PLANETENMÜHLE DISKRETER WIRKUNG

Abstract

 Die Planetenmühle diskreter Wirkung enthält ein Gehäuse (1), in dem drehbare Behälter (17) mit Trommeln (18) und ein Träger (10), der die Behälter trägt und mit einem Elektroantrieb verbunden ist, untergebracht sind. Im Gehäuse (1) ist koaxial zum Träger (10) eine steife Fassung (3) mit einem Spalt in bezug auf das Gehäuse (1) angeordnet. Die steife Fassung (3) umfaßt die Behälter (17) mit den Trommeln (18) und steht mit ihnen im ständigen Kontakt. Gleichachsig mit der steifen Fassung (3) ist eine Spreizrolle (12) angeordnet, die mit allen Behältern (17) kontaktiert und diese an die steife Fassung (3) elastisch andrückt. Auf dem Träger (10) sind zwischen den Behältern (17) Abstützelemente (21) angebracht, von denen jedes mit einem der Behälter (17) kontaktiert.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung bezeiht sich auf Zerkleinerungseinrichtungen zum Fein- und Feinstzerkleinern von Stoffen, insbesondere auf Planetenmühlen diskreter Wirkung.

Zugrundeliegender Stand der Technik

[0002] Es ist eine Planetenmühle diskreter Wirkung bekannt (SU, A, 117671), enthaltend ein Gehäuse mit Deckel, einen Träger, der aus einer mit einem Elecktroantrieb verbundenen Scheibe besteht, Trommeln mit Deckeln und Mahlkörpern, welche Trommeln in Behältern mit elastischen äußeren Fassungen aufgenommen sind, die in der Scheibe des Trägers mit Möglichkeit von Schwingungen in radialer Richtung relativ zur Trägerscheibe bei gleichzeitiger Drehung um die eigenen Achsen Reibschluß der elastischen äußeren Fassungen mit der Ringfläche des Gehäuses montiert sind.

[0003] Die elastischen äußeren Fassungen, die an den Behältern angebracht sind und sich im Reibschluß mit der Ringfläche des Gehäuses befinden, besitzen keine ausreichende Festigkeit in bezug auf Kontaktspannungen und sind die Ursache für eine kurze Lebensdauer der Mühle. Es existieren keine elastischen Materialien, die Kontaktspannungen in der Größenordung von einigen Tausend Kilopond je Quadratzentimeter in dynamischen Verhältnissen aushalten, und gerade solche Werte erreichen die Kontaktspannungen an den Berührungsstellen der elastischen äußeren Fassungen mit der Innenfläche des Gehäuses, was zu einer schellen Erwärmung derselben, zum Verschleiß und Ausfall führt.

[0004] Die Schwingung der Behälter in radialer Richtung relativ zur Trägerscheibe vergrößert noch mehr die Spannung an den elastischen Fassungen, weil die Kontaktspannungen in ihnen bedeutend zunahmen, was durch das Auftreten von Stoßbelastungen infolge der Schwingungen der Trommeln mit den Behältern mit einer Frequenz, die der Frequenz des Umlaufs der Behälter samt den Trommeln um die eigenen Achsen gleich ist, bedingt wird.

[0005] Dadurch ist es nicht möglich, den Umlauf der Behälter mit den Trommeln um die eigenen Achsen mit hohen Zentripetalbeschleunigungen zustandezubringen.

[0006] Bekannt ist eine Planetenmühle diskreter Wirkung (SU, A, 961760), die ein Gehäuse enthält, in dem um die eigene Achse und um die Achse der Mühle drehbare Behälter mit Deckel und Mahlkörper aufweisenden Trommeln sowie ein Träger, der die Behälter trägt und mit einem Elektroantrieb verbunden ist, untergebracht sind. Die Behälter besitzen Achsen und sind mittels Lagern über diese Achsen an den Enden des Trägers befestigt. Auf den Achsen sind Treibscheiben und die in den Behältern aufgenommenen und in denselben befestigten Trommeln mit Mahlkörpern bestimmter Formen und Abmessungen und mit Deckeln angeordnet.

[0007] Das Vorhandensein solcher starken Spannungskonzentratoren wie der Abschnitt des Übergangs der Behälter in die Achse ist die Ursache für eine kurze Lebensdauer der Mühle, da in diesem Abschnitt bei hoher Drehzahl Spannungen entstehen, welche die zulässigen bedeutend übersteigen.

[0008] Die Verwendung von Mahlkörpern hinreichend großer Masse in den Trommeln führt zum Auftreten von hinsichtlich Frequenz und Energie hohen Schlagbelastungen seitens der Mahlkörper gegen die Trommelwände, welche Belastungen auch von dem Querschnitt des Übergangs der Behälter in die Achsen aufgenommen werden, wodurch die Festigkeitswerte des Querschnitts verschlechtert werden und die Ursache für die kurze Lebensdauer der Mühle sind. Dadurch, daß die Trommeln in den Behältern auf Schub mittels Befestigungselementen befestigt sind und das Drehmoment auf die Trommeln von den Behältern durch Reibungskräfte übertragen wird, welche von Normalkräften an den Stirnenden der Befestigungselemente erzeugt werden, die Normalkräfte aber von der manuellen Kraft der Anziehung der Befestigungselemente abhängen, so können sie verschieden sein: größer oder kleiner, ausreichend oder unzureichend zur Übertragung der Drehmomente von den Behältern zu den Trommeln. Solche Schwankungen der Normalkräfte und dementsprechend der Reibungskräfte führen zum Herausfliegen der Trommeln aus den Behältern während der Arbeit, und dies besonders bei hohen Zentripetalbeschleunigungen. Ein derartiges System der Anordnung der Trommeln in den Behältern ist von kurzer Lebensdauer, und die Verwendung desselben zur Intensivierung der Prozesse der Zerkleinerung von harten und überharten anorganischen Verbindung ist unmöglich.

