch im Bereich des Gehäusekopfes hohe Standzeiten erzielt werden. Dieses Verschleißteil wird durch ein ringförmiges Teil zu dem Gehäusekopf ergänzt, welches lösbar unter Zwischenschal­ tung von Dichtungen so an dem Verschleißteil befestigt wird, daß sich der bzw. die Ringräume für das Kühlmittel ergeben. Die kompliziertere Form kann dabei in dem wieder verwendbaren, in preiswerter Weise herzustellenden ringförmigen Teil liegen, während das aus teuerem Material bestehende Ver­ schleißteil möglichst einfach geformt werden kann.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an ein Ende der Zylinderwand des Verschleißteiles ein radial nach außen ragender Befestigungsflansch angeformt. Dieser Befestigungsflansch dient dann der Verbindung zwischen dem Gehäusekopf und dem Gehäuse.

Bei dieser Ausgestaltung empfiehlt sich, wenn die Zylinder­ wand des ringförmigen Teils mit einer Stirnfläche unter Zwischenschaltung einer Dichtung an einer Fläche des Befe­ stigungsflansches anliegt. Diese Dichtung wird dann beim Zusammenfügen der beiden Teile des Gehäusekopfes axial gepreßt. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der Gehäusekopf durch axial verlaufende Schrauben zusammen­ gehalten wird, die gleichzeitig der Befestigung des Gehäuse­ kopfes am Gehäuse dienen. Beim Abnehmen des Gehäusekopfes vom Gehäuse lösen sich dann auch bereits die beiden Teile des Gehäusekopfes voneinander.

Besonders einfach wird die Bauweise dann, wenn das Ver­ schleißteil ausschließlich aus der Zylinderwand besteht.

In jedem Falle ist es zweckmäßig, wenn an ein Ende der Zylinderwand des ringförmigen Teils ein radial nach außen und innen ragender Befestigungsflansch angeformt ist, wobei der Befestigungsflansch mit seiner radial innenlie­ genden ringförmigen Stirnfläche unter Zwischenschaltung einer Dichtung an der äußeren Mantelfläche der Zylinderwand des Verschleißteils anliegt. Dadurch, daß hier der Befesti­ gungsflansch Bestandteil des einfacher herzustellenden und aus preiswerterem Material bestehenden ringförmigen Teiles ist, werden die Kosten, die beim Austausch des Verschleißteiles anfallen, weiter verringert. Diese Aus­ gestaltung ist nur an einem Ende der Zylinderwand des ringförmigen Teiles möglich, wenn, wie oben beschrieben, der andere Befestigungsflansch Bestandteil des Verschleiß­ teiles ist und die Stirnfläche der Zylinderwand des ring­ förmigen Teiles an dem zum Verschleißteil gehörenden Befe­ stigungsflansch anliegt.

Berücksichtigt man nur den Gesichtspunkt, daß das Verschleiß­ teil so einfach wie möglich sein sollte, kann auch am gegenüberliegenden Ende der Zylinderwand des ringförmigen Teils ein radial nach außen und innen ragender Befestigungs­ flansch angeformt sein. Beide Befestigungsflansche, die der Verbindung zum Gehäuse einerseits und zur Antriebs­ einheit andererseits dienen, sind also in diesem Beispiel an dem wieder verwendbaren ringförmigen Teil vorgesehen. Ein gewisser Nachteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß das ringförmige Teil und das Verschleißteil durch radial verlaufende Schrauben aneinander befestigt werden müssen. Der innere Zusammenhalt des Gehäusekopfes erfordert also andere Befestigungsmittel als die Verbindung zum benachbarten Gehäuse.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Zylinderwand des ringförmigen Teiles zwischen ihren axialen Enden mindestens eine radial nach innen ragende Rippe auf, deren Stirnfläche unter Zwischenschaltung einer Dich­ tung an der äußeren Mantelfläche der Zylinderwand des Verschleißteiles anliegt. Durch diese Rippe(n) läßt sich der Zwischenraum zwischen den Zylinderwänden von Verschleiß­ teil und ringförmigem Teil in eine Vielzahl von Ringräumen für das Kühlmittel unterteilen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Kugelmühle;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab den Gehäusekopf der Kugelmühle von Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Gehäusekopfes, entsprechend der Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Kugelmühle umfaßt ein Gehäuse 1, einen Gehäusekopf 2 und eine Antriebseinheit 3, die in noch zu beschreibender Weise axial fluchtend aneinander befestigt sind.

