AT520774B1

AT520774B1 - Trommeldichtungsvorrichtung

Info

Publication number: AT520774B1
Application number: ATA50004/2019A
Authority: AT
Original assignee: Christian Pfeiffer Maschf Gmbh
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2020-07-15
Also published as: AT520774A1; DE102018100166B3

Abstract

Eine Trommeldichtungsvorrichtung für eine Kugelmühle umfasst eine Vielzahl von Klemmschuhen (1) und ein aus einem gummielastischen Dichtungsmaterial bestehendes Trommeldichtungsprofil (2) mit einem radial nach außen gerichteten Befestigungsabschnitt (3), der von den Klemmschuhen (1) gegen ein feststehendes Gehäuse (11) der Kugelmühle geklemmt wird, und einem radial nach innen gerichteten Dichtungsabschnitt (4) zur Abdichtung gegen eine drehende Zylinderfläche (6) einer Trommel (7) der Kugelmühle. Der Dichtungsabschnitt (4) weist ein geschlossenes Hohlprofil (5) und mindestens eine sich in Richtung der Zylinderoberfläche (6) der Trommel (7) der Kugelmühle erstreckende Dichtlippe (8) auf. Zu der Trommeldichtungsvorrichtung gehören eine Überdruckquelle, ein Druckregler und eine Zuluftleitung in das Hohlprofil (5). Um eine dauerhafte Betriebssicherheit der Trommeldichtungsvorrichtung zu gewährleisten, die mit geringem Aufwand und ohne aufwändige Einstellarbeiten montiert werden kann, und bei der ein geforderter Anpressdruck ihrer Dichtlippe permanent vorhanden und unabhängig von wärmedehnungsbedingten Durchmesseränderungen der Trommel und deren Unrundheit ist, wird vorgeschlagen, dass das Hohlprofil (5) eine permanent geöffnete Abluftdrossel aufweist und dass in der Zuluftleitung in das Hohlprofil (5) ein Wärmetauscher eingesetzt ist.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Trommeldichtungsvorrichtung für eine Kugelmühle, mit einer Vielzahl von Klemmschuhen, einem aus einem gummielastischen Dichtungsmaterial bestehenden Trommeldichtungsprofil mit einem radial nach außen gerichteten Befestigungsabschnitt, der von den Klemmschuhen gegen ein feststehendes Gehäuse der Kugelmühle geklemmt ist, und einem radial nach innen gerichteten Dichtungsabschnitt zur Abdichtung gegen eine drehende Zylinderfläche einer Trommel der Kugelmühle, wobei der Dichtungsabschnitt ein geschlossenes Hohlprofil und mindestens eine sich in Richtung der Zylinderoberfläche der Trommel der Kugelmühle erstreckende Dichtlippe aufweist und dass der Trommeldichtungsvorrichtung eine UÜberdruckquelle, ein Druckregler und eine Zuluftleitung in das Hohlprofil zugehörig ist. Es ist eine Wellenanordnung mit einer ringförmig geschlossenen Radialwellendichtung und ein Verfahren zum Abdichten eines Radialspaltes bekannt, DE 10 2015 012 363 A1, bei denen eine Welle einer Betätigungsvorrichtung eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges mittels der Radialwellendichtung gegen einen Uberdruck abgedichtet wird, indem ein Hohlprofil in der Radialwellendichtung mittels eines Kompressors mit einem Überdruck beaufschlagt wird.

[0002] Bekannt ist auch eine Einrichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten bei schnelllaufenden Zahnradgetrieben, DE 24 11 693 A1, mit hohl ausgebildeten Dichtungselementen auf Mantelflächen eines Zahnradkörpers, mit mehreren ringförmigen Öffnungen, durch die gegebenenfalls nach außen oder ins Innere eines Gehäuses Druckluft austritt, die ein Austreten von Schmiermitteln aus dem Gehäuse verhindert. Nachteilig daran ist, dass dieser Druckluftaustritt bezüglich seines Ortes und seiner Menge vollkommen ungesteuert ist.

[0003] Eine bekannte quasistatische Dichtungsanordnung an einem Behälter mit einem Schwimmdeckel, US 4 401 306 A, besitzt eine aufblasbare Schlauchdichtung, die mit vielen Klemmschuhen festgelegt ist, die jedoch nur ein Druckventil für die Druckgaszufuhr aufweist.

