TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum bewegungstoleranten materialelastischen
Koppeln einer Mahlkammer an Exzenterwellen einer Schwingscheibenmühle. Ferner betrifft
die Erfindung die Verwendung einer bewegungstolerant koppelnden materialelastischen
Anlenkereinheit für eine Schwingscheibenmühle. Nicht zuletzt betrifft die Erfindung
auch ein Herstellungsverfahren für die materialelastische Anlenkereinheit. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren beziehungsweise eine Verwendung
gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen beziehungsweise nebengeordneten
Anspruchs.
HINTERGRUND
[0002] Scheibenschwingmühlen werden zum möglichst feinen Zerkleinern von Feststoffen verwendet,
insbesondere zwecks Bereitstellung der zerkleinerten beziehungsweise gemahlenen Feststoffe
für eine Materialanalyse (zum Beispeil Röntgen-Fluoreszenz-Analyse RFA, Atomabsorptionsspektroskopie
AAS, Nahinfrarot-Spektroskopie NIR, Induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometrie
ICP-MS).
[0003] Scheibenschwingmühlen weisen üblicher Weise ein Mahlwerk auf, welches zwischen einer
Materialaufgabe (Einlass) und einem Materialaustrag (Auslass) in einem Gehäuse angeordnet
ist. Das Mahlwerk umfasst beispielsweise einen Topf mit Deckel und Mahlköper, welche
zum Beispiel als Steine, Scheiben, Linsen oder Ring ausgestaltet sein können. Scheibenschwingmühlen
können die Feststoffe basierend auf Druck, Stoß und/oder Reibung mahlen.
[0004] Das Mahlen mit Scheibenschwingmühlen ist bisher in vielen Anwendungsfällen ein leider
nur wenig effizientes Mahlverfahren. Insbesondere aufgrund von Reibungsverlusten besteht
das Risiko, dass sich einzelne Komponenten der Mühle stark erhitzen. Dies begründet
Temperatur-Inhomogenitäten. Starke Temperaturdifferenzen wirken sich nachteilig auf
das Mahlergebnis aus. Insbesondere können einzelne Komponenten der Mühle dadurch nachteilig
verspannt werden, insbesondere derart, dass Relativbewegungen erschwert oder die gewünschte
Schwingung nicht optimal erzielt werden kann. Nachteilige Effekte wie zum Beispiel
inhomogene Mahlergebnisse (hohe Inhomogenität hinsichtlich der Partikelgrößen in der
gemahlenen Charge) können dann häufig nicht vermieden werden. Nachteilig ist dies
insbesondere dann, wenn die gemahlene Charge für eine Materialanalyse verwendet werden
soll; letztere wird dann leider ebenfalls ungenauer. Nicht zuletzt können auch derartige
Verspannungen bei beweglichen Bauteilen oder bei Lagern, insbesondere Wälzlagern hervorgerufen
werden, dass die Mühle nur noch eine verkürzte Lebensdauer hat oder gar Betriebsausfälle
erleidet.
[0005] Daher besteht Interesse an einer Optimierung der Mühle, um derartige Nachteile zu
vermeiden. Eine der denkbaren Maßnahmen ist das Kühlen zum Absenken von Temperatur-Inhomogenitäten.
Diese Maßnahme allein kann jedoch in vielen Fällen keine zufriedenstellende Optimierung
bewirken. Andere Maßnahmen beziehen sich direkt auf die Lager der Mühle.
[0006] DE 2 212 601 A1 beschreibt eine Scheiben- und Ringschwingmühle mit jeweils individuell angetriebenen
Exzenterwellen, wobei wenigstens eine Exzenterwelle federnd gelagert ist, indem die
Exzenterwelle mittels Federkörpern mit dem Grundrahmen oder mit dem Mahlbehälter der
Mühle verbunden ist. Für die federnde Lagerung kann jeweils ein Gummiblock zur Aufnahme
einer Lagebuchse verwendet werden. Der jeweilige Gummiblock ist seitens der Grundplatte
angeordnet.
[0007] Auch bei der Optimierung der Lagerung gibt es noch Optimierungs-Potential.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen
zur Verfügung zu stellen, womit der Betrieb einer Scheibenschwingmühle optimiert werden
kann, insbesondere in Hinblick auf die Lagerung von Komponenten der Scheibenschwingmühle,
insbesondere in Hinblick auf Temperatur-Differenzen, insbesondere in Scheibenschwingmühlen
mit Exzenterwellen-Antrieb, insbesondere in Hinblick auf Spannungen zwischen den einzelnen
Komponenten. Die Aufgabe kann in einem engeren Sinne auch darin gesehen werden, die
im Zusammenhang mit der Schwingungsanregung stehenden Komponenten der Mühle beziehungsweise
deren Betriebsverhalten zu optimieren.
[0009] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß Anspruch
1. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
[0010] Die gezeigte Vorrichtung ist eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung zur Zerkleinerung
von Einsatzmaterial, insbesondere Einsatzmaterial einer Partikelgröße kleiner 20 mm,
insbesondere kleiner 10mm, insbesondere eingerichtet zum Mahlen des Einsatzmaterials
auf Partikelgrößen kleiner 75 µm (Vormahlung), insbesondere kleiner 10 µm (Fertigmahlung),
mit: einem Mühlengehäuse; einem im Mühlengehäuse schwingbeweglich angeordneten Mahlsystem
mit einer Mahlkammer und mit wenigstens einem in der Mahlkammer beweglich angeordneten
Mahlstein; wenigstens einem im Mühlengehäuse gelagerten und die Schwingbewegung in
der Mahlkammer erzeugenden Exzenterwellen-Antrieb und wenigstens zwei Exzenterwellen,
insbesondere wenigstens zwei synchrone beziehungsweise synchron umlaufende Exzenterwellen;
einer mit dem Exzenterwellen-Antrieb verbundenen Ausgleichsmasseneinheit eingerichtet
zum Unwuchtausgleich;
wobei die Mahlkammer mittels wenigstens einer materialelastischen Anlenkereinheit
an die Exzenterwellen gekoppelt ist. Dies ermöglicht eine bewegungstolerante beziehungsweise
lagetolerante Anbindung der Mahlkammer an die Exzenterwellen, wodurch das Betriebsverhalten
der Mühle optimiert werden kann.
[0011] Das Einsatzmaterial weist bevorzugt eine Partikelgröße von weniger als 20 mm.
[0012] Besonders bevorzugt liegt die Partikelgröße des Einsatzmaterials zwischen 20 mm und
75 µm. Das Einsatzmaterial wird bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 75 µm,
besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 10 µm gemahlen. Das Einsatzmaterial
wird bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 0,5 µm, besonders bevorzugt auf Partikelgrößen
von mehr als 1 µm, ganz besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 2 µm gemahlen.
[0013] Partikelgröße ist im Sinne der Erfindung als mittlere Partikelgröße zu verstehen,
wobei immer größere und kleine Partikel mit abnehmender Wahrscheinlichkeit anzutreffen
sind, je weiter die Größe von der mittleren Größe abweicht.
[0014] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Lagerung der Exzenterwellen auf
besonders effektive Weise optimiert werden kann, indem die Lager der Exzenterwellen
materialelastisch an die Kammer gekoppelt werden. Es hat sich gezeigt, dass mittels
einer oder mehreren Anlenkereinheiten einerseits die von der Drehzahl abhängigen Fliehkräfte
direkt in die Exzenterwellen weitergeleitet werden können, andererseits jedoch auch
die aufgrund von Wärmedehnungen und Toleranzen hervorgerufenen Kräfte und Momente
ausgeglichen werden können. Dabei hat die Verwendung einer oder mehrerer materialelastischer
Anlenkereinheiten auch den Vorteil, dass eine aktive Regelung irgendwelcher Steifigkeits-
oder Elastizitäts-Parameter nicht erforderlich ist. Eine entsprechend gewünschte Dämpfung
kann bereits allein mittels der materialelastischen Anlenkereinheit(en) sichergestellt
werden.
[0015] In der Mahlkammer ist üblicher Weise auch ein Mahlring angeordnet. Das Mühlengehäuse
definiert eine Systemgrenze von der Umgebung zu einer Materialaufgabe und zu einem
Materialaustrag der Scheibenschwingm üh lenvorrichtung.
[0016] Die materialelastische Anlenkereinheit weist beispielsweise eine Blechplatte auf
oder ist dadurch gebildet, insbesondere durch wenigstens eine metallische Platte.
Dies liefert auch den Vorteil, dass keine aufwendigen Nachbearbeitungsvorgänge für
materialelastische Abschnitte der Anlenkereinheit notwendig sind. Als vorteilhafte
Materialien für die Anlenkereinheit können genannt werden: Stahl, Aluminium, Verbundfasermaterial.
[0017] Stahl liefert den Vorteil, dass große Kräfte dauerhaft auch bei erhöhten Temperaturen
übertragen werden können. Zudem kann mittels einer Anlenkereinheit aus Stahl das Mahlgefäß
beziehungsweise die Mahlkammer darin eingeschrumpft werden. Zudem kann Stahl auch
eine Wärmeleitfunktion erfüllen, insbesondere zur Temperaturabsenkung im Mahlgefäß.
[0018] Als "materialelastisch" ist dabei eine in das Material integrierte Funktionalität
zum Ausgleich von Spannungen oder Lagetoleranzen zu verstehen, insbesondere eine gelenklose
Funktionalität ohne Relativbewegung von Teilen relativ zueinander. Als "materialelastisch"
kann dabei insbesondere eine relativ niedrigere Steifigkeit eines ersten Materialabschnitts
in Bezug auf eine relativ höhere Steifigkeit eines zweiten Materialabschnitts oder
Materialbereiches definiert sein. Die "materialelastische" Funktionalität erfordert
dabei insbesondere auch eine Relativbewegung, so dass ein "materialelastischer" Abschnitt
auch eine Bewegungstoleranz aufweist.
[0019] Es hat sich gezeigt, dass die Steifigkeit beziehungsweise die "materialelastische"
Funktionalität insbesondere in Hinblick auf die folgenden Parameter beziehungsweise
Größen des Gesamtsystems einstellbar ist: Geometrie (insbesondere Durchmesser); Gewichte
(Mahlgefäß, Mahlstein und Mahlgut); Exzentermaß (Mahlgefäß, Mahlstein und Mahlgut);
Drehzahlen; Temperaturen; einzuhaltende
Toleranzen. Großen Einfluss haben dabei die Massen und Durchmesser sowie die Maximaldrehzahl
und die Temperaturdifferenz der Bauteile.
[0020] Eine mögliche und für viele Anwendungen bevorzugte Ausgestaltung des Antriebskonzeptes
besteht darin, eine der Exzenterwellen an einen Antrieb zu koppeln und die weiteren
Exzenterwellen frei mitdrehen zu lassen.
[0021] Erfindungsgemäß ist die materialelastische Anlenkereinheit materialelastisch durch
wenigstens einen biegeelastisch zwischen der Mahlkammer und den Exzenterwellen gelagerten
Abschnitt, und zwar biegeelastisch in radialer Richtung, insbesondere mit einem Biegemoment
oder eine Biegesteifigkeit, welche/welches bevorzugt in radialer Richtung mindestens
eine Zehnerpotenz kleiner ist als die Steifigkeit der gekoppelten kraftführenden Komponenten
(insbesondere Mahlkammer; Lager; Exzenterwellen; Grundplatte). Hierdurch kann auch
gezielt eingestellt werden, welche Bewegungen an welcher Stelle der Anordnung toleriert
werden sollen. Als ein biegeelastisch gelagerter Abschnitt kann dabei insbesondere
ein durch Biegung federnd im elastischen Bereich des verwendeten Materials gelagerter
Abschnitt verstanden werden. Als eine biegeelastische Lagerung im Sinne der vorliegenden
Erfindung ist dabei insbesondere eine Lagerung zu verstehen, bei welcher die Bewegungs-/Lagetoleranz
im Wesentlichen oder gar ausschließlich durch Biegung des koppelnden Elementes sichergestellt
wird. Diese Lagerung unterscheidet sich von einer Federlagerung mittels Zug- oder
Druckfedern und unterscheidet sich auch von einer Lagerung mittels Biegefedern, insbesondere
dann, wenn der materialelastische Abschnitt eine integrale Funktionalität der Anlenkereinheit
bereitstellt, also nicht als separate Feder bereitgestellt wird. Beispielsweise ist
der materialelastische Abschnitt als einzelner Materialstrang ausgestaltet, welcher
nicht spiralförmig in der Art einer Feder verläuft, sondern welcher sich zwischen
den miteinander zu verbindenden Kopplungspunkten beziehungsweise Lagerpunkten erstreckt,
insbesondere auf zumindest annähernd direktem Wege zwischen zwei Verbindungspunkten.
