Kugelmühlen mit wagerechter Mahltrommel. Von Dr. L. Sell in Charlottenburg. Mit Abbildungen. Kugelmühlen mit wagerechter Mahltrommel. Wie in der Getreidemüllerei der altehrwürdige Mahlgang mehr und mehr durch den Walzenstuhl verdrängt wird, so sind demselben auch auf dem Gebiete der Zerkleinerung harter Materialien, wie Steine, Erze und Erden, gefährliche Concurrenten erstanden. Von einem derselben, nämlich den Kugelmühlen, und zwar speciell denjenigen mit wagerechter Mahltrommel, soll im Folgenden die Rede sein. Unter Kugelmühlen versteht man Zerkleinerungsapparate, bei welchen das Mahlgut zusammen mit einer Anzahl Kugeln in Mahlbehälter eingebracht und hier, durch Bewegung der letzteren, der zerkleinernden Wirkung der Kugeln und einer Reibung der Materialtheile an einander ausgesetzt wird. Derartige Maschinen sind an sich seit sehr langer Zeit bekannt. Ihre früheste Verwendung fanden sie wohl als Pulver- und Indigomühlen. Dagegen stammen die ersten Versuche, Kugelmühlen zur Zerkleinerung harter Materialien in grossen Mengen, insbesondere zur Erzmüllerei, anzuwenden, erst etwa aus der Mitte des Jahrhunderts. Und die allgemeinere Anwendung derselben vollends datirt erst aus dem letzten oder den beiden letzten Jahrzehnten. Zunächst tauchte eine ganze Reihe von Constructionen auf, aber es gelang fürs erste nicht, dieselben lebensfähig zu machen. Der fleissige Gaetzschmann gibt in seinem Werk: Die Aufbereitung, Leipzig 1864 Bd. 1 S. 591 ff., eine ziemlich vollständige Uebersicht der Neuerungen auf diesem Gebiet bis zum Erscheinen seines Buches und leitet dieselbe durch ein entschiedenes Verwerfungsurtheil ein: „Die wahren Ergebnisse stellten sich jedoch, nach Beseitigung des ihnen durch Vorurtheil, Unwissenheit oder Geschäftsschwindel zugetheilten glänzenden Scheines, als sehr wenig befriedigend dar.“ An einer anderen Stelle (S. 602) äussert er sich noch abweisender: „Kugel- wie auch Kollermühlen waren . . . . es vorzugsweise, in deren Vervollkommnung eine grosse Anzahl von, nicht, durch bergmännische Kenntnisse und kleinliche praktische Rücksichten* in ihrem hohen Gedankenfluge gehemmten, halb und ganz überseeischen Dilettanten sich erging, um durch sie der Aufbereitung und Amalgamation des goldhaltigen Quarzes in Californien, Australien u.a. O. einen unerhörten Aufschwung zu geben, – natürlich einzig und allein zum Nutzen der bergbautreibenden Menschheit und nur ganz beiläufig zu dem ihres eigenen Beutels! –.“ Seitdem haben sich die Verhältnisse entschieden geändert und das Gaetzschmann'sche Urtheil kann jedenfalls nicht mehr aufrecht erhalten werden. Aber dasselbe scheint mir doch sehr lehrreich zu sein und aus diesem Grunde hier eine Stelle zu verdienen. Es ist eine beredte Warnung, auf Grund von Misserfolgen mit einzelnen Maschinenconstructionen über ganze Typen von Maschinen abzuurtheilen. Von dem Praktiker, der vor die Wahl gestellt ist, diese oder jene ganz bestimmte Maschine zu erwerben, mag es wohl klug gehandelt sein, sich durch die thatsächlichen Leistungen der in Betracht kommenden Maschinen bestimmen zu lassen. Denn ihm nützt es wenig, wenn das Princip, das einer schlecht arbeitenden Maschine zu Grunde liegt, Beifall verdient. Wenn es sich aber um die Beurtheilung der berechtigten Aussichten eines Maschinentypus handelt, wird von der mehr oder minder vollendeten technischen Durchbildung desselben und demgemäss auch von den thatsächlichen Leistungen zu abstrahiren, und lediglich rein theoretisch ein Facit aus den Vorzügen und Uebelständen zu ziehen sein. Die Berechtigung zu diesem Verfahren, bei welchem mit