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Die Erfindung betrifft eine Pendelmühle gemäß des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 33 01 166 C2 ist eine Pendelmühle bekannt, die ein Müh- lengehäuse aufweist, das mit den erforderlichen Zuführeinrichtungen und Abführeinrichtungen für das Mahlgut verbunden ist. Das Mühlengehäuse umfasst ein unteres und ein oberes Mühlengehäuse, wobei das untere Mühlengehäuse an der Innenseite seiner Umfangswand eine ringförmige Mahlbahn aufweist.
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Im Mühlengehäuse ist vertikal eine Antriebssäule angeordnet, an deren oberen Ende ein Querhaupt befestigt ist, an dem mehrere, die Mahlwerkzeuge bildende Mahlpendel aufgehängt sind. Die Mahlrollen der Mahlpendel werden bei rotierender Antriebssäule durch die wirkende Zentrifugalkraft gegen die Mahlbahn gedrückt.
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Am unteren Ende der Antriebsäule ist ein Getriebe und seitlich des Getriebes ein Antriebsmotor angeordnet. Sowohl das untere Mühlengehäuse als auch der Antriebsmotor sind auf dem starren Gebäudeboden befestigt.
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Auf dem Mühlengehäuse ist gemäß der
DE 33 01 166 C2 ein Sichtergehäuse mit einem Klappenwindsichter angeordnet. Derartige Pendelmühlen sind seit vielen Jahren im Einsatz und arbeiten zuverlässig.
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Um Wartungs- und Reparaturarbeiten am Sichter und den Mahlwerkzeugen durchführen zu können, weisen die Gehäuseteile in der Regel Türen auf, durch die der Innenraum des Mühlengehäuses allerdings nur beschränkt zugänglich ist. Derartige Arbeiten an den im Innenraum des Mühlengehäuses befindlichen Komponenten der Mühle sind daher aufwendig und zeitintensiv, was zu langen Stillstandszeiten führt.
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Arbeiten an den Antriebskomponenten, insbesondere an dem Getriebe, sind ebenfalls nur unter schwierigen Bedingungen möglich, weil der gesamte innere Einbau auf dem Getriebe befestigt ist und das Getriebe nur nach vollständigem Zerlegen des Mühlenrotors demontierbar ist.
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Aus der
DE 40 16 924 A1 ist eine Kornmühle bekannt, die ein Mühlengehäuse aufweist, das aus einem oberen Mahlwerksgehäuse und einem unteren Mühlengehäuse besteht, zwischen denen ein Zwischenboden angeordnet ist. Senkrecht eingeschraubte Zuganker verbinden einen Gehäusedeckel mit einem Gehäuseboden und halten auf diese Weise die beiden Gehäuse zusammen. Der Antriebsmotor ist im unteren Mühlengehäuse angeordnet und an diesem befestigt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pendelmühle anzugeben, bei der Wartungs- und Reparaturarbeiten mit kurzen Stillstandzeiten und auf einfache Weise durchgeführt werden können.
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Diese Aufgabe wird mit einer Pendelmühle gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Aufgrund der Unterteilung in zwei Mühlengehäuse und aufgrund der Lösbarkeit des oberen Mühlengehäuses vom Zwischenring ist die Zugänglichkeit zu allen Bauteilen innerhalb des Mühlengehäuses möglich. Auf Türen oder dergleichen in der Wand des Mühlengehäuses kann verzichtet werden. Es ist dadurch möglich, die Gehäuseteile auch in einfacher Weise schallisoliert auszuführen.
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Vorzugsweise ist das obere Mühlengehäuse um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet. Das obere Mühlengehäuse verbleibt daher an der Pendelmühle und muss nicht an anderer Stelle abgelegt werden.
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Vorteilhafterweise ist das obere Mühlengehäuse um bis zu 90° schwenkbar angeordnet.
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Um den Schwenkvorgang durchführen zu können, ist es vorteilhaft, am oberen Mühlengehäuse einen Schwenkantrieb vorzusehen.
