Bezeichnung der Erfindung

Mahlwerkzeug für einen Refiner zum Aufschluss von lignozellulosehaltigem Aufgabegut sowie Refiner mit einem solchen Mahlwerkzeug

Gebiet der Technik

Die Erfindung betrifft ein Mahlwerkzeug für einen Refiner zum Aufschluss von lignozellulosehaltigem Aufgabegut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen mit einem solchen Mahlwerkzeug ausgestatten Refiner gemäß Anspruch 20.

Stand der Technik

Die Verwendung lignozellu losehaltiger Materialien wie zum Beispiel Holzhackschnitzel als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Holzwerkstoffen wie beispielsweise mitteldichten Faserplatten (MDF-Platten) oder zur Herstellung von Papier und Kartonagen ist hinlänglich bekannt. Dabei wird lignozellulosehaltiges Aufgabegut unter Druck hydrothermisch aufbereitet und im Mahlspalt zwischen relativ zueinander rotierenden Mahlwerkzeugen eines Refiners aufgeschlossen. Die auf diese Weise gewonnen Fasern werden unter Beimengung eines Bindemittels zu Holzfaserplatten verpresst oder finden mit oder ohne Bindemittel Eingang in den Produktionsprozess zur Papierherstellung.

Ein zur Fasergewinnung geeigneter Refiner ist beispielsweise in der EP 1 088 932 B1 beschrieben. Der Refiner weist einen innerhalb eines Gehäuses um eine Achse rotierenden Rotor mit konzentrisch um die Achse angeordneten ersten Mahlwerkzeugen auf, denen in axialem Abstand unter Bildung eines Mahlspalts feststehende zweite Mahlwerkzeuge gegenüberliegen. Das Aufgabegut wird mit Hilfe einer Förderschnecke in den Zentralbereich des Rotors gefördert, wo es an einer Verteilerscheibe in radiale Richtung umgelenkt und zum Mahlspalt hin beschleunigt wird. An ihren einander zugewandten Flächen besitzen die Mahlwerkzeuge ein spezifisches Muster aus Leisten und zwischen den Leisten verlaufenden Nuten, die beim radialen Durchtritt des Aufgabeguts durch den Mahlspalt in ihrem Zusammenwirken den Faseraufschluss bewirken. Die Qualität der so gewonnen Fasern wirkt sich unmittelbar auf die Qualität der daraus hergestellten Produkte aus, so dass seitens der Holzwerkstoff- und Papierindustrie ein gesteigertes Interesse an qualitativ hochwertigen und zugleich kostengünstigen Fasern besteht.

Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Produktionsprozesses gibt es Bestrebungen, neben Holz alternative Ausgangsmaterialien für die Fasergewinnung zu erschließen. Insbesondere Einjahrespflanzen wie zum Beispiel Reisstroh, Weizenstroh und dergleichen fallen beim Getreideanbau in großen Mengen an und stehen kostengünstig zur Verfügung. Vergleichbares gilt für Sägemehl und Sägespäne als Abfallprodukt in der holzverarbeitenden Industrie. Die Verwendung alternativer Ausgangsmaterialien in der Holzwerkstoff- und Papierindustrie setzt allerdings voraus, dass die daraus gewonnen Fasern die vorgegebenen Qualitätsanforderungen erfüllen. Dabei stellt sich die Schwierigkeit, dass brüchiges und kleinpartikulares Aufgabegut während des Prozessdurchlaufs zur Verdichtung und in der Folge zur Klumpenbildung neigt, was einen gleichmäßigen Gutstrom durch den Mahlbereich gefährdet.

Zusammenfassung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, Mahlwerkzeuge für einen Refiner zu entwickeln, die imstande sind, aus Aufgabegut unterschiedlichen Ursprungs qualitativ hochwertige Fasern zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird durch ein Mahlwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Refiner mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die im Zusammenhang mit der weiteren Beschreibung der Erfindung verwendeten Begriffe sind so zu verstehen, dass mit Mahlwerkzeug ein Element bezeichnet ist, das im Zusammenwirken mit weiteren Mahlwerkzeugen den Aufschluss des Aufgabeguts bewirkt, mit Vorderseite die Flächen am Mahlwerkzeug bezeichnet sind, die dem Mahlspalt bzw. dem weiteren Mahlwerkzeug zugewandt sind, und mit Rückseite, die gegenüberliegenden Flächen am Mahlwerkzeug, die dem Mahlspalt bzw. dem weiteren Mahlwerkzeug abgewandt sind, mit mahlaktiver Oberseite eines Mahlwerkzeugs die bei der Rotation der Mahlwerkzeuge den Mahlsspalt definierenden Flächen bezeichnet sind, was den Vorderseiten der Stege über die gesamte radiale Erstreckung des Mahlwerkzeugs entspricht, und mit Mahlbereich der mit einer Vielzahl von Stegen und dazwischen liegenden Nuten bestückte Teil eines Mahlwerkzeugs bezeichnet ist, der im Wesentlichen für den Aufschluss des Aufgabeguts ursächlich ist, also ohne den Aufbrech- und Förderbereich.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass mit gewöhnlichen Mahlwerkzeugen ein Faseraufschluss alternativer lignozellu losehaltiger Ausgangsmaterialien wie zum Beispiel Einjahrespflanzen nur unzureichend erfolgt, so dass die daraus gewonnenen Fasern hinsichtlich ihrer Beschaffenheit und Einheitlichkeit nicht den qualitativen Anforderungen zur Herstellung hochwertiger Endprodukte genügen.

