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EP 0 179 048 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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07.12.1988 Patentblatt 1988/49 |
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Anmeldetag: 09.10.1985 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: B02C 17/22 |
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Kugelmühle
Ball mill
Broyeur à billes
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE |
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Priorität: |
15.10.1984 AT 3288/84
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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23.04.1986 Patentblatt 1986/17 |
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Patentinhaber: VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft |
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A-1011 Wien (AT) |
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Erfinder: |
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- Pichlmaier, Erich
A-8784 St.Lorenzen 96 (AT)
- Zoller, Manfred
A-4020 Linz (AT)
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Vertreter: Haffner, Thomas M., Dr. et al |
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Patentanwalt
Schottengasse 3a 1014 Wien 1014 Wien (AT) |
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Entgegenhaltungen: :
AT-B- 283 092 FR-A- 2 476 503
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DE-B- 1 052 215
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine rotierbare Kugelmühle mit einer Innenauskleidung,
welche ungefähr in Umfangsrichtung parallel zueinander verlaufende Rillen aufweist
und innerhalb welcher Mahlkugeln angerodnet sind, wobei die benachbarten Rillen durch
ungefähr in Umfangsrichtung verlaufende Stege gegeneinander abgegrenzt sind. Hiebei
können die ungefähr in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen in senkrecht zur Rotationsachse
stehenden Ebenen angeordnet sein oder sie können auch schraubenlinienförmig verlaufen.
Bei solchen Kugelmühlen besteht die Innenauskleidung üblicherweise aus in die zylindrische
Wandung eingesetzten Panzerplatten. Die Mahlung des in die Kugelmühle eingebrachten
Mahlgutes erfolgt im Kugelhaufen zwischen den einzelnen Kugeln und zwischen der jeweils
äusseren Kugelschicht und der Innenauskleidung. Es gibt Kugelmühlen mit glatter Innenauskleidung,
wobei die Berührung zwischen der Innenauskleidung und den Kugeln eine Punktberührung
ist, so dass der Mahleffekt zwischen Kugeln und Innenauskleidung verhältnismässig
gering ist. Die herabfallenden Kugeln schlagen auf die nackte Innenauskleidung auf,
wodurch einerseits ein grosser Verschleiss und andererseits eine starke Lärmentwicklung
entsteht. Eine Kugelmühle, bei welcher die Innenauskleidung ungefähr in Umfangsrichtung
verlaufende Rillen mit kreissegmentförmigem Querschnitt aufweist, ist beispielsweise
aus der AT-PS 283 092 bekannt. Bei einer anderen bekannten Ausbildung (FR-A 2 476
503) ist der Abstand der benachbarten Rillen voneinander kleiner dem Durchmesser der
grössten Kugel. Die Mahlung des Mahlgutes erfolgt in den Rillen, und die Anzahl dieser
Rillen ist durch die axiale Erstreckung der Kugelmühle beschränkt.
[0002] Zwischen den benachbarten Rillen verbleibt ein Steg und dadurch, dass die Mittelabstände
der benachbarten Rillen kleiner sind als der Durchmesser der grössten Mahlkugeln,
verschmälert sich der Steg zwischen den benachbarten Rillen. Die Rillen überschneiden
einander und es würde der Steg zu einem schmalen oder sogar scharfen Grat verkleinert
werden. Ein solcher schmaler oder sogar scharfer Grat würde aber durch die herabfallenden
Kugeln zersplittert werden. Solche Splitter würden sowohl den Verschleiss der Innenauskleidung
als auch den Verschleiss der Kugeln erhöhen und überdies würde durch die Zerstörung
der Grate und durch die Vermahlung der Stahlsplitter ein zusätzlicher Energieaufwand
entstehen.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorher beschriebenen Nachteile zu vermeiden
und die Erfindung besteht darin, dass bei im Querschnitt kreissegmentförmigen Rillen
im Querschnitt durch die Stege die Flanken derselben über eine Abrundung ineinander
übergehen. Da die Mlttelabstände der benachbarten Rillen voneinander kleiner sind
als der Durchmesser der grössten Mahlkugel, können bei gleicher axialer Erstreckung
der Kugelmühle mehr Rillen in der Innenauskleidung untergebracht werden. Die Kugeln
stellen sich so ein, dass sie in den benachbarten Rillen gegeneinander versetzt liegen,
so dass eine grössere Anzahl von Kugeln die Mahlung zwischen Kugeln und Innenauskleidung
bewirkt. Dadurch aber, dass im Querschnitt durch die Stege die Flanken derselben über
eine Abrundung ineinander übergehen, wird eine Zerstörung und Zersplitterung der Stege
weitgehend vermieden und es wird dadurch der Verschleiss der Innenauskleidung und
der Kugeln herabgesetzt.