Offenbarung der Erfindung

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Planetenmühle diskreter Wirkung zu schaffen, bei der durch die gedämpfte Aufnahme radialer und axialer Belastungen von seiten der Behälter mit den Trommeln deren Umlauf um die eigenen Achsen mit hohen Zentripetalbeschleunigungen bei schneller und qualitätsgerechter Zerkleinerung von harten und überharten Verbindungen und bei hoher Lebensdauer der Mühle zustandekommt.

[0010] Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in der Planetenmühle diskreter Wirkung, die ein Gehäuse enthält, in dem um die eigene Achse und um die Achse der Mühle drehbare Behälter mit Deckel und Mahlkörper aufweisenden Trommeln sowie ein Träger, der die Behälter trägt und mit einem Elektroantrieb verbunden ist, untergebracht sind, erfindungsgemäß im Gehäuse koaxial zum Träger eine steife Fassung mit einem Spalt in bezug auf das Gehäuse feststehend angeordnet ist, die die Behälter mit den Trommeln umfaßt und mit ihnen in ständigem Kontakt steht, gleichachsig mit welcher Fassung eine Spreizrolle angeordnet ist, die mit allen Behältern kontaktiert und diese an die Fassung elastisch andrückt, wobei auf dem Träger zwischen den Behältern Abstützelemente angebracht sind, von denen jedes mit einem der Behälter kontaktiert.

[0011] Eine solche konstruktive Ausführung der Mühle gestattet es, die Behälter mit den Trommeln durch starren Reibschluß zwischen der Fassung und den Behältern in relative Bewegung zu bringen, d.h. Zentrifugalkräfte, die von den Massen der Behälter mit den Trommeln herrühren, für den Antrieb derselben zu benutzen und radiale Schwingungen der Behälter mit den Trommeln dank Elastizitätskräften zu beseitigen, welche infolge der Verformung der Spreizrolle entstehen, wodurch die Lebensdauer der Mühle erhöht wird. Die Anordnung der steifen Fassung mit einem Spalt in bezug auf das Gehäuse ermöglicht ihre Wärmeausdehnung gleichmäßig in radialer Richtung und verhindert ihre Schiefstellung, die zur Erhöhung der Vibration der Mühle und zur Reduzierung ihrer Lebensdauer führen kann. Und die Verwendung der Abstützelemente, die auf dem Träger zwischen den Behältern angebracht sind, erlaubt es, die Führungsbewegung von dem Träger zu den Behältern mit den Trommeln zu übertragen, wodurch der Verschleiß des Trägers verhindert wird.

[0012] Es ist zweckmäßig, daß die Abstutzelemente Gleitlager darstellen, die auf vertikalen, auf dem Träger aufgestellten Achsen angeordnet sind.

[0013] Diese Ausführung der Abstützelemente gestattet es, dämpfende Materialien zu verwenden und dadurch dynamische Belastungen von seiten der Behälter mit den Trommeln besonders bei Anlässen und Stillsetzungen der Mühle effektiv aufzunehmen, wobei der Träger gegen harte Schläge seitens der Trommeln mit den Behältern gesichert wird, d.h., es wird die Lebensdauer der Mühle erhöht.

[0014] Es ist auch zweckmäßig, daß die Innenfläche eines jeden Behälters im wesentlichen die Form der Außenfläche der Trommel wiederholt.

[0015] Dank einer solchen Ähnlichkeit der Oberflächen wird erstens das Drehmoment vom Behälter zur Trommel sehr einfach übertragen, zweitens werden die Amplituden der radialen Schwingungen der Trommeln relativ zu den Behältern begrenzt, was die Lebensdauer der Behälter und der Trommeln erhöht.

[0016] Es ist empfehlenswert, die Planetenmühle mit oberen und unteren ringförmigen Stützflächen zu versehen, zwischen denen sich die Behälter mit den Trommeln befinden und die die axiale Verschiebung der Behälter mit den Trommeln begrenzen.

[0017] Derartige ringförmige Stützflächen begrenzen nicht nur die axialen Verschiebungen der Behälter mit den Trommeln, sondern stabilisieren deren Arbeit gegenüber verschiedenartigen Schwingungen, die bei der zusammengesetzten Bewegung der Behälter mit den Trommeln entstehen, d.h., sie verlängern die Lebensdauer der Mühle. Die ringförmigen Stützflächen wirken mit den Stirnflächen der Behälter oder Trommeln nach dem Prinzip der Gleitlager zusammen, weshalb die Anforderungen an solche Oberflächen den Anforderungen entsprechen, die an die Gleitlager gestellt werden.

[0018] Es ist zweckmäßig, daß die oberen und unteren ringförmigen Stützflächen aus dämpfenden Materialien ausgeführt sind.

[0019] Die Verwendung von dämpfenden Materialien zur Herstellung dieser Oberflächen gestattet es, die Größe dynamischer Krafteinwirkungen auf Bauteile und -gruppen der Mühle von seiten der Behälter mit den Trommeln herabzumindern und somit die Lebensdauer der Mühle zu erhöhen.

[0020] Es ist zweckmäßig, die steife Fassung im Gehäuse über Dämpfungselemente zu befestigen.

[0021] Eine solche Befestigung der steifen Fassung dämpft erstens radiale dynamische Belastungen der Einzelteile des Mühlengehäuses von seiten der Behälter mit den Trommeln und erhöht dadurch ihre Betriebsdauer, zweitens kann sich die steife Fassung bei ihrer Erwärmung gleichmäßig radial ausdehnen, ohne die Gleichachsigkeit zu verlieren, drittens gewährleistet diese Befestigung Genauigkeit und einfache Zentrierung der steifen Fassung in bezug auf den Träger.

