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Walzenmühle, Rollenmühle od. dgl. Mühle
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Walzenmühlen, Rollenmühlen und ähnlichen Maschinen, die das Zusammenpressen, Zerreiben oder die Verteilung pastenartiger (teigiger) Stoffe erlauben und z. B. in der Schokolade-, Kautschuk-, Druckerfarben-, Lack-und Seifenindustrie usw. verwendet werden.
Bei den üblichen Maschinen dieser Art zwingt die Zunahme der Pressdrucke, stark gewölbte Zylinder zu verwenden oder die Achsen der Folgezylinder winkelförmig zu verschieben. In beiden Fällen ergibt sich daraus eine beträchtliche Beanspruchung der Lagerzapfen der Walzen, mögliche Bruchgefahr und zusätzlicher Energieverbrauch. Diese Umstände führen dazu, ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Nutzlänge eines Zylinders und seinem Durchmesser einzuhalten, wodurch insbesondere die Herstellung von Maschinen mit langen Walzen und schwachen Durchmessern unmöglich gemacht wird.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen abzuhelfen, indem eine teilweise Versetzung zwischen den verschiedenen Walzen vorgesehen ist. Sie betrifft Maschinen der vorher erwähnten Art, die mehrere Walzen mit parallelen Achsen besitzen, die durch geeignete Vorrichtungen aneinandergepresst werden können.
Diese Walzen können sich ausserdem um ihre eigene Achse drehen, u. zw. mit von einer zur andern Walze zunehmendenumfangsgeschwindigkeiten. Weiters wird angenommen, dass die Walzen in abwechselnd entgegengesetzte Drehung versetzt sind (die n-te Walze dreht z. B. im Uhrzeigerdrehsinn, die (n-1) - te und (note entgegen demUhrzeigerdrehsinn). chliess1ich enthalten die von der Erfindung betroffenen Maschinen Einrichtungen, um die Achsen der Walzen etwas zu sich parallel zu verschieben.
Die Walzenmühle, Rollenmühle od. dgl. Mühle, gemäss der Erfindung bestehend aus mindestens drei aufeinanderfolgenden, sich berührenden achsparallelen Walzen od. dgl. und Vorrichtungen zum Verschieben von mindestens der Achse der mittleren Walze parallel zu sich, so dass sich ihr Abstand von einer Bezugsebene, die durch die Achsen der beiden äusseren Zylinder geht, ändert, weiters aus Vorrichtungen, um die Zylinder gegeneinander zu pressen, und schliesslich aus Vorrichtungen, um die Walzen in abwechselnd entgegengesetzt gerichtete Drehung zu versetzen, derart, dass ihre Drehzahlen, vom ersten Zylinder aus gerechnet, grösser werden, ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand der Achse der mittleren Walze von der Bezugsebene den Wert von 10 % des Walzendurchmessers nicht überschreitet und dass die Ab- standsrichtung dem Richtungssinn der Tangentialgeschwindigkeit jener. Mantelpunkte der Walze entspricht, die mit der langsamer umlaufenden Nachbarwalze in Berührung sind, so dass die mittlere Walze von selbst zwischen die an ihr anliegenden Walzen gedrückt-wird.
Es sind bereits Mühlen mit versetzten Walzen bekannt. In der deutschen Patentschrift Nr. 650462 ist eine solche Mühle mit vier versetzten Walzen beschrieben, die abwechselnd gegenläufig und mit von Walze zu Walze wachsender Geschwindigkeit angetrieben sind. Die Versetzung der Walzen ist jedoch so gross (in der Grössenordnung des Walzendurchmessers), dass der von den tangentiellen Kräften hervorgerufene Effekt praktisch unfühlbar ist.
In diesem bekannten Fall hat die Versetzung der Walzen nur den Zweck, sie paarweise in Berührung zu bringen, um ein Umkehren des Mahlgutes zu verhindern.
Ebenso ist bei der Maschine nach der deutschen Patentschrift Nr. 503357 eine grosse Versetzung der Walzen (etwa gleich dem Durchmesser) vorgesehen, welche abwechselnd mit Geschwindigkeiten im Verhältnis 1 : 2 rotieren. Die Versetzung hat hier den Zweck, Mulden zu bilden, welche das von den Abstreifern gesammelte Mahlgut aufnehmen.
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Auch hier wurde der Vorteil einer mässigen Versetzung nicht erkannt.
