DE10058911A1 - Rohrmühle mit einem am Mühlenkörper angeordneten Ringflansch zur Befestigung des Rotors einer dynamoelektrischen Maschine - Google Patents

Abstract

Zur spannungsfreien Anordnung der Rotorsegmente (10, 16, 18) eines Ringmotors am Ringflansch (5) des Mühlenkörpers einer Rohrmühle weist jedes Rotorsegment, das zwei bis vier Pole tragen kann, einen Tragsteg (11, 17, 19) mit zwei Befestigungsbereichen (15, 25) auf. Der Abstand (SW) der beiden Befestigungsbereiche ist wenigstens gleich einem durch die Anzahl der Pole je Rotorsegment bestimmten Vielfachen der Polteilung (p), wobei jeder Tragsteg zwischen den beiden Befestigungsbereichen mit einer Kerbung (20) versehen ist.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der dynamoelektrischen Ma­ schinen und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung der ein­ zelnen Rotorsegmente eines Rotors anzuwenden, der Teil eines Ringmotors ist und am Ringflansch des Mühlenkörpers einer Rohrmühle mechanisch zu befestigen ist.

Bei den sogenannten Rohrmühlen, wie sie zum Mahlen von Zement und von Erzen, insbesondere von Kupfererzen, verwendet werden, ist seit langem ein direkter Antrieb des liegend angeordneten Mühlenkörpers vorgesehen. Hierzu ordnet man den dynamoelektri­ schen Antriebsmotor konzentrisch zum Mühlenkörper an, so dass Rotor und Stator relativ große Durchmesser im Bereich von etwa 5 bis 15 m aufweisen (US 3,272,444). Die Rotorwelle wird dabei von dem Mühlenkörper gebildet, der mit einem Ringflansch zur Befestigung der aktiven Rotorteile versehen ist (Zeitschrift "Zement-Kalk-Gips", 1983, Nr. 2, Seiten 81 bis 84). Der Rotor kann einstückig ausgebildet sein oder aus einer Vielzahl von Rotorsegmenten bestehen, die passgenau am Ringflansch des Müh­ lenkörpers zu befestigen sind. Dabei sind einerseits Rotorseg­ mente gebräuchlich, die jeweils nur einen Pol tragen, anderer­ seits Rotorsegmente, die vier Pole tragen. Jedes Rotorsegment ist mit einem in Umfangsrichtung des Rotors verlaufenden Trag­ steg versehen, der axial mit dem Ringflansch des Mühlenkörpers mechanisch verbunden, insbesondere verschraubt, wird. Bei ein­ poligen Rotorsegmenten sind drei Befestigungsbereiche vorgese­ hen, bei vierpoligen Rotorsegmenten sind vier Befestigungsbe­ reiche, also nur ein Befestigungsbereich je Pol, üblich (Zeit­ schrift "Braun Boveri Mitt., 11-83, Seite 436; Siemens- Zeitschrift 49 (1975), Heft 8, Seite 543/544).

Bei Rohrmühlen kann es aufgrund erheblicher Temperaturunter­ schiede zwischen der Umgebung, den aktiven Teilen des Rotors und dem Mühlenkörper einschließlich des Ringflansches zu star­ ken mechanischen Spannungen zwischen Rotor und Ringflansch kommen. Derartige Spannungen treten kaum auf, wenn der Rotor aus einpoligen Läufersegmenten aufgebaut ist; hierbei ist aber ein relativ hoher Montageaufwand für die Befestigung der Pol­ segmente am Ringflansch erforderlich. - Zur Behebung der Wär­ mespannungen bei einstückigen Rotoren hat man bereits vorgese­ hen, den Rotor elastisch am Ringflansch des Mühlenkörpers an­ zuordnen, beispiels mittels einer Vielzahl spezieller Speichen (US 3,272,444).