[0004] Es ist eine Dichtschnur und eine daraus bestehende Dichtungspackung zur Abdichtung von Wellen bekannt, EP 1314918 A1, deren Dichtschnur im Inneren einer Umflechtung mit einem elastischen Hohlprofil mit einem Anschluss zur gesteuerten Zufuhr und Abfuhr von Druckfluid ausgestattet ist. Nachteilig an dieser Dichtschnur ist dabei, dass sie permanent auf der Welle anliegt und nur wenig Radialspiel ausgleichen kann und bei rauen Umgebungsbedingungen einer Kugelmühle schnell verschleißen würde.

[0005] Weiterhin ist eine Wellenabdichtungsvorrichtung für ein Stevenrohr eines Bootes bekannt, JP S6055600 U, welche einen hohlen Wellendichtring mit radialer Luftzuführung von außen und Luftaustrittsöffnungen benachbart auf der Welle anliegenden Dichtlippen in umlaufende Kanäle nach innen besitzt, wobei ein permanenter Überdruck hier der aktiven Abdichtung gegen eindringendes Wasser dient.

[0006] Es ist auch eine Rotationsdichtungsvorrichtung bekannt, CN 202108996 U, die ein expandierbares Dichtungselement um eine drehende Trommel herum aufweist, dessen Luftkammer mit einem Druckluftanschluss ausgestattet ist, die allerdings keinen separaten Entlüftungsanschluss aufweist.

[0007] Auch die bekannte Lippendichtung, DE 1960937 U, besitzt einen ihren Innendruck regulierbaren Druckschlauch zur Bestimmung des Anpressdruckes ihrer Dichtlippe auf eine Welle, aber ebenfalls keinen separaten Entlüftungsanschluss.

[0008] Aus der US 3715898 A ist eine Waschmaschine bekannt, die ebenfalls aufblasbare Ringdichtungen zwischen Trommel und Gehäuse und zwischen Antriebswelle und Gehäuse aufweist, wobei diese Ringdichtungen nicht mit Entlüftungsanschlüssen ausgestattet sind.

[0009] Des Weiteren ist eine Vorrichtung zum Abdichten einer Kokskuchenführung bekannt, DE 10 2013 105 564 A1, die allerdings keine drehenden Teile abdichtet, aber ein Dichtelement mit einem druckbeaufschlagbaren Hohlraum aufweist, welcher jedoch nicht definiert entlüftet werden kann.

[0010] Es ist weiterhin eine Verbindungsanordnung zum Abdichten des Durchganges zwischen zwei voneinander beabstandeten Flächen bekannt, GB 125 70 98 A, die ein hohles Dichtungselement aufweist, welches mit einem einzelnen Uber- und Unterdruckluftanschluss und wellenförmigen Dichtungsflächen versehen ist, sodass eine Druckbeeinflussung nur über diesen einen Anschluss möglich ist.

[0011] Eine andere bekannte aufblasbare ringförmige Dichtung, US, 3689082 A, ist mit zwei gegenüberliegend angeordneten Dichtflächen ausgestattet sowie mit einer inneren Kammer, die mit unterschiedlichen Druckniveaus beaufschlagt werden kann, wobei bei einem niedrigen Druckniveau eine der Dichtflächen von einer Wandung abhebt und sich ab einem bestimmten Druckniveau wieder daran anlegt.

[0012] Weithin ist eine Wellendurchführung einer Antriebswelle eines Rührwerkes einer Rührwerkskugelmühle bekannt, DE 10 2014 105 149 A1, die als Radialwellenabdichtung eine herkömmliche Gleitringdichtung aufweist, deren Dichtflächen auf einer Wellendichtungshülse aufliegen, die allerdings einen nur geringfügig größeren Außendurchmesser als die Antriebswelle besitzt.

[0013] Eine solche Radialwellendichtung lässt sich bei abzudichtenden Durchmessern von 0,5 Metern bis hin zu 10 Metern an Trommeln von Kugelmühlen jedoch nicht verwirklichen, da sie keine wärmedehnungsbedingten Maßtoleranzen oder bei unrundem Lauf von Mühlenmänteln Durchmesserunterschiede von mehreren Millimetern erfolgreich abdichten kann. Verwendet wird dazu derzeit ein gummielastisches Vollprofil mit zwei oder drei Lippen, das um eine Trommel herum an einem Gehäuse befestigt wird, wobei dies eine zeitraubende Montage mit sich bringt, da aufwendige Einstell- und Kontrollarbeiten erforderlich sind, um eine gewünschte Leckage aus der Trommellagerung ebenso wie Beschädigungen des Dichtungsprofils sicher zu verhindern. Des Weiteren weist diese herkömmliche Dichtung im Einschichtbetrieb und den beim Anfahren und Abfahren der Kugelmühle entstehenden Temperaturschwankungen erhebliche Leckagen auf, da das bekannte Trommeldichtungsprofil derartige temperaturschwankungsbedingte Durchmesseränderungen von mehreren Millimetern ebenso wenig dauerhaft wirksam abdecken kann wie größere Unrundheiten einer Trommel. Zudem ist die herkömmliche Dichtung nur aufwendig zu montieren, da eine Vielzahl von Klemmschuhen und Einstellschrauben montiert und der Dichtspalt über den gesamten Umfang einer Trommel mittels Fühlerlehre in kurzen Abständen kontrolliert eingestellt werden muss, was sehr zeit- und arbeitsintensiv ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Dichtung ist, dass sie sehr empfindlich bei ihrer Verpackung, dem Transport und ihrer Lagerung ist und dabei leicht dauerhaft verformt oder dadurch unbrauchbar werden kann.

