DE102010048214B4

DE102010048214B4 - Verschlusselement für einen Maschinenrahmen einer Walzenpresse

Info

Publication number: DE102010048214B4
Application number: DE102010048214.5A
Authority: DE
Inventors: Meinhard Frangenberg
Original assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Current assignee: Khd Humboldt Wedag De GmbH
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: EP2627500B1; US20130186160A1; AU2011315565B2; WO2012049166A2; WO2012049166A3; EP2627500A2; CN103153597B; PL2627500T3; ZA201301731B; DE102010048214A1; US9649678B2; CN103153597A; AU2011315565A1; DK2627500T3

Abstract

Verschlusselement (21, 22) für einen Maschinenrahmen (10) einer Walzenpresse, das als Überwurf endseitig auf einem Rahmenelement (11, 12) aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (21, 22) Mittel (30, 31, 32) aufweist, durch welche eine Pendelbewegung auf dem Rahmenelement (11, 12) ermöglicht ist und dass das Mittel, welches die Pendelbewegung ermöglicht, ein Kugelkopfgelenk (31) oder ein Wälzlager ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschlusselement für einen Maschinenrahmen einer Walzenpresse, das als Überwurf endseitig auf einem Rahmenelement aufsitzt.
Zur Hochdruckzerkleinerung von Schüttgut ist es bekannt, das Schüttgut durch den Walzenspalt zweier gegenläufig rotierender Walzen passieren zu lassen, wo das Schüttgut durch Anwendung von hohem Druck berstet und zu Schülpen gepresst wird. Bei dieser Art der Zerkleinerung wird das zu zerkleinernde Material nicht mit einer scherenden Bewegung zerkleinert, sondern im Idealfall ausschließlich durch die Anwendung von hohem Druck auf das Schüttgut im Walzenspalt, wo das Schüttgut ausschließlich durch die Druckanwendung berstet.
Die dabei auftretenden Kräfte im Maschinenrahmen, der die beiden gegenläufigen Walzen zusammenhält, sind dabei sehr hoch. Entsprechend ist man bemüht, den Maschinenrahmen entsprechend stabil auszugestalten. Durch den stabilen Maschinenrahmen gewinnt die Hochdruck-Walzenpresse schnell an hohem Gewicht. Die Handhabung der Einzelteile des Rahmens der Hochdruck-Walzenpresse und der Transport der Walzenpresse werden dadurch erschwert. Es entstehen hohe Kosten beim Transport der Maschinenteile in die Einsatzgegend der Rollenpresse, wobei die Einsatzgegenden häufig wenig erschlossene und weit ab von Infrastruktur liegende Bergbauregionen sind.
Um eine Gewichtsreduktion der gesamte Konstruktion durchzuführen, ist man bereits dazu übergegangen, die Einzelteile individuell statisch zu berechnen, um dadurch an den Stellen Gewicht zu sparen, an denen es möglich ist. Ein weiterer Nachteil von schweren Einzelteilen der Hochdruck-Rollenpresse ist dann gegeben, wenn die Hochdruck-Rollenpresse an Orten aufgestellt ist, an denen wenig Infrastruktur zur Wartung und Reparatur der Hochdruck-Rollenpressen zur Verfügung steht. In solchen Einsatzgebieten, in denen die Standzeit der Rollenpresse erheblichen Einfluss auf Wirtschaftlichkeit der Mine oder des herzustellenden Materials hat, ist man daher auf Rollenpressen-Konstruktionen übergegangen, die es mit wenig Aufwand ermöglichen, die Walzen zu warten oder zu wechseln.
Aus den vorgenannten Gründen ist es wünschenswert, die Rahmenkonstruktion von Walzenpressen stetig zu verbessern, dabei Gewicht und Komplexität zu verringern. Ein wesentliches Kriterium für die Wirtschaftlichkeit der Rahmenkonstruktion ist die Dauer, mit welcher der Rahmen demontiert werden kann, damit ein Wechsel der Walzen nach deren planmäßigem Verschleiß einfach und kostengünstig durchführbar ist.
Die Gebrauchsmusterschrift DE 203 13 769 U1 beschreibt eine Walzenpresse mit einem Rahmen, der an beiden Enden des Rahmens anschraubbare und schwenkbare Rahmenendteile aufweist. Durch Abschrauben der Rahmenendteile lassen sich die Seitenelemente des Rahmes aufklappen, wodurch die Walze leichter aus dem Rahmen herausgenommen werden kann.
In der nicht vorveröffentlichten Offenlegungsschrift DE 10 2010 015 374 A1 wird ein Maschinenrahmen in Stimmgabelform gelehrt, der ein in sich geschlossenes Kräftesystem aus Lagerböcken für die Wellen der Rollenpressen und jeweils einer Anpresshydraulik aufnimmt. Dieser Maschinenrahmen wird auf beiden Längsseiten des Maschinenrahmens mit einem offen gehaltenen Rahmenteilstück als Verschluss verschlossen, das über die Schenkel des stimmgabelförmigen Maschinenrahmens gesteckt wird, wobei dieses Rahmenteilstück als Verschluss in einer Bucht der Schenkel des stimmgabelförmigen Maschinenrahmens sitzt und sich gegen die eine Bucht bildende, hammerkopfförmige Verbreiterungen in den Schenkeln des stimmgabelförmigen Maschinenrahmens stützt. Dieses Rahmenteilstück als Verschluss ist selbst U-förmig aufgebaut und liegt auf dem oberen Schenkel einer Maschinenrahmenseite des stimmgabelförmigen Maschinenrahmens auf und kann hohe, horizontal gerichtete Kräfte der Walzen aufnehmen, wobei die Kräfte der Walzen über Wellenstummel, die in einem Lagerbock sitzen, über den Lagerbock auf das Rahmenteilstück als Verschluss übertragen werden.
