DE10058911B4

DE10058911B4 - Rohrmühle mit einem am Mühlenkörper angeordneten Ringflansch zur Befestigung des Rotors einer dynamoelektrischen Maschine

Info

Publication number: DE10058911B4
Application number: DE2000158911
Authority: DE
Inventors: Holger Henning; Dieter Krueger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: DE10058911A1

Abstract

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) zusammengefasst sind und jedes Rotorsegment mit einem in Umfangsrichtung des Ringflansches verlaufenden, axial mit dem Ringflansch verschraubten Tragsteg (11) versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils zwei oder drei oder vier Pole ein Rotorsegment (10, 31, 36, 39) bilden,
dass jeder Tragsteg (11, 21, 24, 32, 42, 43) zwei Befestigungsbereiche (15, 25, 26, 27; 33, 34, 37, 38; 40, 41) aufweist, deren Abstand (SW) wenigstens gleich einem durch die Anzahl der Pole je Rotorsegment bestimmten Vielfachen der Polteilung (p), also dem Zwei-, Drei-, Vier- oder Fünffachen ist,
dass jeder Tragsteg (11, 21, 24, 32, 42, 43) zwischen den beiden Befestigungsbereichen mit einer Kerbung (20) versehen ist und dass die Rotorsegmente mit ihren Tragstegen abwechselnd beidseits des Ringflansches (5) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrmühle mit einem dynamoelektrischen Antriebsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der dynamoelektrischen Maschinen und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung der einzelnen 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 dynamoelektrischen 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, vgl. Ranze, W.; 15 Jahre Ringmotor. In: Zement-Kalk-Gips, 1983, Nr. 2, Seiten 81 bis 84). Der Rotor kann einstöckig ausgebildet sein oder aus einer Vielzahl von Rotorsegmenten bestehen, die passgenau am Ringflansch des Mühlenkörpers zu befestigen sind. Dabei sind einerseits Rotorsegmente gebräuchlich, die jeweils nur einen Pol tragen, andererseits Rotorsegmente, die vier Pole tragen. Jedes Rotorsegment ist mit einem in Umfangsrichtung des Rotors verlaufenden Tragsteg versehen, der axial mit dem Ringflansch des Mühlenkörpers mechanisch verbunden, insbesondere verschraubt, wird. Bei einpoligen Rotorsegmenten sind drei Befestigungsbereiche vorgesehen, bei vierpoligen Rotorsegmenten sind vier Befestigungsbereiche, also nur ein Befestigungsbereich je Pol, üblich (vgl. Von Musil, R.: Stand der Entwicklung des Ringmotors zum getriebelosen Antrieb von Schwerkraftmühlen. In: Siemens-Zeitschrift 1975, 49, Heft 8, S. 543, 544. Bläuenstein, E.; Bommeli, J.; Wyss, P.: Über 350 000 Betriebsstunden mit getriebelosen Mühlenantrieben von BBC und ihre Ausführung heute. In: Brown Boveri Mitt. 11–83, Seite 436.

Bei Rohrmühlen kann es aufgrund erheblicher Temperaturunterschiede zwischen der Umgebung, den aktiven Teilen des Rotors und dem Mühlenkörper einschließlich des Ringflansches zu starken 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 Polsegmente am Ringflansch erforderlich. – Zur Behebung der Wärmespannungen bei einstöckigen Rotoren hat man bereits vorgesehen, den Rotor elastisch am Ringflansch des Mühlenkörpers anzuordnen, beispiels mittels einer Vielzahl spezieller Speichen ( US 3,272,444 ).

Ausgehend von einer Rohrmühle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den mechanischen Übergang von den Rotorsegmenten 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 vorgesehen, dass jeweils zwei oder drei oder vier Pole ein Rotorsegment bilden, dass jeder Tragsteg zwei Befestigungsbereiche aufweist, deren Abstand wenigstens gleich einem durch die Anzahl der Pole je Rotorsegment bestimmten Vielfachen der Polteilung, also dem Zwei-, Drei-, Vier- oder Fünffachen ist, dass weiterhin jeder Tragsteg zwischen den beiden Befestigungsbereichen mit einer Kerbung versehen ist und dass die Rotorsegmente mit ihren Tragstegen abwechselnd beidseits des Ringflansches angeordnet sind.

