Verfahren zum Zerkleinern eines Mahlgutes und/oder zur Trennung eines

Mahlgutes von wenigstens einem Mahlkörper Die Erfindung betrifft einen Mahlbecher ausgebildet zur Verwendung in einer Labormühle im Labormaßstab während eines Mahlprozesses zum Zerkleinern von Mahlgut mittels wenigstens eines Mahlkörpers. Die Erfindung umfasst ebenfalls eine Mahlbecheranordnung mit wenigstens einem Mahlbecher der vorgenannten Art und ein Verfahren zum Zerkleinern eines Mahlgutes und/oder zur Trennung eines Mahlgutes von wenigstens einem Mahlkörper.

Labormühlen im Labormaßstab, wie Kugelmühlen und Scheibenschwingmühlen oder sogenannte Spex-Mühlen, werden zum Zerkleinern und Mischen von Proben und zum mechanischen Legieren eingesetzt. Ein Überblick über gängige La- bormühlen findet sich zum Beispiel auf der Webseite der Anmelderin unter www.retsch.de.

Ein Mahlbecher sowie eine Mahlbecheranordnung für Planeten und Fliehkraftkugelmühlen ist beispielsweise aus der DE 10 2012 007 530 A1 bekannt. Der be- kannte Mahlbecher weist einen Mahlraum und damit eine Mahlraumfraktion zur Aufnahme des Mahlgutes und von Mahlkörpern auf. Je nach gewünschter Feinheit und je nach Mahlgutmaterial können unterschiedliche Mahlkörper, typischerweise in Form von Mahlkugeln, beispielsweise aus Stahl oder Keramik, verwendet werden.

Zum Zerkleinern mit einer Labormühle wird ein Mahlgut zusammen mit einem oder mehreren geeigneten Mahlkörpern in einen Mahlbecher gegeben, bei einer Nassvermahlung wird zusätzlich eine Flüssigkeit hinzugefügt, der Mahlbecher wird verschlossen und die entstehende Mahlbecheranordnung wird in die Labormühle ein- gesetzt. Nach Abschluss des Mahlvorgangs beinhaltet der Mahlbecher bei einer trockenen Vermahlung vermahlenes Mahlgut und den oder die Mahlkörper. Bei einer nassen Vermahlung bildet sich eine Suspension aus der Flüssigkeit und den fein vermahlenen Mahlgutpartikeln, die mit dem Mahlkörper vermischt ist. In allen Fällen muss der Mahlkörper in einem Trennvorgang von dem vermahlenen Mahlgut bzw. der Suspension getrennt werden. Der Trennvorgang kann folgendermaßen ablaufen. Der Mahlkörper kann beispielsweise mit Hilfe einer kleinen Schaufel, Greifzange oder einem Spatel aus dem Mahlbecher entnommen werden oder er wird mit den Fingern herausgefischt. Dies ist mit dem Nachteil verbunden, dass bei der Entnahme des Mahlkörpers fei- nes Mahlgut an diesen anhaftet und somit zusammen mit den Mahlkörpern entnommen wird und dadurch verloren geht. Zudem ist die Entnahme des Mahlkörpers aufwendig. Typischerweise können bei einer gewünschten hohen Feinheit des vermahlenen Mahlgutes sehr kleine Mahlkörper mit einem Durchmesser hinunter bis zu 100 μιη verwendet werden, was die Entnahme der Mahlkörper aus dem Mahlbecher unpraktikabel macht. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Mahlbecherinhalt über ein (Filter-)Sieb zu entleeren, um den oder die Mahlkörper zurückzuhalten und von dem feinen Mahlgut oder der Mahlgutsuspension zu trennen. Hier ist von Nachteil, dass beim Entleeren des Mahlbechers Teile des Mahlgutes an dem Sieb vorbei in die Umgebung gelangen können und damit verloren sind. Je nach gewünschter Endfeinheit des vermahlenen Mahlgutes und Korngröße des Mahlgutes vor dem Mahlvorgang können mehrere aufeinanderfolgende Mahlvorgänge mit unterschiedlichen Mahlkörpern notwendig sein. Nach jedem der einzelnen Mahlvorgänge muss dann das vermahlene Mahlgut von den Mahlkörpern getrennt werden, was den Aufwand weiter erhöht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mahlbecher, eine Mahlbecheranordnung und ein Verfahren zum Zerkleinern eines Mahlgutes und/oder zur Trennung eines Mahlgutes von wenigstens einem Mahlkörper zur Verfügung zu stellen, die in einfacher Weise eine Zerkleinerung eines Mahlgutes und/oder eine Trennung des Mahlgutes von wenigstens einem Mahlkörper am Ende eines Mahlvorgangs zulassen, wobei sich der Trennvorgang von Mahlgut und Mahlkörper durch geringe bis keine Mahlgutverluste auszeichnen und wenig aufwendig sein soll. Darüber hinaus soll es die Erfindung ermöglichen, eine gewünschte Feinheit eines Mahlgutes in kürzerer Zeitdauer und vorzugsweise in einem Mahlvorgang zu erreichen.