Es ist das Verdienst der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen, indem bei der Erfindung einerseits die Beschickung der Mahlwerkzeuge vergleichmäßigt wird und andererseits der Energieeintrag in das Aufgabegut verbessert wird. Diese Maßnahmen führen zu einer Intensivierung des Faseraufschlusses, so dass selbst aus kleinpartikulärem und brüchigem Aufgabegut qualitativ hochwertige Fasern gewonnen werden können.

In Umsetzung dieses Gedankens weisen erfindungsgemäße Mahlwerkzeuge einen auf ihrer Vorderseite radial innenliegenden Aufbrech- und Förderbereich auf, der Agglomerate im Aufgabegut auflöst, so dass ein über den Umfang verteilt weitestgehend konstanter Gutstrom entsteht, der dem radial nach außen anschließenden Mahlbereich zugeführt wird. Durch den ungewöhnlich hohen Flächenanteil des Mahlbereichs mit mindestens 70 % bezogen auf die gesamte Vorderseite des Mahlwerkzeugs, insbesondere mindestens 80 %, wird dabei ein höchst effizienter Faseraufschluss erzielt, der dafür ursächlich ist, dass sich die auf diese Weise gewonnenen Fasern auch als Ausgangsstoff zur Herstellung hochwertiger Produkte eignen. Durch die Verwendung von Einjahrespflanzen, insbesondere von Stroh und anderen in der Landwirtschaft anfallenden Materialien als Faserlieferant, zeichnet sich die Erfindung durch eine außerordentlich hohe Wirtschaftlichkeit im Vergleich zum Stand der Technik aus.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Mahlbereich weiter unterteilt in einen radial innenliegenden Grobmahlbereich und einen demgegenüber radial außenliegenden Feinmahlbereich. Der Feinmahlbereich ist dabei flächenmäßig mindestens so groß wie der Grobmahlbereich, vorzugsweise mindestens zweimal so groß und insbesondere mindestens dreimal so groß. Beispielsweise beträgt die Fläche des Feinmahlbereichs 50 % der Vorderseite des Mahlwerkzeugs oder mehr. Hingegen entspricht die Fläche des Grobmahlbereichs vorzugsweise 35 % der Vorderseite des Mahlwerkzeugs oder weniger.

Dabei sind im Grobmahlbereich die Stege und Nuten in größerem Abstand zueinander angeordnet als im Feinmahlbereich, so dass das Aufgabegut in diesem Bereich eine Vormahlung erfährt, bevor im Feinmahlbereich, wo Stege und Nuten in geringerem Abstand und in höherer Dichte vorliegen, der Faseraufschluss bewirkt wird. Die Intensität des Faseraufschlusses nimmt auf diese Weise in Strömungsrichtung des Aufgabeguts sukzessive zu ohne Überbeanspruchung desselben.

Vorzugsweise weisen die Stege und Nuten über ihren Verlauf von innen nach außen eine abnehmende Höhe auf. Erreicht wird dies beispielsweise, indem die Vorderseite des Grundkörpers eines Mahlwerkzeugs, auf der die Stege und Nuten angeordnet sind, gegenüber dessen planer Rückseite geneigt ist, wodurch die Dicke des Grundkörpers von innen nach außen zunimmt. Die Steigung kann dabei vom inneren Rand zum äußeren Rand des Mahlwerkzeugs einheitlich sein oder sich im Aufbrech- und Förderbereich, Grobmahlbereich und Feinmahlbereich unterscheiden. Bei letzterem ist die Steigung eines Bereichs gegenüber der Steigung eines nach außen anschließenden anderen Bereichs größer, das heißt die Steigung der einzelnen Bereiche nimmt von innen nach außen ab. Durch die abnehmende Höhe von Stegen und Nuten wird der Gutstrom beim Durchtritt durch den Mahlspalt verdichtet, was weiter zur Intensivierung des Faseraufschlusses beiträgt.

