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Die
Erfindung betrifft eine Pendelmühle gemäß dem
Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus
der
DE-PS 33 01 166 ist
eine Pendelmühle bekannt, die ein Mühfengehäuse
aufweist, das mit den erforderlichen Zuführeinrichtungen
und Abführeinrichtungen für das Mahlgut verbunden
ist. Das Mühfengehäuse umfasst ein unteres und
ein oberes Mühfengehäuse, wobei das untere Mühfengehäuse an
der Innenseite seiner Umfangswand eine ringförmige Mahlbahn
aufweist.
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Im
Mühfengehäuse 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 Antriebssäule ist ein Getriebe und seitlich
des Getriebes ein Antriebsmotor angeordnet. Sowohl das untere Mühfengehäuse als
auch der Antriebsmotor sind auf dem Gebäudeboden befestigt.
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Im
Betrieb der Pendelmühle werden sowohl von dem Antriebsmotor
und der Getriebeeinheit als auch von den Mahlwerkzeugen in verschiedenen
Bereichen der Pendelmühle Schwingungen erzeugt, die nicht
nur einen entsprechend hohen Geräuschpegel verursachen,
sondern vor allem zu einer erheblichen Belastung des Materials der Pendelmühle
und somit zu einem erhöhten Verschleiß der Bauteile
der Pendelmühle führen.
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Auf
dem Mühlengehäuse ist gemäß der
DE-PS 33 01 166 ein Sichtergehäuse
mit einem Klappenwindsichter angeordnet. Derartige Pendelmühlen
sind seit vielen Jahren im Einsatz und arbeiten zuverlässig.
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Die
Mahlwerkzeuge und der Antriebsmotor sowie Kupplung und Getriebe
müssen allerdings gewartet und gegebenenfalls nach Auftreten
von Verschleiß auch repariert werden, was teilweise zu
langen Ausfallzeiten führt, weil die Zugänglichkeit
zu den betreffenden Bauteilen der Pendelmühle bei der bisherigen
Bauweise nur nach aufwendigen Aus- und Umbauten möglich
ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Pendelmühle anzugeben,
bei der sowohl die Geräuschentwicklung als auch die Materialbelastung
durch Schwingungen reduziert wird.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Pendelmühle gelöst, bei
der die Antriebseinrichtung am Boden des Mühlengehäuses
freihängend angeordnet ist.
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Es
hat sich gezeigt, dass bei einer Befestigung der Antriebseinrichtung
auf dem Gebäudeboden, auf dem auch das Mühlengehäuse
angeordnet ist, der Antriebsstrang ein eigenes Schwingungssystem
bildet, das sich in der Regel asynchron zum Schwingungssystem des
Mühlengehäuses und der darin befindlichen umlaufenden
Mahlwerkzeuge verhält, was insgesamt zu einer erhöhten
Materialbelastung der Bauteile der Pendelmühle führt.
Insbesondere dann, wenn die beiden Schwingungssysteme gegenläufige Schwingungen
erzeugen, führt dies zu einem erhöhten Verschleiß der
Bauteile.
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Die
freihängende Anordnung der Antriebseinrichtung am Boden
des Mühlengehäuses hat demgegenüber den
Vorteil, dass die Antriebseinrichtung keine Verbindung zum Gebäudeboden
bzw. dem Fundament hat, auf dem das Mühlengehäuse steht.
Durch diese Entkopplung wird erreicht, dass die Antriebseinrichtung
und das Mühlengehäuse ein gemeinsames Schwingungssystem
bilden, das dementsprechend gemeinsame Schwingungen erzeugt, die
weitaus materialschonender sind.
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Asynchrone
oder gegenläufige Schwingungen können erst gar
nicht auftreten, so dass das Material der Komponenten der Pendelmühle
geschont und gleichzeitig die Geräuschentwicklung reduziert wird.
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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-PS
33 01 166 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 Elektromotor 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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Vorzugsweise
weist der Direktantrieb eine Ausgangswelle auf, die mit der Antriebswelle
verbunden ist.