[0022] Wahlweise kann die materialelastische Anlenkereinheit auch in Umfangsrichtung um
die Mahlkammer materialelastisch durch/aufgrund wenigstens einen biegeelastisch zwischen
der Mahlkammer und den Exzenterwellen gelagerten Abschnitts sein, insbesondere mit
einem Biegemoment oder einer Biegesteifigkeit, welche/welches insbesondere in Umfangsrichtung
mindestens eine Zehnerpotenz kleiner ist als die Steifigkeit der gekoppelten kraftführenden
Komponenten (insbesondere Mahlkammer; Lager; Exzenterwellen; Grundplatte).
[0023] Insbesondere kann sich ein jeweiliger materialelastischer Abschnitt der materialelastischen
Anlenkereinheit windungsfrei zwischen den miteinander zu verbindenden Kopplungspunkten
beziehungsweise Lagerpunkten erstrecken. Dies liefert auch gute Lagerungs-Eigenschaften
in Bezug auf viele Richtungen.
[0024] Der jeweilige materialelastische Abschnitt kann auch als Biegestab beschrieben/bezeichnet
werden. Bevorzugt sind die materialelastischen Abschnitte in wenigstens zwei Bewegungsrichtungen
unterschiedlich steif, vornehmlich in radiale Richtung weich beziehungsweise materialelastisch.
Bevorzugt sind die materialelastischen Abschnitte vertikal/orthogonal zur radialen
Richtung anzuordnen, insbesondere exakt in Umfangsrichtung.
[0025] Der an der Grundplatte gelagerte Elektromotor kann zum Beispeil über einen Zahnriemen
einen/den Exzenterwellen-Antrieb antreiben. Dadurch kann eine exzentrische Lagerung
in Rotation versetzt werden, und die Mahlwerkzeuge können in Schwingung versetzt werden,
insbesondere in horizontale Schwingungen in zumindest annähernd horizontaler Ebene.
Dabei rotieren der Mahlring und Mahlstein im Mühleninneren und führen eine Relativbewegung
gegeneinander und gegen das Mahlgefäß aus. Das Probenmaterial kann dabei durch Stöße,
Druck und Reibung zerkleinert werden.
[0026] Die Ausgleichsmasseneinheit kann gegenüber der Grundplatte versetzt angeordnet sein,
insbesondere 180° versetzt. Die Ausgleichsmasseneinheit weist zum Beispeil eine Masse
im Bereich von einigen Kilogramm auf.
[0027] Mahlgefäße (Mahlkammern) weisen zum Beispeil einen Innen-Durchmesser von 100 mm bis
300 mm auf. Die Wandstärke der Mahlgefäße liegt zum Beispeil im Bereich von 5 mm bis
20 mm. Eine Mahlgefäßaufnahme weist zum Beispeil Außenabmessungen im Bereich von 110
mm bis 350 mm auf. Insbesondere aufgrund von Fertigungs-Toleranzen und aufgrund von
Wärmedehnungen im Betrieb ergeben sich Maßunterschiede zwischen den Exzenterwellen
und der Mahlgefäßaufnahme. Bei einem Temperaturunterschied von zum Beispeil 70 °C
und einem Teilkreisdurchmesser der Exzenterwellen von zum Beispeil 300 mm ergeben
sich dann ca. 0,25 mm Maßabweichung. Bei derartigen Größenverhältnissen liegt die
Länge von biegeweichen oder materialelastischen Abschnitten der Anlenkereinheit(en)
zum Beispeil im Bereich von 50 mm bis 500 mm. Bei diesen Größen/Längen kann eine gute/effektive
Dämpfung beziehungsweise ein Lageausgleich erfolgen. Die im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräfte
betragen zum Beispeil einige Kilonewton [kN].
[0028] Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die materialelastische Anlenkereinheit eine
Mahlkammer-Aufnahme oder stellt diese bereit, insbesondere in einstückig-integraler
Ausgestaltung, insbesondere in zentrischer Anordnung integriert in die materialelastische
Anlenkereinheit. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die materialelastische Anlenkereinheit
wenigstens einen materialsteifen Bereich, insbesondere für eine Mahlkammer-Aufnahme,
wobei wenigstens ein materialelastischer Abschnitt den materialsteifen Bereich auf
materialelastische Weise und auf insbesondere in radialer Richtung bewegungstolerante
Weise an die jeweilige Exzenterwelle koppelt. Dies liefert jeweils auch eine robuste
integrale Anordnung.
[0029] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die materialelastische Anlenkereinheit aus einem
vorgefertigten Halbzeug ausgestaltet, insbesondere in vollständig massiver Ausgestaltung.
Dies liefert nicht zuletzt auch Robustheit und Langlebigkeit und ermöglicht auf einfache
Weise das Anpassen des/der materialelastischen Abschnitte an den jeweiligen Anwendungsfall.
[0030] Insbesondere kann die materialelastische Anlenkereinheit in einer Anordnung oberhalb
oder unterhalb von einem Ausgleichsmassenelement der Ausgleichsmasseneinheit oder
in einer Anordnung zwischen wenigstens zwei Ausgleichsmassenelementen zusammen mit
dem/den Ausgleichsmassenelementen an die Exzenterwellen gekoppelt sein. Hierdurch
kann die Anlenkereinheit auch auf zweckdienliche Weise in einen vorteilhaften konstruktiven
Aufbau integriert werden, insbesondere in Ausgestaltung als einstückige Scheibe.
[0031] Die Ausgleichsmassenelemente können ebenfalls über die Exzenterwellen gelagert werden
und bewegen sich phasenversetzt zum Mahlaggregat. Optimaler Weise sind die Ausgleichsmassenelemente
auf der Ebene des Mahlgefäßes (Mahlkammer) angeordnet, insbesondere um auch Kippmomente
auszugleichen zu können. Gemäß eine vorteilhaften Variante sind wenigstens zwei Ebenen
jeweils mit wenigstens einem Ausgleichsmassenelement vorgesehen, welche oberhalb und
unterhalb des Mahlgefäßes angeordnet sind.
[0032] Gemäß einem Ausführungsbeispiel koppelt die materialelastische Anlenkereinheit die
Mahlkammer in wenigstens einem Kopplungspunkt je Exzenterwelle bewegungstolerant an
die jeweilige Exzenterwelle, insbesondere mittels einer Lager-Aufnahme zur Anordnung
eines Lagers für die jeweilige Exzenterwelle, wobei der wenigstens eine Kopplungspunkt
mit Versatz in Umfangsrichtung in Bezug auf einen Anlenkpunkt oder Krafteinleitungspunkt
an der Mahlkammer angeordnet ist, insbesondere mit einem Versatz im Bereich eines
Umfangswinkels von 30 ° bis 120 °, insbesondere in zumindest annähernd tangentialer
Erstreckung. Hierdurch können auch vorteilhafte biegetechnische Eigenschaften bereitgestellt
werden.
[0033] Gemäß einem Ausführungsbeispiel koppelt die materialelastische Anlenkereinheit die
Mahlkammer in wenigstens einem Kopplungspunkt je Exzenterwelle mittels eines materialelastischen
Abschnitts in Ausgestaltung als materialelastischer Arm bewegungstolerant an die jeweilige
Exzenterwelle, wobei der materialelastische Arm einstückig-integraler Bestandteil
der materialelastischen Anlenkereinheit ist, insbesondere in Ausgestaltung als bevorzugt
massiver biegebalkenartiger Materialabschnitt. Hierdurch kann auch eine besonders
robuste Anordnung sichergestellt werden. Bevorzugt weist der biegebalkenartige Materialabschnitt
keine Hohlräume oder Kavitäten auf.
[0034] Dank einer Ausgestaltung der materialelastisch koppelnden Anlenkereinheit(en) als
biegebalkenähnliche Abschnitte oder Bauteile kann die radiale Steifigkeit im entsprechenden
Abschnitt stark herabgesetzt werden. Ein beispielhafter Steifigkeitswert liegt zum
Beispeil im Bereich von ca. 0,1 mm bis 0,3 mm pro 1000 N Radialkraft an den Exzenterwellen.
Dieser Steifigkeitswert kann beispielhaft als "biegeweich" oder "materialelastisch"
definiert werden, insbesondere in Bezug auf die weiteren kraftführenden Komponenten.
[0035] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die materialelastische Anlenkereinheit oder zumindest
ein jeweiliger materialelastischer Abschnitt der materialelastischen Anlenkereinheit
massiv ausgestaltet, insbesondere mit ausschließlich konvexer Querschnittsprofil-Kontur.
Hierdurch kann auch ein Risiko von Materialversagen minimiert werden. Die massive
Ausgestaltung liefert auch den Vorteil, dass auch bei einem vergleichsweise steifen
Material eine große Biegeweichheit im materialelastischen Abschnitt eingestellt beziehungsweise
erzielt werden kann. Bevorzugt weist der jeweilige materialelastische Abschnitt keinerlei
Hohlräume oder Kavitäten auf. Bevorzugt weist der jeweilige materialelastische Abschnitt
eine ausschließlich konvexe Querschnittsprofil-Kontur auf.
[0036] Das Querschnittsprofil kann sich dabei nach außen zum freien Ende hin verjüngen.
[0037] Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die materialelastische Anlenkereinheit wenigstens
drei materialelastische Arme auf (dreiarmige Ausgestaltung), welche sich jeweils in
Umfangsrichtung um eine/die Mahlkammer-Aufnahme der materialelastischen Anlenkereinheit
erstrecken, insbesondere in symmetrischer Anordnung um die Mahlkammer-Aufnahme, und
welche jeweils an dessen freien Ende eine Lager-Aufnahme aufweisen, und welche jeweils
eine freie Länge vom Mittelpunkt der Lager-Aufnahme bis zu einem Anlenkpunkt (oder
Anlenkabschnitt oder Mitte eines Anlenkabschnitts) an der Mahlkammer-Aufnahme entsprechend
einem Umfangswinkel von mindestens 30 ° bis 45 ° aufweisen, insbesondere entsprechend
einem Umfangswinkel von mindestens 45 ° bis 60 °, insbesondere eine freie Länge im
Bereich von mindestens 50 % bis 90 % des Durchmessers der Mahlkammer-Aufnahme, insbesondere
mindestens 75 % bis 90 % des Durchmessers der Mahlkammer-Aufnahme. Hierdurch ergeben
sich insbesondere in Verbindung mit drei oder mehr Exzenterwellen konstruktive und
schwingungstechnische Vorteile.
[0038] Die materialelastische Anlenkereinheit kann zum Beispeil wenigstens drei materialelastische
Abschnitte aufweisen, die zusammen einen Umfangswinkel von mindestens 120°, 150° oder
180° um die Mahlkammer herum aufspannen. Dies begünstigt eine Lagerung in Hinblick
auf Biegebewegungen. Dies ermöglicht auch große Variabilität hinsichtlich der Optimierung
der Anlenkereinheit für einen jeweiligen Einsatzfall, zum Beispeil hinsichtlich der
Materialauswahl.
[0039] Gemäß einem Ausführungsbeispiel koppelt die materialelastische Anlenkereinheit die
Mahlkammer in wenigstens einem Kopplungspunkt je Exzenterwelle mittels eines/des materialelastischen
Arms an die jeweilige Exzenterwelle, wobei der jeweilige materialelastische Arm von
einem Übergang zur Mahlkammer-Aufnahme bis zum freien Ende des Arms eine Länge im
Bereich von 50 % bis 150 % des Durchmessers der Mahlkammer-Aufnahme aufweist, insbesondere
80 % bis 120 % des Durchmessers der Mahlkammer-Aufnahme. Dies ermöglicht auch eine
gute Länge für materialelastische Bewegungstoleranz, insbesondere für Biege-Bewegungen.
