Kugelmühle mit Gehäuse und Gehäusedeckel

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kugelmühle mit einem Gehäuse welches in einem Mahlraum eine Trägervorrichtung mit Mahlstationen beherbergt und mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist, insbesondere eine Planeten- oder Fliehkraftkugelmühle im Labormaßstab.

Hintergrund der Erfindung

Kugelmühlen im Labormaßstab werden für ein breites Anwendungsspektrum, insbesondere zum Zerkleinern und Mischen von Proben und zum mechanischen Legieren eingesetzt. Ein überblick über gängige Labormühlen findet sich auf der Website der Anmelderin unter www.fritsch.de.

Bei Planeten- und Fliehkraftkugelmühlen sind Mahlbecher exzentrisch zu einer Zentrumsachse angeordnet und bewegen sich auf einer Kreisbahn um die Zentrumsachse. Durch den Umlauf der Mahlbecher wird eine radial nach außen gerichtete Fliehkraft auf das Mahlgut ausgeübt.

Bei einer Fliehkraftkugelmühle wird die Drehung des Mahlbechers um seine eigene Achse in Bezug auf das Laborsystem verhindert. Im Gegensatz dazu basieren

Planetenkugelmühlen darauf, durch zusätzliche Rotation um die Mahlbecherachse im Laborsystem eine kombinierte Umlauf- und Drehbewegung für die Mahlbecher zu erzeugen.

Anders als bei einer Fliehkraftkugelmühle verursacht der Antrieb der Mahlbecher in einer Planetenkugelmühle also eine absolute Rotationsbewegung des Mahlbechers um seine eigene Achse, die Aufnahme- oder Planetenachse, so daß in einer Planetenkugelmühle im Vergleich zu einer Fliehkraftkugelmühle eine deutlich größere, weitere Fliehkraftkomponente erzeugt wird. Diese ist der Fliehkraftkomponente überlagert, welche durch den Umlauf der Mahlbecher um die Zentrumsachse erzeugt wird.

Schließlich ist auch noch die Corioliskraft wirksam. Diese drei Kräfte ergeben bei der Planetenkugelmühle ein resultierendes Kraftfeld, dem die Mahlkugeln und das Mahlgut ausgesetzt sind.

Bei bestimmten Abmessungen der umlaufenden Teile und bestimmten Drehgeschwindigkeiten werden in einer Planetenkugelmühle Flugbahnen für die Mahlkugeln erzeugt. Die Mahlkugeln bewegen sich dann quer durch den Mahlbecher hindurch, bis sie auf die Innenwand des Mahlbechers auftreffen. Danach werden die Mahlkugeln am Innenumfang des Mahlbechers mitgenommen, bis die resultierende Kraft erneut dafür sorgt, daß die oben beschriebene Querbewegung stattfindet und Mahlkugeln eine Flugbewegung durch den Mahlbecher ausführen. Dies wird auch als "Wurfregime" bezeichnet. Anders als eine Fliehkraftkugelmühle kann dadurch eine Planetenkugelmühle bei höheren Drehzahlen eine erheblich bessere Mahlwirkung erzielen.

Derartige Labor-Planetenkugelmühlen werden zumeist mit ein, zwei oder vier Mahlstationen gebaut. Die Mahlstationen sind als Planeten an einer Sonnenscheibe, welche als Trägervorrichtung für die Mahlstationen ausgebildet ist drehbar gelagert, wobei sich die Trägervorrichtung relativ zum Gehäuse dreht. Die Mahlstationen umfassen jeweils eine

Aufnahmevorrichtung und zumindest ein Mahlgefäß das in der Aufnahmevorrichtung befestigt wird. Bei den konventionellen Kugelmühlen sind die Aufnahmevorrichtungen vollständig oberhalb der Trägervorrichtung angeordnet und fliegend an der Trägervorrichtung gelagert. Ein Beispiel für eine derartige Planetenkugelmühle mit einer Mahlstation und einer Ausgleichsmasse wird unter der Marke „pulverisette® 6" vertrieben (vgl. www.fritsch.de) und ist in der DE 197 12 905 C2 beschrieben.

Die bekannten Mühlen weisen ein Gehäuse auf, um die Trägervorrichtung mit den Mahlstationen, den Antrieb und die Steuerung der Mühle zu beherbergen. Aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung mit den fliegend gelagerten Aufnahmevorrichtungen oberhalb der Trägervorrichtung ist die vertikale Ausdehnung der beweglichen oder drehenden Teile bereits relativ groß. Darüber hinaus sind die Mahlgefäße mit Schraubklemmen verspannt, welche abermals nach oben Platz benötigen. Auf der anderen Seite sollen die drehenden Teile schon aus Sicherheitsgründen vollständig innerhalb des Gehäuses eingeschlossen sein. Daher muss bei diesen Kugelmühlen der Mahlraum, d.h. der Innenraum des Gehäuses, welcher die drehenden Teile beherbergt, relativ voluminös sein. Um bei Stillstand der Mühle an die Mahlgefäße zu gelangen, besitzt die Mühle einen großen im Wesentlichen schaufelförmigen Schwenkdeckel, welcher ausladend nach oben aufgeschwenkt wird. Die öffnung erfolgt manuell und erlaubt Zugriff auf die gesamte Trägervorrichtung, insbesondere auf alle Mahlstationen gleichzeitig, wobei diese für den Benutzer bei mehreren Mahlstationen ggf. schwierig zu unterscheiden sind, insbesondere wenn gleiche Mahlgefäße verwendet werden. Dadurch sind Fehlbedienungen, z.B. bei unterschiedlichem Mahlgut in den Mahlstationen möglich.

