Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Derartige Rührwerksmühlen sind in verschiedenster Form bekannt ge
worden. Ein Beispiel zeigt etwa die DE-OS 20 47 244, bei der der schei
benförmige Teil den den Mahlraum abdeckenden Deckel bildet. Ein ande
res Beispiel ist der DE 24 45 631 C2 zu entnehmen, die gekühlte Rotor
scheibe in verschiedener Anordnung zeigt. Schließlich ist etwa der
DE 32 45 825 C2 eine Ausführungsform zu entnehmen, bei der am Stator
ringscheibenförmige Statorwerkzeuge angeordnet und von Kühlräumen
durchzogen sind. Im Deckel sind keine Kühlkanäle vorgesehen. Bei einer
weiteren Rührwerksmühle nach der DE 32 42 436 A1 enthält der Deckel
zwar einen Kühlraum, der jedoch keine spezielle strömungsgünstige
Struktur hat und auch von keinem Kühlmittel durchströmt wird.
Allen diesen Vorschlägen ist gemeinsam, daß der Scheibenkörper prak
tisch lediglich einen ummantelten Hohlraum darstellt. Dies bedeutet, daß
das zugeführte Kühlmittel in diesem relativ weitläufigen Hohlraum im all
gemeinen den kürzesten Weg vom Zufluß zum Abfluß nehmen wird, woge
gen alle nebenher angeordneten Räume zu Toträumen werden, in denen
sich mit der Zeit Kesselstein u. dgl. ablagern wird. Nun kann man diese
Ablagerungen teilweise verhindern, wenn die Durchflußrate des Kühlmit
tels stark vergrößert wird. In diesem Falle besteht einerseits die Gefahr,
daß es zu örtlichen Überkühlungen kommt, was besonders bei Rotorscheiben
zu der unangenehmen Erscheinung einer Schichtbildung rund um die
entsprechende Stelle führt, andererseits ist damit auch die Regelbarkeit
des Kühlmittelflusses in Frage gestellt, da jedes - vom Verfahren her er
forderliche - Absenken des Kühlmitteldurchflusses wieder zu jenen Abla
gerungen führen muß. Deshalb und auch wegen der mit der erhöhten
Strömung mitgetragenen größeren Menge an gelöstem Kesselstein werden
sich also die erwähnten Ablagerungen nicht vermeiden lassen. Dies führt
aber dann gerade zum Gegenteil des angestrebten Effektes, nämlich einer
relativ schlechten Wärmeleitung und einem ungleichmäßigen und uneffi
zienten Kühleffekt.
Zwar wurde dies im Falle der beiden zuletzt genannten Literaturstellen
wohl schon erkannt und versucht, durch Umlenkungen (scheibenförmige
Zwischenwände) die Strömung besser unter Kontrolle zu bringen, doch
gelang dies nur unvollkommen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rührwerksmühle
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der ein gleichmäßiger
Kühleffekt unter kontrollierten Bedingungen auf einfache Weise erzielt
wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Patentanspruchs 1 vorgesehen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteran
sprüchen 2 bis 17.
Dadurch, daß für die Kühlung nun ein längliches, an einen Zu- und Ab
fluß angeschlossenes Kanalsystem vorgesehen wird, wird die Kühlmittel
strömung gezwungen, relativ rasch zu fließen, wobei ein gewisser Selbst
reinigungseffekt entsteht. Darüberhinaus läßt sich auf diese Weise leicht
erreichen, daß das Kühlmittel alle jene Orte erreicht, wo eine Kühlung an
gestrebt wird, so daß der gesamte Kühlvorgang besser unter Kontrolle ge
halten werden kann.
An sich wäre es durchaus möglich, dem Deckel einen gesonderten, paral
lel zum Kühlkreislauf des Stators liegenden Kühlkreislauf zuzuordnen.
Einfacher, vor allem im Falle einer Regelung des Kühlkreislaufes ist es je
doch, wenn die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen sind.
Häufig werden Anschlüsse (wie etwa der Produktauslaß einer Rühr
werksmühle) schräg angebracht, was jedoch im Falle eines Deckels dazu
führen müßte, daß der Anschluß über eine der Kanten desselben ange
bracht werden müßten. Günstiger ist es, wenn nach Anspruch 8 vorge
gangen wird. Obwohl dies die aus der späteren Beschreibung ersichtlichen
Vorteile mit sich bringt, kann alternativ oder zusätzlich auch Anspruch 11
verwirklicht sein, dessen Merkmale eine kompakte Bauweise begünstigen
und im alle des Durchlasses die Kühlung des Mahlgutes von seinem Ein
tritt in die Mühle und/oder bis zu seinem Austritt (vorzugsweise ist min
destens das letztere vorgesehen) sichern.