Die Mahlelemente in Form von Stegen bilden mit ihrer dem Mahlspalt zugewandten Vorderseite die mahlaktive Oberseite eines Mahlwerkzeugs. In Kombination mit zwischen den Stegen verlaufenden Nuten und im Zusammenwirken mit entsprechend ausgebildeten axial gegenüberliegenden weiteren Mahlwerkzeugen werden temporäre Verdichtung- und Entspannungszustände erzeugt, die den Faseraufschluss bewirken.

Analog der Vorderseite des Grundkörpers kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch die mahlaktive Oberseite des Mahlwerkzeugs eine Steigung aufweisen. Insbesondere eine Steigung eines radial innenliegenden Teils der mahlaktiven Oberseite erleichtert das Anfahren eines Refiners. Hingegen kann ein radial außenliegender Teil der mahlaktiven Oberseite ohne Steigung sein, also planparallel zum Mahlspalt bzw. zur Rückseite des Grundkörpers verlaufen, so dass dort unmittelbar mit dem Anfahren des Refiners der Faseraufschluss stattfindet.

Der Feinmahlbereich unterscheidet sich vom Grobmahlbereich vor allen durch die höhere Dichte an Mahlelementen. In diesem Sinne bevorzugt die Erfindung ein Verhältnis von Anzahl der Stege im Feinmahlbereich zu Anzahl der Stege im Grobmahlbereich von 3 : 2 oder mehr, vorzugsweise von 2 : 1 oder 3 : 1. Die geringere Mahlelementdichte im Grobmahlbereich begünstigt einen störungsfreien Materialfluss, während die höhere Mahlelementdichte im Feinmahlbereich den Faseraufschluss verstärkt.

Die Dichte der Mahlelemente an der Vorderseite des Mahlwerkzeugs wird ferner durch den Winkelabstand zweier Stege bestimmt. Um einen effizienten Faseraufschluss bei störungsfreiem Materialfluss zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Winkelabstand der Stege im Grobmahlbereich auf maximal 2° zu begrenzen, vorzugsweise maximal 1 ,5°. Im Feinmahlbereich hingegen beträgt der Winkelabstand der Stege maximal 1 °, vorzugsweise maximal 0,8°.

Zur Unterstützung der den Materialstrom durch den Mahlspalt antreibenden Kraft ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Stege bzw. Nuten in den einzelnen Bereichen gegenüber einer Radialen auf die Rotationsachse des Refiners derart in einem Winkel a anzuordnen, dass die Stege bzw. Nuten entgegen der Rotationsrichtung geneigt sind. Vorzugsweise ist der Winkel a im Aufbrech- und Förderbereich größer als im Grobmahlbereich und/oder der Winkel a im Grobmahlbereich größer als im Feinmahlbereich. Diese Maßnahme trägt zu einer stärkeren Förderwirkung in Bereichen mit einem größeren Winkel a; die Förderwirkung nimmt also von innen nach außen ab. So ist bevorzugt, den Winkel a im Grobmahlbereich zwischen 0° und 15° auszubilden, insbesondere 10° und/oder den Winkel a im Feinmahlbereich zwischen 0° und 5°, insbesondere 2°. Im Aufbrech- und Förderbereich, wo die Förderfunktion eine wichtige Rolle spielt, beträgt der Winkel a hingegen mindestens 30°, vorzugsweise mindestens 45°, insbesondere mindestens 55°.

Gemäß der Erfindung ist es zudem vorteilhaft, in den Nuten zwischen zwei Stegen ein oder mehrere Dämme als Strömungshindernis für den Gutstrom anzuordnen. Dadurch wird der verstärkt im Bereich des Nutengrunds stattfindende Gutstrom an die mahlaktive Oberseite geleitet. Durch Vorsehen einer Schräge an der innenliegenden Dammseite kann diese Bewegung des Gutstroms unterstützt werden. Im Mahlspalt wird das Aufgabegut unter Einwirkung der Stege aufgeschlossen und gelangt in den jeweils benachbarten Nuten radial nach außen. Dort stößt es auf weitere Dämme und so fort bis die fertigen Fasern als Endprodukt radial aus dem Mahlspalt treten.