Das Gehäuse 1 ist im wesentlichen becherförmig. In seinem Boden 4 ist ein Einlaßventil 5 für das Mischgut angeordnet. Die Seitenwand 6 des Gehäuses 1 ist mehrschalig aufgebaut: konzentrisch ineinander befinden sich ein äußerer zylind­ rischer Blechmantel 7, ein innerer zylindrischer Blech­ mantel 8 sowie ein Innenmantel 9 aus verschleißfestem Material. Der äußere Blechmantel 7 sowie der innere Blech­ mantel 8 sind oben und unten jeweils über einen Ring 10 bzw. 11 miteinander verbunden.

An den verschleißfreien Innenmantel 9 ist eine radial nach außen stehende, wendelförmige Rippe 12 angeformt. Diese liegt mit ihrer äußeren Stirnseite an der Innenfläche des inneren Blechmantels 8 an und bildet mit diesem einen wendelförmigen Raum 13 für ein Kühlmittel.

In der Achse des Gehäuses 1 verläuft eine Antriebswelle 14, auf welcher in axialem Abstand mehrere kreisförmige Mahlscheiben 15 befestigt sind.

Im Betrieb enthält das Gehäuse 1 darüber hinaus eine Viel­ zahl von Mahlkugeln, die zur Vermischung des Mahlgutes beitragen.

Der Gehäusekopf 2 ist aus einem Verschleißteil 16 und einem ringförmigen Teil 17 lösbar zusammengesetzt.

Das Verschleißteil 16 des Gehäusekopfes 2 ist aus Hartguß oder einem ähnlich verschleißbeständigen Material herge­ stellt, deckt die verschleißbeanspruchten Flächen des Gehäusekopfes 2 ab und ist als Auswechselteil gedacht. Es umfaßt einen radial verlaufenden Befestigungsflansch 18, an dem ein nach unten ragender zylindrischer Bund 19 angeformt ist. Der Gehäusekopf 2 ist mittels des Bundes 19 auf dem Gehäuse 1 zentriert. An den Befestigungsflansch 18 schließt sich nach innen eine Zylinderwand 20 an, die koaxial zur Achse der Kugelmühle verläuft. Die radial innenliegende Mantelfläche der Zylinderwand 20 setzt die innere Mantelfläche des verschleißfesten Innenmantels 9 des Gehäuses 1 fort.

Das ringförmige Teil 17 ist ein Gußteil aus einem geeigneten Material, welches keine besondere Verschleißfestigkeit aufzuweisen braucht. Da es keinem nennenswerten Verschleiß unterliegt, kann es auch bei Austausch des Verschleißteiles 16 immer wieder verwendet werden.

Das ringförmige Teil 17 umfaßt an der dem Befestigungsflansch 18 des Verschleißteiles 16 gegenüberliegenden Seite selbst einen Befestigungsflansch 21 sowie eine axial verlaufende Zylinderwand 22, deren Radius größer als der Radius der Zylinderwand 20 des Verschleißteiles 16 ist. Die in Fig. 2 untere Stirnseite der Zylinderwand 22 des ringförmigen Teils 17 liegt unter Zwischenschaltung einer O-Ringdichtung 23 an der oberen Fläche des Befestigungsflansches 18 des Verschleißteiles 16 an. Die Zylinderwand 22 ist etwa in ihrer axialen Mitte mit einer nach innen ragenden Rippe 24 versehen, die an ihrer inneren Stirnseite unter Zwischen­ schaltung einer O-Ringdichtung 25 an der äußeren Mantel­ fläche der Zylinderwand 20 des Verschleißteiles 16 anliegt.

Der Befestigungsflansch 21 des ringförmigen Teils 17 schließ­ lich ragt radial über die Zylinderwand 22 nach innen und liegt mit seiner inneren Stirnfläche unter Zwischenschal­ tung einer O-Ringdichtung 26 an der äußeren Mantelfläche der Zylinderwand 20 des Verschleißteiles 16 an. Auf diese Weise entstehen zwischen den Zylinderwänden 20, 22 des Verschleißteiles 16 und des ringförmigen Teiles 17 zwei Ringräume 27, 28, durch welche ein Kühlmittel geleitet werden kann.

Der Gehäusekopf 2 enthält ferner, wie ebenfalls der Fig. 2 zu entnehmen ist, zwei radiale Öffnungen 29 (in der Zeichnung nur eine erkennbar), über welche das Mahlgut entnommen werden kann, nachdem es das Gehäuse 1 axial durchwandert hat.