einer gewissen Geringschätzung über die thatsächliche Erfahrung hinweggegangen wird, ist darin zu erblicken, dass man annehmen darf, dass es, wenn auch vielleicht nach vielen vergeblichen Versuchen, schliesslich in jedem Falle gelingt, einer Idee eine so vollendete technische Durchbildung zu geben, dass die theoretisch vollkommenste Idee auch praktisch ihre Ueberlegenheit beweist. Wenn man diese Erwägungen auf die Kugelmühlen anwendet, so lässt sich nicht verkennen, dass das denselben zu Grunde liegende Princip, die Zerkleinerung durch eine Reihe verhältnissmässig kleiner Mahlkörper bewirken zu lassen, durchaus rationell zu nennen ist. Es wird dadurch nicht nur eine im Verhältniss zur Masse der Mahlkörper grosse Mahlfläche erreicht, sondern zugleich die Aussicht eröffnet, das Mahlgut, nach hinreichender Zerkleinerung desselben, sofort aus der Mühle abzuführen, und dadurch diejenigen Kraftverluste zu vermeiden, die insbesondere bei Mahlgängen mit Nothwendigkeit daraus sich ergeben, dass ein Theil des Mahlgutes auch nach hinreichender Zerkleinerung noch zwischen den Mühlsteinen festgehalten wird. Indessen scheint es weniger die Rücksicht auf eine etwa zu erwartende Kraftersparniss zu sein, welche für die neuerliche Verbreitung der Kugelmühlen – und, neben den eigentlichen Kugelmühlen, der Horizontalkugelmühlen, der Pendelmühlen, Schleppmühlen bezieh. Centrifugalwalzenmühlen und ähnlicher Mahlapparate – bestimmend gewesen ist, als vielmehr der Umstand, dass dieselben unmittelbar fertiges Mehl liefern, welches einem Sichtprocess nicht mehr unterworfen zu werden braucht, und dass die Betriebsfähigkeit derselben durch einfaches Auswechseln abgenutzter Theile auf sehr lange Zeit hinaus erhalten bezieh. in bequemster Weise wieder hergestellt werden kann. Bei den eigentlichen Kugelmühlen, d.h. denjenigen mit wagerechter Mahltrommel, die hier allein erörtert werden sollen, beruht der Zerkleinerungsprocess auf dem Zusammenwirken zweier entgegengesetzter Tendenzen. Während die rotirende Mahltrommel dauernd bestrebt ist, den Inhalt – Mahlgut und Kugeln – mit in die Höhe zu nehmen, zieht die Schwere ihn ebenso stetig nach dem tiefsten Punkte herab. Auf diese Weise kommt ein dauerndes Arbeiten der Mahlkugeln an dem Mahlgut und der einzelnen Mahlguttheile an einander zu Stande. Das gilt natürlich nur für den Fall, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit genügend klein gewählt ist, um ein Ueberwiegen der Centrifugalkraftscomponente über die gleichzeitig auf den Gehäuseinhalt wirkende Schwerkraftscomponente auszuschliessen. Die Ermittelung der günstigsten Umdrehungsgeschwindigkeit der Mahltrommeln ist Sache der praktischen Erfahrung. Die Gebrüder Sachsenberg, welche wohl zuerst Kugelmühlen mit unzweifelhaftem Erfolg in die Praxis eingeführt haben, empfehlen, der Mahltrommel je nach dem Durchmesser derselben 36 (für 760 mm Trommeldurchmesser) bis 20 (für 2300 mm) Umdrehungen in der Minute zu geben. Mahlkörper. Die Zerkleinerung des Mahlgutes wird in der Regel durch Kugeln von verhältnissmässig geringem Durchmesser – etwa 80 bis 120 mm – bewirkt, und zwar werden Kugeln von verschiedenem Durchmesser gleichzeitig benutzt. Freilich sind auch einzelne Constructionen bekannt, bei welchen lediglich eine einzige, grosse Kugel Anwendung findet, welche sich dicht an die Gehäusewandung anschliesst und wie ein Kollerstein über die von dem Gehäuseinneren gebildete Mahlbahn hingleitet. Um bei Anwendung kleiner Kugeln eine Mahlfläche von genügender Ausdehnung zu erzielen, müssen die Mahlkugeln in beträchtlicher Menge zur Anwendung kommen. Man rechnet auf eine kleine Kugelmühle mit einer Mahlkammer von etwa 1000 mm Trommeldurchmesser und 500 mm Breite 200 bis 300 k Kugeln, auf eine mittlere Mühle (1600 bezieh. 