Nachteilig bei diesem Gehäuse ist ferner der große Platzbedarf bereits des Gehäuses im geschlossenen Zustand, noch mehr aber im geöffneten Zustand. Auch kann der geöffnete Deckel beim Zugriff auf die Mahlgefäße störend sein .

Ferner wird das Aufschwenken des großen und schweren Gehäusedeckels entgegen der Schwerkraft durch eine Gasdruckfeder unterstützt. Daher muss der Benutzer beim manuellen Schließen des Deckels Kraft gegen die Gasdruckfeder aufwenden. Nachteilig ist auch, dass derartige Gasdruckfedern altern können, was zu einem unerwünschten Nachlassen der Federkraft führen kann.

Zwar haben sich diese Kugelmühlen bewährt, es ist aber die Handhabung insbesondere hinsichtlich der

Benutzerfreundlichkeit, Störungsanfälligkeit und Sicherheit grundsätzlich weiter verbesserungswürdig.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kugelmühle bereit zu stellen, welche sehr komfortabel zu bedienen ist und eine hohe Betriebssicherheit bietet.

Noch eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kugelmühle bereit zu stellen, welche dem Standardbenutzer möglichst nur die notwendigen Eingriffsmöglichkeiten bei der Bedienung der Mühle gestattet, um Fehlbedienungen zu reduzieren und die ein besonders hohes Maß an die

Einfachheit der Bedienung gewährleistet, insbesondere hinsichtlich des Zugriffes auf die Mahlgefäße.

Nicht zuletzt ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine derartige Kugelmühle zu konstruieren, welche eine kompakte

Bauform aufweist und auch ein gewisses Maß an Eleganz nicht vermissen lässt.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Die Erfindung stellt eine Kugelmühle, insbesondere Planeten- oder Fliehkraftkugelmühle im Labormaßstab bereit, welche ein Gehäuse umfasst, das die Funktions-Bestandteile, insbesondere die rotierenden Teile der Mühle beherbergt. Die Trägervorrichtung rotiert im Betrieb innerhalb eines Innenraums in dem Gehäuse relativ zu diesem um eine Zentrumsachse, an welcher die Trägervorrichtung drehbar gelagert ist. Die Trägervorrichtung weist ferner zumindest eine Mahlstation mit einer Aufnahmevorrichtung für zumindest ein Mahlgefäß auf, welches im Betrieb um eine Aufnahmeachse, vorzugsweise entgegengesetzt zur Trägervorrichtung, rotiert und gleichzeitig von dieser als „Planet" auf einer Umlaufbahn um die Zentrumsachse oder

„Sonne" mitgeführt wird. Das absolute Drehzahlverhältnis, d.h. bezogen auf das Laborsystem beträgt bei einer Planetenkugelmühlen vorzugsweise zwischen K = -0,6 und K = -1,5 bzw. relativ zwischen k = -1,6 und k = -2,5. Zur Mahlung wird das Mahlgut zusammen mit Mahlkugeln in das

Mahlgefäß eingefüllt, wobei der Begriff „Mahlkugeln", nicht auf sphärische Mahlkörper beschränkt ist, sondern Mahlkörper unterschiedlichster Form umfasst. Dies ist dem Fachmann grundsätzlich vertraut.

Jedes Mahlgefäß umfasst einen Mahlbecher, welcher mit einem Mahlbecherdeckel verschließbar ist und in der Aufnahmevorrichtung befestigt wird, um die Mühle in Betriebsbereitschaft zu versetzen und das Mahlgut in dem Mahlgefäß zu mahlen.

Antriebe treiben die Rotation der Trägervorrichtung und die Rotation der Aufnahmevorrichtungen bzw. Mahlstationen an, wobei vorzugsweise ein elektrischer Gesamtantriebsmotor über ein entsprechend dem gewünschten Drehzahlverhältnis übersetzten Riemenantrieb beide Rotationen antreibt, wie dies den Fachmann grundsätzlich bekannt ist und z.B. in der DE 197 12 905 C2 beschrieben ist.

Das Gehäuse definiert und umschließt den Innenraum, in welchem die Trägervorrichtung mit den Mahlstationen rotiert. Dieser Innenraum wird hier als „Mahlraum" bezeichnet und ist nicht mit dem Inneren der Mahlgefäße zu verwechseln. Das Gehäuse weist einen Gehäusedeckel auf, welcher im Ruhezustand der Mühle geöffnet werden kann, um dem Benutzer Zugriff auf zumindest eine Mahlstation zu gestatten, um ein Mahlgefäß in die Aufnahmevorrichtung einzusetzen oder aus dieser zu entnehmen. Mit anderen Worten ist der Gehäusedeckel von einer geöffneten in einen geschlossenen Stellung und umgekehrt überführbar, wobei in der geöffneten Stellung Zugriff für den Benutzer auf zumindest ein Mahlgefäß ermöglicht ist und die Kugelmühle in der geschlossenen Stellung betrieben werden kann.

