EP3815789A1 - Rührwerkskugelmühle - Google Patents
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- EP3815789A1 EP3815789A1 EP20202007.9A EP20202007A EP3815789A1 EP 3815789 A1 EP3815789 A1 EP 3815789A1 EP 20202007 A EP20202007 A EP 20202007A EP 3815789 A1 EP3815789 A1 EP 3815789A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
- B02C17/163—Stirring means
Definitions
- the invention relates to an agitator mill with a grinding chamber containing a grinding body, with an agitator shaft, a shaft protecting sleeve and several agitator bodies according to the preamble of claim 1 or a system for equipping such an agitator mill according to the preamble of claim 11.
- the invention also relates to a method for equipping such an agitator mill with such a system according to the preamble of claim 13.
- agitator mill 1 with a horizontal agitator shaft 3 is shown schematically.
- the grinding bodies fill the volume of the grinding space 7, which is available without any internals, preferably to at least 70%, better at least 90%.
- the material to be ground is pumped into or through the grinding chamber 7 enclosed by the grinding container 2 via the inlet 5 of the agitator mill 1.
- the material to be ground is solid particles dispersed or suspended in a liquid, in particular water.
- the suspension or dispersion is pumped continuously through the grinding chamber. However, it can also be fed to the agitator mill in batches.
- such an agitator mill can also be used for dry grinding. It can then be designed, for example, as an agitator mill with a vertical shaft through which the material to be ground is carried by a gaseous fluid, for example, usually in a downflow.
- the present invention in its broadest aspect relates to both types of agitator mills. However, their use is very particularly preferred in agitator mills with a horizontal agitator shaft.
- the agitator shaft 3 can be driven by an electric motor 9 via a belt drive 10, for example.
- the drive of the agitator mill 1 is usually located in a housing 11 adjoining the grinding container 2.
- the grinding bodies are set in motion by the movement of the stirring bodies 8.
- the movement of the respective grinding media which in most cases causes the grinding media to revolve completely around the agitator shaft, is mostly a chaotic movement.
- a grinding body entrained by the stirring bodies in the circumferential direction often has an individual translational movement component on which an intrinsic rotation about the center of the respective grinding body is superimposed.
- the individual translational movement component often also has an at least temporary component in the direction along the longitudinal axis of the agitator shaft, for example when the agitator bodies are provided with windows through which the grinding body can move from one chamber to the next.
- the grinding stock and grinding media are separated by means of a suitable separation system.
- suspended particles can be comminuted down to the range with mean fineness (grain sizes) of ⁇ 50 nm.
- a separation system 4 for example in the form of a sieve or a filter, is also attached in front of the outlet 6.
- an agitator mill which has an agitator shaft on which a plurality of disk-shaped agitator bodies are mounted, which are arranged at an axial distance from one another.
- Each individual agitator body consists of several disc segments, each of which has an axial opening and which are screwed to the agitator shaft or to a hub attached to the agitator shaft by means of screw connections.
- the threaded bores in the shaft or the hubs run in the radial direction.
- the screws for fastening the disk segments are pushed through radial counterbores in the disk segments and screwed to the threads in the hubs or the shaft.
- the through-countersunk bores run from the axial opening of the disk segments to the surface of the respective disk segment that rests on the shaft or the hub in the assembled state.
- the disks in the area of the counterbore which ultimately has a not inconsiderable notch effect, must not fall below a certain material thickness. In order to ensure sufficient safety, this applies both in the axial and in the radial direction. Under certain circumstances, this leads to an undesirably large construction of the agitator body.
- the object of the invention is to provide a means with which the manufacturing and assembly costs of an agitator mill as well as the space required for the agitator body, not least in the radial direction, can be reduced.
- the problem is accordingly solved with an agitator mill with a grinding chamber containing grinding media and an agitator shaft rotating therein during operation.
- the agitator shaft carries a shaft protection sleeve rotating with it and several disks connected in a non-rotatable manner to the shaft protection sleeve in the broader sense. These form the so-called agitator bodies, which are hereinafter referred to as disk-like agitator bodies.
- the agitators set the grinding media in motion.
- the agitator mill according to the invention is characterized in that the protective shaft sleeve is divided into several sleeve sections. The sleeve sections each have a flange at their front end.
- the disk-like agitator bodies have a mostly annular disk-shaped coupling section with two opposing coupling ring surfaces.
- This Coupling section is in the center of the agitator. It immediately borders the free central area of the agitator through which the agitator shaft passes.
- the coupling section is held between the flanges of a preceding and a following sleeve section, as a rule in a sandwich-like manner, viewed in the direction along the axis of the agitator shaft. As a rule, the holding takes place in such a way that each of the coupling ring surfaces rests against a flange that is axially opposite to it, mostly over the entire surface.
- a non-rotatable connection is created between the flanges and the disk-like stirring body, in that the stirring body, more precisely its coupling section, and the flanges are penetrated by pins.
- the pins are positioned with their pin longitudinal axis essentially parallel to the axis of rotation of the agitator shaft.
- a first sleeve section of the shaft protection sleeve is first pushed onto the agitator shaft.
- a first agitator body is then pushed onto the agitator shaft until one of its two coupling ring surfaces rests on the flange of the first sleeve section.
- a form fit is generated in the radial direction between each pin and each hole provided for this purpose in the stirring body.
- the pins are ideally attached to the flange of the first sleeve section, usually permanently by welding. A rotationally fixed connection is thus created between the stirring body and the flange of the first sleeve section.
- the next sleeve section is then pushed onto the agitator shaft until its flange rests on the second coupling ring surface of the agitator body.
- the second flange with its bores provided for this purpose is also attached to the pins attached to the flange of the first sleeve section postponed.
- the second sleeve section is thus connected to the stirring body in a rotationally fixed manner.
- This process can then be repeated until the desired number of sleeve sections and agitators have been pushed onto the agitator shaft.
- the pins for creating a rotationally fixed connection do not necessarily have to be attached to the flange of the respective first sleeve sections of the shaft protective sleeve. It is also conceivable to attach the pins to the flange of the second sleeve section, while the first flange is equipped with the holes complementary to the pins. Another possibility is to attach or fix the pins as pins protruding on both sides on the agitator bodies and to equip the flanges of the sleeve sections adjoining the agitator body with associated bores, which takes better account of the principle of identical parts. Another option, which is usually too cumbersome for assembly, is to equip both flanges and the agitator body in between with holes and to guide the pins through the holes only after the shaft sleeves and agitator bodies have been assembled.
- the sleeve sections lying between the first and the last sleeve section ideally each have a flange at both axial ends.
- the pins for creating a rotationally fixed connection with a stirring body and a subsequent sleeve section are ideally attached to a flange, while it is ideal to equip the other flange with bores into which the pins of the previous sleeve section pushed through the stirring body can be inserted.
- the flanges are ideally attached to the sleeves by welding.
- pens have decisive advantages.
- the flanges can be perfectly positioned relative to one another and, together with their sleeve sections, connected in a form-fitting manner to form a quasi "monolithic" block. Pinning is better and easier than using through bolts. This also applies in particular to large agitator mills, where noticeable tolerances can occur between the key, which then turns out to be very large, and the keyway in the respective flange.
- the pin solution according to the invention has the advantage that it is absolutely flush with the surface compared to the use of through-bolts with nuts that protrude into the grinding chamber and form obstacles there that may wear out under constant "bombardment" of the grinding media.
- it eliminates the need for the complex production of a large number of threaded holes in the flanges and / or the agitators.
- the individual components of the protective shaft sleeve and the individual agitator bodies can be easily or quickly mounted on the agitator shaft with such a construction. To do this, they just have to be pushed onto the agitator shaft one after the other.
- the assembly is essentially tool-free.
- Another advantage of an agitator mill designed according to the invention is that the radial ends of the flanges move closer to the center of the shaft. This means that the flanges, which previously had to be more voluminous than the pure agitator bodies, are smaller. As a result, the part of the grinding chamber that does not have any internals becomes larger. This ultimately leads to an increase in the usable grinding space.
- the agitator bodies are not connected to the flanges by means of a radial screw connection, the further advantage can also arise here that the necessary radial and axial wall thickness of the agitator bodies may also decrease. This also leads to a productivity-improving enlargement of the built-in free volume that the grinding chamber has.
