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Die Erfindung betrifft einen Walzenkörper für einen Hochdruck-Walzenmühle mit einer Oberflächenprofilierung, die aus einer Vielzahl von aus der Walzenoberfläche herausragenden und mit Abstand voneinander angeordneten, verschleißfesten Profilkörpern besteht.
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Derartige Walzenkörper sind beispielsweise aus der
DE 197 09 263 A1 und der
DE 103 35 115 A1 bekannt. Die Profilkörper werden meist durch Hartmetallstifte gebildet, die in entsprechenden Bohrungen des Walzenkörpers gehalten sind. Die Profilkörper sind auf dem Walzenkörper mit Abstand voneinander angeordnet, wobei sich im Mahlbetrieb zwischen den Profilkörpern eine autogene Verschleißschutzschicht aus zu zerkleinerndem Material ausbildet. Auf diese Weise wird die relativ weiche Walzenoberfläche des Walzenkörpers vor Verschleiß geschützt.
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Die in der Praxis zum Einsatz kommenden Stifte oder Noppen haben üblicherweise einen Durchmesser von 12 bis 30 mm und die Stiftlängen betragen je nach zu erwartendem Verschleiß 30 bis 100 mm. Die Stifte sind darüber hinaus zylindrisch ausgebildet und weisen ein flach ausgebildeten Kopf auf. wobei der Übergangsbereich zwischen Kopf und Schaft aus fertigungstechnischen Gründen einen kleinen Radius oder Schräge von 1 bis 2 mm aufweist.
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Während der ersten Betriebsphase der Walzenkörpers füllen sich die Bereiche zwischen den Stiften/Noppen mit fest eingepresstem Mahlgut auf, sodass eine geschlossene, glatte Oberfläche entsteht, die einen guten Schutz des relativ weichen Walzenkörpers bietet, bei der allerdings die Stifte nicht aus dem autogenen Verschleißschutz herausragen. Dadurch nimmt man dabei den Nachteil in Kauf, dass der Walzenkörper weniger griffig als eine profilierte Oberfläche ist. Deswegen haben Hochdruck-Walzen mit derartigen Walzenkörpern dann auch eine geringere Leistung bzw. einen geringeren Durchsatz als profilierte Walzenoberflächen.
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Erst nach längerem Betrieb derartiger Walzenkörper kommt es zu einem Verschleiß der Profilkörper in dessen Kopfbereich, was zufolge hat, dass die Profilkörper wieder deutlich aus der autogenen Verschleißschutzschicht herausragen. Gleichzeitig verbessert sich dann auch wieder die Griffigkeit der Walzenkörper und wirkt sich in einen nachweisbaren Steigerung der Durchsatzleistung der Hochdruck-Walzenmühle aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzenkörper anzugeben, der über seine gesamte Laufzeit ein gleichmäßig gutes Materialeinzugsvermögen aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Walzenkörper für eine Hochdruck-Walzenmühle weist eine Oberflächenprofilierung auf, die aus einer Vielzahl von aus der Walzenoberfläche herausragenden und mit Abstand voneinander angeordneten, verschleißfesten Profilkörpern besteht. Der aus der Walzenoberfläche herausragende Teil der Profilkörper weist dabei einen abgerundeten und/oder abgeschrägten Profilkörperkopf auf, wobei die Länge des abgerundeten und/oder abgeschrägten Profilkörperkopfes wenigstens 50 bis 100% der gesamten aus dem Walzenkörper herausragenden Länge beträgt und so direkten Einfluss auf die Dicke der sich ausbildenden autogenen Verschleißschutzschicht hat.
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Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen hat sich gezeigt, dass die Profilkörperköpfe jeder Zeit mit einem Teil ihrer abgerundeten und/oder abgeschrägten Bereiche aus der sich ausbildenden autogenen Verschleißschutzschicht herausragen. Es bildet sich somit keine glatte Oberfläche, wie das bei den aus der Praxis bekannten Walzenkörpern der Fall ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Abstand der Profilkörper so gewählt, dass sich im Mahlbetrieb zwischen den Profilkörpern eine autogene Verschleißschutzschicht aus zu zerkleinernden Material ausbildet. Des Weiteren kann die Länge des abgerundeten und/oder abgeschrägten Profilkörperkopfes so groß gewählt werden, dass die Profilkörper zumindest mit einem Teil der Profilkörperköpfe aus der autogenen Verschleißschutzschicht herausragen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Profilkörper ist der gesamte in der Draufsicht des Profilkörpers sichtbare Bereich des Profilkörperkopfes abgerundet und/oder abgeschrägt ausgebildet.