800 mm) 450 bis 500 k und auf eine grosse Mühle (2200 bis 2300 bezieh. 1000 mm) 900 k. Dabei ist vorausgesetzt, dass die Kugeln Vollkugeln sind und aus Eisen oder Stahl bestehen. Natürlich können zur Herstellung der Kugeln auch andere Materialien Anwendung finden. So benutzt man beispielsweise in der Cementmüllerei vielfach Flintsteine als Mahlkörper – und zwar so, wie die Natur dieselben bietet, ohne auf eine vollkommene Kugelgestalt besonderen Werth zu legen –, um zu verhüten, dass von den Kugeln abgeriebener Eisenstaub in den Cement hineingelangt. Wo nicht durch die Beschaffenheit des Mahlgutes die Anwendung ganz bestimmter Kugelmaterialien geboten ist, pflegt man jetzt Kugeln aus geschmiedetem und gehärtetem Stahl anzuwenden. Die Frage des für die Kugeln anzuwendenden Materials ist von erheblicher Bedeutung, da die Abnutzung der Kugeln eine beträchtliche ist und um so mehr ins Gewicht fällt, als die Kugeln, wenn sie durch Abnutzung unter eine gewisse Grösse herabgegangen sind, unbrauchbar werden. Bei den alten Kugelmühlen wandte man allgemein gusseiserne Kugeln an. Diese weisen eine verhältnissmässig beträchtliche Abnutzung auf. Sachsenberg gibt beispielsweise an, dass für jede 5000 k vermahlenen Kupfersteins die Abnutzung der gusseisernen Kugeln 8 k betragen habe, während schmiedeeiserne Kugeln sich bei demselben Mahlquantum nur ungefähr 1 k und gussstählerne noch viel weniger abnutzten (Notizblatt des deutschen Vereins für Fabrikation von Ziegeln, Thonwaaren, Kalk und Cement, 1876 S. 12). Man hat auch versucht, Kugeln in Verbindung mit Ketten als Mahlkörper zur Anwendung zu bringen (D. R. P. Nr. 42365, gelöscht), in der Hoffnung, dadurch eine Erhöhung der Mahlwirkung zu erzielen. Doch hat sich das Verfahren nicht einzuführen vermocht. Für das Material der Mahlflächen gelten dieselben Rücksichten, wie für das Kugelmaterial. Wenn die Ableitung des zerkleinerten Materials durch den Trommelmantel hindurch stattfindet, verwendet man gegenwärtig in der Regel durchbrochene Stahlplatten – an Stelle des bei den alten periodischen Kugelmühlen gebräuchlichen Gusseisenmantels. Bei Abführung des feinen Materials durch die Stirnseite der Mahltrommel und bei Entleerung durch ein Mannloch findet sich auch eine Ausfütterung des eisernen Trommelmantels mit Porzellan o. dgl. So baut beispielsweise die Meissener Eisengiesserei und Maschinenbauanstalt vorm. T. L. und E. Jacobi sogen. Trommelmühlen zum Mahlen von Glasuren und Farben und auch von Quarz u. dgl., welche ein in einem eisernen Mantel auf einer Holzzwischenlage ruhendes Porzellanfutter besitzen. Periodischer und continuirlicher Betrieb. Kugelmühlen mit um eine wagerechte Achse drehbarer cylindrischer Trommel von Holz oder Blech fanden wohl zuerst in der Pulverfabrik, insbesondere in Frankreich, Anwendung (vgl. Armengaud aîne Publication industrielle des Machines outils et appareils, Paris 1860 Bd. 12 S. 269 ff.). Im J. 1834 trat Bret mit einer verbesserten Kugelmühle, insbesondere zum Mahlen von Gyps bestimmt, hervor, an welche ganz ausserordentliche Erwartungen geknüpft wurden (vgl. auch D. p. J., 1834 54 109 ff.). Diese Bret'sche Mühle besass zwar gleichfalls eine cylindrische, wagerecht gelagerte Trommel aus Holz von etwa 1400 mm Länge und 600 mm Durchmesser, in welcher der Mahlprocess mit acht eisernen Kugeln – sechs grösseren zu 4 k und zwei kleineren zu 3 k – durchgeführt wurde. Aber diese Trommel war