[0022] Es ist zweckmäßig, im Gehäuse gleichachsig mit der steifen Fassung eine selbsteinstellende Scheibe mit Möglichkeit der Höheneinstellung in bezug auf die Stirnflächen der Behälter zu montieren, wobei die Oberfläche der Scheibe eine der ringförmigen Stützflächen ist.

[0023] Die Höheneinstellung einer der begrenzenden Stützflächen ist erforderlich, um in einem bestimmten Bereich die Spalte zwischen den begrenzenden Stützflächen und den Stirnflächen der Behälter mit den Trommeln aufrechtzuerhalten, weil die Nichteinhaltung der Grenzwerte der Spalte zu einer schroffen Erhöhung dynamischer Einwirkungen von seiten der Behälter mit den Trommeln auf die Konstruktion der Mühle im ganzen und zu einer Reduzierung der Lebensdauer der Mühle führt. Die Ausführung einer derartigen ringförmigen Stützfläche eben an der Scheibe gewährleistet die Gedrungenheit der Konstruktion, und die Verwendung eines speziellen Lagers zur Anordnung der Scheibe auf der Achse schafft die Bedingungen zur Selbsteinstellung der Scheibe und befreit somit das Mühlengehäuse von Biegespannungen.

[0024] Es empfiehlt sich, daß jede Trommel einen Stab besitzt, der längs der Achse der Trommel angeordnet und mit seinem einen Ende in der zum Deckel entgegengesetzten Stirnwand der Trommel befestigt ist, während das andere Ende des Stabs durch eine im Deckel vorgesehene Bohrung hindurchgeführt ist und ein Mittel zur Fixierung des Deckels auf der Trommel aufweist.

[0025] Das Vorhandensein des Stabes in der Trommel bietet die Möglichkeit, schnell, einfach und zuverlässig den Deckel in bezug auf die Trommel zu fixieren, und schafft somit Voraussetzungen zum industriellen Einsatz der Mühlen.

[0026] Es empfiehlt sich, daß das Mittel zur Fixierung des Deckels auf der Trommel und der Deckel Berührungsdichtungen aufweisen.

[0027] Die Berührungsdichtungen erzeugen die Dichtigkeit der Arbeitsräume der Trommeln, sie sind einfach und leicht austauschbar.

[0028] Es ist möglich, daß jede Trommel im Behälter mit dem Deckel nach unten angeordnet ist.

[0029] Eine solche Anordnung der Trommeln in den Behältern gestattet es, die Qualität der Zerkleinerung zu verbessern, weil es möglich wird, die "tote Zone" mit der "leeren Zone" zu vereinigen. Die "tote Zone" ist diejenige Zone, wo die Mahlkörper - Kugeln - auf das zu zerkleinernde Gut nicht einwirken können, d.h. auf Stelle der Verbindung der zylindrischen Seitenwände der Trommeln mit den Deckeln, wo rechte Winkel gebildet sind. Die "leere Zone" ist eine Zone im unteren Teil der Trommeln mit einer Höhe von 15 bis 20 mm, wo, wie dies experimentell nachgewiesen ist, der Zerkleinerungsvorgang fehlt, d.h., bei der Arbeit der Mühle sind in der "leeren Zone" weder die Mahlkörper, noch das zu zerkleinernde Gut vorhanden.

[0030] Es ist zweckmäßig, daß die Trommeln aus zwei Teilen bestehen, von denen jeder einen Deckel besitzt.

[0031] Eine solche Konstruktion der Trommeln erweitert die technologischen Möglichkeiten der Mühle, weil sich die Arbeitsräume um das Zweifache vergrößern und dementsprechend gleichzeitig zweimal soviel Zerkleinerungsgut zerkleinert werden kann.

[0032] Es empfiehlt sich, daß jede Trommel im wesentlichen mit den Behältern mittels Dämpfungselementen verbunden ist.

[0033] Eine solche Verbindung der Trommeln schwächt die dynamischen Belastungen der Behälter von seiten der Trommeln bedeutend ab, wodurch die Lebensdauer sowohl der Behälter als auch der Trommeln erhöht wird. Außerdem werden die Dämpfungselemente beim Verschleiß leicht ausgetauscht, so daß auf diese Weise die Lebensdauer der Behälter mit den Trommeln ebenfalls erhöht wird.

[0034] Es ist möglich, daß jede Trommel im Behälter mit einer Exzentrizität angeordnet ist.

[0035] Eine derartige Anordnung jeder Mahltrommel in bezug auf die Achsen der Behälter intensiviert stark den Zerkleinerungsvorgang dank der zusätzlichen Ausnutzung von Amplitudenkräften seitens der Mahlkörper und verbessert somit die Qualität der Zerkleinerung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0036] Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele und anhand von Zeichnungen erläutert, in denen es zeigt

[0037] Fig. 1 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Planetenmühle diskreter Wirkung, im Längsschnitt;

[0038] Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II - II der Fig. 1;

[0039] Fig. 3 eine Ausführungsform des Behälters mit Trommel, wenn die Trommel einen Stab besitzt, im Längsschnitt;

[0040] Fig. 4 eine Ausführungsform des Behälters mit Trommel bei der Anordnung der Trommel im Behälter mit dem Deckel nach unten, im Längsschnitt;

[0041] Fig. 5 eine Ausführungsform des Behälters mit Trommel, wobei die Trommel in Höhenrichtung aus zwei Teilen besteht, im Längsschnitt;

[0042] Fig. 6 eine Ausführungsform des Behälters mit Trommel, wobei der Behälter und die Trommel mittels Dämpfungselementen verbunden sind, im Längsschnitt;

[0043] Fig. 7 eine Ausführungsform des Behälters mit Trommel, wenn die Trommel im Behälter mit einer Exzentrizität angeordnet ist, im Längsschnitt.