Anders als bei der in der DE 197 12 905 C2 beschrieben Mühle wird jedoch nicht ein einteiliger nach oben aufschwenkbarer Gehäusedeckel eingesetzt, sondern der Gehäusedeckel ist zumindest zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Deckelteile ineinandergreifen und gegeneinander verschoben werden, um den Gehäusedeckel zu öffnen und zu Schließen. Dabei weist zumindest eines der beiden Deckelteile, welches im Folgenden als auch Ausschnittsdeckelteil bezeichnet wird, einen Ausschnitt auf, welcher in der geöffneten Stellung die Zugriffsöffnung für den Benutzer auf die Mahlstation bzw. einen Abschnitt

der Trägervorrichtung definiert und das andere Deckelteil, welches im Folgenden auch als Verschlussdeckelteil bezeichnet wird, verschließt den Ausschnitt durch relative Verschiebung zu dem Ausschnitt, vorzugsweise in der Ebene der Rotation der Trägervorrichtung. In vorteilhafter Weise kann somit auf einen ausladenden Schwenkdeckel wie bei den bekannten Mühlen verzichtet werden und der erfindungsgemäße Deckel ist erheblich platzsparender und bedienerfreundlicher. Ferner läßt sich der erfindungsgemäße zweiteilige Deckel unter geringem konstruktiven Aufwand automatisiert motorisch antreiben, was den Bedienkomfort weiter verbessert.

Besonders einfach erfolgt die Verschiebung der beiden Deckelteile durch eine Drehung der beiden Deckelteile relativ zueinander. Die beiden vorzugsweise einstückigen Deckelteile werden also zum öffnen und Schließen parallel zur Ebene der Rotation der Trägervorrichtung oder koaxial zur Zentrumsachse relativ zueinander gedreht. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Deckelteile vorzugsweise hutartig mit einer oberen Stirnfläche und einem zumindest teilweise umlaufenden Rand ausgebildet, wobei die beiden ausgeschnittenen zylindrischen Hutformen passend drehbar ineinandergreifen und somit zumindest abschnittsweise flächig aneinander liegen. Der Ausschnitt erstreckt sich dabei zumindest in der Stirnfläche und optional über die kreisringförmige Verbindungskante zwischen der Stirnfläche und dem Rand hinaus, so dass optional auch ein Abschnitt des Randes ausgeschnitten ist.

Vorzugsweise sind die beiden Deckelteile jeweils sektorartig ausgeschnitten und die Ausschnitte werden durch relative Drehung der beiden Deckelteile zueinander in überlapp gebracht, um die geöffnete Stellung zu definieren und durch die Zugriffsöffnung den Zugriff auf die

Mahlstation freizugeben. In der geschlossenen Stellung überdeckt der nicht ausgeschnittene Abschnitt des Verschlussdeckelteils den Ausschnitt des Ausschnittsdeckelteils und umgekehrt.

Vorzugsweise weist das Ausschnittsdeckelteil einen Sektorauschnitt von größer 45 Grad, bevorzugt größer als 90 Grad und kleiner als 180 Grad, bevorzugt um 150 Grad

±30 Grad auf. Um den Ausschnitt in der geschlossenen Stellung vollständig abdecken, bzw. vollständig verschließen zu können, ist der nicht ausgeschnittene Abschnitt des Verschlussdeckelteils größer als der Sektorausschnitt. An diesem Beispiel ist ersichtlich, dass die beiden Sektor-Deckelteile gleichartig jeweils mit einem Sektorausschnitt etwas kleiner als 180 Grad geformt sein können, um in der geöffneten Stellung eine möglichst große Zugriffsöffnung bereit zu stellen und dennoch in der geschlossenen Stellung die beiden Ausschnitte gegenseitig vollständig zu verschließen. Der Begriff „Sektor" ist dabei nicht im mathematisch strengen Sinne zu verstehen. Z.B. reichen die Ausschnitte bei einer bevorzugten Ausführungsform nicht bis zur Drehachse, um auch dort genügend überlapp der beiden Deckelteile zu gewährleisten.

Es ist ersichtlich das die Relativ-Verschiebung der beiden Deckelteile zueinander dadurch erfolgen kann, dass eines der beiden Deckelteile, insbesondere das äußere, feststeht und lediglich das andere, insbesondere das innere, verschoben bzw. in der Rotationsebene der Trägervorrichtung gedreht wird, um den Gehäusedeckel zu öffnen und zu Schließen .

