EP2861350B1

EP2861350B1 - Kugelmühle mit räumlicher unwuchtkompensation

Info

Publication number: EP2861350B1
Application number: EP13731070.2A
Authority: EP
Inventors: Jürgen PANKRATZ; Stefan MÄHLER; Matthias Niewind; Frank Janetta
Original assignee: Retsch GmbH
Current assignee: Retsch GmbH
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: JP5979694B2; IN2014DN10579A; JP2015519198A; RU2592854C1; US20150129692A1; RU2592854C9; US10058871B2; EP2861350A1; CN104470637B; CN104470637A; WO2013186372A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kugelmühle mit einem wenigstens zwei auf einer Maschinengrundplatte angeordneten Mahlbecherhalterungen für jeweils einen darin in einer liegenden Anordnung eingespannten, stirnseitige Mahlbecherenden sowie eine Füllung von Kugeln als Mahlkörper aufweisenden Mahlbecher und mit einem eine Drehbewegung der Mahlbecherhalterungen herbeiführenden Antrieb.
Eine Kugelmühle mit den vorgenannten Merkmalen ist aus der WO 2009/026990 A1 bekannt. Bei der bekannten Kugelmühle sind im Gegensatz zu ansonsten in vielfachem Einsatz stehenden Planetenkugelmühlen, wie etwa in der DE 197 12 905 C2 beschrieben, aufgrund der als eine bezüglich ihrer Längsachse flache oder bis zu einem Winkel von 60 Grad gegenüber der Horizontalebene schräge Ausrichtung der Mahlbecher definierten liegenden Anordnung der Mahlbecher die Bewegungsbahnen der Kugeln im Inneren des Mahlbechers derart verändert, dass die stirnseitigen Mahlbecherenden als Anschlag- und Mahlflächen mit in den Zerkleinerungsvorgang einbezogen sind. Dabei wirkt einerseits während des Mahlvorganges aufgrund der Drehung des Mahlbechers eine periodische Kraft-/Bewegungskomponente auf die Kugeln in Richtung der Seitenwände des Mahlbechers ein, während andererseits aufgrund der liegenden Anordnung des Mahlbechers eine andere, weitere Kraft-/Bewegungskomponente in Richtung der Enden des Mahlbechers auf die Kugeln wirkt. Hierdurch wird erreicht, dass während der Bewegung der Kugeln an den Seitenwänden des Mahlbechers eine vorwiegend reibende Beanspruchung und beim Auftreffen der Kugeln auf die Mahlbecherenden eine Prallbeanspruchung des aufzumahlenden Mahlgutes erfolgt. Gleichzeitig wird aufgrund der Bewegung der Kugeln in Längsrichtung des Mahlraumes das Mahlgut besser durchmischt, so dass alle Partikel des Mahlgutes gleichzeitig beansprucht werden und so die Zerkleinerungseffizienz gesteigert wird. Die Gewichtung von Reib- und Prallkomponenten ist durch die Einstellung bzw. Auswahl der Mahlbecherlänge und des Mahlbecherdurchmessers im Verhältnis zum Schwingkreisdurchmesser sowie des Kugeldurchmessers und der spezifischen Kugelmasse variierbar.
Soweit die beiden Mahlbecherhalterungen mit darin liegend angeordneten Mahlbechern auf einer gemeinsamen Maschinengrundplatte angeordnet sind, ist als Antrieb dafür u.a. ein Federmasseschwinger vorgeschlagen, mittels dessen die Maschinengrundplatte in eine umlaufende Kreisbewegung versetzt wird, so dass sich die beiden Mahlbecherhalterungen auf dieser Kreisbahn bewegen. Bei der bekannten Kugelmühle hat es sich dabei als nachteilig herausgestellt, dass die unter Einbeziehung des Federmasseschwingers erzeugte Kreisbewegung im Hinblick auf die sich im Inneren jedes Mahlbechers vollziehenden Bewegungsbahnen der Kugeln zu unbestimmt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kugelmühle der eingangs genannten Bauart so zu verbessern, dass die Mahlbecher eine gerichtete und vorbestimmbare Kreisbewegung ausführen, damit sich ein sich exakt wiederholendes Bewegungsregime der Kugeln einstellt.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass jede der jeweils paarig angeordneten Mahlbecherhalterungen über zwei an sie jeweils auf bezüglich einer Symmetrieachse des Mahlbechers einander gegenüberliegenden Seiten angeschlossene Exzenterwellen mittels des Antriebes in eine parallel zur Ebene der Maschinengrundplatte ausgerichtete zwangsgeführte Kreisbewegung versetzt ist, wobei auf jeder der zwei die Maschinengrundplatte durchsetzenden, jeweils einer Mahlbecherhalterung zugeordneten Exzenterwellen unterhalb der Maschinengrundplatte ein Gegengewicht als Massenausgleich für die an der Exzenterwelle angeschlossene Mahlbecherhalterung mit darin eingespanntem Mahlbecher auf der bezüglich der Längsachse der Exzenterwelle dem Anschluss der Mahlbecherhalterung an die Exzenterwelle gegenüberliegenden Seite der Exzenterwelle angeordnet ist, und dass bei den beiden Mahlbecherhalterungen die Exzentrizitäten der beiden jeweils an sie angeschlossenen Exzenterwellen gleich sind, sowie deren Gegengewichte auf bezüglich der Längsachse der Mahlbecher einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und die Mahlbecherhalterungen über den Antrieb in eine jeweils gegenläufige und gegenphasige Kreisbewegung versetzt sind.
