WO2023031097A1

WO2023031097A1 - Laborkugelmühle

Info

Publication number: WO2023031097A1
Application number: PCT/EP2022/073910
Authority: WO
Inventors: Zilan ORHAN
Original assignee: Retsch GmbH
Current assignee: Retsch GmbH
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2022-08-29
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2024-02-29
Also published as: US20250025885A1; CN222305967U; EP4192621A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Laborkugelmühle (1), insbesondere Schwingmühle, Fliehkraftkugelmühle oder Planetenkugelmühle, weiter insbesondere Planetenkugelmühle mit einem Übersetzungsverhältnis von 1: -1, mit wenigstens einer an einem während des Mahlbetriebs der Kugelmühle (1) bewegten Maschinenteil (3) der Kugelmühle (1) angeordneten Mahlbecherhalterung (4) für wenigstens einen Mahlbecher (5), mit einer an dem bewegten Maschinenteil (3) angeordneten Spanneinrichtung (6) zur Übertragung einer Spannkraft auf den Mahlbecher (5) und mit einer Kopplungseinrichtung (12) mit wenigstens einem Kopplungselement (13), wobei über die Kopplungseinrichtung (12) eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil (2) an den bewegten Maschinenteil (3) zur Erzeugung der Spannkraft vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kopplungselement (13) während des Mahlbetriebs mit dem feststehenden Maschinenteil (2) und mit dem bewegten Maschinenteil (3) gekoppelt ist.

Description

Laborkugelmühle

Die Erfindung betrifft eine Laborkugelmühle, insbesondere Schwingmühle, Fliehkraftkugelmühle oder Planetenkugelmühle, weiter insbesondere Planetenkugelmühle mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : -1 , mit wenigstens einer an einem während des Mahlbetriebs der Kugelmühle bewegten Maschinenteil der Kugelmühle angeordneten Mahlbecherhalterung für wenigstens einen Mahlbecher, mit einer an dem bewegten Maschinenteil angeordneten Spanneinrichtung zur Übertragung einer Spannkraft und/oder eines Spannmoments auf den Mahlbecher und/oder auf die Mahlbecherhalterung und mit einer Kopplungseinrichtung mit wenigstens einem Kopplungselement, wobei über die Kopplungseinrichtung eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil an den bewegten Maschinenteil zur Erzeugung der Spannkraft vorgesehen ist.

Aus der DE 10 2012 009 987 A1 ist eine Laborkugelmühle, insbesondere Planetenoder Fliehkraftkugelmühle im Labormaßstab bekannt, welche insbesondere für größere Mahlgefäße im Labormaßstab, d.h. typischerweise 160 ml, 250 ml oder gar 500 ml, einsetzbar ist und eine automatische Verspannung eines Mahlgefäßes an einer Mahlgefäßhalterung zulässt. Bei der bekannten Laborkugelmühle rotiert eine Trägervorrichtung um eine vertikale Zentrumsachse. Die bekannte Mühle weist eine oder mehrere Mahlstationen um eine parallel zur Zentrumsachse versetzte Planetenachse auf, die drehbar zur Trägervorrichtung gelagert ist bzw. sind. Die Mahlstation weist eine Aufnahmevorrichtung bzw. Mahlbecherhalterung für zumindest ein mit Mahlgut und Mahlkörpern, insbesondere Mahlkugeln, befüllbares Mahlgefäß auf. Die Aufnahmevorrichtung wird beim Mahlbetrieb von der Trägervorrichtung um die Zentrumsachse mitgeführt und rotiert zusätzlich - zumeist entgegensetzt - zur Trägervorrichtung um die exzentrisch gelagerte Planetenachse. Zudem ist ein Antrieb für die Trägervorrichtung und ein weiterer Antrieb für die Mahlstation vorgesehen.

Zum automatischen, d.h. nicht durch manuelles Aufbringen der Spannkraft bewirkten axialen Verspannen des Mahlgefäßes in der Aufnahmevorrichtung ist ein motorischer Antrieb mit einer Exzenterwelle als Kopplungselement vorgesehen. Die Verspannung erfolgt durch Drehung der Exzenterwelle, wobei die Exzenterwelle von unten gegen einen Mahlbecherboden wirkt. Die Exzenterwelle ist dazu in einer Querbohrung in einem sich nach unten erstreckenden Zapfen eines Spannbodens gelagert. Der Zapfen greift in eine passende koaxiale Bohrung in einem Lagerzapfen eines unteren Bodenteils der Labormühle ein. Die Exzenterwelle überträgt eine Höhenänderung über Nadellager auf den Spannboden. Der Spannboden hebt über ein Federpaket eine Andruckplatte in Form eines Drucktellers nach oben. Die Andruckplatte hebt ihrerseits das eingesetzte Mahlgefäß gegen ein Druckjoch oberhalb des Mahlgefäßes, welches als Anschlag für den Mahlbecherdeckel wirkt, bis alle axialen Spalten aus dem Spannsystem beseitigt sind. Die Exzenterwelle wird über ihren Kniepunkt hinausgefahren, um im verspannten Zustand Selbsthemmung zu erzeugen.

Die Verspannung des Mahlgefäßes erfolgt motorisch. Hierzu weist die bekannte Kugelmühle einen Motor auf, welcher ortsfest an einem feststehenden Gerätegehäuse außerhalb der Trägervorrichtung befestigt ist. Der Motor treibt eine Antriebswelle an, die an ihrem inneren Ende geschlitzt ist, um an einen transversal an der Exzenterwelle befestigten Querstift anzukuppeln, wenn die Mahlstation in einer bestimmten Einsetz- und Entnahmeposition und einer richtigen Drehorientierung zu liegen kommt. Ist die Schlitzkupplung gekoppelt, kann über den Motor die Exzenterwelle gedreht werden, um das Mahlgefäß automatisch axial zu verspannen oder automatisch die Verspannung wieder zu lösen. Über die Exzenterwelle ist also lediglich im Kopplungszustand eine Energieübertragung von dem am feststehenden Maschinenteil angeordneten motorischen Antrieb an den am bewegten Maschinenteil vorgesehenen Spannmechanismus zur Erzeugung der Spannkraft vorgesehen.

Die automatische Mahlbecherverspannung hat den Vorteil, dass die Kraft, die beim Entspannen des Verspannmechanismus erzeugt wird, nicht vom Benutzer aufgebracht werden muss, sondern automatisch vom Verspannmotor aufgebracht wird. Darüber hinaus führt die automatische Mahlbecherverspannung zu einem höheren Benutzerkomfort und ermöglicht bei jedem Spannvorgang eine gleiche und damit reproduzierbare Spannkraft. Ferner kann die Sicherheit gegenüber einer Fehlbedienung erhöht werden.

Die bei der bekannten Kugelmühle vorgesehene automatische Mahlbecherverspannung weist eine Reihe von Nachteilen auf: Eine Kopplung der Exzenterwelle mit dem Antriebsmotor erfordert eine exakte Drehorientierung der Mahlstation im Ruhezustand der Mühle. Aufgrund von Abnutzung und/oder Verunreinigungen kann es dazu kommen, dass die für eine Kopplung erforderliche exakte Drehorientierung nicht erreicht wird und damit das Ankoppeln der Exzenterwelle an die Antriebswelle des Motors erschwert möglich ist. Die bei der Mahlbecherverspannung erzeugte Selbsthemmung der Exzenterwelle soll dabei gewährleisten, dass sich die Mahlbecherver- Spannung beim Mahlbetrieb nicht ungewollt löst. Aufgrund von Abnutzung kann es jedoch zu einer Lageänderung des Kniepunkts kommen, so dass die Sicherheit gegen ungewolltes Lösen der Mahlbecherverspannung unter Umständen nicht mehr gewährleistet ist. Die für den Kopplungsvorgang vorgegebene Anordnung und Ausrichtung von Motor und Exzenterwelle relativ zueinander bedingt zudem eine wenig kompakte Bauweise der Mühle. Zum anderen ist die automatische Mahlbecherverspannung bei der bekannten Mühle konstruktiv aufwendig gelöst. Die Energie- bzw. Kraftübertragung vom Motor über die Exzenterwelle und die weiteren mit der Exzenterwelle zusammenwirkenden Bauteile der Spanneinrichtung bedingt eine entsprechend massive Ausführung der Kraftübertragungselemente mit hohem Bauteilgewicht, so dass die beim Mahlbetrieb mitbewegten Bauteile hohe Fliehkräfte im Mahlbetrieb erfahren und die Lager- und Antriebsbelastung hoch ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Laborkugelmühle der eingangs genannten Art, insbesondere ausgebildet als Laborschwingmühle, mit der Möglichkeit zur automatischen Mahlbecherverspannung zur Verfügung zu stellen, bei der die Mahlbecherverspannung in konstruktiv einfacher Weise bei leichter und kompakter Bauweise der Labormühle realisiert ist.