Der Gehäusekopf 2 ist mittels Schrauben, die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, durch Durchgangsbohrungen 30 im Befestigungsflansch 21 und Durchgangsbohrungen 31 im Befestigungsflansch 18 hindurchgeführt und in den Ring 10 des Gehäuses 1 eingeschraubt sind, an dem Gehäuse befestigt. Diese Schrauben stellen gleichzeitig den Zu­ sammenhalt des aus dem Verschleißteil 16 und dem ringförmi­ gen Teil 17 bestehenden Gehäusekopfes 2 sicher und sorgen für die erforderliche Anpressung der verschiedenen O-Ring­ dichtungen 23, 25, 26.

Die Antriebseinheit 3 umfaßt einen kreisförmigen Deckel 32, der durch Schrauben (in Fig. 1 strichpunktiert ange­ deutet) an dem Befestigungsflansch 21 des Gehäusekopfes 2 befestigt ist. Diese Befestigungsschrauben werden dabei durch Durchgangsbohrungen 33 im Befestigungsflansch 21 und Durchgangsbohrungen 34 im Befestigungsflansch 18 hin­ durchgeführt.

Auf dem Deckel sind koaxial zur Achse der Kugelmühle ein Getriebe 35, mit welchem die Antriebswelle 14 verbunden ist, sowie ein das Getriebe 35 antreibender Antriebsmotor 36 aufgebaut.

Im Betrieb der Kugelmühle wird das Mahl- bzw. Mischgut über das Einlaßventil 5 unter Druck in den Innenraum des Gehäuses 1 eingegeben. Bei drehenden Mahlscheiben 15 und unter dem Einfluß der im Innenraum des Gehäuses 1 befind­ lichen Mahlkugeln wird das Mahlgut intensiv vermischt und ggf. zerkleinert. Dabei findet eine erhebliche Ver­ schleißbeanspruchung des Innenmantels 9 des Gehäuses 1 statt, die sich in einer entsprechenden Wärmeentwicklung niederschlägt. Diese Wärme wird durch das Kühlmittel abge­ führt, welches durch den wendelförmigen Raum 13 zwischen dem verschleißfesten Innenmantel 9 und dem inneren zylind­ rischen Blechmantel 8 hindurchströmt. Das Mahlgut durch­ wandert das Gehäuse 1 in Fig. 1 axial nach oben und tritt dann in den Gehäusekopf 2 ein. Auch dort findet noch eine erhebliche Verschleißbeanspruchung der Zylinderwand 20 des Verschleißteiles 16 statt, bevor das Mahlgut dann durch die Öffnungen 29 aus der Kugelmühle austritt.

Ist das Verschleißteil 16 (insbesondere an der Zylinderwand 20) verschlissen, so wird die Antriebseinheit 3 abgenommen; die Schrauben, welche den Gehäusekopf 2 am Gehäuse 1 halten und gleichzeitig das ringförmige Teil 17 an dem Verschleiß­ teil 16 befestigen, werden gelöst. Das Verschleißteil 16 kann dann durch ein neues Verschleißteil ersetzt werden, während das ringförmige Teil 17 weiter verwendet wird. Der zweiteilige Gehäusekopf 2 wird dann wieder auf das Gehäuse 1 aufgesetzt; die Antriebseinheit 3 wird an der oberen Stirnseite des Gehäusekopfes 2 montiert. Der Betrieb der Kugelmühle kann sodann wieder aufgenommen werden.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ge­ häusekopfes dargestellt, der bei der in Fig. 1 dargestell­ ten Kugelmühle verwendet werden kann. Der Gehäusekopf von Fig. 3 stimmt weitgehend mit demjenigen nach Fig. 2 überein; entsprechende Teile sind daher mit denselben Begzugszeichen, zuzüglich 100, gekennzeichnet.

Auch der Gehäusekopf 102 ist aus einem Verschleißteil 116 und einem ringförmigen Teil 117 lösbar zusammengesetzt. Während bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 das Ver­ schleißteil 16 den Befestigungsflansch 18 mit umfaßt, welcher der Befestigung des Gehäusekopfes 2 am Gehäuse 1 dient, be­ steht beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 das Verschleiß­ teil 116 ausschließlich aus einer einfachen Zylinderwand 120. Der Befestigungsflansch 118 ist nunmehr einstückiger Bestandteil des ringförmigen Teiles 17 und schließt sich an die Zylinderwand 122 an. Die O-Ringdichtung 23, welche beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in axialer Richtung beaufschlagt wird, wurde an die äußere Mantelfläche der Zylinderwand 120 des Verschleißteils 116 verlegt und liegt in einer entsprechenden Nut an der inneren Mantelfläche des ringförmigen Teiles 117 ein. Die O-Ringdichtungen 125 und 126 finden sich beim Ausführungsbeispiel von Fig. 3 in im wesentlichen derselben Weise wie beim Ausführungs­ beispiel nach Fig. 2 wieder.

