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Rotor für Prallmühlen
Die Erfindung betrifft einen Rotor für Prallmühlen od. dgl., der an seiner Mantelfläche Ausnehmungen für, insbesondere symmetrische, Schlagkörper aufweist, die durch unter Federwirkung stehende Keile kraftschlüssig festgehalten sind, wobei jede Ausnehmung der Mantelfläche eine etwa radiale Gleitfläche für den Schlagkörper aufweist.
Zur Befestigung der Schlagkörper am Rotor sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, die jedoch in der Regel kompliziert und verhältnismässig teuer sind. Bei einer bekannten Ausführung sind an der Mantelfläche des Rotors schwalbenschwanzförmige Nuten angeordnet, in welche die Schlagkörper und jeweils zwei einseitige Keile eingesetzt werden. Die Schlagkörper besitzen hiebei parallele Seitenflächen, an welchen die Basis der Keile anliegt. Im Schlagkörper sind ferner Ausnehmungen vorgesehen, in welche Vorsprünge der Keile eingreifen. Bei der Drehbewegung des Rotors wird der Schlagkörper und damit auch die beiden Keile infolge der Fliehkraft nach aussen gedrückt, wobei die Keile an der schwalbenschwanzförmigen Nut voll anliegen und einen kräftigen Reibungsschluss erzielen.
Diese Lösung besitzt jedoch den Nachteil, dass der Schlagkörper bei stillstehendem Rotor seine Lage willkürlich verändern kann, sobald die zur Unterstützung des Prallkörpers vorgesehenen gegeneinander verspannbaren Keile abgenützt sind. Auch ein Verkanten des Schlagkörpers ist möglich, da der Festsitz des Schlagkörpers nur durch die Fliehkraft erzielt wird. Besonders die mit dem Verkanten oder Schrägstellen verbundenen Querbewegungen des Schlagkörpers sind für die Prallmühle schädlich. Überdies ist die Montage schwierig.
Da die vorstehende Ausführung wenig befriedigte, wurde bereits vorgeschlagen, die beiden gegeneinander verspannbaren Keile durch eine auf Zug beanspruchte Schraubenfeder miteinander zu verbinden. Zu dieser Konstruktion sind somit je Schlagkörper drei keilförmige Bauteile erforderlich. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der bekannten Ausführung besteht darin, dass bei ungleichmässiger Abnützung der Keile, die im rauhen Betrieb von Prallmühlen nahezu unvermeidbar erscheint, eine Schrägstellung der Klemmbacke erfolgt, wodurch jede weitere Nachstellung illusorisch wird.
Darüber hinaus bedingt die Entfernung zwischen den beiden Keilen auch eine entsprechende Baulänge derSchraubenfeder, deren Drahtstärke und Windungsdurchmesser im Hinblick auf die erforderliche Zugkraft (= Eigengewicht des Schlagkörpers plus Anpresskraft der Keile und Klemmbacke) beträchtliche Dimensionen annehmen.
Eine weitere bekannte Ausführung zeigt eine radiale Gleitfläche für den Schlagkörper, der gleichfalls Ausnehmungen für die kraftschlüssige Verbindung mit dem Keil aufweist. Zum Austauschen des Schlagkörpers muss der Keil ausgeschlagen werden. Geringe Rückstände auf der Gleitfläche verursachen ein Verklemmen des Schlagkörpers. Aus anderem Zusammenhang ist die Verwendung von Holzkeilen bzw. von T-förmig gestalteten Fussteilen bekannt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und durch eine einfache Konstruktion den Schlagkörper auch bei stillstehendem Rotor dermassen zu fixieren, dass er bei Wiedereinsetzen der Drehbewegung des Rotors seine ursprüngliche, genau radiale Lage einnimmt. Ausserdem soll eine leichte Montage möglich sein. Demgemäss sieht die vorliegende Erfindung bei einem Rotor der eingangs genannten Art vor, dass an einer der Rotormitte zugewandten Stirnfläche des Keiles eine Druckfeder anliegt, die im Rotor abgestützt ist, wobei der in an sich bekannter Weise hammerförmig gestaltete Fussteil des Schlagkörpers in eine von mehreren, zwei einander gegenüberliegende Anschlagflächen aufweisende Ausnehmungen des Keiles eingreift.
