JP5464499B2 - 傾斜した粉砕カップを持つ実験室用振動粉砕機 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも二次元で作用する円振動駆動装置及び粉砕体を充填されかつ縦に延びて端面の粉砕カップ底を備えた粉砕カップ用の少なくとも１つの取付け具を持つ実験室用振動粉砕機に関する。

前記の特徴を持つ実験室用振動粉砕機は、回転数比ｋ＝１：−１を持つ遊星ボールミルとして、Ｈａａｎ市のＦ．Ｋｕｒｔ Ｒｅｔｓｃｈ社の会社カタログ“遠心力ボールミル”から公知である。二次元で作用する円振動駆動装置を持つこのような実験室用振動粉砕機では、なるべくボールとして構成される粉砕体が、作用する大きい遠心力により粉砕カップの外壁へ押付けられ、ここで繰広げられる押圧作用及び摩擦作用により粉砕体と粉砕カップ壁との間の粉砕物を粉砕する。粉砕カップとして円筒状カップが使用され、実験室用振動粉砕機に設けられる粉砕カップ取付け具により、二次元円振動運動の面に対して直角な縦軸線の方向に、実験室用振動粉砕機に締付けられている。粉砕結果を改善するため、遊星ボールミルの回転数比をｋ＞１に設計することが更に公知であり、従って粉砕過程中に粉砕体が粉砕カップの壁から剥離し、粉砕カップを通る割線状運動線に沿って飛び、剥離点に対向する粉砕カップの壁範囲へ当たるので、衝突荷重又は衝撃荷重により粉砕が更に改善される。

本発明の基礎になっている課題は、最初にあげた特徴を持つ実験室用振動粉砕機において、粉砕過程におけるエネルギ取込みを増大し、それにより粉砕結果を全体として改善することである。

この課題の解決策は、発明の有利な構成及び展開を含めて、明細書の後におかれる特許請求の範囲の内容から明らかになる。

本発明の基本思想は、粉砕カップの縦軸線が、円振動駆動装置の運動面と９０°より小さい角をなして、円振動駆動装置の運動面に対する粉砕カップの傾斜位置により生じる粉砕カップ内の粉砕体の運動軌道により、端面の粉砕カップ底がストッパ兼粉砕面として粉砕過程に関与するようにしていることである。本発明に伴う利点は、一方では粉砕過程中に周期的な運動成分が粉砕カップの外壁の方向に粉砕体に作用し、他方では円振動駆動装置の運動面に対する粉砕カップの傾斜位置のため、別の運動成分が粉砕カップの縦軸線の方向に粉砕体へ作用することである。それにより粉砕カップの外壁に沿う粉砕体の運動中に、優勢な摩擦応力が生じ、端面の粉砕カップ底へ粉砕体が当たる際、粉砕物の衝突応力が生じるようにすることができる。同時に粉砕空間の縦方向における粉砕体の運動のため、粉砕物もよく混合されるので、粉砕物のすべての粒子が同時に応力を受け、こうして粉砕効率が高められる。

本発明の実施例によれば、粉砕カップの縦軸線と円振動駆動装置の運動面とのなす角が８０°より小さく、なるべく６０°より小さい。この角は０°まで減少できるので、粉砕カップの縦軸線が円振動装置の運動面と一致することができる。

本発明の実施例によれば、粉砕効率を更に改善するため、円振動運動の面に対して直角に粉砕カップに作用する付加的な運動成分により三次元的に作用する駆動装置が設けられている。これにより粉砕体に作用する運動成分が粉砕カップ底の方へ強められる。粉砕カップの縦軸線が円振動駆動装置の運動面と角をなすように考慮されている場合、三次元に作用する駆動装置において、三次元励起のそれぞれ２つの運動方向が、粉砕カップの傾斜位置のための基準を形成することができる。

粉砕物のできるだけ高い最終細かさを持つ最適な粉砕結果を得るため、実施例によれば、駆動装置の振動幅及びその周波数により規定される振動強さに粉砕カップの長さが合わされ、端面の粉砕カップ底へ当たる粉砕体の運動エネルギが最大であるように、粉砕カップの長さが個々に設定されている。駆動装置の振動幅と粉砕カップの長さとの比が、使用される粉砕体の大きさに応じて０．３〜１．６であるのがよい。

本発明の実施例によれば、駆動装置が調節可能な振動周波数を持っている。更に駆動装置が調節可能な振動振幅を持っている。

円振動駆動装置の構成に関して本発明の実施例によれば、従来技術から公知であるように、駆動装置がｋ＝１：−１の変速比を持つ遊星駆動装置として構成されている。

しかし本発明は、別の種類の円振動駆動装置においても使用される。即ち本発明の実施例によれば、駆動装置が不平衡形振動駆動装置として構成されている。

更に本発明の実施例によれば、駆動装置が周期的に動作するか又は非周期的に動作する振動駆動装置として構成されている。

公知のように粉砕体が玉として構成されている。

本発明の実施例によれば、粉砕カップの横断面を規定する２つの互いに対向する壁範囲の最大間隔が、横断面に対して直角に求められる粉砕カップの長さより小さい。

本発明がそれぞれ端面の粉砕カップ底を持つ長く延びた粉砕カップの使用に関する場合、すべての面で回転対称な粉砕カップへの本発明の適用は有意義でない。粉砕カップが縦方向に延びている場合与えられる長さ、従って両方の粉砕カップ底の間隔は、いずれにせよ両方の粉砕カップ底の間にある範囲の直径より大きくなければならない。この範囲内で本発明は、異なる粉砕カップ形状において実現される。即ち粉砕カップが円形の横断面又は楕円形の断面又は隅範囲を丸められて角形の横断面を持ち、最後にあげた実施例では、粉砕カップの丸められた隅範囲が、粉砕体の半径に相当する半径を持っている。粉砕カップの他の形状も同様に可能である。

