Schwingmühle mit Gleitführung

Die Erfindung betrifft eine Schwingmühle, vorzugsweise eine Scheiben- schwingmühle, aufweisend eine Mahleinheit und einen Schwingantrieb, mittels dem die Mahleinheit zu Schwingungen anregbar ist.

Eine Schwingmühle dieser Art ist im Stand der Technik aus DE 38 34456 C2 bekannt. Bei derartigen bekannten Schwingmühlen kann es durch die Art der Aufhängung bzw. Aufstellung auf einer festen Standfläche nicht nur zu einer an sich erwünschten Schwingung des Mahlgefäßes in einer zu dessen Mahlboden parallelen Schwingebene kommen, sondern auch zu dazu senkrechten Schwingungen und Kippbewegungen. Bei sog. Scheibenschwingmühlen, in dessen von einer seitlichen Mahlwand, einem unteren Mahlboden und einem oberen Mahldeckel begrenzten Mahlraum in der Regel ein Mahlstein und / oder ein diesen noch umfangender Mahlring mit jeweils seitlichem Bewegungsspiel bzw. Schwingungsspiel zur Zerkleinerung von Mahlgut aufgenommen sind, können sich aufgrund des zur Schwingbewegung der Mahlelemente auch benötigten geringen vertikalen Bewegungsspiels jedoch durch den Schwingungsantrieb bewirkte Vertikalschwingungen und Kippbewegungen der Mahl- einheit nachteilig auswirken.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schwingmühle der eingangs genannten Art vorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere Vertikalschwingungen und Kippbewegungen der Mahleinheit und damit verbundene Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden.

Die Aufgabe ist nach der Erfindung zunächst und im Wesentlichen durch die Merkmale gelöst, dass eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, an welcher der Schwingantrieb angebracht ist und an welcher die Mahleinheit mittels zumin- dest einer an der Mahleinheit angreifenden Gleitführung ebenenparallel zu ei-

ner Schwingebene beweglich gehalten ist. So lässt sich sicherstellen, dass die Mahleinheit lediglich zu der Schwingebene ebenenparallele Bewegungen, d.h. Verschiebebewegungen und insbesondere Drehbewegungen praktisch ohne Bewegungsanteil senkrecht zu der Schwingebene ausführt. Bei der Halteein- richtung kann es sich um eine rahmenartige Einrichtung bzw. um einen Halterahmen handeln, der eine hohe Steifigkeit aufweist und an welchem sowohl der Schwingantrieb als auch zumindest ein Führungsgegenelement der Gleitführung angebracht sein können. Die Schwingebene stellt im Sinne der Erfindung eine praktisch raumfeste Bezugsebene dar, innerhalb der bzw. parallel zu der allein Bewegungen der Mahleinheit zufolge der Schwingungsanregung möglich sind. Diese Beweglichkeit schließt also Verschiebungen und Drehungen ein, in denen keine nennenswerte Bewegungskomponente senkrecht zu der besagten Schwingebene enthalten ist. Die Gleitführung ist insofern daran angepasst, dass die Mahleinheit keine Dreh- bzw. Kippbewegungen um zu der Schwingebene parallele Rotationsachsen und keine zu der Schwingebene lotrechten Bewegungen ausführen kann. Der Begriff der Gleitführung schließt jegliche Arten von entsprechend ebenenparallelen Führungen ein. In Betracht kommen insbesondere aus unmittelbar aneinander entlanggleitenden Flächen zweier oder mehrerer Führungs- bzw. Gleitelemente gebildete Gleitführungen, die bei geeigneter Beschichtung (bspw. mit Kunststoff, wie bspw. PTFE) entweder trocken oder unter Gebrauch eines Schmiermittels gleiten können. Neben solchen unmittelbaren Gleitführungen kommen auch solche in Betracht, bei denen zwischen den zueinander geführten Elementen gesonderte Gleit- bzw. Wälzkörper eingesetzt sind. Bevorzugt ist, dass die Mahleinheit ebenenparallel beweglich zu einer von dem Mahlboden aufgespannten Bezugsebene gehalten ist. Alternativ oder kombinativ besteht die Möglichkeit, dass die Mahleinheit ebenenparallel beweglich zu einer von einer Exzenterdrehung des Schwingantriebs bestimmten Exzenterantriebsebene gehalten ist. Als zweckmäßig wird angesehen, dass der Schwingantrieb an der Halteeinrichtung geeignet zur übertragung von parallel zur Schwingebene wirkenden Kräften auf die Halteeinrichtung befestigt, vor-