[0040] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der radiale Abstand einer/der jeweiligen Lager-Aufnahme
der materialelastischen Anlenkereinheit, insbesondere der radiale Abstand eines/des
Mittelpunkts der Lager-Aufnahme zur Mahlkammer-Aufnahme, kleiner als der Durchmesser
der Mahlkammer-Aufnahme der materialelastischen Anlenkereinheit, insbesondere kleiner
als der halbe Durchmesser beziehungsweise kleiner als der Radius der Mahlkammer-Aufnahme.
Hierdurch kann auch eine Anordnung mit biegeelastischen, aber drucksteifen materialelastischen
Abschnitten begünstigt werden.
[0041] An einem Übergang zwischen einer/der Mahlkammer-Aufnahme der materialelastischen
Anlenkereinheit und einem/dem jeweiligen materialelastischen Arm der materialelastischen
Anlenkereinheit kann wenigstens ein Ausgleichsloch zum Spannungsausgleich im Material
des jeweiligen Arms vorgesehen sein. Hierdurch kann die materialelastische Funktion,
insbesondere eine Biegeelastizität, auch bei vergleichsweise steifen, robusten Materialien
realisiert werden. Das Ausgleichsloch kann in Position und Größe dem jeweiligen Material
oder Anwendungsfall angepasst werden. Das Ausgleichsloch ermöglicht auch eine Fein-Justage
der Massenverteilung.
[0042] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist am/an einem Übergang zwischen der Mahlkammer-Aufnahme
und dem jeweiligen materialelastischen Arm ein Innenradius ausgebildet, insbesondere
ein Innenradius im Bereich von 10 % bis 25 % der Querschnittsbreite des Arms. Gemäß
einem Ausführungsbeispiel ist ein/der Übergang zwischen der Mahlkammer-Aufnahme und
dem jeweiligen materialelastischen Arm in beiden Umfangsrichtungen abgerundet beziehungsweise
weist eine Abrundung auf. Hierdurch kann jeweils eine robuste Anordnung mit weiter
optimiertem Spannungs- und Kraftverlauf bereitgestellt werden.
[0043] Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die materialelastische Anlenkereinheit eine/die
Mahlkammer-Aufnahme für die Mahlkammer auf, welche Mahlkammer-Aufnahme die Mahlkammer
in Umfangsrichtung vollumfänglich umgibt, wobei die Mahlkammer-Aufnahme bevorzugt
als im Querschnitt kreisrunde oder als zylindrische Aufnahme in der Art einer Buchse
ausgestaltet ist. Hierdurch kann auch eine maximal flächige Kraftübertragung bei minimalen
Druck-/Spannungsspitzen erzielt werden.
[0044] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die materialelastische Anlenkereinheit als vergleichsweise
flache Scheibe ausgebildet, insbesondere mit einheitlicher Dicke (Erstreckung in axialer
Längsrichtung), insbesondere mit einheitlicher Dicke sowohl von Armen als auch von
einer/der Mahlkammer-Aufnahme der materialelastischen Anlenkereinheit. Dies liefert
auch Variabilität hinsichtlich der Materialauswahl. Hierdurch kann auch der konstruktive
Aufbau weiter optimiert werden. Beispielsweise ist die Dicke der Anlenkereinheit vergleichbar
so groß wie die Dicke von Ausgleichsmasseneinheiten oder Haltespangen. Dadurch lässt
sich die Anlenkereinheit auch auf konstruktive und funktionale Weise gut integrieren.
Mittels einer scheibenartigen Ausgestaltung kann die materialelastische Lagerung auch
in Hinblick auf eine gewünschte Zweidimensionalität eingestellt werden. Anders ausgedrückt:
Insbesondere eine Biegebewegung kann bidirektional in eine vordefinierbare Ebene gezwungen
beziehungsweise ausgerichtet werden. Das Biegemoment kann dabei um eine erste Achse
größer sein als um eine zweite Achse, insbesondere um einen bedeutenden Faktor, welcher
derart groß gewählt wird, dass die Relativbewegung in die gewünschte Ebene gezwungen
wird.
[0045] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die materialelastische Anlenkereinheit eingerichtet,
die Mahlkammer mit Bewegungstoleranzen von weniger als 1 mm, bevorzugt weniger als
0,5 oder 0,3 oder 0,2 mm, an die Exzenterwellen materialelastisch zu koppeln, insbesondere
mit diesen Bewegungstoleranzen jeweils in radialer Richtung, insbesondere biegeelastisch.
Hierdurch kann auch eine effektive Kraftübertragung sichergestellt werden.
[0046] Bevorzugt weist die Scheibenschwingmühlenvorrichtung den Exzenterwellen-Antrieb als
einzigen Antrieb für alle Exzenterwellen auf, wobei der Exzenterwellen-Antrieb exzentrisch
in Bezug auf die Mahlkammer angeordnet ist. Dieses Antriebskonzept hat sich insbesondere
auch in Verbindung mit der Anlenkereinheit als vorteilhaft erwiesen.
[0047] Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine materialelastische
Anlenkereinheit gemäß Anspruch 14. Dies liefert zuvor genannte Vorteile.
[0048] Die Mahlkammer-Aufnahme kann zum Beispeil aus einer die Anlenkereinheit bildenden
Platte herausgetrennt werden, insbesondere per Plasmaschnitt. Etwaige Nacharbeiten
können dabei insbesondere auf Nacharbeiten an Bohrungen und Übergangsradien beschränkt
werden.
[0049] Im Folgenden wird speziell auf einen Aspekt eingegangen, welcher einen Phasenversatz
und das Erzeugen oder Einstellen/Regeln der Art und Weise der Schwingungen betrifft,
wobei eine Kombination mit den zuvor beschriebenen Merkmalen eine besonders weitreichend
schwingungsoptimierte Mühle bereitstellen kann. Anders ausgedrückt: Eine besonders
weitreichend schwingungsoptimierte Mühle kann bei Kombination der materialelastischen
Anlenkereinheit und der hier ebenfalls noch beschriebenen Maßnahmen hinsichtlich Phasenversatz
erzielt werden. Die Optimierung der Mühle basierend auf Maßnahmen zur materialelastischen
Lagerung der Kammer kann auf besonders zielführende Weise mittels der hier beschriebenen
Maßnahmen bezüglich Phasenversatz realisiert werden.
[0050] Bei der zuvor beschriebenen Scheibenschwingmühlenvorrichtung kann die Ausgleichsmasseneinheit
derart an den Exzenterwellen-Antrieb gekoppelt sein, dass ein Phasenversatz größer
180 °, insbesondere größer 185 °, zwischen einem/dem Exzentermaximum der Ausgleichsmasseneinheit
und einem/dem Exzentermaximum der Mahlkammer einstellbar ist. Hierdurch kann ein für
viele Betriebssituationen vorteilhaftes Betriebsverhalten sichergestellt werden. Insbesondere
kann auch bei stark variierender Belastung ein ruhiger Lauf der Mühle sichergestellt
werden. Nicht zuletzt kann das Spektrum der Betriebs- oder Nutzungsarten für einen
bestimmten Mühlentyp verbreitet werden.
[0051] Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn der Versatz nicht exakt 180 °
beträgt.
[0052] Indem ein von 180 ° abweichender Versatz eingestellt wird, kann insbesondere das
schwingungstechnische Zusammenspiel von Mahlstein und Kammer, Kammer und Ausgleichsmassen,
und/oder Einsatzmaterial (variierende Masse) und allgemein den schwingenden vorrichtungstechnischen
Komponenten der Mühle optimiert werden.
[0053] Die Ausgleichsmasseneinheit kann derart an den Exzenterwellen-Antrieb gekoppelt sein,
dass der gewünschte Phasenversatz in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Exzenterwellen-Antriebs
einstellbar ist.
[0054] Insbesondere kann bei einem Versatz größer 180° das Gegenmassensystem der Drehbewegung
des Mahlsystems beispielsweise um mindestens 5 ° nacheilen. Dieser Versatz kann erfindungsgemäß
vorgegeben und eingeregelt werden. Hierdurch kann insbesondere bei variierender Beladung
und in Hinblick auf Variationen im Bewegungs-Verhalten des Mahlsteins eine schwingungstechnische
Optimierung sichergestellt werden, insbesondere im Sinne einer Puffer-Funktion. Anders
ausgedrückt: Es hat sich gezeigt, dass der erfindungsgemäße Winkelversatz größer 180°
bei nacheilender Unwucht der Ausgleichsmasseneinheit eine gewisse Pufferfunktion zur
Vermeidung nachteiliger Schwingungszustände sicherstellen kann. Dies ermöglicht nicht
zuletzt auch einen besonders breiten Anwendungsbereich für die jeweilige Mühle.
[0055] Im Gegensatz dazu bestand eine bisherige Maßnahme darin, ein Auswuchten durch exakt
180° Versatz zu realisieren, wobei der Versatz in Bezug auf das Exzentermaximum der
Ausgleichsmassen und das Exzentermaximum der Mahlkammer bemessen ist. Es hat sich
jedoch nun gezeigt, dass diese Auswucht-Strategie nur eine unzureichende, nicht zufriedenstellende
Optimierung ermöglicht.
[0056] Bisher eingesetzte Mühlen mit Unwuchtantrieben weisen üblicherweise ein Vibrationsverhalten
auf, welches durch ein Feder-Dämpfersystem geprägt ist. Es hat sich nun gezeigt, dass
eine Abstimmung auf die Lage des Mahlsteins dabei vergleichsweise schwierig beziehungsweise
undefinierbar ist.
[0057] Die Erfindung kann daher wahlweise auch das Konzept umfassen, den Versatz zwischen
Exzentermaximum der Ausgleichsmassen und Exzentermaximum der Mahlkammer ungleich 180
° einzustellen, wobei ein bevorzugt nacheilender Mahlstein derart in Schwingung versetzt
wird/ist, dass insbesondere auch bei variierender Beladung und/oder variierender Relativpositionen
der schwingenden Komponenten, insbesondere des Mahlsteins, ein möglichst gleichbleibend
ruhiger Lauf oder eine möglichst konstante schwingungstechnische Anregung sichergestellt
ist, insbesondere unter variierenden Belastungen oder Drehzahlen.
[0058] Dies ermöglicht insbesondere auch einen Ausgleich von Betriebszustandsänderungen
zwischen Leerlauf und Volllast auf besonders einfache und effektive Weise. Hierdurch
lässt sich ein einzelner Mühlen-Typ auf flexible Weise nutzen. Die Praxistauglichkeit
wird verbessert.
[0059] Je Umlauf ist bevorzugt nur ein einziges Exzentermaximum vorgesehen, welches durch
den Versatz von einzelnen Durchmessern auf den Exzenterwellen vorgegeben wird. Wahlweise
könnten beispielsweise mittels einer Nockensteuerung mehrere Exzentermaxima realisiert
werden, jedoch wird in vielen Situationen das vergleichsweise einfach realisierbare
Konzept einer schwingungstechnischen Optimierung bei vordefinierter relativer Anordnung
des Exzentermaximums zu bevorzugen sein, also ohne Nockensteuerung. Nichtsdestotrotz
kann im Einzelfall eine Erweiterung der technischen Maßnahmen um eine solche Nockensteuerung
erfolgen, falls gewünscht.
[0060] Als "nacheilend" ist dabei eine induzierte Bewegung zu verstehen, insbesondere die
aufgrund von Unwuchten induzierte freie Bewegung des Mahlsteins.
[0061] Die Ausgleichsmasseneinheit umfasst beispielsweise zwei Ausgleichsmassenelemente,
insbesondere in Ausgestaltung als zwei Ringe, in einer Anordnung oberhalb und unterhalb
der Mahlkammer. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung von wenigstens zwei Ausgleichsmassenelementen
vorteilhafter ist als nur eines Ausgleichsmassenelementes, insbesondere in Hinblick
auf unterschiedliche Höhenlagen beziehungsweise auf zusätzliche (zu vermeidende) Kippmomente.
[0062] Das jeweilige Ausgleichsmassenelement muss nicht notwendigerweise mit allen Exzenterwellen
verbunden sein; vielmehr kann auch an jeder Welle wenigstens ein individuelles Ausgleichsmassenelement
angeordnet sein. Ein an alle Wellen gekoppeltes Ausgleichsmassenelement liefert jedoch
den Vorteil, dass auch der Bauraum zwischen den Wellen für eine Kontermasse ausgenutzt
werden kann.
