DE3244308C2 - Rührwerkskugelmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei bekannten Rührwerksmühlen mit Drehdichtungen und Trenn­ mitteln für die Kugelfüllung (DE-OS 26 29 251, DE-OS 29 08 154) besteht das Problem, daß zur Reinigung und/oder zum Austausch von Maschinenteilen ein erheblicher Montage- bzw. Demontageaufwand erforderlich ist. Insbesondere ist es selbst bei speziell für eine Demontage ausgelegten Anordnun­ gen (FR-PS 1 472 184; DE-OS 28 13 781) bei der Demontage auch erforderlich, die Dichtungen mit abzunehmen.

Außerdem haben die bekannten Anordnungen mit Trennspalt und Gleitringdichtungsanordnungen häufig den Nachteil, daß die Gleitringdichtungsanordnung und der Trennspalt zu weit von den Radiallagern entfernt sind, so daß eine genaue Passung dieser Bauteile Schwierigkeiten bereitet. Beispielsweise sind bei der aus der DE-OS 29 08 154 bekannten Rührwerks­ mühle zwei unmittelbar hintereinander angeordnete Gleitring­ dichtungen vorhanden, die einen relativ großen Abstand zwi­ schen dem Lager und dem Trennspalt verursachen. Ein relativ großer Abstand zwischen dem Lager und dem Trennspaltbereich macht jedoch bei einer Montage eine aufwendigere Ausrichtung des Rotors erforderlich und bewirkt außerdem, daß der Rotor durch eine Biegebeanspruchung im Bereich des Trennringes leichter auslenkbar ist und zu einem unrunden Lauf neigt.

Aus der DE-OS 30 13 012 ist eine Rührwerksmühle bekannt, die einen verhältnismäßig kleinen Abstand zwischen einem Lager und einer darunterliegenden Gleitringdichtung aufweist. Die­ se Rührwerksmühle arbeitet jedoch mit einem Trennsieb anstel­ le eines ringförmigen Trennspaltes, wobei die Gleitringdich­ tung unterhalb des Trennsiebes angeordnet ist. Bei der Ver­ wendung eines Trennsiebes kann eine größere Toleranz der Spindelführung hingenommen werden als bei der Verwendung eines Trennspaltes.

Bei einer Mühle mit von unten angetriebenen Rotor (US-PS 3 352 501) ist im oberen Bereich ein Ringsieb zwischen dem Mahlraum und dem Produktabführraum vorgesehen. Durch Abnahme eines oben befindlichen Deckels kann das Innere des Mahl­ raums zu Inspektions- und Reparaturzwecken zugänglich ge­ macht werden. Eine Abnahme des Stators ist nur durch völlige Demontage der Mühle möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Rührwerksmühle der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der insbesondere eine höhere Steifigkeit und Präzision des Trennspaltes gewährleistet ist, ohne daß hierzu zwangsläufig eine Beeinträchtigung eines möglichst einfachen Zugangs der den Produktabführraum begrenzenden Teile zu Reinigungs­ zwecken oder für einen Teileersatz in Kauf genommen werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Patentan­ sprüche 1, 3 und 4 vorgesehen.

Aufgrund der Ausbildung nach Anspruch 1 ist der Abstand zwischen dem Radiallager und dem Trennspalt auf ein Minimum herabgesetzt, wodurch eine optimale Steifigkeit und Präzi­ sion des Trennspaltes sowie eine geringere Lagerbeanspru­ chung erzielbar ist.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 2 bleibt hierbei der Pro­ duktabführraum bequem zugänglich, da durch äußerst einfache Maßnahmen, nämlich durch Lösen des vorzugsweise mittels Schrauben befestigten Stators vom Gehäuse und axiales Abzie­ hen der Produktabführraum und die ihn definierenden Teile zugänglich gemacht werden können.

Nach Anspruch 3 ist zwischen Spindel und Gehäuse ein Sperr­ mediumkanal vorgesehen, in dem die Lageranordnung angeordnet ist. Durch den deutlichen Abstand der Lager im Sperrmedium­ kanal ist eine präzise Spindelführung gewährleistet. Gleich­ zeitig wird die Durchführung von Reinigungsarbeiten ermög­ licht, ohne hierfür zuvor die Demontage der Lageranordnung und der Dichtungen erforderlich zu machen.

Nach Anspruch 4 ist es möglich, durch Herumdrehen der Trenn­ ringe um 180° um eine Querachse eine neue, noch unabgenutzte Trennkante zu schaffen, was eine weitere Möglichkeit zur Ein­ stellung bzw. Neueinstellung einer exakten Weite des Trenn­ spaltes ermöglicht. Darüber hinaus ist die endgültige Aus­ wechslung der Trennringe dann nur in größeren Zeitabständen erforderlich.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Durch die Maßnahmen des Anspruches 5 kann außer dem Stator auch der Statortrennring bequem axial abgenommen werden.

Die Maßnahmen der Ansprüche 6 bis 8 dienen einer exakten Einpassung des Statortrennringes und der Ausbildung einer geordneten Strömung im Produktabführraum.

Durch die Merkmale des Anspruchs 9 wird eine einfache Mon­ tage und Festlegung eines Dichtungsaufnahmegliedes gewähr­ leistet.