Damit lässt sich ein Bewegungsregime einstellen, bei dem sich die Mahlbecher auf kleinen Kreisbahnen bewegen, wobei das Verhältnis von Kreisbahndurchmesser einerseits und Mahlbecherlänge andererseits so eingestellt ist, dass ein wesentlicher Teil der Zerkleinerungsarbeit im eingespannten Mahlbecher durch das Einschlagen von Mahlgut und Mahlkörpern an den Mahlbecherenden geleistet wird. Aus dem Einsatz von Exzenterwellen ergibt sich jedoch das Problem, dass im Betrieb der Kugelmühle erhebliche Unwuchtkräfte und Unwuchtmomente auftreten, für deren Kompensation Sorge zu tragen ist. Die Lösung, die in der Bewegungsebene der Mahlbecheraufnahme auftretenden Unwuchtkräfte durch die Anordnung von zwei Mahlbecherhalterungen zu kompensieren, die gegenläufig und gegenphasig angetrieben werden, ist im vorliegenden Fall nicht ausreichend. Denn aufgrund des Exzenterwellenantriebes treten auch Unwuchtmomente dadurch auf, dass die an den oberen Enden der Exzenterwellen angeschlossenen Mahlbecherhalterungen mit den darin eingespannten Mahlbechern entsprechende Drehmomente um eine im Zentrum zwischen den Mahlbecherhalterungen senkrecht auf der Ebene, in der sich die Mahlbecherhalterungen bewegen, stehenden Achse verursachen. Diese Drehmomente wechseln ihre Wirkrichtung in der Frequenz, in der die Mahlbecher rotieren und verursachen Drehschwingungen, die erfindungsgemäß durch einen zusätzlichen Massenausgleich auf jeder Exzenterwelle in ihrem unterhalb der Mahlbecherhalterung gelegenen Bereich kompensiert werden. Dazu ist jeweils ein Gegengewicht auf der Exzenterwelle angeordnet, welches auf der dem Anschluss der Mahlbecherhalterung an das obere Ende der zugeordneten Exzenterwelle bezüglich der Längsachse der Exzenterwelle gegenüberliegenden Seite der Exzenterwelle installiert ist. Zusätzliche Unwuchtmomente sind dadurch bedingt, dass die auf die an einem Ende einer Exzenterwelle angeordnete Mahlbecherhalterung wirkende Fliehkraft einerseits und die auf das am anderen Ende der Exzenterwelle angeordnete Gegengewicht wirkende Fliehkraft andererseits ein Drehmoment um horizontal verlaufende Achsen verursacht. Diese Unwuchtmomente rotieren mit der Drehung der Mahlbecher und der Gegengewichte um die Senkrechte auf der Ebene, in der sich die Mahlbecher bewegen.
Erfindungsgemäß wird das räumliche Unwuchtproblem der gleichzeitigen Kompensation von Unwuchtkräften und Unwuchtmomenten dadurch gelöst, dass nicht allein die Unwuchtkräfte, die von einer rotierenden Mahlbecherhalterung verursacht werden, dadurch kompensiert werden, dass eine weitere exakt gegenläufig und gegenphasig angetriebene zweite Mahlbecherhalterung installiert wird, sondern darüber hinaus werden an den die Mahlbecherhalterungen in Rotation versetzenden Exzenterwellen Gegengewichte derart angebracht, dass die erst durch die in der Ebene der Mahlbecherhalterungen durch die Kompensation der Unwuchtkräfte aufgetretenen Unwuchtmomente ebenfalls kompensiert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die "liegende" Anordnung der Mahlbecher in gleicher Weise definiert wie in der gattungsbildenden WO 2009/ 026990 A1, nämlich als eine flach oder eine bis zu einem Winkel von 60 Grad mit der Horizontalen schräg liegende Anordnung.