Die vorgenannten Aufgaben werden durch einen Mahlbecher mit den Merkmalen von Anspruch 1 , eine Mahlbecheranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 6 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird ein partitionierter Mahlbecher mit wenigstens zwei durch wenigstens ein Rückhalteelement voneinander getrennten Mahlraumfraktionen bzw. getrennten Mahlraumbereichen vorgeschlagen, wobei das Rückhalteelement wenigstens eine Öffnung, vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen, aufweist und als mechanisches Trennmittel wirkt. Das Rückhalteelement hindert den wenigstens einen Mahlkörper von einem Übergang von einer Mahlraumfraktion zu einer benachbarten Mahlraumfraktion. Die Öffnungsweite der Öffnung(en) im Rückhal- teelement ist dementsprechend ausreichend klein gewählt, um einen Durchtritt des Mahlkörpers zu verhindern. Der Begriff "Mahlraumfraktion" ist im Sinne der Erfindung als Teil des Innenvolumens des Mahlbechers zu verstehen. Der erfindungsgemäße Mahlbecher lässt sich grundsätzlich in beliebigen Labormühlen einsetzen, beispielsweise in Planenten- oder Fliehkraftkugelmühlen oder auch in Scheiben- schwingmühlen oder in Spex-Mühlen und kann dementsprechend ausgebildet sein. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte über die erfindungswesentlichen Merkmale hinausgehende konstruktive Ausgestaltung des Mahlbechers beschränkt.

Für einen Mahlvorgang wird das grobe, nicht vermahlene Mahlgut zusammen mit wenigstens einem Mahlkörper in eine der beiden Mahlraumfraktionen des partitio- nierten Mahlbechers eingebracht und anschließend vermählen. Nach dem Mahlvorgang liegen Mahlgut und Mahlkörper getrennt voneinander in unterschiedlichen Mahlraumfraktionen des Mahlbechers vor und können so in einfacher Weise, bei geringen Mahlgutverlusten und mit geringem Aufwand getrennt voneinander aus dem Mahlbecher entnommen werden. Dementsprechend wird die oben gestellte Aufgabe auch durch eine Mahlbecheranordnung für eine Labormühle mit wenigstens einem Mahlbecher der zuvor beschriebenen Art und mit wenigstens einem in wenigstens einer Mahlraumfraktion des Mahlbechers angeordneten Mahlkörper gelöst. Verfahrensgemäß ist demensprechend zur Lösung der oben gestellten Aufga- be vorgesehen, dass der Mahlbecher wenigstens zwei durch wenigstens ein Rückhalteelement voneinander getrennte Mahlraumfraktionen aufweist, wobei in wenigstens eine Mahlraumfraktion wenigstens ein Mahlkörper und wenigstens ein Mahlgut eingebracht werden, wobei in einem anschließenden Mahlprozess das Mahlgut von dem Mahlkörper zerkleinert wird und wobei das zerkleinerte Mahlgut von der einen Mahlraumfraktion unter Schwerkrafteinfluss und/oder durch äußere Erregung des Mahlbechers, beispielsweise auf einem Vibrationstisch, über das Rückhaltelement in eine weitere Mahlraumfraktion gelangt. Der Mahlbecher kann nach dem Mahlvorgang in einem anschließenden Rüttelvorgang für einen verbesserten Übergang von zerkleinertem Mahlgut von der einen Mahlraumfraktion über das Rückhaltelement in eine weitere Mahlraumfraktion maschinell bewegt werden.