- the term “tool-free” describes that the individual components are designed in such a way that, in principle, no hand tools are required for assembly. However, it is not ruled out that a hammer may be used for easier joining, for example, of the pins into the drill holes. The use of a crane for correspondingly large or heavy components is also not excluded. It is also conceivable that before and after the installation of the protective shaft sleeve and agitator body on the agitator shaft, tools are required to prepare the agitator shaft for assembly, for example to secure the position of the first and last sleeve section to mount axial stops on the agitator shaft.
- grinding media denotes the bodies located in the grinding chamber of the agitator mill, which cause a comminution of the material to be ground fed to the agitator mill during operation. Usually these are steel, glass or ceramic balls.
- disk-like agitator describes that the geometry of the agitator is or essentially a cylinder whose diameter exceeds the maximum thickness in the direction of its longitudinal axis by at least a factor of 1.5, better by a factor of at least 3.
- the thickness of the stirring body does not have to run uniformly over the entire diameter.
- the agitator bodies in addition to the opening with which they are pushed onto the agitator shaft or the shaft protective sleeve, can have further window-like openings extending in the axial direction.
- pins fix the pins in the direction of their pin longitudinal axis on only one of the two flanges. This is preferably done by welding the pins to the corresponding flange.
- the pin openings on the other of the two flanges are designed in such a way that pushing the pins into these pin receiving openings results in a fit that can be joined by hand. This is preferably a transition fit according to ISO 286.
- the agitator bodies therefore only have to be pushed onto the agitator shaft or onto a sleeve section of the shaft protective sleeve until they rest with their coupling ring surface on the flange of the sleeve section.
- a rotationally fixed connection was established between the agitator body and the sleeve sections.
- the agitator is also secured axially. Since the pins have already been fixed to the flange of the first sleeve section and the fit between the pins and the bores provided for this in the flange of the second sleeve section are transition fits, tool-free assembly of the agitator bodies and sleeve sections on the agitator shaft is ensured.
- each stirring body is centered on at least one of the flanges holding it by means of an annular shoulder formed on it.
- the centering is preferably carried out by positive interaction between the outer circumferential surface of a flange of a sleeve section and the said annular shoulder.
- the agitator shaft 3 has at least one, better still at least two, driver strips.
- the driver bars are preferably each designed as or in the manner of a feather key, which is spoken of as a representative in the following. They usually go through from the first to the last sleeve section. The sleeve sections are entrained in the direction of rotation through positive interaction of the feather keys with the corresponding driving grooves of their two flanges.
- the at least one feather key can be either in one piece or composed of several pieces. If it is composed of several pieces, an axial distance between the individual sections is also conceivable. In this case, however, the feather keys are preferably always attached to the agitator shaft in such a way that the sleeve sections can be pushed into their end position in one go without realignment along the agitator shaft. Therefore, in the case of a multi-part design, the individual sections of the key must be aligned.
- the at least one feather key is ideally installed in the agitator shaft without play.
- the bar is preferably installed on the agitator shaft by pressing or screwing it to the agitator shaft.
- Each agitator is preferably an annular disc that is closed in the circumferential direction and not just a slice of pie-like disc sector, which tends to favor the (problem-free) transmission of higher torques to the respective agitator.
- This is ideally a one-piece cast disc.
- each agitator body can be pushed onto a flange as a whole, the flange receiving the agitator body first preferably already being equipped with the required pins. As soon as the second flange has been positioned, the agitator body has a firm hold simply by pushing the components together, without the need for a screw connection in the flange area.
- the production of the agitator bodies by a casting process is particularly useful when window-like openings are to be provided in the agitator bodies and large components are involved, since no waste is produced in the casting process. As a result, material can be saved.
- each agitator body has a coupling shoulder adjoining its inner radius, which is pierced on both sides from the end faces.
- the coupling shoulder is accordingly a section of the stirring body which, measured in the direction along the axis of rotation of the stirring shaft, is thinner than the non-pierced section of the stirring body.
- the surfaces of the coupling shoulders facing the flanges of the sleeve sections in the assembled state of the agitator are the aforementioned annular coupling surfaces of the agitator in question.
- each stirring body is completely accommodated between the flanges of two immediately adjacent sleeve sections.
- the axial positioning of the sleeve sections and their flanges is thereby ensures that the first sleeve section of the shaft protective sleeve pushed onto the agitator shaft rests positively against a first axial stop.
- the last sleeve section pushed onto the agitator shaft lies positively against a second axial stop.
- the second axial stop acts in the opposite axial direction as the first axial stop.
- Each further sleeve section lying between the first and the last sleeve section is preferably not fixed directly to the agitator shaft in the axial direction. Rather, for the sake of simplicity, the axial fixing of the intermediate sleeve sections is ideally done indirectly, with the aid of sleeve sections that are adjacent on both sides.
- the first sleeve section of the protective shaft sleeve is pushed over the agitator shaft until it rests against a first axial stop. This means that the sleeve section can only slip axially in one direction.
- the further sleeve sections and the agitator bodies are then pushed onto the agitator shaft one after the other. After the last sleeve section is in the desired position on the agitator shaft, a further axial stop is finally attached to the agitator shaft. In the assembled state, this prevents the sleeve section last pushed onto the agitator shaft from slipping in the direction from which it was pushed onto the agitator shaft. Since the individual sleeve sections and agitator bodies all axially adjoin one another, all sleeve sections and agitator bodies are prevented from slipping axially along the agitator shaft.
- one of the axial stops or both axial stops is not designed as a shaft shoulder, a tool may have to be used to help assemble the axial stop.
- the sleeve sections, their flanges and preferably also the exposed surfaces of the stirring bodies are provided with a coating.
- the coating has a friction-increasing effect. It usually also has a dampening effect on the impact of the falling grinding media.
- it is a coating made of rubber or an elastomer, ideally a soft elastomer.
- the coated surfaces of the protective shaft sleeve are preferably those that come into contact with the grinding media during operation of the agitator mill. Since the coating ideally increases the friction of the coated surfaces, the grinding media in contact with the corresponding surfaces are set in motion more effectively. The grinding process is thus optimized.
- free surfaces preferably describes those surfaces which are directly accessible to the grinding media on the grinding chamber side.
- An agitator mill of this type has a grinding chamber and an agitator shaft which revolves in operation and is to be protected from the direct action of the grinding media.
- the system according to the invention for equipping the agitator mill consists of a multi-part protective shaft sleeve with several sleeve sections, each of which has a flange at its end, as well as pins and agitators.
- each stirring body has a coupling ring surface which can be installed between the flanges of a preceding and a subsequent sleeve section.
- the non-rotatable connection between the flanges and the disk-like agitator body takes place in such a way that the agitator body and the flanges are penetrated with pins.
- the pins are positioned with their pin longitudinal axis completely or at least essentially parallel to the axis of rotation of the agitator shaft.
- the system achieves a simplified repair of such agitator mills in which the protective shaft sleeve and the agitator bodies attached to it have to be renewed due to wear.
- the system then realizes the same advantages as mentioned above for the agitator mill according to the invention as a whole.
- the surfaces of the system for equipping an agitator mill which come into contact with the grinding media in the assembled state, are provided with a coating.
- the coating ideally has a friction-increasing or damping effect. It corresponds to the one described above.
- the aforementioned problem is solved with a method for equipping an agitator mill with a grinding chamber containing grinding media and a stirring shaft rotating therein with stirring bodies which are set in rotation by the stirring shaft.
- the method is characterized in that the assembly is carried out by first pushing a first sleeve section of the shaft protection sleeve onto the agitator shaft until it rests positively on an axial stop.
- the first sleeve section is pushed onto the agitator shaft in such a way that, in the assembled state, it is connected to the agitator shaft in a rotationally fixed manner via a strip of the agitator shaft that functions as a feather key.
- a first stirring body is then pushed onto a section or flange of the first sleeve section facing away from the axial stop.
- the first stirring body is connected to the first sleeve section in a rotationally fixed manner by means of pins which are attached to the flange of the first sleeve section facing away from the axial stop.
- Any number of further sleeve sections and stirring bodies can then be mounted on the stirring shaft in the same way as the first stirring body and sleeve section.
- One sleeve section serves as an axial stop for the subsequent sleeve section.
- An additional axial stop only needs to be attached to the side facing away from the first sleeve section on the agitator shaft for the sleeve section installed last.
- Fig. 2 the end face of a sleeve section 17 is shown, which is formed by the flange 20 thereof.
- the flange 20 is designed here as a "hole flange" for inserting pins.