[0044] Die Planetenmühle diskreter Wirkung enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einem ringförmigen Vorsprung 2, in welchem mit einem Radialspalt "S₁" in bezug auf das Gehäuse 1 koaxial zur Achse der Mühle eine steife Fassung 3 angeordnet ist, die mittels Schraubenbolzen 4 über Dämpfungselemente 5 befestigt ist, wobei die Schraubenbolzen 4 durch Gegenmuttern 6 festgestellt sind. Der Elektroantrieb der Mühle besteht aus einer Treibscheibe 7 mit einer Antriebswelle 8, mit welcher vermittels eines Längskeils 9 ein Träger 10 gekoppelt ist. Koaxial zur steifen Fassung 3 ist eine Spreizrolle 12 angeordnet, die aus einer Gummihülse 13 (Fig. 2) und einer Gleitlagerbüchse 14 besteht. Die Rolle 12 sitzt auf der Antriebswelle 8 (Fig. 1) und ist gegen axiale Verschiebungen mittels einer Begrenzungsscheibe 15 mit Mutter 16 gesichert. Die steife Fassung 3 umfaßt im Träger 10 eingesetzte Behälter 17 mit in diesen aufgenommenen Trommeln 18. Die Trommeln 18 besitzen Deckel 19 und Mahlkörper 20 und sind durch die Spreizrolle 12 an die steife Fassung 3 elastisch angedrückt. Die Innenfläche jedes Behälters 17 wiederholt die Form der Außenfläche der Trommel 18. Auf dem Träger 10 sind Abstützelemente 21 angebracht, die Gleitlager darstellen, die sich zwischen den Behältern 17 befinden und auf Achsen 22 montiert sind, welche mit Hilfe von Scheiben 23 und Muttern 24 auf dem Träger 10 befestigt sind. Jedes Abstützelement 21 kontaktiert mit einem der Behälter 17. Das Gehäuse 1 besitzt einen Deckel 25, in dem mittig eine Achse 26 vertikal verschiebbar angeordnet ist und an dem mittels eines selbsteinstellenden Lagers 27 eine selbsteinstellende Scheibe 28 montiert ist, die mittels des Deckels 29 des Lagers 27 fixiert ist. Die Oberfläche der selbsteinstellenden Scheibe 28 ist die obere ringförmige Stützfläche 30, die in bezug auf die Stirnflächen der Trommeln 18 mit einem Spalt S₄ eingestellt wird und zur Aufnahme und Begrenzung der axialen Verschiebungen der Trommeln 18 dient. Die Achse 26 wird in der Arbeitsstellung durch eine Gegenmutter 31 befestigt. An der steifen Fassung 3 und am ringförmigen Vorsprung 2 des Gehäuses 1 sind jeweils die obere und die untere ringförmige Stützfläche 32, 33 montiert, welche zur Aufnahme und Begrenzung der axialen Verschiebungen der Behälter 17 bestimmt sind, wobei die obere ringförmige Stützfläche 32 in bezug auf die Stirnflächen der Behälter 17 mit einem Spalt S₃ eingestellt wird.

[0045] In Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines Behälters 34 mit einer Trommel 35 der Planetenmühle dargestellt, welche Trommel aus einem Becher 36 und einem flachen Deckel 37 mit Berührungsdichtungen 38 und 39 besteht und einen längs der Achse der Trommel 35 angeordneten Stab 40 besitzt. Der Stab 40 ist mit seinem einen Ende in der zum Deckel 37 entgegengesetzten Stirnwand der Trommel 35 befestigt, während das andere Ende des Stabes 40 durch eine im Deckel 37 vorgesehene Bohrung hindurchgeführt ist und einen Feststeller 41 einer beliebigen bekannten Konstruktion aufweist, der die flachen Deckel 37 bezüglich der Becher 36 befestigt.

[0046] In Fig. 4 ist eine Ausführungsform eines Behälters 42 mit einer Trommel 43 der Planetenmühle dargestellt, welche Trommel aus einem Becher 44 und einem flachen Deckel 45 mit Berührungsdichtungen 46 und 47 besteht und einen längs der Achse der Trommel 43 angeordneten Stab 48 besitzt. Der Stab 48 ist im Boden des Bechers 44 eingepreßt und geht durch eine Bohrung im flachen Deckel 45 hindurch. Ein Feststeller 49 befestigt den flachen Deckel 45 bezüglich des Bechers 44. Zum Herausziehen und Einsetzen der Trommel 43 ist auf den Stab 48 ein Handrad 50 aufgepreßt. Jede Trommel 43 ist im Behälter 42 mit dem Deckel 45 nach unten angeordnet.

[0047] In Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der in jedem Behälter 51 der Planetenmühle eine Trommel 52 aufgenommen ist, die aus einem Becher 53 besteht, welcher eine Trennwand 54 aufweist. Jede Trommel 52 besteht in Höhenrichtung aus zwei Teilen 55, 56, von denen jeder einen Deckel 57 mit Berührungsdichtungen 58 und 59 besitzt. Ein Stab 60 ist längs der Achse der Trommel 52 angeordnet, in der Trennwand 54 eingepreßt und mit seinem einen Ende durch eine Bohrung im flachen Deckel 57 hindurchgeführt. Feststeller 61 befestigen die flachen Deckel 57 an der Trommel 52.

[0048] In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der jeder Behälter 62 der Planetenmühle mit einer Trommel 63 mittels Dämpfungselementen 64 verbunden ist, wobei die Trom mel 63 aus einem Becher 65, einem flachen Deckel 66 mit Berührungsdichtungen 67 und 68 und einem Stab 69 besteht, der längs der Achse der Trommel 63 angeordnet, im Boden das Bechers 65 eingepreßt und durch eine Bohrung im flachen Deckel 66 hindurchgeführt ist. Feststeller 70 befestigen die flachen Deckel 66 auf der Trommel 63.