Die Öffnungsweite der Öffnung(en) des Rückhalteelementes kann an die Dimensionierung und Form eines in einer Mahlraumfraktion des erfindungsgemäßen Mahl- bechers eingesetzten Mahlkörpers angepasst sein, um einen Durchtritt dieses Mahlkörpers durch das Rückhalteelement zu verhindern. Das Rückhalteelement kann grundsätzlich lediglich eine Öffnung aufweisen, weist jedoch vorzugsweise eine Mehrzahl von Öffnungen auf, um eine Trennung von feinem Mahlgut und Mahlkörper zu ermöglichen und einen guten Durchtritt des Mahlgutes durch das Rückhaltelement sicherzustellen. Bei kugelförmigen Mahlkörpern beispielsweise kann die Öffnungsweite einer Öffnung des Rückhalteelements kleiner als der Durchmesser des Mahlkörpers sein. Bei einem beispielsweise Scheiben- oder puckförmigen Mahlkörper kann die Öffnungsweite jedenfalls kleiner als der Schei- bendurchmesser und vorzugsweise ausreichend klein sein, um auch einen Durchtritt des Mahlkörpers über die Diagonale der Öffnung zu verhindern. Vorzugsweise sind Öffnungsweiten von 20 μιη bis 8 mm möglich, wobei das Rückhalteelement vorzugsweise lediglich Öffnungen mit gleicher Öffnungsweite aufweist. Die Öffnungsweite kann weiter vorzugsweise um eine Größenordnung oder mehr kleiner als der Durchmesser des Mahlkörpers sein. Weiter vorzugsweise ist die Öffnungsweite der Öffnung im Rückhalteelement so gewählt, dass nicht vermahlenes Mahlgut an einem Übertritt gehindert wird und das vermahlenes Mahlgut bei Erreichen einer bestimmten Feinheit durch das Rückhalteelement in die benachbarte Mahlraumfraktion übertreten kann. Das Rückhalteelement kann somit zum Rückhalten von grobem Mahlgut oberhalb einer bestimmten geometrischen Dimension (Feinheit) während der Mahlgutzerkleinerung dienen. Das Rückhalteelement dient somit auch zum Trennen von bereits vermahlenem und noch nicht vermahlenem Mahlgut. In einer Mahlraumfraktion kann ein Mahlkörper oder eine Mehrzahl gleicher oder unterschiedlicher Mahlkörper für den Mahlprozess eingesetzt werden. Durch den eingesetzten Mahlkörper wird das Mahlgut in der Mahlraumfraktion bei einem Mahlvorgang bis zum Erreichen einer bestimmten Feinheit vermählen. Die Erfindung lässt es zu, in wenigstens zwei durch das Rückhalteelement voneinander ge- trennte Mahlraumfraktionen gleiche oder unterschiedlich dimensionierte und/oder aus einem unterschiedlichen Material bestehende Mahlkörper einzusetzen. Durch den Einsatz unterschiedlicher Mahlkörper in benachbarten Mahlraumfraktionen können aufeinander aufbauende Mahlstufen erzeugt werden. So kann das Mahlgut beispielsweise zuerst in einer ersten Mahlraumfraktion mit Hilfe von großen Mahl- körpern zerkleinert werden und nach dem Durchtritt durch das Rückhaltelement anschließend unter Verwendung kleinerer Mahlkörper in der anderen Mahlraumfraktion weiter zerkleinert werden. In einem solchen Fall dient das Rückhalteelement vorzugsweise auch zum Trennen der unterschiedlichen Mahlkörper. Das Rückhalteelement dient dabei auch als Schutz kleinerer Mahlkörper vor größeren Mahlkörpern. Durch die voran beschriebenen aufeinander aufbauenden Mahlstufen lässt sich in kürzerer Zeit und in einfacher wenig aufwendiger Weise ein bestimmtes Mahlergebnis, das heißt eine bestimmte Endfeinheit des Mahlgutes, erreichen. Beim Mahlvorgang kommt es dabei automatisch zu einer Trennung des Mahlguts entsprechend der erreichten Feinheit in den verschiedenen Mahlraumfraktionen. Selbstverständlich können durch eine Mehrzahl von Mahlraumfraktionen aber auch mehr als zwei Mahlstufen in einem partitionierten Mahlbecher gebildet werden. Es können grundsätzlich natürlich auch in jeder Mahlraumfraktion die gleichen Mahl- körper mit gleicher Geometrie und/oder aus einem gleichen Material verwendet werden, um das Mahlergebnis positiv zu beeinflussen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können mehrere benachbarte Mahlraumfraktionen vorgesehen sein, wobei zwei benachbarte Mahlraumfraktio- nen vertikal übereinander und/oder horizontal nebeneinander angeordnet und durch ein Rückhalteelement voneinander getrennt sein können. Die Anordnung bezieht sich auf eine Aufstellposition des erfindungsgemäßen Mahlbechers auf einem Untergrund und/oder auf eine Einsetzposition, Stellung oder Lage des Mahlbechers während des Zerkleinerungsprozesses in der Labormühle. Bei einer vertikalen An- Ordnung von zwei Mahlraumfraktionen übereinander kann beispielsweise die obere Mahlraumfraktion vor dem Mahlvorgang mit einem groben Mahlgut und wenigstens einem Mahlkörper beladen werden, während eine untere Mahlraumfraktion nicht beladen wird. Während des Mahlvorgangs wird das Mahlgut dann durch die Mahlkörper in der oberen Mahlraumfraktion zerkleinert. Erreicht ein Mahlgutpartikel die notwendige Feinheit, um das Rückhalteelement passieren zu können, so dringt das Mahlgutpartikel aufgrund der Schwerkraft in die untere Mahlraumfraktion ein. Auf diese Weise wird das vermahlene Mahlgut während des Mahlvorgangs in einfacher Weise von den Mahlkörpern getrennt. Um die Trennung zu vervollständigen, ist es auch möglich, dass der Mahlbecher nach dem Mahlvorgang auf einen Rüttel- oder Vibrationstisch aufgestellt wird, bevor die Mahlkörper und das Mahlgut getrennt voneinander entnommen werden. Entsprechendes gilt für benachbarte, horizontal nebeneinander angeordnete Mahlraumfraktionen, die durch ein Rückhalteelement voneinander getrennt sind. Die Mahlraumfraktionen eines fraktionierten Mahlbechers können ein unterschiedliches Mahlraumvolumen und/oder eine unterschiedliche Höhe und/oder Breite aufweisen. Auf diese Weise kann eine Anpassung an die Menge des zu vermählenden Mahlgutes und/oder eine Anpassung an die Geometrie der Mahlkörper erfolgen. Zudem können bei dem erfindungsgemäßen Mahlbecher auch Rückhalteelemente mit unterschiedlicher Öffnungsweite der Öffnung(en) bedarfsweise und in Abhängigkeit von der Dimensionierung des Mahlkörpers, dem gewünschten Mahlergebnis und/oder dem Mahlgut eingesetzt werden. Es entsteht ein modulares System, mit dem ein Mahlbecher durch Verwendung unterschiedlicher Rückhalteelemente auf einfache Weise an die Trennaufgabe angepasst werden kann.

Es ist konstruktiv zweckmäßig, wenn der Mahlbecher wenigstens zwei lösbar mit- einander verbundene Becherteile aufweist, wobei durch jedes Becherteil eine Mahlraumfraktion begrenzt und/oder gebildet wird. Auch hier sind die Mahlraumfraktionen durch wenigstens ein Rückhalteelement voneinander getrennt. Das Becherteil kann beispielsweise ein Ringelement mit bestimmter Höhe und bestimmten Durchmesser sein. Das Becherteil kann lösbar oder fest mit einem Rückhalteele- ment verbunden sein oder ein Abschnitt des Becherteils bildet das Rückhalteelement aus. Die einzelnen Becherteile können unterschiedliche Füllvolumina und insbesondere unterschiedliche Höhen aufweisen. Es kann auch wenigstens ein weiteres Becherteil vorgesehen sein, das lediglich als Distanzelement und zur Vergrößerung des Volumens einer durch ein anderes Becherteil gebildeten Mahlraum- fraktion dient.

Die Verbindung der Becherteile kann form- und/oder kraftschlüssig sein. So kann beispielsweise eine Spann-, Schraub-, Rast-, Klemm-, Steck- oder Bajonettverbindung vorgesehen sein. Die Becherteile können je nach benötigter Konfiguration in- dividuell zusammengesetzt werden. Es entsteht auch hier ein modulares System, mit dem ein Mahlbecher abhängig von den Anforderungen auf einfache Weise angepasst werden kann.