[0004] Die Mahlkugeln nützen sich im Laufe des Betriebes ab, wodurch sich ihr Radius verringert.
Es wird daher in gewissen Zeitabständen ein Teil der abgenützten Kugeln entfernt und
durch neue Kugeln ersetzt. Im Betrieb ordnen sich die Kugeln im Kugelhaufen automatisch
so, dass die grösseren neuen unten liegen und mit den Rillen zusammenwirken. Da die
zu entfernenden Kugeln von oben genommen werden, werden somit jeweils die kleineren,
abgenützten Kugeln ausgetauscht. Unter dem Radius der grössten Mahlkugeln ist daher
der Radius einer solchen ausgetauschten neuen Mahlkugel zu verstehen.
[0005] Wenn die Mittelabstände zwischen den benachbarten Rillen nur geringfügig verkleinert
werden, so stellen sich die Kugeln in den Rillen so ein, dass in den Rillen die Kugeln
in Abständen voneinander laufen. Durch einen solchen Abstand wird das Eindringen von
neuem Mahlgut in die Rillen begünstigt, und dies verbessert den Mahleffekt. Gemäss
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch die Bemessung so getroffen,
dass der Mittelabstand der benachbarten Rillen voneinander gleich dem Radius der grössten
Mahlkugel multipliziert mit /3-ist. Dadurch wird erreicht, dass die Kugeln sich in
den Rillen so einstellen, dass die Kugeln in jeder Rille in einer Reihe dicht aneinander
liegen. Die Kugeln ordnen sich binenwabenartig an, und es ergibt sich in diesem Fall
die dichteste Kugellage. Bei einer solchen bienenwabe
lartigen Anordnung der Kugeln liegen die Mittelpunkte der Kugeln in den benachbarten
Rillen um 30° gegeneinander versetzt. Der Mittelabstand a der Rillen beträgt 2 x R
x cos 30°, wobei unter R der Kugelradius zu verstehen ist, und diese Formel lautet
vereinfacht
. Da bei einer solchen Anordnung die Kugeln der in einer Rille liegenden Kugelreihe
einander berühren und der Mittelabstand zwischen den benachbarten Rillen verringert
ist, kann bei gleicher axialer Erstreckung der Kugelmühle eine grössere Anzahl von
Kugeln mit der Innenauskleidung zusammenwirken, und es wird daher ein optimaler Mahleffekt
erreicht.
[0006] Gemäss der Erfindung beträgt vorzugsweise der Radius der Abrundung, über welche die
Flanken der Stege im Querschnitt ineinander übergehen, 0,15 bis 0,17 des Radius des
Rillenquerschnittes. Eine solche Bemessung der Abrundung genügt, um einer Zerstörung
des Steges zwischen benachbarten Rillen entgegenzuwirken. Eine Abrundung mit grösserem
Radius würde den wirksamen Rillenquerschnitt verringern, und eine zu grosse Verringerung
des Rillenquerschnittes ist für den Mahleffekt nachteilig, da die Mahlung zwischen
den Rillen und den Kugeln erfolgt. Bei der erfindungsgemässen Bemessung der Abrundung
der Stege bleibt noch immer eine für einen guten Mahleffekt ausreichende Tiefe der
Rille aufrechterhalten.
[0007] In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch
erläutert. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die zwei benachbarten Rillen mit in
den Rillen laufenden Kugeln. Fig. 2 zeigt ein Element der die Innenauskleidung bildenden
Panzerplatten und die Anordnung der in den Rillen laufenden Kugeln in Draufsicht.
[0008] Die aus Panzerplatten bestehende Innenauskleidung ist mit 1 bezeichnet. Diese Innenauskleidung
weist in Umfangsrichtung verlaufende Rillen 2 auf, in welchen Mahlkugeln 3 laufen:
Der Mittelabstand zwischen den benachbarten Rillen 2 ist mit a bezeichnet. Dieser
Mittelabstand a ist kleiner als der Durchmesser b der Kugeln. Fig. 1 zeigt, dass die
Kugeln 3 gegeneinander versetzt in den benachbarten Rillen 2 laufen. Dadurch, dass
der Mittelabstand zwischen den Rillen 2 kleiner gewählt wird, ergibt sich zwischen
den Rillen ein schmälerer Steg 4. Die Flanken 5 dieses Steges gehen über eine Abrundung
6 ineinander über. Der Radius dieser Abrundung ist mit 7 bezeichnet. Der Radius 7
dieser Abrundung beträgt 0,15 bis 0,17 des Radius c des Querschnittes der Rillen 2.