Um die Herstellung und Reinigung des nach der Erfindung vorzusehenden
Kanalsystems zu erleichtern, ist dieses vorzugsweise entsprechend An
spruch 12 ausgebildet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un
ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 veranschaulichten Deckel;
Fig. 3 ein Schnittbild nach der Linie A-A
der Fig. 2, jedoch erst nach dem Vergießen der in Fig. 2 in
Draufsicht gezeigten Rohrschlange;
Fig. 4 eine
explodierte Darstellung, wobei Fig. 2 dann eine Draufsicht
auf den Unterteil der Fig. 1 ist;
Fig. 5 eine Ausführungsform mit geradlinigen Kanälen;
Fig. 6 ein Detail bei einer Ausführung nach den Fig. 5 oder 7;
Fig. 7
und 8 ein weiteres Ausführungbeispiel, wobei Fig. 8 ein Schnitt
nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 ist und Fig. 7 als radialer Schnitt
der Fig. 6 gedacht werden kann und
Fig. 9 die Verbindung von Deckel- und Statorkühlkreislauf sowie ei
ne besondere Statorausbildung gemäß bevorzugten Ausfüh
rungsformen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt den Oberteil einer Rührwerksmühle, wie sie aus der
DE 28 13 781 C2 bekannt geworden ist, allerdings mit einigen
später zu besprechenden Veränderungen. Die aus dieser DE 28 13 781 C2 be
kannte Rührwerksmühle weist einen aus Ringen 1, zusammengesetzten
Mahlbehälter 2 auf, wobei diese Ringe 1 an der Aussenseite wen
delförmige Nuten besitzen, die der Hindurchführung eines Kühlmit
tels, insbesondere von Wasser, dienen und die durch einen äusse
ren Mantel 3 abgedeckt sind. An der Oberseite dieses Mahlbehäl
ters 2 befindet sich ein Sitzring 4 sowie ein die Auslasskammer 5
umschliessender Lagerkörper 6.
In diesem Lagerkörper 6 ist eine Rotorwelle 7 gelagert, die in
nen hohl zur Hindurchführung von Kühlwasser ausgebildet ist und
die an ihrer Unterseite ein angeschweisstes Führungsrohr 8 trägt.
An diesem Führungsrohr 8 sind einzelne Rotorringe 9 des Rotors 10
aufgefädelt und zentriert.
Abweichend von der Darstellung der genannten DE 28 13 781 C2 ist
zur Abtrennung der Mahlkörper vom flüssigen Produkt ein aus der
DE-OS 20 47 244 bekannter gekühlter Mahlraumdeckel 11 vorgesehen,
der eine ringscheibenförmige Gestalt hat. Nach dem Stande der
Technik ist in dieser Ringscheibe 11 ein Hohlraum 12 vorgesehen,
der von Kühlmittel durchströmt werden soll. Über die Zufuhr
dieses Kühlmittels in den Hohlraum 12 ist im Stande der Tech
nik nichts ausgesagt, und man muss auf Grund der Darstellung eher
annehmen, dass diese unabhängig von anderen Kühlkreisläufen
erfolgt. Es sei schon jetzt vorweggenommen, dass beim Gegenstand der
vorliegenden Erfindung zweckmässig eine Zweigleitung
13 an die Aussenwendeln 14 des Stators 2 angeschlossen wird,
denen das, Kühlwasser über eine Zufuhrleitung 15 zuführbar ist.
Ferner ist eine, z. B. aus der DE 29 32 783 C3 bekannt gewordene
Regeleinrichtung 16 für den. Kühlkreislauf schematisch angedeutet,
die an einer, an sich beliebigen Stelle, beispielsweise im Inne
ren der Kühlwendeln 14, mittels eines Temperaturfühlers 17 die
Kühlwassertemperatur misst und den Zustrom an Kühlmittel über den
Einlass 15 dementsprechend regelt. Wenn auch der Fühler 17 an
einer relativ nahe zum Einlass 15 gelegenen Stelle dargestellt
ist, so versteht es sich doch, dass dieser Fühler zweckmässig
gegen die Auslassseite des Kühlkreislaufes hin angeordnet ist.
Betrachtet man nun die Darstellung der Fig. 1 soweit sie sich
auch dem genannten Stande der Technik entnehmen lässt, so wird
zunächst auffallen, dass der Hohlraum 12 im scheibenförmigen
Körper 11 nicht ohne weiteres herstellbar sein wird. Stellt man
sich ferner auch noch vor, dass der Hohlraum 12 (verglichen mit
dem Querschnitt der Zufuhrleitung 13), aufgrund der scheibenför
migen Gestalt des Körpers 11 ein gegenüber der Leitung 13 stark
vergrössertes Volumen besitzt, so wird klar werden, dass der
Kühlmittelstrom innerhalb des Hohlraumes 12 seine Führung ver
lieren wird und sich somit Toträume bilden, in denen sich der
Kesselstein ablagert. Das Resultat ist, dass gewisse Abschnitte
des Deckelkörpers 11 nicht nur nicht gekühlt werden, sondern
wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kesselsteines sogar
eine gewisse Wärmespeicherkapazität entwickeln, wobei die Flä
chenbereiche mit guter bzw. mit schlechter Kühlung absolut nicht
voraussagbar sind und das Kühlergebnis dem Zufall überlassen
bleibt. Dies kann sogar so weit führen, dass bei starker Beein
flussung des Regelkreises 16 durch das im Hohlraum 12 aufgeheiz
te Kühlwasser, dann die Kühlregelung selbst nur mehr mangelhaft
funktioniert.