Zudem soll eine hohe Fehlersicherheit gegen unbeabsichtigtes Lösen der Mahlbecherverspannung gewährleistet sein.

Insbesondere soll die konstruktive Ausgestaltung der automatischen Mahlbecherverspannung die Möglichkeit bieten, unterschiedliche Mahlbechergeometrien, insbesondere Mahlbecher mit unterschiedlichen Mahlbecherhöhen, zu verspannen.

Die vorgenannten Aufgaben werden durch eine Kugelmühle mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In Übereinstimmung mit der aus der DE 10 2012 009 987 A1 bekannten Mühle ist bei der erfindungsgemäßen Mühle ebenfalls ein Kopplungselement vorgesehen, über das eine Antriebsenergie bzw. Antriebskraft von einem feststehenden Maschinenteil der Mühle an einen im Mahlbetrieb der Mühle bewegten Maschinenteil zur Erzeugung der für eine automatische Mahlbecherverspannung erforderlichen Spannkraft übertragen wird. Abweichend zu der bekannten Mühle ist erfindungsgemäß allerdings vorgesehen, dass das Kopplungselement (auch) während des Mahlbetriebs mit dem feststehenden Maschinenteil und mit dem bewegten Maschinenteil mechanisch gekoppelt bzw. verbunden ist. Vorzugsweise ist eine dauerhafte, kontinuierliche, fortwährende, ununterbrochene, nicht zerstörungsfrei trennbar gekoppelte und/oder permanente Verbindung des Kopplungselements mit einer Energieerzeugungseinheit, insbesondere einem motorischen Antrieb, an und/oder auf dem feststehenden Maschinenteil der Kugelmühle und mit dem bewegten Maschinenteil der Kugelmühle vorgesehen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der automatischen Mahlbecherverspannung lässt sich insbesondere bei Schwingmühlen vorteilhaft realisieren.

Insbesondere ist eine zur Erzeugung einer Spannkraft und/oder eines Spannmoments erforderliche Kraft- und/oder Energieweiterleitung und -Übertragung über das Kopplungselement unabhängig vom Bewegungszustand der Mahlbecherhalterung, weiter insbesondere unabhängig von einer bestimmten Winkelstellung einer mit der Mahlbecherhalterung verbundenen Schwinge einer Schwingmühle oder unabhängig von einer bestimmten Drehorientierung einer die Mahlbecherhalterung mitführenden Trägervorrichtung, möglich. Im Mahlbetrieb und im Stillstand kann gleichermaßen eine vorzugsweise mechanische Kopplung über das Kopplungselement vorgesehen sein. Die Kopplung während des Mahlbetriebs lässt es insbesondere zu, auch während des Mahlbetriebs eine Antriebskraft oder ein Antriebsmoment bzw. eine Antriebsenergie über das Kopplungselement von dem feststehenden Maschinenteil der Mühle an den bewegten Maschinenteil weiterzuleiten bzw. zu übertragen, um auch während des Mahlbetriebs eine Spannkraft und/oder ein Spannmoment zu erzeugen. Die Erfindung lässt es grundsätzlich aber auch zu, dass eine Antriebskraft oder ein Antriebsmoment oder eine Antriebsenergie lediglich bei Stillstand der Mühle übertragen wird. In diesem Fall kann dann eine mechanische Einrichtung, beispielsweise eine Sicherheitskupplung, vorgesehen sein, um während des Mahlbetriebs einen Verspannungszustand des Mahlbechers unabhängig von einer Kraft- und/oder Energieübertragung über das Kopplungselement aufrechtzuerhalten.

Zur Erzeugung einer Spannkraft und/oder eines Spannmoments kann die Spanneinrichtung der erfindungsgemäßen Mühle in an sich bekannter Weise beispielsweise einen Spindelantrieb aufweisen, wobei ein von der Kopplungseinrichtung an die Spanneinrichtung übertragenes Drehmoment in eine translatorische Verstellbewegung einer Gewindespindel oder Schubstange umgesetzt wird. Die Kopplungseinrichtung der erfindungsgemäßen Labormühle ist zur Energie- und/oder Kraft- bzw. Drehmomentübertragung vom feststehenden Maschinenteil an den beim Mahlbetrieb bewegten Maschinenteil der Mühle eingerichtet und ausgebildet. Die Kopplungseinrichtung kann neben dem Kopplungselement weitere Bauteile und Einrichtungen aufweisen, beispielsweise wenigstens ein Antriebsrad auf einer dem feststehenden Maschinenteil zugeordneten Antriebsseite der Kopplungseinrichtung und/oder wenigstens ein Abtriebsrad auf einer dem bewegten Maschinenteil zugeordneten Abtriebsseite der Kopplungseinrichtung. Ein vom Abtriebsrad erzeugtes Drehmoment kann dann mit einer Spindeleinrichtung in eine Transversalbewegung einer Gewindespindel oder einer Schubstange umgesetzt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass Bauteile der Kopplungseinrichtung, beispielsweise ein verstellbares Kolbenelement, durch Übertragung einer Antriebsenergie und/oder Antriebskraft vom Kopplungselement, transversal verstellt bzw. bewegt wird und dadurch eine axiale Spannkraft erzeugt, die mittelbar oder unmittelbar auf den Mahlbecher übertragbar ist.

Beim Mahlbetrieb kommt es zu Relativbewegungen zwischen dem bewegten Maschinenteil der Kugelmühle und dem feststehenden Maschinenteil. Beim Mahlbetrieb von Schwingmühlen beispielsweise kommt es zu Relativbewegungen zwischen Schwingen, an denen die Mahlbecherhalterungen vorgesehen sind, relativ zu dem feststehenden Mühlenaufbau. Relativbewegungen zwischen beweglichen Maschinenteilen der Kugelmühle und feststehenden Maschinenteilen treten funktionsbedingt auch bei Fliehkraftkugelmühlen oder Planetenkugelmühlen auf. Der Ausgleich von Relativbewegungen kann erfindungsgemäß vorzugsweise lediglich über das Kopplungselement erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt der Ausgleich frei von technischen Gelenkbauteilen als in vorgegebener Art und Weise beweglichen Verbindungen zwischen starren Bauteilen oder Abschnitten des Kopplungselements. Zum Ausgleich von Relativbewegungen kann das Kopplungselement dagegen wenigstens bereichsweise mehrdimensional bewegbar ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang kann das Kopplungselement wenigstens zwei Freiheitsgrade der Bewegung jeweils orthogonal zur Hauptbewegungsrichtung, bezogen auf die Bewegungsrichtung des Kopplungselements bei Übertragung eines Spannmoments und/oder einer Spannkraft, aufweisen, besonders bevorzugt wobei das Kopplungselement orthogonal zur Hauptbewegungsrichtung eine freie Bewegbarkeit aufweist. Dies wird weiter unten an Ausführungsbeispielen der Erfindung näher beschrieben. Damit lässt sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung der automatischen Mahlbecherverspannung insbesondere bei Schwingmühlen vorteilhaft realisieren, wobei während des Mahlbetriebs auftretende Schwingungen von Schwingen der Schwingmühle, an denen die Mahlbecherhalterungen befestigt sind, relativ zu einem feststehenden (Gehäuse-)Teil der Schwingmühle durch die Bewegbarkeit des Kopplungselements ausgeglichen werden können. Damit lässt sich das Auftreten von relevanten Bauteilspannungen verbunden mit der Gefahr eines Bauteilversagens in konstruktiv einfacher Weise vermeiden.