[0049] In Fig. 7 ist eine Ausführungsform von Behältern 71 der Planetenmühle dargestellt, welche Behälter zur Aufnahme in denselben von Trommeln 72 mittels Dämpfungselementen 73 bestimmt sind, wobei die Trommeln 72 aus Bechern 74 und flachen Deckeln 75 mit Berührungsdichtungen 76 bestehen. Befestigungselemente 77 fixieren die flachen Deckel 75 in bezug auf die Becher 74. Dabei ist jede Trommel 72 im Behälter 71 mit einer Exzentrizität "e" angeordnet.

[0050] Die Arbeit der Planetenmühle diskreter Wirkung (Fig.1 und 2) geht auf die folgende Weise vor sich.

[0051] Vor dem technologischen Zerkleinerungszyklus öffnet man den Deckel 25 des Gehäuses 1, nimmt die Trommeln 18 aus den Behältern 17 heraus, bringt in die Trommeln 18 in bestimmten Proportionen das zu zerkleinernde Gut und die Mahlkörper 20, beispielsweise Kugeln, ein. Dann setzt man die geschlossenen Trommeln 18 zurück in die Behälter 17 ein, verschließt den Deckel 25 des Gehäuses 1 und nimmt den Anlaß der Mühle für eine bestimmte Zeit vor.

[0052] In der Zeichnung sind zwei Kugeln gezeigt, in Wirklichkeit nehmen die Mahlkörper 50 % des inneren Volumens der Trommel ein.

[0053] Vom Elektromotor einer bestimmten Leistung wird durch einen Keilriementrieb über die Treibscheibe 7 und die Antriebswelle 8 vermittels des Längskeils 9 der Träger 10 in Drehung versetzt, dessen Drehrichtung in Fig. 2 durch einen Pfeil angedeutet ist, d.h., der Träger 10 dreht sich im Uhrzeigersinn. Der Träger 10 setzt über die Abstätzelemente 21, die Gleitlager darstellen, welche zur Aufnahme von Stoßbelastungen von seiten der Behälter 17 und der Trommeln 18 bei Anlässen und Stellsetzungen der Mühle bestimmt sind und aus Materialien, die Dämpfungseigenschaften aufweisen, hergestellt werden, die Behälter 17 in Umdrehungen, wobei die Abstützelemente 21 mit den Behältern 17 während der Arbeit mit ihrer nur einen Arbeitsfläche zusammenwirken, während auf der anderen Seite, auf der Seite des Behälters, sich ein Spalt "S₂" bildet, nach welchem man den Verschleiß der Abstützelemente 21 kontrolliert.

[0054] Im Zusammenhang damit, daß die Innenflächen der Behälter 17 im wesentlichen die Form der Außenflächen der Trommeln 18 wiederholen und beispielsweise kantig sein können, werden die Trommeln stets die drehenden Bewegungen der Behälter 17 adäquat wiederholen, so daß demnach die Trommeln 18 ebenfalls eine Führungsbewegung vollführen (das heißt eine Bewegung, die von den Behältern 17 zu den Trommeln 18 übertragen wird). Die Behälter 17 sind bei nicht arbeitender Mühle an die steife Fassung 3 durch die Kräfte der elastischen Verformung der Gummihülse 13 der Spreizrolle 12 angedrückt, was durch die Dicke der Gummihülse 13 und die geometrischen Abmessungen der Mühle erzielt wird, wobei die Größen dieser Kräfte dazu ausreichend sind, daß die Behälter bei Anlässen und Stillsetzungen der Mühle nicht rutschen, und bei der Arbeit der Mühle werden die Kräfte der elastischen Verformung der Gummihülse 13 beibehalten und verhindern die Entstehung von radialen Schwingungen der Behälter 17.

[0055] Dank der Drehung des Trägers 10, der die Behälter 17 mit den Trommeln 18 trägt, und dank dem Kontakt der Behälter 17 mit der steifen Fassung beginnen die Behälter 17 mit den Trommeln 18 momentan um die eigenen Achsen zu rotieren, d.h., es tritt auch die relative Bewegung der Behälter 17 und der Trommeln 18 auf. Je nach der Steigerung der Drehzahl des Trägers 10 nehmen auch die Zentrifugalkräfte zu, die von den Massen der Behälter 17 mit den Trommeln herrühren und radial, d.h. normal, auf die steife Fassung 3 einwirken, indem sie an den Kontaktstellen Reibungskräfte bilden, welche nach der zur Bewegung des Tragers 10 entgegengesetzten Seite hin, d.h. entgegen dem Uhrzeigersinn, gerichtet sind.

[0056] Die steife Fassung 3 ist koaxial zum Träger 10 mit einem gleichmäßigen Radialspalt "S₁" (Fig. 1) in bezug auf das Gehäuse 1 montiert und mittels der Schraubenbolzen 4 über die Dämpfungselemente 5 bezüglich des Gehäuses 1 fixiert, was zur Ermöglichung einer gleichmäßigen radialen Ausdehnung der steifen Fassung 3 bei deren Erwärmung infolge der Friktionszusammenwirkung mit den Behältern 17 notwendig ist und Schiefstellungen der steifen Fassung 3 verhindert sowie folglich dem Auftreten irgendwelcher Vibrationen aus diesem Grunde vorbeugt. Einen Maximalwert erreichen die Zentrifugalkräfte und dementsprechend die Reibungskräfte bei der Höchstdrehzahl des Trägers 10 oder bei der Betriebsdrehzahl. Sowohl während des Hochlaufens als auch bei der Betriebsdrehzahl rotieren die Behälter 17 mit den Trommeln 18 um die eigenen Achsen oder vollführen eine relative Bewegung aufgrund eines Kräftepaars Stoßkräfte, die vom Träger 10 aus über die Abstützelemente 21 auf die Behälter 17 einwirken, und Reibungskräfte, die durch von den Massen der Behälter 17 und Trommeln 18 herrührende Zentrifugalkräfte erzeugt werden und den Stoßkräften entgegenwirken. Im Grunde behindern somit die von der elastischen Verformung der Gummihülse 13 der Spreizrolle 12 herrührenden Kräfte während der Arbeit der Mühle die Entstehung der Radialschwingungen der Behälter 17 und haben für die Aufrechterhaltung der relativen Bewegung derselben bei der Betriebsdrehzahl praktisch keine Bedeutung, weil sie gegenüber den Stoßkräften gering sind, welche zusammen mit den Reibungskräften, die durch die Zentrifugalkräfte von den Massen der Behälter 17 und der Trommeln 18 erzeugt werden, für die Aufrechterhaltung der relativen Bewegung der Behälter 17 und demnach der Trommeln 18 die Hauptkräfte sind.