Bei der erfindungsgemässen Ausführung ist also beim Anlaufen des Rotors nur eine geringe radiale Bewegung des Schlagkörpers gegeben. Ausserdem wird bei der erfindunggemässen Lösung bloss ein einziges keilförmiges Element je Schlagkörper benötigt. Da die Druckfeder direkt auf die Stirnseite des Keiles wirkt, kann jede schädliche seitliche Bewegung vermieden werden. Ein
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Schrägstellen des Schlagkörpers wird damit unmöglich gemacht. Da ferner der Abstand der Abstützfläche von der Keilstirnfläche beliebig klein gewählt werden kann, ist eine ausreichende Dimensionierung der Feder leicht möglich. Der Gleitweg des Schlagkörpers auf der Gleitfläche während der Anlaufphase entspricht der Differenz aus dem Abstand der Anlaufflächen der Ausnehmung und der Dicke des hammerförmigen Fussteiles.
Um den Kraftfluss zu verbessern, greift der in an sich bekannter Weise hammerförmig gestaltete Fussteil des Schlagkörpers in eine von mehreren, zwei einander gegenüberliegenden Anschlagflächen aufweisende Ausnehmungen des Keiles ein. Dadurch wird eine Querschnittsverminderung des Schlagkörpers an seiner gefährdetsten Stelle, nämlich beim Austreten aus dem Rotor, vermieden. Der oben erwähnte bekannte Schlagkörper weist nämlich im Bereich der Mantelfläche des Rotors eine Ausnehmung auf, in welche die Klemmbacke eingreift. Infolge der beim Betrieb der Prallmühle im Schlagkörper entstehenden Stoss- und Biegebeanspruchungen können die von den scharfen Kanten der Ausnehmung ausgehenden Kerbwirkungen zu einer raschen Zerstörung des Schlagkörpers führen.
Demgegenüber ist der erfindungsgemässe Schlagkörper festigkeitsmässig viel günstiger gestaltet ohne dass dabei auf die Vorteile der Nachstellbarkeit verzichtet wurde.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt wird, näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Prallmühle, in der ein erfindungsgemässer Rotor eingebaut ist, wobei die Schlagkörper in jener Stellung gezeichnet sind, die sie bei Rotation des Rotors einnehmen.
Fig. 2 zeigt die Befestigung eines Schlagkörpers in gegenüber Fig. 1 vergrössertem Massstab und Fig. 3 ist ein Schnitt gemäss Linie III-III der Fig. 2.
In Fig. 1 wird mit 1 das zweiteilige Gehäuse einer Prallmühle bezeichnet. Im Gehäuse 1 ist eine Welle 2 drehbar gelagert, die über einen nicht dargestellten Antrieb, vorzugsweise einen Keilriementrieb, angetrieben wird. Als Wellenlager sind Pendelrollenlager vorgesehen. Mit der Welle 2 ist ein Rotor 3 verbunden, der die Schlagkörper 4 trägt. In der gezeichneten Ausführungsform sind vier Schlagkörper 4 vorhanden, doch können bei andern Verwendungszwecken beliebig mehr oder weniger Schlagkörper angeordnet werden. Die Schlagkörper 4 durchsetzen in Ausnehmungen 22 die zylindrische Mantelfläche 5 des Rotors 3, wobei sie an einer Gleitfläche 6 anliegen, die auf einer mit der Mantelfläche 5 z. B. durch Schweissen verbundenen Platte vorgesehen ist.
Gegenüber der Platte ist ein keilförmiger Teil 7 vorgesehen, der gleichfalls an die Mantelfläche 5 des Rotors 3 angeschweisst ist und sich ins Innere des Rotors 3 erstreckt.