- Such a sleeve section 17 is pushed onto an agitator shaft until the flange 20 rests against an agitator body 12 which is also mounted on the shaft.
- the two driving grooves 23 of the flange 20 enter into a form fit with the driving bar of the agitator shaft, so that a rotational movement of the agitator shaft is transmitted to the sleeve section 17.
- the structures are centered with respect to the central agitator shaft, as a rule, via the flanges 19, 20, which position with the inner circumferential surface of their central opening against the The circumferential surface of the agitator shaft, not shown here.
- the flange 20 of the sleeve section 17 has a plurality of pin receiving openings 22.
- the pins 21 of the flange of a preceding shaft sleeve section protrude into the pin receiving openings 22.
- a flange 19 opposite the flange 20 in the assembled state is shown in the sectional view.
- the flange 19 is designed here as a "pin flange"; it carries pins 21, which are preferably fixed to it from the start.
- the flange 19 also lies on the in FIG Fig. 3 stirring body 12, not shown.
- the flange 19 also has two driver grooves 23 which form a form fit with the driver strip of the agitator shaft.
- a sleeve section 17 is shown in longitudinal section.
- the sleeve section 17 consists of a sleeve 29 and the two flanges 19 and 20 which - for example by means of the weld seams 26 - are attached to the front ends 18 of the sleeve 29.
- the sleeve section 17 is provided with a coating or rubber coating 24.
- the coating on the sleeve section 17 primarily has the function of dampening impact impacts from grinding bodies that strike when falling.
- a secondary function of the coating can also be to improve the friction between the grinding bodies in the grinding chamber and the sleeve section in order to improve the entrainment of the grinding bodies.
- the sleeve 29 of the sleeve section 17 does not bear directly on the agitator shaft protected by it, but rather forms an annular gap opposite it.
- the sleeve section of the shaft protecting sleeve is prevented under all circumstances from directly passing on forces acting on it or impacts of falling grinding media to the agitator shaft.
- the free movement of the sleeve section with respect to the agitator shaft is retained even after a long period of use, so that the sleeve section can always be replaced without any problems (without jamming) in the course of an overhaul of the mill.
- a stirring body 12 is shown. This has several window-like openings 28 here. These breakthroughs can be used to enable the grinding stock flow to flow better from one grinding chamber between two agitators to the next grinding chamber. They may also increase the dragging of the grinding media.
- the coupling section encompassing or bordering the central opening of the stirring body forms a coupling ring surface 13 facing the viewer and an annular shoulder 14 at its radially outer end.
- the agitator body 12 rests axially against at least one of the flanges 19 or 20 with the coupling ring surface 13.
- the centering takes place ideally via the inner circumferential surface 14 of the coupling section 13 (cf. Fig. 6 ), which then sits on the outer lateral surface 25 of a flange 19 or 20 (cf. Fig. 4 Several pin receiving openings 15 are provided in the coupling section.
- the pins 21 of the "pin flange" 19 are pushed into this (if one is preferably used) in order to connect the stirring body 12 to the shaft sleeve in a rotationally fixed manner.
- the stirring body here consists of an inner metal frame 27, which is of a rubber coating 16 is surrounded.
- This coating 16 also serves to increase the friction between the stirring body 12 and the grinding bodies located in the grinding chamber and, here mostly only secondary, possibly also to dampen impact impacts.
- the coating is ideally designed so that it can be stripped and renewed when worn, which optionally leads to a corresponding use of the stirring body 12.
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- Food Science & Technology (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum, mit einer Rührwelle, einer Wellenschutzhülse und mehreren Rührkörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein System zur Ausrüstung einer solchen Rührwerksmühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ausrüstung einer solchen Rührwerksmühle mit einem derartigen System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
- Rührwerksmühlen als solche sind bekannter Stand der Technik.
- Das grundlegende Prinzip einer Rührwerksmühle soll zunächst anhand der
Fig. 1 erklärt werden. - In
Fig. 1 ist schematisch eine Rührwerksmühle 1 mit horizontaler Rührwelle 3 dargestellt. Auf die vollständige Darstellung der im Mahlbehälter 2 befindlichen Mahlkörper, welche in der Regel als Glas-, Stahl- oder Keramikkugeln ausgeführt sind, wurde verzichtet. Die Mahlkörper füllen das einbautenfrei zur Verfügung stehende Volumen des Mahlraums 7 bevorzugt zu mindestens 70 %, besser mindestens 90 % aus. - Im Betrieb der Rührwerksmühle 1 wird über den Einlass 5 der Rührwerksmühle 1 das zu mahlende Gut in bzw. durch den vom Mahlbehälter 2 umschlossenen Mahlraum 7 gepumpt. Bei dem zu mahlenden Gut handelt es sich im Falle der Nassvermahlung um in einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, dispergierte bzw. suspendierte Festkörperpartikel. Die Suspension bzw. Dispersion wird in vielen Fällen kontinuierlich durch den Mahlraum gepumpt. Sie kann der Rührwerksmühle aber auch chargenweise zugeführt werden.
- In anderen Fällen kann eine solche Rührwerksmühle auch zur Trockenvermahlung eingesetzt werden. Sie kann dann etwa als Rührwerksmühle mit vertikaler Welle konzipiert sein, durch die das Mahlgut beispielsweise von einem gasförmigen Fluid hindurchgetragen wird, meist im Fallstrom.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ihrem weitesten Aspekt nach beide Arten der Rührwerksmühlen. Ganz besonders bevorzugt ist ihr Einsatz aber bei Rührwerksmühlen mit horizontaler Rührwelle.
- Durch eine Rotationsbewegung der Rührwelle 3 werden die drehfest mit der Rührwelle 3 verbundenen Rührkörper 8, welche häufig auch als Mahlscheiben bezeichnet werden, in Rotation versetzt. Für das Erzeugen der Rotationsbewegung kann die Rührwelle 3 beispielsweise über einen Riemenantrieb 10 von einem Elektromotor 9 angetrieben werden. Der Antrieb der Rührwerksmühle 1 befindet sich dabei meist in einem an den Mahlbehälter 2 angrenzenden Gehäuse 11.
- Durch die Bewegung der Rührkörper 8 werden die Mahlkörper in Bewegung versetzt. Bei der Bewegung des jeweiligen Mahlkörpers, die den Mahlkörper in den meisten Fällen wiederholt vollständig um die Rührwelle kreisen lässt, handelt es sich meist eine chaotische Bewegung. Im Rahmen der chaotischen Bewegung weist ein von den Rührkörpern in Umfangsrichtung mitgenommener Mahlkörper oft einen individuellen translatorischen Bewegungsanteil auf, dem eine Eigendrehung um das Zentrum des jeweiligen Mahlkörpers überlagert ist. Der individuelle translatorische Bewegungsanteil weist vielfach auch eine, zumindest zeitweilige Komponente in Richtung entlang der Längsachse der Rührwelle auf, etwa dann, wenn die Rührkörper mit Fenstern versehen sind durch die sich der Mahlkörper von einer Kammer in die nächste bewegen kann. Bedingt durch diese Bewegungen der Mahlkörper werden die im Mahlgut enthaltenen Feststoffpartikel durch die Prall- und Scherkräfte zwischen den Mahlkörpern zerkleinert bzw. dispergiert. Am Austrag der Rührwerksmühle erfolgt die Trennung von Mahlgut und Mahlkörpern mittels eines geeigneten Trennsystems. Ausgehend von einigen Mikrometern können suspendierte Teilchen bis in den Bereich mit mittleren Feinheiten (Korngrößen) von < 50 nm zerkleinert werden.
- Um zu gewährleisten, dass Feststoffe, welche eine bestimmte Größe überschreiten, den Mahlraum 7 nicht verlassen, ist vor dem Auslass 6 noch ein Trennsystem 4 beispielsweise in Form eines Siebs oder eines Filters angebracht.
- Aus der
DE 10219482 A1 ist eine Rührwerksmühle bekannt, die eine Rührwelle aufweist, auf der mehrere, in axialem Abstand zueinander angeordnete scheibenförmige Rührkörper montiert sind. - Jeder einzelne Rührkörper besteht dabei aus mehreren Scheibensegmenten, von denen jeder einen axialen Durchbruch aufweist und die mittels Schraubverbindungen mit der Rührwelle oder mit einer auf der Rührwelle angebrachten Nabe verschraubt werden. Die Gewindebohrungen in der Welle oder den Naben verlaufen dabei in radialer Richtung. Bei der Montage der Scheibensegmente werden die Schrauben zur Befestigung der Scheibensegmente durch radiale Durchgangs-Senkbohrungen in den Scheibensegmenten geschoben und mit den Gewinden in den Naben bzw. der Welle verschraubt. Die Durchgangs-Senkbohrungen verlaufen dabei vom axialen Durchbruch der Scheibensegmente bis zu der im montierten Zustand an der Welle oder der Nabe anliegenden Fläche des jeweiligen Scheibensegments.