Im Verlauf der Wechselwirkungen der Walzen, die sich aus der oben erklärten Verschiebung ergeben, sichert die Erfindung tatsächlich-wie später zu sehen ist-die Berührung der Walzen entlang der ganzen Mantellinien. Jede nennenswerte Belastung der Lagerzapfen und der Walzen wird nun vermieden, und bei gleicher Produktion und Feinheit des Mahlgutes kann man die notwendige Antriebskraft herabsetzen. Daraus ergibt sichausserdem.ednLeichterw.erden er Maschine und eine Verminderung ihrer Herstellungkosten.
Andere Einzelheiten der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung angeführt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, die keine Be-
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rollen der Walzen entspricht (Richtung f gegen den Uhrzeigerdrehsinn und Richtung g im Uhrzeigerdreh- sinn). Regelbare Druckvorrichtungen sichern den gegenseitigen Druck der Walzen.
Die Achse der unteren Walze 1 wird als örtlich feststehend angenommen. Die Walze 1 berührt die Walze 2 entlang einer Mantellinie a, an der die Umfangsgeschwindigkeit V, und/bzw. V, herrsehen, wobei letztere grösser als Vl ist.
Gemäss der Erfindung ist die Achse der Walze 2, die sich in der Richtung g dreht, in bezug auf die Ebene P, die durch die Achsen der beiden angrenzenden Walzen 1, 3 geht, seitlich verschoben. Diese Verschiebung hat dieselbe Richtung wie die Umfangsgeschwindigkeit V, der Walze 2 im Berührungspunkt mit der Walze 1.
Ebenso erfolgt die Verschiebung der Walze 3, die sich in Richtung f dreht, in bezug auf die EbeneQ, die durch die beiden angrenzenden Walzen 2, 4 geht, in gleicher Richtung wie ihre Umfangsgeschwindigkeit Va in bezug auf die weniger schnelle Walze 2.
Die gezeichnete Versetzung ist der Deutlichkeit halber stark übertrieben', dargestellt. Tatsächlich übersteigt sie nicht 10 % des Walzendurchmessers.
Nachfolgende Beispiele zeigen die Ausmasse der Versetzungen für besondere Fälle.
I. Walzendurchmesser 300 mm ; Mühle mit drei Walzen. Schwach haftendes Mahlgut. Geschwindigkeit der Walzen (schnellaufende Mühle) 180 : 250 : 480 U/min. Versetzung der mittleren Walze : 3 mm.
II. Haftendes Mahlgut, mittelschnelle Maschine : Geschwindigkeit der Walzen : 80 : 125. : 250 U/min.
Versetzung der mittleren Walze : 15 fnm.
Die gemäss der Erfindung vorgesehene Verschiebung kann bei der Konstruktion endgültig realisiert werden mittels einer entsprechenden Verschiebung der Lager der Walzenzapfen. Sie kann auch durch jede Vorrichtung realisiert werden, die eine Seitenverschiebung dieser Zapfenlager ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Grösse der Seitenverschiebung in bezug auf die Ebene, die durch die Achsender angrenzenden Walzen geht, eine mit der tangentiellen Gegenwirkung, die von den Walzen ausgeübt wird, wachsende Funktion. Diese Gegenwirkung ist selbst eine Funktion der Umfangsgeschwindigkeit der Walze, desGeschwindigkeitsunterschiedes in bezug auf die in Kontakt stehenden Walzen und des Adhäsionskoeffizienten des zerriebenen Stoffes. Um'ein genaues Regulieren der Grösse der Verschiebung zu gestatten, sind die Walzenzapfen 11-14 (oder die Walzenlager, die sie tragen) mit der Verschiebung der Zeigerstandsablesevorrichtung kraftschlüssig verbunden, die z.
B. durch in Grade eingeteilte Streifen 5 gebildet sind, die in einer Führung auf andern inGrade eingeteilten Streifen 6, die am Maschinengestell befestigt sind, gleiten können. Die beiden Streifen 5 und 6 bilden entsprechend einer an sich bekannten Anordnung (Schweizer Patentschrift Nrj 151303) zusammen einen Nonius, der es erlaubt, die Seitenverschiebung mit Genauigkeit zu messen.