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Es
ist besonders bevorzugt, dass der Direktantrieb eine Ausgangswelle
aufweist, die mit der Antriebswelle der Pendelmühle identisch
ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie noch
kompakter ist und bezüglich der Montage keine zusätzlichen Verbindungen
zwischen Ausgangswelle und Antriebswelle erforderlich macht.
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Vorzugweise
ist die Antriebswelle, insbesondere bei der einteiligen Ausgestaltung
der Welle, ausschließlich im Direktantrieb gelagert. Diese
Ausführungsform hat den Vorteil, dass bei der Montage des Direktantriebs
und der Antriebswelle keine Lagerstellen z. B. am Mühlengehäuse
vorgesehen werden müssen, was die gesamte Anordnung der
Komponenten der Pendelmühle weiter vereinfacht.
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Es
ist weiterhin bevorzugt, die Antriebseinrichtung an einer Montageplatte,
insbesondere lösbar, zu befestigen. Die Befestigung an
der Montageplatte kann unmittelbar oder mittelbar vorgesehen sein.
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Vorteilhafterweise
ist die Montageplatte mit der Bodenwand des Mühlengehäuses
lösbar verbunden. Die Antriebseinrichtung mit Welle und
gegebenenfalls mit den Mahlwerkzeugen kann zusammen mit der Montageplatte
vorgefertigt werden und kann als fertige Baueinheit auf einfache
Weise in das Gehäuse der Pendelmühle eingesetzt
werden.
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Vorzugsweise
ist die Montageplatte ein Teil der Bodenwand des Mühlengehäuses.
Hierzu weist der Boden des Mühlengehäuses vorzugweise
einen Ausschnitt auf, in den die Montageplatte eingesetzt werden
kann.
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Die
Bodenwand des Mühlengehäuses weist vorzugsweise
mindestens eine Verriegelungseinrichtung auf, die in Verriegelungsstellung
die Montageplatte festlegt. Die Montageplatte weist hierzu entsprechende Mittel
auf, die mit der Verriegelungseinrichtung der Bodenwand zusammenwirken.
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Die
Verriegelungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen sich
vorzugsweise in horizontaler Richtung verschiebbaren Verriegelungsbolzen
auf.
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Ferner
kann die Verriegelungseinrichtung eine Betätigungseinrichtung
aufweisen, was die Möglichkeit eröffnet, den Ein-
und Ausbau der Antriebseinrichtung mit Antriebswelle und Mahlwerkzeugen
als Baueinheit zu ermöglichen.
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Vorzugsweise
ist ein Schaufelteller oberhalb der Montageplatte mit der Antriebswelle
drehfest verbunden. Auch der Schaufelteller kann vor dem Einbau
der Antriebseinrichtung vormontiert werden. Die austauschbare Baueinheit
umfasst bei dieser Ausführungsform die Antriebseinrichtung,
die Montageplatte, die Antriebswelle mit den Mahlwerkzeugen und
dem Schaufelteller.
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Vorzugsweise
ist das Mühlengehäuse auf einem Schwingfundament
angeordnet. Es wird dadurch eine weitere Schwingungsdämpfung
bewirkt, wobei die Antriebseinrichtung keine Verbindung mit diesem
Schwingfundament aufweist.
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Es
ist zur Verringerung der Bauhöhe der Pendelmühle
bevorzugt, wenn das Schwingfundament eine Aufnahmekammer aufweist,
in die die Antriebseinrichtung freihängend hineinragt.
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Beispielhafte
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Vertikalschnitt durch eine Pendelmühle einschließlich
Schwingfundament,
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2 eine
vergrößerte Darstellung des unteren Mühlengehäuses
mit Montageplatte und daran befestigter Antriebseinrichtung,
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3 eine
weitere Ausführungsform mit einem angeflanschten Torquemotor,
und
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4 eine
Ausführungsform mit einem Hydraulikmotor.