Ausgehend von einer Rohrmühle mit den Merkmalen der Oberbe­ griffe der Patentansprüche 1 und 2 liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, den mechanischen Übergang von den Rotorsegmen­ ten auf den Ringflansch so auszugestalten, dass bei möglichst geringem Fertigungs- und Montageaufwand Wärmespannungen sicher beherrscht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß dem Patentanspruch 1 vor­ gesehen, dass jeweils zwei oder drei Pole ein Rotorsegment bilden, dass jeder Tragsteg zwei Befestigungsbereiche auf­ weist, deren Abstand wenigstens gleich einem durch die Anzahl der Pole je Rotorsegment bestimmten Vielfachen der Polteilung ist, dass weiterhin jeder Tragsteg zwischen den beiden Befes­ tigungsbereichen mit einer Kerbung versehen ist und dass die Rotorsegmente mit ihren Tragstegen abwechselnd beidseits des Ringflansches angeordnet sind. - Gleichartige Maßnahmen können auch bei Rohrmühlen vorgesehen sein, bei denen jeweils vier Pole zu Rotorsegmenten zusammengefasst sind, wobei dann der Abstand der beiden Befestigungsbereiche wenigstens gleich dem Vierfachen der Polteilung ist (Patentanspruch 2).

Eine derartige Ausgestaltung sieht also vor, die durch den Abstand der Befestigungsbereiche gegebene Stützweite der Trag­ stege größer als den einfachen Polabstand zu wählen und den Tragstegen im Bereich ihrer Stützweite in Umfangsrichtung des Ringflansches eine gewisse Elastizität zu geben, damit die Tragstege den Wärmedehnungen des Ringflansches folgen können. Um hierbei trotz der größeren Länge der Tragstege die einzel­ nen Rotorsegmente im erforderlichen Abstand montieren zu kön­ nen, werden die Tragstege abwechselnd beidseits des Ringflan­ sches angeordnet. Dies führt auch zu einer vergleichmäßigten Belastung des Ringflansches.

Bei Ausgestaltung der Tragstege derart, dass der Abstand der Befestigungsbereiche gleich dem durch die Anzahl der Pole je Rotorsegment bestimmten Vielfachen der Polteilung ist und je­ der Tragsteg in Umfangsrichtung symmetrisch zur Mitte des Ro­ torsegmentes ausgebildet ist, überlappen sich jeweils zwei Befestigungsbereiche zweier benachbarter Rotorsegmente, wo­ durch die Anzahl der im Ringflansch benötigten Befestigungslö­ cher reduziert wird. Dies führt aber bei der Befestigung von zwei Tragstegen an derselben Ringflanschbohrung zu einem zu­ sätzlichen Montageaufwand infolge des gleichzeitigen Handha­ bens zweier Rotorsegmente. Daher erscheint es zweckmäßig, die Tragstege derart auszugestalten, dass je Pol ein Befestigungs­ bereich am Ringflansch vorgesehen ist. Die Stützweite der Tragstege beträgt dabei bei zweipoligen Rotorsegmenten zwei oder drei Polteilungen.

Bei dreipoligen Rotorsegmenten mit einer Stützweite von drei oder vier Polteilungen kann generell wenigstens ein Befesti­ gungsbereich pro dreipoligem Rotorsegment eingespart werden. Bei vierpoligen Rotorsegmenten können es wenigstens zwei Be­ festigungsbereiche sein.

Die in jedem Tragsteg vorgesehene Kerbung kann - in weiterer Ausgestaltung der Erfindung - als radialer Schlitz mit einer am Ende des Schlitzes angeordneten Bohrung ausgebildet sein. Vorteilhafter erscheint eine V- oder Trapez-förmig gestaltete Ausnehmung zu sein, da sie zu einer Verringerung von Stegmate­ rial führt und eine größere Elastizität der Tragstege ermög­ licht.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 8 dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Rohrmühle mit dynamo­ elektrischen Antriebsmotor, ähnlich der Fig. 1 der US PS 3,272,444,

Fig. 2 einen Radialschnitt im Bereich einer gemäß der Erfin­ dung ausgebildeten Befestigung von Rotorsegmenten am Ring­ flansch des Mühlenkörpers,

Fig. 3 ausschnittsweise die Seitenansicht zu Fig. 2,

Fig. 4 eine Variante zur Ausgestaltung der im Tragsteg eines Rotorsegmentes vorgesehene Kerbung,

Fig. 5 eine Variante zur Ausgestaltung des Tragsteges als Ganzem,

Fig. 6 eine weitere Variante zur Ausgestaltung des Tragsteges bei zweipoligen Rotorsegmenten,

Fig. 7 eine Ausgestaltung des Tragsteges bei dreipoligen Ro­ torsegmenten und

Fig. 8 eine Ausgestaltung des Tragsteges bei vierpoligen Ro­ torsegmenten.

