Planeten-Kugelmühlen

Die Planeten-Kugelmühle PM 100 wurde in verschiedenen Tests einem intensiven Vergleich mit einer Planetenmühle unterzogen, die in diesem Produktsegment bisher als Benchmark gilt. Aufgrund der erheblichen Unterschiede in der Antriebsleistung erfolgte der Vergleich mit der jeweils maximalen Drehzahl.

Bild 2 zeigt die Mahlergebnisse von Quarzsand bei den mit der vorhandenen Antriebsleistung und der Mahlbecherbestückung maximal erreichbaren Drehzahlen der Mühlen (560 min-1 bei der PM 100 gegenüber 440 min-1 bei der Vergleichsmühle). Dargestellt sind die Partikelverteilungen in Prozent über der Partikelgröße. Dabei bedeutet eine links liegende Kurve eine höhere Feinheit des Mahlgutes.

Der x50-Wert (Mittelwert der Verteilung) liegt bei der PM 100 (blaue Kurve) bei 6,1 µm, das Mahlgut ist also um 62 % feiner als bei der Vergleichsmühle (16 µm). Vergleicht man den Durchgang Q3 bei 20 µm ergibt sich ein Anteil von 87 % bei der PM 100 gegenüber nur 56 % bei der Mühle, die den bisherigen Benchmark markiert.

Die Tests belegen, dass sich dank der wesentlich höheren Motorleistung der PM 100 feinere Mahl-ergebnisse in gleicher Zeit erreichen lassen.

Bild 3 zeigt die erreichte mittlere Partikelgröße (x50) im Zeitvergleich. Beide Mühlen wurden bis zu 8 Minuten bei der jeweils maximalen Drehzahl betrieben. Die PM 100 (blaue Kurve) erreicht bereits nach 2,5 Minuten die gewünschte Feinheit von 10 µm, die grüne Kurve der Vergleichsmühle trifft erst bei knapp 8 Minuten auf den zu erreichenden Wert.

Über ein Grafikdisplay mit Einknopfbedienung können bei den Planeten-Kugelmühlen PM 100 und PM 200 mit Hilfe einer mehrsprachigen Menüführung alle relevanten Daten eingegeben bzw. abgerufen werden. Es sind 10 Kombinationen von Drehzahl-, Mahldauer- und Intervalleinstellungen für wiederkehrende Vermahlungen speicherbar. Durch das Display werden textliche Bedienungs- und Servicehinweise gegeben, Piktogramme ergänzen die Informationen.

Die Bedienung wird besonders sicher durch die automatische Schließung der Mahlraumhaube, die sich nach erfolgtem Mahlvorgang auch wieder automatisch entriegelt und anhebt.

Die kraftvolle Leistung der Planeten-Kugelmühlen macht diese zu sehr guten Zerkleinerungswerkzeugen für den Dauerbetrieb. Überlastungen der Maschine sind nahezu ausgeschlossen. Die Elektronik sorgt dafür, dass bei Belastungsspitzen eine automatische Reduzierung der Drehzahl erfolgt, dem Bediener wird diese Information im Display angezeigt.

Im Rahmen der Geräteentwicklung ist es gelungen, zwei Probleme zu beseitigen, die bei der Auswuchtung herkömmlicher Planetenmühlen mit nur einer Mahlstelle auftreten: Taumelschwingungen durch unzureichende Auswuchtung des Gegengewichtes sowie unerwünschte Schwingungsübertragungen.

Planeten-Kugelmühlen mit nur einer Mahlstelle benötigen für die Auswuchtung ein Gegengewicht. Dieses Gegengewicht wird bei der PM 100 auf einer schräg nach außen ansteigenden Führungsschiene verschoben. Damit lassen sich die unterschiedlichen Schwerpunkthöhen verschiedener Mahlbechergrößen ausgleichen. Der Vorteil gegenüber Planetenmühlen mit nur horizontal verschiebbaren Auswuchtgewichten ist, dass verschiedene Mahlbechergrößen eingesetzt werden können, ohne dass es zu nennenswerten Taumelschwingungen der Maschine kommt.

Die Zerkleinerungskräfte werden bei Planeten-Kugelmühlen durch die spezifische Bewegung der Kugelfüllung erzeugt. Insbesondere bei großen Mahlbechern und größeren Kugeldurchmessern hat dies jedoch den Nachteil, dass sich die Massenverteilung im Mahlbecher laufend verändert. Es kommt zwangsläufig zu Unwuchten, die selbst mit einer verschiebbaren Gegenmasse nicht mehr ausgeglichen werden können.

Bei den Tischmodellen verschärft sich die Situation durch die Tatsache, dass Tische mit ihren vertikal angesetzten Beinen und der auf ihnen abgestellten Mühle ein Feder-Masse-System bilden. Durch die primär waagerecht wirkenden Unwuchtkräfte kann es im Extremfall (Maschinendrehzahl in der Nähe der Tisch-Eigenfrequenz) zu kräftigen Schwingungen kommen, die selbsttätiges Wandern der Mühle und erhebliche Beeinträchtigungen benachbarter Geräte zur Folge haben. Aufgrund der enormen Leistungsstärke der Planeten-Kugelmühlen PM 100 und PM 200 stand Retsch vor der Herausforderung, unerwünschte Schwingungsübertragungen zu kompensieren. Dies ist durch ein innovatives Konzept bei der PM 100 gelungen.Die seitlich frei beweglichen Füße zur Kompensation der freien Massen (Free-Force Compensation Sockets) erlauben kleinste Kreisbewegungen des Maschinengehäuses, wodurch ein automatischer Massenausgleich gegeben ist. Von den Labortischen werden nur noch geringfügigste, in den Füßen entstehende Reibungskräfte aufgenommen. Damit gewährleistet die PM 100 bei größten Zerkleinerungskräften innerhalb des Mahlbechers einen ruhigen und sicheren Lauf mit maximaler Schwingungskompensation.

Es ist üblich, in Planeten-Kugelmühlen Mahlhilfen in Form von z. T. leicht entzündlichen Lösemitteln einzusetzen. Durch besondere Konstruktionsmaßnahmen ist eine derartige Arbeitsweise bei der PM 100 und der PM 200 ausdrücklich zulässig, auch wenn man davon ausgehen muss, dass das Innere der Mahlbecher in Zone 0 = „ständig vorhandenes Explosionsgemisch“ einzugruppieren ist.

Bei der Vermahlung mit Lösemitteln ist zu verhindern, dass explosionsfähige Dämpfe während des Mahlvorganges, insbesondere auch durch die dabei stattfindende Erwärmung, aus den eingespannten Mahlbechern entweichen bzw. in Bereiche gelangen können, in denen die notwendige Zündenergie vorhanden ist. Die Planeten-Kugelmühlen PM 100 und PM 200 bieten größtmögliche Sicherheit durch:

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