Um nun definierte Strömungsverhältnisse auch an einem so gross
flächigen Körper wie einer Scheibe zu schaffen, kann nun die Aus
bildung erfindungsgemäss entsprechend Fig. 2 getroffen sein. Dabei
ist anstelle eines alle Bereiche mit Ausnahme einer relativ dün
nen Wandung des scheibenförmigen Körpers 11 ausfüllenden Hohl
raumes 12 der Hohlraum für die Kühlflüssigkeit als längliches
Kanalsystem 112 ausgebildet, das sich spiralenförmig praktisch
über die gesamte Oberfläche (bzw. Volumen) des scheibenförmigen
Körpers 11 erstreckt und so für eine gleichmässige Kühlung Sorge
trägt. Dadurch, dass nun kein wesentlicher Querschnittsunter
schied zwischen dem Zufuhrkanal 13 und dem Kanalsystem 112 mehr
besteht, ist die Kühlflüssigkeit gezwungen, relativ rasch das
Kanalsystem 112 zu durcheilen, wobei einerseits Ablagerungen auf
grund der hohen Strömungsgeschwindigkeit vermieden werden (Selbst
reinigungseffekt) und anderseits durch die Anordnung dieses Ka
nalsystems 112 entsprechend einer Spirale ein vorhersehbarer und
gleichmässiger Kühleffekt erreicht wird. Das Kühlwasser tritt
sodann an einem lediglich strichliert angedeuteten Auslass 18
wieder aus, welcher Auslass 18 beispielsweise über den Lagerkör
per 6 (Fig. 1) nach aussen geführt sein kann.
Die dargestellte Anordnung des Kanalsystems 112 wird sich selbst
verständlich besonders dann eignen, wenn der scheibenförmige Kör
per 11 mit dem Stator 2 (Fig. 1) verbunden ist, d. h. den in Fig. 1
gezeigten Deckel oder eine Statorringscheibe (als Werkzeug)
bildet. In einem solchen Falle wird es besonders zweckmässig sein,
wenn wenigstens die Zufuhr (Uebergang des Kanal 13 zum System 112)
von der Mantelfläche des scheibenförmigen Körpers 11 her erfolgt,
und zwar von der Aussenmantelfläche 19. Umgekehrt wird es im Fal
le einer Rotorscheibe günstig sein, wenn die Zufuhr und/oder die
Abfuhr des Kühlwassers von der Innenmantelfläche 20 her des schei
benförmigen Körpers 11 erfolgt.
Geht man also von Fig. 2 aus, so lässt sich die Darstellung des
Deckels 11 in Fig. 1 als Schnittdarstellung entlang der Linie I-I
vorstellen. Anderseits sind mit einer solchen spiralförmigen An
ordnung noch nicht alle Probleme beseitigt, denn es trägt sich,
wie eine solche Spirale hergestellt werden kann. Zwei Realisa
tionsformen werden in der Folge anhand der Fig. 3 und 4 bespro
chen werden.
Gemäss Fig. 3 ist das Kanalsystem 112 als Kühlrohr ausgebildet,
das beispielsweise auf eine plattenförmige Grundfläche aufgelegt
und sodann an dieser Platte mit Metall 21 ausgegossen wird.
Fig. 2 ist also dann als Darstellung des Kanalsystems 112 auf
der Grundplatte vor dem Vergiessen anzusehen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass in einem ringschei
benförmigen Körper 11' zunächst das Kanalsystem 112 eingefräst
wird (auch andere Bearbeitungsvorgänge zur Formbildung sind denk
bar, worauf das so gebildete Kanalsystem 112 durch einen Deckel
11" abgedeckt wird. Der Deckel 11" kann dann auf den Ringkörper
11' aufgeschrumpft oder aufgeschweist werden. Um die Gleichmäs
sigkeit der Anlage der Oberfläche des Deckelkörpers 11" zu si
chern, kann der Ringkörper 11' mit der aus Fig. 4 ersichtlichen
Ausbauchung 22 versehen sein. Ferner kann es von Vorteil sein,
an die Oberseite der Zwischenstege 23 Dichtungslippen 24 einzu
setzen.
Die spiralförmige Anordnung gemäss Fig. 2 ist nun nicht unbe
dingt erforderlich, vielmehr kann eine gute und gleichmässige
Kühlung auch mit geradlinig verlaufende Kanälen erreicht werden,
die leicht durch Bohren herstellbar sind. Ein Beispiel einer
solchen Ausführung sei nun anhand der Fig. 5 beschrieben. Dabei
besitzen Teile gleicher Funktion dieselben Bezugszeichen wie in
den vorigen Figuren, Teile ähnlicher Funktion dieselben Bezugs
zeichen, jedoch mit einer Hunderterziffer versehen.
Gemäss Fig. 5 ist der scheibenförmige Körper 11 von einem Kanal
system 212 durchzogen, das jeweils aus einzelnen, hier zweckmäs
sig zueinander parallel verlaufenden Kanälen 25, 25', 25" bzw.