- Eine derartige Rührwerksmühle ist jedoch mit einem erheblichen Fertigungs- und Montageaufwand verbunden, da jedes Scheibensegment separat an der der Rührwelle befestigt werden muss.
- Außerdem dürfen die Scheiben im Bereich der Durchgangs-Senkbohrung, von der ja letztendlich eine nicht ganz unbeträchtliche Kerbwirkung ausgeht, eine gewisse Materialstärke nicht unterschreiten. Um eine ausreichende Sicherheit zu gewährleisten, gilt das sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Dies führt unter Umständen zu einer ungewollt großen Bauweise der Rührkörper.
- Angesichts dessen ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Mittel anzugeben, mit dem sich der Fertigungs- und Montageaufwand einer Rührwerksmühle sowie der nicht zuletzt in radialer Richtung erforderliche Bauraum der Rührkörper verringern lässt.
- Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merkmalen des auf die Rührwerksmühle gerichteten Hauptanspruchs gelöst.
- Dementsprechend erfolgt die Lösung des Problems mit einer Rührwerksmühle mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum und einer darin im Betrieb umlaufenden Rührwelle. Die Rührwelle trägt eine mit ihr umlaufende Wellenschutzhülse und mehrere drehfest mit der Wellenschutzhülse verbundene Scheiben im weiteren Sinne. Diese bilden die sogenannten Rührkörper, welche nachfolgend als scheibenartige Rührkörper bezeichnet werden. Die Rührkörper versetzen die Mahlkörper in Bewegung. Die erfindungsgemäße Rührwerksmühle zeichnet sich dadurch aus, dass die Wellenschutzhülse in mehrere Hülsenabschnitte unterteilt ist. Die Hülsenabschnitte tragen jeweils an ihrem Stirnende einen Flansch. Die scheibenartigen Rührkörper weisen einen meist ringscheibenförmigen Kupplungsabschnitt mit zwei sich gegenüberliegenden Kupplungsringflächen auf. Dieser Kupplungsabschnitt liegt im Zentrum des Rührkörpers. Er berandet unmittelbar den freien Zentralbereich des Rührkörpers, durch den die Rührwelle hindurchtritt. Der Kupplungsabschnitt wird zwischen den Flanschen eines vorangehenden und eines nachfolgenden Hülsenabschnittes gehalten, im Regelfall sandwichartig, in Richtung entlang der Achse der Rührwelle gesehen. Das Halten erfolgt im Regelfall so, dass je eine der Kupplungsringflächen gegen einen ihr axial gegenüberliegenden Flansch anliegt, zumeist vollflächig.
- Zwischen den Flanschen und dem scheibenartigen Rührkörper wird eine drehfeste Verbindung erzeugt, indem der Rührkörper, genauer gesagt sein Kupplungsabschnitt, und die Flansche von Stiften durchdrungen werden. Die Stifte sind dabei mit ihrer Stiftlängsachse im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Rührwelle positioniert.
- Um die Wellenschutzhülse und die Rührkörper auf der Rührwelle zu montieren, wird zunächst ein erster Hülsenabschnitt der Wellenschutzhülse auf die Rührwelle aufgeschoben. Anschließend wird ein erster Rührkörper so weit auf die Rührwelle aufgeschoben, bis er mit einer seiner beiden Kupplungsringflächen am Flansch des ersten Hülsenabschnitts anliegt. Dabei wird zugleich ein Formschluss in radialer Richtung zwischen je einem Stift und je einer dafür vorgesehenen Bohrung des Rührkörpers erzeugt. Dabei sind die Stifte idealerweise am Flansch des ersten Hülsenabschnitts befestigt, meist unlösbar durch Verschweißen. Somit wird eine rotationsfeste Verbindung zwischen dem Rührkörper und dem Flansch des ersten Hülsenabschnitts erzeugt.
- Anschließend wird der nächste Hülsenabschnitt auf die Rührwelle aufgeschoben, bis sein Flansch an der zweiten Kupplungsringfläche des Rührkörpers anliegt. Dabei wird auch der zweite Flansch mit seinen dafür vorgesehenen Bohrungen auf die am Flansch des ersten Hülsenabschnitts befestigten Stifte aufgeschoben. Somit wird der zweite Hülsenabschnitt rotationsfest mit dem Rührkörper verbunden.
- Dieser Vorgang kann schließlich so lange wiederholt werden, bis die gewünschte Anzahl an Hülsenabschnitten und Rührkörpern auf die Rührwelle aufgeschoben wurden.
- Die Stifte zur Erzeugung einer rotationsfesten Verbindung müssen dabei nicht zwingend an dem Flansch der jeweils ersten Hülsenabschnitte der Wellenschutzhülse befestigt sein. Es ist auch denkbar, die Stifte am Flansch des zweiten Hülsenabschnitts anzubringen, während der erste Flansch mit den zu den Stiften komplementären Bohrungen ausgestattet ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Stifte als beidseitig hervorstehende Stifte an den Rührkörpern anzubringen bzw. zu fixieren und die Flansche der an den Rührkörper angrenzenden Hülsenabschnitte beide mit dazugehörigen Bohrungen auszustatten, was dem Gleichteilegedanken besser Rechnung trägt. Eine weitere, meist aber für die Montage zu umständliche Möglichkeit besteht darin, beide Flansche und den dazwischenliegenden Rührkörper mit Bohrungen auszustatten und die Stifte erst im Anschluss der Montage der Wellenhülsen und der Rührkörper durch die Bohrungen zu führen.
- Die zwischen dem ersten und dem letzten Hülsenabschnitt liegenden Hülsenabschnitte weisen idealerweise an beiden axialen Enden je einen Flansch auf. Dabei sind die Stifte zur Erzeugung einer rotationsfesten Verbindung mit einem Rührkörper und einem nachfolgenden Hülsenabschnitt idealerweise an einem Flansch befestigt, während es ideal ist den anderen Flansch mit Bohrungen auszugestatten, in die die durch den Rührkörper hindurchgeschobenen Stifte des vorherigen Hülsenabschnitts gesteckt werden können. Die Flansche werden idealerweise durch Verschweißen an den Hülsen befestigt.
- Eine solche Art der Verbindung gibt dem jeweiligen Rührkörper besonders festen Halt auf der Rührwelle. Das auf hin von der Rührwelle übertragene Drehmoment und die damit einhergehenden Kräfte belasten die Stifte nur gering. Denn sie finden an beiden Enden Halt in den aufeinanderfolgenden Flanschen. Daher unterliegen sie nicht der hohen Belastung, der ein nur einseitig eingespannter Kragträger unterliegt. Es lassen sich hohe Drehmomente übertragen, da jeder Rührkörper über die beiden ihn "Sandwich-Konfiguration" haltenden Flansche zweiseitig (auf kürzestem Wege) mit der Passfeder der Rührwelle interagiert.
- Generell gilt im Rahmen der Erfindung, dass Stifte entscheidende Vorteile haben. Mit ihrer Hilfe lassen sich die Flansche perfekt relativ zueinander positionieren und mitsamt ihren Hülsenabschnitten formschlüssig zu einem quasi "monolitischen" Block verbinden. Die Verstiftung ist besser und einfacher als die Verwendung von Durchsteckschrauben. Das gilt gerade auch bei großen Rührwerksmühlen, bei denen zwischen der dann sehr groß ausfallenden Passfeder und der Passfedernut in dem jeweiligen Flansch dann doch spürbare Toleranzen auftreten können.
- Gegenüber der Verwendung von Durchsteckschrauben mit Muttern, die in den Mahlraum ragen, und dort dann Hindernisse ausbilden, die womöglich unter dauernden dem "Bombardement" der Mahlkörper verschleißen, hat die erfindungsgemäße Stiftlösung den Vorteil, dass sie absolut flächenbündig ist. Zudem erübrigt sie dort, wo keine Muttern eingesetzt werden sollen, die aufwendige Anfertigung einer großen Zahl von Gewindebohrungen in den Flanschen und/oder den Rührkörpern.