[0057] Die Führungs- und die relative Bewegung der Behälter 17 mit den Trommeln 18 erzeugen eben die Planetenbewegung derselben. Bei der Planetenbewegung der Behälter 17 mit den Trommeln 18 werden die Mahlkörper mit dem zu zerkleinernden Gut, die sich innerhalb der Trommeln 18 befinden, unter der Wirkung von Zentrifugalkräften und Coriolis-Kräften in intensive Bewegung gebracht, wobei die Mahlkörper und das Gut kompliziert miteinander und mit den Innenflächen der Trommeln 18 zusammenwirken. Im Ergebnis derartiger Wechselwirkungen wird das zu zerkleinernde Gut bis auf bestimmte Größen dispergiert.

[0058] Beim Umlauf der Behälter 17 mit den Trommeln 18 um die eigenen Achsen kommt es wegen einer Nichtübereinstimmung ihrer faktischen Achsen mit den theoretischen Achsen, die stets wegen Herstellungsfehler innerhalb der Toleranzfelder und Formabweichungen der Oberflächen zu verzeichnen ist, zu axialen und vertikalen Verschiebungen derselben, welche berücksichtigt werden müssen. Solche Verschiebungen muß man erstens durch irgendwelche Bauteile und -gruppen der Mühle aufnehmen, zweitens treten bei der Aufnahme beträchtliche Belastungen dieser Bauteile und -gruppen auf, die eine Frequenz haben, die der Umlauffrequenz der Behälter 17 und der Trommeln 18 nahekommen, drittens muß man die Verschiebungen der Behälter 17 mit den Trommeln 18 begrenzen, um die durch diese bewirkten Belastungen herabzumindern, da die Belastungen von der Amplitude der Verschiebungen abhängen, wobei es sich so verhält, daß je größer die Amplitude ist, um so größer ist auch die Belastung des diese aufnehmenden Bauteils oder der Baugruppe der Konstruktion, und je kleiner die Amplitude ist, um so geringer ist auch die Belastung des diese Belastung aufnehmenden Bauteils oder der Baugruppe der Konstruktion. Zur Aufnahme und Begrenzung der axialen Verschiebungen der Behälter 17 mit den Trommeln 18 dienen die ringförmigen Begrenzungsflächen 30, 32 und 33, die mit dem Zweck, die auf die Bauteile und -gruppen der Mühle einwirkenden, von den axialen Verschiebungen der Behälter 17 mit den Trommeln 18 herrührenden Belastungen abzuschwächen, aus dämpfenden Materialien hergestellt werden. Die ringförmigen Stützflächen 30, 32 und 33 werden in bezug auf die Stirnflächen der Behälter 17 mit den Trommeln 18 mit den Spalten "S₃" und "S₄" eingestellt, die nach den oberen den Spalten "S₃" und "S₄" eingestellt, die nach den oberen Stirnflächen der Behälter 17 und der Trommeln 18 wiederhergestellt und kontrolliert werden, wobei S₄ > S₃ ist. Daß die Größe des Spaltes S₄ die Größe des Spaltes S₃ übersteigt, ist erforderlich, um die ringförmige Stützfläche 32 als Sicherungsfläche zu benutzen, d.h., sie nimmt bei der normalen Arbeit der Mühle an der Begrenzung der Verschiebung der Behälter 17 mit den Trommeln 18 nicht teil, und als arbeitende ringförmige Begrenzungsflächen treten die Ober flächen 30 und 33 auf. Im Falle eines Verschleißes der ringförmigen Stützfläche 30 oder 33 während des Betriebs und beim Auftreten der Ungleichheit S₄ < S₃ beginnen die Behälter 17 mit ihren oberen Stirnflächen bei der Verschiebung nach oben an der ringförmigen Stützfläche 32 zu arbeiten, wodurch sie die Belastungen der ringförmigen Stützfläche 30 herabmindern, d.h. ihre Lebensdauer verlängern. Die axiale Verschiebung der ringförmigen Stützfläche 30 wird durch vertikale Verschiebung der Achse 26 erzielt, was sehr wichtig ist für die Aufrechterhaltung des Spaltes "S₄" in bestimmten rechnerischen Grenzen, um eine unnötige Vergrößerung der axialen Verschiebungen der Behälter 17 mit den Trommeln 18 nicht zuzulassen und somit das Auftreten von Höchstbelastungen infolge ihrer axialen Verschiebungen zu vermeiden.

[0059] Das selbsteinstellende Lager 27, mit dessen Hilfe die Scheibe 28 auf der Achse 26 montiert ist, entlastet die Achse 26 und dementsprechend den Deckel 25 von Biegespannungen, die an der Scheibe 28 bei asynchronen axialen Verschiebungen der Behälter 17 mit den Trommeln 18 und bei der Wechselwirkung der Stirnflächen der Trommeln 18 mit der ringförmigen Stützfläche 30 entstehen. In dem Fall, wenn auf die ringförmige Stützfläche 30 die Stirnfläche einer der Trommeln 18 einwirkt, gibt das selbsteinstellende Lager 27 der Scheibe 28 die Möglichkeit, sich relativ zu ihrer horizontalen Lage zu verschieben und sich mit der ringförmigen Begrenzungsfläche 30 gegen die Stirnfläche der anderen Trommel 18 abzustützen, die mit der Scheibe im gegebenen Zeitmoment nicht zusammenwirkt, indem diese letztere die Biegemomente auf sich schließt und die Achse 26 nur mit Druckkräften belastet, was die Lebensdauer der Achse 26 und des Deckels 25 verlängert.