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Aufgrund des großen Gewichtes eines Mühlengehäuses ist es aus Sicherheitsgründen sinnvoll, den Schwenkvorgang langsam durchzuführen. Zu diesem Zweck weist der Schwenkantrieb ein selbsthemmendes Getriebe auf.
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Das obere Mühlengehäuse weist vorzugsweise eine Schwenkwelle auf, die drehbar am Zwischenring oder an einer Tragkonstruktion gelagert ist, wobei die Tragkonstruktion sich auf einem Gebäudeboden abstützt.
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Vorzugsweise ist an der Schwenkwelle ein Gegengewicht angeordnet. Das Gegengewicht gewährleistet, dass das obere Mühlengehäuse in jeder Schwenkposition ausbalanciert ist.
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Der Zwischenring besitzt vorzugsweise denselben Durchmesser wie das obere Mühlengehäuse und bildet somit eine untere Verlängerung des oberen Mühlengehäuses.
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Am oberen Mühlengehäuse sind in der Regel die Mittel für die Mahlgutzufuhr angeordnet. Dadurch, dass ein Zwischenring vorgesehen ist, kann dieser zusätzlichen Funktionen des oberen Mühlengehäuses übernehmen, so dass diese beim Öffnen der Pendelmühle nicht mit verschwenkt werden müssen. Insofern ist es von Vorteil, wenn der Zwischenring Mittel für die Mahlgutzufuhr aufweist.
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Eine weitere Funktion, die der Zwischenring übernehmen kann, ist die Befestigung des oberen Mühlengehäuses mit dem Gehäuseboden. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn der Zwischenring an der Tragkonstruktion befestigt ist, die sich auf dem Gebäudeboden abstützt. Über diese Tragkonstruktion wird die Pendelmühle im Betrieb gehalten und stabilisiert. Die Befestigung des Zwischenrings kann beim Öffnen der Pendelmühle, d. h. beim Verschwenken des oberen Mühlengehäuses beibehalten werden. Eine Demontage der Tragkonstruktion oder ein Lösen der Tragkonstruktion von der Pendelmühle ist somit nicht erforderlich, was die Wartungsarbeiten ebenfalls vereinfacht.
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Da Pendelmühlen in der Regel mit Unterdruck betrieben werden, ist es zweckmäßig, entsprechende Abdichtungen vorzusehen.
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Vorzugsweise ist zwischen dem oberen Mühlengehäuse und dem Zwischenring eine Dichtung angeordnet. Zwischen dem Zwischenring und dem unteren Mühlengehäuse ist es empfehlenswert, eine elastische Verbindung vorzusehen. Diese elastische Verbindung weist vorzugsweise ebenfalls eine Dichtfunktion auf.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Pendelmühle auch einen Sichter aufweisen. In diesem Fall ist ein Sichtergehäuse mit eingebautem Sichter, vorzugsweise lösbar, auf dem oberen Mühlengehäuse befestigt.
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Um das Öffnen der Pendelmühle zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn das Sichtergehäuse mit eingebautem Sichter um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet ist.
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Das Sichtergehäuse kann ebenfalls an der Tragkonstruktion schwenkbar angeordnet sein.
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Das Sichtergehäuse ist vorzugsweise bis zu 180° schwenkbar angeordnet.
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Vorzugsweise sind die Schwenkachsen von Sichtergehäuse und oberen Mühlengehäuse in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Es ist auch möglich die Schwenkachsen auf gegenüberliegenden Seiten der Pendelmühle vorzusehen. In diesem Fall liegen die Schwenkachsen parallel zueinander.
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Um die Wartungsarbeiten weiter zu vereinfachen, ist es von Vorteil, wenn die Antriebseinrichtung lösbar mit der Bodenwand des Mühlengehäuses verbunden ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Antriebseinrichtung derart lösbar mit der Bodenwand des Mühlengehäuses verbunden ist, dass die Antriebseinrichtung mindestens zusammen mit der Antriebswelle und bevorzugt auch mit den montierten Mahlpendeln als Baueinheit aus dem unteren Mühlengehäuse herausnehmbar ist.
