Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR THE MOTION-TOLERANT MATERIALLY ELASTIC COUPLING OF A GRINDING CHAMBER TO ECCENTRIC SHAFTS OF A VIBRATORY DISC MILL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/234088
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vibratory disc mill device (10) for comminuting feed material, in particular feed material having a particle size of less than 20 mm, in particular designed to grind the feed material to particles sizes of less than 75 µm, comprising: - a mill housing (11); - a grinding system (13) which is arranged in the mill housing in such a way that the grinding system can vibrate, and which has a grinding chamber (13.1) and at least one grindstone which is movably arranged in the grinding chamber; - at least one eccentric shaft drive (14) which is mounted in the mill housing and produces the vibratory motion in the grinding chamber; - at least two eccentric shafts (15); - a compensating mass unit (13) which is connected to the eccentric shaft drive and is designed to compensate for unbalance; wherein the grinding chamber (13.1) is coupled to the eccentric shafts (15) by means of at least one materially resilient articulated-attachment unit (17). This also allows improved operating conditions. The invention also relates to the use of an articulated-attachment unit for the materially resilient mounting of the grinding system of the vibratory disc mill.

Inventors:
RÜTHER THOMAS (DE)
HUMPE HANS-BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/063349
Publication Date:
November 26, 2020
Filing Date:
May 13, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
THYSSENKRUPP IND SOLUTIONS AG (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B02C17/14; B02C17/18; B02C17/24
Foreign References:
DE2212601A11973-09-20
DE4343742A11995-06-22
DE2212601A11973-09-20
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
Download PDF:
Claims:
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 gm, 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 (a) 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 a 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 a von mindestens 30 ° bis 45 ° aufweisen, insbesondere entsprechend einem Umfangswinkel a 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 w 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 w 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 w im Bereich von 185 ° bis 200 ° einstellbar ist; und/oder wobei die Ansteuerung derart erfolgt, dass der eingeregelte Phasenversatz w 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 w 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 eine/die einstückig-integrale materialelastische Anlenkereinheit (17) bildet.

Description:
VORRICHTUNG ZUM BEWEGUNGSTOLERANTEN MATERIALELASTISCHEN KOPPELN EINER MAHLKAMMER AN EXZENTERWELLEN EINER SCHWINGSCHEIBENMÜHLE

Beschreibung:

TECHNISCHES GEBIET

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

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).

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.

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.

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.

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.

Auch bei der Optimierung der Lagerung gibt es noch Optimierungs-Potential.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

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.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch sowie durch eine Verwendung gemäß dem nebengeordneten Verwendungsanspruch. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen aufgeführt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch 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 pm (Vormahlung), insbesondere kleiner 10 pm (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.

Das Einsatzmaterial weist bevorzugt eine Partikelgröße von weniger als 20 mm. Besonders bevorzugt liegt die Partikelgröße des Einsatzmaterials zwischen 20 mm und 75 pm. Das Einsatzmaterial wird bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 75 mίp, besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 10 gm gemahlen. Das Einsatzmaterial wird bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 0,5 gm, besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 1 gm, ganz besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 2 gm gemahlen.

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.

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.

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

Scheibenschwingmühlenvorrichtung.

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. 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.

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.

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.

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.

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.

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).

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. 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.

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.

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.

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 1 10 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]

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 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.

Das Querschnittsprofil kann sich dabei nach außen zum freien Ende hin verjüngen.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 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.

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.

ITEM Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial, insbesondere Einsatzmaterial einer Partikelgröße kleiner 20 mm, insbesondere eingerichtet zum Mahlen des Einsatzmaterials auf Partikelgrößen kleiner 75 pm, insbesondere kleiner 10 pm, 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 synchron umlaufendee Exzenterwellen; einer mit dem Exzenterwellen-Antrieb verbundenen Ausgleichsmasseneinheit eingerichtet zum Unwuchtausgleich; wobei die Mahlkammer mittels wenigstens einer materialelastischen Anlenkereinheit an die Exzenterwellen gekoppelt ist, wobei die materialelastische Anlenkereinheit eine Mahlkammer-Aufnahme umfasst oder bereitstellt, insbesondere in einstückig-integraler Ausgestaltung, insbesondere in zentrischer Anordnung integriert in die materialelastische Anlenkereinheit, wobei die materialelastische Anlenkereinheit die Mahlkammer in wenigstens einem Kopplungspunkt je Exzenterwelle bewegungstolerant an die jeweilige Exzenterwelle koppelt, 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. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile. Insbesondere liegt der Versatz im Bereich eines Umfangswinkels von 30 ° bis 120 °; wahlweise ist der Versatz jedoch auch kleiner, zum Beispeil je nach Anzahl und/oder Länge und/oder Geometrie von verwendeten materialelastischen Abschnitten.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine materialelastische Anlenkereinheit eingerichtet zur materialelastischen Kopplung einer Mahlkammer an wenigstens eine Exzenterwelle in einer zuvor beschriebenen Scheibenschwingmühlenvorrichtung, wobei die materialelastische Anlenkereinheit hergestellt ist durch Ausnehmen einer Lager-Aufnahme für die Exzenterwelle und durch Ausnehmen einer Mahlkammer-Aufnahme, wobei zwischen den Aufnahmen jeweils wenigstens ein materialelastischer querschnittsflächenreduzierter Abschnitt ausgebildet wird, insbesondere in einer einstückigen massiven Platte, welche eine/die einstückig-integrale materialelastische Anlenkereinheit bildet. Dies liefert zuvor genannte Vorteile.

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.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung wenigstens einer materialelastischen Anlenkereinheit in einer Scheibenschwingmühle zur materialelastischen Lagerung von einer Mehrzahl von Exzenterwellen bei der Zerkleinerung von Einsatzmaterial, wobei die Exzenterwellen mittels der materialelastischen Anlenkereinheit materialelastisch an eine/die Mahlkammer der Scheibenschwingmühle gekoppelt werden, insbesondere beim Zerkleinern von Einsatzmaterial einer Partikelgröße kleiner 20 mm, insbesondere beim Mahlen des Einsatzmaterials auf Partikelgrößen kleiner 75 pm, insbesondere kleiner 10 pm, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Scheibenschwingmühlenvorrichtung. Dies liefert zuvor genannte Vorteile.

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.

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.

Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn der Versatz nicht exakt 180 ° beträgt. 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. Die Ausgleichsmasseneinheit kann derart an den Exzenterwellen-Antrieb gekoppelt sein, dass der gewünschte Phasenversatz in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Exzenterwellen-Antriebs einstellbar ist.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Als„nacheilend“ ist dabei eine induzierte Bewegung zu verstehen, insbesondere die aufgrund von Unwuchten induzierte freie Bewegung des Mahlsteins.

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.

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.

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.

Das Einstellen des Phasenversatzes kann insbesondere auch durch mechanische Kopplung wie zum Beispeil mittels Passfedern erfolgen, insbesondere an der jeweiligen Exzenterwelle.

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.

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.

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. 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.

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.

Bei höherer Last (zum Beispeil bei relativ großem Mahlwiederstand) ist der Phasenversatz zwischen Exzentermaximum und momentaner Lage/Position des Mahlsteins relativ größer.

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. Die Einsteilbarkeit 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 Einsteilbarkeit begünstigen. Beispielsweise kann die Einsteilbarkeit auch durch eine Zahnwelle, eine Konusklemmung und/oder einen Rastbolzen sichergestellt werden.

Ein Verdrehen von Exzenterscheiben relativ zur Welle kann dabei auch während des Betriebs erfolgen, insbesondere im Sinne einer Feinjustage.

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.

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.

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. 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.

Die Größenabmessungen der Mahlkammer können dabei insbesondere durch diejenigen Flächen oder Wandungen beschrieben werden, an welchen der Mahlstein abwälzt.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. Die Verhältnisse der Maxima können insbesondere basierend auf relativen geometrischen Größenabmessungen von Exzenter-Elementen (zum Beispeil Scheiben) beschrieben werden.

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.

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. 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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

Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen.

Die Figuren werden zunächst zusammen beschrieben. Daraufhin wird zu jeder Figur eine spezifische Beschreibung geliefert. Eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung 10 umfasst ein Mühlengehäuse 1 1 , 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.

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.

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 17.1 1 darum herum, kann materialsteif ausgebildet sein, beispielsweise auch durch Material-Nachbehandlung oder Material-Differenzierung.

Im Folgenden werden geometrische Angaben erläutert.

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; a Umfangswinkel beziehungsweise Versatz in Umfangsrichtung zwischen Anlenkpunkt 17.9 und Lager-Aufnahme 17.7.

Die Fig. 1 zeigt eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung 10 mit einem durch Exzenterwellen angetriebenen Mahlsystem 13.

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.

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 a im Bereich von 60 bis 100 °, insbesondere ca. 85 °.

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.

Fig. 4B veranschaulicht die vergleichsweise kleine Dicke z17 der Anlenkereinheit (scheibenartige Ausgestaltung).

Fig. 5 zeigt eine Scheibenschwingmühle 1 ohne Anlenkereinheit (Stand der Technik). Das Mahlsystem ist ohne materialelastische Ankopplung mit den Exzenterwellen verbunden.

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.

Die Fig. 6A, 6B, 6C veranschaulichen unterschiedliche Betriebszustände, jeweils in Abhängigkeit von einem Phasenversatz w, wobei sich jeweils individuell ein resultierender Kraftvektor einer resultierenden Unwucht einstellt.

In Fig. 6A ist ein optimierungsbedürftiger Schwingungszustand illustriert. Der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz w13 des Mahlsteins ist von den Mahlbedingungen, insbesondere von der Beladung abhängig. Dargestellt ist ein Betriebszustand mit vergleichsweise großer Restunwucht. 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 °).

Der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz w13 des Mahlsteins ist zwischen F1 und F2 aufgetragen.

Effekt: Ein vergleichsweise großer/langer Kraftvektor Fn für die Restunwucht stellt sich ein.

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).

Der Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz w16 der Ausgleichsmasseneinheit ist hier der Einfachheit halber zwischen F1 und F3 aufgetragen.

Effekt: Eine Restunwucht wird Null beziehungsweise kann erfindungsgemäß nivelliert werden, insbesondere indem der Phasenversatz w16 entsprechend eingestellt ist/wird.

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 w13 vergleichsweise stark variiert. Jedoch ist der Phasenversatz w16 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 w16 der Ausgleichsmasseneinheit. Dies kann auch eine aufwändige Nachregelung ersparen. 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.

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.

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.

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.

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). Fig. 8 zeigt eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung 10 mit Steuerungs- /Regelungseinrichtung 20 und mit wenigstens einer Messeinheit 21 , insbesondere umfassend wenigstens einen Beschleunigungssensor.

Bezugszeichenliste:

I Scheibenschwingmühle

10 Scheibenschwingmühlenvorrichtung

I I 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

a Umfangswinkel beziehungsweise Versatz in Umfangsrichtung

w Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz (kleines Omega)

w13 Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz Mahlstein

w16 Drehwinkel beziehungsweise Phasenversatz Ausgleichsmasseneinheit