Fig. 1 zeigt eine Rohrmühle 2, die auf einem Fundament 1 an­ geordnet ist. Dabei ist der horizontal angeordnete Mühlenkör­ per 3 in Lagern 31 und 32 gelagert. Dem Mühlenkörper 3 ist weiterhin eine elektrodynamische Antriebseinrichtung 4 in Form eines Ringmotors zugeordnet. Der Rotor 6 des Ringmotors ist am Flanschring 5 des Mühlenkörpers 3 angeordnet; der Rotor 6 ist von dem Statorgehäuse 7 umgeben.

Gemäß den Fig. 2 und 3 sind am Ringflansch 5 des Mühlenkör­ pers in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend Rotorsegmente 10, 16,18 angeordnet, die jeweils zweipolig ausgebildet sind. Die Rotorsegmente weisen Tragstege 11, 17, 19 auf, die im oberen Bereich in die Pole 12 des jeweiligen Rotorsegmentes integ­ riert sind und im unteren Bereich aus den Polen herausragen. Dabei sind am Tragsteg 7 Versteifungen 14 angeordnet, auf de­ nen die Pole aufliegen.

Die Rotorsegmente 10, 16 und 18 sind mit ihren Tragstegen 11, 17 und 19 abwechselnd beidseits des Ringflansches 5 angeord­ net. - Der Tragsteg 11 weist zwei fußartige Befestigungsberei­ che 15 und 25 auf und ist im Bereich zwischen diesen beiden Befestigungsbereichen mit einer Kerbung in Form einer V- förmigen Ausnehmung 20 versehen. Die Tragstege 17 und 19 sind in gleicher Weise ausgestaltet. Die Anordnung der Rotorsegmen­ te am Umfang des Flanschringes erfolgt dabei derart, dass sich jeweils zwei fußartige Stützbereiche einander benachbarter Rotorsegmente überlappen, so dass jeweils eine gemeinsame Be­ festigungsstelle vorgesehen ist.

Bei dieser Ausgestaltung der Tragstege beträgt deren Stützwei­ te SW das Doppelte der Polteilung p, wobei der Tragsteg 11 in Umfangsrichtung des Ringflansches 5 symmetrisch zur Mittelli­ nie zwischen den beiden Polen des Rotorsegmentes 10 ausgebil­ det ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 weist ebenfalls zweipo­ lige Rotorsegmente auf, wobei hier in Abweichung zum Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 3 die Kerbung als radial verlaufen­ der Schlitz 22 ausgebildet ist, der im radial äußeren Bereich des Tragsteges in einer Bohrung 23 endet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind die Rotorseg­ mente ebenfalls zweipolig ausgebildet; die Fußbereiche 26 und 27 des Tragsteges 24 sind asymmetrisch zur elektrischen Mitte des Rotorsegmentes angeordnet sind. Der Stützbereich 26 des Tragsteges 24 befindet sich dabei vollständig unter dem einen Pol des benachbarten Rotorsegmentes, während sich der Fußbe­ reich 27 unter dem einen Pol des zugehörigen Rotorsegmentes befindet. Zwischen beiden Fußbereichen ist eine V-förmige Aus­ nehmung 30 vorgesehen.

Der Tragsteg 24' des benachbarten Rotorsegmentes ist spiegel­ bildlich zum Tragsteg 24 angeordnet, wobei der Stützbereich 26 mit der Befestigungsbohrung 28 den Stützbereich 26' über­ greift. - Bei dieser Ausgestaltung der Tragstege ist am Umfang des Ringflansches 5 pro Pol ein Befestigungsloch vorgesehen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 zeigt ebenfalls die An­ ordnung zweipoliger Rotorsegmente 31, wobei die Tragstege 32 zwei Befestigungsbereiche 33 und 34 aufweisen, deren Stützwei­ te das Dreifache der Polteilung beträgt. Dabei ist je Pol ebenfalls eine Befestigungsbohrung im Ringflansch 5 vorgese­ hen. Jeweils ein Fußbereich des einen Tragsteges übergreift dabei einen Fußbereich des benachbarten Tragsteges. - Zwischen den beiden Fußbereichen 33 und 34 eines Tragsteges ist eine trapezförmige Kerbung 35 vorgesehen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 entspricht in seiner grundsätzlichen Darstellung dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6. Hierbei ist durch eine verstärkte Strichführung ange­ deutet, dass man am Ringflansch 5 auch dreipolige Rotorsegmen­ te 36 anordnen kann, wobei die Befestigungsbereiche 37 und 38 ähnlich Fig. 5 asymmetrisch angeordnet sind. Hierbei beträgt die Stützweite SW der beiden Befestigungsbereiche das Dreifa­ che der Polteilung.