[0014] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trommeldichtungsvorrichtung für eine Kugelmühle zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Aufwand montiert werden kann, ohne dabei aufwendige Einstellarbeiten notwendig zu machen und bei der ein geforderter Anpressdruck ihrer Dichtlippe permanent vorhanden und unabhängig von der den wärmedehnungsbedingten Durchmesseränderungen der Trommel und deren Unrundheit ist. Des Weiteren soll sie dauerhaft betriebssicher sein und problemlos zu verpacken, zu lagern und zu transportieren sein.

[0015] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des ersten Patentanspruches dadurch, dass bei einer Trommeldichtungsvorrichtung für eine Kugelmühle, mit einer Vielzahl von Klemmschuhen, einem aus einem gummielastischen Dichtungsmaterial bestehenden Trommeldichtungsprofil mit einem radial nach außen gerichteten Befestigungsabschnitt, der von den Klemmschuhen gegen ein feststehendes Gehäuse der Kugelmühle geklemmt ist, und einem radial nach innen gerichteten Dichtungsabschnitt zur Abdichtung gegen eine drehende Zylinderfläche einer Trommel der Kugelmühle, wobei der Dichtungsabschnitt ein geschlossenes Hohlprofil und mindestens eine sich in Richtung der Zylinderoberfläche der Trommel der Kugelmühle erstreckende Dichtlippe aufweist und dass der Trommeldichtungsvorrichtung eine UÜberdruckquelle, ein Druckregler und eine Zuluftleitung in das Hohlprofil zugehörig ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hohlprofil eine permanent geöffnete Abluftdrossel zugeordnet ist und dass in der Zuluftleitung in das Hohlprofil ein Wär-

metauscher eingesetzt ist.

[0016] Die Anordnung einer Abluftdrossel sorgt in Verbindung mit der der Trommeldichtungsvorrichtung zugeordneten Überdruckquelle dafür, dass im geschlossenen Hohlprofil des Trommeldichtungsprofils immer ein konstanter optimierter Innendruck vorhanden ist, der unabhängig ist von der eigenen Dichtungstemperatur und von Maßschwankungen im Dichtspalt, der von einer Unrundheit der Trommel oder deren wärmedehnungsbedingten Maßänderungen herrühren kann.

[0017] Diese erfinderische Trommeldichtungsvorrichtung kann des Weiteren mit geringem Aufwand montiert werden, weil keine hochgenauen Einstellarbeiten mehr notwendig sind, da eine versehentlich zu große Einstellung des Anpressdruckes einer Dichtlippe des Trommeldichtungsprofiles nicht mehr möglich ist, sodass es auch nicht mehr zu einer Überhitzung von Dichtung und Gileitfläche führen kann. Daraus folgt vorteilhafterweise eine erhöhte Lebensdauer der gesamten Trommeldichtungsvorrichtung, ebenso wie eine nahezu konstante Betriebstemperatur des Trommeldichtungsprofiles erreicht werden kann, welche zusätzlich auf einem deutlich niedrigeren und deswegen vorteilhafteren Niveau für das dauerelastische Dichtungsmaterial liegt, als bei bekannten Dichtungssystemen, wobei diese Temperaturdifferenz beispielsweise um 20°C betragen kann.

[0018] Ein weiterer Vorteil dieser erfinderischen Trommeldichtungsvorrichtung besteht darin, dass das Trommeldichtungsprofil problemlos gegen das einer herkömmlichen Dichtung ausgetauscht werden kann, wobei sich die Mehrkosten für die Uberdruckquelle, den Druckregler und die Abluftdrossel sowie für den Luftverbrauch gegenüber der verringerten Montage- und Einstellarbeit, der wesentlich verlängerten Lebensdauer und der gesteigerten Betriebssicherheit, wirtschaftlich mehr als ausgleichen.