- Haben die zwischen dem ersten und dem letzten Hülsenabschnitt liegenden Hülsenabschnitte hingegen nur auf einer Seite einen Flansch, müssen zwischen zwei Rührkörper jeweils zwei Hülsenabschnitte auf die Rührwelle aufgeschoben werden, wobei die Flansche der entsprechenden Hülsenabschnitte dann voneinander abgewandt sein müssen, das sei der patentrechtlichen Vollständigkeit halber gesagt.
- Die einzelnen Bestandteile der Wellenschutzhülse sowie die einzelnen Rührkörper lassen sich bei einer derartigen Konstruktion leicht bzw. schnell auf der Rührwelle montieren. Dazu müssen sie lediglich der Reihe nach auf die Rührwelle aufgeschoben werden. Die Montage erfolgt dabei im Wesentlichen werkzeuglos.
- Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemäß gestalteten Rührwerksmühle liegt darin, dass die radialen Enden der Flansche dichter an das Zentrum der Welle heranrücken. Somit bauen die Flansche, die bisher voluminöser als die reinen Rührkörper ausgeführt werden mussten, kleiner. Hierdurch wird der einbautenfreie Teil des Mahlraums größer. Das führt letztendlich zu einer Vergrößerung des nutzbaren Mahlraums.
- Da die Rührkörper hier nicht mittels einer radialen Verschraubung mit den Flanschen verbunden sind, kann sich hier darüber hinaus auch der weitere Vorteil ergeben, dass unter Umständen auch die notwendige radiale und axiale Wandstärke der Rührkörper sinkt. Auch dies führt zur produktivitätsverbessernden Vergrößerung des einbautenfreien Volumens das der Mahlraum aufweist.
- Der Begriff "werkzeuglos" beschreibt in diesem Zusammenhang, dass die einzelnen Bestandteile so gestaltet sind, dass prinzipiell keine Handwerkzeuge für die Montage erforderlich sind. Es wird jedoch nicht ausgeschlossen, dass zum leichteren Fügen beispielsweise der Stifte in die Bohrlöcher ein Hammer verwendet wird. Auch die Verwendung eines Krans bei entsprechend großen bzw. schweren Bauteilen wird nicht ausgeschlossen. Außerdem ist es denkbar, dass vor und nach der Montage der Wellenschutzhülse und Rührkörper auf der Rührwelle Werkzeuge erforderlich sind, um die Rührwelle für die Montage zu präparieren, etwa um zur Lagesicherung des ersten und letzten Hülsenabschnitts Axialanschläge auf der Rührwelle zu montieren.
- Der Begriff "Mahlkörper" bezeichnet dabei die im Mahlraum der Rührwerksmühle befindlichen Körper, welche eine Zerkleinerung des der Rührwerkmühle im Betrieb zugeführten zu mahlenden Guts hervorrufen. In der Regel handelt es sich dabei um Stahl-, Glas- oder Keramikkugeln.
- Die Bezeichnung "scheibenartige Rührköper" beschreibt, dass es sich bei der Geometrie der Rührkörper um oder im Wesentlichen um Zylinder handelt, deren Durchmesser die maximale Dicke in Richtung ihrer Längsachse um mindestens um den Faktor 1,5, besser um mindestens den Faktor 3 überschreitet. Dabei muss die Dicke der Rührkörper (in axialer Richtung gemessen) nicht gleichmäßig über den gesamten Durchmesser verlaufen. Außerdem ist es denkbar, dass die Rührkörper neben dem Durchbruch, mit dem sie auf die Rührwelle bzw. die Wellenschutzhülse aufgeschoben werden, weitere in axialer Richtung verlaufende fensterartige Durchbrüche aufweisen können.
- Es besteht eine Reihe von Möglichkeiten, die Erfindung so auszugestalten, dass ihre Wirksamkeit und Brauchbarkeit noch weiter verbessert wird.
- So ist es besonders bevorzugt, die Stifte in Richtung ihrer Stiftlängsachse nur an einem der beiden Flansche festzulegen. Vorzugsweise erfolgt dies, indem die Stifte mit dem entsprechenden Flansch verschweißt werden. Die Stiftöffnungen an dem anderen der beiden Flansche sind dagegen so ausgeführt, dass sich durch das Einschieben der Stifte in diese Stiftaufnahmeöffnungen eine von Hand fügbare Passung ergibt. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Übergangspassung nach ISO 286.
- Die Rührkörper müssen also lediglich auf die Rührwelle bzw. auf einen Hülsenabschnitt der Wellenschutzhülse aufgeschoben werden, bis sie mit ihrer Kupplungsringfläche am Flansch des Hülsenabschnitts anliegen. Sobald auch der nachfolgende Hülsenabschnitt aufgeschoben wurde und mit seinem Flansch am Rührkörper anliegt, wurde eine rotationsfeste Verbindung zwischen dem Rührkörper und den Hülsenabschnitten hergestellt.
- Werden die beiden den Rührkörper umgebenden Hülsenabschnitte in axialer Richtung gesichert, ist der Rührkörper ebenfalls axial gesichert. Da die Stifte bereits an dem Flansch des ersten Hülsenabschnittes festgelegt wurden und es sich bei der Passung zwischen den Stiften und den dafür im Flansch des zweiten Hülsenabschnittes vorgesehenen Bohrungen um Übergangspassungen handelt, ist eine werkzeuglose Montage der Rührkörper und Hülsenabschnitte auf der Rührwelle sichergestellt.
- Da während der Montage der Rührkörper und der Wellenschutzhülse auf der Rührwelle keine Schweiß- oder Klebearbeiten durchgeführt werden müssen und auch keine Schraubverbindungen montiert werden müssen, welche ein bestimmtes Anziehmoment erfordern, ist die Gefahr einer fehlerhaften Montage sehr gering.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird jeder Rührkörper mittels eines an ihm ausgebildeten ringförmigen Absatzes an mindestens einem der ihn haltenden Flansche zentriert. Vorzugsweise erfolgt die Zentrierung dabei durch formschlüssiges Zusammenwirken zwischen der Außenmantelfläche eines Flansches eines Hülsenabschnitts und dem besagten ringförmigen Absatz.
- Idealerweise weist die Rührwelle 3 mindestens eine, besser mindestens zwei Mitnehmerleisten auf. Die Mitnehmerleisten sind vorzugsweise jeweils als oder nach Art einer Passfeder ausgeführt, wovon nachfolgend stellvertretend gesprochen wird. Meist gehen sie jeweils vom ersten bis zum letzten Hülsenabschnitt durch. Die Hülsenabschnitte werden durch formschlüssige Interaktion der Passfedern mit den entsprechenden Mitnehmernuten ihrer beiden Flansche in Drehrichtung mitgenommen.
- Durch den Formschluss zwischen der mindestens einen Passfeder und den Hülsenabschnitten der Wellenschutzhülse wird eine Rotationsbewegung der Welle auf die Wellenschutzhülse übertragen.
- Die mindestens eine Passfeder kann dabei sowohl einstückig sein, als auch aus mehreren Stücken zusammengesetzt werden. Wird sie aus mehreren Stücken zusammengesetzt, ist auch ein axialer Abstand zwischen den einzelnen Abschnitten denkbar. Dabei werden die Passfedern jedoch bevorzugt stets so an der Rührwelle angebracht, dass die Hülsenabschnitte in einem Zug ohne Neuausrichtung entlang der Rührwelle in ihre Endposition geschoben werden können. Demzufolge müssen, bei mehrteiliger Ausführung, die einzelnen Abschnitte der Passfeder fluchten.
- Die mindestens eine Passfeder wird idealerweise spielfrei in die Rührwelle eingebaut. Vorzugsweise erfolgt die Montage der Leiste an der Rührwelle, indem sie mit der Rührwelle verpresst oder verschraubt wird.
- Vorzugsweise ist jeder Rührkörper eine in Umfangsrichtung in sich geschlossene, ringförmige Scheibe und nicht nur ein tortenstückartiger Scheibensektor, was tendenziell die (problemlose) Übertragung höherer Drehmomente auf den jeweiligen Rührkörper begünstigt. Dabei handelt es sich idealerweise um eine einstückig gegossene Scheibe.
- In Längsachsenrichtung der Scheibe verlaufende fensterartige Durchbrüche sind dabei nicht ausgeschlossen. Lediglich der Bereich zwischen den Flanschen muss in Umfangsrichtung in sich geschlossen sein.