Weiter bevorzugt ist das feste Deckelteil mit einer mit einer horizontalen Deckelgrundplatte des Gehäuses verbunden

und das innere Deckelteil weist einen unteren Ringabschnitt mit einem umlaufenden Führungsring auf. Der Führungsring wird unter der Deckelgrundplatte in einer Mehrzahl von entlang einem Kreisumfang angeordneten Lagerrollen geführt und drehbar gelagert.

Der Gehäusedeckel wird vorzugsweise durch einen vom Gesamtantriebsmotor der Trägervorrichtung separaten Elektromotor angetrieben, welcher von der Steuereinrichtung der Mühle elektronisch gesteuert wird. Das öffnen und Schließen erfolgt dabei im Wesentlichen als Teil einer Ablaufsteuerung des Mahlvorgangs. Es ist jedoch auch möglich, den Gehäusedeckel über eine Menüführung, also in Ansprechen auf eine Benutzereingabe an der Steuereinrichtung elektronisch gesteuert zu öffnen oder zu schließen. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise als Gleichstrommotor ausgebildet und wird umgepolt, um das drehbare Gehäusedeckelteil in beide Richtungen zum öffnen bzw. Schließen zu drehen.

Der Antrieb erfolgt bevorzugt von dem Antriebsmotor über ein Schneckengetriebe, das über ein Zahnriemenrad einen Zahnriemen antreibt, welcher mit dem drehbaren Deckelteil verbunden ist. Der Zahnriemen ist an zwei Punkten an dem drehbaren Deckelteil befestigt und steht ständig am Motor in Eingriff. Alternativ kann anstatt des Zahnriemenrads ein Ritzel eingesetzt werden, das direkt mit Zähnen, die auf dem Zylindermantel des drehbaren Deckelteils angebracht sind, kämmt. Ferner kann die Schnecke direkt mit Zähnen oder „Kiemen" auf dem Zylindermantel kämmen, so dass das drehbare Deckelteil praktisch das Schneckenrad darstellt. Diese Antriebe sind selbsthemmend ausgelegt und verhinderen somit in vorteilhafter Weise, dass der Deckel von Hand geöffnet werden kann, um die Verletzungsgefahr zu minimieren.

Weiter bevorzugt sind an dem Gehäusedeckel für die geschlossene und die geöffnete Stellung jeweils ein Endschalter angebracht, welche mit der Steuereinrichtung verbunden sind und das Erreichen der vollständig geschlossenen bzw. geöffneten Stellung des Gehäusedeckels an die Steuereinrichtung melden, so dass die Steuereinrichtung in Ansprechen auf die Meldung das Schließen bzw. öffnen in der richtigen Drehstellung beenden kann. Die Endschalter sind vorzugsweise als berührungslose Magnetschalter ausgebildet, welche in vorteilhafter Weise robust und schmutzunempfindlich sind. Hierzu ist zumindest ein Magnet an dem drehbaren Deckelteil befestigt, welcher jeweils einen festen Hallsensor für die geöffnete bzw. geschlossene Stellung betätigt. Im Normalfall gibt also jeweils einer der Endschalter das Stoppsignal für den Motor in der geöffneten bzw. geschlossenen Stellung.

Um die Verletzungsgefahr insbesondere beim Schließen z.B. durch Einklemmen eines Fingers in dem sich schließenden Spalt zwischen den beiden Deckelteilen zu verringern, besitzt die Mühle eine Sicherheitsschaltung, welche zumindest das Schließen des Gehäusedeckels kontinuierlich auf eine Blockierung des drehbaren Deckelteils überwacht und das Schließen abbricht, wenn ein Hindernis z.B. anhand eines erhöhten Drehmoments, detektiert wird. Besonders einfach wird hierzu der Strom am Antriebsmotor überwacht, welcher ein Maß für das zum Schließen notwendige Drehmoment ist. In dem Fehlerfall „Blockade des Verschlusses" z.B. durch die Hand des Benutzers oder andere Gegenstände detektiert die Steuereinrichtung einen erhöhten Stromfluss. Bei überschreiten eines vordefinierten Grenzwertes für den Motorstrom wird der Schließvorgang sofort angehalten und der Gehäusedeckel zumindest ein Stück weit wieder geöffnet.

Zusätzlich kann die Steuereinrichtung einen Zeitmesser umfassen, welcher die Zeitdauer des öffnens oder Schließens bis zur Meldung des zugehörigen Endschalters überwacht und nach überschreiten einer vordefinierten Maximalzeitdauer das öffnen bzw. Schließen des Gehäusedeckels ebenfalls abbricht. Dies ist vorteilhaft, wenn z.B. einer der Endschalter defekt ist.