In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders nützlich erwiesen, wenn die Dämme benachbarter Nuten mit radialem Versatz zueinander angeordnet sind, was zu einem von innen nach außen getreppten Strömungsweg des Aufgabeguts über die mahlaktive Oberseite eines Mahlwerkzeugs führt. Der sich auf diese Weise einstellende Strömungsweg steigert die Effizienz des Faseraufschlusses zusätzlich.

Um bei der Anordnung von Dämmen keine Toträume in den Nuten zu schaffen, in denen sich Aufgabegut unter ungünstigen Bedingungen ansammeln könnte, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, die Dämme in einem Winkel ß zur Längsachse der Stege bzw. Nuten anzuordnen, so dass die aneinander vorbeistreichenden Stege der relativ zueinander rotierenden Mahlwerkzeuge eine Art Selbstreinigungseffekt erzeugen. Besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn der Winkel ß zwischen 30° und 90° liegt, insbesondere zwischen 35° und 45°. WO 2023/099600 ' ‘ ' PCT/EP2022/083916

Ohne sich darauf zu beschränken wird die Erfindung nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbar werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Refiner,

Fig. 2a eine Draufsicht auf die rotorseitige Mahlgarnitur des in Fig. 1 dargestellten Refiners entlang der dortigen Linie II - II,

Fig. 2b eine Draufsicht auf die statorseitige Mahlgarnitur des in Fig. 1 dargestellten Refiners,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorderseite eines erfindungsgemäßen segmentförmigen Mahlwerkzeugs,

Fig. 4 einen Schnitt durch das in Fig. 3 dargestellte Mahlwerkzeug entlang der dortigen Linie IV - IV,

Fig. 5a eine Draufsicht auf das in Fig. 3 dargestellte Mahlwerkzeug mit Angabe der Steigung s der mahlaktiven Oberseite,

Fig. 5b eine Draufsicht auf das in Fig. 3 dargestellte Mahlwerkzeug mit Angabe der Steigung s der Vorderseite des Grundkörpers,

Fig. 6 einen Ausschnitt der in Fig. 3 gezeigten Draufsicht in größerem Maßstab, und

Fig. 7 einen Schnitt durch den in Fig. 6 gezeigten Ausschnitt entlang der dortigen Linie VII - VII.

Beschreibung der Ausführungsformen Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Refiner 1 in einem vertikal geführten Teilschnitt. Der Refiner 1 besitzt ein eine horizontale Achse 2 umgebendes, druckfestes Gehäuse 3, das einen Mahlraum 4 umschließt. Die Vorderseite 5 des Gehäuses 3 weist eine zur Achse 2 konzentrische Öffnung auf, in die eine Wellenlagerung 6 zur Aufnahme eines um die Achse 2 drehangetriebenen Rotors 7 eingesetzt ist. Zum Rotor 7 gehört eine zur Achse 2 koaxiale Antriebswelle 8, an deren innerhalb des Mahlraums 4 liegendem Ende eine Trägerscheibe 9 mitrotierend angeordnet ist. Das gegenüberliegende außerhalb des Mahlraums 4 befindliche Ende der Antriebswelle 8 ist mit einem Rotationsantrieb verbunden ist (nicht dargestellt). Pfeil 10 gibt die Rotationsrichtung des Rotors 7 an.

An der dem Mahlraum 4 zugewandten Innenseite der Trägerscheibe 9 sind rotorseitige erste Mahlwerkzeuge 11 befestigt, die die Achse 2 kreisringförmig umgeben, wobei deren mahlaktive Oberseite 35 (Fig. 4) der Trägerscheibe 9 abgewandt ist. Den rotorseitigen ersten Mahlwerkzeugen 11 liegen unter Einhaltung eines Mahlspalts 12 statorseitige zweite Mahlwerkzeuge 13 axial gegenüber, die wiederum starr an einem ortsfest zum Gehäuse 2 angeordneten Trägerring 14 befestigt sind.

An die rotorseitigen Mahlwerkzeuge 11 schließt radial nach innen in Richtung der Achse 2 ein ebenfalls koaxial zur Achse 2 umlaufender erster Vormahlring 15 und im weiteren eine koaxiale Verteilerscheibe 16 an, die beide lösbar an der Trägerscheibe 9 befestigt sind und mit dieser um die Achse 2 rotieren. Dem ersten Vormahlring 15 liegt auf der Statorseite wiederum ein am Trägerring 14 starr befestigter zweiter Vormahlring 17 in lichtem Abstand axial gegenüber, wodurch ein Vormahlspalt 26 gebildet wird. Bei Ausführungsformen mit kleinerem Rotordurchmesser können erster Vormahlring 15 und/oder zweiter Vormahlring 17 gegebenenfalls entfallen.