Eine erste und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft die mechanische Übertragung bzw. Weiterleitung von kinetischer Energie bzw. von Bewegungsenergie von einem an dem feststehenden Maschinenteil angeordneten motorischen Antrieb über das Kopplungselement an den bewegten Maschinenteil. Die Spannkraft und/oder das Spannmoment wird dezentral mit dem motorischen Antrieb erzeugt, der beim Mahlbetrieb der Kugelmühle ortsfest angeordnet ist. Die Motorleistung steht durch eine geeignete konstruktive Ausgestaltung der Kopplung an der Mahlbecherhalterung zur Verfügung. Es ist eine kompakte und leichte Bauweise der für die automatische Mahlbecherverspannung erforderlichen Bauteile möglich. Durch eine geringere Bauteilemasse ist eine höhere Zuladung des beweglichen Maschinenteils der Kugelmühle möglich und/oder eine geringere Belastung des zur Bewegung des beweglichen Maschinenteils während des Mahlbetriebs vorgesehenen Antriebs. Eine geringere Bauteilmasse führt dazu, dass beim Mahlvorgang die für die automatische Mahlbecherverspannung erforderlichen Bauteile am beweglichen Maschinenteil geringere Fliehkräfte erfahren und filigran ausgelegt werden können.

Vorzugsweise kann das Kopplungselement ein Zugmittel eines insbesondere formschlüssigen Zugmitteltriebs zur mechanischen Bewegungs- bzw. Kraftübertragung sein. Zur Bewegungs- bzw. Kraftübertragung über das Kopplungselement können auf der Antriebsseite der Kopplungseinrichtung und damit auf dem feststehenden Maschinenteil wenigstens ein Antriebsrad bzw. eine Antriebswelle des motorischen Antriebs und auf der Abtriebsseite der Kopplungseinrichtung bzw. auf dem bewegten Maschinenteil wenigstens ein Abtriebsrad bzw. eine Abtriebswelle vorgesehen sein. Über das Antriebsrad, insbesondere ein Zahnrad oder eine Zahnradanordnung, erfolgt die Übertragung eines Antriebsdrehmoments von dem motorischen Antrieb und über das Abtriebsrad, insbesondere ein Zahnrad oder eine Zahnradanordnung, erfolgt die Übertragung eines Abtriebsdrehmoments mittelbar oder unmittelbar an die Spanneinrichtung. Das Abtriebsdrehmoment kann beispielsweise mit einer Spindeleinrichtung in eine für die Mahlbecherverspannung erforderliche Spannkraft umgewandelt werden. Bei einem formschlüssigen Zugmitteltrieb kann als Kopplungselement eine Kette eines Kettengetriebes oder ein Zahnriemen vorgesehen sein, um ein Drehmoment durch Räder mit einer entsprechenden formschlüssigen Profilierung, insbesondere Zahnräder, von einer Antriebswelle des motorischen Antriebs auf das Zugmittel bzw. von dem Zugmittel auf eine Abtriebswelle an dem bewegten Maschinenteil der Kugelmühle zu übertragen. Als Kopplungselement kann grundsätzlich auch ein Zugmittel eines kraftschlüssigen Zugmitteltriebs vorgesehen sein, wobei über einen Treibriemen ein Spannmoment durch zwischen Kontaktflächen zwischen Riemen und Riemenscheiben wirkende Reibkräfte übertragen wird. Zur Bewegungs- bzw. Kraftübertragung kann alternativ auch ein Schubkettengetriebe mit einem Schubmittel als Kopplungselement vorgesehen sein.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Kopplungselement als Kugel- bzw. Perlkette ausgebildet ist mit einer Seele und einer Vielzahl von an der Seele vorzugsweise im gleichen Abstand befestigten Kugeln bzw. Perlkörpern. Vorzugsweise ist ein Perlkettenantrieb vorgesehen, wobei die Perlkette antriebsseitig mit einem Antriebsrad zur Drehmomentübertragung von einer Motorwelle des motorischen Antriebs und abtriebsseitig mit einem Abtriebsrad zur Drehmomentübertragung an die Spanneinrichtung verbunden ist. Antriebsrad und Abtriebsrad können über den Umfang verteilt angeordnete an die Kugeln bzw. Perlkörper der Perlkette angepasste Vertiefungen aufweisen. Das Abtriebsmoment kann mit einer Spindeleinrichtung in eine transversale Spannkraft zur Mahlbecherverspannung umgewandelt werden. Die Perlkette ermöglicht Schlauchbiegungen in allen Raumrichtungen, so dass sich die Lage der Abtriebsseite des Perlkettenantriebs in einfacher Weise an die baulichen Gegebenheiten im Inneren der Kugelmühle anpassen und ein kompakter Aufbau der Mühle realisieren lässt.

Zur Abstützung von Seilkräften kann eine Schlauchführung der Perlkette in einem oder in mehreren Schläuchen vorgesehen sein. Die Schlauchführung erfüllt darüber hinaus eine Schutzfunktion für die Perlkette. Vorzugsweise kann sich der Schlauch zwischen einem Antriebsrad und einem Abtriebsrad des Perlkettenantriebs über die gesamte Länge der Perlkette erstrecken, so dass die Perlkette in jedem Bereich zwischen den Rädern umschlaucht ist. Das Antriebsrad und/oder das Abtriebsrad können eine von seitlichen Flanken des Rades begrenzte kehlförmige Lauffläche aufweisen, die im Laufgrund Vertiefungen enthält. Zwischen den Flanken wird die Perlkette im Bereich der Räder geführt. Dadurch sind eine Abstützung und eine exakte Führung der Perlkette auch angrenzend an die Schlauchführung im Rad- und Umschlingungsbereich gewährleistet.

Zur Drehmomentübertragung bei sich gegeneinander bewegenden Teilen mit der Möglichkeit eines Ausgleichs von Relativbewegungen zwischen einem feststehenden Maschinenteil und einem bewegten Maschinenteil kann als Kopplungselement alternativ auch eine Gelenkwelle oder eine zumindest bereichsweise biegsame Welle vorgesehen sein.

Die Kopplungseinrichtung kann eine Getriebeanordnung zur Drehmomentwandlung eines übertragenen Antriebsmoments aufweisen, insbesondere auf der Abtriebsseite. Durch ein Planetengetriebe lässt sich beispielsweise ein höheres Drehmoment auf der Abtriebsseite erzeugen. Die Getriebeanordnung kann selbsthemmend sein, so dass eine Drehbewegung lediglich in einer Richtung möglich ist. Wirkt die Getriebeanordnung mit einer Spindel zusammen, ist eine selbsthemmende Ausführung der Spindel und des Getriebes möglich, so dass eine Sicherung gegen ungewolltes Lösen der Mahlbecherverspannung auch bei Unterbrechung der Kraft- bzw. Momentenübertragung vom Kopplungselement an das Abtriebsrad, beispielsweise bei gerissener Perlkette, gewährleistet ist.

Zur Begrenzung der Kraft- und/oder Drehmomentübertragung über das Kopplungselement kann eine Überlastsicherung vorgesehen sein, die insbesondere als magnetische Rutschkupplung ausgebildet und/oder insbesondere auf der Abtriebsseite des Kopplungselements angeordnet sein kann. Es kann eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einem Sensor zur Detektion einer Kupplungstrennung im Überlastfall vorgesehen sein, insbesondere zur Detektion des Durchrutschens einer Rutschkupplung. Mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung ist dann eine Steuerung und/oder Regelung eines motorischen Antriebs in Abhängigkeit von einer de- tektierten Kupplungstrennung möglich.