[0060] Die Arbeit der Planetenmühle mit Verwendung des in Fig. 3 dargestellten Behälters 34 unterscheidet sich von der Arbeitsweise der früher behandelten Ausführungsform dadurch, daß während der Arbeit der Mühle infolge der Zusammenwirkung der Stirnflächen der Trommeln 35 mit der ringförmigen Stützfläche 30 (Fig. 1) bei der Drehung des Trägers 10 im Uhrzeigersinn, wie dies in Fig. 2 mit einem Pfeil angedeutet ist, und folglich der Trommeln 35 um die eigenen Achsen entgegen dem Uhrzeigersinn die an den Stirnflächen der flachen Deckel 37 (Fig. 3) entstehenden Reibungskräfte eine Richtung im Uhrzeigersinn haben werden, d.h. nach derjenigen Seite, wohin die Feststeller 41 verdreht werden (Linksgewinde), welche Reibungskräfte die Feststeller 41 stets nachdrehen werden, was die Garantie für die Dichtigkeit der Trommeln 35 und ihre lange Lebensdauer ist.

[0061] Bei der Arbeit der Planetenmühle mit Verwendung des in Fig. 4 dargestellten Behälters 42, in welcher Planetenmühle die Trommeln 43 in den Behältern 42 mit den Deckeln 42 nach unten aufgenommen sind, geschieht folgendes.

[0062] Der Winkel " ∝ " zwischen der Seitenfläche des Bechers 44 und den Deckeln 45, der gleich oder nahezu 90° ist und den einzigen Schutz der Trennfuge zwischen dem Becher 44 und den flachen Deckeln 45 gegen die auswalzende Wirkung der kugelförmigen Mahlkörper darstellt, erzeugt zugleich eine "tote Zone", wo sich das nicht vollständig zerkleinerte Gut ansammelt und wo dieses für die mechanische Einwirkung seitens der kugelförmigen Mahlkörper 20 unzugänglich ist, d.h. ein Teil des Gutes wird unvollständig zerkleinert. Gleichzeitig mit der Bildung der "toten Zone" bildet sich bei der vertikalen Anordnung der Trommeln 43 mit den zylindrischen Innenteilen im Abstand H ≃ 20 mm eine "leere Zone", wo die Mahlkörper und die Teilchen des zu zerkleinernden Gutes fehlen, was sich durch die Wirkung von gyroskopischen Kräften auf die Mahlkörper und die Teilchen des zu zerkleinernden Gutes erklärt. Aus diesem Grunde werden die Trommeln 43 mit den flachen Deckeln 45 nach unten angeordnet, um die "tote Zone" mit der "leeren Zone" zu vereinigen. Und an der Stelle der Verbindung der Böden, die sich bei einer solchen Anordnung oben befinden, mit dem zylindrischen Teil der Becher 44 wird eine Hohlkehle mit einem Radius R vorgesehen, die im Grunde gleich oder größer als der Radius der kugelförmigen Mahlkörper 20 sein soll, damit das zu zerkleinernde Gut für die mechanische Einwirkung seitens der Mahlkörper zugänglich ist. Bei der Arbeit der Mühle mit einer solchen Konstruktion der Trommeln 43 in den Behältern 42 wird die Qualität der Zerkleinerung infolge der Beseitigung der "toten Zone" im oberen Teil der Trommeln 43 erhöht.

[0063] Bei der Arbeit der Planetenmühle mit Verwendung des in Fig. 5 dargestellten Behälters 51, in welcher Planetenmühle die Becher 53 durch die Trennwand 54 in zwei gleiche Teile 55 und 56 aufgeteilt sind, werden die Arbeitsräume für die Dispergierung von zu zerkleinernden Stoffen um das Doppelte vergrössert, d.h., die technologischen Möglichkeiten der Mühle werden erweitert.

[0064] Bei der Arbeit der Planetenmühle mit Verwendung des in Fig. 6 dargestellten Behälters 62, in welcher Planetenmühle die Trommeln 63 mit den Behältern 62 mittels der Dämpfungselemente 64 verbunden werden, die in den Behältern 62 oder an den Trommeln 63 durch übliches Einpressen befestigt sind und im wesentlichen die Form sowohl der Innenflächen der Behälter 62 als auch der Außenflächen der Trommeln 63 wiederholen, schwächt das Vorhandensein der Dämpfungselemente 64 zwischen den Behältern 62 und den Trommeln 63 die Dynamik der Einwirkung der Trommeln 63 auf die Behälter 62 ab und trägt somit zur Erhöhung der Lebensdauer dieser Baugruppe bei.

[0065] Bei der Arbeit der Planetenmühle mit Verwendung des in Fig. 7 dargestellten Behälters 71 findet eine schroffe Intensivierung des Prozesses der Dispergierung des zu zerkleinernden Gutes aufgrund einer zusätzlichen Ausnutzung von Amplitudenkräften seitens der Mahlkörper 20 statt und werden somit die technologischen Möglichkeiten der Mühle im ganzen erweitert.