26, 26', 26" bzw. 27, 27', 27" usw. besteht. Diese Kanäle 25-30
können leicht sekantenmäßig zum scheibenförmigen Teil
11 als geradlinige Bohrungen hergestellt wer
den, die dann etwa in einer durch den scheibenförmigen Körper 11
gelegten Ebene verlaufen. In Fig. 5 sind jeweils zueinander para
lelle Kanäle 25, 25', 25" bis 30, 30', 30" dargestellt, doch
versteht es sich, dass je nach den gewünschten Kanalquerschnitt
und der Dimension des zu kühlenden scheibenförmigen Körpers 11
bzw. dem erforderlichen Kühleffekt die Anzahl der Kanäle 25 bis
30 variieren kann.
Wie ersichtlich, sind die Kanäle 25 bis 30 nach Art eines Viel
eckes angeordnet, d. h. theoretisch könnte bereits eine Dreieck
form ausreichend sein, doch wird die Verteilung der Kühlkanäle
über die Ringfläche umso besser, je mehr sich die Vieleckform
einem Kreise (vgl. die Spirale in Fig. 2) annähert, wobei auch
auf die damit erforderliche Ausgestaltung der Zu- und Abfuhrka
näle Rücksicht zu nehmen ist. Jedenfalls wird es sich aufgrund
der Vieleckform ergeben, dass die Bohrungen 25 bis 30 von einer
Mantelfläche her, und zwar von der Aussenmantelfläche 19 her,
gebohrt werden, und jeweils an einer anderen Stelle der Aussen
mantelfläche 19 wiederum ausmünden. Dabei ergibt es sich, dass
die geradlinig verlaufenden Kanäle jeweils miteinander einen
Winkel 9 einschliessen, da sie einander kreuzen.
Um daher eine definierte Strömung durch die Kanäle 25 bis 30 zu
erhalten, ist es nötig, diejenigen Kreuzungsstellen zu blockie
ren, an denen das Kühlmedium umgeleitet bzw. am Austreten gehin
dert werden soll. Es versteht sich, dass bei einer gegebenen An
ordnung von Kanälen 25 bis 30 man es in der Hand hat, durch Ver
änderung der Stellung einzelner Stopfen auch die Umleitungsstel
len zu beeinflussen. Beispielsweise könnte es für eine sehr in
tensive Kühlung zweckmässig sein, für jeden der Kanäle 25 bis 30
einen eigenen Zufluss vorzusehen. Das Kanalsystem 212 sei aber
nachstehend anhand einer anderen Anordnung beschrieben, bei der
ein quasi spiralförmiger Verlauf erreicht wird.
Es sei angenommen, dass rund um den scheibenförmigen Körper 11
sechs Zuläufe 13, 213, 313, 413, 513 vorgesehen sind, die je
weils dem Zuflusskanal 13 der Fig. 1 in etwa entsprechen. Wenn
daher das Kühlwasser über den Zufluss 13 in den Kanal 25 ein
tritt, so gelangt es zunächst an dem den Kanal 25 schneidenden
Kanal 30 vorbei, wobei die Verbindungsstelle durch einen Stop
fen 31 abgeschlossen wird. Analog verfährt man an der nächsten
Kreuzungsstelle, d. i. die Kreuzung zwischen den Kanälen 25 und
30', wo zu beiden Seiten des Kanales 25 Stopfen 31 einzusetzen
sind. Analoges gilt für die Kreuzungsstelle des Kanales 25 mit
dem Kanal 30".
Nachdem der Kanal 25 die Hälfte seiner Lauflänge überschritten
hat, kreuzt er sich mit dem Kanal 26", in den dementsprechend
zu beiden Seiten des Kanales 25 Stopfen 31 einzusetzen sind.
Da sich aber nun der Kanal 25 der Aussenmantelfläche 19 nähert,
wird die Strömungsrichtung an der nächsten Kreuzung mit dem Ka
nal 26' umgelenkt, zu welchem Zwecke am Ende des Kanales 26'
sowie am Ende des Kanales 25 je ein Stopfen 31 vorgesehen ist.
Das Kühlmedium wird daher im Sinne des Pfeiles 32 aus dem Kanal
25 in den Kanal 26' umgelenkt, wo sie in einer etwas geringeren
Entfernung vom Mittelpunkt des scheibenförmigen Körpers 11 wei
terfliesst, als vorher. Da in diesem Bereiche der Umlenkstelle
vom Kanal 25 auf den Kanal 26' ein weiterer Zufluss 113 in den
Kanal 26 einmündet, von wo aus dann die Kühlflüssigkeit in ana
loger Weise in den Kanal 27' umgelenkt wird, muss auch die den
Kanal 26' durchströmende Flüssigkeit nach dem Passieren der
Kreuzungsstellen mit den Kanälen 25' und 25", die jeweils durch
Stopfen 31 verschlossen sind, an der Kreuzungsstelle mit dem
Kanal 27" in diesen umgelenkt werden. Hierzu sind entsprechende
Stopfen 31 vorgesehen. Die Kühlflüssigkeit wird somit entspre
chend dem Pfeil 33 in den radial innersten Kanal 27" umgelenkt,
wo sie lediglich noch den Kanal 26" kreuzt, der durch entspre
chende Stopfen 31 verschlossen ist. Am Ende des Kanales 27" ist
eine weitere Umlenkung nicht mehr möglich. Es muss daher für
einen entsprechenden Abfluss Sorge getragen werden, der entweder
über die Innenmantelfläche 20 erfolgen kann, im dargestellten
Ausführungsbeispiel jedoch über eine Bohrung 34 in der Stirnflä
che des scheibenförmigen Körpers 11 erfolgt.