Um eine Energie- und/oder Kraft- bzw. Drehmomentübertragung vom feststehenden Maschinenteil an unterschiedliche bewegte Maschinenteile, beispielsweise zwei Schwingen einer Laborschwingmühle, zu ermöglichen, können mehrere Kopplungseinrichtungen mit jeweils wenigstens einem Kopplungselementvorgesehen sein, wobei über die Kopplungseinrichtungen eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil an zwei voneinander getrennte (kinematisch entkoppelte) bewegte Maschinenteile vorgesehen ist, insbesondere wobei die Kopplungseinrich- tungen mit einem gemeinsamen an dem feststehenden Maschinenteil angeordneten Antrieb für eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil an den bewegten Maschinenteil gekoppelt oder über eine Kupplungseinrichtung koppelbar sind. Über die Mehrzahl von Kopplungseinrichtungen ist es beispielsweise möglich, mit einem motorischen Antrieb an dem feststehenden Maschinenteil ein Spannmoment bedarfsweise an zwei Spanneinrichtungen einer Schwingmühle zu übertragen, die an unterschiedlichen Schwingen der Schwingmühle angeordnet sind. Jede Kopplungseinrichtung kann ein an dem feststehenden Maschinenteil angeordnetes Antriebsrad aufweisen, das mit der Motorwelle des motorischen Antriebs gekoppelt oder über eine Kupplungseinrichtung koppelbar ist. Über die Motorwelle können beide Antriebsräder mit einem Drehmoment beaufschlagt werden, wobei die Drehmomentübertragung von dem jeweiligen Antriebsrad über ein jeweils dem Antriebsrad zugeordnetes Kopplungselement, beispielsweise eine Perlkette, an ein Abtriebsrad an dem bewegten Maschinenteil erfolgt. Beispielsweise können mehrere Perlkettenantriebe verwirklicht sein, um eine Seilkraft bzw. ein Spannmoment von einem motorischen Antrieb an dem feststehenden Maschinenteil über zwei Perlketten an Abtriebsräder zu übertragen, die an unterschiedlichen bewegten Maschinenteilen gelagert sind und das übertragende Drehmoment an eine dem jeweiligen bewegten Maschinenteil zugeordnete Spanneinrichtung zur Mahlbecherverspannung an dem jeweiligen Maschinenteil übertragen. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass eine Kraft- oder Drehmomentübertragung über zwei Perlkettenantriebe von einem motorischen Antrieb an zwei Abtriebsräder erfolgt, die an unterschiedlichen Schwingen einer Laborschwingmühle angeordnet sind. Damit lässt sich mit vorzugsweise lediglich einem motorischen Antrieb eine automatische Mahlbecherverspannung an zwei Schwingen einer Labormühle in einfacher Weise und bei kompakter Bauweise der Mühle realisieren.

Daraus besteht die Möglichkeit zur Energie- und/oder Kraft- bzw. Drehmomentübertragung vom feststehenden Maschinenteil an einen gleichen bewegten Maschinenteil mit mehreren Kopplungseinrichtungen. Insbesondere können zwei Kopplungseinrichtungen mit jeweils wenigstens einem Kopplungselementvorgesehen sein, wobei über jede Kopplungseinrichtungen eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil, insbesondere von einem gemeinsamen an dem feststehenden Maschinenteil angeordneten Antrieb, weiter insbesondere zeitversetzt, an ein gleiches bewegtes Maschinenteil vorgesehen ist, insbesondere wobei über die erste Kopplungseinrichtung eine Energieübertragung an eine Spanneinrichtung zur automatischen Mahlbecherverspannung und über die zweite Kopplungseinrichtung eine Energieübertragung an einen Schwenkantrieb zur automatischen Drehung des Mahlbechers vorgesehen sein kann.

Insbesondere kann mit einem ersten Kopplungselement einer ersten Kopplungseinrichtung eine Spannkraft oder ein Spannmoment von dem feststehenden Maschinenteil der Kugelmühle an eine Spanneinrichtung einer Mahlbecherhalterung übertragen werden, um die automatische Mahlbecherverspannung zu bewirken. Mit einem weiteren Kopplungselement einer weiteren Kopplungseinrichtung lässt sich dann eine Antriebskraft und/oder ein Antriebsmoment an eine Dreheinrichtung zur Drehung des Mahlbechers übertragen, wobei die Dreheinrichtung insbesondere eingerichtet ist zur Drehung nach gesteuerter Unterbrechung des Mahlbetriebs und zumindest teilweisem Lösen der Mahlbecherverspannung.

Mit einer Mehrzahl von Kopplungselementen ist es möglich, unterschiedlich große Kräfte oder Drehmomente vom feststehenden Maschinenteil an einen gleichen bewegten Maschinenteil oder auch an unterschiedliche bewegte Maschinenteile zu übertragen, um unterschiedliche Einrichtungen, wie beispielsweise eine Spanneinrichtung und eine Dreheinrichtung einer Mahlbecherhalterung, anzutreiben.

Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen die Übertragung von hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Energie von dem feststehenden Maschinenteil über entsprechende Kopplungselemente an einen bewegten Maschinenteil der Labormühle.

Beispielsweise kann an dem bewegten Maschinenteil ein Kompressor zur Bereitstellung eines komprimierten Fluides, insbesondere von Druckluft, oder ein Hydraulikaggregat zur Bereitstellung einer Hydraulikflüssigkeit, vorgesehen sein. Die Kopplungseinrichtung ist dann antriebsseitig mit dem Kompressor oder dem Hydraulikaggregat verbunden. Ein komprimiertes Fluid, insbesondere Druckluft, kann auch einem Speicher oder Leitungsnetz entnommen werden, beispielsweise einem Druckbehälter, der in der Umgebung der Labormühle aufgestellt und über eine Druckleitung mit der Labormühle verbunden ist. Die Erzeugung eines komprimierten Fluides oder von Hydraulikflüssigkeit erfolgt vorzugsweise außerhalb der Kugelmühle, die entsprechende Fluidanschlüsse an ein Leitungsnetz für komprimiertes Fluid oder Hydraulikflüssigkeit oder einen Kompressor oder ein Hydraulikaggregat oder entsprechende Druckbehälter aufweisen kann. Als Kopplungselement für die Energieübertragung können Druckluftschläuche oder Druckleitungen, oder auch starre Rohre Verwendung finden. Zum Ausgleich von Relativbewegungen zwischen bewegten Maschinenteilen und einem feststehenden Maschinenteil kann eine elastische Verformung des Kopplungselements vorgesehen sein und/oder es kann wenigstens eine Drehdurchführung für einen abgedichteten Übergang vorgesehen sein.

Abtriebsseitig kann ein Pneumatikmotor oder Hydraulikmotor als Teil der Kopplungseinrichtung vorgesehen sein, um hydraulische oder pneumatische Energie in mechanische Arbeit umzuwandeln. Durch Druckeinwirkung auf Rotoren oder Zahnräder kann pneumatische oder hydraulische Energie in Rotationsenergie umgewandelt werden, so dass abtriebsseitig die für eine Mahlbecherverspannung erforderlichen Spannkräfte und/oder Spannmomente erzeugt werden können. Abtriebsseitig kann die Kopplungseinrichtung einen Kraft- bzw. Energiewandler in der Art einer Drehschieber- oder Flügelzellenpumpe umfassen, wobei durch Beaufschlagung eines Rotors oder Zahnrades mit Druckgas oder Druckluft eine Drehbewegung erzeugt wird. Alternativ kann ein Kolben als Verstellelement vorgesehen sein, der durch die Beaufschlagung mit Druckgas oder Druckluft translatorisch verstellt wird. Hierüber lassen sich die zur Mahlbecherverspannung erforderlichen Spannkräfte und Spannmomente erzeugen. Ein Rotor, ein Zahnrad oder eine Zahnradanordnung bzw. der Verstellkolben können dann mit einer Spanneinrichtung an dem bewegten Maschinenteil Zusammenwirken oder auch Teil der Spanneinrichtung sein, um die für die automatische Mahlbecherverspannung erforderlichen Spannkräfte und/oder Spannmomente zu erzeugen.

Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, elektrische Energie von dem feststehenden Maschinenteil über eine Stromleitung als Kopplungselement an das bewegte Maschinenteil zu übertragen. Beispielsweise kann an der Mahlbecherhalterung ein Aktuator mitgeführt sein, der ein elektrisches Signal in mechanische Bewegungen zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments und/oder einer Antriebskraft umwandelt, beispielsweise als elektromechanischer Antrieb eine Gewindespindel antreibt und/oder eine Schubstange einer Spanneinrichtung bewegt und so eine axiale Spannkraft erzeugt. Die elektrische Energieversorgung des Aktuators kann aus der Betriebsstromversorgung der Labormühle erfolgen.