Fig. 8 zeigt in vergleichbarer Weise wie Fig. 7 die Anord­ nung vierpoliger Rotorsegmente 39 am Umfang des Flanschringes 5, wobei die Stützweite SW der beiden Befestigungsbereiche 40 und 41 das Fünffache der Polteilung beträgt. Der Tragsteg 43 ist hierbei ähnlich wie der Tragsteg 32 gemäß Fig. 6 gestal­ tet.

Claims (6)

1. Rohrmühle (2) mit einem dynamoelektrischen Antriebsmotor (4), dessen aus einer Vielzahl von Polen bestehender Rotor an einem Ringflansch (5) des Mühlenkörpers (3) befestigt ist, wobei jeweils mehrere Pole zu Rotorsegmenten (10) zusammenge­ fasst sind und jedes Rotorsegment mit einem in Umfangsrich­ tung des Ringflansches verlaufenden, axial mit dem Ring­ flansch verschraubten Tragsteg (11) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils zwei oder drei Pole ein Rotorsegment (10) bil­ den,
dass jeder Tragsteg (11) zwei Befestigungsbereiche (15, 25) aufweist, deren Abstand (SW) wenigstens gleich einem durch die Anzahl der Pole je Rotorsegment bestimmten Vielfachen der Polteilung (p) ist,
dass jeder Tragsteg (11) zwischen den beiden Befestigungsbe­ reichen mit einer Kerbung (20) versehen ist und
dass die Rotorsegmente mit ihren Tragstegen abwechselnd beid­ seits des Ringflansches (5) angeordnet sind.

2. Rohrmühle (2) mit einem dynamoelektrischen Antriebsmotor (4), dessen aus einer Vielzahl von Polen bestehender Rotor an einem Ringflansch (5) des Mühlenkörpers (3) befestigt ist,
wobei jeweils vier Pole zu Rotorsegmenten (39) zusammenge­ fasst sind und jedes Rotorsegment mit einem in Umfangsrich­ tung des Ringflansches verlaufenden, axial mit dem Ring­ flansch verschraubten Tragsteg (43) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Tragsteg (43) zwei Befestigungsbereiche (40, 41) aufweist, deren Abstand (SW) wenigstens gleich dem Vierfachen der Polteilung (p) ist,
dass jeder Tragsteg (43) zwischen den beiden Befestigungsbe­ reichen mit einer Kerbung versehen ist und
dass die Rotorsegmente mit ihren Tragstegen abwechselnd beid­ seits des Ringflansches (5) angeordnet sind.

3. Rohrmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbung als radialer Schlitz (22) mit einer am Ende des Schlitzes angeordneten Bohrung (23) ausgebildet ist.

4. Rohrmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbung aus einer V- oder Trapez-förmigen Ausnehmung (20, 35) besteht.

5. Rohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei aufeinanderfolgenden Rotorsegmenten ein Befe­ stigungsbereich (26) des einen Rotorsegmentes überlappend zu einem Befestigungsbereich (26') des anderen Rotorsegmentes angeordnet ist.

6. Rohrmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (SW) der beiden Befestigungsbereiche (33, 34) jedes Rotorsegmentes (31) gleich dem (Anzahl der Pole pro Rotorsegment plus 1)-fachen der Polteilung ist und dass im Bereich der Ausnehmung (35) des Tragsteges (32) jedes Rotorsegmentes der eine Befestigungsbereich eines benachbar­ ten Rotorsegmentes angeordnet ist.