Die Zugriffsöffnung erlaubt dem Benutzer bei der erfindungsgemäßen Deckelform Zugriff vorzugsweise lediglich auf einen Abschnitt der Trägervorrichtung, insbesondere lediglich auf eine einzige der Mahlstationen, um das zugehörige Mahlgefäß einzusetzen oder zu entnehmen. Hierzu erlaubt die Steuereinrichtung eine Benutzereingabe, welche das Anwählen einer bestimmten Mahlstation umfasst. Ferner weist die Mühle vorzugsweise eine

Winkeldetektionseinrichtung zur Bestimmung der absoluten Winkelstellung der Trägervorrichtung relativ zu dem Gehäuse auf und dreht die Trägervorrichtung in Ansprechen auf die Benutzereingabe und die Bestimmung der Winkelstellung automatisch in eine Stellung, in der bei geöffnetem Gehäusedeckel manueller Zugriff auf genau diese angewählte Mahlstation ermöglicht ist. Bevorzugt nachfolgend öffnet die Steuereinrichtung automatisch den Gehäusedeckel. Bei zwei vorhandenen Mahlstationen „#1" und „#2" gibt der Benutzer z.B. ein, dass er die Mahlstation „#1" bestücken will, worauf die Steuereinrichtung die Mahlstation „#1" an die Stelle dreht, wo sich in geöffnetem Zustand die Zugriffsöffnung befindet, was vorzugsweise an der dem Benutzer zugewandten Gehäuseseite ist. Dies macht die Bedienung der Mühle für den Benutzer besonders fehlersicher, da der Benutzer nun nur die Mahlstation „#1" bestücken oder das Mahlgefäß aus der Mahlstation „#1" entnehmen kann, da sich die andere Mahlstation unter dem

noch immer geschlossenen Abschnitt des Gehäusedeckels befindet. Mit anderen Worten ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Trägervorrichtung automatisch, ggf. in Ansprechen auf eine entsprechende Benutzereingabe in eine gewünschte Winkelstellung drehen bzw. dort anhalten kann.

Die Winkeldetektionseinrichtung umfasst vorzugsweise eine kodierte Anordnung von Magneten an der Trägervorrichtung und zugeordnete Hallsensoren an dem Gehäuse. Je nach

Winkelstellung der Trägervorrichtung gelangen einer oder mehrere der Magnete in den Empfindlichkeitsbereich von einem oder mehreren der Hallsensoren. Diese werden von der Steuereinrichtung ausgelesen und die Steuereinrichtung bestimmt anhand der räumlichen Kodierung der Magnete zumindest in einigen Drehstellungen die absolute Winkelstellung der Trägervorrichtung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.

Kurzbeschreibung der Figuren

Es zeigen:

Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Gehäuses für die erfindungsgemäße Planetenkugelmühle mit geschlossenem Gehäusedeckel, Fig. 2 eine dreidimensionale Darstellung wie Fig. 1 jedoch mit geöffnetem Gehäusedeckel,

Fig. 3 ein Längsschnitt durch die Planetenkugelmühle gemäß

Fig. 1, Fig. 4 ein Längsschnitt durch die Planetenkugelmühle gemäß

Fig. 2, Fig. 5 eine dreidimensionale leicht aus der Achse gedrehte

Vorderansicht des Gehäusedeckels in geschlossener

Stellung, Fig. 6 eine dreidimensionale Ansicht des Gehäusedeckels von schräg unten, Fig. 7 eine schematische Darstellung des

Antriebsmechanismus des Gehäusedeckels, Fig. 8 eine schematische Darstellung des Gehäusedeckels mit Endschaltern,

Fig. 9 ein Blockschaltbild der Steuerung des Gehäusedeckels,

Fig. 10 eine dreidimensionale, teilweise geschnittene

Ansicht der Trägervorrichtung von unten, Fig. 11 eine dreidimensionale vergrößerte Ansicht des

Gehäusedeckels mit einem Blockierriegel im Freigabezustand,

Fig. 12 einen Querschnitt quer zu Fig. 3 durch einen

Ausschnitt der Planetenkugelmühle mit dem

Blockieriegel im Freigabezustand,

Fig. 13 einen Querschnitt wie Fig. 12, aber mit dem Blockieriegel im Blockadezustand.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Planetenkugelmühle mit einem im Querschnitt im Wesentlichen L-förmigen Gehäuse 1, welches einen senkrechten Schenkel 12 und einen waagerechten Schenkel 14 aufweist. In dem senkrechten Schenkel 12 sind im Wesentlichen der Antriebsmotor für die Trägervorrichtung und die Steuerelektronik untergebracht sowie an diesem ein

schwenkbares Touch-Screen-Display 16 für Benutzereingaben angeordnet .

In dem waagerechten Schenkel 14 sind die drehbaren Teile der Mahlanordnung, d. h. unter anderem die

Trägervorrichtung und die Mahlstationen eingebaut. Das Gehäuse 1, genauer der waagerechte Schenkel 14, weist einen flachen im Großen und Ganzen zylindrisch hutartigen Gehäusedeckel 18 auf, welcher in ein festes Ausschnittsdeckelteil 182 und ein drehbares

Verschlusssdeckelteil 184 unterteilt ist. Das drehbare Verschlussdeckelteil 184 verschließt in der gezeigten geschlossenen Stellung vollständig einen Ausschnitt 183 des Ausschnittsdeckelteils 182. Das Verschlussdeckelteil 184 ist in einer waagerechten Ebene, welche der Ebene der

Rotation der Trägervorrichtung entspricht, drehbar, um den sektorartigen Ausschnitt 183 öffnen zu können, da auch das Verschlussdeckelteil 184 einen Ausschnitt 185 aufweist, welcher in der in Fig. 1 gezeigten Stellung unter dem hinteren, nicht ausgeschnittenen Bereich 181 des

Ausschnittdeckelteils 182 verdeckt ist. Der Deckel 18 besitzt im Wesentlichen die Form eines flachen Kreiszylinders, welcher sich aus einer horizontalen Deckelgrundplatte 19 des Gehäuses erhebt. Das feste Ausschnittsdeckelteil 182 ist einstückig mit der

Deckelgrundplatte 19 des Gehäuses 1 verbunden. Die beiden Deckelteile 182, 184 sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Alternativ können sie auch aus Blech oder Aluguß bestehen .