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Wenn die Pendelmühle durch Wegschwenken des oberen Mühlengehäuses im Innern zugänglich ist, ist es von Vorteil, diese Baueinheit aus dem Mühlengehäuse zu entnehmen, um die erforderlichen Wartungs- und Reparaturarbeiten außerhalb der Pendelmühle vornehmen zu können.
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Um die Stillstandzeiten deutlich zu verkürzen, kann während der Reparaturarbeiten eine zweite vorgehaltene Baueinheit in die Pendelmühle eingesetzt werden. Das Vorhalten einer solchen weiteren Baueinheit ist einfacher und kostengünstiger als entsprechende Einzelteile auf Vorrat zu halten und diese bei Bedarf auszutauschen, da dies äußerst zeitintensiv ist. Die Arbeiten können somit außerhalb der Pendelmühle durchgeführt werden, ohne dass der Betrieb der Pendelmühle für einen nennenswerten Zeitraum unterbrochen werden muss.
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Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung ein Direktantrieb. Ein solcher Direktantrieb ist durch eine stufenlose Drehzahlregelung gekennzeichnet und weist weder eine Kupplung noch ein Getriebe auf. Der Vorteil eines Direktantriebs besteht somit darin, dass er sowohl kompakt ist als auch im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Ausgangswelle ausgebildet ist. Im Betrieb ist der Direktantrieb schwingungsarm und trägt deshalb neben der Schwingungsentkopplung durch die freihängende Anordnung zusätzlich zu einer Verringerung der Materialbeanspruchung der Bauteile der Pendelmühle bei.
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Weitere Vorteile eines Direktantriebs bestehen darin, dass er wartungsfreundlich ist, weil z. B. kein Getriebeöl benötigt wird, das von Zeit zu Zeit erneuert werden muss. Ferner sind kein Getriebe und keine Motorkupplung vorhanden, die instandgehalten werden müssen. Der Energieverbrauch eines Direktantriebs ist deutlich niedriger, als dies bei herkömmlichen Antriebseinrichtungen, wie sie beispielsweise auch in der
DE 33 01 166 C2 vorgesehen sind, der Fall ist.
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Bevorzugte Direktantriebe sind beispielsweise ein Hydraulikmotor oder ein Torquemotor.
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Bei Hydraulikmotoren, die auch als Hydromotoren bezeichnet werden, wird hydraulische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt. Es existieren eine Vielzahl von Bauarten von Hydraulikmotoren, die in ihrer Arbeitsweise im Wesentlichen in Konstant- und Verstellmotoren eingeteilt werden können. Für den Einsatz in einer Pendelmühle sind Verstellmotoren bevorzugt, um die Umlaufgeschwindigkeit der Mahlwerkzeuge einstellen zu können. Das von hydrodynamischen Motoren erzeugte Drehmoment ist unabhängig von der Drehzahl steuerbar. Das maximale Drehmoment eines Hydraulikmotors wird durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit bestimmt. Das so genannte Schluckvolumen bestimmt die Drehzahl, die vom zugeführten Volumenstrom abhängig ist.
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Besonders bevorzugt sind Torquemotoren, weil diese elektrisch betrieben werden und im Vergleich zu Hydraulikmotoren keine Zu- und Ableitungen für die Hydraulikflüssigkeit benötigen. Torquemotoren erfordern lediglich einen Kühlwasserkreislauf. Ein Torquemotor ist ein vielpoliger Direktantrieb mit sehr hohen Drehmomenten und relativ kleinen Drehzahlen.
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Vorzugsweise ist der Torquemotor vertikal eingebaut, so dass die Ausgangswelle des Torquemotors vertikal ausgerichtet ist.