[0063] Es hat sich gezeigt, dass zur weiteren Optimierung von Betriebsverhalten, insbesondere
zur Optimierung vom Anfahr-Verhalten der Mühle, wenigstens eine Abhängigkeit beziehungsweise
wenigstens ein Verhältnis aus der folgenden Gruppe vorzudefinieren:
- Verhältnis Mahlsteingröße zu Mahlkammergröße; und/oder
- Verhältnis Exzenter Mahlaggregat (antreibende Komponente) zu Mahlkammergröße.
[0064] Das Einstellen des Phasenversatzes kann insbesondere auch durch mechanische Kopplung
wie zum Beispeil mittels Passfedern erfolgen, insbesondere an der jeweiligen Exzenterwelle.
[0065] Eine Kopplung der Ausgleichsmasseneinheit an den Exzenterwellen-Antrieb kann auch
als eine Kopplung der Ausgleichsmasseneinheit an wenigstens eine Exzenterwelle verstanden
werden. Insbesondere weisen alle Exzenterwellen exakt denselben Phasenversatz auf.
[0066] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Phasenversatz derart einstellbar, dass das
Exzentermaximum der Ausgleichsmasseneinheit dem Exzentermaximum der Mahlkammer nacheilt
beziehungsweise zeitlich nachgeordnet ist. Durch einen solchen negativen Versatz der
Ausgleichsmasseneinheit um mehr als eine halbe Umdrehung können variierende Betriebsbedingungen
besonders effektiv kompensiert werden.
[0067] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgleichsmasseneinheit derart in Abhängigkeit
von der Ansteuerung des Exzenterwellen-Antriebs angesteuert/ansteuerbar, dass ein
Phasenversatz im Bereich von 185° bis 200 ° einstellbar ist. Es hat sich gezeigt,
dass dieser Versatz besonders vorteilhaft ist, insbesondere auch in Hinblick auf einen
gegenläufigen Unwuchtausgleich.
[0068] Ein Versatz, insbesondere ein Nacheilen, um einen Drehwinkel von 185 ° bis 200 °
kann insbesondere den Vorteil liefern, dass die zu erwartenden relativen Verschiebungen
von Relativpositionen oder Massenschwerpunkten mit guter Wahrscheinlichkeit beziehungsweise
bei besonders guter Effektivität kompensiert werden. Es hat sich gezeigt, dass ein
Abstand von 5 ° bis 20 ° von einer halben Umdrehung die Kompensation insbesondere
mit gutem Sicherheitsfaktor sicherstellen kann, ohne dass allzu stark vom Konzept
der gegenschwingenden Massen abgewichen werden muss. Anders ausgedrückt: In diesem
Bereich der Abweichung von exakt entgegengesetzter Schwingung kann ein toleranteres,
breiter kompensierendes Schwingungsverhalten für einen variableren Betriebsbereich
der Mühle sichergestellt werden.
[0069] Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Ansteuerung derart, dass der eingeregelte
relative Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz der Ausgleichsmasseneinheit unterschiedliche
Relativpositionen des wenigstens einen Mahlsteins relativ zum Exzentermaximum im Teillast-
und Volllastbetrieb ausgleicht, insbesondere zwecks Ausgleich von Betriebszustandsänderungen
zwischen Leerlauf und Volllast. Hierdurch kann auch das Anwendungsspektrum verbreitert
werden, insbesondere auch in Hinblick auf Art und Menge des Einsatzmaterials.
[0070] Bei höherer Last (zum Beispeil bei relativ großem Mahlwiederstand) ist der Phasenversatz
zwischen Exzentermaximum und momentaner Lage/Position des Mahlsteins relativ größer.
[0071] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgleichsmasseneinheit im Drehwinkel beziehungsweise
Phasenversatz einstellbar, insbesondere indem an wenigstens einer Exzenterwelle wenigstens
eine Exzenterscheibe vorgesehen ist, insbesondere eine in relativer Drehposition zur
Exzenterwelle positionierbare Exzenterscheibe. Hierdurch kann mittels vergleichsweise
einfacher konstruktiver Maßnahmen auch eine große Variabilität bereitgestellt werden.
Bevorzugt werden an allen Exzenterwellen die gleichen Arten von Maßnahmen getroffen;
insbesondere ist an jeder Exzenterwelle jeweils wenigstens eine Exzenterscheibe vorgesehen.
[0072] Die Einstellbarkeit der Ausgleichsmasseneinheit kann beispielsweise durch mechanische
Verbindungen, mittels welchen ein vordefinierter Versatz einstellbar ist, sichergestellt
werden. Insbesondere kann ein Pass-Mittel wie zum Beispeil eine Passfeder die im vorliegenden
Zusammenhang zweckdienliche Einstellbarkeit begünstigen. Beispielsweise kann die Einstellbarkeit
auch durch eine Zahnwelle, eine Konusklemmung und/oder einen Rastbolzen sichergestellt
werden.
[0073] Ein Verdrehen von Exzenterscheiben relativ zur Welle kann dabei auch während des
Betriebs erfolgen, insbesondere im Sinne einer Feinjustage.
[0074] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz
der Ausgleichsmasseneinheit in Abhängigkeit von Vibrationen der Scheibenschwingmühlenvorrichtung
regelbar, insbesondere indem Beschleunigungen in wenigstens einer Raumrichtung erfasst
werden. Hierdurch kann zum Beispeil auch aktiv auf momentane Betriebssituationen reagiert
werden.
[0075] Insbesondere können die Vibrationen mittels einer Mehrzahl von mehrachsigen Beschleunigungssensoren
erfasst werden. Beispielsweise wird wenigstens ein Schwellwert definiert, insbesondere
in Bezug auf wenigstens eine von mehreren horizontalen Raumachsen, oberhalb von welchem
Schwellwert eine Phasenversatz-Regelung erfolgt. Beispielsweise kann eine Nockensteuerung/-regelung
implementiert sein. Wahlweise kann auch zum Beispeil ein Mehrfach-Ring-Exzenterlager,
insbesondere ein Fünf-Ring-Exzenterlager implementiert werden. Letzteres kann das
Nachjustieren während des Betriebs vereinfachen.
[0076] Beispielsweise kann ein Beschleunigungssensor auf der Grundplatte die Schwinggeschwindigkeiten
insbesondere in horizontaler Richtung aufnehmen. Beispielsweise ist wenigstens ein
mehrachsiger Beschleunigungssensor vorgesehen, insbesondere eingerichtet zur integrierten
Messung/Erfassung von horizontalen Schwinggeschwindigkeiten.
[0077] Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der wenigstens eine Mahlstein einen Durchmesser
von mindestens 50 % des Innendurchmessers der Mahlkammer auf, insbesondere im Bereich
von 60 % bis 85 %. Hierdurch kann insbesondere auch ein Anfahr-Vorgang optimiert werden
(sicheres Anlaufen der Maschine). Ein relativ großer Mahlstein relativ zu den Abmessungen
der Kammer liefert auch den Vorteil, dass eine Phasenregelung auf besonders effektive
Weise eingestellt werden kann. Bei einem Verhältnis größer 60 % werden derartige Effekte
besonders spürbar. Es hat sich gezeigt, dass ein Verhältnis größer 85 % sich insbesondere
hinsichtlich des nutzbaren freien Volumens nachteilig auswirken kann.
[0078] Die Größenabmessungen der Mahlkammer können dabei insbesondere durch diejenigen Flächen
oder Wandungen beschrieben werden, an welchen der Mahlstein abwälzt.
[0079] Der Mahlstein wälzt innen an der Mahlkammer ab. Bei einem Durchmesser des Mahlsteins
von mindestens 50 % des Innendurchmessers der Mahlkammer kann die Mühle besonders
ruhig und sicher laufen.
[0080] Durch Optimierungs-Maßnahmen basierend auf der Definition von Größenverhältnissen
kann insbesondere auch ein sicheres Anlaufen der Maschine sichergestellt werden. Der
Mahlstein kann in vergleichsweise kurzer Anlauf-Phase in eine gewünschte Abwälzbewegung
angeregt werden und in einem ruhigen stabilen Lauf gehalten werden.
[0081] Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt das Exzentermaximum der Mahlkammer mindestens
2 % des Innendurchmessers der Mahlkammer, insbesondere im Bereich von 4 % bis 8 %.
Hierdurch kann insbesondere auch ein Anfahr-Vorgang optimiert werden (sicheres Anlaufen
der Maschine). Eine relativ starke Exzenterwelle (vergleichsweise große Exzentrizität)
relativ zu den Abmessungen der Kammer liefert auch den Vorteil einer klaren, eindeutigen
Phase unabhängig von einer momentanen Ausgestaltung oder Beladung der Kammer. Bei
einem Verhältnis größer 4 % sind die Vorteile noch deutlicher spürbar. Es hat sich
gezeigt, dass ein Verhältnis größer 8 % sich insbesondere hinsichtlich Reaktionskräften
oder Trägheit oder Variabilität der Betriebsbedingungen nachteilig auswirken kann.
[0082] Es hat sich gezeigt, dass durch Vorgabe eines Mindestmaßes für die Exzentrizität
bei der Anregung der Mahlkammer die Betriebsweise des Mahlsteins positiv beeinflusst
werden kann. Insbesondere weisen Exzenterscheiben für die Mahlkammer eine Exzentrizität
(beziehungsweise ein Exzentermaximum) von mindestens 2 % des Innendurchmessers der
Mahlkammer auf. Somit kann der Begriff Exzentermaximum synonym mit der geometrischen
Exzentrizität einer geometrischen Maßnahme an den Wellen verstanden werden. Durch
dieses Mindestmaß kann insbesondere der von der Mahlkammer ausgeübte Stoß (beziehungsweise
Impuls) auf dem Mahlstein ausreichend groß eingestellt werden, insbesondere auch in
Hinblick auf ein sicheres, vorteilhaftes Anlaufen/Anfahren der Mühle.
[0083] Die Mahlkammer und die Ausgleichsmassen weisen insbesondere exzentrisch versetzte
Befestigungspunkte auf den Exzenterwellen auf. Die Exzenter können dabei einen unterschiedlichen
Phasenversatz und eine unterschiedliche Exzentrizität an den Wellen aufweisen.
[0084] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Exzentermaximum der Ausgleichsmasseneinheit
größer als das Exzentermaximum der Mahlkammer, insbesondere mindestens um den Faktor
1,2 bis 3. Durch die vergleichsweise große Exzentrizität der Ausgleichsmasseneinheit
können die Ausgleichsmassen (deren Masse) reduziert werden, was sich auch vorteilhaft
auf die konstruktiven Anforderungen zum Beispeil hinsichtlich der Dimensionierung
der Lager auswirken kann.
[0085] Es hat sich gezeigt, dass durch einen solchen Größenfaktor der beiden Exzentrizitäten
die Ausgleichsmassen reduzierbar sind. Ein Faktor bis 3 liefert dabei einen guten
Kompromiss auch in Hinblick auf konstruktiven Aufwand.
[0086] Die Verhältnisse der Maxima können insbesondere basierend auf relativen geometrischen
Größenabmessungen von Exzenter-Elementen (zum Beispeil Scheiben) beschrieben werden.
[0087] Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der wenigstens eine Mahlstein einen Durchmesser
auf, welcher vordefiniert ist durch den Innendurchmesser der Mahlkammer abzüglich
Faktor 5 bis 7 des Exzentermaximums der Mahlkammer. Hierdurch kann ein besonders vorteilhafter
Kompromiss für das Betriebsverhalten erzielt werden, insbesondere mittels rein vorrichtungstechnischer
Maßnahmen. Es hat sich gezeigt, dass dadurch insbesondere auch weitgehend unabhängig
von der Beladung der Mühle (Menge und Art des Einsatzmaterials) eine besonders vorteilhafte
Laufruhe sichergestellt werden kann. Optional kann von diesen Verhältnissen abgewichen
werden, zum Beispiel für bestimmte Mühlen-Typen oder bei bestimmten Beladungen.