Aufgrund des Führungsringes nach den Ansprüchen 11 und 34-36 werden Toträume im Produktabführraum vermieden, und es wird eine gleichmäßige Strömung durch den Produktabführraum hin­ durch erzielt. Der Führungsring ist zur Reinigung der Mühle auch leicht demontierbar und wieder einsetzbar.

Auch die Merkmale der Ansprüche 11 bis 13 dienen einer ein­ fachen Montage und Demontage der verschleißanfälligen und eventuell zu reinigenden Bauteile.

Obwohl der Stator- und Rotortrennring grundsätzlich mit geringer axialer Überlappung angeordnet sein können, ist es doch zweckmäßig, wenn der Statortrennring in Richtung vom Rotor weg vom Rotortrennring axial so weit versetzt ist, daß keine axiale gegenseitige Überlappung, jedoch nur ein unterhalb der Hälfte des kleinsten Kugeldurch­ messers liegender axialer Abstand der Trennkanten vorhan­ den ist. Bevorzugt ist nach Anspruch 13 auch keine radiale Überlappung vorhanden, wodurch der Ausbau des Stator- und Rotortrennrings begünstigt wird. Im Grenzfall könnte er­ findungsgemäß auch ohne axiale Überlappung und ohne axia­ len Abstand der Trennkanten, jedoch mit einem geringen radialen Abstand derselben gearbeitet werden. Der Vorteil einer derartigen Ausbildung besteht darin, daß der durch den Trennspalt bedingte Strömungswiderstand herabgesetzt wird.

Eine einfache Auswechslung der Spindel wird durch die Merk­ male des Anspruchs 15 gewährleistet.

Die Merkmale der Ansprüche 14, 16 und 17 stellen eine günstige Strömungsführung im Produktabführraum sicher.

Durch die Maßnahmen des Anspruches 18 kann der Rotor auf sichere Weise fliegend gelagert werden.

Mit den Merkmalen des Anspruches 19 ist es möglich, trotz axialer Abnehmbarkeit des Stators den Rotor auch am vom Gehäuse abgewandten Ende noch drehzulagern.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen auszugsweisen axialen Schnitt durch eine er­ findungsgemäße Rührwerkskugelmühle in dem Lagerungs­ bereich und dem Bereich der Befestigung von Stator und Rotor am Gehäuse, wobei links und rechts der vertikalen Mittelachse zwei verschiedene Ausfüh­ rungsformen wiedergegeben sind,

Fig. 2 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung der Stator- und Rotortrennringe in Fig. 1 zur Veran­ schaulichung der Überlappung,

Fig. 3 eine vergrößerte Ausschnittsansicht der Gleitring­ dichtung nach Fig. 1 und

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich der Gleitringdichtung und des Dichtungsaufnahme­ gliedes.

Nach der Zeichnung erstreckt sich eine von Kühlmittelkanälen 38 durchzogene Spindel 14 beim vorliegenden Ausführungsbei­ spiel vertikal durch ein Gehäuse 13 hindurch, welches im obe­ ren Bereich im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders auf­ weist. Am oberen Ende der Spindel 14 ist eine Dreheinführung 39 vorgesehen, welche sich mit der Spindel dreht, ein Syphon­ rohr 40 aufweist und dem Anschluß der Kühlmittelzu- und abfuhr dient.

Etwas weiter unten ist an dem oberen, aus dem Gehäuse 13 heraus­ ragenden Ende der Spindel 14 eine Riemenscheibe 41 befestigt, welche dem Drehantrieb der Spindel 14 dient und mittels Ring­ spannelementen lösbar an der Spindel 14 befestigt ist.

Etwas weiter unten beginnt dann das zylindrische Gehäuse 13, welches nach Fig. 1 und 3 an seinem oberen Ende durch eine Gleitringdichtung 31 abgeschlossen ist, deren Gleitring 31a drehfest auf der Spindel 14 sitzt, während der axial gegen­ überliegende Gleitring 31b mit der Innenwand des Gehäuses 13 fest verbunden ist. Die axialen Dichtstirnflächen 42 der Gleit­ ringe 31a, 31b sind zur Schaffung einer einwandfreien Dichtung geläppt.

Im Bereich der Gleitringdichtung 31 befindet sich seitlich im Gehäuse 13 ein Anschluß 33, durch den in den Sperrmedium­ kanal 32 zwischen der Spindel 14 und dem Gehause 13 ein Sperr­ medium vorzugsweise in flüssiger Form zu- oder abgeführt wer­ den kann.

Unterhalb des Anschlusses 33 befindet sich zwischen der Spindel 14 und dem Gehäuse 13 ein Axiallager 26 und unmittel­ bar darunter ein durch Zylinderrollen gebildetes Radiallager 25. Die beiden Lager 25, 26 befinden sich innerhalb des Sperrmediumkanals 32.

Mit deutlichem Abstand unterhalb der Lager 25, 26 ist ein ebenfalls durch Zylinderrollen gebildetes Radiallager 19 zwischen dem Gehäuse 13 und der Spindel 14 befestigt, wel­ ches ebenfalls innerhalb des Sperrmediumkanals 32 liegt.

So nahe wie möglich unterhalb des Radiallagers 19 ist nach Fig. 1 und 4 eine weitere Gleitringdichtung 20 zwischen dem Gehäuse 13 und der Spindel 14 angeordnet, welche aus Gleitringen 20a, 20b gebildet ist, die wieder entlang von geläppten axialen Stirn­ flächen 42 aufeinanderliegen.