Wenigstens zwei benachbarte Becherteile können durch ein Rückhalteelement voneinander getrennt sein. Das Rückhalteelement kann mit den Becherteilen form- und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Die Becherteile und ein Rückhalteelement können in einer Anordnung, beispielsweise durch eine Spann-, Schraub-, Rast-, Klemm-, Steck- oder Bajonettverbindung miteinander verbunden sein. Weiter beispielsweise können die Becherteile und das Rückhalteelement Bohrungen aufwei- sen, in die Schrauben, Stifte oder Bolzen eingesetzt sind, die die Becherteile und das Rückhalteelement durchsetzen und an den Enden Gewindeabschnitte aufweisen, um die Becherteile und das Rückhalteelement mittels aufgeschraubter Muttern gegeneinander zu verspannen. Alternativ kann auch wenigstens ein Klemmmittel vorgesehen sein, mit dem wenigstens zwei Becherteile gegeneinander gedrückt und gegen wenigstens ein Rückhalteelement verspannt werden.

Das Rückhalteelement kann einen Ringabschnitt aufweisen, der zwischen benach- barten Stirnflächen von ebenfalls ringförmigen Becherteilen angeordnet ist und gegen die Stirnflächen anliegt. Zwischen den Ringabschnitten können Dichtmittel vorgesehen sein. Das Rückhalteelement kann auch den Außenrand eines Becherteils bereichsweise übergreifen und sich auf dem Außenrand des Becherteils abstützen. Auch kann vorgesehen sein, dass sich das Rückhalteelement vorzugsweise voll- ständig in ein Becherteil einsetzen lässt. Das Rückhalteelement kann im eingesetzten Zustand ausreichend weit von einem Boden bzw. vom unteren Rand des Becherteils beabstandet sein, um unterhalb des Rückhalteelements einen Mahlraum zur Aufnahme von Mahlgut und/oder zur Aufnahme wenigstens eines Mahlkörpers zu definieren.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Rückhalteelement einen Siebabschnitt auf oder ist als Sieb ausgebildet. Das Sieb kann beispielsweise durch ein Geflecht, Drahtgitter oder Lochblech gebildet sein. Bei einer nassen Vermahlung und einer damit verbundenen Entstehung einer Suspension kann auch ein Filter- sieb verwendet werden. Grundsätzlich kann das Rückhalteelement durch jede geometrische Ausgestaltung erreicht werden, die zu einer oben beschriebenen Trennung von Mahlkörpern und Mahlgut führt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens drei Mahlraumfraktionen vorgesehen sind, wobei benachbarte Mahlraumfraktionen jeweils durch ein Rückhalteelement voneinander getrennt sind. Bei einem Mahlbecher mit drei Mahlraumfraktionen können beispielsweise zwei Mahlraumfraktionen als Mahlraum verwendet werden und werden dazu mit gleichen oder vorzugsweise unterschiedlichen Mahlkörpern beladen. Die beiden so geschaffenen Mahlstufen können vorzugswei- se aufeinander aufbauen, wobei sich die Öffnungsweite der Öffnungen der Rückhalteelemente mit jeder Mahlstufe schrittweise verringert. Bei einer beispielsweise vertikalen Anordnung der drei Mahlraumfraktionen weist das Rückhalteelement zwischen einer unteren und einer mittleren Mahlraumfraktion eine geringere Öffnungsweite der Öffnung(en) auf als das Rückhalteelement zwischen den oberen und der mittleren Mahlraumfraktion. Gleichzeitig kann die Größe der Mahlkörper von der oberen Mahlraumfraktion zur mittleren Mahlraumfraktion abnehmen. Die Mahlkörper in der oberen Mahlraumfraktion sind dann vorzugsweise größer als die Mahlkörper in einer darunter angeordneten Mahlraumfraktion, die - bei mehr als zwei Mahlräumen - wiederum größer sind als die Mahlkörper in einer noch weiter darunter angeordneten Mahlraumfraktion usw. Auf diese Weise lassen sich mehrere Mahlvorgänge gleichzeitig ausführen. Entsprechendes gilt natürlich bei einer horizontalen Anordnung von drei oder mehr Mahlraumfraktionen.

Die erfindungsgemäße Mahlbecheranordnung weist wenigstens einen partitionier- ten Mahlbecher und wenigstens einen in einer Mahlraumfraktion des Mahlbechers angeordneten Mahlkörper auf. Es können mehrere Mahlkörper in einer Mahlraumfraktion angeordnet sein. In einer Mahlraumfraktion können Mahlkörper gleicher oder unterschiedlicher Form oder Größe und/oder aus einem gleichen oder unterschiedlichen Material angeordnet sein. Ein Mahlkörper kann beispielsweise kugelförmig, Scheiben- oder puckförmig, langgestreckt oder in Form eines Ellipsoides ausgebildet sein. Bei einem Mahlbecher und zwei Mahlraumfraktionen kann in eine Mahlraumfraktion oder in beide Mahlraumfraktionen jeweils wenigstens ein Mahl- körper eingebracht sein.

Bei einer Mahlbecheranordnung mit wenigstens durch ein Rückhalteelement voneinander getrennten benachbarten Mahlraumfraktionen können in beiden Mahlraumfraktionen Mahlkörper angeordnet sein. Mit Hilfe dieser Mahlbecheranordnung können mehrere Mahlstufen in einer Mahlbecheranordnung verwirklicht werden. Auf diese Weise kann ein besseres Mahlergebnis erzielt und ein zeit- und kostengünstiges Vermählen des Mahlgutes erreicht werden.

