-
Die Erfindung betrifft eine getriebelose Pendelmühle gemäß dem Patentanspruch 1.
-
Aus der
DE 33 01 166 C2 ist eine Pendelmühle bekannt, die ein Mühlengehäuse 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.
-
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.
-
Am unteren Ende der Antriebssäule ist ein Getriebe und seitlich des Getriebes ein Antriebsmotor angeordnet. Sowohl das untere Mühlengehäuse als auch der Antriebsmotor sind auf dem Gebäudeboden befestigt.
-
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.
-
Auf dem Mühlengehäuse ist gemäß der
DE 33 01 166 C2 Sichtergehäuse mit einem Klappenwindsichter angeordnet. Derartige Pendelmühlen sind seit vielen Jahren im Einsatz und arbeiten zuverlässig.
-
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.
-
Aus der
DE 93 08 643 U1 ist ein Kollergang bekannt, dessen Kollerbett zwei Mahlbahnen mit Kollerläufern aufweist, die über ein Getriebe von einem Elektromotor angetrieben werden.
-
Die
DE 41 18 657 A1 beschreibt eine Mühle mit Abscheider. Der Direktantrieb ist auf einem Zwischenboden montiert.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pendelmühle anzugeben, bei der sowohl die Geräuschentwicklung als auch die Materialbelastung durch Schwingungen reduziert wird.
-
Diese Aufgabe wird mit einer getriebelosen Pendelmühle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, bei der die Antriebseinrichtung an der Bodenwand des Mühlengehäuses freihängend angeordnet ist, und die Antriebseinrichtung an einer Montageplatte befestigt ist, die mit der Bodenwand des Mühlengehäuses lösbar verbunden ist.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
-
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.
-
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.
-
Asynchrone oder gegenläufige Schwingungen können erst gar nicht auftreten, so dass das Material der Komponenten der Pendelmühle geschont und gleichzeitig die Geräuschentwicklung reduziert wird.
-
Die Antriebseinrichtung ist an einer Montageplatte, insbesondere lösbar, zu befestigen. Die Befestigung an der Montageplatte kann unmittelbar oder mittelbar vorgesehen sein.
-
Die Montageplatte ist 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.
-
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.
-
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.
-
Bevorzugte Direktantriebe sind beispielsweise ein Hydraulikmotor oder ein Torquemotor.
-
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.
-
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.
-
Vorzugsweise ist der Torquemotor vertikal eingebaut, so dass die Ausgangswelle des Torquemotors vertikal ausgerichtet ist.
-
Vorzugsweise weist der Direktantrieb eine Ausgangswelle auf, die mit der Antriebswelle verbunden ist.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Die Verriegelungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen sich vorzugsweise in horizontaler Richtung verschiebbaren Verriegelungsbolzen auf.
-
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.
-
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.
-
Vorzugsweise ist das Mühlengehäuse auf einem Schwingfundament angeordnet. Es wird dadurch eine weitere Schwingungsdämpfung bewirkt, wobei die Antriebseinrichtung keine Verbindung mit diesem Schwingfundament aufweist.
-
Es ist zur Verringerung der Bauhöhe der Pendelmühle bevorzugt, wenn das Schwingfundament eine Aufnahmekammer aufweist, in die die Antriebseinrichtung freihängend hineinragt.
-
Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 einen Vertikalschnitt durch eine Pendelmühle einschließlich Schwingfundament,
-
2 eine vergrößerte Darstellung des unteren Mühlengehäuses mit Montageplatte und daran befestigter Antriebseinrichtung,
-
3 eine weitere Ausführungsform mit einem angeflanschten Torquemotor, und
-
4 eine Ausführungsform mit einem Hydraulikmotor.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Oberhalb der Montageplatte 60 ist ein Schaufelteller 90 dargestellt.
-
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.
-
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.
-
Die Antriebswelle 44 ist als Hohlwelle ausgebildet, so dass am unteren Ende 45 Sperrgas eingeleitet werden kann.
-
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.
-
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').
-
Im nächsten Schritt wird das obere Mühlengehäuse 22 aufgeschwenkt, so dass die Antriebswelle 44 mit den daran montierten Mahlpendeln 82 zugänglich ist.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
In der 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der die Antriebseinrichtung 40 ein Torquemotor 41b ist, der über amen Montagering 50 an der Montageplatte 60 befestigt ist.
-
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.
-
In den 3 und 4 ist zusätzlich noch eine Schaufel 92 am Schaufelteller 90 eingezeichnet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 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
- 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