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Die Abrundung und/oder Abschrägung des Profilkörperkopfes setzt sich im Querschnitt aus wenigstens einen Kreisbogenabschnitt und/oder Geraden und/oder Schrägen zusammen.
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Weiterhin kann sich der abgerundete und/oder abgeschrägte Profilkörperkopf bis in eine Bohrung oder Aussparung im Walzenkörper erstrecken, in welcher der Profilkörper gehaltert ist. Außerdem kann vorgesehen werden, dass der Rand der Bohrungen oder Aussparungen, in denen die Profilkörper im Walzenkörper gehaltert sind, ebenfalls abgerundet oder abgeschrägt ausgebildet sind, sodass sich um den Profilkörper eine Vertiefung in der Walzenoberfläche ausbildet, die sich im Mahlbetrieb mit zu zerkleinerndem Material zusetzt. Durch diese Maßnahme kann der Halt der autogenen Verschleißschutzschicht zwischen den Profilkörpern erhöht werden. Dabei kann der Rand der Bohrungen mit einem Radius von wenigstens 1 mm, vorzugsweise wenigstens 1,5 mm, abgerundet sein. Alternativ kann der Rand der Bohrungen mit einer Fase von wenigstens 1·1 mm, vorzugsweise wenigstens 1,5·1,5 mm, versehen sein.
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Der Profilkörperkopf vorzugsweise der gesamte Profilkörper, kann aus einem Verbundwerkstoff mit Metallcarbid oder aus einem keramischen Verbundwerkstoff bestehen. Weiterhin sind die Profilkörper vorzugsweise stiftförmig ausgebildet.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines Walzenkörpers mit Profilkörpern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines Walzenkörpers mit Profilkörpern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 eine schematische Schnittdarstellung eines Walzenkörpers mit Profilkörpern gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
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4 eine schematische Schnittdarstellung eines Walzenkörpers mit Profilkörpern gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
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5 eine schematische Schnittdarstellung eines Walzenkörpers mit Profilkörpern gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
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6 eine schematische Schnittdarstellung eines Walzenkörpers mit Profilkörpern gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel und
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7 eine schematische Schnittdarstellung eines Walzenkörpers mit Profilkörpern gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
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Die Erfindung betrifft einen Walzenkörper 1 für eine Hochdruck-Walzenmühle. Derartige Walzenkörper können einen Durchmesser von über 2 m und Breiten von mehr als 1,5 m aufweisen. Üblicherweise werden zwei gegenläufig angetriebenen Mahlwalzen mit hohem Druck gegeneinander gepresst. Bei der sogenannten Gutbettzerkleinerung arbeitet man mit Drücken von 50 MPa und mehr. Meist weist der gesamte Walzenkörper eine Vielzahl von aus der Walzenoberfläche herausragenden und mit Abstand voneinander angeordneten, verschleißfesten Profilkörpern auf. In den 1 bis 7 ist lediglich ein kleiner Abschnitt derartiger Walzenkörpers dargstellt.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Walzenkörpers 1 der mit einer Oberflächenprofilierung versehen ist, die aus einer Vielzahl von aus der Walzenoberfläche 2 herausragenden und mit Abstand voneinander angeordneten, verschleißfesten Profilkörpern 5 besteht. Die Profilkörper 5 sind stiftartig ausgebildet und in Bohrungen 3 des Walzenkörpers 1 gehaltert. Die Fixierung der Profilkörper 5 in den Bohrungen 3 erfolgt beispielsweise durch Klebung.
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Der Profilkörper 5 weist weiterhin einen abgerundeten und/oder abgeschrägten Profilkörperkopf 5a auf, dessen Länge L der gesamten, aus der Walzenoberfläche 2 herausragenden Länge des Profilkörpers entspricht. Der Profilkörperkopf 5a ist lediglich im Bereich der Kante mit einer Rundung 5b versehen, die von einer flachen Stirnfläche 5c bis zur Walzenoberfläche 2 reicht.