Weiter vorteilhaft sind in beiden Mahlraumfraktionen unterschiedliche Mahlkörper angeordnet. Durch die Verwendung unterschiedlicher Mahlkörper in den Mahlraumfraktionen lassen sich unterschiedliche Feinheiten des Mahlgutes erreichen.

Der Mahlbecher kann wenigstens drei jeweils durch wenigstens ein Rückhalteelement voneinander getrennte Mahlraumfraktionen aufweisen, wobei in wenigstens zwei Mahlraumfraktionen Mahlkörper vorgesehen sind. Vorzugsweise werden unterschiedliche Mahlkörper in den beiden Mahlraumfraktion verwendet. Durch diese Mahlbecheranordnung können wenigstens zwei Mahlstufen und eine gleichzeitige Vor- und Feinzerkleinerung verwirklicht werden. In einer Mahlraumfraktion kann auch kein Mahlkörper vorgesehen sein, so dass diese Mahlraumfraktion lediglich als Auffangbehälter und zur Aufnahme des fein vermahlenen Mahlgutes dient. Mit dieser Mahlbecheranordnung lassen sich dann die Mahlkörper und das Mahlgut in einfacher Weise getrennt voneinander entnehmen. Um ein gutes Mahlergebnis zu erreichen und eine gegenseitige Beschädigung von mehreren Mahlkörpern in einer Mahlraumfraktion zu vermeiden, kann eine voneinander getrennte Führung der Mahlkörper in der Mahlraumfraktion vorgesehen sein, so dass die Mahlkörper bei der Bewegung während des Mahlprozesses ent- lang einer definierten Bewegungsbahn geführt sind. Die Bewegung der Mahlkörper beim Mahlvorgang ist damit eingeschränkt. Die Führung ermöglicht eine vordefinierte Berührung der Mahlkörper mit der Becherwand, wobei, vorzugsweise, ein direkter Kontakt zwischen den Mahlkörpern während des Mahlvorgangs ausgeschlossen oder weitgehend verringert wird. Die Führung unterbindet insbesondere, dass die Mahlkörper unkontrolliert zusammenprallen. Die Führung erlaubt in vorteilhafter Weise den Einsatz mehrerer Mahlkörper in einer Mahlraumfraktion, um eine gegenseitige Schädigung oder Zerstörung der Mahlkörper zu vermeiden. Für die Führung kann ein Führungselement in eine Mahlraumfraktion eingesetzt oder mit einem Rückhalteelement verbunden sein. Das Rückhalteelement kann durch eine entsprechende Formgebung auch ein Führungselement ausbilden. Beispielsweise kann das Rückhalteelement an seiner Oberseite, die zur Auflage von Mahlgut und Mahlkörpern dient, Führungsstrukturen in Form von Vorsprüngen oder dergleichen aufweisen, durch die der wenigstens eine Mahlkörper beim Mahlvorgang geführt wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen können bedarfsweise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht im Ein- zelnen ausdrücklich beschrieben ist.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen partitionierten Mahlbechers mit zwei durch ein

Rückhalteelement voneinander getrennten vertikal übereinander angeordneten Mahlraumfraktionen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen partitionierten Mahlbechers mit drei durch jeweils ein Rückhalteelement voneinander getrennten Mahlraumfraktionen, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen partitionierten Mahlbechers,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mahlbechers mit drei lösbar miteinander verbundenen Becherteilen, eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen partitionierten Mahlbechers in einem nicht zusammengesetzten Zustand, eine schematische Darstellung des Mahlbechers aus Fig. 5 in einem zusammengesetzten Mahlzustand, eine Prinzipdarstellung der Ausbildung eines Rückhalteelementes bei einem erfindungsgemäßen Mahlbecher, wobei das Rückhalteelement durch eine bestimmte Bodengeometrie eines Becherteils gebildet wird, eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen partitionierten Mahlbechers mit mehreren horizontal nebeneinander liegend angeordneten Mahlraumfraktionen und

Fign. 9, 10 unterschiedliche Ausführungsformen von Rückhalteelementen für einen erfindungsgemäßen Mahlbecher.

In Fig. 1 ist ein partitionierter Mahlbecher 1 in einer vertikalen Anordnung dargestellt. Der Mahlbecher 1 weist zwei Mahlraumfraktionen 2 und 3 auf. Die Mahlraumfraktionen 2 und 3 sind durch ein Rückhalteelement 4 voneinander getrennt. Der Mahlbecher 1 dient zum Vermählen eines Mahlgutes mittels wenigstens eines in den Mahlbecher 1 eingebrachten und in Fig. 1 nicht gezeigten Mahlkörpers in einer Labormühle im Labormaßstab während eines Mahlprozesses. Um eine Trennung von Mahlkörpern und feinem Mahlgut bereits während und/oder nach einem Mahlvorgang in einfacher Weise und bei geringem Aufwand zu ermöglichen, weist das Rückhalteelement 4 eine Vielzahl von Öffnungen als mechanisches Trennmittel auf. Das Rückhalteelement 4 weist vorzugsweise einen mittleren siebartigen Bereich auf und/oder ist als Sieb ausgebildet. Der partitionierte Mahlbecher 1 kann aus einem Becherteil bestehen, in das das Rückhalteelement 4 eingesetzt und beispielsweise an der Innenwandung des Becherteils durch nicht dargestellte Vorsprünge oder dergleichen gehalten ist. Es können aber auch wie in Fig. 1 gezeigt mehrere Becherteile 5 und 6 vorgesehen sein, die unter Zwischenanordnung eines separaten Rückhalteelements 4 miteinander verbunden sind. Ein Becherteil 5 oder 6 kann aber auch selbst, das heißt, einstückig und/oder einteilig, ein Rückhalteelement 4 ausbilden.