Bei dieser Konstruktion ist es wichtig, dass die hohen lateralen Kräfte, die im Maschinenrahmen auftreten können, gleichmäßig auf die Schenkel des stimmgabelförmigen Maschinenrahmens übertragen werden. Ohne besondere Vorkehrung kann es passieren, dass sich das Rahmenteilstück als Verschluss in der Bucht des Schenkels des stimmgabelförmigen Maschinenrahmens verkeilt und daher bei der nächsten Demontage nur unter erschwerten Bedingungen vom stimmgabelförmigen Maschinenrahmen gelöst werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Verschluss für einen stimmgabelförmigen Maschinenrahmen für eine Walzenpresse zur Verfügung zu stellen, der sich nicht verkeilt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mit allen Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Verschlusselement auch im Einsatz eine Pendelbewegung durchführen zu lassen. Das Verschlusselement ist also nicht fest mit dem Rahmen verbunden, sondern es ist vorgesehen, das Verschlusselement schwimmend zu lagern. Unter „schwimmender Lagerung” wird im Rahmen dieser Beschreibung verstanden, dass das Verschlusselement im Einsatz mehr als einen Freiheitsgrad der Bewegung hat. Es kann sich also im Maschinenrahmen in mehr als einem Freiheitsgrad bewegen. Dadurch ist gewährleitstet, dass sich das Verschlusselement bei Belastung so ausrichtet, dass es sich nicht verkeilt, sondern mit sich allen Anlageflächen an korrespondierende Widerlager anschmiegt und so die maximale, bauartbedingte Kraft aufnehmen kann, ohne dass sich das Verschlusselement durch unerwünschte Platzierung am Maschinenrahmen verkeilt und somit sich dort unerwünscht festigt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigt:
1 einen Maschinenrahmen nach DE 10 2010 015 374 A1
2 aus 1 hervorgehobenes Detail des erfindungsgemäßen Verschlusselements,
3 ein gleitfähiges Kugelkopflager zur Aufhängung des erfindungsgemäßen Verschlusselements
In 1 ist ein Maschinenrahmen 10 dargestellt, der in der nicht vorveröffentlichten Offenlegungsschrift DE 10 2010 015 374 A1 detailliert beschrieben ist und als wesentliches Element zwei stimmgabelförmige Rahmenbestandteile 11 und 12 aufweisen, die in dieser Darstellung nach hinten geöffnet sind. Auf den stimmgabelförmigen Rahmenbestandteilen 11 und 12 liegen etwa rechteckige Rahmen auf, welche dem gesamten Maschinenrahmen 10 die notwendige Verwindungsstabilität verleihen. Um die beiden stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 und 12 nach hinten zu schließen, ist vorgesehen, dass zwei Verschlusselemente 21 und 22 von oben auf die stimmgabelförmige Rahmenbestandteile 11 und 12 aufgesetzt werden. Diese Versschlusselemente weisen eine U-Form auf und umgreifen mit ihren Schenkeln jeweils einen Schenkel des stimmgabelförmigen Rahmendbestandteils. Dabei greifen die Verschlusselemente 21 und 22 in Buchten der stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 und 12 und stützen sich bei horizontaler Belastung durch die innerhalb der stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 befindlichen Walzenlager gegen hammerkopfförmige Endstücke 23 und 24 der stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 ab. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass diese Verschlusselemente 21 und 22 nicht fest mit den stimmgabelförmigen Rahmenbestandteilen 11 verbunden sind, sondern schwimmend auf diesen gelagert sind.
Das Schwimmen wird jeweils durch ein verschiebbares Lager 30 erreicht, welches auf der inneren Seite des Verbindungsstücks der beiden Schenkel der U-förmigen Verschlusselemente 21 und 22 angeordnet sind und welche dort ein Kugelkopfgelenk 31 aufweisen, das in 3 abgebildet ist, und eine Gleitplatte 32 aufweist, die ebenfalls in 3 abgebildet ist. Durch die Gleitplatte 32 ist das Verschlusselement 21 und 22 in zwei Translationsgraden A und B frei gelagert, wobei das Kugelkopfgelenk 31 dem Verschlusselement zwei rotatorische Freiheitsgrade C und D verleiht. Außer einer vertikalen Bewegung können die Verschlusselemente 21 und 22 in dem Augenblick, in dem es sich an die hammerkopfförmigen Enden 13 und 14 der stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 anlehnen, eine nahezu beliebige Stellung einnehmen und in die Stellung fallen, die durch die Anlagepunkte der hammerkopfförmigen Endstücke 13 und 14 der stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 vorgegeben sind. Die schwimmend gelagerten Verschlusselemente 21 und 22 erlauben einerseits eine schnelle Öffnung der stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 und 12 zum Wechsel der darin enthaltenen Walzen, die nach einer vorbestimmten Zeit wegen Verschleiß ausgewechselt oder aufgearbeitet werden müssen, andererseits ermöglichen die schnell zu öffnenden Verschlusselemente 21 und 22 eine stets optimale Anlage an die als Widerlager dienenden hammerkopfförmigen Endstücke 13 und 14 der stimmgabelförmigen Rahmenbestandteile 11 und 12.
Damit die Verschlusselemente 21 und 22 nicht unbeabsichtigt vom Maschinenrahmen 10 gelöst werden, ist vorgesehen, dass diese bevorzugt durch einen Sicherungsbolzen 40 gesichert werden. Die Sicherungsbolzen 40 können je einen Splint aufweisen, durch den die Sicherungsbolzen 40 im Verschlusselement 21 und 22 gesichert ist oder auch je ein Gewinde aufweisen, mit dem die Sicherungsbolzen 40 in den Verschlusselementen 21 und 22 gesichert wird. Um zu verhindern, dass beim Anziehen der Verschraubung der Sicherungsbolzen 40 die jeweils beiden Schenkel der Verschlusselementes 21 und 22 zu stark aneinander gezogen werden, wodurch sich die Verschlusselemente 21 und 22 ungewollt verkeilen könnten, ist vorgesehen, dass die Sicherungsbolzen 40 einen größeren Durchmesser aufweisen, als der jeweilige, hier nicht dargestellte Gewindekopf. Dies schützt die Verschlusselement 21 und 22 davor, dass sie durch zu festes Anziehen auf dem korrespondierenden, stimmgabelförmigen Rahmenelement 11 und 12 aneinander gezogen werden und sich daher verkeilen können.
Als Alternative zu dem Kugelkopfgelenk 31 ist es auch möglich, dass die Verschlusselemente 21 und 22 mit Hilfe eines Nadellagers mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden gelagert ist.
Bezugszeichenliste

10: Maschinenrahmen
11: Rahmenbestandteil
12: Rahmenbestandteil
21: Verschlusselement
22: Verschlusselement
23: Endstück
24: Endstück
30: Lager
31: Kugelkopfgelenk
32: Gleitplatte
40: Sicherungsbolzen
A: translatorischer Freiheitsgrad
B: translatorischer Freiheitsgrad
C: rotatorischer Freiheitsgrad
D: rotatorischer Freiheitsgrad

Claims

Verschlusselement (21, 22) für einen Maschinenrahmen (10) einer Walzenpresse, das als Überwurf endseitig auf einem Rahmenelement (11, 12) aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (21, 22) Mittel (30, 31, 32) aufweist, durch welche eine Pendelbewegung auf dem Rahmenelement (11, 12) ermöglicht ist und dass das Mittel, welches die Pendelbewegung ermöglicht, ein Kugelkopfgelenk (31) oder ein Wälzlager ist.
Verschlusselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (30, 31, 32), welches die Pendelbewegung ermöglicht, verschiebbar auf dem Rahmenelement (11, 12) ausgeführt ist.
Verschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine U-förmige Form vorgesehen ist, wobei das Mittel, welches die Pendelbewegung ermöglicht, auf der Innenseite des die beiden Schenkel der U-förmigen Form verbindenden Elements angeordnet ist.
Verschlusselement nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel, welches die Pendelbewegung ermöglicht, durch eine Gleitplatte (32) verschiebbar auf dem Rahmenelement (11, 12) geführt ist.
Verschlusselement nach einem der Ansprüche 3 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel durch Mittel gegenüber unbeabsichtigtem Lösen gesichert sind, wobei das Mittel a) ein Sicherungsbolzen (40) mit Splint ist und/oder b) ein Sicherungsbolzen (40) mit Gewinde ist, wobei der Gewindedurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des restlichen Sicherungsbolzens (40), und/oder c) ein Sicherungsbolzen ist, der mit einem Abstandstück versehen ist, wobei das Abstandsstück zwischen den Schenkeln angeordnet ist.