Beide Deckelteile 182, 184 weisen jeweils eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Stirnfläche 182a bzw. 184a sowie einen sich daran anschließenden, vertikalen, teilweise umlaufenden Rand 182b bzw. 184b auf, welcher an

einer kreisringförmigen Kante 182c bzw. 184c mit der jeweiligen Stirnfläche verbunden ist.

Fig. 2 zeigt die Planetenkugelmühle aus Fig. 1 mit dem Gehäusedeckel 18 in geöffneter Stellung. Im Vergleich zu Fig. 1 ist das drehbare Verschlussdeckelteil 184 derart gedreht, dass dessen sektorartiger Ausschnitt 185 mit dem sektorartigen Ausschnitt 183 des feststehenden Ausschnittsdeckelteils 182 überlappt, so dass eine Zugriffsöffnung 186 gebildet wird, durch die der Benutzer etwa auf die vordere Hälfte der Trägervorrichtung 2 zugreifen kann. Mit anderen Worten weisen die beiden Deckelteile 182 und 184 korrespondierende Ausschnitte 183, 185 auf, welche in der geöffneten Stellung überlappen und in der geschlossenen Stellung nicht überlappen. Die beiden Deckelteile 182 und 184 öffnen und verschließen somit die Zugriffsöffnung 186 nach Art eines Drehschiebers. Insbesondere kann der Benutzer auf die in der Darstellung vordere Mahlstation 3 zugreifen und das Mahlgefäß 34 aus der Aufnahmevorrichtung 32 entnehmen. Die

Aufnahmevorrichtung 32 und das Mahlgefäß 34 zeigen in dieser Darstellung einige Details, die hier nicht weiter erläutert werden.

Fig. 3 (mit geschlossenem Gehäusedeckel 18) und Fig. 4 (mit geöffnetem Gehäusedeckel 18) zeigen Längsschnitte durch die Planetenkugelmühle, wobei einige Teile des Antriebs der Trägervorrichtung 2, wie der Gesamtantriebsmotor nicht dargestellt sind. Die Trägervorrichtung 2 weist zwei Mahlstationen 3 und 3' mit jeweiliger Aufnahmevorrichtung 32 bzw. 32' und eingesetzten Mahlbechern 34 bzw. 34' sowie eine obere und untere Trägerscheibe 21 bzw. 22 auf. Beim Mahlvorgang rotiert die Trägervorrichtung 2 in einer horizontalen Ebene um eine Zentrumsachse 24, und die beiden Mahlstationen 3 bzw. 3' werden von der Trägervorrichtung um

die Zentrumsachse mitgenommen und rotieren gleichzeitig entgegengesetzt um deren eigene Aufnahmeachsen 36 bzw. 36'. Der Antrieb der Trägervorrichtung 2 und der Mahlstationen 3, 3' erfolgt über gekoppelte Riemenantriebe, welche dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind und z. B. in der

DE 197 12 905 C2 beschrieben sind, auf welche diesbezüglich Bezug genommen wird und die zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird. Die DE 197 12 905 C2 betrifft zwar eine andere Bauform der Trägervorrichtung, der Antrieb 4 ist jedoch ähnlich.

Der waagerechte Schenkel 14 des Gerätegehäuses 1 definiert gemeinsam mit dem Gehäusedeckel 18 einen Innenraum, in welchem die beweglichen Teile der Mahlanordnung, insbesondere die Trägervorrichtung 2 und die Mahlstationen 3 bzw. 3' angeordnet sind. Dieser Innenraum wird im Folgenden als Mahlraum 40 bezeichnet. Demnach kann durch Drehung des drehbaren Verschlussdeckelteils 184 der Mahlraum geöffnet und geschlossen werden. Die in Fig. 3 und 4 dargestellten rotierenden Teile der Mahlanordnung, umfassend die Trägervorrichtung 2 und die Mahlstationen 3, 3' werden von dem Mahlraum 40 des Gerätegehäuses 1 beherbergt. Der Mahlraum 40 wird nach oben von dem Gehäusedeckel 18 begrenzt.