Die Übertragung von hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Energie von dem feststehenden Maschinenteil über das Kopplungselement an einen bewegten Maschinenteil, insbesondere eine Mahlbecherhalterung, kann alternativ oder ergänzend zur mechanischen Übertragung von Bewegungsenergie über ein Kopplungs- element vorgesehen sein. Die mit einem entsprechenden Kopplungselement übertragene Energie kann in Kräfte und/oder Drehmomente für die Mahlbecherverspannung und/oder für die Mahlbecherdrehung vorgesehen sein, wenn der Mahlbecher in und/oder an der Mahlbecherhalterung gehalten und die Mahlbecherverspannung gelöst ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Teilansicht, teilweise geschnitten, einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwingmühle mit einer Kopplungseinrichtung zur Energieübertragung von einem feststehenden Maschinenteil an einen bewegten Maschinenteil, mit einem Perlkettenantrieb zur Erzeugung einer Spannkraft für eine automatische Mahlbecherverspannung,

Fig. 2 eine schematische Teilansicht der Abtriebsseite einer Kopplungseinrichtung zur Energieübertragung von einem feststehenden Maschinenteil an einen bewegten Maschinenteil mit einem Perlkettenantrieb, wobei auf der Abtriebsseite der Kopplungseinrichtung ein Abtriebsrad für eine Perlkette des Perlkettenantriebs vorgesehen ist,

Fig. 3 eine schematische Teilansicht der Antriebsseite einer Kopplungseinrichtung zur Energieübertragung von einem feststehenden Maschinenteil an einen bewegten Maschinenteil mit einem Perlkettenantrieb, wobei auf der Antriebsseite der Kopplungseinrichtung ein Antriebsrad für eine Perlkette des Perlkettenantriebs vorgesehen ist,

Fig.4 eine schematische Teilansicht der Abtriebsseite einer Kopplungseinrichtung zur Energieübertragung von einem feststehenden Maschinenteil an einen bewegten Maschinenteil mit einem Perlkettenantrieb, wobei auf der Abtriebsseite der Kopplungseinrichtung ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad als Abtriebsrad für eine Perlkette des Perlkettenantriebs vorgesehen ist,

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Schwingmühle aus Fig. 1 ,

Fig. 6 eine Teil-Explosionsansicht der Schwingmühle aus Fig. 1 , Fig. 7 eine schematische Teilansicht, teilweise geschnitten, einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwingmühle mit zwei Kopplungseinrichtungen zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung an zwei an unterschiedlichen Schwingen der Schwingmühle angeordneten Spanneinrichtungen,

Fig. 8 eine schematische Teilansicht, teilweise geschnitten, einer weiteren alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwingmühle mit zwei Kopplungseinrichtungen zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung an eine Spanneinrichtung für die Mahlbecherverspannung und an einen Drehantrieb zur Drehung eines Mahlbechers, wobei die Spanneinrichtung und der Drehantrieb an einer selben Mahlbecherhalterung verwirklicht sind,

Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht der in Fig. 8 gezeigten Schwingmühle,

Fig. 10 die in Fig. 9 gezeigte Schwingmühle nach dem Einsetzen eines Mahlbechers in eine Mahlbecherhalterung an einer Schwinge der Schwingmühle, wobei die Spanneinrichtung und der Drehantrieb teilweise freigeschnitten gezeigt sind,

Fig. 11 eine schematische Teilansicht der Ausbildung einer Kopplungseinrichtung auf der Abtriebsseite mit einer Rutschkupplung zur Begrenzung der möglichen Drehmomentübertragung,

Fig. 12 eine perspektivische Teilansicht der Abtriebsseite der Kopplungseinrichtung aus Fig. 11 und

Fig. 13 Ersatzbild der Abtriebsseite mit schematischer Darstellung des Getriebeschaltbildes.

In Fig. 1 ist schematisch in einer Teilansicht eine Schwingmühle 1 mit einem feststehenden Maschinenteil 2 und mit einem während des Mahlbetriebs der Schwingmühle bewegten Maschinenteil 3 gezeigt. Bei dem bewegten Maschinenteil 3 handelt es sich um eine Schwinge der Schwingmühle 1 , an der eine Mahlbecherhalterung 4 für wenigstens einen Mahlbecher 5 angeordnet ist. Die Schwingmühle 1 weist vorzugsweise zwei Schwingen auf, wobei an jeder Schwinge jeweils eine Mahlbecherhalterung 4 angeordnet ist. Bei dem feststehenden Maschinenteil 2 kann es sich um eine Grundplatte, ein Gehäuse oder ein Maschinengrundgestell der Schwingmühle 1 handeln, das während des Mahlbetriebs ortsfest ist und gegenüber dem bewegten Maschinenteil 3 beim Mahlbetrieb feststeht.

Bei der gezeigten Ausführungsform weist die Mahlbecherhalterung 4 eine Grundplatte 7 mit zwei Halteschenkeln 8, 9 auf. An der Mahlbecherhalterung 4 ist im Übrigen eine Spanneinrichtung 6 zur Mahlbecherverspannung verwirklicht. Die Mahlbecherverspannung kann beispielsweise mit einer Spanneinrichtung vorgenommen werden, die gattungsgemäß in der DE 200 15 868 U1 beschrieben ist.

Zur Übertragung einer Spannkraft auf einen Mahlbecher 5 kann beispielsweise ein in Fig. 1 schematisch gezeigter Spindelantrieb mit einem Druckstück 10 vorgesehen sein. Das Druckstück 10 ist drehfest angeordnet und mit einem schematisch dargestellten Gewindebolzen 11 verbunden. Der Gewindebolzen 11 ist in einer Gewindemutter 31 (Fig. 6) mit Innengewinde geführt. Die Gewindemutter 31 weist an dem vom Mahlbecher 5 abgewandten Ende einen Kopplungsabschnitt 33 (Fig. 6) mit Vierkantgeometrie auf und ist ist in einer Bundbuchse 34 (Fig. 6) drehbar gelagert. Über den Kopplungsabschnitt 33 lässt sich die Gewindemutter 31 drehfest mit einem Steg rad 20 (Fig. 6) eines abtriebsseitig vorgesehenen Planetengetriebes verbinden. Wie weiter unten im Einzelnen beschrieben, führt eine Übertragung eines Drehmoments auf die Gewindemutter 31 zu einer Axialverstellung des Gewindebolzens 11 relativ zur Gewindemutter 31 und damit zur Übertragung einer Spannkraft auf den Mahlbecher 5 über das Druckstück 10.

Wie sich im Übrigen aus Fig. 1 ergibt, kann ein Verdrehsicherungselement 38 gegen Verdrehen des Druckstücks 10 vorgesehen sein.

Wie sich weiter aus Fig. 1 ergibt, ist eine Kopplungseinrichtung 12 mit einem Kopplungselement 13 zur mechanischen Kraft- und/oder Drehmomentübertragung von einem an dem feststehenden Maschinenteil 2 angeordneten motorischen Antrieb 14 an den bewegten Maschinenteil 3 bzw. die Schwinge der Schwingmühle 1 vorgesehen. Als Kopplungselement 13 ist bei der gezeigten Ausführungsform eine Perlkette bzw. Kugelkette vorgesehen, die eine Mehrzahl von gleichbeabstandeten auf einer Seele angeordneten Perlen 15 bzw. Kugeln aufweist. Auf der Antriebsseite bzw. motorseitig weist die Kopplungseinrichtung 12 ein Antriebsrad 16 und auf der Abtriebsseite bzw. auf der Seite der Mahlbecherhalterung 4 ein Abtriebsrad 17 auf. Zur Drehmomentübertragung ist das Abtriebsrad 16 mit einer Motorwelle 24 verbunden (Fig. 6). Das Antriebsrad 16 ist über die Perlkette kinematisch mit dem Abtriebsrad 17 gekoppelt. Ein über die Perlkette an das Abtriebsrad 17 übertragenes Drehmoment wird über den oben beschriebenen Spindelantrieb in eine axiale Verstellbewegung des Druckstücks 10 zur Erzeugung der für die Mahlbecherverspannung erforderlichen Spannkraft umgesetzt.

Die Räder 16, 17 weisen jeweils eine von seitlichen Flanken begrenzte kehlförmige Lauffläche auf, die im Laufgrund an die Perlen 15 der Perlkette angepasste Vertiefungen enthält. Damit ist eine sichere und geräuscharme Kraft- bzw. Drehmomentübertragung vom Antrieb 14 an die Spanneinrichtung 6 möglich.