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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 Welle 44 ausschließlich über
Lagerstellen 46 und 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.
Details der Befestigung der Montageplatte 60 in der Bodenwand 30 des
unteren Mühlengehäuses 26 werden im Zusammenhang mit
der 2 beschrieben.
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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 ein vergrößerter Ausschnitt des
Bodenbereichs des unteren Mühlengehäuses 26 dargestellt.
Die Montageplatte 60, an deren Unterseite die Antriebseinrichtung 40 mittels
Schrauben befestigt ist, besitzt einen Durchmesser, der dem Durchmesser
des Ausschnitts 31 in der Bodenwand 30 des unteren
Mühlengehäuses 26 entspricht. Zum leichteren
Einbau der Montageplatte weist diese am unteren Rand eine Fase 64 auf.
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Die
Montageplatte 60 weist eine größere Wandstärke
auf als die Bodenwand 30, so dass die Bodenplatte 60 nach
unten vorsteht. Die Bodenwand 30 weist im Aufnahmebereich
der Montageplatte 60 einen Ringflansch 38 auf,
auf dem die Montageplatte 60 aufliegt.
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In
diesem Ringflansch ist eine Bohrung 71 vorgesehen, in der
ein Verriegelungsbolzen 72 einer Verriegelungseinrichtung 70 in
horizontaler Richtung verschiebbar gelagert ist. In Verriegelungsstellung greift
der Verriegelungsbolzen 72 in eine Randausnehmung 62 der
Montageplatte 60.
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An
der Unterseite der Bodenwand 30 und benachbart zum Ringflansch 38 ist
eine Betätigungseinrichtung 74 dargestellt, die
an dem Verriegelungsbolzen 72 angreift. Die Betätigungseinrichtung 74 kann beispielsweise
pneumatisch betätigt werden, so dass der Verriegelungsbolzen 72 von
seiner Ruhe- in die Verriegelungsposition und umgekehrt automatisch bewegt
werden kann.
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In
der 3 ist eine Ausführungsform dargestellt,
in der die Antriebseinrichtung 40 ein Torquemotor 41b ist,
der über einen Montagering 50 an der Montageplatte 60 befestigt
ist.
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Die 4 zeigt
eine weitere Ausführungsform, in der anstelle eines Torquemotors 41b ein
Hydraulikmotor 41a mit einer Antriebswelle 44 vorgesehen
ist. Die Zuleitungen für die Versorgung des Hydraulikmotors
mit Hydraulikflüssigkeit sind nicht dargestellt.
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In
den 3 und 4 ist zusätzlich noch eine
Schaufel 92 am Schaufelteller 90 eingezeichnet.
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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
- 22
- oberes
Mühlengehäuse
- 24
- Zwischenring
- 26
- unteres
Mühlengehäuse
- 28
- Mahlbahn
- 29
- Umfangswand
- 30
- Bodenwand
des unteren Mühlengehäuses
- 31
- Ausschnitt
- 36
- Ankerschrauben
- 38
- Ringflansch
- 40
- Antriebseinrichtung
- 41
- Direktantrieb
- 41a
- Hydraulikmotor
- 41b
- Torquemotor
- 42
- Ausgangswelle
- 44
- Antriebswelle
- 45
- unteres
Ende der Antriebswelle
- 46
- unteres
Wellenlager
- 48
- oberes
Wellenlager
- 50
- Montagering
- 60
- Montageplatte
- 62
- Randausnehmung
- 64
- Fase
- 70
- Verriegelungseinrichtung
- 71
- Bohrung
- 72
- Verriegelungsbolzen
- 74
- Betätigungseinrichtung
- 80
- Querhaupt
- 82
- Mahlpendel
- 84
- Mahlrolle
- 90
- Schaufelteller
- 92
- Schaufel
- 100
- Tragkonstruktion
- 102
- Querträger
- 104
- Stütze
- 120
- Hebewerkzeug
- 200
- Baueinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3301166 [0002, 0006, 0014]