Soweit sich die Erfindung grundsätzlich auf eine Anordnung von zwei Mahlbechern erstreckt, ist die Verwirklichung der Erfindung bei Ausgestaltungen mit einem einfachen Vielfachen von zwei Mahlbechern, beispielsweise mit vier oder sechs Mahlbechern, möglich.
Soweit erfindungsgemäß jede Mahlbecherhalterung an zwei Exzenterwellen angeschlossen ist, die bezüglich einer Symmetrieachse des eingespannten Mahlbechers auf einander gegenüberliegenden Seiten der Mahlbecherhalterung angeordnet sind, kann nach alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung vorgesehen sein, dass jede Mahlbecherhalterung an ihren bezüglich der Längsachse des Mahlbechers einander gegenüberliegenden Seiten an jeweils eine Exzenterwelle angeschlossen ist oder alternativ dass jede Mahlbecherhalterung im Bereich der beiden Stirnseiten des Mahlbechers an jeweils eine Exzenterwelle angeschlossen ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jede Mahlbecherhalterung aus einem den Mahlbecher flach oder schräg liegend aufnehmenden und jeweils auf seinen bezüglich einer Symmetrieachse des Mahlbechers einander gegenüberliegenden Seiten mit den beiden Exzenterwellen verbundenen Unterteil sowie einem an dem Unterteil angelenkten und den Mahlbecher oben übergreifenden, mit dem Unterteil zusammenspannbaren Oberteil besteht.
Bei Kugelmühlen allgemein ist weiterhin der für den Zerkleinerungsvorgang erforderliche Energieeintrag von Bedeutung insoweit, als er nicht zu einer unzulässigen Erwärmung des Mahlgutes führen darf. So kann im Rahmen einer Erwärmung des Mahlgutes beispielsweise bei einer Zerkleinerung von Kunststoff die Glasübergangs- bzw. die Erweichungstemperatur des Kunststoffes überschritten werden, was zu einem Verkleben bzw. Zusetzen im Mahlraum führen würde. Soweit demnach eine Kühlung des Mahlraumes bzw. der Mahlbecher wünschenswert ist, bietet der erfindungsgemäße Antrieb der beiden Mahlbecher über zugeordnete Exzenterwellen eine gute Möglichkeit, für eine entsprechende Kühlung der Mahlbecher zu sorgen. Im Einzelnen ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass zur Einrichtung einer Kühlung des Mahlbechers während des Mahlvorganges die beiden jeweils mit einer Mahlbecherhalterung verbundenen Exzenterwellen einen hohlen Wellenkörper zur Durchleitung eines Kühlmittels aufweisen und die den Mahlbecher einspannende Mahlbecherhalterung dichtend an die beiden Exzenterwellen angeschlossen und mit sie durchsetzenden Hohlräumen ausgebildet ist, und dass die eine der Mahlbecherhalterung zugeordnete Exzenterwelle an einen Kühlmittelzulauf und die andere der Mahlbecherhalterung zugeordnete Exzenterwelle an einen Kühlmittelablauf angeschlossen ist.
Hierbei kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Unterteil der Mahlbecherhalterung in seinen die Enden der beiden Exzenterwellen jeweils umfassenden Anschlussbereichen sowie in seinem ein Auflager für den eingespannten Mahlbecher bildenden Mittelbereich jeweils mit Hohlräumen zur Durchleitung des Kühlmittels versehen ist, während weiterhin vorgesehen sein kann, dass das den Mahlbecher übergreifende Oberteil der Mahlbecherhalterung in seinem auf dem Mahlbecher aufliegenden Mittelteil mit wenigstens einem an die Hohlräume der Anschlussbereiche des Unterteils angeschlossenen Hohlraum zur Durchleitung des Kühlmittels versehen ist.
Die vorstehend beschriebene Kühlung eines Mahlbechers bzw. einer Mahlbecherhalterung über durch die Exzenterwellen durchzuleitendes Kühlmittel lässt sich dabei bei allen Bauarten von Mühlen verwenden, bei denen als Antrieb Exzenterwellen zum Einsatz kommen bzw. kommen können. Insofern ist die Anwendung des vorstehend erläuterten Erfindungsgedankens nicht auf die Bauart einer Kugelmühle mit liegend angeordneten Mahlbechern beschränkt, sondern für alle Mühlen mit einem Exzenterwellen-Antrieb anwendbar.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Mahlbecherenden der flach oder schräg liegend eingespannten Mahlbecher eben ausgebildet sind, so dass sich beispielsweise bei einem einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Mahlbecher eine zylindrische Ausbildung des Mahlbechers ergibt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die stirnseitigen Mahlbecherenden des Mahlbechers kalottenförmig ausgebildet sind.