Der Gehäusedeckel ist weiter in Fig. 5 in geschlossener Stellung dargestellt. Das drehbare Verschlussdeckelteil 184 wird von einer Deckel-Antriebseinrichtung 5, umfassend einen Elektromotor 52, welcher über ein Schneckengetriebe 54 eine Zahnriemenscheibe 56 antreibt, angetrieben, genauer gedreht. Die Zahnriemenscheibe 56 steht mit einem in Fig. 5 nicht dargestellten Zahnriemen 58 in Eingriff, wobei der Zahnriemen 58 an einem unteren Ringabschnitt 184d des drehbaren Verschlussdeckelteils 184 befestigt ist. In Fig. 5 ist zu sehen, dass der zumindest teilweise

umlaufende Rand 184b sich vertikal durch die Deckelgrundplatte 19 bis zu dem unteren Ringabschnitt 184d erstreckt.

Die Führung des drehbaren Verschlussdeckelteils 184 ist am besten in Fig. 6 zu erkennen. Der untere Ringabschnitt 184d weist einen umlaufenden Führungsrand 184e auf, welcher von einer Mehrzahl von auf einem Kreisring angeordneten Führungsrollen 62 geführt wird. Die Führung gewährleistet das passgenaue, drehbare Ineinandergleiten der beiden Deckelteile 182 und 184.

Das Schneckengetriebe 54 ist selbsthemmend ausgebildet, so dass ein öffnen des Gehäusedeckels 18 durch Drehen des Verschlussdeckelteils 184 von Hand vermieden wird.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung von oben auf das drehbare Verschlussdeckelteil 184 bzw. wie dieses vom Deckel-Antrieb 5 angetrieben wird. Der Zahnriemen 58 ist an Befestigungsstellen 57 an dem unteren Ringabschnitt 184d befestigt, wird über Umlenkrollen 59 umgelenkt und steht in permanentem Eingriff zu dem Zahnriemenrad 56. Je nach Drehrichtung des Gleichstrommotors 52 wird das Verschlussdeckelteil 184 entweder links herum oder rechts herum gedreht.

Fig. 8 zeigt ebenfalls schematisch das Verschlussdeckelteil 184 mit zwei Endschaltern 72 bzw. 74. Die beiden Endschalter umfassen je einen Hallsensor 76 bzw. 78 und gemeinsam einen am äußeren Umfang des Verschlussdeckelteils 184 befestigten Magneten 79. Je nach Drehstellung des Verschlussdeckelteils 184 gelangt der Magnet 79 entweder in den Empfindlichkeitsbereich des einen oder anderen Hallsensors 76 bzw. 78. Bezug nehmend auf Fig. 9 werden die beiden Endschalter 72 bzw. 74 kontinuierlich von einer

Steuereinrichtung 82 in Form eines Controllers überwacht. Der Controller 82 empfängt ferner Signale von einer Winkeldetektionseinrichtung 9, wobei die Signale eine absolute Winkelinformation über die Stellung der Trägervorrichtung 2 beinhalten.

Der Controller 82 umfasst ferner eine Ansteuerlogik 84, welche wiederum einen Treiber 86 des Deckel-Antriebsmotors 52 ansteuert. Der Motor 52 wird von einer Spannungsversorgung 88 mit Strom versorgt, wobei eine

Strommesseinrichtung 89 zwischen die Spannungsversorgung 88 und den Treiber 86 geschaltet ist. Die Strommesseinrichtung 89 wird von dem Controller 82 ausgelesen.

Der Controller 82 enthält ferner einen Zeitmesser 83 und steuert die Ansteuerlogik 84 in Ansprechen auf die Signale der beiden Endschalter 72, 74, der

Winkeldetektionseinrichtung 9, des Zeitmessers 83 und der Strommessung 89. Soll z. B. Zugriff auf die Mahlstation 3 erlaubt werden, steuert der Controller 82 den Antrieb 4 der Trägervorrichtung 2 dahingehend, dass die Mahlstation 3 unter den Ausschnitt 183 gedreht wird. Wenn diese Position erreicht ist, steuert der Controller 82 den Antriebsmotor 52 des Gehäusedeckels 18, welcher das öffnen des drehbaren Verschlussdeckelteils 184 bewirkt. Wenn das drehbare

Verschlussdeckelteil 184 so weit gedreht ist, dass die vollständig geöffnete Stellung des Gehäusedeckels 18 erreicht ist (vgl. Fig. 2), betätigt der Magnet 79 den Endschalter „Auf" 72, dessen Signal vom Controller detektiert wird, so dass dieser den Antrieb des Motors 52 stoppt. Nach Zugriff des Benutzers auf die Mahlstation 3 soll möglicherweise ein Mahlvorgang gestartet werden, was der Benutzer am über dem Gehäusedeckel 18 angeordneten Touch-Screen-Display 16, welches ebenfalls mit dem Controller verbunden ist, eingibt. In Ansprechen auf diese

Benutzereingabe steuert der Controller 82 den Motor 52 in entgegengesetzter Richtung, um den Gehäusedeckel zu schließen. Dabei wird das drehbare Verschlussdeckelteil 184 so lange gedreht, bis der Magnet 79 den Endschalter „Zu" 74 betätigt, woraufhin der Motor 52 gestoppt wird. Falls vor Erreichen des Endschalters 74 ein Hindernis das vollständige Schließen des Gehäusedeckels 18 verhindert, z. B. dadurch, dass ein Gegenstand in die Zugriffsöffnung 186 ragt und das drehbare Verschlussdeckelteil 184 blockiert, steigt der Treiberstrom des Motors 52 an, was mittels der Strommesseinrichtung 89 von dem Controller 82 detektiert wird, welcher aus Sicherheitsgründen dann das Schließen des Gehäusedeckels 18 abbricht und diesen wieder ein Stück weit öffnet .