[0088] Dabei kann durch die Größe des Exzenters (beziehungsweise durch das Ausmaß der Exzentrizität)
bei der Anregung der Mahlkammer der auf den Mahlstein ausgeübte Stoß beziehungsweise
Impuls definiert werden. Weil ein großer Mahlstein einen vergleichsweise kurzen Weg
zur gegenüberliegenden Wand der Mahlkammer zurücklegen muss, kann basierend auf den
hier beschriebenen Verhältnissen auch ein positiver Effekt zum sicheren Anfahren der
Mühle sichergestellt werden. Einem vergleichsweise maximal großen Mahlstein steht
jedoch nur wenig freies Volumen (wenig Bewegungsfreiheit) zur Verfügung, so dass eine
Abwälzbewegung eingeschränkt wird. Es hat sich gezeigt, dass in diesem Spannungsfeld
der Bereich von 5 bis 7 für den zuvor beschriebenen Faktor einen guten Kompromiss
für sicheres Anlaufen und optimalen Mahl-Betrieb sicherstellen kann. Anders ausgedrückt:
Bei dieser speziellen Variante der Größenverhältnisse kann eine vorteilhafte Einstellung
sowohl für das Anfahren als auch für den Dauerbetrieb sichergestellt werden. Das Exzentermaximum
kann dabei zum Beispiel durch den Durchmesser eines Exzenter-Elementes (insbesondere
Scheibe) auf geometrische Weise vorgegeben werden.
[0089] Im zuvor beschriebenen Zusammenhang kann dabei auch ein Verfahren zum Einstellen
eines Phasenversatzes oder zum Betreiben der Mühle bei einem vordefinierbaren Phasenversatz
angewandt werden, insbesondere ein Verfahren zum schwingungstechnischen Regeln einer
Scheibenschwingmühlenvorrichtung beim Zerkleinern von Einsatzmaterial, insbesondere
Einsatzmaterial einer Partikelgröße kleiner 20 mm oder kleiner 10 mm, insbesondere
bei einer zuvor beschriebenen Scheibenschwingmühlenvorrichtung, wobei die Schwingbewegung
der Scheibenschwingmühlenvorrichtung mittels eines Exzenterwellen-Antriebs umfassend
wenigstens zwei Exzenterwellen in einem schwingbeweglichen Mahlsystem mit einer Mahlkammer
und mit wenigstens einem schwingbeweglich in der Mahlkammer angeordneten Mahlstein
erzeugt wird, wobei ein Unwuchtausgleich mittels wenigstens einer an den Exzenterwellen-Antrieb
gekoppelten Ausgleichsmasseneinheit erfolgt; wobei das schwingungstechnische Regeln
der Schwingbewegung durch Regeln eines Phasenversatzes zwischen einem/dem Exzentermaximum
der Ausgleichsmasseneinheit und einem/dem Exzentermaximum der Mahlkammer erfolgt,
wobei der Phasenversatz auf einen Betrag größer 180°, insbesondere größer 185 ° eingestellt
wird. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
[0090] Gemäß einer Ausführungsform wird der Phasenversatz derart eingestellt, dass das Exzentermaximum
der Ausgleichsmasseneinheit dem Exzentermaximum der Mahlkammer nacheilt beziehungsweise
zeitlich nachgeordnet ist. Dieser Betriebsmodus hat sich als besonders vorteilhaft
insbesondere bezüglich stark variierender Belastung der Mühle (zum Beispiel breites
Spektrum von Art und Menge von Einsatzmaterial) erwiesen.
[0091] Die Ausgleichsmasseneinheit kann dabei derart an den Exzenterwellen-Antrieb gekoppelt
sein/werden, dass ein Phasenversatz im Bereich von 185° bis 200 ° eingestellt wird,
also in einem Bereich von mindestens 5 ° bis maximal 20 ° Abweichung von exakt gegenläufiger
Anregung. Hierdurch lässt sich ein besonders variables Betriebsverhalten realisieren
(hier bildlich als schwingungstechnische Anlagenelastizität bezeichnet). Eine Phasenversatz-Regelung
kann insbesondere in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Exzenterwellen-Antriebs
und/oder von der relativen Anordnung von Exzentern erfolgen.
[0092] Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Effekte ab einem Dreh-Versatz von
mehr als 200 ° weniger vorteilhaft werden. Die Hauptmasse des schwingenden Systems
wird durch das Mahlgefäß mit dessen Aufnahme bereitgestellt. Der Mahlstein kann dabei
einen Drehwinkelversatz von maximal ca. 90 ° einnehmen.
[0093] Gemäß einer Ausführungsform wird der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz der
Ausgleichsmasseneinheit derart vordefiniert oder aktiv eingeregelt, dass unterschiedliche
Relativpositionen des wenigstens einen Mahlsteins im Teillast- und Volllastbetrieb
relativ zum Exzentermaximum kompensiert werden, insbesondere relativ zum Exzentermaximum
der Mahlkammer, insbesondere zwecks Ausgleich von Betriebszustandsänderungen zwischen
Leerlauf und Volllast. Hierdurch kann hohe Laufruhe auch weitgehend unabhängig vom
durch den Antrieb vorgegebenen Betriebszustand sichergestellt werden.
[0094] Gemäß einer Ausführungsform wird die Ausgleichsmasseneinheit im Drehwinkel beziehungsweise
Phasenversatz eingestellt, insbesondere indem an wenigstens eine Exzenterwelle wenigstens
eine Exzenterscheibe in relativer Drehposition zur Exzenterwelle positioniert ist
oder aktiv positioniert wird (Justage der Relativposition zur Schwingungsoptimierung).
Hierdurch kann mittels einfacher Maßnahmen das Betriebsverhalten auch auf robuste
Weise vordefiniert werden.
[0095] Gemäß einer Ausführungsform wird der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz der
Ausgleichsmasseneinheit in Abhängigkeit von Vibrationen der Scheibenschwingmühlenvorrichtung
geregelt, insbesondere indem Beschleunigungsparameter in wenigstens einer Raumrichtung
erfasst und für die Schwingungsregelung ausgewertet werden. Hierdurch wird auch ein
aktives Gegenregeln in Reaktion auf momentane Betriebssituationen ermöglicht.
FIGURENBESCHREIBUNG
[0096] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens
eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt
- Fig. 1
- eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung in einer perspektivischen Gesamtansicht;
- Fig. 2
- eine Ansicht auf eine Unterseite eines Mahlsystems einer Scheibenschwingmühlenvorrichtung;
- Fig. 3A, 3B, 3C
- jeweils in einer perspektivischen Ansicht eine materialelastische Kopplung zwischen
Exzenterwellen und Mahlkammer einer Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- Fig. 4A, 4B
- in einer Draufsicht und in einer perspektivischen Seitenansicht eine materialelastische
Anlenkereinheit mit materialelastischen Abschnitten/Armen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- Fig. 5
- eine Scheibenschwingmühle gemäß dem Stand der Technik;
- Fig. 6A, 6B, 6C
- jeweils in schematischer Darstellung Kraftvektoren in einem Kräftediagramm bei unterschiedlichem
Versatz, je nach Betriebszustand der Scheibenschwingmühlenvorrichtung;
- Fig. 7A, 7B, 7C, 7D
- in unterschiedlichen Ansichten jeweils eine Exzenterwelle zur Verwendung in einer
Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- Fig. 8
- in einer perspektivischen Ansicht eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0097] Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben
werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen.
[0098] Die Figuren werden zunächst zusammen beschrieben. Daraufhin wird zu jeder Figur eine
spezifische Beschreibung geliefert.
[0099] Eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung 10 umfasst ein Mühlengehäuse 11, in welchem
ein Mahlsystem 13 angeordnet ist, welchem über eine Materialaufgabe 12 Einsatzmaterial
zuführbar ist. Das Einsatzmaterial wird gemahlen und kann daraufhin an einem Materialaustrag
19 entnommen werden. Das dazwischen angeordnete Mahlsystem 13 umfasst eine Mahlkammer
13.1 mit wenigstens einem Mahlstein, wobei die Mahlkammer 13.1 mittels wenigstens
einer an mehreren Domen 13.4 befestigten Haltespange 13.3 in einer Position relativ
zu einer Grundplatte 13.5 gehalten ist. Ein Exzenterwellen-Antrieb 14 ist an eine
Mehrzahl von Exzenterwellen 15 gekoppelt und treibt wenigstens eine der Exzenterwellen
15 an. Eine Ausgleichsmasseneinheit 16 mit einer Mehrzahl von Ausgleichsmassenelementen
16.1 dient dem Massenausgleich.
[0100] Eine materialelastische Anlenkereinheit 17 ist insbesondere in einer Anordnung unter
der Haltespange 13.3 und zwischen wenigstens zwei Ausgleichsmassenelementen 16.1 angeordnet
und materialelastisch an die Exzenterwellen 15 gekoppelt. Die Anlenkereinheit 17 koppelt/kuppelt
die Mahlkammer 13.1 materialelastisch, insbesondere biegeelastisch, an die Wellen
15. Dazu weist die Anlenkereinheit 17 eine Mahlkammer-Aufnahme 17.1 auf, insbesondere
in zumindest annähernd zentrischer Anordnung. Die materialelastische Kopplung kann
zu großen Anteilen oder auch im Wesentlichen über eine Mehrzahl von materialelastischen
Abschnitten 17.3 sichergestellt werden, hier jeweils insbesondere in Ausgestaltung
als freier Arm, welcher sich auch in Umfangsrichtung erstreckt.
[0101] Der jeweilige materialelastische Abschnitt 17.3 weist in einer der möglichen Ausgestaltungen
insbesondere auf: einen Übergang 17.2 zwischen der Mahlkammer-Aufnahme 17.1 und dem
freien Abschnitt des Arms, ein Ausgleichsloch 17.4 (insbesondere zum Ausgleich von
Massen oder Spannungen bei Relativbewegungen), einen Innenradius 17.5 und eine Abrundung
17.6, insbesondere jeweils optimiert in Hinblick auf Minimierung von Spannungsspitzen
am Übergang 17.2, wenigstens eine Lager-Aufnahme 17.7 mit einem Ringabschnitt 17.71
in einer Anordnung am freien Ende des jeweiligen Arms, einen Kopplungspunkt 17.8 zur
Welle 15, und einen Anlenkpunkt oder Anlenkbereich (beziehungsweise geometrische Mitte)
eines Anlenkabschnitts 17.9 am jeweiligen Übergang 17.2. In der jeweiligen Lager-Aufnahme
17.7 kann ein/das Lager 18 für die entsprechende Exzenterwelle 15 eingefasst werden,
zum Beispiel durch Form-und/oder Kraftschluss. Der Bereich, welcher die Mahlkammer-Aufnahme
17.1 definiert, insbesondere ein ringförmiger Bereich 17.11 darum herum, kann materialsteif
ausgebildet sein, beispielsweise auch durch Material-Nachbehandlung oder Material-Differenzierung.
[0102] Im Folgenden werden geometrische Angaben erläutert.
[0103] D17.1 Durchmesser der Mahlkammer-Aufnahme; d17 freie Länge des materialelastischen
Abschnitts 17.3, insbesondere in Umfangsrichtung u; r radiale Richtung; r1 freier
radialer Abstand der Lager-Aufnahme, insbesondere bezüglich der Mahlkammer-Aufnahme;
zHöhenrichtung beziehungsweise Längsrichtung (axiale Richtung); z17 Dicke der Anlenkereinheit;
α Umfangswinkel beziehungsweise Versatz in Umfangsrichtung zwischen Anlenkpunkt 17.9
und Lager-Aufnahme 17.7.
[0104] Die Fig. 1 zeigt eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung 10 mit einem durch Exzenterwellen
angetriebenen Mahlsystem 13.
[0105] Die Fig. 2 zeigt ein auf einer Grundplatte 13.5 montiertes Mahlsystem 13 mit drei
Exzenterwellen 15, von denen eine Exzenterwelle 15 durch einen Antrieb 14 angetrieben
wird.
[0106] Die Fig. 3A, 3B, 3C zeigen die Anordnung einer materialelastische Anlenkereinheit
17 integriert zwischen zwei Ausgleichsmasseneinheiten 16, 16.1 und einer Haltespange
13.3. Sowohl die Anlenkereinheit 17 als auch die Ausgleichsmasseneinheiten 16 und
die Haltespange 13.3 sind an die Exzenterwellen 15 gekoppelt. Die drei koppelnden
materialelastischen Abschnitte 17.3 erstrecken sich jeweils in Umfangsrichtung u über
einen Winkel α im Bereich von 60 bis 100 °, insbesondere ca. 85°.