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Im Betrieb des Walzenkörpers bildet sich nach kürzester Zeit eine autogene Verschleißschutzschicht 4 aus zu zerkleinerndem Material zwischen den Profilkörpern 5 aus. Durch den abgerundeten Profilkörperkopf 5a reicht die Verschleißschutzschicht jedoch nicht bis zur Stirnfläche 5c, sondern weist vielmehr eine Dicke d auf, die kleiner als die Länge L des Profilkörperkopfes ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Profilkörper 5 auch im weiteren Betrieb des Walzenkörpers immer mit einem Teil aus der autogenen Verschleißschutzschicht 4 herausragen. Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen hat sich gezeigt, dass dieser Effekt erst in nennenswerten Umfang auftritt, wenn die Länge des abgerundeten Profilkörperkopfes wenigstens 50% der gesamten, aus dem Walzenkörper herausragenden Länge des Profilkörpers beträgt.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind Profilkörper 6 vorgesehen, die ebenfalls einen abgerundeten Profilkörperkopf 6a aufweisen, wobei hier der gesamte in der Draufsicht des Profilkörpers sichtbare Bereich 6b abgerundet ausgebildet ist. Hier ist somit kein flacher Stirnbereich vorhanden. Auch bei dieser Ausführungsform bildet sich während der gesamten Laufzeit des Walzenkörpers im Betrieb eine Verschleißschutzschicht 4 mit etwas geringerer Dicke aus, sodass die Profilkörper 6 stets aus der autogenen Verschleißschutzschicht 4 herausragen.
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Im dritten Ausführungsbeispiel setzt der abgerundete und/oder abgeschrägte Profilkörperkopf 7a des Profilkörpers 7 im Querschnitt aus Geraden 7b, 7c zusammen.
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Während sich bei den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen die Länge L der abgerundeten und/oder abgeschrägten Profilkörperköpfe 5a–7a über die gesamte, aus dem Walzenkörper herausragenden Länge des Profilkörpers erstrecken, ist die Länge L des Profilkopfes 8a im Ausführungsbeispiel gemäß 4 kürzer, jedoch immer noch wenigstens 50% der gesamten, aus dem Walzenkörper herausragenden Länge. Der Profilkörper 8 ragt somit mit einem geraden Schaftteil 8b noch etwas aus der Bohrung 3 heraus, bevor sich der abgerundete Profilkopf 8a anschließt. Bei dieser Ausführungsvariante liegt der Vorteil in einem etwas verbesserten Halt der autogenen Verschleißschutzschicht 4.
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In den 5 bis 7 werden im Folgenden weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, die sich durch einen verbesserten Halt der Verschleißschutzschicht 4 auszeichnen, indem um die Profilkörper eine Vertiefung in der Walzenoberfläche ausgebildet wird, in der sich im Mahlbetrieb das zu zerkleinernden Material zur Ausbildung der Verschleißschutzschicht 4 festsetzen kann.
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Im Ausführungsbeispiel der 5 entsprechen die Profilkörper 9 beispielsweise den Profilkörpern 6 der 2. Die Besonderheit besteht jedoch darin, dass die Bohrung 3 an ihrem Rand an der Walzenoberfläche 2 abgeschrägt bzw. mit Abschrägungen 3a versehen sind. Es bilden sich somit um die Profilkörper 9 Vertiefungen 12 in der Walzenoberfläche 2 die sich im Betrieb mit zu zerkleinerndem Material zusetzen und dadurch einen besseren Halt der Verschleißschutzschicht 4 gewährleisten.
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6 zeigt eine sehr ähnliche Variante, wobei lediglich ein anderer Profilkörper 10 verwendet wurde, der im Wesentlichen dem Profilkörper 7 der 3 entspricht.
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7 zeigt schließlich eine Variante, bei der die sich um einen Profilkörper 11 ausbildende Vertiefung 12 nicht durch eine Abschrägung oder Abrundung der Bohrung 3, sondern durch eine spezielle Ausbildung des Profilkörpers 11a selbst erzeugt wird. Der Profilkörper 11 weist ebenfalls einen abgerundeten und/oder abgeschrägten Profilkörperkopf 11a auf, dessen Länge L größer als die gesamte aus dem Walzenoberfläche 2 herausragende Länge des Profilkörpers beträgt. Mit anderen Worten reicht der abgerundete Profilkopf bis in die Bohrung 3 hinein, sodass ein Zwickel rund um den Profilkopf verbleibt, der sich mit zu zerkleinernden Material füllt und dadurch einen besseren Halt der Verschleißschutzschicht 4 gewährleistet.
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Selbstverständlich ist im Rahmen der Erfindung eine Vielzahl weiterer Ausgestaltungen der Profilköpfe denkbar. So können insbesondere gerade und abgerundete Bereiche an einem Profilkopf miteinander kombiniert werden. Die Besonderheit besteht jedoch darin, dass durch die Länge des abgerundeten und/oder abgeschrägten Profilkopfes sichergestellt wird, dass zu jedem Zeitpunkt der Laufzeit wenigstens einen Teil des Profilkörperkopfes aus der sich ausbildenden autogenen Verschleißschutzschicht 4 herausragt und dadurch stets eine ausreichende Griffigkeit des Walzenkörpers gewährleistet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19709263 A1 [0002]
- DE 10335115 A1 [0002]