Nachdem also auf diese Weise eine über die Hälfte des Umfanges
des scheibenförmigen Körpers 11 verlaufende, aus einzelnen ge
radlinigen Kanälen zusammengesetzte Spiralform erzielt ist, ver
steht es sich, dass die übrigen Kühlkreisläufe - ausgehend von
den Zuflüssen 113, 213, 313, 413 und 513 - jeweils analog aus
gebildet sind. In jedem Falle wird durch die Geradlinigkeit der
Kanäle 25 bis 30 erreicht, dass diese im Bedarfsfall leicht ge
reinigt werden können. Überdies sind sie auch relativ einfach
herzustellen, wobei die Masshaltigkeit des scheibenförmigen Kör
pers 11 leichter zu sichern ist, als im Falle der Zusammensetzung
desselben aus zwei Teilen 11', 11" (vgl. Fig. 4). Überdies kann
eine solche Konstruktion leicht den Erfordernissen angepasst wer
den: es wurde ja bereits erwähnt, dass im Bedarfsfall für jeden
einzelnen der Kanäle 25 bis 30 ein Zuflussrohr vorgesehen sein
kann, es ist aber ebenso möglich, die jeweilige Abflussöffnung
34 wiederum mit einer Zuflussöffnung zu verbinden, um so einen
Reihenschluss der Kanäle zu erreichen. Beispielsweise könnte die
am unteren Ende der Fig. 5 gezeigte Öffnung 34 mit der benach
barten Zuflussöffnung 313 verbunden werden. Selbstverständlich
sind auch beliebige Durchflusskombinationen möglich, die für den
Konstrukteur jeweils entsprechend den Erfordernissen wählbar
sind. Auf diese Weise ist es möglich, die scheibenförmigen Kör
per 11 in grösseren Stückzahlen herzustellen und dann durch ent
sprechendes Einsetzen der Stopfen 31 an die jeweils geforderten
Verhältnisse anzupassen.
Nun können die Stopfen 31 an sich auf beliebige Weise hergestellt
werden, beispielsweise auch von einer eingesetzten Klebe- bzw.
Dichtungsmasse gebildet sein. Allerdings sind zwei Erfordernisse
zu berücksichtigen. Einerseits sollten die Stopfen 31 zu Reini
gungszwecken gegebenenfalls auch wieder entfernbar sein, ander
seits sollte gesichert werden, dass sie auch mit hoher Positio
niergenauigkeit an die jeweils gewünschte Stelle eingesetzt wer
den können. Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind die Kanäle
25 bis 30 wenigstens über einen Teil ihrer Länge, insbesondere
gegen die Mantelfläche 19 zu mit einem aus Fig. 6 ersichtlichen
Innengewinde 35 versehen, in das die Stopfen 31 in Form von Wurm
schrauben einschraubbar sind. Die Abdichtung zwischen den einzel
nen Kanälen 25 bis 30 (Fig. 5) ist sicherlich nicht sehr kritisch,
doch kann gewünschtenfalls im Zusammenhang mit den Wurmschrauben
31 auf aus der Installationstechnik geläufige Dichtungsmittel
zurückgegriffen werden. In jedem Falle, ist es durch Verwendung
solcher geradliniger Kanäle mit beliebig einsetzbaren Stopfen 31
leicht möglich, den vorgefertigten scheibenförmigen Körper 11 an
beliebige Verhältnisse anzupassen, bzw. durch Herausschrauben der
Stopfen 31 eine Reinigung nötigenfalls durchzuführen. Die schei
benförmigen Teile 11 können dann in grösserer Stückanzahl herge
stellt und dann der endgültige Verlauf der Kühlkanäle je nach
den Anforderungen durch entsprechendes Einsetzen der Stopfen 31
den jeweiligen Umständen angepasst werden.
Während bei einer vieleckförmigen Anordnung gemäss Fig. 5 relativ
lange Bohrungen entlang der Achsen a auszuführen sind, gelingt es
mit verhältnismässig kurzen Bohrungen auszukommen, wenn diese
Bohrungen wenigstens teilweise eine Radialrichtung zur Zentral
achse des scheibenförmigen Körpers 11 besitzen oder um einen klei
neren Winkel als 45° von einer solchen Radialrichtung abweichen.
In jedem Falle gelangt man dann zu einer etwa sternförmigen Anord
nung der Einzelkanäle des Kanalsystems, und es soll nachstehend
anhand der Ausführung gemäss den Fig. 7 und 8 ein mögliches Aus
führungsbeispiel (unter vielen denkbaren anderen sternförmigen
Anordnungen) besprochen werden.