Die beiden Mahlraumfraktionen 2 und 3 können auch durch mehrere Rückhal- teelemente 4 voneinander getrennt sein.

Ein partitionierter Mahlbecher 1 mit drei Mahlraumfraktionen 2, 3, und 7, die durch zwei Rückhalteelemente 4 voneinander getrennt sind, ist in Fig. 2 dargestellt. Der Mahlbecher 1 wird vorzugsweise durch mehrere zusammengesetzte Becherteile 5, 6 und 8 ausgebildet. In die beiden oberen Becherteilen 2 und 3 sind vorzugsweise Mahlkörper mit unterschiedlicher Geometrie und/oder Größe und/oder aus unterschiedlichen Materialien eingebracht. Die Rückhalteelemente 4 können die gleiche Öffnungsweite oder, vorzugsweise, unterschiedliche Öffnungsweiten aufweisen. Vorzugsweise ist die Öffnungsweite des in Fig. 2 gezeigten oberen, ersten Rück- halteelementes 4 kleiner als die Öffnungsweite des unteren, zweiten Rückhalteelementes 4.

Mit Hilfe des in Fig. 2 dargestellten partitionierten Mahlbechers 1 mit zwei Mahlstufen ist es möglich, dass bei einem Mahlvorgang, wenn der Mahlbecher 1 in eine Labormühle eingesetzt ist, zwei Vermahlungsprozesse gleichzeitig stattfinden, nämlich in den beiden oberen Becherteilen 2 und 3, wobei in diesen Becherteilen 5, 6 Mahlkörper angeordnet sind. Die Mahlkörper liegen im Ruhezustand des Mahlbechers 1 auf den Rückhalteelementen 4 auf. Das aufgemahlene Mahlgut gelangt bei einem Mahlvorgang von dem oberen Becherteil 2 über den mittleren Becherteil 3 in den unteren Becherteil 8, der als Auffangbehälter dient und vorzugsweise keine Mahlkörper aufweist. Grundsätzlich können aber auch im unteren Becherteil 8 Mahlkörper vorgesehen sein, um das Mahlgut noch stärker zu zerkleinern. Es sind dann drei Mahlstufen in dem Mahlbecher 1 integriert, wobei jedoch in dem unteren Becherteil 8 das Mahlgut zusammen mit den Mahlkörpern vorliegt und von diesen nach Beendigung des Mahlvorgangs händisch getrennt werden muss.

Je nach Anwendungsfall können die einzelnen Mahlraumfraktionen 2, 3, und 7 jeweils gleiche oder unterschiedliche Größen aufweisen und/oder an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst sein. Unter dem Begriff "unterschiedliche Größen" sind unterschiedlich große Volumina der einzelnen Mahlraumfraktionen 2, 3 und 7 und/oder unterschiedliche Höhen und/oder Breiten der Mahlraumfraktionen 2, 3 und 7 zu verstehen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines partitionierten Mahlbechers 1. Im Unterschied zu der in Fig. 2 gezeigten Ausfürhungsform weist der Mahlbecher 1 aus Fig. 3 ein oberes Becherteil 5 mit geringerem Mahlraumvolumen und zwei weitere Becherteile 6 und 8 mit gleichem, größerem Volumen auf.

Fig. 4 zeigt einen Mahlbecher 1 mit drei Becherteilen 5, 6 und 8. Die Becherteile 5, 6 und 8 sind über eine Schraube 9 und zwei Muttern 10 miteinander und mit zwei Rückhalteelementen 4 verspannt. Alternativ kann ein in Fig. 4 als Strichlinie schematisch dargestelltes Klemmmittel 11 zum Verspannen der Becherteile 5, 6 und 8 und der Rückhalteelemente 4 vorgesehen sein. In den beiden oberen Becherteilen 5 und 6 sind beispielsweise unterschiedliche Mahlkörper 12, 13 und 14 vorgesehen, um unterschiedliche Feinheiten des Mahlgutes bei einem Mahlvorgang zu erreichen. Weiter vorzugsweise nimmt auch die Größe der Mahlkörper 12, 13 und 14 von der oberen Mahlstufe zur unteren Mahlstufe ab. Das dritte, untere Becherteil 8 dient wiederum als bloßer Auffangbehälter für das feine Mahlgut.

Die Öffnungsweite der Öffnungen im oberen Rückhalteelement 4 ist derart ausgebildet, dass der Mahlkörper 12 das obere Rückhalteelement 4 nicht durchdringen kann. Dasselbe gilt für das untere Rückhalteelement 4 und die Mahlkörper 13 und 14. Weiter vorzugsweise nimmt die Öffnungsweite der Öffnungen in den Rückhalteelementen 4 von oben nach unten ab. Die Öffnungsweite des unteren Rückhalteelementes 4 ist damit kleiner als die des oberen Rückhalteelementes 4. Durch diese zunehmende Abnahme der Öffnungsweite der Rückhalteelemente 4 von Mahlraum zu Mahlraum werden mehrere Mahlstufen ausgebildet, das heißt mehre- re Bereiche, in denen das Mahlgut vermählen wird. Hierdurch wird in einem schnellen und wenig aufwendigen Mahlvorgang ein Mahlergebnis erreicht, was ansonsten nur in zwei nachfolgenden Mahlvorgängen erreicht werden kann.