Soweit bei Verwirklichung der Erfindung anzustreben ist, die Massen von Mahlbechern und Halterungen einerseits und Exzenterwellen mit daran ausgebildeten Gegengewichten andererseits so groß auszulegen, dass eine Befüllung der Mahlbecher mit Mahlgut und gegebenenfalls mit Kugeln keine Auswirkungen auf die eingestellte Unwuchtkompensation der Kugelmühle hat, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung jedoch auch vorgesehen sein, dass das an der Exzenterwelle unterhalb des Mahlbecherträgers angeordnete Gegengewicht in Abhängigkeit von der Masse der Halterung und des darin eingespannten Mahlbechers nachjustierbar ist. Im einfachsten Fall kann die Nachjustierung durch Anbringung von zusätzlichen Gewichten geschehen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der radialen Verlagerung der Massenschwerpunkte der exzentrisch aufgenommenen Gegengewichte.
Im Rahmen der Erfindung ist der Einsatz von längserstreckten Mahlbechern sinnvoll, bei welchen die bei der Längserstreckung gegebene Länge und damit der Abstand zwischen den Mahlbecherenden jedenfalls größer ist als der Durchmesser des zwischen den Mahlbecherenden liegenden Bereichs. In diesem Rahmen sind bei Verwirklichung der Erfindung unterschiedliche Mahlbecherformen zweckmäßig. So kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Mahlbecher einen kreisförmigen Querschnitt oder einen elliptischen Querschnitt oder einen eckigen Querschnitt mit abgerundeten Eckbereichen haben, wobei bei letztgenanntem Ausführungsbeispiel die abgerundeten Eckbereiche des jeweiligen Mahlbechers bei Einsatz von Mahlkörpern in dem Mahlbecher einen Radius entsprechend dem Radius der Mahlkörper aufweisen können. Andere Mahlbecherformen sind ebenfalls möglich, beispielsweise Mahlbecher mit einem elliptischen Längsschnitt.
Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Exzentrizitäten der Verbindungen der Mahlbecherhalterung mit den beiden zugehörigen Exzenterwellen jeweils gleich groß bemessen sind, so dass sich damit eine Kreisbewegung der Mahlbecherhalterung mit eingespanntem Mahlbecher ergibt, wobei die Längsachsen der in unterschiedliche Mahlbecherhalterungen eingespannten Mahlbecher in allen Stellungen der Mahlbecher während ihres Umlaufs in einer parallelen Anordnung verbleiben.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Exzentrizitäten der Verbindungen der Mahlbecherhalterung mit den beiden zugehörigen Exzenterwellen unterschiedlich bemessen ist, so dass an dem einen an die die geringere Exzentrizität aufweisende Exzenterwelle angeschlossenen Anschlussbereich der Mahlbecherhalterung eine Kreisbewegung eingeleitet wird, während auf der gegenüberliegenden Seite der Mahlbecherhalterung die die größere Exzentrizität aufweisende Exzenterwelle zu einer Pendelbewegung des eingespannten Mahlbechers führt. Hierbei wird nur die eine Exzenterwelle mit der geringeren Exzentrizität angetrieben, während die andere Exzenterwelle mitgeführt wird.
Soweit die beiden zu einer Mahlbecherhalterung zugehörigen Exzenterwellen mit ihrem einen Ende jeweils in einer festen Verbindung mit der zugehörigen Mahlbecherhalterung und damit auch miteinander in einer festen Verbindung stehen, ist aufgrund der Herstellungs- und Montagetoleranzen nicht gewährleistet, dass die mit einem Antriebsmedium, beispielsweise mit einem Zahnriemen oder einer Kette, zu verkoppelnden freien unteren Enden der Exzenterwellen jeweils in spannungsfreiem Eingriff mit dem gemeinsamen Antriebsmedium stehen, denn das System ist mechanisch überbestimmt. Um hier einem Verklemmen von Exzenterwellen und Antriebsmedium gegeneinander vorzubeugen, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die beiden einer Mahlbecherhalterung zugeordneten Exzenterwellen von einem gemeinsamen Antriebsmedium angetrieben und an einer der beiden Exzenterwellen zwischen der Exzenterwelle und dem Antriebsmedium ein Ausgleichsspiel eingerichtet ist.