[0066] Im Vergleich mit den bekannten Konstruktionen von Planetenmühlen diskreter Wirkung arbeitet die erfindungsgemäße Planetenmühle mit Zentripetalbeschleunigungen über 500 m/s², was eine schnelle und qualitätsgerechte Zerkleinerung von harten und überharten anorganischen Verbindungen gewährleistet. Die gedämpfte Aufnahme dynamischer Belastungen von seiten der Behälter mit den Trommeln schafft insgesamt ein hinlänglich langlebiges Schema der Konstruktion, und das Vorhandensein verschiedener Konstruktionsvarianten der Trommeln mit den Behältern deutet auf die umfassenden technologischen Möglichkeiten der erfindungsgemäßen Mühle hin, wobei zu bemerken ist, daß für die Arbeit mit verschiedenen Varianten der Behälter mit den Trommeln in der Mühle irgendwelche Baugruppen und -teile des kinematischen Schemas keinem Umrichten und Auswechseln unterliegen.

Gewerbliche Verwertbarkeit

[0067] Am effektivsten kann die vorliegende Erfindung in der Industrie als Zerkleinerungseinrichtung für die Vorbereitung feiner Proben von harten und überharten anorganischen Verbindungen, wie sie beispielsweise Wolframitkonzentrate, Silizium, Ferrite u.dgl. sind, angewendet werden.

[0068] Ebenfalls effektiv ist der Einsatz der Planetenmühle bei der Herstellung von verschiedenen keramischen Materialien und Metallpulvern, in technologischen Prozessen mit geringen jährlichen Produktionsumfängen in der Größenordnung bis zu mehreren Tonnen im Jahr.

[0069] Gleichzeitig mit der Möglichkeit der industriellen Anwendung kann die Erfindung für Labor- und wissenschaftliche Zwecke zur Fein- und Feinstzerkleinerung, zur Aufbereitung von festen Lösungen, Vermischung, Homogenisierung von Gemischen u.s.w. angewendet werden.

Ansprüche

1. Planetenmühle diskreter Wirkung, die ein Gehäuse (1) enthält, in dem um die eigene Achse und um die Achse der Mühle drehbare Behälter (17) mit Trommeln (18 oder 35 oder 43 oder 52 oder 63 oder 72), die Deckel (19) und Mahlkörper (20) aufweisen, sowie ein Träger (10), der die Behälter (17) trägt und mit einem Elektroantrieb verbunden ist, untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) koaxial zum Träger (10) eine steife Fassung (3) mit einem Spalt in bezug auf das Gehäuse (1) feststehend angeordnet ist, die die Behälter (17 oder 42 oder 62 oder 71) mit den Trommeln (18 oder 35 oder 43 oder 52 oder 63 oder 72) umfaßt und mit ihnen in ständigem Kontakt steht, gleichachsig mit welcher Fassung eine Spreizrolle (12) angeordnet ist, die mit allen Behältern (17 oder 42 oder 62 oder 71) kontaktiert und diese an die steife Fassung (3) elastisch andrückt, wobei auf dem Träger (10) zwischen den Behältern (17 oder 42 oder 62 oder 71) Abstützelemente (21) angebracht sind, von denen jedes mit einem der Behälter (17 oder 42 oder 62 oder 71) kontaktiert.

2. Planetenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Abstützelemente (21) Gleitlager darstellen, die auf vertikalen, auf dem Träger (10) aufgestellten Achsen angeordnet sind.

3. Planetenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche eines jeden Behälters (17 oder 42 oder 62 oder 71) im wesentlichen die Form der Außenfläche der Trommel (18 oder 35 oder 43 oder 52 oder 63 oder 72) wiederholt.

4. Planetenmühle nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,daß sie obere ringförmige Stützflächen (30, 32) und eine untere ringförmige Stützfläche (33) aufweist, zwischen denen sich die Behälter (17 oder 42 oder 62 oder 71) mit den Trommeln (18 oder 35 oder 43 oder 52 oder 63 oder 72) befinden und die die axiale Verschiebung der Behälter (17 oder 42 oder 62 oder 71) mit den Trommeln (18) begrenzen.

5. Planetenmühle nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet,daß die oberen und die unteren ringförmigen Stützflächen (30, 32, 33) aus dämpfenden Materialien ausgeführt sind.

6. Planetenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die steife Fassung im Gehäuse (1) über Dämpfungselemente (5) befestigt ist.

7. Planetenmühle nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,daß im Gehäuse (1) gleichachsig mit der Fassung (3) eine selbsteinstellende Scheibe (28) mit Möglichkeit der Höheneinstellung in bezug auf die Stirnflächen der Behälter (17 oder 42 oder 62 oder 71) montiert ist, wobei die Oberfläche der Scheibe eine der ringförmigen Stützflächen ist.

8. Planetenmühle nach einem beliebigen der Ansprüche 1, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trommel (35) einen Stab (40) besitzt, der längs der Achse der Trommel (35) angeordnet und mit seinem einen Ende in der zum Deckel (37) entgegengesetzten Stirnwand der Trommel (35) befestigt ist, während das andere Ende des Stabes durch eine im Deckel (37) vorgesehene Bohrung hindurchgeführt ist und ein Mittel (41) zur Fixierung des Deckels (37) auf der Trommel (35) aufweist.

9. Planetenmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß das Mittel (41) zur Fixierung des Deckels (37) auf der Trommel (35) und der Deckel (37) Berührungsdichtungen (38, 39) aufweisen.

10. Planetenmühle nach einem beliebigen der Ansprüche 1, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trommel (43) im Behälter (42) mit dem Deckel (45) nach unten angeordnet ist.

11. Planetenmühle nach den Ansprüchen 1, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trommel (52) in Höhenrichtung aus zwei Teilen (55, 56) besteht, von denen jeder einen Deckel (57) besitzt.

12. Planetenmühle nach einem beliebigen der Ansprüche 1, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln (63) im wesentlichen mit den Behältern (62) mittels Dämpfungselementen (64) verbunden sind.

13. Planetenmühle nach den Ansprüchen 1,3,4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trommel (72) im Behälter (71) mit einer Exzentrizität angeordnet ist.

Zeichnung