zugsweise daran angeflanscht, ist. Eine mögliche Ausgestaltung kann darin bestehen, dass die Gleitführung zumindest ein seitlich über die Gehäusegrundkontur der Mahleinheit überstehendes, mit der Mahleinheit fest verbundenes Führungselement und zumindest ein mit der Halteeinrichtung fest verbunde- nes, das Führungselement bezüglich einer Projektion auf die Schwingebene überlappendes, zu dem Führungselement paralleles Führungsgegenelement aufweist. In diesem Zusammenhang ist auch bevorzugt, dass die Mahlwand von einem Gehäuseteil, vorzugsweise von einem Gehäusering, der Mahleinheit umfangen ist, dass das Gehäuseteil fest mit einem oberen plattenartigen Füh- rungselement und mit einem dazu parallel beabstandeten unteren plattenartigen Führungselement verbunden ist, wobei die plattenartigen Führungselemente das Führungsgegenelement unter Ausbildung der Gleitführung umgreifen. Dies stellt einen stabilen und zugleich funktionssicheren Aufbau dar. An dem oberen Führungselement kann unterseitig eine erste Führungsfläche und an dem unteren Führungselement oberseitig eine dazu parallele zweite Führungsfläche vorgesehen sein, wobei den Führungsflächen an dem Führungsgegenelement jeweils parallele Führungsgegenflächen zugeordnet sind. Zur Erzielung einer praktisch spielfreien Gleitführung kann dabei der lotrechte Abstand zwischen den ersten und zweiten Führungsflächen in etwa dem lotrechten Ab- stand zwischen den zugeordneten ersten und zweiten Führungsgegenflächen entsprechen. Für die Führung günstige Verhältnisse werden erreicht, wenn die Gleitführung an der Mahleinheit zumindest in etwa auf Höhe des Schwerpunkts der Mahleinheit und / oder etwa auf Höhe des Schwerpunkts der Mahlwand und / oder eines Mahlringes und / oder eines Mahlsteines, angreift. Eine bevorzugte Ausführung wird darin gesehen, dass die obere Führungsfläche auf Höhe oder oberhalb des Mahlraumes und dass die untere Führungsfläche auf Höhe oder unterhalb des Mahlraumes angeordnet ist. Eine besonders betriebssichere Ausbildung ist dadurch möglich, dass das Führungsgegenele- ment einen Gehäusebereich der Mahleinheit, vorzugsweise deren Gehäusering, bezüglich der Führungsebene unter Belassung eines für den Schwingantrieb

ausreichenden seitlichen Zwischenraumes, vorzugsweise entlang des gesamten Umfanges, umgibt. In diesem Zusammenhang ist weiter bevorzugt, dass der Gehäusering, welcher eine zylindrische Außenwand aufweisen kann, mit seitlichem Bewegungsspiel in einer vorzugsweise runden bzw. ebenfalls zylindri- sehen Mittenöffnung des Führungsgegenelementes angeordnet ist und die plattenartigen Führungselemente in jeder möglichen Schwingposition der Mahleinheit über den Rand der Mittenöffnung überstehen. Bezüglich des Schwingantriebes besteht die Möglichkeit, dass dieser einen an der Halteeinrichtung befestigten Antriebsmotor aufweist, der einen Exzenter in einer Exzenter- antriebsebene drehend antreibt, und dass der Exzenter an der Mahleinheit zur Schwingungsanregung angreift. Speziell kann der Exzenter einen Exzenterzapfen aufweisen, der in ein an der Mahleinheit, vorzugsweise unterseitig, aufgenommenes Drehlager, wie bspw. ein Kugellager, eingreift. Um besonders bei längerem Betrieb einen durch die Reibungswärme erzeugten Temperaturan- stieg zu vermeiden, kann die Mahleinheit eine auf die Mahlwand einwirkende Kühleinrichtung umfassen, welche vorzugsweise zumindest einen an die Mahlwand außenseitig unmittelbar angrenzenden Kühlkanal aufweist. Um nach dem Mahlvorgang das zerkleinerte Mahlgut aus dem Mahlraum entfernen zu können, kann ein Austragskanal vorhanden sein, der den Mahlboden ent- lang dessen Umfanges, dabei im Querschnitt nach radial außen und nach unten versetzt anschließend, umgibt. Während des Mahlbetriebs kann der Mahlboden mit seinem Rand unmittelbar an die seitliche Mahlwand angrenzen, andererseits zur Ableitung des zerkleinerten Mahlguts in den Austragskanal in eine von der Mahlwand abgerückte Position verlagert werden, so dass ein Durchlass von dem Mahlraum zu dem Austragskanal entsteht. Bevorzugt ist, dass der