Der mitdrehende Gleitring 20a liegt innerhalb einer Ring­ stufe 21, die dadurch gebildet ist, daß sich von dem Spin­ delteil 14′′ relativ geringen Durchmessers unten radial ein Spindelflansch 14′ radial nach außen erstreckt. Hierdurch erhält der Gleitring 20a einen guten Halt, der durch einen O-Ring 43 weiter verbessert wird.

Auf dem Umfang vorgesehene Axialstifte 44 erstrecken sich zwischen dem Spindelflansch 14′ und dem Gleitring 20a und sorgen dafür, daß dieser bei Drehung der Spindel einwandfrei mitgenommen wird.

In Richtung des Radiallagers 19 axial gegenüber dem Gleit­ ring 20a ist der weitere Gleitring 20b innerhalb eines Dich­ tungsaufnahmegliedes 22 angeordnet, welches ebenso wie alle anderen ringförmigen Bauteile konzentrisch zur Spindelachse angeordnet ist. Oben grenzt das Dichtungsaufnahmeglied 22 an das Radiallager 19 an. Es enthält auf seinem Umfang gleichmäßig verteilt 12 Druckfedern 45, welche über eine Ringplatte 46 auf die von der Dichtfläche 42 abgewandte Stirnfläche des Dichtringes 20b einwirken.

Aufgrund der aus den Fig. 1 und 4 ersichtlichen, erfindungs­ gemäßen Formgebung des Dichtungsaufnahmegliedes 22 kann das in dem Kanal 32 enthaltene Sperrmedium durch einen unteren Spalt 47 hindurch in das Innere des Dichtungsaufnahmegliedes 22 hineinströmen, um schließlich aus einem unteren, im Gehäuse 13 vorgesehenen Anschluß 34 auszutreten. Der Umwälzkreislauf für das Sperrmedium kann auch in umgekehrter Richtung erfol­ gen, d. h. daß der Eintritt bei 34 und der Austritt bei 33 ist.

Das Sperrmedium hat vorzugsweise Gleiteigenschaften, so daß gleichzeitig die Lager 19, 25, 26 und auch die Dichtflächen 42 geschmiert werden. Die Anschlüsse 34, 33 sind an einen nicht dargestellten Umwälzkreis angelegt, der einen Wärme­ tauscher zur Kühlung des Sperrmediums enthält.

Die Lager 19, 25, 26 sind so auf der Spindel befestigt, daß diese nach unten aus den Lagern herausgezogen werden kann. Aus diesem Grunde ist es wichtig, daß das Dichtungsaufnahme­ glied 22 einen Durchmesser D aufweist, der größer als der Durchmesser d des darüberliegenden Spindelteils 14′′ ist.

Für den Fall, daß das Sperrmedium bei 34 zugeführt wird, ist der Strömungsverlauf des Sperrmediums durch Pfeile angedeutet.

Rund um das mit Bohrungen versehene Dichtungsaufnahme­ glied 22 liegt ein Befestigungsring 23, welcher den Gleit­ ring 20b von außen berührt. Eine in die Innenwand des Befesti­ gungsringes 23 eingelegte O-Dichtung 47′ sorgt für eine ein­ wandfreie Abdichtung zwischen dem Befestigungsring 23 und dem Gleitring 20b.

Ein Ringflansch 23′ des Befestigungsringes 23 erstreckt sich etwas weiter radial nach außen über eine dazu komplementäre Fläche des Gehäuses 13, so daß er dort mittels Schrauben 48 axial befestigt werden kann.

Unterhalb des Befestigungsringes 23 befindet sich im Bereich des Dichtspaltes 42 der Gleitringdichtung 20 der Produktab­ führraum 18, in dem ein flacher Führungsring 24 befestigt ist, welcher in nicht dargestellter Weise zweigeteilt ist, damit er radial montiert bzw. demontiert werden kann. Der Führungsring 24 liegt oben flach und dicht am Gehäuse 13 bzw. an dem damit bündigen Befestigungsring 23 an. Es wird somit an der oberen Stirnfläche 14′′′ des Spindelflansches 14′ und zwischen der Gleitringdichtung 20 und dem Führungsring 24 ein definierter Strömungskanal für das flüssige Produkt geschaffen, welcher durch Pfeile angedeutet ist.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß auch zwischen dem Dich­ tungsaufnahmeglied 22 und dem Gleitring 20b über den Umfang gleichmäßig verteilt zwei Mitnehmerstifte 49 vorgesehen sind, die ein Verdrehen des Gleitringes 20b relativ zum Dichtungs­ aufnahmeglied 22 verhindern.

Radial außerhalb des Führungsringes 24 befindet sich nach Fig. 1 und 2 ein Sta­ tortrennring 28, welcher axial mittels Schrauben 50 an einem Radialflansch 13′ des Gehäuses 13 befestigt ist. Der Stator­ trennring 28 schließt radial nach außen unmittelbar an den Führungsring 24 an, weist jedoch zum Spindelflansch 14′, mit dem er sich axial überlappt, einen radialen Abstand auf, so daß an dieser Stelle ein zum Produktabführraum gehörender zy­ lindrischer Ringraum 18′ entsteht.