Der Schlagkörper 4 besitzt im Bereich der Mantelfläche 5 des Rotors 3 zwei im wesentlichen zueinander parallele Seitenflächen 8. Wie in Fig. 2 gezeigt wird, gehen die parallelen Seitenflächen 8 des Schlagkörpers 4 in Richtung zum Rotorinneren über eine Rundung 9 in einen halsförmigen Steg 10 über, an dessen Ende
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körper ist. Wie ersichtlich, besitzt der Schlagkörper 4 somit eine symmetrische Gestalt, die durch Giessen leicht hergestellt werden kann.
Gegenüber jener Seitenfläche 8 des Schlagkörpers 4, die an der Gleitfläche 6 des Rotors 3 anliegt, ist ein einseitig ausgebildeter Keil 12 vorgesehen, der mit seiner Basis 13 an der zur erstgenannten Seiten-
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gesehen, deren Seitenflächen im wesentlichen senkrecht zur Fläche 8 stehen und Anschlagflächen 15, 16, für den Fussteil des Schlagkörpers 4 bilden, der in die Ausnehmung 14 hineinragt. Bei der Drehbewegung des Rotors versucht die Fliehkraft den relativ schweren Schlagkörper 4 nach aussen zu bewegen, wodurch die Innenfläche 18 des hammerförmigen Fussteiles 11 an die der Rotormantelfläche zugewandte Anschlagfläche 15 des Keiles 12 zum Anliegen kommt.
Hiebei drückt der Schlagkörper 4 den Keil 12 nach aussen, also in Richtung auf die Rotormantelfläche zu, wobei die Keilfläche 17 des Keiles 12 fest gegen die Keilfläche des keilförmigen Teiles 7 gepresst wird, der mit dem Rotor 3 verbunden ist. Bei der gezeichneten Ausführungsform einer Prallmühle entsteht beispielsweise bei einer Rotordrehzahl von zirka 650 Umdrimin eine Fliehkraft von zirka 10 t, wodurch der Schlagkörper mit zirka 20 t Spannkraft festgehalten wird.
Wie Fig. 2 zeigt, liegt an der Stirnfläche 19 des Keiles 12, die dessen inneres Ende bildet, eine als Blattfeder ausgebildete Druckfeder 20 an, die sich an ihren Enden gegen einen Quersteg 21 abstützt, der im Inneren des Rotors 3 z. B. durch Schweissen mit dem Rotor 3 verbunden ist. In Fig. 3 wird gezeigt, dass die beiden Enden der Blattfeder am Steg 21 anliegen, wogegen die gewölbte Fläche der Blattfeder an der Stirnfläche 19 des Keiles 12 anliegt und eine annähernd linienförmige Druckfläche bildet. Die Blattfeder 20 drückt den Keil 12 in Richtung des Pfeiles x gegen die Mantelfläche 5 des Rotors 3.
Bei stillstehendem Rotor, wenn auf den Schlagkörper 4 keinerlei Fliehkräfte einwirken, gelangt also die Anschlagfläche 16 in Berührung mit der Oberseite des hammerförmigen Fussteiles 11, wodurch auch der Schlagkörper 4 durch die Federkraft nach aussen gedrückt wird.
Diese Stellung bleibt bis zum Anlaufen des Rotors 3 erhalten. Mit zunehmender Drehzahl nimmt die Fliehkraft zu und erreicht schliesslich einen Wert, der grösser als die Druckkraft der Feder 20 ist. Hiebei löst sich der Fussteil. M von der Anschlagfläche 16, der Schlagkörper 4 gleitet um einen sehr geringen Betrag nach aussen, bis die Unterseite 18 des Fussteiles 11 die Anschlagfläche 15 erreicht. Der Schlagkörper 4 presst dabei den Keil 12 mit seiner Keilfläche 17 kräftig gegen den keilförmigen Teil 7, der mit der Mantelfläche 5 des Rotors 3 verbunden ist. Dadurch wird während der Drehbewegung des Rotors ein kräftiger Festsitz des Schlagkörpers erzielt.