Hierzu kann im Einzelnen vorgesehen sein, dass am der Mahlbecherhalterung gegenüberliegenden Ende der Exzenterwellen jeweils eine Zahnscheibe angeordnet und das Antriebsmedium als umlaufender, mit der Verzahnung der Zahnscheibe kämmender Zahnriemen ausgebildet ist, wobei an einer der beiden Zahnscheiben zur Einrichtung des Ausgleichsspiels die Breite der Zahnlücken der Zahnscheibe größer ist als die Breite der Zähne des eingesetzten Zahnriemens. Dies gilt insbesondere, wenn alle Exzenterwellen der auf einer Maschinengrundplatte angeordneten Mahlbecherhalterungen von einem gemeinsamen Zahnriemen angetrieben sind, und insoweit ist in diesem Fall jeweils an der Zahnscheibe einer der beiden an dieselbe Mahlbecherhalterung angeschlossenen Exzenterwellen das Ausgleichsspiel eingerichtet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:

Fig. 1: eine Kugelmühle mit zwei Mahlbecherhalterungen in einer perspektivischen Teilansicht,
Fig. 2: eine Mahlbecherhalterung mit einem darin eingespalteten Mahlbecher in einer schematisierten Seitenansicht,
Fig. 3a-c: eine Unteransicht der den beiden Mahlbecherhalterungen zugeordneten Exzenterwellen einschließlich Antriebsmedium.

Die zunächst aus Figur 1 als Ganzes ersichtliche Kugelmühle 10 hat ein (nicht vollständig dargestelltes) Gehäuse 11, an dessen Oberseite eine Maschinengrundplatte 12 für zwei darauf installierte Mahlbecherhalterungen 13 für jeweils einen darin einzuspannenden Mahlbecher angeordnet ist. Jede Mahlbecherhalterung 13 besteht aus einem Unterteil 14, welches zwei einander gegenüberliegende außenliegende Anschlussbereiche 16 mit einem dazwischen liegenden, eine Auflagerfläche für einen einzuspannenden Mahlbecher bildenden Mittelbereich 15 aufweist. An dem einen Anschlussbereich 16 ist ein den Mittelbereich 15 der Mahlbecherhalterung 13 übergreifendes Oberteil 17 um eine an dem Anschlussbereich 16 angeordnete Schwenkachse 18 schwenkbar gelagert, wobei im Rahmen des dargestellten Ausführungsbeispiels das Oberteil 17 auf der seiner Schwenkachse 18 gegenüberliegenden Seite mittels einer von einem Verriegelungshebel 20 betätigbaren Verriegelung 19 mit dem anderen Anschlussbereich 16 des Unterteils 14 verriegelbar ist. Alternativ ist auch eine per Verschraubung betätigbare Verriegelungsmechanik einsetzbar, beispielsweise eine verschraubbare Klemmmechanik mit einem entsprechenden Klemmbügel. Das Oberteil 17 der Mahlbecherhalterung 13 übergreift den die Auflageriläche für einen Mahlbecher ausbildenden Mittelbereich 15 des Unterteils 14 ebenfalls mit einem Mittelteil 22, wobei der Mittelbereich 15 des Unterteils 14 wie auch der Mittelteil 22 des Oberteils 17 in ihrer Formgebung jeweils an die äußere Kontur des in der Mahlbecherhalterung 13 einzuspannenden Mahlbechers angepasst sind.
In dem Gehäuse 11 ist ein über die Maschinengrundplatte 12 nach oben hervorstehender Motor 21 angeordnet, der über einen unterhalb der Maschinengrundplatte 12 vorgesehenen Antriebsmechanismus die beiden auf der Maschinengrundplatte 12 angeordneten Mahlbecherhalterungen 13 antreibt.
Wie sich aus einer Zusammenschau der Figuren 1 und 2 ergibt, dienen als Antrieb für jede der beiden Mahlbecherhalterungen 13 jeweils zwei Exzenterwellen 25, die jeweils an die beiden Anschlussbereiche 16 jeder Mahlbecherhalterung 13 angeschlossen und damit verbunden sind. Insoweit weist jede Exzenterwelle 25 einen unterhalb der Maschinengrundplatte 12 gelegenen Antriebsabschnitt 26 und einen über die Maschinengrundplatte 12 überstehenden und in dem zugehörigen Anschlussbereich 16 der Mahlbecherhalterung 13 festgelegten Anschlussabschnitt 27 auf. Die Abschnitte 26 und 27 jeder Exzenterwelle 25 sind zur Ausbildung der Exzentrizität jeweils versetzt zueinander angeordnet, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer gleichen Exzentrizität. Dabei sind zur Lagerung des Antriebsabschnitts 26 der Exzenterwellen 25 unterhalb der Maschinengrundplatte 12 jeweils Lager 29 vorgesehen, während zwischen den Anschlussabschnitten 27 der Exzenterwellen 25 und den daran angeschlossenen Anschlussbereichen 16 des zugehörigen Unterteils 14 jeder Mahlbecherhalterung 13 Lager 30 angeordnet sind.