Ein in Fig. 4 nicht dargestelltes zu zerkleinerndes Mahlgut wird hierzu vor dem Mahlvorgang in die obere Mahlraumfraktion 2 eingebracht. Während des Mahlvorgangs zerkleinert der Mahlkörper 12 das Mahlgut zunehmend, bis das Mahlgut eine Partikelgröße erreicht hat, die es dem Mahlgut ermöglicht, das obere Rückhalteelement 4 zu passieren. Aufgrund der Schwerkraft und/oder aufgrund der Bewe- gung des Mahlbechers 1 beim Mahlvorgang fällt das Mahlgut in die mittlere Mahlraumfraktion 3 und wird dort von dem unteren Rückhalteelement 4 am Übertritt in die untere Mahlraumfraktion 7 gehindert. In der mittleren Mahlraumfraktion 4 wird das auf eine Zwischenfeinheit zerkleinerte Mahlgut von den Mahlkörpern 13 und 14 weiter zerkleinert, bis die gewünschte Feinheit des Mahlgutes erreicht ist und das Mahlgut über das untere Rückhalteelement 4 in die als Auffangbehälter ausgebildete untere Mahlraumfraktion 7 gelangt. Nach Beendigung des Mahlvorgangs können Schraube 9 und Mutter 10 bzw. der Schwalbenschwanz 1 1 gelöst werden und die einzelnen Becherteile 5, 6 und 8 können nachfolgend einzeln angehoben und ent- leert werden.

In einem oder in mehreren Becherteilen 5, 6, 8 kann ein Führungselement 15 für die Mahlkörper 13, 14 vorgesehen sein. Das Führungselement 15 ist in Fig. 4 schematisch gezeigt und kann mit einem Rückhalteelement 4 verbunden und/oder an dem Rückhalteelement 4 gehalten sein. Durch das Führungselement 15 werden die Mahlkörper 13 und 14 bei der Bewegung während des Mahlprozesses entlang einer definierten Bewegungsbahn geführt. Die Führung kann eine vordefinierte Berührung der Mahlkörper 13 und 14 zur Mahlbecherwand ermöglichen. Die Führung kann verhindern, dass die Mahlkörper 13 und 14 unkontrolliert zusammenprallen und beschädigt oder zerstört werden. Mit Hilfe der Führung kann auch eine definierte Berührung der Mahlkörper 13 und 14 miteinander erreicht werden.

Die Fig. 5 und Fig. 6 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Mahlbechers 1. Gemäß Fig. 5 weist der Mahlbecher 1 ein unteres Becherteil 6, ein oberes Becher- teil 5 und einen Deckel 16 auf, mit dem das obere Becherteil 5 verschlossen werden kann. Beide Becherteile 5 und 6 bilden jeweils eine Mahlraumfraktion 2 und 3 des Mahlbechers 1 . Das untere Becherteil 6 wird gebildet durch einen Boden 17 und ein Ringteil 18, das mit dem Boden 17 verbunden ist. Dadurch wird ein Aufnahmeraum für feines Mahlgut geschaffen. Das obere Becherteil 5 weist ebenfalls ein Ringteil 19 auf, das mit einem Rückhalteeelement 4 fest verbunden ist. Das Rückhalteelement 4 weist einen Siebabschnitt 20 auf, der sich radial nach außen bis zum Innenumfang des Ringteils 19 erstreckt. Generell kann das Rückhalteelement 4 verschieden ausgebildet sein, beispielsweise als Sieb (als Geflecht, Drahtgitter oder Lochblech) oder als Filtersieb. Für einen Mahlvorgang können vorzugs- weise puckförmige Mahlkörper 21 in die von dem Ringteil 19 und dem Rückhalteelement 4 begrenzte obere Mahlraumfraktion 2 eingebracht werden. Das obere Becherteil 5 lässt sich vorzugsweise von oben auf das untere Becherteil 6 aufsetzen, wobei ein Ringvorsprung 23 an der Stirnseite des Ringteils 18 des unteren Becherteils 6 in eine korrespondierende Ringnut oder einen umlaufenden Absatz an der Unterseite des oberen Becherteils 5 eingreift. Eine entsprechende Befestigung kann zwischen dem Deckel 16 und dem oberen Becherteil 5 vorgesehen sein. Zur weiteren Befestigung der Becherteile 5 und 6 und ggf. des Deckels 16 kann eine Schraub- oder Klemm- oder Steckverbindung vorgesehen sein, über die die Becherteile 5 und 6 und ggf. der Deckel 16 miteinander verspannt werden.

In Fig. 6 ist gezeigt, dass zusätzlich zu den beiden Becherteilen 5 und 6 ein weiteres Becherteil 22 vorgesehen sein kann, das als Distanzelement zum Deckel 16 dient und lediglich durch ein Ringteil gebildet wird. Das weitere Becherteil 22 dient zur Vergrößerung des Mahlraumvolumens 2.