Das aus Fig. 7 ersichtliche Kanalsystem 312 besitzt einen radial
verlaufenden Zuflusskanal 36, dessen Achse a zur Achse a' eines
weiteren Kanalabschnittes 37 einen Winkel θ' einschliesst. Dies
bedeutet, dass die über den Kanal 36 eintretende Kühlflüssigkeit
in den Kanal 37 umgeleitet wird, der mit der Radialen einen klei
neren Winkel als 45° einschliesst. Sodann strömt das Kühlmedium
radial auswärts den Kanal 37 entlang, der jedoch an seinem Ende
mit einem Stopfen 31 verschlossen ist. Der Kanal 37 schliesst
mit einem weiteren Kanal 38 einen Winkel θ" ein, wobei der zur
Aussenmantelfläche 19 führende Endabschnitt des Kanales 38 wie
derum durch einen Stopfen 31 verschlossen ist. Sodann schliesst
an den Kanal 38 ein weiterer Kanalabschnitt an, der nach Lage und
Länge dem Kanal 37 entspricht und daher dasselbe Bezugszeichen be
trägt. Dazwischen liegt ein Winkel θ'''.
Sternförmig ergibt sich so eine Aufeinanderfolge von Kanalab
schnitten 37 und 38, deren Enden jeweils durch Stopfen 31 ver
schlossen werden können, bis das Kühlmittel letzten Endes durch
einen Abflusskanal 39 austreten kann, dem ein entsprechender
Abfluss im Stator gegenüberliegt. Selbstverständlich lässt sich
auch hier wiederum gewünschtenfalls durch Verändern der Lage der
Stopfen 31 erreichen, dass gewünschtenfalls mehrere Kühlkreis
läufe parallel zueinander betrieben werden. Im allgemeinen wird
dies jedoch nicht erforderlich sein.
Die Ausführung nach den Fig. 7 und 8 zeigt aber auch noch eine
weitere Besonderheit, die eine kompaktere und kostengünstigere
Herstellung der Rührwerksmühle erlaubt. Wenn nämlich der Deckel
11 gleichzeitig entweder selbst oder über einen einsetzbaren
Trennring 40 die Begrenzung des Trennspaltes bildet, wie dies
gemäss der DE-OS 20 47 244 bereits vorgeschlagen wurde, so kann
das an der Oberseite dieses Trennringes 40 austretende und fer
tig gemahlene Produkt unmittelbar über eine im gekühlten Deckel
11 vorgesehene Auslassöffnung 41 abgeführt werden. Während bei
der Ausführung nach Fig. 1 also die Auslassöffnung 141 oberhalb
des Deckels 11 vorgesehen ist und so die Bauhöhe vergrössert wird,
kann bei einer Ausführung gemäss den Fig. 7 und 8 nicht nur an
Bauhöhe eingespart werden, sondern es wird auch gesichert, dass
das Produkt bis zu seinem Austritt aus der Mühle mit Sicherheit
unter dem Einfluss der Kühlanordnung steht, was mit den bisheri
gen Ausführungen nach dem Stande der Technik nur in unvollkomme
ner Weise erreicht werden konnte. Die Auslassöffnung 41 wird
sich dabei vorzugsweise innerhalb der Begrenzungsebenen des schei
benförmigen Körpers 11 erstrecken, doch wäre auch eine schräge
Anordnung bzw. eine Anordnung von Stirnfläche zu Stirnfläche denk
bar. Letztere Ausführung wird insbesondere dann zweckmässig sein,
wenn eine Aussentrennung der Mahlkörper vom Mahlgut erwünscht
ist. Selbstverständlich ergibt sich der Vorteil der kompakteren
Konstruktion auch dann, wenn der scheibenförmige Körper 11 im
Bereiche des Einlasses für das Mahlgut angeordnet ist und der
Kanal 41 die Einlassöffnung bildet, doch wird dann der Trennring
40 - in Strömungsrichtung gesehen - dahinter liegen. Anderseits
ist eine gute Kühlung auslasseitig besonders von Vorteil, wes
halb die Ausbildung des Kanals 41 als Auslassöffnung bevorzugt
ist.
Da nun aber aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, dass bei
einer erfindungsgemässen Ausbildung mindestens ein, oft aber
sogar mehrere Kanalanschlüsse genau zu positionieren sind, ist es
für jeden solchen scheibenförmigen Körper 11 von Vorteil, wenn
ihm Orientierungseinrichtungen zugeordnet sind, die bei der Mon
tage von vornherein das stellungsrichtige Einsetzen des Körpers
11 sichern. Eine solche Orientierungseinrichtung kann sowohl
alleine am scheibenförmigen Körper (z. B. eine Anzeigemarke) als
auch alleine an dem mit diesem Körper zu verbindenden Teil vorge
sehen sein, ist aber zweckmässig als formschlüssige Orientie
rungseinrichtung an beiden miteinander zu verbindenden Teilen
vorhanden, wie etwa in Fig. 7 der Körper 11 an einer Seite eine
Abflachung 42 aufweist, die statorseitig mit einer entsprechenden
Abflachung der Statorwand zusammenwirkt. Diese Abflachung 42 ist
vorteilhaft im Bereiche wenigstens eines Kanalanschlusses, hier
im Bereiche der Auslassöffnung 41, vorgesehen, da dann auch die
Abdichtung in diesem Bereiche erleichtert wird.