Die konstruktive Ausgestaltung der Kopplungseinrichtung 12 als Perlkettenantrieb lässt eine kompakte Bauweise der Schwingmühle 1 und eine flexible Anordnung des Antriebs 14 relativ zur Schwinge der Schwingmühle 1 zu. Das Spannmoment bzw. die Spannkraft wird dezentral erzeugt, wobei die Motorleistung an der Mahlbecherhalterung 4 zur Verfügung steht. Die mehrdimensionale Bewegbarkeit der Perlkette lässt es zu, den Antrieb 14 ortsangepasst an die baulichen Gegebenheiten im Inneren der Schwingmühle 1 relativ zur Schwinge anzuordnen. Somit kann der zur Verfügung stehende Bauraum im Inneren der Schwingmühle 1 optimal für die automatische Mahlbecherverspannung genutzt werden.

Die Perlkette als Kopplungselement 13 kann in einem Schlauch 18 geführt sein, wobei sich die Seilkraft auf dem Schlauch abstützt. Die Perlkette ermöglicht Schlauchbiegungen in alle Richtungen. Damit können Relativbewegungen zwischen dem feststehenden Maschinenteil 2 und dem bewegten Maschinenteil 3 bzw. der Schwinge der Schwingmühle 1 ausgeglichen werden. Der Schlauch 18 kann aus PTFE oder einem anderen gleitfähigen Kunststoff bestehen. Vorzugsweise ist der Schlauch 18 geschlitzt, so dass es möglich ist, die Perlkette von der Seite einzufädeln. Im Übrigen kann der Schlauch 18 nach außen hin ummantelt sein mit einem weiteren Schlauch, der insbesondere als C-Schlauch ausgebildet ist. Der weitere Schlauch schützt den inneren Schlauch 18 vor dem Knicken und Beulen. Insbesondere wird verhindert, dass bei hohen Seilkräften der Innenschlauch 18 zusammenfällt und bei einem solchen Kollaps des Innenschlauches 18 die Perlkette aus dem Innenschlauch 18 gerissen wird und der Antrieb festhängt.

Fig. 6 zeigt den Aufbau der Kopplungseinrichtung 12 auf der Abtriebsseite. Abtriebsseitig kann eine Getriebeanordnung für eine Drehmomentwandlung des vom Antrieb 14 übertragenen Drehmoments vorgesehen sein. Die Getriebeanordnung kann gemäß Fig. 6 und Fig. 4 als einstufiges Planetengetriebe mit beispielsweise vier auf einem Stegrad 20 angeordneten Planetenrädern 21 und einem feststehenden Sonnenrad 22 ausgebildet sein, wobei das Sonnenrad 22 mit dem Stegrad 20 und dem Abtriebsrad 17 zusammenwirkt, um ein höheres Abtriebsdrehmoment zu erzeugen. Das Abtriebsrad 17 ist als Hohlrad des Planetengetriebes ausgebildet. Zur Aufnahme des Abtriebsrads 17 ist ein Abtriebsgehäuse 19 vorgesehen. Das Sonnenrad 22 ist drehfest mit einer Gehäuseabdeckung 23 des Abtriebsgehäuses 19 verbunden, vorzugsweise formschlüssig. Hierzu weist das Sonnenrad 22 mehrere Bohrungen 36 auf (Fig. 4). Die Bohrrungen ermöglichen einen Formschluss: Das Gehäuse hat Zapfen, die in die Bohrungen des Sonnenrades 22 gesteckt werden. Das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes bei einstufiger Ausführung kann zwischen 1 und 2,5, beispielsweise 2,0, betragen. Auch ist eine mehrstufige Ausführung des Planetengetriebes möglich, wobei jede Stufe vorzugsweise ein Übersetzungsverhältnis zwischen 1 und 2,5 aufweisen kann.

Die Übersetzung des Perlkettentriebs kann selbsthemmend sein, wobei das Getriebe nur aus einer Richtung angetrieben werden kann. Vorzugsweise ist eine Selbsthemmung des oben beschriebenen Spindelantriebs zur Umsetzung eines Drehmoments in eine axiale Spannkraft einerseits und eine Selbsthemmung des Getriebes andererseits vorgesehen, so dass selbst bei einer mechanischen Unterbrechung des Kopplungselements 13, beispielsweise beim Reißen der Perlkette, keine ungewollte Selbstlösung der Mahlbecherverspannung zu befürchten steht.

Alternativ kann gemäß Fig. 2 aber auch vorgesehen sein, dass ein Direktantrieb für die Kraftübertragung über die Perlkette bzw. die Drehmomenterzeugung auf der Abtriebsseite der Kopplungseinrichtung 12 und keine Getriebeanordnung vorgesehen ist, wobei die Seilkraft der Perlkette an ein als Vollrad ausgebildetes Abtriebsrad 17 übertragen wird. Hieraus resultiert ein niedrigeres Abtriebsdrehmoment bei geringerer Komplexität des Aufbaus.

Fig. 3 und Fig. 6 zeigen die Antriebsseite der Kopplungseinrichtung 12, wobei antriebsseitig ein elektrischer Antrieb 14 vorgesehen ist. Die Antriebswelle 24 ist durch eine Aussparung in einer Grundplatte 25 mit dem Antriebsrad 16 verbunden. Den Abschluss nach oben bildet eine Gehäuseabdeckung 26. Von der Antriebswelle 24 wird ein Drehmoment an das Antriebsrad 24 übertragen. Die Übertragung des Drehmoments an das am bewegten Maschinenteil 3 vorgesehene Abtriebsrad 17 erfolgt über die Perlkette als Kopplungselement 13. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Abtriebsrad 17 und dem Antriebsrad 16 kann zwischen 1 und 2,5, beispielsweise 2,0, betragen. Im Übrigen zeigt Fig. 5 die Schwingenachse Y3.

Fig. 5 zeigt die Schwingmühle 1 in einer Detailansicht im montierten Zustand. Wie sich aus Fig. 5 schematisch ergibt, können die Drehmomentachsen Y1 , Y2 auf der Abtriebsseite und auf der Antriebsseite der Kopplungseinrichtung 12 aufgrund der Biegsamkeit des Perlkettenantriebs mit der umlaufenden, endlos in den Schläuchen 18 geführten Perlkette unter einem beliebigen Winkel a zueinander angeordnet werden.

Fig. 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schwingmühle 1 in einer schematischen Teildarstellung, wobei zwei im Wesentlichen baugleich ausgebildete Kopplungseinrichtungen 12 der in den Fign. 1 bis 6 beschriebenen Art vorgesehen sein können, um eine Kraft- und/oder Drehmomentübertragung, vorzugsweise von einem gemeinsamen motorischen Antrieb 14, über eine Motorwelle 24 an die Kopplungseinrichtungen 12 und von diesen an zwei Spanneinrichtungen 6 an unterschiedlichen Schwingen der Schwingmühle 1 zu verwirklichen.

Zudem kann, wie in Fig. 7 schematisch gezeigt, ein Schaltelement 27, beispielsweise eine Kupplungseinrichtung, vorgesehen sein, um entweder die eine Kopplungseinrichtung 12 oder die andere Kopplungseinrichtung 12 mit der Motorwelle 24 zu verbinden und so bedarfsweise die Spanneinrichtungen 6 an den beiden Schwingen unabhängig voneinander und, beispielsweise, zeitversetzt zu spannen oder zu entspannen.

In Fig. 8 ist schematisch eine Anordnung gezeigt, bei der mehrere Kopplungseinrichtungen 12 für eine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung von einem feststehenden Maschinenteil 2 an einen bewegten Maschinenteil 3, insbesondere an eine Schwinge der Laborschwingmühle 1 , vorgesehen sind. Gemäß Fig. 8 können zwei konstruktiv gleich ausgebildete Kopplungseinrichtungen 12 zur Kraft- und/oder Drehmomentübertragung vorgesehen sein. Jede Kopplungseinrichtung 12 ist über ein Kopplungselement 13 mit einem dem jeweiligen Kopplungselement 13 zugeordneten am feststehenden Maschinenteil 2 angeordneten motorischen Antrieb 14 verbunden. Eine erste Kopplungseinrichtung 12 ist dazu vorgesehen, eine Kraft bzw. ein Antriebsmoment an eine Spanneinrichtung 6 zu übertragen, um einen Mahlbecher 5 in einer Mahlbecherhalterung 4 automatisch zu verspannen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Mahlbecherhalterung 4 ist ein Schwenk- bzw. Drehantrieb 28 vorgesehen, mit dem es möglich ist, den Mahlbecher 5 im zumindest teilweise entspannten Zustand für eine Vereinheitlichung der Mahlergebnisse durch Kraft- und/oder Drehmomentübertragung von dem in Fig. 8 links dargestellten weiteren Antrieb 14 und die in Fig. 8 ebenfalls links dargestellte weitere Kopplungseinrichtung 12 zu drehen bzw. zu schwenken.