Mahlboden in der Mahleinheit mittels einer zweiseitig wirksamen Hubeinrichtung, vorzugsweise mittels einer zweiseitig wirksamen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit, senkrecht bezüglich der Bewegungsbzw. Schwingebene der Mahleinheit lageverstellbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Drehlager oberseitig mit einer Grundplatte der Mahleinheit

verbunden sein, welche eine Basis für das zweiseitig wirksame Hubelement bildet. Zur Erzielung einer kippfreien Verstellbewegung kann der Kolben dabei zu dem Gehäuse der Mahleinheit und zu dem Mahlboden jeweils biegesteif abgestützt sein. Um im Hinblick auf die exzentrische Schwingungsanregung der Mahleinheit einen Massenausgleich zu erreichen, kann ein von dem Antriebsmotor angetriebenes exzentrisches Gegengewicht vorhanden sein, welches vorzugsweise zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen verstellbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist, weiter beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine erfindungs gemäße Schwingmühle ge- maß einer bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung des Ausschnittes II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht in Blickrichtung III gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 den Teilschnitt IV gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt in Schnittansicht eine erfindungsgemäße Schwingmühle 1, speziell eine Scheibenschwingmühle, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die- se weist eine rahmenartige, d.h. in sich steife Halteeinrichtung 2, einen daran angebrachten Schwingantrieb 3 sowie eine davon zu Drehschwingungen anregbare Mahleinheit 4 auf. Die Mahleinheit 4 stellt eine von einem gesonderten, an der Mahleinheit angreifenden Schwingantrieb zu Schwingungen anregbare Baugruppe zur Aufnahme und Zerkleinerung von Mahlgut dar. Die Mahlein- heit umfasst eine Mahlwand 5, einen Mahlboden 6 und einen Mahldeckel 7,

welche gemeinsam einen Mahlraum 8 beranden. In diesen kann durch eine durch den Mahldeckel 7 führende öffnung 9 ein in der Schwingmühle zu zerkleinerndes, nicht mit dargestelltes Mahlgut, wie bspw. eine körnige Materialprobe aus Gestein, Erz oder Schlacke, eingegeben werden. Die Zerkleinerung kann vorzugsweise bis hinab zu einer Partikelgröße in der Größenordnung von Mikrometern durchgeführt werden und bspw. zur Vorbereitung des Mahlgutes für Materialanalysen, bspw. für die Untersuchung der Zusammensetzung mittels einem Röntgenspektrometer, dienen. Die Zerkleinerung des Mahlguts findet dadurch statt, dass ein aufgrund seiner im Vergleich zum Mahlboden 6 ge- ringeren Abmessungen in dem Mahlraum 8 beweglicher Mahlstein 10 zufolge des Schwingungsantriebs in besagtem Mahlraum Bewegungen ausführt, wobei das Mahlgut in dem sich laufend in der Breite ändernden Mahlspalt 11 zwischen Mahlwand 5 und Mahlstein 10 zerkleinert wird. Zur Erzielung geringer Partikelgrößen und einer möglichst gleichmäßigen Größenverteilung ist (wie dargestellt) bevorzugt, dass ein möglichst parallel berandeter Mahlspalt entsteht. Alternativ oder kombinativ zu dem in Fig. 1 gezeigten, als Vollkörper ausgebildeten Mahlstein 10 kann in dem Mahlraum ein sog. Mahlring (nicht dargestellt) aufgenommen sein. Bei kombinierter Anwendung sind die Abmessungen bzw. Durchmesser so abgestimmt, dass der Mahlring innerhalb der Mahlwand 5 und der Mahlstein innerhalb des Mahlringes verschieblich auf dem Mahlboden 6 aufliegt. Während des Mahlbetriebs wird die Mahleinheit 4 mittels des Schwingantriebs 3 in der mit Bezug auf Fig. 2 noch näher beschriebenen Weise zu Drehschwingungen angeregt. Um zu erreichen, dass dabei die den Mahlraum 8 berandenden Bauteile der Mahleinheit nur ebenenparallel be- züglich einer zu der Mahlbodenoberfläche senkrechten Bezugsebene bewegt, d.h. verschoben und / oder gedreht, werden können, greift an der Mahleinheit 4 eine insgesamt mit 12 bezeichnete Gleitführung an. Dadurch wird sichergestellt, dass die Mahleinheit 4 an der Halteeinrichtung 2 nur ebenenparallel beweglich zu einer Schwingebene als einer insofern bzgl. der Halteeinrichtung als raumfest gedachten Bezugsebene gehalten ist. Die Richtung der Schwingebene