Die Ausführungsform nach Fig. 9 unterscheidet sich von der Dar
stellung der Fig. 1 in verschiedener Hinsicht. Eine der Besonder
heiten liegt darin, dass hier jeder der Deckel 111, 211 einen
Durchmesser aufweist, der grösser als der Innendurchmesser des
Stators 102 ist, so dass er in einem, hier der Wandstärke des
Stators 102 entsprechenden, Überlappungsbereich auf diesem
aufliegt. Dadurch ergibt sich zunächst einmal eine einfachere
Verbindung der beiden Kühlkreisläufe 36, 37 bzw. 136, 112 etc.
einerseits (vgl. auch Fig. 2, 7) und 114 anderseits über einen
geraden, von der Stirnfläche des jeweiligen Deckels 111 bzw. 211
ausmündenden und damit leicht herstellbaren Verbindungskanal 113.
Dazu lässt sich aber auch eine weitere Besonderheit auf einfache
Weise verwirklichen. Wie ersichtlich, werden hier die Kühlwendeln
114 des Stators durch eine zylindrische Dichtungsschürze 43 abge
dichtet, die als gummielastischer Mantel (z. B. aus Neopren) auf
den die Wendeln 114 bildenden Zwischenwänden 44 aufliegt. Durch
diese Materialkombination ergibt sich bereits eine leicht her
stellbare Abdichtung des Kühlkreislaufes 114 des Stators 102. Es
ist vorteilhaft, den gummielastischen Mantel 43 noch durch einen
Aussenmantel 45, insbesondere aus Metall, gegebenfalls aber auch
einem anderen Material wie gewickelten Glasfasern, zu schützen.
Dabei kann die Dichtung noch verbessert werden, wenn der Aussen
mantel unter Spannung gebracht wird und damit den gummielasti
schen Mantel 43 unter Druck umschliesst und ihn so gegen die
von den Zwischenwänden 44 gebildeten Dichtflächen presst. Dies
kann beispielsweise so erfolgen, dass um den Mantel 43 ein Faser
material, beispielsweise aus Kohle- oder Glasfasern, unter Span
nung gewickelt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass
der Aussenmantel 45 einen Längsschlitz aufweist und nach Art
einer Rohrschelle zusammengespannt wird. Schliesslich ist es
auch denkbar, den Aussenmantel 45 auf die Dichtungsschürze 43
einfach aufzuschrumpfen.
Zur Vermeidung von Abdichtungsproblemen ist es, bei einer solchen
Ausbildung vorteilhaft, wenn der Stator 102 frei von Einmündun
gen, insbesondere zur Zu- oder Abfuhr des Kühlmediums, ist. Dies
kann
nun aber durch die an Hand der bisher besprochenen Ausbildung
der Deckel 111, 211 wesentlich leichter verwirklicht werden,
indem jeder Deckel 111, 211 an den Kühlkreislauf 114 des Stators
102 über einen Verbindungskanal 113 angeschlossen ist. Dabei ist
es an sich für die eben erläuterte Ausbildung des Stators 102 mit
seiner Dichtungsschürze 43 unerheblich, wie der Hohlraum des
Deckels ausgebildet ist, ja es wäre sogar denkbar, den Stator
102 auch bei ungekühlten Deckeln 111, 211 in dieser Form herzu
stellen, in welchem Falle im Deckel nur die Kanäle 36 bzw. 136
und 113 vorzusehen wären. Im übrigen versteht es sich, dass die
neuartige Ausgestaltung mit dem Mantel 43 prinzipiell für alle zu
kühlenden, gegebenenfalls auch für zu wärmende Gefässe angewandt
werden kann, doch wird sie in Kombination mit der beschriebenen
Deckelausgestaltung am leichtesten und auch am wirksamsten sein,
zumal nun auch die Kühlregelung gemeinsam erfolgen kann.
Es ist ersichtlich, dass in vorteilhafter Weise auch an der Ein
gangsseite der Rührwerksmühle, d. h. im Bereiche eines Einlass
kanales 46 (der beispielsweise über ein nicht dargestelltes
Schwanenhalsrohr an die Mahlgutpumpe angeschlossen sein kann) für
das zu bearbeitende Mahlgut, ein ähnlicher Deckel 211 vorgesehen
ist, so dass auch an der Unterseite der Mühle Kühlwasseranschlüs
se am Stator 102 vermieden werden. Dadurch wird aber auch in
vorteilhafter Weise eine zu einer horizontalen Mittelebene spie
gelbildliche Ausgestaltung von Stator und Rotor erleichtert, wie
dies in der DE 36 14 721 A1 vorgeschlagen wurde. Darauf
soll hier bezüglich der weiteren Ausbildung von Stator und Rotor
ausdrücklich Bezug genommen werden.