- Der Vorteil einer derartigen Ausführung der Rührkörper liegt darin, dass sich der Montageaufwand entscheidend verringert. Es müssen nicht länger jeweils mehrere Scheibensektoren um einen Flansch oder ein Flanschpaar herumgruppiert und einzeln an diesem befestigt werden. Stattdessen kann jeder Rührkörper als Ganzer auf einen Flansch aufgeschoben werden, wobei der den Rührkörper zuerst empfangende Flansch vorzugsweise bereits mit den benötigten Stiften bestückt ist. Sobald der zweite Flansch positioniert worden ist, hat der Rührkörper allein durch das Zusammenschieben der genannten Bauteile festen Halt, ohne dass erst noch eine Verschraubung im Flanschbereich nötig wäre.
- Die Fertigung der Rührkörper durch ein Gießverfahren ist insbesondere dann sinnvoll, wenn fensterartige Durchbrüche in den Rührkörpern vorgesehen werden sollen und es sich um große Bauteile handelt, da bei Gießverfahren kein Verschnitt erzeugt wird. Demzufolge kann Material eingespart werden.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist jeder Rührkörper einen sich an seinen Innenradius anschließenden Kupplungsabsatz auf, der beidseitig von den Stirnseiten her eingestochen ist.
- Der Kupplungsabsatz ist erfindungsgemäß demnach ein Abschnitt des Rührkörpers, der gemessen in Richtung entlang der Drehachse der Rührwelle dünner ist als der nicht eingestochene Abschnitt des Rührkörpers. Bei den, im montierten Zustand des Rührkörpers, den Flanschen der Hülsenabschnitte zugewandten Flächen der Kupplungsabsätze handelt es sich um die bereits genannten Kupplungsringflächen des betreffenden Rührkörpers.
- Idealerweise wird der Kupplungsabsatz eines jeden Rührkörpers vollständig zwischen den Flanschen zweier unmittelbar benachbarter Hülsenabschnitte aufgenommen.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die axiale Positionierung der Hülsenabschnitte und ihrer Flansche dadurch gewährleistet, dass der erste auf die Rührwelle aufgeschobene Hülsenabschnitt der Wellenschutzhülse formschlüssig gegen einen ersten Axialanschlag anliegt. Zudem liegt der letzte auf die Rührwelle aufgeschobene Hülsenabschnitt formschlüssig gegen einen zweiten Axialanschlag an. Der zweite Axialanschlag wirkt dabei in umgekehrter Axialrichtung wie der erste Axialanschlag. Jeder zwischen dem ersten und dem letzten Hülsenabschnitt liegende weitere Hülsenabschnitt ist in axialer Richtung bevorzugt nicht unmittelbar an der Rührwelle festgelegt. Vielmehr erfolgt die axiale Festlegung der zwischenliegenden Hülsenabschnitte der Einfachheit halber idealerweise mittelbar, mit Hilfe beidseitig benachbarter Hülsenabschnitte.
- Der erste Hülsenabschnitt der Wellenschutzhülse wird also soweit über die Rührwelle geschoben, bis er an einem ersten Axialanschlag anliegt. Damit ist das axiale Verrutschen des Hülsenabschnittes nur noch in eine Richtung möglich. Anschließend werden der Reihe nach die weiteren Hülsenabschnitte und die Rührkörper auf die Rührwelle aufgeschoben. Nachdem der letzte Hülsenabschnitt sich in der gewünschten Position auf der Rührwelle befindet, wird schließlich ein weiterer Axialanschlag an der Rührwelle angebracht. Dieser verhindert im montierten Zustand das Verrutschen des zuletzt auf die Rührwelle aufgeschobenen Hülsenabschnittes in die Richtung, von der er auf die Rührwelle aufgeschoben wurde. Da die einzelnen Hülsenabschnitte und Rührkörper alle axial aneinander angrenzen, werden somit alle Hülsenabschnitte und Rührkörper am axialen Verrutschen entlang der Rührwelle gehindert.
- Falls einer der Axialanschläge oder auch beide Axialanschläge nicht als Wellenabsatz ausgeführt ist, muss für die Montage des Axialanschlages unter Umständen ein Werkzeug zu Hilfe genommen werden.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Hülsenabschnitte, ihre Flansche und vorzugsweise auch die freiliegenden Oberflächen der Rührkörper mit einer Beschichtung versehen. Im Regelfall hat die Beschichtung eine reibungserhöhende Wirkung. Meist hat sie auch eine die Prallstöße der fallenden Mahlkörper dämpfende Wirkung. Idealerweise handelt es sich dabei um eine Beschichtung aus Gummi oder einem Elastomer, im Idealfall einem Weichelastomer.
- Bei den beschichteten Oberflächen der Wellenschutzhülse handelt es sich vorzugsweise um diejenigen, die im Betrieb der Rührwerksmühle mit den Mahlkörpern in Kontakt kommen. Da durch die Beschichtung idealerweise die Reibung der beschichteten Flächen erhöht wird, werden die mit den entsprechenden Flächen in Kontakt stehenden Mahlkörper effektiver in Bewegung versetzt. Der Mahlvorgang wird somit optimiert.
- Die Bezeichnung "freie Oberflächen" beschreibt vorzugsweise diejenigen Oberflächen, die mahlraumseitig für die Mahlkörper direkt zugänglich sind.
- Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, ein System zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle mit einer Wellenschutzhülse und Rührkörpern bereitzustellen, welches sich mit geringem Aufwand montieren lässt und die Rührwelle vor einem Kontakt mit den Mahlkörpern schützt.
- Die Lösung des vorgenannten Problems erfolgt mit einem System zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle, das nach Maßgabe von mindestens einem vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist. Eine derartige Rührwerksmühle weist einen Mahlraum und eine darin im Betrieb umlaufende, vor unmittelbarer Mahlkörpereinwirkung zu schützende Rührwelle auf.
- Das erfindungsgemäße System zur Ausrüstung der Rührwerksmühle besteht dabei aus einer mehrteiligen Wellenschutzhülse mit mehreren Hülsenabschnitten, die jeweils an ihrem Stirnende einen Flansch tragen, sowie Stiften und Rührkörpern. Ein solches System zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Rührkörper eine Kupplungsringfläche aufweist, die zwischen den Flanschen eines vorhergehenden und eines nachfolgenden Hülsenabschnitts einbaubar ist. Die drehfeste Verbindung zwischen den Flanschen und dem scheibenartigen Rührkörper erfolgt dabei derart, dass der Rührkörper und die Flansche mit Stiften durchdrungen werden. Die Stifte sind dabei mit ihrer Stiftlängsachse vollständig oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Rührwelle positioniert.
- Mit dem System wird eine vereinfachte Wiederinstandsetzung solcher Rührwerksmühlen erreicht, bei denen die Wellenschutzhülse und die daran befestigten Rührkörper verschleißbedingt erneuert werden müssen. Das System verwirklicht dann die gleichen Vorteile, wie bereits oben für die erfindungsgemäße Rührwerksmühle als Ganze genannt.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächen des Systems zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle, die im montierten Zustand mit den Mahlkörpern in Kontakt kommen, mit einer Beschichtung versehen. Dabei hat die Beschichtung idealerweise eine reibungserhöhende bzw. dämpfende Wirkung. Sie entspricht dem oben Beschriebenen.
- Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur vereinfachten Ausrüstung oder Wiederinstandsetzung einer Rührwerksmühle mit einer Wellenschutzhülse und Rührkörpern bereitzustellen.
- Die Lösung des vorgenannten Problems erfolgt mit einem Verfahren zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum und einer darin umlaufenden Rührwelle mit Rührkörpern, die von der Rührwelle in Rotation versetzt werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Montage erfolgt, indem zunächst ein erster Hülsenabschnitt der Wellenschutzhülse auf die Rührwelle geschoben wird, bis er formschlüssig an einem Axialanschlag anliegt. Der erste Hülsenabschnitt wird dabei so auf die Rührwelle aufgeschoben, dass er im montierten Zustand über eine als Passfeder fungierende Leiste der Rührwelle rotationsfest mit dieser verbunden ist. Anschließend wird ein erster Rührkörper auf einen vom Axialanschlag abgewandten Abschnitt bzw. Flansch des ersten Hülsenabschnitts aufgeschoben. Über Stifte, die an dem vom Axialanschlag abgewandten Flansch des ersten Hülseabschnitts angebracht sind, wird der erste Rührkörper rotationsfest mit dem ersten Hülsenabschnitt verbunden. Anschließend können beliebig viele, weitere Hülsenabschnitte und Rührkörper in gleicher Art und Weise wie bereits der erste Rührkörper und Hülsenabschnitt an der Rührwelle montiert werden. Dabei dient je ein Hülsenabschnitt als Axialanschlag für den darauffolgenden Hülsenabschnitt. Lediglich für den zuletzt montierten Hülsenabschnitt muss ein zusätzlicher Axialanschlag an der vom ersten Hülsenabschnitt abgewandten Seite auf der Rührwelle angebracht werden.