während des Mahlprocesses nicht völlig nach aussen abgeschlossen, vielmehr waren in der Umfläche der Trommel 42 Oeffnungen von etwa 100 mm Länge und 25 mm Weite angebracht, welche mit Drahtgittern versehen waren, um dem Mahlgut, sobald es die erforderliche Feinheit erreicht hatte, den Austritt aus dem Mahlraum zu gestatten. Die Einführung des Mahlgutes erfolgte durch eine Klappe in der einen Stirnfläche. Die Maschine lieferte stündlich angeblich 20 bis 25 Säcke Gyps zu je 30 k. Leider ist über die Feinheit des erzielten Gypsmehles nichts angegeben. An dieser Bret'schen Construction ist jedenfalls anerkennenswerth der Versuch, das gepulverte Material alsobald aus der Mühle zu entfernen, während man bis dahin ganz allgemein – auch bei denjenigen Mühlen, bei welchen die Mahltrommel in der Längsrichtung so weit zusammengeschrumpft war, dass sich die, dann freilich grossen, Mahlkugeln der Gehäusewand einigermaassen anschliessen konnten – das sämmtliche, einmal in die Mühle eingeführte Gut so lange in derselben belassen hatte, bis eine hinreichende Zerkleinerung desselben in allen seinen Theilen erzielt war. Aber es handelte sich vorerst doch nur um einen schwachen Versuch; denn die getroffene Einrichtung ist ganz offenbar noch recht sehr der Verbesserung bedürftig und fähig. An einer zweiten, für die alten Kugelmühlen mit um eine wagerechte Achse drehbarer Mahltrommel charakteristischen Eigenthümlichkeit, nämlich der, dass die Mahltrommel, um neues Material in dieselbe einzubringen, jedesmal geöffnet werden musste, so dass nur ein periodischer Betrieb möglich war, hatte auch Bret festgehalten. Es ist aber wohl nicht zu viel behauptet, wenn man sagt, dass dieser Punkt geradezu ausschlaggebend dafür ist, ob eine Zerkleinerungsmaschine für den Grossbetrieb geeignet ist oder nicht. Eine Maschine, mit der man grosse Massen mit Vortheil soll bewältigen können, muss continuirlich arbeiten. So lange die Kugelmühlen dies nicht vermochten, waren ihrer Anwendung enge Grenzen gesteckt. Eine ganze Reihe von Jahren verging, ohne dass irgendwie bemerkenswerthe Neuerungen bekannt geworden wären. Das dauerte etwa bis in die Mitte der siebziger Jahre. Da tauchten fast gleichzeitig mehrere Constructionen auf, die entweder unmittelbar einen ganz ausserordentlichen Fortschritt bedeuteten oder doch, nach mehreren Richtungen hin, Keime zu einem solchen enthielten. An erster Stelle ist hier die Mühle zu nennen, welche die Gebrüder Sachsenberg in Rosslau und W. Brückner in Ohrdruf bei Gotha construirten (D. R. P. Nr. 795, erloschen). Als der eine Inhaber der Sachsenberg'schen Fabrik im J. 1876 auf der Generalversammlung des deutschen Vereins für Fabrikation von Ziegeln, Thonwaaren, Kalk und Cement, wofür ich im Folgenden kurz Ziegel- und Cementverein sagen will, die Aufmerksamkeit eines grösseren Interessentenkreises auf die neue Mühle lenkte, hätte dieselbe bereits die Feuerprobe bestanden. Seit dem Sommer 1875 war sie auf der Gottes-Belohnungs-Hütte der Mansfelder Gewerkschaft zur Vermahlung von Kupferstein in Betrieb gewesen und hatte dort nach den Angaben Sachsenberg's in 24 Stunden 10000 k fertiges Product geliefert, während ein Mahlgang in derselben Zeit, bei etwa der Hälfte der Betriebskraft – ungerechnet den Kraftbedarf der Siebwerke u.s.w. – nur 2000 bis 2500 k Schrot ergeben hatte, welches noch über Siebwerke zu führen war, um fertiges Product zu liefern (Notizblatt des Ziegel- und Cementvereins, 1876 S. 10/11). Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass der Kupferstein dem Vermählen durch Mühlsteine in Folge des Gehalts an zähem, metallischem Kupfer einen ganz besonderen Widerstand entgegensetzt. Was die Sachsenberg-Brückner'sche Kugelmühle von den früheren Kugelmühlen principiell unterscheidet, ist der durch dieselben ermöglichte continuirliche Betrieb und die Lieferung eines vollkommen fertigen Mahlproductes, welches vor seinem Austritt aus der Mühle einer Sichtung durch Siebe unterzogen wird, die einen integrirenden Bestandtheil der Mühle selbst bilden. Das Bret'sche Princip der Ableitung des zerkleinerten Gutes durch Oeffnungen der Mahltrommel ist beibehalten, aber ausserordentlich vervollkommnet, und zwar in einer Art, dass die Vervollkommnung der Abführung des Mahlproducts Hand in Hand geht mit einer Steigerung der Leistungsfähigkeit. Der Umfang der Mahltrommel wird aus starken, rostartig neben einander gelegten gusseisernen Stäben gebildet. Es entstehen so gleichmässig über den Trommelumfang vertheilte, über die ganze Breite sich erstreckende Schlitze, durch welche das zerkleinerte Material austritt. Die Roststäbe sind so geformt bezieh. gelagert, dass sie nicht einen glattwandigen, sondern einen mit Rippen bezieh. vorspringenden Kanten versehenen Mahlcylinder bilden, welche Anordnung nur günstig auf die Zerkleinerung des Materials einwirken kann. Bei den neueren Kugelmühlen der Gebrüder Sachsenberg sind die gusseisernen Roststäbe durch 50 mm starke Stahlplatten ersetzt, welche mit zahlreichen Löchern versehen sind, die sich zur Verhütung von Verstopfungen nach aussen erweitern. Durch die Rostschlitze oder sonstige Durchbrechungen der Mahltrommel ist für continuirliche Abführung des zerkleinerten Gutes gesorgt. Um auch eine continuirliche Zuführung zu ermöglichen, sind die Stirnwände der Trommel so gestaltet, dass sie in hohle Zapfen auslaufen, in welche die Zuführungsrohre hineinragen. Auf diesen hohlen Zapfen läuft die Trommel, und zwar in Pockholzlagern. Das in der Mahltrommel zerriebene Material hat, bevor es die Mühle verlässt, noch einen Sichtprocess durchzumachen. Zu diesem Zweck ist die cylindrische Mahltrommel von einer mit der Mahltrommel fest verbundenen, konischen Siebtrommel umgeben. Das aus der Mahltrommel austretende Material gelangt also zunächst auf die Siebfläche. Diese lässt nur denjenigen Theil nach aussen hindurchtreten, der die gewünschte Feinheit besitzt, während die Siebgröbe auf dem konischen Sieb herabsinkt und schliesslich in eine Ringkammer gelangt, aus der sie durch schaufeiförmige Leitungen selbsthätig wieder in das Trommelinnere zurückgeführt wird, um von Neuem dem Zerkleinerungsprocess zu unterliegen. Die Fig. 1 zeigt die Sachsenberg'sche Kugelmühle. In ihrer gegenwärtigen Form ist sie auf Hohlzapfen gelagert, durch welche die durchgehende Welle ersetzt ist, wovon des weiteren die Rede sein wird. Die Sachsenberg'sche Mühle kann als Typus gelten, dem eine ganze Reihe späterer, zum Theil – ebenso wie die Sachsenberg'sche Mühle selbst – noch gegenwärtig mit Recht sehr geschätzter Constructionen zuzurechnen sind. Textabbildung Bd. 306, S. 41 Fig. 1.Sachsenberg'sche Kugelmühle. Es sind namentlich folgende Constructionselemente, von denen die Wirkungsweise der Sachsenberg'schen Mühle abhängt, deren Ausgestaltung daher auch für die zu diesem Maschinentypus gehörigen Constructionen charakteristisch sein wird: 1) die Lagerung der Mühle und die damit in engstem Zusammenhang stehende Art der Zuführung des Materials, 2) die Gestaltung der Mahltrommel bezieh. Mahlfläche, 3) die Siebanordnung und die Vorrichtung zur Rückführung des noch nicht hinreichend zerkleinerten Materials in die Mahltrommel. (Fortsetzung folgt.)