Obwohl die an Hand der gezeigten Mantelkonstruktion 43, 44 für
den Stator 102 wegen der möglichen Ausnützung der Eigenelastizi
tät des Materials besonders günstig ist, zumal dadurch ja auch
allfällige Toleranzen ausgeglichen werden, kann eine ähnliche
Dichtungskonstruktion auch am Deckel 211 vorgesehen sein. Dieser
Deckel 211 besitzt zweckmässig ein an einer seiner Stirnflächen
eingedrehtes Kanalsystem 112, wie es an Hand der Fig. 2 bereits
geschildert wurde. Mit diesem Kanalsystem 112 steht eine vom
Kanal 136 abzweigende Verlängerung 213 des Kanales 113 in Verbin
dung, wobei das andere Ende der Kühlkanalspirale 112 mit dem
etwa mittig angeordneten Kanal 18 (vgl. Fig. 2) verbunden ist,
der an der Stirnfläche eines mittels radiale Fortsätze 52, 53 der
Deckel 49, 211 durchsetzenden Druckschrauben 48 aufgepressten
Druckdeckels 49 ausmündet. Es versteht sich, dass dabei die
Durchflussrichtung für das Kühlmittel, ebenso wie am Statormantel
an sich frei wählbar ist. Zur Vergleichmässigung des Druckes
können weitere Druckschrauben 50 über die Stirnfläche der Deckel
49, 211 verteilt sein.
Zwischen den beiden Deckeln 49, 211 befindet sich eine scheiben
förmige Dichtungsschürze 143, die durch die Druckschrauben 48, 50
dicht gegen die Zwischenwände 47 des Kanalsystems 112 gepresst
wird. Auch dadurch lassen sich allfällige Toleranzen ausgleichen.
Gegebenenfalls mag es zweckmässig sein, wenn der Druckdeckel 49
einen ringförmigen (allenfalls mit Unterbrechungen) Begrenzungs
steg 51 besitzt. Ebenso kann die Oberfläche der Zwischenwände 47
mit in die Dichtungsschürze einbeissenden Ringriefen versehen
sein. Es ist ersichtlich, dass die Dichtungsschürze 143 des
Deckels 211 zweckmässig eine grössere Wandstärke aufweist, als
die Dichtungsschürze 43.
Zur Erleichterung der Reinigung ist es vorteilhaft, wenn wenig
stens einer der Deckel 111 bzw. 211, vorzugsweise beide, einen
axial sich erstreckenden Umfangsflansch 54 aufweist, der einen
mit einem Krümmungsradius R gerundeten Übergang in die innere
Stirnfläche aufweist.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche verschiedene Modifika
tionen möglich; so versteht es sich, dass der Trennring 40
vorzugsweise aus einem Hartmaterial bestehen kann. Andere Vari
anten könnten in der Anordnung mehrerer Statoren und/oder
Rotoren bestehen, wie dies verschiedentlich schon vorgeschlagen
wurde. Statt der in Fig. 9 gezeigten fliegenden (einseitigen)
Lagerung des Rotors 110 kann selbstverständlich auch eine beid
seitige Lagerung vorgesehen werden. Statt der in der Zeichnung
veranschaulichten Trennvorrichtung an der Mühle selbst kann auch
eine Aussentrennung im Rahmen eines Kugelumlaufes vorgesehen
werden, etwa in der Art, wie dies die DE 30 38 794 A1 zeigt.
Ferner wurde die Erfindung zwar an Hand einer Rührwerksmühle mit
vertikaler Drehachse des Rührwerkes beschrieben, doch lässt sich
die Erfindung selbstverständlich auch an im wesentlichen horizon
talen oder in beliebiger Lage befindlichen Rührwerksmühlen anwen
den. An Stelle eines unter seiner Eigenelastizität an den Zwi
schenwänden 44 aufliegenden Mantels 43 könnte auch dieser als
Folie um den Stator gewickelt und an seinen zusammenstossenden
Enden verklebt werden, worauf ein Anlagedruck zum Andrücken des
gummielastischen Materials an die Zwischenwände in der schon
geschilderten Weise mit Hilfe des Aussenmantels 45 erzeugt werden
kann. Es ist aber klar, dass die Klebestelle Dichtungsprobleme
mit sich bringen kann, die vermieden werden, wenn die Dichtungs
schürze 43 unter ihrer Eigenelastizität an den Zwischenwänden
aufliegt, indem sie strumpfartig auf den Stator 102 aufgezogen
wird.
Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von einem "länglichen"
Kanalsystem die Rede ist, so versteht es sich, dass dies bedeu
tet, dieses Kanalsystem erstrecke sich im wesentlichen parallel
zu den Stirnflächen des scheibenförmigen Körpers, wobei geringe
Abweichungen von der Parallelität natürlich keine Rolle spielen;
wesentlich ist lediglich, dass die Kanäle - um länglich sein zu
können - nicht etwa senkrecht zu den Stirnflächen des Körpers
erstrecken, wobei es etwa für den Fall des Deckels 211 durchaus
möglich wäre, Kühlkanäle 112 jeweils an beiden Stirnflächen vor
zusehen, wie auch der Statormantel gewünschtenfalls mit je einem
Kühlkanalsystem innen und aussen ausgebildet sein könnte. Dies
wird aber in den meisten Fällen überflüssig sein.