wird durch die Gleitführung 12 bzw. durch die Richtung ihrer Gleitflächen vorgegeben und erstreckt sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Richtung bzw. parallel zur Oberfläche des Mahlbodens 6. Um dies schematisch anzudeuten, ist in Fig. 1 beispielhaft die Richtung der Schwingebene S (zur Dar- Stellung vom Mahlboden nach oben verschoben) angedeutet. In dem gezeigten Beispiel ist die rahmenartige Halteeinrichtung 2 aus einer Anzahl von fest auf einem Stellboden 13 aufstehenden Stützen 14, einer hierauf befestigten, z.B. angeschraubten Lagerplatte 15 und wiederum einer Gruppe aus von der Lagerplatte 15 im Wesentlichen biegesteif emporstehenden Stützen 16, bei welchen es sich in dem gewählten Beispiel, jedoch nicht notwendig, um Strangprofile handelt, ausgebildet. An den senkrechten, der Mahleinheit 4 zuweisenden Oberflächen der Stützen 16 ist jeweils mittels Schrauben 17 ein L-profilartiger Träger 18 angebracht. Dessen jeweiliger von der Stütze 16 zu der Mahleinheit 4 abstehender Schenkel ist im Bereich seines freien Endes an einem äußeren Ringflansch 19 eines die Mahleinheit 4 dadurch in senkrechter Richtung haltenden Ringteils verschraubt. Bei diesem handelt es sich zugleich um das Führungsgegenelement 20, welches gemeinsam mit je einem oberen und unteren Führungselement 21, 22 die Gleitführung 12 bildet. Das an seinem Umfang vorzugsweise geschlossene Führungsgegenelement 20 umgibt einen Gehäusebereich der Mahleinheit 4, bei dem gezeigten Beispiel speziell einen Gehäusering 23, bezüglich der Führungsebene S unter Belassung eines für den Schwingantrieb ausreichenden seitlichen Zwischenraums 24. Der Gehäusering 23, der mit den oberen und unteren plattenartigen Führungselementen 21, 22 mittels Schrauben 25 fest verbunden ist, ist innerhalb der Durchgangs öffnung 26 des Führungsgegen- elements 20 mittels der Gleitführung 12 ebenenparallel zu der Schwingebene S zwangs geführt. Dies hat zur Folge, dass die gesamte Mahleinheit 4 lediglich Bewegungen, d.h. Verschiebungen und Drehungen, ebenenparallel zu der Schwingebene S, d.h. ohne dazu senkrechten Bewegungsanteil vollführen kann. Eine entsprechende Schwingungsbewegung wird durch den in Fig. 1 mit dar- gestellten Schwingantrieb 3 erzeugt. Dieser umfasst in dem gezeigten Beispiel

einen Antriebsmotor 27 (hier einen Elektromotor), der mittels eines Lagerflansches 28 von unten an der Lagerplatte 15 angeflanscht ist. Auf der Motorwelle 29 ist drehformschlüssig ein insgesamt als Antriebsexzenter 30 bezeichnetes Bauteil gehalten, dessen dem Motor zugewandter, zu der Motorwelle 29 kon- zentrischer Hülsenabschnitt 31 in einem von dem Lagerflansch 28 aufgenommenen Motorlager 32 drehgelagert ist. Ein von dem Abschnitt 31 in Verlängerung exzentrisch (vgl. Exzentrizität e in Fig. 2) ausgehender Exzenterzapfen 33 greift in ein an der Mahleinheit 4 unterseitig in einer Lageraufnahme 34 aufgenommenes Drehlager 35. Durch die Drehung des Exzenterzapfens 33 wird eine zu der Motorwelle 29 senkrechte Exzenterantriebsebene E (vgl. Fig. 2) definiert, die zu der Schwingebene S parallel beabstandet verläuft. Es wird deutlich, dass der Schwingantrieb 3 an der Haltereinrichtung 2 geeignet zur übertragung von parallel zur Schwingebene S wirkenden Kräften auf die Halteeinrichtung 2 angebracht ist.