Eine derartige Ausgestaltung sieht also vor, die durch den Abstand der Befestigungsbereiche gegebene Stützweite der Tragstege 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 einzelnen Rotorsegmente im erforderlichen Abstand montieren zu können, werden die Tragstege abwechselnd beidseits des Ringflansches 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 jeder Tragsteg in Umfangsrichtung symmetrisch zur Mitte des Rotorsegmentes ausgebildet ist, überlappen sich jeweils zwei Befestigungsbereiche zweier benachbarter Rotorsegmente, wodurch die Anzahl der im Ringflansch benötigten Befestigungslöcher reduziert wird. Dies führt aber bei der Befestigung von zwei Tragstegen an derselben Ringflanschbohrung zu einem zusätzlichen Montageaufwand infolge des gleichzeitigen Handhabens zweier Rotorsegmente. Daher erscheint es zweckmäßig, die Tragstege derart auszugestalten, dass je Pol ein Befestigungsbereich 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 Befestigungsbereich pro dreipoligem Rotorsegment eingespart werden. Bei vierpoligen Rotorsegmenten können es wenigstens zwei Befestigungsbereiche 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 euer Verringerung von Stegmaterial führt und eine größere Elastizität der Tragstege ermöglicht.

Ansonsten sind vorteilhafte Ausgestaltungen in den Unteransprüchen beschrieben.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 1 bis 8 dargestellt. Dabei zeigt
1 den prinzipiellen Aufbau einer Rohrmühle mit dynamoelektrischem Antriebsmotor, ähnlich der 1 der US PS 3,272,444 ,
2 einen Radialschnitt im Bereich einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Befestigung von Rotorsegmenten am Ringflansch des Mühlenkörpers,
3 ausschnittsweise die Seitenansicht zu 2,
4 eine Variante zur Ausgestaltung der im Tragsteg eines Rotorsegmentes vorgesehenen Kerbung,
5 eine Variante zur Ausgestaltung des Tragsteges als Ganzem,
6 eine weitere Variante zur Ausgestaltung des Tragsteges bei zweipoligen Rotorsegmenten,
7 eine Ausgestaltung des Tragsteges bei dreipoligen Rotorsegmenten und
8 eine Ausgestaltung des Tragsteges bei vierpoligen Rotorsegmenten.
1 zeigt eine Rohrmühle 2, die auf einem Fundament 1 angeordnet ist. Dabei ist der horizontal angeordnete Mühlenkörper 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 Ringflansch 5 des Mühlenkörpers 3 angeordnet; der Rotor 6 ist von dem Statorgehäuse 7 umgeben.
Gemäß den 2 und 3 sind am Ringflansch 5 des Mühlenkörpers 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 integriert sind und im unteren Bereich aus den Polen herausragen. Dabei sind am Tragsteg 17 Versteifungen 14 angeordnet, auf denen die Pole aufliegen.
Die Rotorsegmente 10, 16 und 18 sind mit ihren Tragstegen 11, 17 und 19 abwechselnd beidseits des Ringflansches 5 angeordnet. – Der Tragsteg 11 weist zwei fußartige Befestigungsbereiche 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 Rotorsegmente am Umfang des Flanschringes erfolgt dabei derart, dass sich jeweils zwei fußartige Stützbereiche einander benachbarter Rotorsegmente überlappen, so dass jeweils eine gemeinsame Befestigungsstelle vorgesehen ist.
Bei dieser Ausgestaltung der Tragstege beträgt deren Stützweite SW das Doppelte der Polteilung p, wobei der Tragsteg 11 in Umfangsrichtung des Ringflansches 5 symmetrisch zur Mittellinie zwischen den beiden Polen des Rotorsegmentes 10 ausgebildet ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 weist ebenfalls zweipolige Rotorsegmente mit einem Tragsteg 21 auf, wobei hier in Abweichung zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 die Kerbung als radial verlaufender Schlitz 22 ausgebildet ist, der im radial äußeren Bereich des Tragsteges in einer Bohrung 23 endet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 sind die Rotorsegmente ebenfalls zweipolig ausgebildet; die Fußbereiche 26 und 27 des Tragsteges 24 sind asymmetrisch zur elektrischen Mitte des Rotorsegmentes angeordnet. Der Stützbereich 26 des Tragsteges 24 mit der Befestigungsbohrung 29 befindet sich dabei vollständig unter dem einen Pol des benachbarten Rotorsegmentes, während sich der Fußbereich 27 unter dem einen Pol des zugehörigen Rotorsegmentes befindet. Zwischen beiden Fußbereichen ist eine V-förmige Ausnehmung 30 vorgesehen.
Der Tragsteg 24' des benachbarten Rotorsegmentes ist spiegelbildlich zum Tragsteg 24 angeordnet, wobei der Stützbereich 26 mit der Befestigungsbohrung 28 den Stützbereich 26' übergreift. – Bei dieser Ausgestaltung der Tragstege ist am Umfang des Ringflansches 5 pro Pol ein Befestigungsloch vorgesehen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 6 zeigt ebenfalls die Anordnung zweipoliger Rotorsegmente 31, wobei die Tragstege 32 zwei Befestigungsbereiche 33 und 34 aufweisen, deren Stützweite das Dreifache der Polteilung beträgt. Dabei ist je Pol ebenfalls eine Befestigungsbohrung im Ringflansch 5 vorgesehen. 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 7 entspricht in seiner grundsätzlichen Darstellung dem Ausführungsbeispiel gemäß 6. Hierbei ist durch eine verstärkte Strichführung angedeutet, dass man am Ringflansch 5 auch dreipolige Rotorsegmente 36 anordnen kann, wobei die Befestigungsbereiche 37 und 38 ähnlich 5 asymmetrisch angeordnet sind und wobei ein Tragsteg 42 vorhanden ist. Hierbei beträgt die Stützweite SW der beiden Befestigungsbereiche das Dreifache der Polteilung.
8 zeigt in vergleichbarer Weise wie 7 die Anordnung 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 6 gestaltet.