Es ist auch möglich, dass die Trägervorrichtung 2 in der geöffneten Deckelstellung, von der Steuereinrichtung gesteuert, langsam, d.h. nichtmahlend, gedreht wird, um z.B. auf eine entsprechende Benutzereingabe eine andere Mahlstation, in diesem Beispiel die zweite Mahlstation 3' , in den Bereich der Zugriffsöffnung 186 zu drehen, um auf diese zugreifen zu können.

Bezug nehmend auf Fig. 10 ist die untere Trägerscheibe 22 der Trägervorrichtung 2 dargestellt. Auf einem inneren

Kreisring 92 sind in gleichmäßiger Verteilung neun Magnete 94 angeordnet, welche auch zur Drehzahlmessung verwendet werden. Zwei weitere Magnete 94' befinden sich auf einem äußeren Kreisring 96. Die Anordnung der Magnete 94 und 94' ergibt eine einfache Codierung, anhand derer mittels der Winkeldetektionseinrichtung 9 eindeutig bestimmt werden kann, ob die erste Mahlstation 3 oder die zweite Mahlstation 3' (welche in Fig. 10 nicht dargestellt sind, sondern nur deren Ausschnitte in der Trägervorrichtung 2) sich unter dem Ausschnitt 183 befindet. Die

Winkeldetektionseinrichtung 9 umfasst hierzu in diesem Beispiel eine Anordnung aus drei Hallsensoren 98 an einem Halter 99 (in Fig. 10 geschnitten darstellt), mit denen die Codierung aufgelöst werden kann.

Bezug nehmend auf die Fig. 11 bis 13 ist eine Sicherheitseinrichtung 200 dargestellt, welche eine vollständige Drehung der Trägervorrichtung 2 verhindert, wenn der Gehäusedeckel 18 geöffnet ist.

Die Sicherheitseinrichtung 200 umfasst eine mechanische Blockiereinrichtung 210 für die Trägervorrichtung 2, welche sich in Fig. 11 und Fig. 12 im Freigabezustand und in Fig. 13 im Blockadezustand befindet. Die Blockiereinrichtung 210 weist einen vertikal verschieblichen Blockierriegel 212 auf, welcher mittels nicht dargestellter Federn nach oben in Richtung der Trägervorrichtung 2 vorgespannt ist. Hierzu ist der Blockierriegel 212 auf zwei Haltebolzen 218, welche an der Gehäusegrundplatte (in Fig. 11 bis Fig. 13 nicht dargestellt) befestigt sind, linear verschieblich gelagert.

In dem Blockadezustand ragt ein Anschlagsende 220 des Blockierriegels in den Orbit eines an der Unterseite der oberen Trägerscheibe 21 der Trägervorrichtung 2 befestigten Blockierklotzes 214 hinein, so dass ein Anschlag für die Drehung der Trägervorrichtung gebildet wird, um eine vollständige Drehung der Trägervorrichtung (> 360 Grad) mechanisch zu blockieren. Der Blockierklotz 214 wird bei dieser Ausführungsform von dem Blockierriegel gefangen, dahingehend dass die Trägervorrichtung 2 noch eine begrenzte Drehung ausführen kann. Somit kann bei geöffnetem Gehäusedeckel 18 zwar jede beliebige Mahlstation, in diesem Beispiel die beiden Mahlstationen 3, 3' unter die

Zugriffsöffnung 186 gefahren werden, aber selbst bei einer Fehlfunktion des Gesamtantriebs 4 der Trägervorrichtung 2 kann diese nicht in schnelle mahlende Rotation versetzt werden .

An dem Blockierriegel 212 ist eine Betätigungsrolle 222 befestigt, welche von dem unteren Ringabschnitt 184d des drehbaren Verschlussdeckelteils 184 betätigt wird. Hierzu besitzt das drehbare Verschlussdeckelteil 184, genauer dessen unterer Ringabschnitt 184d an geeigneter Stelle des Umfangs ein Betätigungselement in Form einer schrägen Betätigungsrampe 216, welche beim Schließen des Gehäusedeckels 18, bzw. beim Drehen des Verschlussdeckelteils 184 in die geschlossene Stellung, den Blockierriegel 212 nach unten gegen die Federvorspannung kraftbeaufschlagt und in den Freigabezustand überführt. In dem Freigabezustand kann der Blockierklotz 214 nun frei an dem Blockierriegel 212 vorbei drehen, so dass bei geschlossenem Gehäusedeckel 18 die Rotation der Trägervorrichtung 2 zum Mahlen des Mahlguts angetrieben werden kann.

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.