[0107] Die Fig. 4A, 4B zeigen die einzelnen Abschnitte einer integralen, massiven einstückigen
materialelastischen Anlenkereinheit 17 mit in radialer Richtung biegeelastischen Armen
17.3. Zentrisch ist eine Mahlkammer-Aufnahme 17.1 durch einen vergleichsweise materialsteifen
Bereich 17.11 definiert. Die Übergänge zwischen diesem materialsteifen Bereich 17.11
(beziehungsweise dem Anlenkabschnitt 17.9) und den jeweiligen Armen 17.3 sind allesamt
abgerundet (insbesondere Bereiche 17.2, 17.5, 17.6). Weitere hinsichtlich Massenverteilung
beziehungsweise Spannungsverteilung beziehungsweise Kraftfluss optimierende Maßnahmen
können zum Beispiel durch das gezeigte Ausgleichsloch 17.4 im jeweiligen Arm sichergestellt
werden. Die jeweilige Lager-Aufnahme 17.7 ist durch einen integralen einstückigen
massiven Ringabschnitt 17.71 bereitgestellt, dessen Zentrum den Kopplungspunkt 17.8
(Mittelpunkt Exzenterwelle) definiert.
[0108] Fig. 4B veranschaulicht die vergleichsweise kleine Dicke z17 der Anlenkereinheit
(scheibenartige Ausgestaltung).
[0109] Fig. 5 zeigt eine Scheibenschwingmühle 1 ohne Anlenkereinheit (Stand der Technik).
Das Mahlsystem ist ohne materialelastische Ankopplung mit den Exzenterwellen verbunden.
[0110] In den folgenden Figuren wird speziell auf einen Aspekt eingegangen, welcher einen
Phasenversatz und das Erzeugen oder Einstellen/Regeln der Art und Weise der Schwingungen
betrifft, wobei eine Kombination mit den zuvor beschriebenen Merkmalen eine besonders
weitreichend schwingungsoptimierte Mühle bereitstellen kann.
[0111] Die Fig. 6A, 6B, 6C veranschaulichen unterschiedliche Betriebszustände, jeweils in
Abhängigkeit von einem Phasenversatz ω, wobei sich jeweils individuell ein resultierender
Kraftvektor einer resultierenden Unwucht einstellt.
[0112] In Fig. 6A ist ein optimierungsbedürftiger Schwingungszustand illustriert. Der Drehwinkel
beziehungsweise Phasenversatz ω13 des Mahlsteins ist von den Mahlbedingungen, insbesondere
von der Beladung abhängig. Dargestellt ist ein Betriebszustand mit vergleichsweise
großer Restunwucht.
[0113] Ein Kraftvektor
F1 der Unwuchtkraft der Mahlkammer weist in eine andere Richtung als ein Kraftvektor
F2 der Unwuchtkraft des Mahlsteins. Ein Kraftvektor
F3 der Unwuchtkraft der Ausgleichsmasseneinheit weist entgegengesetzt zu
F1 (Phasenversatz exakt 180 °).
[0114] Der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz ω13 des Mahlsteins ist zwischen
F1 und
F2 aufgetragen.
[0115] Effekt: Ein vergleichsweise großer/langer Kraftvektor
Fn für die Restunwucht stellt sich ein.
[0116] In Fig. 6B ist ein schwingungstechnisch durch Phasenversatzoptimierung optimierter
Schwingungszustand illustriert.
F3 weist in einem Winkel ungleich 180 ° entgegengesetzt zu
F1 (Phasenversatz beispielsweise ca. 195 ° oder 200 °; Fig. 6B ist nicht exakt maßstabsgetreu).
[0117] Der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz ω16 der Ausgleichsmasseneinheit ist
hier der Einfachheit halber zwischen
F1 und
F3 aufgetragen.
[0118] Effekt: Eine Restunwucht wird Null beziehungsweise kann erfindungsgemäß nivelliert
werden, insbesondere indem der Phasenversatz ω16 entsprechend eingestellt ist/wird.
[0119] In Fig. 6C illustriert einen weiteren Betriebszustand, bei welchem eine (vergleichsweise
kleine) noch bestehende Restunwucht
Fn nicht nivelliert ist oder bewusst nicht nachgeregelt wird, insbesondere da der Phasenversatz
des Mahlsteins ω13 vergleichsweise stark variiert. Jedoch ist der Phasenversatz ω16
der Ausgleichsmasseneinheit erfindungsgemäß derart gewählt (hier zwecks Illustration
entsprechend jenem Phasenversatz in Fig. 6B), dass die resultierende Restunwucht um
den Wert Null pendelt. Ein solcher Mittelwert kann zum Beispiel als Erfahrungswert
aus dem Normbetrieb der Mühle über eine vordefinierte Betriebsdauer ermittelt werden,
insbesondere zwecks Vorgabe eines einzigen vordefinierten vorteilhaften Phasenversatzes
ω16 der Ausgleichsmasseneinheit. Dies kann auch eine aufwändige Nachregelung ersparen.
[0120] Effekt: Je nach Größe des Versatzes ist der vergleichsweise kleine/kurze Kraftvektor
Fn in eine erste oder in eine zweite entgegengesetzte Richtung ausgerichtet und pendelt
im Idealfall bei nur kleinem Ausschlag um einen Mittelwert Null.
[0121] Die Fig. 7A, 7B, 7C, 7D zeigen eine Exzenterwelle 15 in unterschiedlichen Ansichten
und Konfigurationen. In Fig. 7A ist erkennbar, dass einzelne Nocken jeweils eine Scheibe
15.1 umfassen, die mit vordefinierbarem Versatz beziehungsweise Drehwinkel relativ
zu den weiteren Nocken beziehungsweise Scheiben anordenbar ist. Die einzelnen Nocken
beziehungsweise Scheiben lassen sich zum Beispiel mittels Verbindungsmitteln 15.2
(beispielsweise Schraubverbindungen oder Pass-Mittel) relativ zueinander positionieren.
[0122] Das Beispiel der Figuren 7 zeigt eine Welle mit drei Nocken. Insbesondere interagiert
eine der Nocken mit der Mahlkammer, und die anderen beiden Nocken sind jeweils an
eine von zwei Ausgleichsmasseneinheiten gekoppelt. Es hat sich gezeigt, dass ein besonders
vorteilhaftes Betriebsverhalten realisierbar ist, wenn der mittlere Nocken die Mahlkammer
koppelt.
[0123] In Fig. 7B ist die Relativposition der einzelnen Nocken beziehungsweise Scheiben
weiter verdeutlicht. Insbesondere kann eine serielle Montage von einzelnen Maschinenelementen
vorgesehen sein, insbesondere derart, dass die Scheiben optional nachrüstbar sind.
[0124] In Fig. 7C und 7D sind unterschiedlich groß eingestellte Phasenversätze illustriert.
Fig. 7C illustriert einen (erfindungsgemäß als nachteilig identifizierten) Versatz
von 180°. Fig. 7D illustriert beispielhaft einen (erfindungsgemäß als vorteilhaft
identifizierten) Versatz von ± 20 ° in Bezug auf die exakt gegensätzliche gegenüberliegende
Anordnung gemäß Fig. 7C (180 °), entsprechend also 200 °. Ein solcher Versatz kann
also relativ zwischen dem Nocken für die Kammer und dem jeweiligen Nocken für die
Ausgleichsmasseneinheit(en) realisiert werden, wahlweise fest vordefiniert oder auch
während des Betriebs oder in Betriebspausen oder bei Neukonfiguration der Mühle einstellbar
(optionale Nach-Justage).
[0125] Fig. 8 zeigt eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung 10 mit Steuerungs-/Regelungseinrichtung
20 und mit wenigstens einer Messeinheit 21, insbesondere umfassend wenigstens einen
Beschleunigungssensor.
Bezugszeichenliste:
[0126]
- 1
- Scheibenschwingmühle
- 10
- Scheibenschwingmühlenvorrichtung
- 11
- Mühlengehäuse
- 12
- Materialaufgabe
- 13
- Mahlsystem
- 13.1
- Mahlkammer
- 13.3
- Haltespange
- 13.4
- Dom beziehungsweise Distanzelement
- 13.5
- Grundplatte
- 14
- Exzenterwellen-Antrieb
- 15
- Exzenterwelle
- 15.1
- Exzenterwellenscheibe beziehungsweise Exzenterscheibe
- 16
- Ausgleichsmasseneinheit
- 16.1
- Ausgleichsmassenelement
- 17
- materialelastische Anlenkereinheit
- 17.1
- Mahlkammer-Aufnahme
- 17.11
- materialsteifer Bereich
- 17.2
- Übergang zur Mahlkammer-Aufnahme
- 17.3
- materialelastischer Abschnitt, insbesondere freier Arm
- 17.4
- Ausgleichsloch
- 17.5
- Innenradius
- 17.6
- Abrundung
- 17.7
- Lager-Aufnahme
- 17.71
- Ringabschnitt
- 17.8
- Kopplungspunkt
- 17.9
- Anlenkpunkt oder Anlenkabschnitt oder Mitte eines Anlenkabschnitts
- 18
- Lager für Exzenterwelle
- 19
- Materialaustrag
- 20
- Steuerungs-/Regelungseinrichtung
- 21
- Messeinheit, insbesondere Beschleunigungssensor
- F1
- Kraftvektor Unwuchtkraft Mahlkammer (beziehungsweise Mahlsystem ohne Mahlstein und
ohne Ausgleichsmasseneinheit)
- F2
- Kraftvektor Unwuchtkraft Mahlstein
- F3
- Kraftvektor Unwuchtkraft Ausgleichsmasseneinheit
- Fn
- Kraftvektor Restunwucht
- D17.1
- Durchmesser der Mahlkammer-Aufnahme
- d17
- freie Länge
- r
- radiale Richtung
- r1
- radialer Abstand der Lager-Aufnahme
- u
- Umfangsrichtung
- z
- Höhenrichtung beziehungsweise Längsrichtung (axiale Richtung)
- z17
- Dicke der Anlenkereinheit
- α
- Umfangswinkel beziehungsweise Versatz in Umfangsrichtung
- ω
- Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz (kleines Omega)
- ω13
- Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz Mahlstein
- ω16
- Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz Ausgleichsmasseneinheit
1. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial, insbesondere
Einsatzmaterial einer Partikelgröße kleiner 20 mm oder kleiner 10 mm, insbesondere
eingerichtet zum Mahlen des Einsatzmaterials auf Partikelgrößen kleiner 75 µm, mit:
- einem Mühlengehäuse (11);
- einem im Mühlengehäuse (11) schwingbeweglich angeordneten Mahlsystem (13) mit einer
Mahlkammer (13.1) und mit wenigstens einem in der Mahlkammer (13.1) beweglich angeordneten
Mahlstein;
- wenigstens einem im Mühlengehäuse (11) gelagerten und die Schwingbewegung in der
Mahlkammer (13.1) erzeugenden Exzenterwellen-Antrieb (14) und wenigstens zwei Exzenterwellen
(15), insbesondere wenigstens zwei synchron umlaufende Exzenterwellen (15);
- einer mit dem Exzenterwellen-Antrieb (14) verbundenen Ausgleichsmasseneinheit (16)
eingerichtet zum Unwuchtausgleich;
wobei die Mahlkammer (13.1) mittels wenigstens einer materialelastischen Anlenkereinheit
(17) an die Exzenterwellen (15) gekoppelt ist
dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) materialelastisch durch wenigstens einen
biegeelastisch zwischen der Mahlkammer (13.1) und den Exzenterwellen (15) gelagerten
Abschnitt (17.3) ist, wobei die materialelastische Anlenkereinheit (17) biegeelastisch
in radialer Richtung (r) ist.
2. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) biegeelastisch in radialer Richtung (r)
mit einem Biegemoment oder einer Biegesteifigkeit, welche/welches insbesondere in
radialer Richtung (r) mindestens eine Zehnerpotenz kleiner ist als die Steifigkeit
der gekoppelten kraftführenden Komponenten.
3. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) eine Mahlkammer-Aufnahme (17.1) umfasst
oder bereitstellt, insbesondere in einstückig-integraler Ausgestaltung, insbesondere
in zentrischer Anordnung integriert in die materialelastische Anlenkereinheit (17);
und/oder wobei die materialelastische Anlenkereinheit (17) aus einem vorgefertigten
Halbzeug ausgestaltet ist, insbesondere in vollständig massiver Ausgestaltung.
4. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) die Mahlkammer (13.1) in wenigstens einem
Kopplungspunkt (17.8) je Exzenterwelle (15) bewegungstolerant an die jeweilige Exzenterwelle
(15) koppelt, insbesondere mittels einer Lager-Aufnahme (17.7) zur Anordnung eines
Lagers für die jeweilige Exzenterwelle (15), wobei der wenigstens eine Kopplungspunkt
(17.8) mit Versatz (α) in Umfangsrichtung (u) in Bezug auf einen Anlenkpunkt oder
Krafteinleitungspunkt an der Mahlkammer (13.1) angeordnet ist, insbesondere mit einem
Versatz im Bereich eines Umfangswinkels α von 30 ° bis 120 °, insbesondere in zumindest
annähernd tangentialer Erstreckung.
5. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) die Mahlkammer (13.1) in wenigstens einem
Kopplungspunkt (17.8) je Exzenterwelle (15) mittels eines materialelastischen Abschnitts
in Ausgestaltung als freier Arm (17.3) bewegungstolerant an die jeweilige Exzenterwelle
(15) koppelt, wobei der materialelastische Arm (17.3) einstückig-integraler Bestandteil
der materialelastischen Anlenkereinheit (17) ist, insbesondere in Ausgestaltung als
biegebalkenartiger Materialabschnitt.
6. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) oder zumindest ein jeweiliger materialelastischer
Abschnitt (17.3) der materialelastischen Anlenkereinheit (17) massiv ausgestaltet
ist.
7. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) wenigstens drei materialelastische Abschnitte
jeweils in Ausgestaltung als freier Arm (17.3) aufweist, welche sich jeweils in Umfangsrichtung
(u) um eine/die Mahlkammer-Aufnahme der materialelastischen Anlenkereinheit (17) erstrecken,
insbesondere in symmetrischer Anordnung um die Mahlkammer-Aufnahme, und welche jeweils
an dessen freien Ende eine Lager-Aufnahme (17.7) aufweisen, und welche jeweils eine
freie Länge (d17) vom Mittelpunkt der Lager-Aufnahme (17.7) bis zu einem Anlenkpunkt
(17.9) an der Mahlkammer-Aufnahme entsprechend einem Umfangswinkel α von mindestens
30 ° bis 45 ° aufweisen, insbesondere entsprechend einem Umfangswinkel α von mindestens
45 ° bis 60 °, insbesondere eine freie Länge (d17) im Bereich von mindestens 50 %
bis 90 % des Durchmessers der Mahlkammer-Aufnahme, insbesondere mindestens 75 % bis
90 % des Durchmessers der Mahlkammer-Aufnahme (D17.1); und/oder wobei die materialelastische
Anlenkereinheit (17) die Mahlkammer (13.1) in wenigstens einem Kopplungspunkt (17.8)
je Exzenterwelle (15) mittels eines/des materialelastischen Abschnitts jeweils in
Ausgestaltung als freier Arm (17.3) an die jeweilige Exzenterwelle (15) koppelt, wobei
der jeweilige materialelastische Arm (17.3) von einem Übergang zur Mahlkammer-Aufnahme
bis zum freien Ende des Arms (17.3) eine Länge im Bereich von 50 % bis 150 % des Durchmessers
der Mahlkammer-Aufnahme (D17.1) aufweist, insbesondere 80 % bis 120 % des Durchmessers
der Mahlkammer-Aufnahme (D17.1).
8. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) eine/die Mahlkammer-Aufnahme (17.1) für
die Mahlkammer (13.1) aufweist, welche die Mahlkammer (13.1) in Umfangsrichtung (u)
vollumfänglich umgibt, wobei die Mahlkammer-Aufnahme bevorzugt als im Querschnitt
kreisrunde oder als zylindrische Aufnahme in der Art einer Buchse ausgestaltet ist.
9. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand (r1) einer/der jeweiligen Lager-Aufnahme (17.7) der materialelastischen
Anlenkereinheit (17), insbesondere der radiale Abstand (r1) eines/des Mittelpunkts
der Lager-Aufnahme (17.7) zur Mahlkammer-Aufnahme, kleiner als der Durchmesser der
Mahlkammer-Aufnahme (D17.1) der materialelastischen Anlenkereinheit (17) ist, insbesondere
kleiner als der halbe Durchmesser der Mahlkammer-Aufnahme (D17.1).
10. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) als flache Scheibe ausgebildet ist, insbesondere
mit einheitlicher Dicke, insbesondere mit einheitlicher Dicke sowohl von materialelastischen
Abschnitten/Armen als auch von einer/der Mahlkammer-Aufnahme der materialelastischen
Anlenkereinheit (17).
11. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) eingerichtet ist, die Mahlkammer (13.1)
mit Bewegungstoleranzen von weniger als 1 mm, bevorzugt weniger als 0,5 oder 0,3 oder
0,2 mm, an die Exzenterwellen (15) materialelastisch zu koppeln, insbesondere mit
diesen Bewegungstoleranzen jeweils in radialer Richtung (r1).
12. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasseneinheit (16) derart an den Exzenterwellen-Antrieb (14) gekoppelt
ist, dass ein Phasenversatz ω größer 180 °, insbesondere größer 185°, zwischen einem/dem
Exzentermaximum der Ausgleichsmasseneinheit (16) und einem/dem Exzentermaximum der
Mahlkammer (13.1) einstellbar ist.
13. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenversatz ω derart einstellbar ist, dass das Exzentermaximum der Ausgleichsmasseneinheit
(16) dem Exzentermaximum der Mahlkammer (13.1) nacheilt; und/oder wobei die Ausgleichsmasseneinheit
(16) derart in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Exzenterwellen-Antriebs (14) ansteuerbar
ist, dass ein Phasenversatz ω im Bereich von 185 ° bis 200 ° einstellbar ist; und/oder
wobei die Ansteuerung derart erfolgt, dass der eingeregelte Phasenversatz ω der Ausgleichsmasseneinheit
(16) unterschiedliche Relativpositionen des wenigstens einen Mahlsteins relativ zum
Exzentermaximum im Teillast- und Volllastbetrieb ausgleicht, insbesondere zwecks Ausgleich
von Betriebszustandsänderungen zwischen Leerlauf und Volllast; und/oder wobei die
Ausgleichsmasseneinheit (16) im Phasenversatz ω einstellbar ist, insbesondere indem
an wenigstens eine Exzenterwelle (15) wenigstens eine Exzenterscheibe (15.1) vorgesehen
ist, insbesondere eine in relativer Drehposition zur Exzenterwelle (15) positionierbare
Exzenterscheibe; und/oder wobei das Exzentermaximum der Mahlkammer (13.1) mindestens
2 % des Innendurchmessers der Mahlkammer (13.1) beträgt, insbesondere im Bereich von
4 % bis 8 %; und/oder wobei das Exzentermaximum der Ausgleichsmasseneinheit (16) größer
als das Exzentermaximum der Mahlkammer (13.1) ist, insbesondere mindestens um den
Faktor 1,2 bis 3.
14. Materialelastische Anlenkereinheit (17) eingerichtet zur materialelastischen Kopplung
einer Mahlkammer (13.1) an wenigstens eine Exzenterwelle (15) in einer Scheibenschwingmühlenvorrichtung
(10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialelastische Anlenkereinheit (17) hergestellt ist durch Ausnehmen einer
Lager-Aufnahme (17.7) für die Exzenterwelle (15) und durch Ausnehmen einer Mahlkammer-Aufnahme,
wobei zwischen den Aufnahmen jeweils wenigstens ein materialelastischer querschnittsflächenreduzierter
Abschnitt (17.3) ausgebildet wird, insbesondere in einer einstückigen massiven Platte,
welche die einstückigintegrale materialelastische Anlenkereinheit (17) bildet.
1. A vibratory disk mill device (10) for comminution of feed material, especially feed
material of particle size less than 20 mm or less than 10 mm, especially set up for
grinding the feed material to particle sizes less than 75 µm, having:
- a mill housing (11);
- a mill system (13) disposed in a vibratorily mobile manner in the mill housing (11)
and having a grinding chamber (13.1) and having at least one grindstone arranged so
as to be movable within the grinding chamber (13.1);
- at least one eccentric shaft drive (14) which is mounted within the mill housing
(11) and generates the vibrating motion in the grinding chamber (13.1), and at least
two eccentric shafts (15), especially at least two synchronously running eccentric
shafts (15),
- a balancing mass unit (16) connected to the eccentric shaft drive (14) and set up
to balance out the imbalance;
wherein the grinding chamber (13.1) is coupled to the eccentric shafts (15) by means
of at least one inherently elastic link unit (17),
characterized in that the inherently elastic link unit (17) is inherently elastic by virtue of at least
one section (17.3) mounted in a flexurally elastic manner between the grinding chamber
(13.1) and the eccentric shafts (15), wherein the inherently elastic link unit (17)
is flexurally elastic in radial direction (r).
2. The vibratory disk mill device (10) as claimed in claim 1, characterized in that the inherently elastic link unit (17) is flexurally elastic in radial direction (r)
with a bending moment or bending stiffness at least one factor of ten smaller, especially
in radial direction (r), than the stiffness of the coupled force-bearing components.
3. The vibratory disk mill device (10) as claimed in either of the preceding claims,
characterized in that the inherently elastic link unit (17) comprises or provides a grinding chamber receptacle
(17.1), especially in a one-piece integral configuration, especially integrated into
the inherently elastic link unit (17) in a central arrangement; and/or wherein the
inherently elastic link unit (17) is fashioned from a prefabricated semifinished product,
especially in a completely solid configuration.
4. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) couples the grinding chamber (13.1) to the
respective eccentric shaft (15) in a movement-tolerant manner at at least one coupling
point (17.8) per eccentric shaft (15), especially by means of a bearing receptacle
(17.7) for arrangement of a bearing for the respective eccentric shaft (15), wherein
the at least one coupling point (17.8) is arranged with an offset (α) in circumferential
direction (u) in relation to a link point or force introduction point on the grinding
chamber (13.1), especially with an offset in the range of a circumferential angle
α of 30° to 120°, especially in at least approximately tangential extent.
5. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) couples the grinding chamber (13.1) to the
respective eccentric shaft (15) in a movement-tolerant manner at at least one coupling
point (17.8) per eccentric shaft (15) by means of an inherently elastic section configured
as a free arm (17.3), wherein the inherently elastic arm (17.3) is integrated into
the inherently elastic link unit (17) in a one-piece manner, especially configured
as a flexible beam-like material section.
6. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) or at least one respective inherently elastic
section (17.3) of the inherently elastic link unit (17) is in a solid configuration.
7. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) has at least three inherently elastic sections
each configured as a free arm (17.3), each of which extends in circumferential direction
(u) around a/the grinding chamber receptacle of the inherently elastic link unit (17),
especially in symmetric arrangement around the grinding chamber receptacle, and each
has a bearing receptacle (17.7) at its free end, and each has a free length (d17)
from the center of the bearing receptacle (17.7) up to a link point (17.9) on the
grinding chamber receptacle corresponding to a circumferential angle α of at least
30° to 45°, especially corresponding to a circumferential angle α of at least 45°
to 60°, especially a free length (d17) in the range from at least 50% to 90% of the
diameter of the grinding chamber receptacle, especially at least 75% to 90% of the
diameter of the grinding chamber receptacle (D17.1); and/or wherein the inherently
elastic link unit (17) couples the grinding chamber (13.1) to the respective eccentric
shaft (15) at at least one coupling point (17.8) per eccentric shaft (15) by means
of a/the inherently elastic section, in each case configured as a free arm (17.3),
wherein the respective inherently elastic arm (17.3) has a length from a transition
to the grinding chamber receptacle up to the free end of the arm (17.3) in the range
from 50% to 150% of the diameter of the grinding chamber receptacle (D17.1), especially
80% to 120% of the diameter of the grinding chamber receptacle (D17.1).
8. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) includes a/the grinding chamber receptacle
(17.1) for the grinding chamber (13.1) that fully surrounds the grinding chamber (13.1)
in circumferential direction (u), wherein the grinding chamber receptacle is preferably
configured as a receptacle having a circular cross section or as a cylindrical receptacle
in the form of a sleeve.
9. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the radial distance (r1) of a/the respective bearing receptacle (17.7) of the inherently
elastic link unit (17), especially the radial distance (r1) of a/the center of the
bearing receptacle (17.7) from the grinding chamber receptacle, is less than the diameter
of the grinding chamber receptacle (D17.1) of the inherently elastic link unit (17),
especially less than half the diameter of the grinding chamber receptacle (D17.1).
10. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) takes the form of a flat disk, especially having
uniform thickness, especially having uniform thickness both of inherently elastic
sections/arms and of a/the grinding chamber receptacle of the inherently elastic link
unit (17).
11. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) is set up to couple the grinding chamber (13.1)
to the eccentric shafts (15) in an inherently elastic manner with movement tolerances
of less than 1 mm, preferably less than 0.5 or 0.3 or 0.2 mm, especially with these
movement tolerances each in radial direction (r1).
12. The vibratory disk mill device (10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the balancing mass unit (16) is coupled to the eccentric shaft drive (14) in such
a way that a phase offset ω of greater than 180°, especially greater than 185°, can
be established between a/the eccentric maximum of the balancing mass unit (16) and
a/the eccentric maximum of the grinding chamber (13.1).
13. The vibratory disk mill device (10) as claimed in claim 12, characterized in that the phase offset ω is adjustable in such a way that the eccentric maximum of the
balancing mass unit (16) lags behind the eccentric maximum of the grinding chamber
(13.1); and/or wherein the balancing mass unit (16) can be actuated as a function
of the actuation of the eccentric shaft drive (14) in such a way that a phase offset
ω in the range from 185° to 200° can be established; and/or wherein the actuation
is effected in such a way that the established phase offset ω of the balancing mass
unit (16) balances different relative positions of the at least one grindstone relative
to the eccentric maximum in part-load and full-load operation, especially for the
purpose of balancing changes in the state of operation between idling and full load;
and/or wherein the balancing mass unit (16) is adjustable in terms of the phase offset
ω, especially in that at least one eccentric disk (15.1) is provided on at least one eccentric shaft (15),
especially an eccentric disk that can be positioned in a relative rotation position
to the eccentric shaft (15); and/or wherein the eccentric maximum of the grinding
chamber (13.1) is at least 2% of the internal diameter of the grinding chamber (13.1),
especially in the range from 4% to 8%; and/or wherein the eccentric maximum of the
balancing mass unit (16) is greater than the eccentric maximum of the grinding chamber
(13.1), especially at least by a factor of 1.2 to 3.
14. An inherently elastic link unit (17) set up for inherently elastic coupling of a grinding
chamber (13.1) to at least one eccentric shaft (15) in a vibratory disk mill device
(10) as claimed in any of the preceding claims, characterized in that the inherently elastic link unit (17) has been produced by recessing a bearing receptacle
(17.7) for the eccentric shaft (15) and by recessing a grinding chamber receptacle,
with at least one inherently elastic section (17.3) of reduced crosssectional area
formed in each case between the receptacles, especially in a one-piece solid plate
that forms the one-piece integrated inherently elastic link unit (17).
1. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) destiné à broyer du matériau d'entrée,
en particulier du matériau d'entrée dont la granulométrie est inférieure à 20 mm ou
inférieure à 10 mm, en particulier destiné à broyer du matériau d'entrée dont la granulométrie
est inférieure à 75 um , ledit dispositif comprenant :
- un boîtier de broyeur (11) ;
- un système de broyage (13) qui est disposé dans le boîtier de broyeur (11) de manière
mobile en vibration et qui comporte une chambre de broyage (13.1) et au moins une
meule disposée de manière mobile dans la chambre de broyage (13.1) ;
- au moins un entraînement d'arbres excentriques (14) qui est logé dans le boîtier
de broyeur (11) et qui génère le mouvement vibratoire dans la chambre de broyage (13.1)
et au moins deux arbres excentriques (15), en particulier au moins deux arbres excentriques
à rotation synchrone (15) ;
- une unité formant masse d'équilibrage (16) qui est reliée à l'entraînement d'arbres
excentriques (14) et qui est destinée à compenser un déséquilibrage ;
la chambre de broyage (13.1) étant accouplée aux arbres excentriques (15) au moyen
d'au moins une unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique est formée par au moins
une portion (17.3) qui est logée de manière élastique en flexion entre la chambre
de broyage (13.1) et les arbres excentriques (15), l'unité formant bielle articlée
(17) en matériau élastique étant élastique en flexion dans une direction radiale (r).
2. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique est élastique en flexion
dans une direction radiale (r) avec un moment de flexion ou une rigidité en flexion
qui est inférieure à la rigidité des composants de direction de force accouplés d'au
moins une puissance dix dans la direction radiale (r).
3. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique comprend ou prévoit un
logement de chambre de broyage (17.1), en particulier dans une conception monobloc
intégré, en particulier suivant une disposition centrée intégrée dans l'unité formant
bielle articulée (17) en matériau élastique ; et/ou l'unité formant bielle articulée
(17) en matériau élastique étant réalisée à partir d'un produit semifini préfabriqué,
en particulier suivant une configuration entièrement solide.
4. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique accouple la chambre de
broyage (13.1) d'une manière tolérante au mouvement à l'arbre excentrique respectif
(15) en au moins un point d'accouplement (17.8) par arbre excentrique (15), en particulier
au moyen d'un logement de palier (17.7) destiné à la disposition d'un palier destiné
à l'arbre excentrique respectif (15), l'au moins un point d'accouplement (17.8) étant
disposé avec un décalage (α) dans la direction circonférentielle (u) par rapport à
un point d'articulation ou un point d'application de force au niveau de la chambre
de broyage (13.1), en particulier avec un décalage dans la plage d'angle circonférentiel
α de 30° à 120°, en particulier suivant une extension au moins approximativement tangentielle.
5. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique accouple la chambre de
broyage (13.1) d'une manière tolérante au mouvement à l'arbre excentrique respectif
(15) en au moins un point d'accouplement (17.8) par arbre excentrique (15) au moyen
d'une portion en matériau élastique dans une conception sous la forme d'un bras libre
(17.3), le bras (17.3) en matériau élastique étant une partie monobloc intégrée de
l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique, en particulier dans une
conception sous la forme d'une portion de matériau de type poutre de flexion.
6. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique ou au moins une portion
respective (17.3) en matériau élastique de l'unité formant bielle articulée (17) en
matériau élastique est conçue comme étant pleine.
7. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique comporte au moins trois
portions en matériau élastique, chacune suivant une conception sous la forme d'un
bras libre (17.3), lesquelles s'étendent chacune dans la direction circonférentielle
(u) autour d'un/du logement de chambre de broyage de l'unité formant bielle articulée
(17) en matériau élastique, en particulier dans une disposition symétrique autour
du logement de chambre de broyage, et qui ont chacun un enregistrement de palier (17.7)
à son extrémité libre, et lesquelles ont chacune une longueur libre (d17), depuis
le point central du logement de palier (17.7) jusqu'à un point d'articulation (17.9)
au niveau du logement de chambre de broyage, qui correspond à un angle circonférentiel
α d'au moins 30° à 45°, notamment qui correspond à un angle circonférentiel α d'au
moins 45° à 60°, notamment une longueur libre (d17) dans la plage allant d'au moins
50 % à 90 % du diamètre du logement de chambre de broyage, notamment d'au moins 75
% à 90 % du diamètre du logement de chambre de broyage (D17.1) ; et/ou l'unité formant
bielle articulée (17) en matériau élastique accouplant la chambre de broyage (13.1)
à l'arbre excentrique respectif (15) en au moins un point d'accouplement (17.8) par
arbre excentrique (15) au moyen d'une/de la portion en matériau élastique respectivement
suivant une conception sous la forme d'un bras libre (17.3), le bras respectif (17.3)
en matériau élastique ayant, depuis une transition vers le logement de chambre de
broyage jusqu'à l'extrémité libre du bras (17.3), une longueur dans la plage allant
de 50 % à 150 % du diamètre du logement de chambre de broyage (D17.1), notamment de
80 % à 120 % du diamètre du logement de chambre de broyage (D17.1).
8. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique comporte un/le logement
de chambre de broyage (17.1) destiné à la chambre de broyage (13.1) qui entoure complètement
la chambre de broyage (13.1) dans la direction circonférentielle (u), le logement
de chambre de broyage étant de préférence réalisé sous la forme d'un logement cylindrique
ou circulaire en coupe transversale à la manière d'une douille.
9. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la distance radiale (r1) d'un/du logement de palier respectif (17.7) de l'unité formant
bielle articulée (17) en matériau élastique, en particulier la distance radiale (r1)
d'un/du point central du logement de palier (17.7), au logement de chambre de broyage
est inférieure au diamètre du logement de chambre de broyage (D17.1) de l'unité formant
bielle articulée (17) en matériau élastique, en particulier inférieure à la moitié
du diamètre du logement de chambre de broyage (D17.1).
10. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique est conçue comme un disque
plat, ayant en particulier une épaisseur uniforme, en particulier une épaisseur uniforme
aussi bien des portions/bras en matériau élastique que d'un/du logement de chambre
de broyage de l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique.
11. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique est conçue pour accoupler
la chambre de broyage (13.1) de manière élastique en termes de matériau aux arbres
excentriques (15) avec des tolérances de mouvement inférieures à 1 mm, de préférence
inférieures à 0,5 ou 0,3 ou 0,2 mm, en particulier avec ces tolérances de mouvement
dans une direction radiale (r1).
12. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'unité formant masse d'équilibrage (16) est accouplée à l'entraînement d'arbres
excentriques (14) de manière à ce qu'un déphasage ω soit supérieur à 180°, en particulier
supérieur à 185°, entre un/le maximum excentrique de l'unité formant masse d'équilibrage
(16) et un/le maximum excentrique de la chambre de broyage (13.1).
13. Dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le déphasage ω est réglable de manière à ce que le maximum excentrique de l'unité
formant masse d'équilibrage (16) soit en retard sur le maximum excentrique de la chambre
de broyage (13.1) ; et/ou l'unité formant masse d'équilibrage (16) pouvant être commandée
en fonction de la commande de l'entraînement d'arbres excentriques (14) de manière
à ce qu'un déphasage ω puisse être réglé dans la plage de 185° à 200°; et/ou la commande
étant effectuée de manière à ce que le déphasage régulé o) de l'unité formant masse
d'équilibrage (16) compense les différentes positions relatives de l'au moins une
meule par rapport au maximum excentrique en fonctionnement à charge partielle et à
pleine charge, notamment afin de compenser les changements d'état de fonctionnement
entre le ralenti et la pleine charge ; et/ou l'unité formant masse d'équilibrage (16)
pouvant être réglée en termes de déphasage ω, en particulier du fait qu'au moins un
disque excentrique (15.1) est prévu sur au moins un arbre excentrique (15), en particulier
un disque excentrique qui peut être positionné dans une position de rotation relative
par rapport à l'arbre excentrique (15) ; et/ou le maximum excentrique de la chambre
de broyage (13.1) étant d'au moins 2% du diamètre intérieur de la chambre de broyage
(13.1), en particulier dans la plage de 4% à 8% ; et/ou le maximum excentrique de
l'unité formant masse d'équilibrage (16) étant supérieur au maximum excentrique de
la chambre de broyage (13.1), notamment d'un facteur d'au moins 1,2 à 3.
14. Unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique conçue pour accoupler élastiquement
en termes de matériau une chambre de broyage (13.1) à au moins un arbre excentrique
(15) dans un dispositif broyeur à disques vibrants (10) selon l'une des revendications
précédentes, caractérisée en ce que l'unité formant bielle articulée (17) en matériau élastique est fabriquée par une
opération consistant à ménager un logement de palier (17.7) destiné à l'arbre excentrique
(15) et un logement de chambre de broyage, au moins une portion (17.3) en matériau
élastique, dont la surface est réduite en coupe transversale, étant formée entre les
logements, notamment dans une plaque monobloc pleine qui forme l'unité formant bielle
articulée (17) monobloc en matériau élastique.