Im Bereich der Rückseite 18 des Gehäuses 3 tritt koaxial zur Achse 2 ein Schneckenförderer 19 durch das Gehäuse 3. Vom Schneckenförderer 19 ist lediglich ein Teil des Schneckenmantels 20 mit darin umlaufender Schneckenwelle 21 und Schneckenwendei 22 zu sehen, die der Verteilerscheibe 16 axial gegenüberliegend enden.

Fig. 2a offenbart die Anordnung und Verteilung der rotorseitigen ersten Mahlwerkzeuge 11 , des ersten Vormahlrings 15 und der Verteilerscheibe 16 auf der T rägerscheibe 9, die zusammen die rotorseitige Mahlgarnitur ergeben. Im Zentrum und koaxial zur Achse 2 sieht man die kreisförmige Verteilerscheibe 16, die im Bereich ihres Mittelpunkts einen aus der Trägerscheibenebene axial hervorstehenden, kegelstumpfförmigen Ansatz 23 aufweist, von dem ausgehend sich Verteilerrippen 24 mit entgegen der Rotationsrichtung 10 gekrümmtem Verlauf nach außen erstrecken. Die Verteilerrippen 24 besitzen im Querschnitt im Bereich der Rippenwurzel einen verbreiterten Rippenfuß, der trapezartig in einen schmäleren Rippensteg mit planparallelen Rippenseiten übergeht.

Die Verteilerscheibe 16 ist von dem rotorseitigen ersten Vormahlring 15 umgeben, von dessen dem Mahlspalt 12 zugewandter, planer Ringfläche erste Vormahlrippen 25 abstehen. Die ersten Vormahlrippen 25 entsprechen in ihrem Querschnitt und Verlauf grundsätzlich den Verteilerrippen 24 und stellen deren Fortsetzung im Bereich des ersten Vormahlrings 15 dar. Im Gegensatz zu den Verteilerrippen 24, die über ihre Länge eine konstante Höhe aufweisen, nimmt die Höhe der ersten Vormahlrippen 25 von radial innen nach radial außen ab. Darüber hinaus ist die Anzahl der ersten Vormahlrippen 25 größer als die Anzahl der Verteilerrippen 24; beispielsweise sind zwischen zwei ersten Vormahlrippen 25, die jeweils eine Verteilerrippe 24 fortsetzen, eine oder zwei erste Vormahlrippen 25' angeordnet.

Über den äußeren Umfang der Trägerscheibe 9 und in radialer Richtung an den ersten Vormahlring 15 anschließend erkennt man die ersten Mahlwerkzeuge 11 , die im vorliegenden Fall von Ringsegmenten gebildet sind. Entlang der radial verlaufenden Segmentseiten 30, 31 (Fig. 3) sind die Mahlwerkzeuge 11 spaltlos oder mit engem Spalt aneinandergefügt, so dass sich auf diese Weise ein kreisringförmiger Verlauf der mahlaktiven Oberseite 35 (Fig. 4) ergibt. Die genauere Ausbildung der Mahlwerkzeuge 11 wird unter den Fig. 3 bis 7 näher erläutert. Die ersten Mahlwerkzeuge 11 können auch aus einem einstückigen Kreisring oder zwei Kreisringhälften bestehen.

Statorseitig liegen den ersten Mahlwerkzeugen 11 in geringem axialem Abstand die in Fig. 2b dargestellten zweiten Mahlwerkzeuge 13 gegenüber, wodurch ein die Achse 2 umlaufender Mahlsspalt 12 gebildet wird (Fig. 1 ). Die zweiten Mahlwerkzeuge 13 können wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form, Größe und Anordnung den ersten Mahlwerkzeugen 11 entsprechen, was eine davon abweichende Ausgestaltung jedoch nicht ausschließt. Die zweiten Mahlwerkzeuge 13 umschließen einen statorseitigen zweiten Vormahlring 17, dessen dem Vormahlspalt 26 zugewandte Vorderseite einen im Querschnitt gekrümmten Verlauf aufweist und dabei mit dem radial inneren Rand des zweiten Vormahlrings 17 an die vom Schneckenmantel 20 gebildete Zulauföffnung anschließt (Fig. 1). An der gekrümmten Vorderseite sind radial verlaufende, zweite Vormahlrippen 27 mit konstanter axialer Höhe angeordnet. Die zweiten Vormahlrippen 27 folgen auf diese Weise der Krümmung der Vorderseite des zweiten Vormahlrings 17, was einen entsprechend gekrümmten Verlauf des Vormahlspalts 26 ergibt (Fig. 1 ). Der lichte axiale Abstand zwischen ersten Vormahlrippen 25 und zweiten Vormahlrippen 27 und damit die Weite des Vormahlspalts 26 beträgt maximal 15 mm, vorzugsweise maximal 11 mm.