[0019] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

[0020] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Dichtungsabschnitt des Trommeldichtungsprofils eine mit ihren freien Enden in Richtung der Trommel ausgerichtete maulartige elastische Falte auf, die im Querschnitt V- oder U-formartig ausgebildet ist, deren freie Enden zwei Dichtlippen bilden und deren Restfalte sich konkav in das Hohlprofil erstreckt und damit einteilig ausgebildet ist, wobei die der Trommel zugewandten Wände des Hohlprofiles vorteilhafterweise balgenartig ausgebildet sind, um die erforderlichen Anpassungsbewegungen durchführen zu können.

[0021] Dies führt dazu, dass beispielsweise bei einem zunehmenden Innendruck im Hohlprofil die maulartige elastische Falte geöffnet wird, sodass sich die Dichtlippen nicht nur radial nach innen in Richtung auf die Trommeloberfläche, sondern auch leicht seitlich bewegen, sodass die Dichtlippen keinen erhöhten Anpressdruck auf der Dichtfläche generieren und sich auch die Reibung und die dadurch erzeugte Wärme nicht in unerwünschtem Maße steigern und das Trommeldichtungsprofil zerstören kann. Bei nachlassendem Anpressdruck dagegen, etwa durch einen sich vergrößernden Dichtungsspalt, können die Dichtlippen auf Grund der Balgenform des Dichtungsabschnittes der Oberfläche problemlos folgen und den Dichtungsspalt erfolgreich geschlossen halten.

[0022] Das erfinderische Trommeldichtungsprofil ist des Weiteren vorteilhaft so ausgebildet, dass die Dichtlippen im drucklosen Zustand des Hohlprofils bei geschlossener maulartiger Falte hinter die Mantelfläche des Trommeldichtungsprofils zurücktreten, sodass die Dichtlippen weder in einer Verpackung, noch während der Lagerung oder beim Transport, noch bei der Montage des Trommeldichtungsprofils um eine Trommel einer Kugelmühle herum beschädigt werden können. Weithin ermöglicht dies das Trommeldichtungsprofil zu Lagerungs- oder Transportzwecken ohne Probleme bis zu einem Radius von nur 200 mm zusammenzurollen. Im druckbeaufschlagten Zustand dagegen stehen die Dichtlippen dann über die Kontur des Trommeldichtungsprofiles hervor und liegen abdichtend auf der Zylinderoberfläche der Trommel einer Kugelmühle auf.

[0023] Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfinderischen Trommeldichtungsvorrichtung ist der Anpressdruck der Dichtlippen bei konstantem Innendruck im Hohlprofil und verschiedenen Auslenkungen der Dichtlippen annähernd konstant bleibend ausgebildet, wobei der Innendruck im Hohlprofil maximal einen Wert von 0,5 bar, bevorzugt 0,08 bar, beträgt. In der Zuluftleitung des Hohlprofils kann des Weiteren ein Wärmetauscher eingesetzt sein, um die Arbeitstemperatur des Trommeldichtungsprofils bei Bedarf weiter beeinflussen zu können.

[0024] Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

[0025] Fig. 1 eine geschnittene Teilansicht einer Trommeldichtungsvorrichtung in einem Betriebszustand,

[0026] Fig. 2 eine verkleinerte Teilansicht einer Trommeldichtungsvorrichtung in räumlicher Darstellung,

[0027] Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht einer Traommeldichtungsvorrichtung gemäß Fig. 1 im drucklosen Zustand, und

[0028] Fig. 4 eine verkleinerte Teilseitenansicht einer Trommeldichtungsvorrichtung.

[0029] Die Trommeldichtvorrichtung für eine Kugelmühle zum Zertrümmern von Gestein, mit Durchmessern einer Trommel 7 von 0,5 Metern bis hin zu 10 Metern, besteht aus einer Vielzahl von Klemmschuhen 1, einem aus einem gummielastischen Dichtungsmaterial bestehenden Trommeldichtungsprofil 2, welches geringfügig beabstandet um die Zylinderfläche 6 einer Trommel 7 einer Kugelmühle herum an einem Gehäuse 11 einer Lagerung der Trommel 7 über Spannschrauben 12 daran festgelegt ist.