Wie sich weiterhin aus Figur 2 ergibt, ist auf den Mittelbereich 15 des zugehörigen Unterteils 14 einer Mahlbecherhalterung 13 ein Mahlbecher 23 aufgelegt und durch das das Unterteil 14 der Mahlbecherhalterung 13 überspannende Oberteil 17 in der Mahlbecherhalterung 13 eingespannt.
Werden die beiden Antriebsabschnitte 26 der beiden jeweils mit gleicher Exzentrizität ausgeführten Exzenterwellen 25 über den vom Motor 21 angetriebenen Antriebsmechanismus in Drehung versetzt, so bewegt sich der in der angeschlossenen Mahlbecherhalterung 13 liegend eingespannte Mahlbecher 23 auf einer Kreisbahn, weil sich die beiden jeweils an eine Exzenterwelle 25 angeschlossenen außenliegenden Anschlussbereiche 16 der Mahlbecherhalterung 13 selbst jeweils auf einer Kreisbahn bewegen. Soweit auf der Maschinengrundplatte 12 zwei Mahlbecherhalterungen 13 mit zugehörigen Mahlbechern 23 angeordnet sind, sind die Bewegungsrichtungen der beiden Mahlbecher 23 auf ihren zugehörigen Kreisbahnen in jeweils gegenläufiger Bewegungsrichtung mit gleichzeitig gegenläufigen Bewegungsphasen ausgerichtet derart, dass beim Betrieb der Kugelmühle 10 oberhalb der Maschinengrundplatte 12 ein gegenseitiger Ausgleich der Fliehkräfte bei den Mahlbecherhalterungen 13 mit darin eingespannten Mahlbechern 23 verwirklicht ist.
Da durch diese Anordnung sich zwar die Fliehkräfte in der Ebene, in der die Mahlbecherhalterungen rotieren, gegenseitig kompensieren, jedoch Momente mit wechselnder Drehrichtung um eine Senkrechte auf dieser Ebene verbleiben, ist zusätzlich jede Exzenterwelle 25 in ihrem unterhalb der Maschinengrundplatte 12 gelegenen Antriebsabschnitt 26 mit einem Gegengewicht 28 versehen, welches auf der dem oberhalb der Maschinengrundplatte 12 befindlichen Anschlussabschnitt 27 der Exzenterwelle 25 mit Anschlussbereich 16 der Mahlbecherhalterung 13 bezüglich der Längsachse jeder einzelnen Exzenterwelle 25 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Somit ist auch ein an jeder einzelnen Exzenterwelle 25 beim kreisförmigen Umlauf der daran angeschlossenen Mahlbecherhalterung 13 wirksamer Kraftausgleich verwirklicht, der aufgrund der Tatsache, dass zwei gegenläufig und gegenphasig angetriebene Mahlbecherhalterungen 13 mitsamt der angeschlossenen Exzenterwellen 25 in gleicher Weise aufgebaut sind, gleichzeitig das oben beschriebene Moment um die Senkrechte auf der Ebene, auf der die Mahlbecherhalterungen 13 rotieren, kompensiert und jene Momente um Achsen, die in dieser Ebene liegen und die zunächst dadurch zustande kommen, dass die Fliehkräfte der Mahlbecherhalterungen 13 und der Gegengewichte 28 diese Momente erzeugen.
Um eine Kühlung des Mahlbechers 23 während des Betriebs der Kugelmühle einzurichten, sind die beiden Exzenterwellen 25 als hohlgebohrte Wellen mit einer inneren Bohrung 31 ausgebildet. Entsprechend sind in den beiden einander gegenüberliegenden Anschlussbereichen 16 sowie in dem diese verbindenden Mittelbereich 15 des Unterteils 14 jeder Mahlbecherhalterung 13 jeweils Hohlräume 32 ausgebildet, die unter Heranziehung eines am oberen Ende jeder Exzenterwelle 25 fixierten Dichtungselementes 33 und einer an der Mahlbecherhalterung 13 ausgebildeten Dichtfläche 34 als Gegendichtungselement zum Dichtungselement 33 an die Bohrungen 31 der beiden Exzenterwellen 25 angeschlossen sind. Somit kann ein in die eine der beiden Exzenterwellen 25 eingeleitetes gasförmiges oder flüssiges Kühlmedium über die zugeordnete Exzenterwelle 25 und die in dem Unterteil 14 ausgebildeten Hohlräume 32 bis in die gegenüberliegend an die Mahlbecherhalterung 13 angeschlossene Exzenterwelle 25 strömen und in dieser Exzenterwelle auch abströmen. Entsprechend ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an dem unteren Ende der linken Exzenterwelle 25 ein Kühlmittelzulauf 36 und an dem unteren Ende der rechten Exzenterwelle 25 ein Kühlmittelablauf 37 ausgebildet. Durch eine entsprechende Ausbildung des Mittelbereichs 22 des Oberteils 17 jeder Mahlbecherhalterung 13 mit der Ausbildung eines Hohlraumes 35 darin und dessen Anschluss an die Hohlräume 32 des Unterteils 14 ist dafür Sorge getragen, dass auch das Oberteil 17 jeder Halterung 13 von dem in das Unterteil 14 der Mahlbecherhalterung eingeleiteten Kühlmittel durchströmt ist. Auf diese Weise ist der Mahlbecher 23 von gekühlten Bauteilen eingeschlossen, so dass das im Mahlbecher 23 beim Zerkleinerungsvorgang entstehende Temperaturniveau begrenzt werden kann.