Wenn die Tangentialgeschwindigkeiten eine arithmetische Reihe bilden und man die Tatsache berücksichtigt, dass die Grösse der Verschiebungen im Vergleich zu den Zylinderdurchmessern immer gering ist, können deren'Achsen auf zwei Ebenen OP, OQ genau verteilt sein. Das ist der in der Fig. l vorgesehene Fall, wo die Geschwindigkeit der Walzen beispielsweise 42, 90, 138,186 U/min beträgt. Der Winkel POQ muss umso grösser sein, je grösser die Tangentialkräfte an den Berührungslinien der Walzen sein sollen. Immerhin ist dieser Winkel klein (einige Grade), entsprechend den kleinen Werten der Versetzungen. Im gezeichneten Beispielsfall ist der wirkliche Winkel bei den angegebenen Geschwindigkeiten 1 Grad 30 Minuten.
Die Anordnung der Walzen gemäss der Erfindung sichert diesen eine einwandfreie Berührung entlang den ganzen Mantelberührungslinien.
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der ganzen Mantellinie entlang einer Tangential-Gegenwirkung R2 des Teiles der Walze 1 unterworfen, der bestrebt ist, diese abzubremsen. Dagegen unterwirft sie die mit der Umfangsgeschwindigkeit Va be-
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sie mitzuziehenbestrebtist. Die Kräfte R2 und S2, die dieselbe Richtung haben, setzen sich zu einer Resultierenden T2 zusammen, die auf die ganze Länge der Walze 2 einwirkt und die bestrebt ist, sie wie einen Keil zwischen die Walzen 1 und 3 zu drücken. Die Gesamtanordnung der Walzen der Maschine ist also selbstpressend.
Unter diesen Bedingungen wird die auf die Klemmvorrichtungen auszuübende Kraft, um die Zylinder gegeneinander zu halten, in merkbarer Weise verringert, wobei gleichzeitig die Durchbiegung der Wellenzapfen praktisch unterdrückt wird. I
Es ist nun möglich, bei Beibehaltung, oder sogar bei Herabsetzung der andern mechanischen und Antriebseigenschaften der Maschine, Walzen von grösserer Länge und gleichem Durchmesser, oder von gleicher Länge und schwächerem Durchmesser zu verwenden. Diese letzteren haben den Vorteil, einen Zerreibungsstreifen von sehr geringer Breite zu beiden Seiten'der gemeinsamen Mantellinie zu bilden, was die Erreichung spezifischer, um vieles vergrösserter Zerreibungsdrücke als mit dicken Walzen zur Erzielung eines vollkommen gleichen Druckes oder sogar niedrigeren Druckes gestattet.
Die Erfindung erlaubt
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Walzen 2 und 2', 3 und 3'drehen sich mit zunehmenden Tangentialgeschwindigkeiten Va und Vs.
Der zu zerreibende Stoff wird zwischen die Walzen 1 und l'eingeführt und verteilt sich auf zwei Mantelflächen gegen die Walzen 3 und 3'. I
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Es ist selbstverständlich, dass diese Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungenbeschränkt ist und dass man auf sie alle Konstruktionsvarianten anwenden kann. Im besonderen kann die Anzahl der Walzen in ein-und derselben Maschine beliebig sein und es können auch Walzen mit verschiedenem Durchmesser verwendet werden. Ferner ist die Neigung der Mantelfläche der Walzen gegen die Horizontale belanglos. Es ist selbstverständlich, dass, wenn die Walzen abgestufte Mantelflächen besitzen, die Erfindung sich auf jede von diesen bezieht.
Es versteht sich endlich von selbst, dass alle Lagerungssysteme verwendet werden können, welche die Verschiebung der Walzenlager zu sichern und zu messen gestatten.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Walzenmühle, Rollenmühle od. dgl. Mühle, bestehend aus mindestens drei aufeinanderfolgenden, sich berührenden achsparallelen Walzen od. dgl. und Vorrichtungen zum Verschieben von mindestens der
Achse der mittleren Walze parallel zu sich, so dass sich ihr'Abstand von einer Bezugsebene, die durch die
Achsen der beiden äusseren Zylinder geht, ändert, weiters aus Vorrichtungen, um die Zylinder gegenein- ander zu pressen, und schliesslich aus Vorrichtungen, um die Walzen in abwechselnd entgegengesetzt ge- richtete Drehung zu versetzen, derart, dass ihre Drehzahlen, vom ersten Zylinder aus gerechnet, grösser werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Achse der mittleren Walze (2) von der Bezugsebene (P) den Wert von 10 % des Walzendurchmessers nicht überschreitet,
und dass die Abstandsrichtung dem
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der langsamer umlaufenden Nachbarwalze in Berührung sind, so dass die mittlere Walze von selbst zwischen die an ihr anliegenden Walzen gedrückt wird.