[0030] Das Trommeldichtungsprofil 2 besteht aus einem radial nach außen gerichteten Befestigungsabschnitt 3 und einem radial nach innen gerichteten Dichtungsabschnitt 4, der ein geschlossenes Hohlprofil 5 aufweist sowie sich in Richtung der Zylinderoberfläche 6 der Trommel 7 der Kugelmühle erstreckende Dichtlippen 8, die von den vorderen freien Enden einer V- oder U-formartigen, maulartigen, elastischen Falte 9 gebildet werden, die sich konkav in das Hohlprofil 5 erstreckt, wobei die Seitenflächen der Falte 9 einteilig mit den der Zylinderoberfläche 6 der Trommel 7 zugewandten balgenförmig arbeitenden Bereichen des Dichtungsabschnittes 4 ausgebildet sind, wie dies aus den Figuren 1 und 3 hervorgeht.

[0031] Im Einbauzustand bzw. im nicht innendruckbeaufschlagten Zustand des Hohlprofiles 5 ist die maulförmige Falte 9 inklusive der Dichtlippen 8 hinter die Mantelfläche des Trommeldichtungsprofiles 2 eingezogen, sodass sie dort vor Beschädigungen geschützt sind.

[0032] Im mit Innendruck belasteten Zustand wird die Falte 9 radial in Richtung der Zylinderoberfläche 6 der Trommel 7 nach innen bewegt, wobei sich die maulartige Falte 9 in Abhängigkeit des Innendruckes und der Größe des Dichtungsspaltes elastisch öffnet, sodass die Dichtlippen 8 wechselnd beabstandet parallel nebeneinander an die Zylinderoberfläche 6 der Trommel 7 angedrückt gehalten werden, sodass der Anpressdruck der Dichtlippen 8 etwa bei Unrundheit der Trommel 7 oder wärmedehnungsbedingten Durchmesseränderungen der Trommel 7 und bei verschiedenen Auslenkungen der Dichtlippen 8 und unterschiedlichen Öffnungsweiten der Falte 9 in jedem Betriebszustand der Kugelmühle annähernd gleichbleibend gehalten werden kann. Der Innendruck kann dabei bis zu 0,5 bar betragen und liegt bevorzugt bei 0,08 bar.

[0033] Zeichnerisch nicht dargestellt sind die Überdruckquelle, der Druckregler und die Zuluftleitung in das Hohlprofil 5 sowie die dem Hohlprofil 5 zugeordnete Abluftdrossel, die im Betrieb einer Kugelmühle permanent geöffnet ist und Überdrücke im Hohlprofil wirksam sicher verhindert.

Claims

Patentansprüche

1. Trommeldichtungsvorrichtung für eine Kugelmühle, mit einer Vielzahl von Klemmschuhen (1), einem aus einem gummielastischen Dichtungsmaterial bestehenden Trommeldichtungsprofil (2) mit einem radial nach außen gerichteten Befestigungsabschnitt (3), der von den Klemmschuhen (1) gegen ein feststehendes Gehäuse (11) der Kugelmühle geklemmt ist, und einem radial nach innen gerichteten Dichtungsabschnitt (4) zur Abdichtung gegen eine drehende Zylinderfläche (6) einer Trommel (7) der Kugelmühle, wobei der Dichtungsabschnitt (4) ein geschlossenes Hohlprofil (5) und mindestens eine sich in Richtung der Zylinderoberfläche (6) der Trommel (7) der Kugelmühle erstreckende Dichtlippe (8) aufweist und wobei der Trommeldichtungsvorrichtung eine Uberdruckquelle, ein Druckregler und eine Zuluftleitung in das Hohlprofil (5) zugehörig ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hohlprofil (5) eine permanent geöffnete Abluftdrossel zugeordnet ist und dass in der Zuluftleitung in das Hohlprofil (5) ein Wärmetauscher eingesetzt ist.

2. Trommeldichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (4) eine mit ihren freien Enden in Richtung der Trommel (7) ausgerichtete maulartige elastische Falte (9) aufweist, die im Querschnitt V- oder U-formartig ausgebildet ist und deren freie Enden zwei Dichtlippen (8) bilden und sich die Falte (9) konkav in das Hohlprofil (5) erstreckt und dass die Seiten der Falte (9) einteilig mit den der Zylinderoberfläche (6) der Trommel (7) benachbarten Bereichen des Dichtungsprofilabschnittes (4) und dem gesamten Trommeldichtungsprofil (2) ausgebildet sind.

3. Trommeldichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der Trommel (7) benachbarten Bereiche des Dichtungsprofilabschnittes (4) seitlich der Falte (9) balgenformartig ausgebildet sind.

4. Trommeldichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (8) im drucklosen Zustand des Hohlprofils (5) hinter die Mantelfläche des Trommeldichtungsprofils (2) zurücktreten und im druckbeaufschlagten Zustand aus dem Hohlprofil (5) hervorstehen und auf der Zylinderoberfläche (6) der Trommel (7) der Kugelmühle dichtend anliegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen