DE102008039543B4

DE102008039543B4 - Rollenmühle

Info

Publication number: DE102008039543B4
Application number: DE102008039543A
Authority: DE
Inventors: Guido Scholz; Pedro Guerrero Palma; Heiko Fornefeld; Ludwig KÖNNING; Franz-Josef Zurhove; Helmut Krumme
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: ATE516882T1; DK2280780T3; WO2010023184A1; EP2280780B1; US20110114771A1; US8690091B2; JP5758294B2; EP2280780A1; JP2012500724A; CN102131585A; CN102131585B; DE102008039543A1

Abstract

Rollenmühle mit
a. einem drehbaren Mahlteller (1),
b. wenigstens einer drehbar an einem Schwenkhebel (2) gehalterten Mahlrolle (3), die mit dem Mahlteller (1) in Abrolleingriff steht, wobei der Schwenkhebel (2) um eine Schwenkhebelachse (6) schwenkbar ist,
c. sowie wenigstens einem mit der Mahlrolle (3) in Verbindung stehenden Antriebsstrang, der einen ortsfesten Motor (4) und ein ortsfestes Getriebe (14) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang weiterhin ein mit dem Schwenkhebel (2) und/oder der Mahlrolle (3) mitschwenkendes Getriebe (15, 15') aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Rollenmühle.
Bei Rollenmühlen in der industriellen Anwendung wird der Mahlteller angetrieben, welcher über das Mahlbett die Mahlrollen antreibt. Hierbei ist es im Allgemeinen erforderlich, ein Getriebe unterhalb des Mahltellers anzuordnen. Bei Mühlen mit großen Durchsatzleistungen muss man bei diesen Getrieben mit hohen Investitionskosten, langen Beschaffungszeiten und einer unzufriedenstellenden Verfügbarkeit rechnen.
Man hat daher bereits vorgeschlagen, statt dem Mahlteller die Mahlrollen anzutreiben. Sind mehrere Mahlrollen vorgesehen, kann dadurch die Leistung zum Antreiben der Rollenmühle auf eine entsprechende Vielzahl von Antrieben verteilt werden. Auf diese Weise können kleinere und damit kostengünstigere Antriebe zum Einsatz kommen.
In der DE 33 01 728 C2 und der DE 36 02 932 A1 wird der komplette Antrieb mit Motor und Getriebe auf dem die Mahlrolle halternden Schwenkhebel vorgesehen. Durch das nicht unerhebliche Gewicht des Antriebes werden aber bei dieser Ausführungsform erhöhte Anforderungen an die Lagerung des Schwenkhebels gestellt. Der Motor ist außerdem starken Vibrationen durch den Mahlprozess ausgesetzt.
In der DE 197 02 854 A1 wird als alternative Ausführungsform ein feststehender Motor vorgeschlagen. Die Übertragung der Antriebsleistung auf das am Schwenkhebel befestigte Getriebe erfolgt über eine Kardangelenkwelle. Diese Gelenkwelle muss sowohl einen Winkelausgleich als auch einen axialen Längenausgleich gewährleisten. Da jedoch bis zur Mahlrolle sehr hohe Drehmomente übertragen werden müssen, muss der Antriebsstrang relativ aufwendig und teuer dimensioniert werden.
Weiterhin ist aus der DE 295 563 A ein Kollergang mit einem angetriebenen Teller und einem über einen Schwenkhebel gehalterten Läufer bekannt. Wobei der Antrieb des Läufers über einen feststehenden Motor und ein mit dem Schwenkhebel mitschwenkendes Getriebe erfolgt, wobei sich das mitschwenkende Getriebe bis in den Läufer erstreckt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde den Antrieb der Rollenmühle kostengünstiger zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem drehbaren Mahlteller wenigstens einer drehbar an einem Schwenkhebel gehalterten Mahlrolle, die mit dem Mahlteller in Abrolleingriff steht, wobei der Schwenkhebel um eine Schwenkhebelachse schwenkbar ist, sowie wenigstens einem mit der Mahlrolle in Verbindung stehenden Antriebsstrang der einen ortsfesten Motor und ein ortsfestes Getriebe aufweist. Der Antriebsstrang weist weiterhin ein mit dem Schwenkhebel und/oder der Mahlrolle mitschwenkendes Getriebe auf.
Die beiden Getriebe werden vorzugsweise über eine winkelverstellbare und/oder axialverstellbare Welle miteinander verbunden.