Wie sich insbesondere aus Fig. 9 ergibt, kann die Dreheinrichtung 28 ein Drehstück 37 aufweisen, dass sich form- und/oder kraftschlüssig mit dem Mahlbecher 5 verbinden lässt, um den Mahlbecher 5 bedarfsweise zu drehen. Das Drehstück 37 kann auf der dem Mahlbecher 5 zugewandten Stirnseite eine Kopplungsgeometrie bzw. Schlüsselfläche aufweisen, die mit einer komplementären Kopplungsgeometrie bzw. einem Schlüsselflächenansatz auf der angrenzenden Stirnseite des Mahlbechers 5 formschlüssig ein- und/oder ankuppelt, wenn der Mahlbecher 5 in die Mahlbecherhalterung 4 eingesetzt ist. Über die komplementären Flächen und Flächenansätze lässt sich der Mahlbecher 5 durch Drehen des Drehstücks 37 um vorzugsweise 180° schwenken.

Es kann eine Steuerung und/oder Regelung derart vorgesehen sein, dass ein verspannter Mahlbecher 5 beispielsweise nach Ablauf der halben Mahldauer eines Mahlvorgangs automatisch zumindest teilweise entspannt und dann automatisch gedreht wird. Anschließend wir der gedrehte Mahlbecher 5 automatisch wieder verspannt und der Mahlvorgang wird fortgesetzt. Die über zwei Kopplungseinrichtungen 12 durch Kraft- und/oder Drehmomentübertragung vom feststehenden Maschinenteil 2 bewirkte automatische Mahlbecherverspannung und Mahlbecherdrehung ist in Fig. 8 schematisch durch den Kraftpfeil 29 und den Drehmomentpfeil 30 gezeigt, wobei der Pfeil 29 die Kraftrichtung der Spannkraft beim Verspannen des Mahlbechers 5 in der Mahlbecherhalterung 4 angibt und der Pfeil 30 eine mögliche Drehrichtung des Mahlbechers 5 zur Vergleichmäßigung der Mahlergebnisse.

Nicht ausgeschlossen ist eine Ausführungsform, bei der die Kraft- und/oder Drehmomentübertragung an eine Spanneinrichtung 6 und einen Drehantrieb 28 wie oben beschrieben mit zwei Kopplungseinrichtungen 12 erfolgt, wobei die beiden Kopplungseinrichtungen 12 wie in Fig. 7 beschrieben über eine Kupplungseinrichtung bzw. ein Schaltelement 27 mit einem gleichen motorischen Antrieb 14 koppelbar sind. In den Fign. 9 und 10 ist die Schwingmühle 1 aus Fig. 8 jeweils in einer schematischen Ansicht gezeigt, wobei Fig. 9 die Schwingmühle 1 vor dem Einsetzten eines Mahlbechers 5 in die Mahlbecherhalterung 4 und Fig. 10 einen Mahlbecher 5 im verspannten und teilweise gedrehten Zustand darstellt. Wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt, kann die rechte Kopplungseinrichtung 12 beispielsweise zur Kraftübertragung von einem ersten motorischen Antrieb 14 an eine Spanneinrichtung 6 und die linke Kopplungseinrichtung 12 zur Kraftübertragung von einem zweiten motorischen Antrieb 14 an einen Drehantrieb 28 vorgesehen sein. Die Kopplungseinrichtungen 12 können einen gleichen konstruktiven Aufbau aufweisen. Konstruktive Unterschiede können allerdings in Bezug auf die Drehmomentübertragung vom jeweiligen Perlkettenantrieb auf die Spanneinrichtung 6 einerseits und den Drehantrieb 28 andererseits bestehen.

Zur Übertragung der Seilkraft und Drehmomenterzeugung auf der Seite des Drehantriebs 28 ist ein Direktantrieb vorgesehen, wobei die Seilkraft auf ein als Vollrad ausgebildetes Abtriebsrad 17 übertragen wird. Eine Drehmomentwandlung über ein Getriebe ist auf der Seite des Drehantriebs 28 vorzugsweise nicht vorgesehen. Die Übertragung der Seilkraft und Drehmomenterzeugung auf der Seite der Spanneinrichtung 6 erfolgt dagegen vorzugsweise über eine Getriebeanordnung mit einem Planetengetriebe der in Fig. 4 gezeigten Art.

Der Antrieb 14 und die Kopplungseinrichtung 12 sind in der Lage, große Drehmomente und daraus resultierende (Spann-)Kräfte aufzubauen. Mithilfe einer Sicherheitskupplung, insbesondere ausgebildet als magnetische Rutschkupplung, kann eine Überlast zuverlässig verhindert werden. Dies betrifft insbesondere den Fall, dass bedarfsweise unterschiedlich lange Mahlbecher 5 in der Mahlbecherhalterung 4 verspannnt werden müssen. Durch eine Rutschkupplung können An- und Abtriebsräder 16, 17 sowie die Perlkette als Kopplungselement 13 vor zu starker Beanspruchung geschützt werden.

In der weiteren Fig. 11 ist gezeigt, dass die Getriebeanordnung auf der Abtriebsseite der Kopplungseinrichtung 12 auch mehrstufig, insbesondere als mehrstufiges Planetengetriebe, ausgebildet sein kann. Bei einstufiger Ausbildung kann das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes beispielsweise zwischen 1 und 2,5, beispielsweise 2,0, betragen. Bei mehrstufiger Ausbildung des Planetengetriebes kann das Übersetzungsverhältnis pro Stufe zwischen 1 und 2,5, beispielsweise 2,0, betragen. Damit lässt sich ein höheres Abtriebsdrehmoment übertragen. Die erste Getriebestufe wird gemäß Fig. 13 vorzugsweise gebildet durch ein Abtriebsrad 17, das von der Perlkette als Kopplungselement 13 angetrieben wird und als Hohlrad ausgebildet ist. Das erste Abtriebsrad 17 treibt ein Stegrad 20 bzw. einen Planetenträger an. Ein Sonnenrad 22 ist mit einem Gehäusedeckel 23 festverbunden und damit feststehend. Das Stegrad 20 ist mit einem weiteren Sonnenrad 22 der zweiten Getriebestufe verbunden, das ein weiteres Stegrad 20 der zweiten Getriebestufe antreibt. Ein weiteres Hohlrad 17a der zweiten Getriebestufe ist festgesetzt. Die Drehmomentübertragung vom weiteren Stegrad 20 auf die Gewindermutter 31 ist ebenfalls schematisch gezeigt. Eine rotatorische Bewegung der Gewindemutter 31 wird in eine translatorische Bewegung des Druckstücks 10 umgewandelt. Das festgesetzte Hohlrad 17a der zweiten Getriebestufe ist lediglich dann ortsfest, wenn das Drehmoment eines Rutschelements der Rutschkupplung nicht überschritten wird.

Wie sich aus Fig. 11 ergibt, sind auf der Stirnseite des weiteren Hohlrades 17a der zweiten Getriebestufe benachbart zur Mahlbecherhalterung 4 beispielsweise zehn Magnete 32 über den Umfang verteilt in Taschen eingesetzt, die in dem weiteren Hohlrad 17a stirnflächig vorgesehen sind. Ein angrenzendes Abtriebsgehäuse 19 (vgl. Fig. 12) wird ebenfalls mit Magneten bestückt, beispielsweise mit vier Magneten, um ein Haltemoment zu erzeugen, so dass das weitere Hohlrad 17a bis zum Auftreten eines Überlastfalls am Abtriebsgehäuse 19 festgehalten wird und feststeht. Im Überlastfall rutscht das weitere Hohlrad 17a um mindestens eine Position durch und das Magnetfeld an einem am Abtriebsgehäuse 19 vorgesehenen Sensor 35 reißt kurzzeitig ab. Sobald ein Signalabriss detektiert wird, ist damit erkannt, dass ein Überlastfall eingetreten ist. Bei dem Sensor 35 kann es sich um einen Hall-Sensor handeln.