Unten innen an dem Statortrennring ist ein Hartmetallring 28′ eingelegt, welcher zwischen dem Produktabführspalt 18′ und dem Mahlraum 16 eine erste Trennkante 30 bildet, die konzentrisch zur Achse der Spindel 14 verläuft.

In einer unteren Ringstufe 52 des Spindelflansches 14′ ist nach Fig. 1 und 2 ein Rotortrennring 29 angeordnet, der sich geringfügig axial mit dem Statortrennring 28 überlappt, jedoch in ra­ dialer Richtung einen Abstand von ihm aufweist. Unten außen ist an dem Rotortrennring 29 ebenfalls ein Hartmetallring 29′ mit rechteckigem Querschnitt angebracht, der in einem Abstand von etwa 2/10 mm von der Trennkante 30 des Hartmetallringes 28′ eine weitere Trennkante 30 bildet. Zwischen den beiden Trenn­ kanten 30 erstreckt sich der die Kugelfüllung des Mahlraums 16 zurückhaltende Trennspalt 15.

Der Statortrennring 28 weist auch an der vom Mahlraum 16 abge­ wandten Stirnfläche innen einen Hartmetallring 28′′ auf, der völlig symmetrisch zu dem Hartmetallring 28′ angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Statortrennring durch Lösen der Schrau­ ben 50 und Drehen um die Querachse 53 auch so eingebaut werden, daß die Trennkante 30 des Hartmetallringes 28′′ gegenüber der Trennkante 30 des Hartmetallringes 29′ zu liegen kommt. Bei Abnutzung der einen Trennkante kann somit die andere Trenn­ kante wirksam gemacht werden.

Entsprechend kann auch der Rotortrennring 29 um eine Querachse 54 um 180° verschwenkt angeordnet werden, damit auch die dem Mahlraum 16 zugewandte weitere Trennkante 30 des Hartmetall­ ringes 29′ in den Bereich des Trennspaltes 15 gebracht werden kann. Mittels zwischengelegter Ringe kann der Grad der Überlappung des Statortrennringes 28 und des Rotortrennringes 29 vor­ bestimmt werden. Auf diese Weise ist eine exakte Einstellung der Weite des Trennspaltes 15 möglich.

Der Hartmetallring 29′ des Rotors kann auch direkt auf den Spin­ delflansch 14 geschrumpft und/oder geklebt sein, d. h., daß der Rotortrennring 29 entfallen kann, was wiederum eine kürzere Bau­ höhe und größere Präzision ergeben würde, da der Hartmetallring 29′ dann näher dem Lager angeordnet werden kann. Der Hartmetall­ ring 28′ des Stators müßte dann entsprechend axial versetzt wer­ den.

Radial außen von dem Statortrennring 23 ist an dem Gehäuse­ flansch 13′ axial mittels Schrauben 55 der Stator 11 befestigt, welcher Kühlkanäle 56 und feststehende Rührwerkzeuge 57 trägt.

Unterhalb des Rotortrennringes 29 ist mit Imbusschrauben 27 der Rotor 12 konzentrisch zur Spindel 14 befestigt. Mittels Zapfenverbindungen 58, 59 werden eine einwandfreie koaxiale Ausrichtung des fliegend gelagerten Rotors 12 und eine einwand­ freie Mitnahme desselben gewährleistet.

Der Rotor 12 weist Kühlkanäle 60 und nach außen sich zwi­ schen die feststehenden Rührwerkzeuge in dem Mahlraum 16 erstreckende Rührwerkzeuge 61 auf.

Der Rotor 12 ist mit seinem oberen Rand 12′ auf den unter­ halb der Ringstufe 52 befindlichen schmaleren Teil des Ring­ flansches 14′ aufgeschoben; zwischen der Stirnwand des Ro­ torteils 12′ und dem erweiterten Teil des Ringflansches 14′ ist der Rotortrennring 29 mit eingespannt.

Das Sperrmedium im Sperrmediumkanal 32 wird unter einen sol­ chen Druck gesetzt, daß der Druck an den Dichtungsstirn­ flächen 42 der Gleitringdichtung 20 auf der Seite des Sperr­ mediums höher ist als der Druck im Produktabführraum 18. Auf diese Weise kann das flüssige Produkt auf keinen Fall in den Lagerraum eindringen, während umgekehrt eine gewisse Leckage von Sperrmedium in den Produktabführraum 18 dann nicht von Nachteil ist, wenn ein geeignetes Sperrmedium wie beispiels­ weise synthetisches Mineralöl verwendet wird. Bei der Aus­ wahl des Sperrmediums muß also einerseits darauf geachtet werden, daß es im Falle gewisser Leckverluste mit dem Produkt verträglich ist, während andererseits gewisse Schmiereigen­ schaften erforderlich sind.

Die Arbeitsweise sowie die Montage und Demontage der erfin­ dungsgemäßen Rührwerkskugelmühle gehen wie folgt vor sich:

Durch Antrieb über die Riemenscheibe 41 wird der Rotor 12 in üblicher Weise in Drehung versetzt, während das Mahlgut von unten in den Mahlraum 16 eingeführt wird, wo es aufgrund der nicht dargestellten Mahlkörperfüllung und der Rührwerk­ zeuge 57, 61 in der gewünschten Weise zerkleinert wird. Das Produkt tritt dann durch den Trennspalt 15 oben in den Pro­ duktabführraum 18 über, wobei die Kugeln zurückgehalten wer­ den.