In Fig. 7 ist schematisch eine weitere Ausführungsform eines Mahlbechers 1 dargestellt. Das Rückhalteelement 4 wird hierbei durch einen Boden des Becherteils 5 gebildet, der trichterförmig als Lochblech ausgebildet sein kann. Das Becherteil 5 und das Rückhalteelement 4 sind dann einstückig ausgebildet. Die Lochung des Bodens muss dabei jedenfalls derart ausgebildet sein, dass der Mahlkörper 14 nicht in die untere Mahlraumfraktion 3 gelangen kann. Fig. 8 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Mahlbechers 1 . Gemäß der Fig. 8 weist der Mahlbecher 1 zwei Mahlraumfraktionen 25 und 26 auf, die horizontal nebeneinander angeordnet sind und durch ein vertikal angeordnetes Rückhalteelement 4 voneinander getrennt werden. Der Mahlbecher 1 kann, wie in Fig. 8 dargestellt, aus zwei Becherteilen 27 und 28 bestehen. Für einen Mahlvor- gang können ein Mahlgut und wenigstens ein Mahlkörper in eine Mahlraumfraktion 25, 26, beispielsweise in die linke Mahlraumfraktion 25, eingebracht werden. Die rechte Mahlraumfraktion 26 dient in diesem Fall als Auffangbehälter für feines, zerkleinertes Mahlgut, das das Rückhalteelement bei einem Mahlvorgang durchquert. Zu diese Zweck kann ein Mahlbecher 1 auf einem Rütteltisch angeordnet sein. Ein Mahlbecher 1 kann auch mehr als zwei horizontal nebeneinander angeordneter Mahlraumfraktionen 25, 26, aufweisen und somit auch mehrere Mahlstufen ausbilden. Der Mahlbecher 1 kann ein oder mehrere Becherteile 27, 28 aufweisen. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine vertikale Anordnung der Mahlraumfraktionen 25, 26 mit einer horizontalen Anordnung zu verbinden, so dass wenigstens zwei Mahlraumfraktionen 25, 26 vorgesehen sind.

In den Fign. 9 und 10 sind schematisch unterschiedliche Ausführungsformen eines für Mahlkörper bestimmter Form und/oder Größe nicht durchlässiges, aber für mit dem Mahlkörper vermahlenes Mahlgut durchlässiges Rückhalteelementes 4 für einen partitionierten Mahlbecher 1 dargestellt. Fig. 9 zeigt ein Rückhalteelement 4, das ein äußeres Ringteil 29 und einen inneren Siebabschnitt 20 aufweist. Das Ringteil 29 kann kraft- und/oder formschlüssig mit dem Siebabschnitt 20 verbunden sein. Auch eine einstückige Ausbildung ist möglich und von Vorteil. Das Ringteil 29 kann dabei eine gleiche Höhe wie der Siebabschnitt 20 oder eine andere Höhe aufweisen. Das Ringteil 29 kann auf einem nicht dargestellten Außenrand eines Becherteils aufgelegt oder in ein Becherteil koaxial eingesetzt werden, wobei dann das Becherteil einen entsprechend Haltevorsprung aufweisen kann, um das Rück- halteelement 4 beabstandet von einem unteren Rand oder Boden des Becherteils zu halten und damit einen Freiraum unterhalb von dem Rückhalteelement 4 zum Sammeln von feinem Mahlgut zu schaffen. Das Rückhalteelement 4 kann im Mahlzustand auch zwischen zwei Becherteilen eingespannt sein, wobei die Stirnflächen der Becherteile von jeweils entgegengesetzten Seiten, in Fig.8 von oben und von unten, gegen das Ringteil 29 anliegen. Die Becherteile können miteinander verspannt werden und das Rückhalteelement 4 über das Ringelement 29 einklemmen. Es ist auch möglich, dass das Ringteil 29 ein Außengewinde aufweist, das in ein komplementäres Innengewinde am Innenumfang eines Becherteils eingeschraubt wird.

Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Rückhaltelementes 4 mit einem Ringteil 30. Das Ringteil 30 kann wiederum kraft- und/oder formschlüssig mit einem Siebabschnitt 20 verbunden sein. Auch eine einstückige Ausbildung ist möglich und von Vorteil. Die Länge L des Ringteils 30 ist hier größer als die Dicke D des Siebabschnitts 20, so dass das Ringteil 30 im gezeigten Beispiel nach unten über den Siebabschnitt 20 übersteht. Der Außenradius des Ringteils 30 kann geringfügig kleiner sein als der Innenradius eines Becherteils. Das Rückhaltelement 4 kann damit in das Becherteil eingesetzt werden und kann dann mit dem Unterrand des Ringteils 30 auf einem Boden des Becherteils aufstehen. Damit wird unterhalb von dem Siebabschnitt 20 wiederum ein Freiraum zum Sammeln von feinem Mahlgut geschaffen. Das Rückhalteelement 4 begrenzt damit eine untere Mahlraumfraktion eines partitionierten Mahlbechers. Zur Bildung einer weiteren Mahlraumfraktion kann ein weiteres Rückhalteelement 4 in das Becherteil eingesetzt werden, so das die Ringteile 30 der Rückhalteelemente 4 aufei- nander aufstehen, wobei ein unteres Ringteil 30 ein oberes Ringteil 30 trägt und/oder abstützt. Grundsätzlich könnte eine weitere Mahlraumfraktion auch dadurch geschaffen werden, dass auf das Becherteil, in dem das Rückhalteele- ment 4 eingesetzt ist, ein weiteres Becherteil aufgesetzt wird und die Becherteile anschließend miteinander verspannt werden.

Es versteht sich, dass auch Ausführungsformen möglich und von Vorteil sind, bei denen die Länge L des Ringteils 30 größer als die Dicke D des Siebabschnitts 20 ist, wobei das Ringteil 30 nach oben und gegebenenfalls nach unten über den Siebabschnitt 20 übersteht.

Bezugszeichenliste:

1 Mahlbecher 25 23 Ringvorsprung

2 Mahlraumfraktion 24 Trennelement

3 Mahlraumfraktion 25 Mahlraumfraktion

4 Rückhalteelement 26 Mahlraumfraktion

5 Becherteil 27 Becherteil

6 Becherteil 30 28 Becherteil

7 Mahlraumfraktion 29 Ringteil

8 Becherteil 30 Ringteil

9 Schraube

10 Mutter

1 1 Klemmmittel 35

12 Mahlkörper

13 Mahlkörper

14 Mahlkörper

15 Führungselement

16 Deckel 40

17 Boden

18 Ringteil

19 Ringteil

20 Siebabschnitt

21 Mahlkörper 45

22 Becherteil