Claims

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) zusammengefasst sind und jedes Rotorsegment mit einem in Umfangsrichtung des Ringflansches verlaufenden, axial mit dem Ringflansch verschraubten Tragsteg (11) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei oder drei oder vier Pole ein Rotorsegment (10, 31, 36, 39) bilden, dass jeder Tragsteg (11, 21, 24, 32, 42, 43) zwei Befestigungsbereiche (15, 25, 26, 27; 33, 34, 37, 38; 40, 41) aufweist, deren Abstand (SW) wenigstens gleich einem durch die Anzahl der Pole je Rotorsegment bestimmten Vielfachen der Polteilung (p), also dem Zwei-, Drei-, Vier- oder Fünffachen ist, dass jeder Tragsteg (11, 21, 24, 32, 42, 43) zwischen den beiden Befestigungsbereichen mit einer Kerbung (20) versehen ist und dass die Rotorsegmente mit ihren Tragstegen abwechselnd beidseits des Ringflansches (5) angeordnet sind.
Rohrmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbung als radialer Schlitz (22) mit einer am Ende des Schlitzes angeordneten Bohrung (23) ausgebildet ist.
Rohrmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbung aus einer V- oder Trapez-förmigen Ausnehmung (20, 30, 35) besteht.
Rohrmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei aufeinanderfolgenden Rotorsegmenten ein Befestigungsbereich (26) des einen Rotorsegmentes überlappend zu einem Befestigungsbereich (26') des anderen Rotorsegmentes angeordnet ist.
Rohrmühle nach Anspruch 3 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 benachbarten Rotorsegmentes angeordnet ist.