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Aufgrund der Tatsache, dass keine Zugänge in dem oberen Mühlengehäuse vorgesehen sein müssen, lässt sich auf einfache Weise zumindest das obere Mühlengehäuse und ggf. auch das Sichtergehäuse mit einer Schallisolation und/oder einer Wärmeisolation versehen.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird die Gehäusewand des Mühlengehäuses und/oder des Sichtergehäuses durch ein entdröhntes Stahlblech gebildet, das mindestens eine Lage aus Mineralwolle und eine Außenverkleidung trägt. Diese Außenverkleidung kann aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
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Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen:
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1 amen Vertikalschnitt durch eine Pendelmühle,
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2 amen weiteren Vertikalschnitt, der gegenüber der Darstellung der 1 um 90° gedreht ist,
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3 bis 6 perspektivische Darstellungen der Pendelmühle im verschlossenen Zustand, im teilgeöffneten Zustand, im vollständig geöffneten Zustand und nach der Entnahme der Baueinheit, die aus Antriebseinrichtung und montieren Mahlwerkzeugen besteht.
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In der 1 ist eine Pendelmühle 1 dargestellt, die ein Mühlengehäuse 20 aufweist, das aus einem oberen Mühlengehäuse 22 und einem unteren Mühlengehäuse 26 besteht, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Mühlengehäuse ein Zwischenring 24 angeordnet ist. Auf dem oberen Mühlengehäuse 22 ist ein Sichtergehäuse 10 angeordnet, das einen Sichter 12 aufnimmt, der in den Innenraum des oberen Mühlengehäuses 22 hineinragt. Der Sichter 12 wird von einem eigenen Sichterantrieb 14 angetrieben, der auf dem Sichtergehäuse 10 angeordnet ist.
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Im Mühlengehäuse 20 ist eine Antriebswelle 44 vertikal angeordnet, die an ihrem oberen Ende ein Querhaupt 80 aufweist, an dem mehrere Mahlpendel 82 aufgehängt sind. In der 1 ist lediglich ein derartiges Mahlpendel 82 zu sehen, das am unteren Ende eine Mahlrolle 84 aufweist. Das untere Mühlengehäuse 26 weist an der Innenseite seiner Umfangswand 29 eine Mahlbahn 28 auf, gegen die die Mahlrollen 84 aufgrund der Zentrifugalkraft bei rotierender Antriebswelle 44 gedrückt werden. Das Mahlgut wird zwischen der Mahlbahn 28 und den Mahlrollen 84 zerkleinert.
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Die Antriebswelle 44 ist als Hohlwelle ausgebildet und erstreckt sich nach unten aus dem unteren Mühlengehäuse heraus. Am unteren Ende befindet sich eine Antriebseinrichtung 40, die als Direktantrieb 41 ausgebildet ist. In der in 1 gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem Direktantrieb 41 um einen Torquemotor 41b. Die elektrischen Zuleitungen und die Kühlwasserleitungen für diesen Torquemotor 41b sind in der 1 nicht dargestellt.
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Ferner ist in der 1 eine Ausführungsform zu sehen, bei der die Ausgangswelle 42 des Torquemotors 41b mit der Antriebswelle 44 der Pendelmühle 1 identisch ist. Es ist ferner zu sehen, dass diese gemeinsame Antriebswelle 44 ausschließlich über ein unteres Wellenlager 46 und ein oberes Wellenlager 48 in dem Direktantrieb 41 gelagert ist. Weitere Lagerstellen am Mühlengehäuse 20 sind nicht erforderlich.
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Die Antriebseinrichtung 40 ist an einer Montageplatte 60 befestigt, die in einem kreisförmigen Ausschnitt 31 der Bodenwand 30 des unteren Mühlengehäuses 26 befestigt ist. Oberhalb der Montageplatte 60 ist ein Schaufelteller 90 dargestellt.
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Der Durchmesser der Montageplatte 60 ist größer als der Außendurchmesser der Antriebseinrichtung 40, so dass diese zusammen mit der Antriebswelle 44 und den Mahlpendeln 82 vormontiert und als Baueinheit 200 von oben in das Mühlengehäuse 20 eingesetzt werden kann. Die gesamte Baueinheit 200 ist im oberen rechten Teil der 1 dargestellt.