In Figur 3a ist ein zur Erfindung gehöriges Antriebskonzept dargestellt, bei welchem ein umlaufender, von einer Antriebszahnscheibe 40 angetriebener Zahnriemen 39 für den Antrieb aller vier, zu den beiden in Figuren 1 und 2 beschriebenen Mahlbecherhalterungen 13 gehöriger Exzenterwellen 25 sorgt. Hierzu ist der um die Antriebszahnscheibe 40 geschlungene Zahnriemen 39 über Umlenkrollen 42 geführt und jeweils außen um an den Enden der Exzenterwelle 25 angeordnete Zahnscheiben 41 geschlungen, wobei die Zähne 43 des Zahnriemens 39 jeweils in Zahnlücken 44 der Zahnscheiben 41 eingreifen. Um im laufenden Betrieb einer Verklemmung von Exzenterwellen 25 und Zahnriemen 39 gegeneinander vorzubeugen, ist vorgesehen, dass an einer der beiden Exzenterwellen 25 zwischen Exzenterwellen 25 und Zahnriemen 39 ein Ausgleichsspiel 38 eingerichtet ist. Wie sich dazu aus Figur 3b ergibt, ist an einer der beiden Zahnscheiben 41 die Breite der Zahnlücken 44 größer als die Breite der Zähne 43 des eingesetzten Zahnriemens 39, so dass sich das gewünschte Ausgleichsspiel 38 ergibt. Dagegen liegt gemäß Figur 3c an der anderen, derselben Mahlbecherhalterung 13 zugeordneten Exzenterwelle 25 ein Volleingriff der Zähne 43 des Zahnriemens 39 in die Zahnlücken 44 der zugehörigen Zahnscheibe 41 vor. Die gleiche Konfiguration ist in einer nicht weiter dargestellten Weise auch bei den beiden Exzenterwellen 25 der anderen Mahlbecherhalterung 13 verwirklicht.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Kugelmühle (10) mit wenigstens zwei auf einer Maschinengrundplatte (12) angeordneten Mahlbecherhalterungen (13) für jeweils einen darin in einer liegenden Anordnung eingespannten, stirnseitige Mahlbecherenden sowie eine Füllung von Kugeln als Mahlkörper aufweisenden Mahlbecher (23) und mit einem eine Drehbewegung der Mahlbecherhalterungen (13) herbeiführenden Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass jede der jeweils paarig angeordnete Mahlbecherhalterungen (13) über zwei an sie jeweils auf bezüglich einer Symmetrieachse des Mahlbechers (23) einander gegenüberliegenden Seiten angeschlossene Exzenterwellen (25) mittels des Antriebes in eine parallel zur Ebene der Maschinengrundplatte ausgerichtete zwangsgeführte Kreisbewegung versetzt ist, wobei auf jeder der zwei die Maschinengrundplatte (12) durchsetzenden, jeweils einer Mahlbecherhalterung (13) zugeordneten Exzenterwellen (25) unterhalb der Maschinengrundplatte (12) ein Gegengewicht (28) als Massenausgleich für die an der Exzenterwelle (25) angeschlossene Mahlbecherhalterung (13) mit darin eingespanntem Mahlbecher (23) auf der bezüglich der Längsachse der Exzenterwelle (25) dem Anschluss der Mahlbecherhalterung (13) an die Exzenterwelle (25) gegenüberliegenden Seite der Exzenterwelle (25) angeordnet ist, und dass bei den beiden Mahlbecherhalterungen (13) die Exzentrizitäten der beiden jeweils an sie angeschlossenen Exzenterwellen (25) gleich sind, sowie deren Gegengewichte (28) auf bezüglich der Längsachse der Mahlbecher (23) einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und die Mahlbecherhalterungen (13) über den Antrieb in eine jeweils gegenläufige und gegenphasige Kreisbewegung versetzt sind,
Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Maschinengrundplatte (12) mehr als zwei Mahlbecherhalterungen (13) mit zugeordneten Exzenterwellenantrieben in einer jeweils paarigen Mehrzahl angeordnet sind.
Kugelmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Mahlbecherhalterung (13) an ihren bezüglich der Längsachse des Mahlbechers (23) gegenüberliegenden Seiten an jeweils eine Exzenterwelle (25) angeschlossen ist.
Kugelmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Mahlbecherhalterung (13) im Bereich der beiden Enden des Mahlbechers (23) an jeweils eine Exzenterwelle (25) angeschlossen ist.
Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Mahlbecherhalterung (13) aus einem den Mahlbecher (23) flach oder schräg liegend aufnehmenden und mit den beiden Exzenterwellen (25) verbundenen Unterteil (14) sowie einem an dem Unterteil (14) angelenkten und den Mahlbecher (23) oben übergreifenden, mit dem Unterteil (14) zusammenspannbaren Oberteil (17) besteht.
Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einrichtung einer Kühlung des Mahlbechers (23) während des Mahlvorganges die beiden jeweils mit einer Mahlbecherhalterung (13) verbundenen Exzenterwellen (25) einen hohlen Wellenkörper zur Durchleitung eines Kühlmittels aufweisen und die den Mahlbecher (23) einspannende Mahlbecherhalterung (13) dichtend an die beiden Exzenterwellen (25) angeschlossen und mit sie durchsetzenden Hohlräumen (32, 35) ausgebildet ist, und dass die eine der Mahlbecherhalterung (13) zugeordnete Exzenterwelle (25) an einen Kühlmittelzulauf (36) und die andere der Mahlbecherhalterung (13) zugeordnete Exzenterwelle (25) an einen Kühlmittelablauf (37) angeschlossen ist.
Kugelmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (14) der Mahlbecherhalterung (13) in seinen die Enden der beiden Exzenterwellen (25) jeweils umfassenden Anschlussbereichen (16) sowie in seinem das Auflager für den eingespannten Mahlbecher (23) bildenden Mittelbereich (15) jeweils mit Hohlräumen (32) zur Durchleitung des Kühlmittels versehen ist.
Kugelmühle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das den Mahlbecher (23) übergreifende Oberteil (17) der Mahlbecherhalterung (13) in seinem auf dem Mahlbecher (23) aufliegenden Mittelteil (22) mit wenigstens einem an die Hohlräume (32) der Anschlussbereiche (16) des Unterteils (14) angeschlossenen Hohlraum (35) zur Durchleitung des Kühlmittels versehen ist.
Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Exzenterwelle (25) unterhalb der Mahlbecherhalterung (13) angeordnete Gegengewicht (28) in Abhängigkeit von der Masse der Mahlbecherhalterung (13) und des darin eingespannten Mahlbechers (23) nachjustierbar ist.
Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlbecherenden des in eine Mahlbecherhalterung (13) flach oder schräg liegend eingespannten Mahlbechers (23) eben ausgebildet sind
Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlbecherenden des in eine Mahlbecherhalterung (13) flach oder schräg liegend eingespannten Mahlbechers (23) kalottenförmig ausgebildet sind.
Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einer Mahlbecherhalterung (13) zugeordneten Exzenterwellen (25) von einem gemeinsamen Antriebsmedium (39) angetrieben und an einer der beiden Exzenterwellen (25) zwischen der Exzenterwelle (25) und dem Antriebsmedium (39) ein Ausgleichsspiel (38) eingerichtet ist.
Kugelmühle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am der Mahlbecherhalterung (13) gegenüberliegenden Ende der Exzenterwellen (25) jeweils eine Zahnscheibe (41) angeordnet und das Antriebsmedium (39) als umlaufender, mit der Verzahnung der Zahnscheibe (41) kämmender Zahnriemen ausgebildet ist, wobei an einer der beiden Zahnscheiben (41) zur Einrichtung des Ausgleichsspiels (38) die Breite der Zahnlücken (44) der Zahnscheiben (41) größer ist als die Breite der Zähne (43) des eingesetzten Zahnriemens.
Kugelmühle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass alle Exzenterwellen (25) der auf einer Maschinengrundplatte (12) angeordneten Mahlbecherhalterungen (13) von einem gemeinsamen Antriebsmedium angetrieben sind und jeweils an einer der beiden an dieselbe Mahlbecherhalterung (13) angeschlossenen Exzenterwellen (25) das Ausgleichsspiel (38) eingerichtet ist.