Die an sich sehr empfindlichen Trennkanten 30 der Hartmetall­ ringe 28′, 29′ werden deswegen relativ wenig beansprucht, weil sich die Kugeln nicht auf den Kanten, sondern auf der außen­ liegenden zylindrischen Oberfläche des Rotortrennringes 28 bzw. auf der unteren ringförmigen Stirnfläche des Statortrenn­ ringes 28 abstützen.

Zur Reinigung der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle wer­ den zunächst die den Stator axial befestigenden Schrauben 55 rundum gelöst, worauf der Stator 11 axial nach unten abgezo­ gen werden kann.

Durch Lösen des zweiten Kreises von Schrauben 50 kann der Statortrennring 28 axial vom Antriebsgehäuse 13 entfernt wer­ den. Er kommt dabei auf dem oberen Kranz von Rührwerkzeugen 61 des Rotors 12 zu liegen.

Anschließend werden dann die beiden halbkreisförmigen Hälften des Führungsringes 24 voneinander getrennt. Da der Stator 11 und der Statortrennring 28 bereits vorher entfernt wurden, können die Hälften des Führungsringes 24 nunmehr radial her­ ausgezogen werden.

Nunmehr sind alle vom Produkt angeströmten Flächen am Rotor 12, am Spindelflansch 14′, an der Ringdichtung 20 und am Gehäuse 13 für die Reinigung frei, ohne daß eine Demontage der Lagerung und der Gleitringdichtungen 20, 31 notwendig wäre.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß durch im festen Stator­ trennring 28 angeordnete radiale Gewindestifte 62 der von ihnen von unten ergriffene Führungsring 24 in der richtigen Höhe gehalten wird. In der Nähe des Abflusses des Produkts ist die Oberseite des Führungsringes entsprechend angefräst.

Wesentlich ist weiter, daß nach der Entnahme der Hälften des Führungsringes 24 die Imbusschrauben 27 durch den Produkt­ raum 18 hindurch radial von außen mittels eines Winkelwerk­ zeuges zugänglich sind. Die Imbusschrauben 27 können somit gelöst und daraufhin der Rotor 12 und gegebenenfalls auch der Rotortrennring 29 axial nach unten abgezogen werden.

Nach dem Abnehmen des Rotors 12 und des Rotortrennringes 29 nach unten kann sogar noch die Spindel 14 mit dem Spindel­ flansch 14′ nach unten aus den Lagern 19, 25, 26 herausge­ zogen werden, nachdem die axiale Spannung des oben angeord­ neten Vierpunktkugellagers 26 beseitigt worden ist.

Der Zusammenbau der Rührwerkskugelmühle erfolgt in umge­ kehrter Richtung.

Obwohl die in der Zeichnung veranschaulichte fliegende Lage­ rung des Rotors 12 bevorzugt ist, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt.

Die Dichtungen 20, 31 müssen so ausgelegt sein, daß sie Druckdifferenzen bis zu 4 Bar, eventuell sogar bis 6 Bar vertragen können. Letzteres ist besonders dann erforderlich, wenn mehrere erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühlen in Serie geschaltet werden. Auch im kontinuierlichen Mahlbetrieb kom­ men höhere Druckdifferenzen vor.

Während die untere Dichtung 20 auf jeden Fall als Gleitring­ dichtung auszubilden ist, kann die obere Drehdichtung 31 auch als normale Standarddichtung, z. B. Lippendichtung, Stopfbüchse oder dergl. ausgebildet sein.

Wesentlich ist weiter, daß die Lager 19 bzw. 25, 26 zwischen den Drehdichtungen 20, 31 in dem Sperrmediumkanal 32 angeordnet sind.

Die Gleitringe der unteren Gleitringdichtung bestehen aus Hart­ metallringen, da sie mit unter Umständen aggressiven Medien in Berührung kommen. Die obere Drehdichtung 31 muß nur auf die Eigenschaften des Sperrmediums 32 abgestimmt sein. Insofern kann die Drehdichtung 31 qualitativ weniger aufwendig und damit wirtschaftlicher aufgebaut sein.

Ein wesentlicher Zweck des Führungsringes 24 besteht auch darin, daß das Volumen des Produktabführraums 18 verkleinert wird, was z. B. bei der Farbherstellung dann wichtig ist, wenn ein Wechsel zwischen verschiedenen zu verarbeitenden Farben vorgenommen wird.

Das zu reinigende Volumen wird also verkleinert, und es wird außerdem verhindert, daß sich in irgendwelchen nicht durchströmten Ecken Farbreste festsetzen.

Von ganz entscheidender Bedeutung ist, daß der gesamte Demon­ tagevorgang mit Ausnahme der Demontage der Spindel durchge­ führt werden kann, ohne daß eine der Gleitringdichtungen ent­ fernt werden müßte. Hierdurch entfällt das bei bekannten Rühr­ werkskugelmühlen erforderliche erneute Läppen der Gleitring­ dichtungen nach einer Demontage.

Nach einer Demontage zur Reinigung oder zum Ausbau und Aus­ wechseln von Maschinenteilen, z. B. der Trennringe 28, 29 ver­ bleiben am Gehäuse nur noch die Spindel 14, die Lager 19, 25, 26 und die Drehdichtungen 20, 31. Entscheidend ist dabei, daß der Sperrmediumkanal 32 bei der Demontage nicht angetastet wird, so daß während der Demontage sogar der Druck im Sperr­ mediumkanal 32 aufrechterhalten werden kann.