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Das untere Mühlengehäuse 26 ist über gestrichelt eingezeichnete Ankerschrauben 36 an einem Schwingfundament 4 befestigt, das einen Grundkörper 7, z. B. aus Beton, aufweist. Dieser Grundkörper 7 liegt über Schwingungsdämpfer 5 auf dem Fundament 3 auf. Innerhalb des Schwingfundaments 4 ist eine Aufnahmekammer 6 ausgebildet, in die die Antriebseinrichtung 40 freihängend hineinragt. Die Antriebseinrichtung 40 weist keinerlei Verbindung zum Schwingfundament 4 oder zum Fundament 3 auf.
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Die Antriebswelle 44 ist als Hohlwelle ausgebildet, so dass am unteren Ende 45 Sperrgas eingeleitet werden kann.
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Über den Zwischenring 24, der zwischen dem oberen Mühlengehäuse 22 und dem unteren Mühlengehäuse 26 angeordnet ist, ist das Mühlengehäuse 20 mit einer Tragkonstruktion 100 mit dem Gebäudeboden 2 verbunden. Diese Tragkonstruktion 100 weist Querträger 102 und Stützen 104 auf.
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Zur Demontage der Antriebseinrichtung 40 ist das Sichtergehäuse 10 um eine horizontale Achse 16 schwenkbar ausgebildet, so dass das Sichtergehäuse 10 mittels des Schwenkantriebs 18 in die gestrichelte Position verschwenkt werden kann (siehe Bezugszeichen 10', 14').
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Im nächsten Schritt wird das obere Mühlengehäuse 22 aufgeschwenkt, so dass die Antriebswelle 44 mit den daran montierten Mahlpendeln 82 zugänglich ist.
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Mittels eines Hebewerkzeugs 120, das am Querhaupt 80 angreift, kann die gesamte, die Antriebseinrichtung 40 aufweisende Baueinheit 200 nach dem Lösen der Montageplatte 60 von der Bodenwand 30 des unteren Mühlengehäuses 26 entfernt werden.
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In der 2 ist die in 1 dargestellte Pendelmühle in einem weiteren Schnitt zu sehen, der um 90° gegenüber der Schnittdarstellung in 1 gedreht ist. In der 2 ist die horizontale Schwenkachse 32 des oberen Mühlengehäuses 22 dargestellt. Ferner ist gestrichelt die Offenstellung des oberen Mühlengehäuses 22 zu sehen. Zum Öffnen der Pendelmühle wurde das obere Mühlengehäuse 22 um 90° nach rechts verschwenkt (Bezugszeichen 22'). Am Schwenkantrieb 34 ist zur Unterstützung des Öffnungs- und Schließvorgangs des oberen Mühlengehäuses 22 ein Gegengewicht 37 angeordnet. Das Sichtergehäuse 10 ist in der 2 nicht dargestellt.
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In den 3 bis 6 wird anhand perspektivischer Darstellungen der Pendelmühle 1 die Demontage der Baueinheit 200 im Einzelnen erläutert.
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In der 3 befindet sich die Pendelmühle 1 in geschlossenem Zustand. Dies bedeutet, dass sich das Sichtergehäuse 10 mit dem Sichterantrieb 14 auf dem oberem Mühlengehäuse 22 befindet, das wiederum auf dem Zwischenring 24 befestigt ist. Der Zwischenring 24 ist an der Oberseite des unteren Mühlengehäuses 26 mit seinem Flansch 25b befestigt.
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Das obere Mühlengehäuse 22 weist einen oberen Flansch 23a auf, an dem das Sichtergehäuse 10 befestigt ist. Am unteren Ende weist das obere Mühlengehäuse 22 einen unteren Flansch 23b auf, der auf dem oberen Flansch 25a des Zwischenrings 24 aufliegt. Zwischen dem Sichtergehäuse 10 und dem oberen Flansch 23a des oberen Mühlengehäuses ist eine nicht dargestellte Dichtung vorgesehen. In gleicher Weise ist auch zwischen dem Flansch 23b und dem Flansch 25a des Zwischenrings 24 eine Dichtung angeordnet (ebenfalls nicht dargestellt).