- Die Figuren zeigen Folgendes:
-
Fig. 1 schematische Darstellung einer Rührwerksmühle -
Fig. 2 Hülsenabschnitt in der Vorderansicht, Flansch ohne Stifte in der Vorderansicht -
Fig. 3 Flansch eines Hülsenabschnitts der Wellenschutzhülse mit Stiften im Längsschnitt -
Fig. 4 Hülsenabschnitt der Wellenschutzhülse mit beiden Flanschen im Längsschnitt -
Fig. 5 Rührkörper in der Vorderansicht -
Fig. 6 Rührkörper im Längsschnitt - Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird beispielhaft anhand der
Figuren 2 bis 6 beschrieben. - In
Fig. 2 wird die Stirnseite eines Hülsenabschnitts 17 gezeigt, die durch dessen Flansch 20 gebildet wird. Der Flansch 20 ist hier als "Loch-Flansch" zum Einschieben von Stiften ausgebildet. - Ein solcher Hülsenabschnitt 17 wird auf eine Rührwelle geschoben, bis der Flansch 20 an einem ebenfalls auf der Welle montierten Rührkörper 12 anliegt. Die beiden Mitnehmernuten 23 des Flansches 20 gehen dabei einen Formschluss mit der Mitnehmerleiste der Rührwelle ein, sodass eine Rotationsbewegung der Rührwelle auf den Hülsenabschnitt 17 übertragen wird. Dabei erfolgt die Zentrierung der Aufbauten gegenüber der zentralen Rührwelle im Regelfall über die Flansche 19, 20, die mit der Innenumfangsfläche ihrer zentralen Öffnung positionsgebend gegen die Umfangsmantelfläche der hier nicht dargestellten Rührwelle anliegen.
- Der Flansch 20 des Hülsenabschnitts 17 weist mehrere Stiftaufnahmeöffnungen 22 auf. Wenn der Flansch 20 im montierten Zustand an einem Rührkörper 12 anliegt, ragen die Stifte 21 des Flansches eines vorhergehenden Wellenhülsenabschnitts in die Stiftaufnahmeöffnungen 22.
- In
Fig. 3 wird ein im montierten Zustand dem Flansch 20 gegenüberliegender Flansch 19 in der Schnittansicht dargestellt. Der Flansch 19 ist hier als "Stiftflansch" ausgeführt, er trägt - bevorzugt an bereits von Anfang an ihm fixierte - Stifte 21. Der Flansch 19 liegt dabei ebenfalls an dem inFig. 3 nicht dargestellten Rührkörper 12 an. Außerdem weist der Flansch 19 ebenfalls zwei Mitnehmernuten 23 auf, die mit der Mitnehmerleiste der Rührwelle einen Formschluss bilden. - Mithilfe der Stifte 21 des Flansches 19 wird eine rotationsfeste Verbindung zwischen dem Rührkörper 12 und dem Flansch 19 hergestellt. Um den Rührkörper 12 gegenüber des Flansches 19 zu zentrieren, ist an dem Flansch 19 eine Mantelfläche 25 vorgesehen.
- In
Fig. 4 wird ein Hülsenabschnitt 17 im Längsschnitt dargestellt. Der Hülsenabschnitt 17 besteht aus einer Hülse 29 sowie den beiden Flanschen 19 und 20, die - beispielsweise mittels der Schweißnähte 26 - an die Stirnenden 18 der Hülse 29 befestigt sind. Der Hülsenabschnitt 17 ist mit einer Beschichtung bzw. Gummibeschichtung 24 ausgestattet. An dem Hülsenabschnitt 17 hat die Beschichtung in den meisten Fällen primär die Funktion Prallschläge von beim Herabfallen auftreffenden Mahlkörpern zu dämpfen. Eine sekundäre Funktion der Beschichtung kann auch hier sein die Reibung zwischen den Mahlkörpern im Mahlraum und dem Hülsenabschnitt zu verbessern, um dadurch die Mitnahme der Mahlkörper zu verbessern. Wie man sieht, ist es bevorzugt so, dass die Hülse 29 des Hülsenabschnitts 17 nicht unmittelbar an der von ihr geschützten Rührwelle anliegt, sondern dieser gegenüber einen Ringspalt bildet. Auf diese Art und Weise ist der Hülsenabschnitt der Wellenschutzhülse unter allen Umständen daran gehindert auf ihn einwirkende Kräfte oder Prallschläge fallender Mahlkörper unmittelbar an die Rührwelle weiterzugeben. Der Freigang des Hülsenabschnitts gegenüber der Rührwelle bleibt auch nach langem Einsatz erhalten, so dass sich der Hülsenabschnitt im Zuge einer Revision der Mühle stets problemlos (klemmfrei) austauschen lässt. - In
Fig. 5 wird ein Rührkörper 12 dargestellt. Dieser weist hier mehrere fensterartige Durchbrüche 28 auf. Diese Durchbrüche können dazu dienen, dem Mahlgutstrom einen besseren Durchfluss von einer Mahlkammer zwischen zwei Rührkörpern zur nächsten Mahlkammer zu ermöglichen. Unter Umständen verstärken sie auch das Mitnehmen der Mahlkörper. - Gut zu erkennen ist hier, wie der die Zentralöffnung des Rührkörpers umgreifende bzw. berandende Kupplungsabschnitt eine dem Betrachter zugewandte Kupplungsringfläche 13 und an deren radial äußerem Ende einen ringförmigen Absatz 14 ausbildet. Mit der Kupplungsringfläche 13 liegt der Rührkörper 12 in fertig montiertem Zustand axial gegen mindestens einen der Flansche 19 oder 20 an. Die Zentrierung erfolgt idealerweise über die Innenumfangsfläche 14 des Kupplungsabschnitts 13 (vgl.
Fig. 6 ), die dann auf der außenseitigen Mantelfläche 25 eines Flansches 19 bzw. 20 sitzt (vgl.Fig. 4 ).Es sind in dem Kupplungsabschnitt mehrere Stiftaufnahmeöffnungen 15 vorgesehen. In diese werden die Stifte 21 des "Stift-Flansches" 19 geschoben (bei bevorzugter Verwendung eines solchen), um den Rührkörper 12 drehfest mit der Wellenhülse zu verbinden. - Wie man insbesondere anhand der
Fig. 6 sieht, besteht der Rührkörper hier aus einem inneren Metallrahmen 27, der von einer Gummibeschichtung 16 umgeben ist. Auch diese Beschichtung 16 dient der Erhöhung der Reibung zwischen dem Rührkörper 12 und den im Mahlraum befindlichen Mahlkörpern und, hier meist nur sekundär, ggf. auch der Dämpfung von Prallschlägen. Die Beschichtung ist idealerweise so ausgeführt, dass sie bei Verschleiß gestrippt und erneuert werden kann, was optional zu einer entsprechenden Verwendung des Rührkörpers 12 führt. - In
Fig. 6 ist der Rührkörper 12 in der Schnittansicht dargestellt. Daher lässt sich der innere Metallrahmen 27 sowie die den Metallrahmen 27 umgebende Beschichtung 16 hier gut erkennen. -
- 1
- schematisch dargestellte Rührwerksmühle
- 2
- Mahlbehälter der schematischen Rührwerksmühle
- 3
- Rührwelle der schematischen Rührwerksmühle Trennsystem vor Auslass der schematischen
- 4
- Rührwerksmühle
- 5
- Einlass der schematischen Rührwerksmühle
- 6
- Auslass der schematischen Rührwerksmühle
- 7
- Mahlraum der schematischen Rührwerksmühle
- 8
- Rührkörper der schematischen Rührwerksmühle
- 9
- Motor der schematischen Rührwerksmühle
- 10
- Riemenantrieb der schematischen Rührwerksmühle
- 11
- Gehäuse des Antriebs der schematischen Rührwerksmühle
- 12
- Rührkörper
- 13
- Kupplungsringfläche zentrierende Innenumfangsfläche des
- 14
- Kupplungsabschnitts
- 15
- Stiftaufnahmeöffnungen im Rührkörper
- 16
- Beschichtung des Rührkörpers
- 17
- Hülsenabschnitt (Bestandteil der Wellenschutzhülse)
- 18
- Stirnende der Hülse
- 19
- Flansch mit Stiften
- 20
- Flansch ohne Stifte
- 21
- Stifte
- 22
- Stiftaufnahmeöffnungen
- 23
- Mitnehmernut
- 24
- Beschichtung
- 25
- Mantelfläche, an dem Rührkörper zentriert wird
- 26
- Schweißnaht
- 27
- innerer Metallrahmen des Rührkörpers
- 28
- fensterartige Durchbrüche in Rührkörpern
- 29
- Hülse
Claims (13)
- Rührwerksmühle (1) mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum (7) und einer darin umlaufenden Rührwelle (3), die eine mit ihr umlaufende Wellenschutzhülse und mehrere drehfest damit verbundene, scheibenartige Rührkörper (12) trägt, die die Mahlkörper bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenschutzhülse in mehrere Hülsenabschnitte (17) unterteilt ist, die jeweils an ihrem Stirnende (18) einen Flansch (19, 20) tragen, wobei jeder scheibenartige Rührkörper (12) einen Kupplungsabschnitt (14) aufweist, der zwischen den Flanschen (19, 20) eines vorangehenden und eines nachfolgenden Hülsenabschnittes (17) gehalten wird, wobei die drehfeste Verbindung zwischen den Flanschen (19, 20) und dem scheibenartigen Rührkörper (12) dadurch erfolgt, dass der Rührkörper (12) und die Flansche (19,20) von mit ihrer Stiftlängsachse parallel zur Drehachse der Rührwelle (3) positionierten Stiften (21) durchdrungen werden.