Insbesondere kann ein Überlastfall steuerungs- und/oder regelungstechnisch mit dem Erreichen einer Endlage des Druckstücks 10 verbunden werden. Es kann eine Steuerung und/oder Regelung mit einer entsprechenden Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen sein, die das Sensorsignal des Sensors 35 auswertet. Dies lässt es zu, bei einem positionsgesteuerten und/oder -geregelten Antrieb 14 einen vom Sensor 35 erkannten Signalabriss bzw. das Durchrutschen der Rutschkupplung mit dem Erreichen einer Nullposition bzw. Endlage eines Spannmittels der Spanneinrichtung 6 zu verknüpfen und diese Information zur Steuerung und/oder Regelung des Antriebs 14 vorzusehen. Sollen Mahlbecher 5 mit unterschiedlicher Mahlbecherlänge eingesetztwerden, besteht die Möglichkeit, mit dem Antrieb 14 das Spannmittel, beispielsweise das Druckstück 10 im vorliegenden Fall, soweit in Richtung zum Mahlbecher 5 zu verfahren bzw. zu verstellen, bis eine Nullposition bzw. Endlage durch Durchrutschen der Rutschkupplung detektiert ist. Damit ist es möglich, den Antrieb 14 für einen Mahlbecher 5 mit einer bestimmten Mahlbecherlänge auf die erkannte Nullposition bzw. Endlage zu referenzieren. In Abhängigkeit von der für eine bestimmte Mahlbecherlänge durch Auftreten des Überlastfalls detektierten Endlage bzw. Nullposition kann dann der Antrieb 14 für alle nachfolgenden Spannvorgänge automatisch die jeweilige Endlage bzw. Nullposition anfahren, bis bei Verwendung von Mahlbechern 5 mit anderer Mahlbecherlänge eine neue Endlage bzw. Nullposition erreicht und vom Sensor 35 durch erneuten Signalabriss detektiert wird. Diese neue Endlage bzw. Nullposition bildet dann die Referenzposition für alle nachfolgenden Spannvorgänge. Eine Steuerung und/oder Regelung des Antriebs 14 ist entsprechend möglich über die Detektion eines Überlastfalls beim Öffnen der Mahlbecherverspannung, wenn ein Spannmittel, beispielsweise das Druckstück 10 im vorliegenden Fall, beim Lösen der Mahlbecherverspannung weitest möglich aufgefahren wird und gegen ein Bauteil anschlägt. Das Anschlägen kann dann zu einem Durchrutschen der Rutschkupplung führen und als Überlastfall detektiert werden.

Zwischen dem Sensor 35 und den Magneten 32 kann eine Trennscheibe, beispielsweise ausgebildet als gleitfähige ringförmige Trennfolie, vorgesehen sein, die verhindert, dass sich Magnete 32 aus Aufnahmetaschen im Abtriebsrad 17 lösen und dann formschlüssig gegen den Sensor 35 anschlagen. Die Magnete 32 werden über die Trennscheibe in den Aufnahmetaschen gehalten und müssen nicht in den Taschen verklebt werden. Die Trennscheibe sollte möglichst dünn ausgebildet und abriebfest sein. So ergibt sich eine möglichst große Magnetkraft und ein hohes Drehmoment der Rutschkupplung.

Bezugszeichenliste:

1 Schwingmühle 20 Stegrad

2 feststehendes Maschinenteil 25 21 Planetenrad

3 bewegtes Maschinenteil 22 Sonnenrad

4 Mahlbecherhalterung 23 Abdeckung

5 Mahlbecher 24 Motorwelle

6 Spanneinrichtung 25 Grundplatte

7 Grundplatte 30 26 Gehäusedeckel

8 Halteschenkel 27 Schaltelement

9 Halteschenkel 28 Drehantrieb

10 Druckstück 29 Pfeil

11 Gewindebolzen 30 Pfeil

12 Kopplungseinrichtung 35 31 Gewindemutter

13 Kopplungselement 32 Magnet

14 Antrieb 33 Kopplungsabschnitt

15 Perle 34 Buchse

16 Antriebsrad 35 Sensor

17 Abtriebsrad 40 36 Bohrung

17a Hohlrad 37 Drehstück

18 Schlauch 38 Verdrehsicherungselement

19 Abtriebsgehäuse

Claims

Patentansprüche:

1. Laborkugelmühle (1), insbesondere Schwingmühle, Fliehkraftkugelmühle oder Planetenkugelmühle, weiter insbesondere Planetenkugelmühle mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : -1 , mit wenigstens einer an einem während des Mahlbetriebs der Kugelmühle (1) bewegten Maschinenteil (3) der Kugelmühle (1 ) angeordneten Mahlbecherhalterung (4) für wenigstens einen Mahlbecher (5), mit einer an dem bewegten Maschinenteil (3) angeordneten Spanneinrichtung (6) zur Übertragung einer Spannkraft auf den Mahlbecher (5) und mit einer Kopplungseinrichtung (12) mit wenigstens einem Kopplungselement (13), wobei über die Kopplungseinrichtung (12) eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil (2) an den bewegten Maschinenteil (3) zur Erzeugung der Spannkraft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (13) während des Mahlbetriebs mit dem feststehenden Maschinenteil (2) und mit dem bewegten Maschinenteil (3) gekoppelt ist.

2. Laborkugelmühle (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (13) zum Ausgleich von Relativbewegungen zwischen dem feststehenden Maschinenteil (2) und dem bewegten Maschinenteil (3) wenigstens bereichsweise mehrdimensional bewegbar ist.

3. Laborkugelmühle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über das Kopplungselement (13) Bewegungsenergie von einem an dem feststehenden Maschinenteil (2) angeordneten motorischen Antrieb (14) an den bewegten Maschinenteil (3) übertragbar ist.

4. Laborkugelmühle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kopplungselement (13) ein Zugmittel eines insbesondere formschlüssigen Zugmitteltriebs vorgesehen ist.

5. Laborkugelmühle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kopplungselement (13) eine Kette eines Kettentriebs vorgesehen ist, insbesondere eine mehrdimensional bewegliche Kette, weiter insbesondere eine Kugelkette.

6. Laborkugelmühle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (13) in eine Schlauchführung integriert ist.

7. Laborkugelmühle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (12) eine Getriebeanordnung für eine Drehmomentwandlung, insbesondere auf der Abtriebsseite zur Drehmomentvergrößerung, aufweist.

8. Laborkugelmühle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (12) eine Überlastkupplung, insbesondere ausgebildet als magnetische Rutschkupplung, aufweist.

9. Laborkugelmühle (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einem Sensor (35) zur Detektion einer Kupplungstrennung im Überlastfall vorgesehen ist, insbesondere zur Detektion des Durchrutschens einer Rutschkupplung, und dass eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Antriebs (15) in Abhängigkeit von einer detektierten Kupplungstrennung vorgesehen ist.

10. Laborkugelmühle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Kopplungseinrichtungen (12) mit jeweils wenigstens einem Kopplungselement (13) vorgesehen sind, wobei über die Kopplungseinrichtungen (12) eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil (2) an zwei unterschiedliche bewegte Maschinenteile (3) vorgesehen ist, insbesondere wobei die Kopplungseinrichtungen (12) mit einem gemeinsamen an dem feststehenden Maschinenteil (2) angeordneten Antrieb (14) für eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil (2) an den bewegten Maschinenteil (3) koppelbar sind.

11. Laborkugelmühle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Kopplungseinrichtungen (12) mit jeweils wenigstens einem Kopplungselement (13) vorgesehen sind, wobei über die Kopplungseinrichtungen (12) eine Energieübertragung von dem feststehenden Maschinenteil (2), insbesondere von einem gemeinsamen an dem feststehenden Maschinenteil (2) angeordneten Antrieb (14), weiter insbesondere zeitversetzt, an ein gleiches bewegtes Maschinenteil (3) vorgesehen ist, insbesondere wobei über die erste Kopplungseinrichtung (12) eine Energieübertragung an die Spanneinrichtung (6) und über die zweite Kopplungseinrichtung (12) eine Energieübertragung an einen Schwenkantrieb (28) erfolgt.

12. Laborkugelmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über das Kopplungselement hydraulische, pneumatische oder elektrische Energie von dem feststehenden Maschinenteil (2) an den bewegten Ma- schinenteil (3) übertragbar ist.