Die nähere Ausgestaltung der ersten Mahlwerkzeuge 11 bzw. zweiten Mahlwerkzeuge 13 geht aus einer Zusammenschau der Fig. 3 bis 7 hervor. Jedes Mahlwerkzeug 11 , 13 weist eine plattenförmige Gestalt (Fig. 4) auf mit einem ringsegmentförmigen Umriss. Bezogen auf den Kreismittelpunkt des Ringsegments besitzt das Mahlwerkzeug 11 , 13 einen radial inneren Rand 28 mit einem Radius und einen radial äußeren Rand 29 mit einem Radius r _a . Innerer Rand 28 und äußerer Rand 29 sind über eine radial verlaufende erste Seite 30 und radial verlaufende zweite Seite 31 miteinander verbunden (Fig. 3). Erste und zweite Seite 30, 31 schneiden sich im Kreismittelpunkt in einem Winkel von 20°, so dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel achtzehn an den Seiten 30, 31 zusammengefügte Mahlwerkzeuge 11 , 13 einen geschlossenen Kreisring ergeben (Fig. 2a, 2b). Es können auch mehr oder weniger erste und zweite Mahlwerkzeuge 11 , 13 vorgesehen sein.

Wie vor allem aus Fig. 4 hervorgeht besitzt das Mahlwerkzeug 11 , 13 einen massiven plattenförmigen Grundkörper 32, dessen plane Rückseite 33 zur Anlage und Befestigung an der Trägerscheibe 9 bestimmt ist. An der gegenüberliegenden Vorderseite 34 des Grundkörpers 32 ist eine Vielzahl von Mahlelementen angeordnet, die je nach Art, Form, Größe, Ausrichtung, Dichte etc. einen spezifischen Effekt beim Aufschluss des Aufgabeguts erzielen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Mahlelemente im Wesentlichen von den Stegen 36', 36", 36"' gebildet, die die mahlaktive Oberseite 35 bilden und mit den Nuten 37", 37'" und Dämmen 38", 38'" den Aufschluss des Aufgabeguts bewirken. Insbesondere Fig. 3 zeigt, dass die Vorderseite 34 des Mahlwerkzeugs 11 , 13 in Abhängigkeit der jeweils zugedachten Funktion in verschiedene Bereiche gegliedert ist, nämlich einen radial innen liegenden Aufbrech- und Förderbereich 39, der sich zwischen den Radien und erstreckt, und einen radial außen liegenden Mahlbereich 40, definiert durch die beiden Radien r _a und n. Der Mahlbereich 40 ist wiederum unterteilt in einen zwischen den Radien r ₂ und liegenden inneren Grobmahlbereich 41 und einen sich zwischen den Radien r _a und r ₂ erstreckenden äußeren Feinmahlbereich 42.

Der Aufbrech- und Förderbereich 39 eines Mahlwerkzeugs 11 , 13 zeichnet sich durch die etwa mittige Anordnung eines Stegs 36' aus, dessen Breite in Umfangsrichtung von innen nach außen abnimmt. Gleichmäßig über den gesamten Umfang verteilt sind also eine Anzahl Stege 36' vorhanden. Im Bereich des inneren Randes 28 entspricht die Breite eines Stegs 36' etwa der einer Vormahlrippe 25, 27 und im Übergang zum Mahlbereich 40 etwa der eines dortigen Stegs 36". Die Längsachse des Stegs 36' schließt mit einer Radialen R einen Winkel a ein, der im Aufbrech- und Förderbereich

39 vorzugsweise zwischen 40° und 70° liegt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel 50° beträgt. Bezogen auf die gesamte Vorderseite des Mahlwerkzeugs 11 , 13 beträgt der Flächenanteil des Aufbrech- und Förderbereichs 39 maximal 15 % und im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 10 %. Im Vergleich zum Mahlbereich 40 beträgt die Fläche des Aufbrech- und Förderbereichs 39 maximal 20 % der Mahlbereichsfläche. Im Aufbrech- und Förderbereich 39 stehen das Auflösen von Agglomeraten im Aufgabegut und die gleichmäßige Beaufschlagung des Mahlbereichs

40 über den gesamten Umfang im Vordergrund.