Das ringförmige Teil 117 wird am Verschleißteil 116 durch Schrauben befestigt, die radial durch Durchgangsbohrungen 131 im Bereich der Rippe 124 hindurchgeführt und in Gewinde 137 an der Außenseite des Verschleißteiles 116 eingeschraubt sind. Da üblicherweise das Material, aus welchem das Ver­ schleißteil 116 besteht, selbst spanend nicht zu bear­ beiten ist, befindet sich das Befestigungsgewinde 137 in einem Einsatz 138 aus geeignetem Material, welcher in dem verschleißfesten Teil 116 befestigt ist.

Claims (9)

1. Kugelmühle zum Zerkleinern und/oder Vermischen von Mahl- oder Mischgut mit

• a) einem becherförmigen Gehäuse mit einem Einlaß für das Mahl- oder Mischgut;
• b) einem auf das Gehäuse koaxial aufgesetzten Gehäusekopf, dessen Innenraum den Innenraum des Gehäuses axial fort­ setzt und in dem mindestens eine Auslaßöffnung für das Mahl- oder Mischgut sowie mindestens ein von Kühl­ mittel durchströmbarer Ringraum vorgesehen sind;
• c) einer auf den Gehäusekopf koaxial aufgesetzten Antriebs­ einheit;
• d) einer von der Antriebseinheit in Drehung versetzbare Antriebswelle, die sich koaxial durch den Gehäusekopf in den Innenraum des Gehäuses erstreckt und mindestens eine Mahlscheibe trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekopf (2; 102) aus einem Verschleißteil (16; 116) und einem ringförmigen Teil (17; 117) lösbar zusammengesetzt ist, wobei
• e) das Verschleißteil (16; 116) ein Austauschteil aus verschleißfestem Material ist und eine Zylinderwand (20; 120) umfaßt, deren innere Mantelfläche die innere Mantelfläche des Gehäuses (1; 101)) axial fortsetzt;
• f) das ringförmige Teil (17; 117) ein wieder verwendbares Teil aus weniger verschleißfestem Material ist und eine Zylinderwand (22; 122) umfaßt, deren Radius größer als der Radius der Zylinderwand (20; 120) des Verschleiß­ teils (16; 116) ist;
• g) das ringförmige Teil (17; 117) mit mindestens zwei ringförmigen Stirnflächen von außen her an dem Verschleiß­ teil (16; 116) unter Zwischenschaltung von Dichtungen (23, 25, 26; 123, 125, 126) anliegt, derart, daß zwischen dem ringförmigen Teil (17; 117) und dem Verschleißteil (16; 116) der von Kühlmittel durchströmbare Ringraum (27, 28; 127, 128) gebildet wird.

2. Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an ein Ende der Zylinderwand (20) des Verschleiß­ teils (16) ein radial nach außen ragender Befestigungs­ flansch (18) angeformt ist.

3. Kugelmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand (22) des ringförmigen Teiles (17) mit einer Stirnfläche unter Zwischenschaltung einer Dichtung (23) an einer Fläche des Befestigungsflansches (18) anliegt.

4. Kugelmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekopf (2) durch axial verlaufende Schrauben zusammengehalten wird, die gleichzeitig der Befestigung des Gehäusekopfes (2) am Gehäuse (1) dienen.

5. Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißteil (116) ausschließlich aus der Zylinderwand (120) besteht.

6. Kugelmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an ein Ende der Zylinder­ wand (22; 122) des ringförmigen Teils (17; 117) ein radial nach außen und innen ragender Befestigungsflansch (21; 121) angeformt ist, wobei der Befestigungsflansch (21; 121) mit seiner radial innenliegenden ringförmigen Stirn­ fläche unter Zwischenschaltung einer Dichtung (26; 126) an der äußeren Mantelfläche der Zylinderwand (20; 120) des Verschleißteiles (16; 116) anliegt.

7. Kugelmühle nach Anspruch 6 bei Rückbeziehung auf An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch am gegen­ überliegenden Ende der Zylinderwand (122) des ringförmigen Teils (117) ein radial nach außen und innen ragender Befe­ stigungsflansch (118) angeformt ist.

8. Kugelmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (117) durch radial verlaufende Schrauben am Verschleißteil (116) befestigt ist.

9. Kugelmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand (22; 122) des ringförmigen Teils (17; 117) zwischen ihren axialen Enden mindestens eine radial nach innen ragende Rippe (24; 124) aufweist, deren Stirnfläche unter Zwischenschaltung einer Dichtung (25; 125) an der äußeren Mantelfläche der Zylinderwand (20; 120) des Verschleißteiles (16; 116) anliegt.