Die für das Umwälzen des Sperrmediums vorhandene, nicht dar­ gestellte Zahnradpumpe wird direkt vom Rührwerksantrieb ange­ trieben.

Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß für den Fall, daß auch die Spindel 14 nach unten herausgezogen wird, die Dichtungen 20, 31 auf einfachste Weise ausgewechselt werden können.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Der Abstand zwischen dem Trennspalt 15 und dem Radiallager 19 kann beträchtlich geringer gehalten werden, wodurch eine größe­ re Steifigkeit und Präzision des Trennspaltes sowie eine ge­ ringere Lagerbeanspruchung und eine kürzere Baulänge der Mühle erhalten werden.

Die Herstellungskosten der Gleitringdichtung sind geringer, da die vom Rotor abgewandte Drehdichtung 31 eine Normdichtung sein kann und zweitens im Durchmesser geringer ist als die dem Rotor zugewandte Gleitringdichtung 20.

Es ist eine komplette Reinigung aller Teile ohne Demontage von Lagerung und Dichtungen möglich.

Das Auswechseln sämtlicher Verschleißteile (Stator 11, Rotor 12, Trennringe 28, 29) ist ohne Demontage der Lager­ anordnung 19, 25, 26 und der Dichtungen 20, 21 möglich.

Dadurch, daß die Lageranordnung 19, 25, 26 zwischen den bei­ den Teilen einer doppelt wirkenden Gleitringdichtung 20, 31 angeordnet ist, erfolgt durch das Sperrmedium gleichzeitig eine Lagerschmierung.

Die Schmierung ist besonders intensiv und führt auch zur Wärmeabführung, da das Sperrmedium die Lagerung zwangsläufig durchströmt und außerhalb der Lagerung gekühlt wird.

Dadurch, daß der nach außen resultierende Druck des Sperr­ mediums dem nach außen resultierenden Produktdruck entgegen­ wirkt, kommt es nicht zum Eindringen des Produktes in den Lagerraum.

Wichtig ist weiter, daß der feste Statortrennring 28 nach seiner Demontage soweit axial in Richtung des Rotors ver­ schoben werden kann, daß der zweiteilige Führungsring 24 ausgebaut werden kann. Sämtliche mit dem Produkt in Berüh­ rung kommenden Teile der Mühle können ohne weiteres gereinigt werden, wenn die abbaubaren Teile demontiert sind, ohne daß dazu Lagerung und Dichtungen demontiert werden müßten.

Der Rotor 12 soll einstückig ausgeführt sein, und ist an den Spindelflansch 14′ angeschraubt.

Wichtig ist weiter, daß der Rotortrennring 29 zwischen Rotor 12 und Spindelflansch 14′ geklemmt ist. Der Rotor 12 könnte auch aus einzelnen Ringen zusammengesetzt sein.

Die Ringe samt der Rotortrennbüchse sollen mit Zugstangen der­ art mit dem Spindelflansch 14′ axial verspannt werden, daß die Reibung zur Drehmomentübertragung genügt (DE-OS 28 13 781).

Dadurch, daß die Spindel 14 hohl ausgebildet ist, kann sie von Kühlmittel zur Kühlung des Rotors 12 in beiden Richtungen durchströmt sein.

Beim einstückigen Rotor 12 ist ein zylindrischer Körper mit schraubenlinienförmigen Kanälen an der Oberfläche zur Füh­ rung der Kühlflüssigkeit vorgesehen. Der Rotor 12 besteht aus einem Rohr, in dem Sacklöcher zur Aufnahme der Rührstifte vorgesehen sind, wobei die Rührstifte in die Sacklöcher eingeklebt sind. Der Rotor 12 ist zwischen den Ruhrstiftebenen ein­ gedreht. Die Rührstifte sind in durchgehenden Bohrungen des Rotors 12 eingepreßt.

Die Wälzlager bestehen aus einer Kombination von zwei Zylin­ derrollenlagern 19, 25 zur Aufnahme der radialen Kräfte und einem antriebsseitigen Vierpunktlager 26 zur Aufnahme der axialen Kräfte.

Das Vierpunktlager 26 ist zur leichteren Demontage nur axial an Innen- und Außenring gespannt und weist bei beiden Ringen radial eine Spielpassung auf.

Das antriebsseitige Zylinderrollenlager 25 ist im Durch­ messer kleiner als das rotorseitige Zylinderrollenlager 19, damit die Spindel 14 ohne Demontage der Zylinderrollenla­ gerinnenringe ausgebaut werden kann.

Der Innendurchmesser des rotierenden rotorseitigen Gleit­ ringes 20a ist größer als die Außendurchmesser der Zylinder­ rollenlagerinnenringe, damit dieser Gleitring ohne Demontage dieser Innenringe ausgebaut werden kann.