Der in radialer Richtung nach außen anschließende Grobmahlbereich 41 eines Mahlwerkzeugs 11 , 13 besitzt demgegenüber ein Vielzahl Stege 36", die sich in lichtem Umfangsabstand und parallel zueinander geradlinig von innen nach außen erstrecken. Dabei bilden zwei benachbarte Stege 36" zwischen sich jeweils eine Nut 37" aus. Stege 36" und Nuten 37" schließen mit einer Radialen R wiederum den Winkel a ein, der im Grobmahlbereich 41 zwischen 0° und 20° liegt und im vorliegenden Fall 10° beträgt. Die Breite der Stege 36" senkrecht zu ihrer Längsachse ist kleiner als die dementsprechende Breite der Nuten 37". Beispielsweise beträgt das Verhältnis von Stegbreite zu Nutbreite maximal 0,8, vorzugsweise maximal 0,7. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Stegbreite 5 mm und die Nutbreite 7 mm.

In den Nuten 37" sind jeweils zwei Dämme 38" angeordnet, die zwei benachbarte Stege 36" verbinden, wobei der radial innenliegende Damm 38" sich in axialer Richtung bis etwa zur halben Höhe der Stege 36" erhebt und der radial außenliegende Damm 38" über die volle Höhe der Stege 36". An der dem inneren Rand 28 zugewandten Seite weisen die Dämme 38" jeweils eine Schräge 43" auf, die etwa auf halber Steghöhe endet. Dabei sind die beiden Dämme 38" einer selben Nut 37" mit einem radialen Versatz zu den beiden Dämmen 38" einer benachbarten Nut 37" angeordnet.

Im Übergangsbereich zum Feinmahlbereich 42 verjüngen sich Stege 36" auf die Breite der Stege 36"' des Feinmahlbereichs 42, in die sie stetig übergehen. Gleichzeitig ist im Übergangsbereich der Schnittwinkel a der Stege 36" mit einer Radialen R größer als im übrigen Grobmahlbereich 41 und beträgt beispielsweise 20° bis 30°, insbesondere 25°. Bezogen auf die gesamte Vorderseite des Mahlwerkzeugs 11 , 13 beträgt der Flächenanteil des Grobmahlbereichs 41 maximal 35 % und im vorliegenden Ausführungsbeispiel 30 %; bezogen auf den Mahlbereich 40 beträgt der Flächenanteil des Grobmahlbereichs 41 maximal 40 %, insbesondere 35 %.

An den Grobmahlbereich 41 schließt sich radial nach außen der Feinmahlbereich 42 an, der gleich groß oder größer ist als der Grobmahlbereich 41 , beispielsweise anderthalb, doppelt oder dreimal so groß. Der Feinmahlbereich 42 verkörpert vorzugsweise mindestens 60 % des Mahlbereichs 40 bzw. mindestens 50 % der Vorderseite 35 des Mahlwerkzeugs 11 , 13. Im Feinmahlbereich 42 sind die Stege 36"' mit einer Breite von 3 mm schlanker ausgebildet, was eine dichtere Anordnung der Stege 36'" erlaubt. So ist zwischen zwei Stegen 36'", die jeweils aus einem Steg 36" hervorgehen, jeweils ein weiterer Steg 36'" angeordnet, dessen radial innere Stirnseite geneigt ist und auf diese Weise eine Schräge 46 bildet. Im Feinmahlbereich 42 liegt der Winkel a, mit dem die Stege 36'" jeweils eine Radiale R schneiden, in einem Bereich zwischen 0° und 5°. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel a dort etwa 2°. Durch den geradlinigen und annähernd radialen Verlauf der Stege 36"' bei konstantem Stegquerschnitt vergrößert sich der lichte Abstand zwischen zwei Nuten 37"' mit zunehmendem Abstand vom inneren Rand 28. Da die Nuten 36'" des Feinmahlbereichs 42 von benachbarten Stegen 36'" gebildet sind, entspricht die Breite der Nuten 37'" dem lichten Stegabstand, die Nuten 37'" weiten sich also über ihren Verlauf von radial innen nach außen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen die Stege eine Breite von 3 mm und der lichte Abstand zwischen zwei benachbarten Stegen 36'" beträgt am radial inneren Stegende 3 mm und am radial äußeren Stegende 5 mm.