Durch die Verwendung von wenigstens zwei Getrieben können Übersetzungen erreicht werden, die eine Motorabtriebsdrehzahl von 1000 bis 3000 U/min ermöglichen. Durch schnell drehende Motoren können die für die Motoren notwendigen Investitionskosten gesenkt werden. Wird ein Teil der Übersetzungsarbeit durch ein ortsfestes Getriebe geleistet, an welches keine besonderen Anforderungen gestellt werden, ist ein standarisiertes und somit kostengünstiges Getriebe einsetzbar. Aufgrund des mitschwenkenden Getriebes, reduziert sich das Drehmoment in der Winkel- und/oder radial – axialverstellbaren Welle um den Faktor der Übersetzung des mitschwenkenden Getriebes. Dadurch ist es möglich, den Bewegungsausgleich durch standardisierte Komponenten zu realisieren. So kann man diese Komponente beispielsweise mit einer Zahnkupplung auszugleichen, wodurch die Drehbewegung homokinetisch übertragen werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem mitschwenkenden Getriebe um ein Umlaufgetriebe, insbesondere ein leistungsverzweigtes Getriebe, welches beispielweise durch ein Planetengetriebe gebildet werden kann. Dieses mitschwenkende Getriebe kann auch in die Mahlrolle integriert oder an der Mahlrolle befestigt werden.
Der Schwenkhebel ist in einem Lager gelagert, wobei das mitschwenkende Getriebe vor oder nach dem Lager im Arbeitsstrang geordnet werden kann.
Der Schwenkhebel kann als Hohlwelle ausgebildet werden, wobei ein Teil des Antriebsstranges in der Hohlwelle angeordnet ist.
Der Antriebsstrang kann weiterhin eine Kupplung aufweisen, welche in der Schwenkhebelachse bzw. deren Verlängerung angeordnet ist und die Schwenkbewegung des Schwenkhebels ausgleicht. Diese Kupplung kann beispielsweise als Zahnkupplung, insbesondere als Bogenzahnkupplung oder als Gelenkwelle ausgebildet werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Darstellung einer Rollenmühle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung einer Rollenmühle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Rollenmühle in einer speziellen Variante des zweiten Ausführungsbeispieles.
Die in 1 dargestellte Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem drehbaren Mahlteller 1, wenigstens einer drehbar an einem Schwenkhebel 2 gehalterten Mahlrolle 3 sowie einem der Mahlrolle zugeordneten Antriebsstrang zum Antreiben der Mahlrolle mit einem feststehenden Motor 4. Der Schwenkhebel ist in einem Lager 5 um eine Schwenkhebelachse 6 schwenkbar gelagert. Der Schwenkhebel 2 ist weiterhin durch ein Mühlengehäuse 7 hindurchgeführt, wobei die Mahlrolle 3 an denn im Mühlengehäuse befindlichen Ende des Schwenkhebels gehaltert ist, während das andere Ende im Lager 5 außerhalb des Mühlengehäuses gelagert ist.
Weiterhin ist ein Anpresssystem 8, insbesondere ein hydro-pneumatisches Federsystem, vorgesehen, um den Anpressdruck der Mahlrolle 3 einzustellen. Das Anpresssystem ist ebenfalls außerhalb des Mühlengehäuses 7 angeordnet und steht mit dem Schwenkhebel in Wirkkontakt.
Die Mahlrolle 3 ist über eine Mahlrollenlagerung 9 drehbar am Schwenkhebel 2 gelagert. Der Schwenkhebel 2 ist weiterhin als Hohlwelle ausgebildet, sodass ein Teil des Antriebsstrangs in Form einer Antriebswelle 10 in der Hohlwelle angeordnet ist. Die Drehbewegung der Antriebswelle wird über eine Narbe 11 auf die Mahlrolle 3 übertragen.
Mit dem anderen Ende steht die Antriebswelle 10 mit dem ortsfest angeordneten Motor 4 in Wirkverbindung, wobei wenigstens ein ortfestes Getriebe 14 und ein mit dem Schwenkhebel 2 mitschwenkendes Getriebe 15' zwischengeschaltet sind.
Zwischen den beiden Getrieben 14 und 15' ist eine radial- und axial verstellbare Welle 16' zur Übertragung der Drehbewegung und zum Ausgleich der Schwenkbewegung des Schwenkhebels 2 vorgesehen. Diese Welle 16' kann beispielsweise als Gelenkwelle ausgebildet werden. Durch die Aufteilung des Getriebes in ein ortsfestes Getriebe 14 und ein mit dem Schwenkhebel 2 mitschwenkendes Getriebe 15' kann die Welle 16' entsprechend kleiner dimensioniert werden, da das Hauptdrehmoment erst nach dem mitschwenkenden Getriebe 15' übertragen werden muss.