Claims (37)

1. Rührwerksmühle mit einem stirnseitig an einem Gehäuse befestigten, im wesentlichen zylindrischen Stator und einem im Stator angeordneten Rotor, der wenigstens an der betreffenden Stirnseite über eine mit ihm drehfest verbundene Spindel und eine Lageranordnung am Gehäuse drehgelagert ist, wobei zwischen Spindel und Stator ein den Mahlraum von einem Produktabführraum trennender, zur Rotorachse konzentrischer Trennspalt vorgesehen ist, zwi­ schen Spindel und Gehäuse eine zur Rotorachse konzentri­ sche, den Produktabführraum begrenzende Gleitringdich­ tung sowie eine weitere Drehdichtung angeordnet sind, die Lageranordnung ein Radiallager umfaßt und die Gleit­ ringdichtung zwischen dem Radiallager und dem dazu einen geringen Abstand aufweisenden Trennspalt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (19) zwischen der Gleitringdichtung (20) und der weiteren Drehdichtung (31) angeordnet ist und daß sich die Gleitringdichtung (20) in Richtung zum Trennspalt (15) unmittelbar an das Radiallager (19) anschließt.

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (11) den wesentlichen Teil des Produktab­ führraums (18) umschließt und axial vom Gehäuse (13) ab­ ziehbar ist.

3. Rührwerksmühle mit einem stirnseitig an einem Gehäuse befestigten, im wesentlichen zylindrischen Stator und einem im Stator angeordneten Rotor, der wenigstens an der betreffenden Stirnseite über eine mit ihm drehfest verbundene Spindel und eine Lageranordnung am Gehäuse drehgelagert ist, wobei zwischen Spindel und Stator ein den Mahlraum von einem Produktabführraum trennender, zur Rotorachse konzentrischer Trennspalt vorgesehen ist, zwi­ schen Spindel und Gehäuse eine zur Rotorachse konzentri­ sche, einen Produktabführraum rotorseitig begrenzende Gleitringdichtung sowie eine weitere Drehdichtung ange­ ordnet sind, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehdichtung (31) das vom Rotor (12) abgewandte Gehäuseende abschließt, daß zwischen Spindel (14) und Gehäuse (13) ein Sperrmediumkanal (32) gebildet ist, in dem zwischen den Dichtungen (20, 31) einen deutlichen Abstand voneinander aufweisende Lager (19, 25, 26) der Lageranordnung angeordnet sind, und daß der Druck im Sperrmediumkanal größer ist als der Druck im Produktab­ führraum (18).

4. Rührwerksmühle mit wenigstens einem, von den Flächen zweier Trennringe begrenzten Trennspalt, wobei einer der beiden Trennringe relativ zum anderen um eine Rotorachse drehbar ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennringe (28, 29) nach Drehung um eine jeweili­ ge Drehachse (53, 54) auch mit vertauschten axialen Stirnflächen einbaubar sind und dazu auch an ihren zu­ nächst vom Trennspalt (15) angewandten Stirnflächen Trennkanten (30) aufweisen.

5. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das die Spindel (14) umgebende Gehäuse (13) nach außen ein Radialflansch (13′) anschließt, an dessen dem Mahlraum (16) zugewandter Stirnfläche koaxial geson­ dert außen der Stator (11) und innen ein die statorseiti­ ge Begrenzung des Trennspaltes (15) bildender Stator­ trennring (28) axial lösbar befestigt ist.

6. Rührwerksmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Statortrennring (28) der Stirnfläche des Radial­ flansches (13′) und der Innenfläche des Stators (11) an­ gepaßte Flächen besitzt und mit diesen Flächen passend an der Stirnfläche bzw. Innenfläche anliegt.

7. Rührwerksmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Statortrennringes (28) senkrecht zum Umfang im wesentlichen rechteckförmig ist.

8. Rührwerksmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Radialflansches (13′) und die daran anliegende Fläche des Statortrennringes (28) eine - radial von innen nach außen gesehen - axial vorsprin­ gende Ringstufe aufweisen (Fig. 1, linker Teil).

9. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsaufnahmeglied (22) von der Rotorseite her in das Gehäuse (13) einsetzbar ist und mittels eines radial unmittelbar außerhalb des am Gehäuse (13) angeord­ neten Gleitringes (20b) vorgesehenen, zur Rotorachse kon­ zentrischen Befestigungsringes (23) am Gehäuse (13) festgelegt ist.

10. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Produktabführraum (18) vom Umfang eines Spindelflansches (14′) zu dessen vom Rotor (12) abgewand­ ter Stirnfläche (14′′′) erstreckt, wo er an die Gleitringdichtung (20) radial von außen angrenzt, und daß an zu­ mindest einer Umfangsstelle in den den Produktabführraum (18) axial gegenüber der Stirnfläche (14′′′) begrenzenden Bauelementen (13, 23, 24) ein Produktauslauf (17) vorge­ sehen ist.

11. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) an einer axial im wesentlichen mit einem Führungsring (24) ausgerichteten Stelle des Spindelflansches (14′) durch Schrauben (27) befestigt ist.

12. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Spindelflansches (14′) ein Rotortrenn­ ring (29) axial lösbar befestigt ist, welcher die andere Begrenzung des Trennspaltes (15) bildet.

13. Rührwerksmühle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der in Richtung vom Rotor (12) weg vom Rotortrenn­ ring (29) axial versetzte Statortrennring (28) sich ra­ dial nicht mit dem Rotortrennring (29) überlappt.

14. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktabführraum (18) wenigstens teilweise vom Umfang des Spindelflansches (14′) begrenzt ist und dort spaltförmig radial nach innen führt.

15. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (14) vom Mahlraum (16) aus ihren Lagern (19, 25, 26) herausziehbar ist.

16. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktabführraum (18) sich auch entlang der vom Rotor (12) abgewandten Stirnfläche des Spindelflansches (14′) erstreckt und dort spaltförmig radial nach innen führt.

17. Rührwerksmühle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der spaltförmige Produktabführraum (18) anschließend nahe einem Spindelteil (14′′) ein Stück axial zur Gleitring­ dichtung (20) verläuft.

18. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) mittels eines die Spindel (14) ko­ axial durchgreifenden Zugankers und einer innerhalb des Spindelflansches (14′) vorgesehenen Spannkeilverbindung gehalten ist.

19. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) außer an seiner einen Stirnseite auch in einem an der entgegengesetzten Stirnseite am Stator (11) angeordneten Stirndeckel drehgelagert ist.

20. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch die weitere Drehdichtung eine Gleitringdichtung (31) ist.

21. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das nahe dem Rotor (12) gelegene Lager ein Radialla­ ger (19) ist.

22. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in deutlichem axialen Abstand vom rotorseitigen La­ ger (19) nahe der Drehdichtung (31) unmittelbar axial hintereinander ein Radiallager (25) und ein Axiallager (26) angeordnet sind.

23. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 3-22, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmediumkanal (32) über an seinen axialen En­ den vorgesehene Anschlüsse (33, 34) an einen Umwälzkreis mit Wärmetauscher angeschlossen ist.

24. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 3-23, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmedium Schmiereigenschaften aufweist.

25. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (14) an ihrem rotorseitigen Ende von einem Spindelteil (14′′) geringeren Durchmessers in einen damit aus einem Stück bestehenden, sich radial nach außen erstreckenden Spindelflansch (14′) übergeht, der einen axialen Abstand vom Radialflansch (13′) des Gehäu­ ses (13) aufweist und daß das Radiallager (19) am Spin­ delteil (14′′) die Gleitringdichtung (20) im Bereich des Überganges vom Spindelteil (14′′) zum Spindelflansch (14′) noch im Bereich des Spindelteils (14′′) und der Trennspalt (15) am Spindelflansch (14′) angeordnet sind.

26. Rührwerksmühle nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Spindel (14) angebrachte Gleitring (20a) der Gleitringdichtung (20) in eine Ringstufe (21) am Übergang vom Spindelteil (14′′) zum Spindelflansch (14′) eingepaßt ist.

27. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 9-26, dadurch gekennzeichnet, daß der gehäuseseitige Gleitring (20b) der Gleitringdich­ tung (20) in einem am Gehäuse (13) festgelegten ringför­ migen Dichtungsaufnahmeglied (22) untergebracht ist.

28. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 5-27, dadurch gekennzeichnet, daß am Radialflansch (13′) des die Spindel (14) umgeben­ den Gehäuses (13) außen der Stator (11) axial lösbar be­ festigt ist.

39. Rührwerkmühle nach einem der Ansprüche 5-28, dadurch gekennzeichnet, daß am Radialflansch (13′) des Gehäuses (13) radial außerhalb des Spindelflansches (14′) ein Statortrennring (28) axial lösbar befestigt ist, der einen radialen Ab­ stand vom Spindelflansch (14′) aufweist und vorzugsweise radial außen unmittelbar an einen Führungsring (28) an­ schließt.

30. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 10-29, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Spindelflansches (14′), vorzugsweise axial zwischen dem Spindelflansch (14′) und dem Rotor (12), ein Rotortrennring (29) axial lösbar befestigt ist, welcher die andere Kante des Trennspaltes (15) bildet.

31. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 4-30, dadurch gekennzeichnet, daß der in Richtung vom Rotor (12) weg vom Rotortrenn­ ring (29) axial versetzte Statortrennring (28) sich ge­ ringfügig mit dem Rotortrennring überlappt.

32. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 10-31, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringstufe (21) zur Aufnahme des spindelseitigen Gleitrings (20a) der Gleitringdichtung (20) durch den sich vom Spindelteil (14′′) geringeren Durchmessers radial nach außen erstreckenden Spindelflansch (14′) gebildet ist.

33. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gleitringe (20a, 20b) der Gleitringdichtung (20) über axial miteinander ausgerichtete, geläppte Stirnflächen dichtend aneinanderliegen.

34. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 11-33, dadurch gekennzeichnet, daß der weitgehend vom Stator (11) umschlossene flache Führungsring (24) im Produktabführraum (18) mit Abstand von der vom Rotor abgewandten Stirnfläche (14′′′) ange­ ordnet ist und den Produktabführraum (18) so verkleinert, daß die vom Umfang des Spindelflansches (14′) kom­ mende Produktströmung zunächst an der vom Rotor (12) ab­ gewandten Stirnfläche (14′′′) radial nach innen zur Gleit­ ringdichtung (20), von dort entlang der Gleitringdichtung (20) axial vom Rotor (12) weg und schließlich nach außen in den Produktauslauf (17) geführt ist.

35. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 11-34, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (24) an zwei im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Stellen geteilt ist, derart, daß die beiden Ringhälften radial von außen anbringbar bzw. radial nach außen abbaubar sind.

36. Rührwerksmühle nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß der einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisende Führungsring (24) mit seiner Umfangsfläche passend an der Innenumfangsfläche des Statorringes (28) anliegt.

37. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Trennspaltes (15) Hartmetallringe (28′, 28′′, 29′) in die Trennringe (28, 29) eingesetzt sind.