更に粉砕カップの端面の粉砕カップ底が平らに構成されているので、例えば円形横断面を持つ粉砕カップでは、円筒状構成の粉砕カップが生じる。

その代わりに、粉砕カップの端面の粉砕カップ底が球帽状に構成されていることも可能である。

本発明を実現する場合実験室用振動粉砕機において、複数の粉砕カップを公知のように締付けることができることは明らかである。

図面には本発明の実施例が示されており、以下に説明される。

傾斜した粉砕カップを持ちかつ遊星駆動装置を備えた実験室用振動粉砕機を示す。 不平衡形駆動装置を持つ実験室用振動粉砕機を図１と同じように示す。

図１に概略的に示されかつ粉砕カップを持つ駆動装置１０に限定される図で示される実験室用振動粉砕機では、太陽歯車軸１上に回転可能に支持される太陽歯車２の回転運動は、伝動ベルト３を介して中間軸４を回転させる。この中間軸４には歯車５が固定的に結合され、別の歯車６を介して遊星軸７を駆動する。遊星軸に結合される粉砕カップ取付け具９に、太陽歯車面により規定される円振動駆動装置の運動面２０に対して斜めに粉砕カップ８が締付けられている。粉砕カップ８は太陽歯車２の回転に対して１：−１の比で回転するので、旋回する回転運動が生じる。円振動駆動装置の運動面２０に対する粉砕カップ８の傾斜位置のため、粉砕カップの端面のカップ底が、ストッパ面又は粉砕面として、粉砕過程に関与する。

図２に示される実施例は、不平衡形駆動装置として構成される駆動装置１０を持つ実験室用振動粉砕機を示す。駆動装置１０は、ばね１１を介して定置基板１５上に支持されている。駆動装置１０は駆動電動機１２、駆動軸１３及び不平衡おもり１４から成り、回転数に関係して旋回する水平力を発生する。この水平力は、取付け板１６、この取付け板上に取付けられかつ締付けられる粉砕カップ８を持つ２つの粉砕カップ取付け具９の形の有効荷重、及び二次元のばね１１から成るばね質量振動機を励振するので、運動面２０内で旋回する円運動が生じる。両方の粉砕カップ取付け具９は、それに締付けられる粉砕カップ８と共に円軌道上で運動する。

それ以上図示してないが、駆動装置が円振動運動の面２０に対して直角に粉砕カップ８へ作用する付加的な運動を発生することもできるので、駆動装置はそれに応じて三次元的に作用するように設計されている。

上述した説明、特許請求の範囲、要約書及び図面に開示された特徴は、個々にも任意の組合わせでも、種々の実施形態で本発明を実現するために重要である。

Claims (18)

1. 少なくとも二次元で作用する円振動駆動装置（１０）及び粉砕体を充填されかつ縦に延びて端面の粉砕カップ底を備えた粉砕カップ（８）用の少なくとも１つの取付け具（９）を持つ実験室用振動粉砕機において、粉砕カップ（８）の縦軸線（Ｌ）と円振動駆動装置（１０）の運動面（２０）とのなす角が０°と６０°との間の値をとり、円振動駆動装置（１０）の運動面に対する粉砕カップ（８）の傾斜位置により生じる粉砕カップ（８）内の粉砕体の運動軌道により、端面の粉砕カップ底がストッパ兼粉砕面として粉砕過程に関与するように、粉砕カップ（８）の長さが、駆動装置（１０）の振動幅及びその周波数に関係して決定され る振動強さに合わされていることを特徴とする、実験室用振動粉砕機。
2. 円振動運動の面（２０）に対して更に直角に粉砕カップ（８）に作用する運動成分により三次元的に作用する駆動装置が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の実験室用振動粉砕機。
3. 端面の粉砕カップ底へ当たる粉砕体の運動エネルギが最大であるように、振動強さの調節により、粉砕カップ（８）の長さが設定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の実験室用振動粉砕機。
4. 駆動装置（１０）の振動幅と粉砕カップ（８）の長さとの比が０．３〜１．６であることを特徴とする、請求項３に記載の実験室用振動粉砕機。
5. 駆動装置（１０）が調節可能な振動周波数を持っていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
6. 駆動装置（１０）が調節可能な振動振幅を持っていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
7. 駆動装置（１０）がｋ＝１：−１の変速比を持つ遊星駆動装置として構成されていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
8. 駆動装置（１０）が不平衡形振動駆動装置として構成されていることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
9. 駆動装置（１０）が周期的に動作する振動駆動装置として構成されていることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
10. 駆動装置（１０）が非周期的に動作する振動駆動装置として構成されていることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
11. 粉砕体が玉として構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
12. 粉砕カップ（８）の横断面を規定する２つの互いに対向する壁範囲の最大間隔が、横断面に対して直角に求められる粉砕カップ（８）の長さより小さいことを特徴とする、請求項１〜１１の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
13. 粉砕カップ（８）が円形の横断面を持っていることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
14. 粉砕カップ（８）が楕円形の横断面を持っていることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
15. 粉砕カップが隅範囲を丸められた角形の横断面を持っていることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
16. 粉砕カップ（８）の丸められた隅範囲が、粉砕体の半径に相当する半径を持っていることを特徴とする、請求項１５に記載の実験室用振動粉砕機。
17. 粉砕カップ（８）の端面の粉砕カップ底が平らに構成されていることを特徴とする、請求項１３〜１６の１つに記載の実験室用振動粉砕機。
18. 粉砕カップ（８）の端面の粉砕カップ底が球帽状に構成されていることを特徴とする、請求項１３〜１６の１つに記載の実験室用振動粉砕機。

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