[0009] In Fig. 2 ist die dichteste Lage der Kugeln in den Rillen dargestellt. Diese dichteste
Lage ist bienenwabenartig, wobei die Verbindungslinien 9 zwischen den Mittelpunkten
8a und 8b der Kugeln 3 unter einem Winkel a von 30° zur Erzeugenden 10 des durch die
Innenauskleidung gebildeten Zylinders stehen.
[0010] Daraus ergibt sich der Abstand a zwischen den Mittellinien 11 a und 11 b mit
wobei R den Radius der Kugeln bezeichnet.
[0011] Dies ist die Formel für die dichteste Kugellage. Bei dieser Bemessung des Mittelabstandes
a der benachbarten Rillen ist somit die Anzahl der Kugeln, welche die Mahlung an der
Innenauskleidung bewirken, am grössten und somit der Mahleffekt am besten.
1. Rotierbare, zylindrische Kugelmühle mit einer Innenauskleidung (1), welche ungefähr
in Umfangsrichtung parallel zueinander verlaufende Rillen (2) aufweist und innerhalb
welcher Mahlkugeln (3) angeordnet sind, wobei die benachbarten Rillen (2) durch ungefähr
in Umfangsrichtung verlaufende Stege (4) gegeneinander abgegrenzt sind, und die Mittelabstände
(a) der benachbarten Rillen (2) voneinander kleiner sind als der Durchmesser (b) der
grössten Mahlkugel, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (2) einen kreissegmentförmigen
Querschnitt aufweisen (3) und dass im Querschnitt durch die Stege (4) die Flanken
(5) derselben über eine Abrundung (6) ineinander übergehen.
2. Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabstand (a)
der benachbarten Rillen (2) voneinander gleich dem Radius (b) der grössten Mahlkugel
(3) multipliziert mit 113 ist.
3. Kugelmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (7)
der Abrundung (6), über welche die Flanken (5) der Stege (4) im Querschnitt ineinander
übergehen, 0,15 bis 0,17 des Radius (c) des Rillenquerschnittes beträgt.
1. Broyeur à billes cylindrique rotatif comportant un revêtement intérieur (1 ), qui
présente des gorges sensiblement parallèles s'étendant dans une direction circonférentielle,
et à l'intérieur desquelles sont disposées des billes de broyage (3), les gorges adjacentes
(2) étant mutuellement délimitées par des barrettes (4) s'étendant sensiblement dans
une direction circonférentielle et les distances (a) entre les centres des gorges
voisines (2) étant inférieures au diamètre (b) de la plus grande bille (3), caractérisé
par le fait que les gorges (2) ont une section en forme d'arc de cercle et que, transversalement
aux barrettes (4), les flancs (5) desdites barrette passent les uns dans les autres
en formant un arrondi (6).
2. Broyeur à billes selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la distance
(a) entre les centres des gorges adjacentes (2) est égale au produit de diamètre (b)
de la bille de broyage (3) la plus grande par 113.
3. Broyeur à billes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le
rayon (7) de l'arrondi (6) par lequel les flancs (5) des barrettes (4) passent l'un
dans l'autre est égal à 0,15 à 0,17 fois le rayon (c) de la section des gorges.
1. Rotary, cylindrical ball mill with an inner lining (1), which has approximately
circomferential- ly parallel grooves (2) and within which are arranged grinding balls
(3), the adjacent grooves (2) being reciprocally bounded by approximately circumferentially
directed webs (3) and the centre distances (a) between the adjacent grooves (2) are
smaller than the diameter (b) of the largest grinding ball (3), characterized in that
the grooves (2) have a circular segmental cross-section and that in cross-section
through the webs (4) the flanks (5) thereof pass into one another via a rounded portion
(6).
2. Ball mill according to claim 1, characterized in that the centre distance (a) of
the adjacent grooves (2) from one another is the same as the radius (b) of the largest
grinding ball (3) multi- plied by
3. Ball mill according to claims 1 or 2, characterized in that the radius (7) of the
rounded portion (6), via which the flanks (5) of webs (4) in cross-section pass into
one another is 0.15 to 0.17 the radius (c) of the groove cross-section.