Während das mitschwenkende Getriebe 15' im ersten Ausführungsbeispiel im Bereich des Lagers 5 des Schwenkhebels 2 angeordnet ist, wird es gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in 2 in den Mahlraum, d. h. in das Mühlengehäuses 7 verlegt. Das mitschwenkende Getriebe 15 gemäß 2 ist am im Mühlengehäuse 7 befindlichen stirnseitigen Ende des Schwenkhebels 2 angeordnet und mit der Mahlrolle 3 verbunden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform könnte das mitschwenkende Getriebe auch in der Mahlrolle integriert werden. Durch die Anordnung des mitschwenkenden Getriebes im Bereich der Mahlrolle werden die hohen Drehmomente genau da erzeugt, wo sie benötigt werden. Dadurch kann der bis zum mitschwenkenden Getriebe 15 führende Antriebsstrang entsprechend günstiger gefertigt und leicht beschafft werden. Durch die Reduzierung der Massen im Antriebsstrang reduziert sich außerdem das Massenträgheitsmoment. Dies wiederum erleichtert die Regelung und Steuerung des Antriebs. Durch den Mahlprozess sind die Antriebselemente Beschleunigungskräften ausgesetzt, sodass sich auch hier die Massenreduzierung positiv auf die Auslegung und Dauerfestigkeit der Lager auswirkt.
Um die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 2 im Antriebsstrang ausgleichen zu können. kann die Welle 16 im Bereich des Lagers 5 vorgesehen werden, sodass unter Umständen auch auf eine anale Verstellbarkeit der Welle verzichtet werden kann und die Welle (16) nur eine Winkelverstellbarkeit sicherstellen muss.
Bei der Anordnung gemäß 2 könnte man statt der Winkel- und/oder radialaxialverstellbaren Welle 16 auch eine Kupplung vorsehen. Vorzugsweise wird die Kupplung zudem in der Schwenkhebeldrehachse 6 angeordnet. Dadurch dass die hohen Drehmomente erst beim mitschwenkenden Getriebe 15 erzeugt werden, kann die Kupplung 12 durch eine drehstarre Ausgleichskupplung, insbesondere eine Bogenzahnkupplung, ausgebildet werden.
Eine spezielle Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels wird im Folgenden anhand von 3 näher erläutert.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist das mitschwenkende Getriebe 15 in Form eines Umlaufgetriebes ausgebildet. Es ist am Ende des Schwenkhebels 2 im Bereich der Mahlrolle 3 befestigt und als leistungsverzweigtes Getriebe, insbesondere als Planetengetriebe, ausgebildet.
Das Umlaufgetriebe weist, wie üblich, ein Sonnenrad 15a, mehrere Planetenräder 15b und einen Planetenträger 15c auf. Das Sonnenrad 15a kann kippbeweglich gelagert sein und wird über die Antriebswelle 10 angetrieben. Der Planetenträger ist drehfest mit der Mahlrolle 3 verbunden. Das Umlaufgetriebe ist zudem über einen vorzugsweise austauschbaren Verschleißschutz 15d geschützt. Weiterhin ist eine geeignete Momentenstütze vorzusehen, die beispielsweise durch seitliche Führungen des Anpresssystems 8 gebildet werden könnte.
Nachdem ein Teil des Antriebsstranges ortsfest ausgebildet ist und ein anderer Teil, insbesondere die im Schwenkhebel 2 angeordnete Antriebswelle 10 mit dem Schwenkhebel 2 mitschwenkt, ist weiterhin eine Kupplung 12 vorgesehen, welche die Schwenkbewegung des Schwenkhebels ausgleicht. Vorzugsweise wird eine Kupplung 12 eingesetzt die in der Schwenkhebeldrehachse 6 angeordnet ist und die Drehbewegung homokinetisch überträgt.
Bei der Kupplung 12 handelt es sich um eine drehstarre Ausgleichskupplung, wobei insbesondere eine Bogenzahnkupplung vorgesehen werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Mahlrollenlagerung 9, das Lager 5 und die Kupplung 12 über einen gemeinsamen Ölraum.
Durch die Aufteilung des Getriebes in wenigstens ein ortsfestes Getriebe und wenigstens ein mitschwenkendes Getriebe lässt sich der Antriebsstrang zwischen den beiden Getrieben aufgrund des dort reduzierten Drehmomentes durch standardisierte Komponenten realisieren. Wird zudem das mitschwenkende Getriebe bis in den Mahlraum, d. h. im Bereich der Mahlrolle verlegt, kann ein momentenreduzierter und massenreduzierter Antriebsstrang vorgesehen werden.