Fig. 2 verdeutlicht anhand einer Ausschnittsvergrößerung des Ausschnittes II aus Fig. 1 einige weitere konstruktive Details. Bezüglich der Gleitführung 12 ist an dem oberen Führungselement 21 unterseitig eine Führungsfläche 36 und an dem unteren Führungselement 22 oberseitig eine dazu parallele, weitere Füh- rungsfläche 37 vorgesehen. Den Flächen 36, 37 sind an dem Führungsgegen- element 20, welches die Funktion eines Gleitringes besitzt, jeweils ober- und unterseitig parallele Führungsgegenflächen 38, 39 zugeordnet. Lediglich schematisch ist ein Schwerpunkt 40 angedeutet, um zu zeigen, dass die Gleitführung 12 an der Mahleinheit 4 in etwa auf Höhe dieses Schwerpunkts 40 an- greift. Speziell ist nämlich die obere Führungsfläche 36 oberhalb des Mahlraumes 8 und die untere Führungsfläche 37 in etwa auf Höhe des höhenverstellbaren Mahlbodens 6 angeordnet. Insofern zeigt Fig. 2 (abweichend von Fig. 1 für den Mahlbetrieb) die zur Entleerung von zerkleinertem Mahlgut aus dem Mahlraum 8 zu wählende untere Verfahrstellung des Mahlbodens. In dieser berandet der Mahlboden 6 mit der Mahlwand 5 einen randseitigen Spalt 41,

durch welchen das zerkleinerte Mahlgut aufgrund von Fliehkräften in den sich ebenfalls ringförmig erstreckenden, im Querschnitt nach radial außen und nach unten versetzten Austragskanal 42 gelangt. Entlang des Austragskanals 42 wird das Mahlgut durch die Schwingbewegung bis zu einem Austragsbereich 43 und schließlich zu einem Auslass 44 transportiert. Die Lageverstellung des Mahlbodens 6 kann mittels einer zweiseitig wirkenden Hubeinrichtung 45 erfolgen, in dem Beispiel einer pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheit mittels wahlweiser Druckbeaufschlagung eines oberen oder unteren Druckraumes 46, 47. Das Drehlager 35 ist oberseitig mit einer Grundplatte 51 der Mahleinheit 4 verbun- den, welche die Basis für die besagte Zylinder-Kolben-Einheit bildet. Der darin geführte Kolben 45' ist an seinem abgesetzten Querschnitt zur Erzielung einer möglichst kippfreien Verstellbewegung gegenüber dem Gehäuse der Mahleinheit und dem Mahlboden biegesteif abgestützt. Fig. 1 zeigt außerdem, dass zwischen der Oberseite des Mahlsteins 10 und der Unterseite des mit einer Rand- dichtung in das Führungselement 21 eingesetzten Mahldeckels 7 ein für die seitliche Bewegung des Mahlelements (auch im Hinblick auf das vorhandene Mahlgut) ausreichender Spalt (vgl. Abstand A) verbleibt. Indem ein Kippen der Mahlelemente zueinander und in Bezug auf die Mahlwand verhindert wird, werden die gebildeten Mahlspalte parallel berandet gehalten, was sich beim Mahlbetrieb vorteilhaft auf die erzielbare Partikelgröße und Vergleichmäßigung der Partikelgröße auswirkt. Gleichwohl wird der Gleitstein 10 aufgrund der vergleichsweise spielarm ausgeführten Gleitführung 12 nicht zu Sprungoder Kippbewegungen angeregt, sondern nur zu bzgl. der Schwingebene S parallelen Schwingungen. Um gegenüber der exzentrisch zu Drehschwingungen angeregten Mahleinheit einen Massenausgleich zu erreichen, ist auf einem exzentrischen Längenabschnitt des Antriebsexzenters 30 ein exzentrisches Gegengewicht 48, dessen Kontur Fig. 4 zu entnehmen ist, aufgeschoben und kann in verstellbarer Umfangslage mit einer Schraube 49 gesichert werden. Schließlich umfasst die Mahleinheit 4 noch eine auf die Mahlwand 5 einwirkende Kühlein- richtung, welche in dem Ausführungsbeispiel einen an die Mahlwand 5 außen

unmittelbar angrenzenden Kühlkanal 50 aufweist. Dieser kann von einem Kühlmittel, wie bspw. Wasser, das durch zeichnerisch nicht dargestellte Zu- und Abläufe geleitet wird, durchströmt werden, so dass insbesondere in Verbindung mit einem externen Kühlaggregat mit einer Steuerung oder Regelung eine gezielte Temperaturführung möglich ist.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollin- haltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.