Wie insbesondere aus Fig. 7 in Verbindung mit den Fig. 3 und 6 ersichtlich sind zwei benachbarte Stege 36'" des Feinmahlbereichs 42 mehrfach über Dämme 38'" miteinander verbunden, die in einem gegenseitigen radialen Abstand von 50 mm oder weniger, vorzugsweise 40 mm oder weniger angeordnet sein können. Dabei füllen die Dämme 38'" den freien Querschnitt der Nuten 37'" vollständig aus, das heißt die Höhe der Dämme 38'" in axialer Richtung entspricht der Höhe der Stege 36'". Die dem inneren Rand 28 zugewandten Seite der Dämme 38'" ist in dem Bereich zwischen der Vorderseite 34 des Grundkörpers 32, die den Nutgrund bildet, bis auf die halbe Höhe eines Stegs 36'" als Schräge 43'" ausgebildet. Mindestens drei bis vier solcher Dämme 43'" sind im lichten Abstand zueinander in einer Nut 37'" angeordnet, wobei die Dämme 43'" einer seitlich benachbarten Nut 37'" wiederum eine radialen Versatz aufweisen, der vorzugsweise etwa dem halben Abstand zweier Dämme 43'" einer Nut 37'" entspricht.

Aus Fig. 6 geht hervor, dass die Dämme 38'" mit der Längsachse eines Stegs 36'" einen Winkel ß bilden, der vorzugsweise einen Wert von 90° oder kleiner annimmt. Insbesondere liegt der Winkel ß zwischen 90° und 40° und beträgt wie vorliegend 45°. Damit wird der Materialfluss durch den Mahlspalt optimiert und insbesondere erreicht, dass sich das Aufgabegut nicht über eine längere Zeit in bestimmten Zonen ansammelt.

Die Höhe der Stege 36', 36", 36'" bzw. Nuten 38', 38", 38'" in axialer Richtung ergibt sich aus einem Vergleich des in Fig. 4 mit 44 bezeichneten Verlaufs der mahlaktiven Oberseite 35 des Mahlwerkzeugs 11 , 13 mit dem mit 45 bezeichneten und den Grund der Nuten 37', 37", 37"' bildenden Verlauf der Vorderseite 34 des Grundkörpers 32 in dem Bereich zwischen innerem Rand 28 und äußerem Rand 29. Die Fig. 5a und 5b zeigen die beiden Verläufe 44, 45 in einer Draufsicht auf die mahlaktive Oberseite 35 (Fig. 5a) und Vorderseite 34 des Grundkörpers 32 (Fig. 5b), jeweils ohne Mahlelemente und lediglich anhand einer Hälfte eines Mahlwerkzeugs 1 1 , 13. Die Pfeile geben die Steigung s der Verläufe 44, 45 an, wodurch erkennbar ist, dass die Vorderseite 34 des Grundkörpers 32 gegenüber der Rückseite 33 des Grundkörpers 32 vom inneren Rand 28 zum äußeren Rand 29 ansteigt, also die Dicke des Grundkörpers 32 von innen nach außen stetig zunimmt. Dabei ist die Steigung s _{1 ;} s ₂ in einem radial innenliegenden Bereich der Vorderseite 34 des Grundkörpers 32 größer als die Steigung s ₂ , s ₃ in einem demgegenüber radial außenliegenden Bereich. So beträgt die Steigung Sj im Aufbrech- und Förderbereich 39 10 % bis 20 %, insbesondere 14 % bis 16 %, die Steigung s ₂ im Grobmahlbereich 41 5 % bis 10 %, insbesondere 7 % bis 8 % und die Steigung s ₃ im Feinmahlbereich 42 0% bis 5 %, insbesondere 1 % bis 3 %.

Der Verlauf 44 der mahlaktiven Oberseite 35 der Mahlwerkzeuge 1 1 , 13 zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Bereich zwischen dem Radius r _t3 und den Radius eine Steigung s ₀ vorhanden ist, die zwischen 1 % und 5 % liegt, insbesondere zwischen 2 % und 3 %. Dieser Bereich erstreckt sich mindestens über den Aufbrech- und Förderbereich 39 und Grobmahlbereich 41 , vorzugsweise über den Aufbrech- und Förderbereich 39, Grobmahlbereich 41 und einen Teil des Feinmahlbereichs 42.

Radial nach außen schließt daran zwischen den Radien r _a und r _t3 ein Bereich, der vollständig in den Feinmahlbereich 42 fällt und ohne Steigung ausgebildet ist, also planparallel zu einer Lotebene auf die Achse 2 bzw. zum Mahlspalt 12 verläuft.

Daraus ergibt sich eine von radial innen nach radial außen abnehmende axiale Höhe der Stege 36', 36", 36'" bzw. Nuten 37", 37'", die zwischen 20 mm und 16 mm im Aufbrech- und Förderbereich 39 liegt, zwischen 16 mm und 14 mm im Grobmahlbereich 41 und zwischen 14 mm und 13 mm im Feinmahlbereich 42.