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Es ist ferner der Einfüllstutzen 21 für das Mahlgut dargestellt, der am Zwischenring 24 angeordnet ist. Die Schwenkachse 16 für das Sichtergehäuse 10 ist im rechten Winkel zu der Schwenkachse 32 des oberen Mühlengehäuses 22 angeordnet. in dieser Schließstellung kann die Pendelmühle betrieben werden. Um Wartungsarbeiten durchführen zu können, wird die Pendelmühle 1 geöffnet.
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In einem ersten Schritt, der in der 4 dargestellt ist, wird das Sichtergehäuse 10 um die Schwenkachse 16 um 180° geschwenkt, so dass die in 4 gezeigte Position eingenommen wird. Der Sichter 12 ragt in der aufgeschwenkten Stellung nach oben.
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Im darauffolgenden Schritt wird das obere Mühlengehäuse 22 um die horizontale Achse 32 geschwenkt, so dass nunmehr die Mahlwerkzeuge sichtbar werden. Am oberen Ende des Querhauptes 80 ist ein Befestigungsmittel in Form eines Hakens 122 angeordnet, an dem mittels des in 1 gezeigten Hebewerkzeugs 120 die gesamte Baueinheit 200 erfasst werden kann. Diese Baueinheit 200 umfasst die Antriebseinrichtung 40, die Antriebswelle 44, das Querhaupt 80 und die Mahlpendel 82, die schwenkbar an dem Querhaupt 80 angeordnet sind.
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Nach dem Lösen der Montageplatte 60, die in den 3 bis 6 nicht dargestellt ist, kann die Baueinheit 200 aus dem unteren Mühlengehäuse 26 entfernt werden, wie dies in der 6 dargestellt ist. Die Wartungs- und Reparaturarbeiten können somit außerhalb der Pendelmühle 1 durchgeführt werden. Um Stillstandzeiten zu minimieren, ist es von Vorteil, wenn eine zweite Baueinheit 200 in die Pendelmühle eingesetzt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pendelmühle
- 2
- Gebäudeboden
- 3
- Fundament
- 4
- Schwingfundament
- 5
- Schwingungsdämpfer
- 6
- Aufnahmekammer
- 7
- Grundkörper
- 10, 10'
- Sichtergehäuse
- 12
- Sichter
- 14, 14'
- Sichterantrieb
- 16
- horizontale Achse
- 18
- Schwenkantrieb
- 20
- Mühlengehäuse
- 21
- Mittel für die Mahlgutzufuhr
- 22, 22'
- oberes Mühlengehäuse
- 23a
- oberer Flansch
- 23b
- unterer Flansch
- 24
- Zwischenring
- 25a
- oberer Flansch
- 25b
- unterer Flansch
- 26
- unteres Mühlengehäuse
- 28
- Mahlbahn
- 29
- Umfangswand
- 30
- Bodenwand des unteren Mühlengehäuses
- 31
- Ausschnitt
- 32
- horizontale Achse
- 34
- Schwenkantrieb
- 36
- Ankerschrauben
- 37
- Gegengewicht
- 40
- Antriebseinrichtung
- 41
- Direktantrieb
- 41b
- Torquemotor
- 42
- Ausgangswelle
- 44
- Antriebswelle
- 45
- unteres Ende der Antriebswelle
- 46
- unteres Wellenlager
- 48
- oberes Wellenlager
- 60
- Montageplatte
- 80
- Querhaupt
- 82
- Mahlpendel
- 84
- Mahlrolle
- 100
- Tragkonstruktion
- 102
- Querträger
- 104
- Stütze
- 120
- Hebewerkzeug
- 122
- Haken
- 200
- Baueinheit