- Rührwerksmühle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (21) in Richtung ihrer Stiftlängsachse nur an einem der beiden Flansche (19) festgelegt sind, vorzugsweise durch Verschweißung, während die Stiftaufnahmeöffnungen (22) an dem anderen der beiden Flansche (20) so ausgeführt sind, dass sich durch das Einschieben der Stifte (21) in diese Stiftaufnahmeöffnungen (22) eine von Hand fügbare Passung ergibt, vorzugsweise in Gestalt einer Übergangspassung nach ISO 286.
- Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührkörper (12) mittels eines ringförmigen Absatzes (14) an mindestens einem der Flansche (19, 20) zentriert werden, vorzugsweise durch formschlüssiges Zusammenwirken zwischen der Innenmantelfläche (25) ihrer zentralen Öffnung und dem besagten ringförmigen Absatz (14).
- Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührkörper (12) mittels der Stifte (21) an den Flanschen (19, 20) zentriert werden.
- Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (3) mindestens eine, besser mindestens zwei Mitnehmerleisten aufweist, die vorzugsweise jeweils als oder nach Art einer Passfeder ausgeführt sind und die jeweils vom ersten bis zum letzten Wellenschutzhülse-Abschnitt (17) durchgehen, und die Wellenschutzhülsen-Abschnitte (17) durch formschlüssige Interaktion mit deren entsprechender Mitnehmernut (23) in Drehrichtung mitgenommen werden.
- Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rührkörper (12) eine in Umfangsrichtung in sich geschlossene, ringförmige Scheibe ist, wobei es sich idealerweise um eine einstückig gegossene Scheibe handelt.
- Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rührkörper (12) einen sich an seinen Innenradius anschließenden Kupplungsabschnitt (14) aufweist, der von mindestens einer, besser beiden Stirnseiten her eingestochen ist.
- Rührwerksmühle (1) nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (14) vollständig zwischen den Flanschen (19, 20) zweier unmittelbar benachbarter Wellenschutzhülsen-Abschnitte (17) aufgenommen wird.
- Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Positionierung der Wellenschutzhülsen-Abschnitte (17) bzw. ihrer Flansche (19, 20) dadurch gewährleistet wird, dass der erste auf die Rührwelle (3) aufgeschobene Wellenschutzhülse-Abschnitt (17) formschlüssig gegen einen ersten Axialanschlag anliegt und dass der letzte auf die Rührwelle (3) aufgeschobene Wellenschutzhülse-Abschnitt (17) formschlüssig gegen einen zweiten Axialanschlag anliegt, der in umgekehrter Axialrichtung wirkt, während jede der zwischenliegenden Wellenschutzhülsen-Abschnitte (17) in axialer Richtung nicht unmittelbar an der Rührwelle (3) festgelegt ist, sondern nur mittelbar axial festgelegt ist, mithilfe beidseitig benachbarter Wellenschutzhülsen-Abschnitte (17).
- Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenschutzhülsen-Abschnitte (17) und ihre Flansche (19, 20) sowie vorzugsweise auch die freien Oberflächen der Rührkörper (12) mit einer Beschichtung (16; 24) versehen sind, präferiert mit einer reibungserhöhenden und/oder impulsdämpfenden Beschichtung, idealerweise aus Gummi oder einem Elastomer.
- System zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche einen Mahlraum (7) und eine darin umlaufende, vor unmittelbarer Mahlkörpereinwirkung zu schützende Rührwelle (3) aufweist, wobei das System zur Ausrüstung der Rührwerksmühle (1) aus einer mehrteiligen Wellenschutzhülse mit mehreren Hülsenabschnitten (17), die jeweils an ihrem Stirnende einen Flansch (19,20) tragen, Stiften (21) und Rührkörpern (12) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rührkörper (12) einen Kupplungsabschnitt (14) aufweist, der zwischen den Flanschen (19, 20) eines vorhergehenden und eines nachfolgenden Hülsenabschnitts (17) einbaubar ist, derart, dass die drehfeste Verbindung zwischen den Flanschen (19, 20) und dem scheibenartigen Rührkörper (12) dadurch erfolgt, dass der Rührkörper (12) und die Flansche (19, 20) von mit ihrer Stiftlängsachse parallel zur Drehachse der Rührwelle (3) positionierten Stiften (21) durchdrungen werden.
- System zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen des Systems zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle (1), die im montierten Zustand mit den Mahlkörpern in Kontakt kommen, mit einer Beschichtung (24) versehen sind, wobei die Beschichtung (24) idealerweise eine reibungserhöhende Wirkung hat und idealerweise aus Gummi oder einem Elastomer besteht.
- Verfahren zur Ausrüstung einer Rührwerksmühle (1), die einen Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum (7) und eine darin umlaufenden Rührwelle (3) mit Rührkörpern (12) aufweist, die von der Rührwelle (3) in Rotation versetzt werden, mit Wellenschutzhülsen-Abschnitten (17) und Rührkörpern (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Montage erfolgt, indem zunächst ein erster Wellenschutzhülsen-Abschnitt (17) auf die Rührwelle (3) geschoben wird, bis er formschlüssig an einem Axialanschlag anliegt, wobei der erste Wellenschutzhülsen-Abschnitt (17) so auf die Rührwelle (3) aufgeschoben wird, dass er im montierten Zustand über eine als Passfeder fungierenden Leiste der Rührwelle (3) rotationsfest mit dieser verbunden ist und anschließend ein erster Rührkörper (12) auf einen vom Axialanschlag abgewandten Abschnitt des ersten Wellenschutzhülsen-Abschnitts (17) aufgeschoben wird und über die Stifte (21), die am vom Axialanschlag abgewandten Flansch (19) des ersten Wellenschutzhülse-Abschnitts (17) angebracht sind, rotationsfest mit dem ersten Wellenschutzhülsen-Abschnitt (17) verbunden wird und anschließend beliebig viele weitere Wellenschutzhülsen-Abschnitte (17) und Rührkörper (12) in gleicher Art und Weise wie bereits der erste Wellenschutzhülsen-Abschnitt (17) und der erste Rührkörper (12) an der Rührwelle (3) montiert werden, wobei je ein Wellenschutzhülse-Abschnitt (17) als Axialanschlag für den darauffolgenden Wellenschutzhülsen-Abschnitt (17) dient, sodass lediglich für den zuletzt montierten Wellenschutzhülsen-Abschnitt (17) ein zusätzlicher Axialanschlag an der vom ersten Wellenschutzhülsen-Abschnitt (17) abgewandten Seite auf der Rührwelle angebracht werden muss.
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