Claims

Rollenmühle mit a. einem drehbaren Mahlteller (1), b. wenigstens einer drehbar an einem Schwenkhebel (2) gehalterten Mahlrolle (3), die mit dem Mahlteller (1) in Abrolleingriff steht, wobei der Schwenkhebel (2) um eine Schwenkhebelachse (6) schwenkbar ist, c. sowie wenigstens einem mit der Mahlrolle (3) in Verbindung stehenden Antriebsstrang, der einen ortsfesten Motor (4) und ein ortsfestes Getriebe (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang weiterhin ein mit dem Schwenkhebel (2) und/oder der Mahlrolle (3) mitschwenkendes Getriebe (15, 15') aufweist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mitschwenkende Getriebe (15) als Umlaufgetriebe ausgebildet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mitschwenkende Getriebe (15) als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mitschwenkende Getriebe (15) als Planetengetriebe ausgebildet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mitschwenkende Getriebe (15) an der Mahlrolle (3) befestigt ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebe über eine winkelverstellbare Kupplung (12) miteinander verbunden sind.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebe über eine radial-axialverstellbare Welle (16) miteinander verbunden sind.
Rollenmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (2) zwischen den. beiden Getrieben (14, 15) in einen Lager (5) gelagert ist und die winkelverstellbare Kupplung (12) im Bereich des Lagers (5) vorgesehen ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (2) in einem Lager (5) gelagert ist und das mitschwenkende Getriebe (15, 15') vor oder nach dem Lager (5) im Antriebsstrang angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (2) als Hohlwelle ausgebildet ist und ein Teil des Antriebsstranges in der Hohlwelle angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang eine Kupplung (12) aufweist, welche in der Schwenkhebelachse (6) bzw. deren Verlängerung angeordnet ist und die Schwenkbewegung des Schwenkhebels (2) ausgleicht.
Rollenmühle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (12) als Bogenzahnkupplung ausgebildet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (16) als Gelenkwelle ausgebildet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (2) durch ein Mühlengehäuse (7) hindurch geführt ist und die Mahlrolle (3) am im Mühlengehäuse befindlichen Ende des Schwenkhebels (2) gehaltert ist, während das andere Ende in einem Lager (5) außerhalb des Mühlengehäuses (7) gelagert ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpresssystem (8) zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle (3) vorgesehen ist, das mit dem Schwenkhebel (2) in Wirkkontakt steht.