DE10218780A1 - Walzenmühle zur Zerkleinerung von grobkörnigem Material - Google Patents

Abstract

Eine Walzenmühle zur Zerkleinerung von grobkörnigem Material mit zwei Walzen, die im Abstand voneinander in einem Maschinenrahmen jeweils in zwei Lagerblöcken gegeneinander verstellbar gelagert sind, um den Walzenspalt einzustellen, zeichnet sich dadurch aus, daß ein Lagerblock jeder Walze im Maschinenrahmen mittels einer Verstelleinrichtung relativ zu der anderen Walze entgegen der Kraft einer Dämpfungseinrichtung verschiebbar angeordnet ist, daß eine Überlastsicherung vorgesehen ist, die anspricht, wenn die durch das Material erzeugte Spreizkraft auf die beiden Walzen einen zulässigen Wert überschreitet, und daß die Lagerblöcke zwischen zwei sich quer zu den Walzen erstreckenden Holmen des Maschinenrahmens verschieblich über je eine Brücke abgestützt sind, die mit Stützabschnitten der Brückenenden in gegenüberstehende Ausnehmungen an den Holmen eingreift.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Walzenmühle zur Zerkleinerung von grobkörnigem Material, insbesondere keramische Rohstoffe für die industrielle Verarbeitung, mit zwei Walzen, die im Abstand voneinander in einem Maschinenrahmen jeweils in zwei Lagerblöcken gegeneinander verstellbar gelagert sind, um den Walzenspalt auf einen definierten Wert einzustellen. Im Walzenspalt wird das Material zerkleinert und Grobkorn zerstört.
• Bei derartigen Walzenmühlen ist bekannt, die beiden Lagerblöcke mindestens einer Walze im Maschinenrahmen mittels einer Verstelleinrichtung relativ zu den Lagerblöcken der anderen Walze entgegen der Kraft einer Dämpfungseinrichtung verschiebbar anzuordnen. Dabei kann eine Überlastsicherung vorgesehen sein, die eine Entlastung der Walzen bzw. einen Stop auslöst, wenn die durch das Material erzeugte Spreizkraft auf die beiden Walzen einen zulässigen Wert überschreitet.
• Bei bisherigen Walzenmühlen sind die Lagerblöcke über an Zugankern aufgehängte Brücken am Maschinenrahmen abgestützt. Die Zuganker dehnen sich im Betrieb proportional zu den durch das Material auf die Walzen aufgebrachten Spreizkräften. Die Steifigkeit der Walzenmühle und damit die Konstanz des Walzenspaltes wird allein durch den Querschnitt der Zuganker bestimmt.
• Mit der Erfindung soll eine Walzenmühle mit deutlich erhöhter Steifigkeit und somit verbessertem Mahlergebnis geschaffen werden. Zur Lösung dieser Aufgabe dient Anspruch 1.
• Bei der Walzenmühle nach der Erfindung werden die auf die Walzen ausgeübten Spreizkräfte direkt mittels der Brücken auf Holme des Maschinenrahmens übertragen, so daß der Zuganker vermieden und der Querschnitt der Holme für die Krafteinleitung der Walzenspreizkräfte in den Maschinenrahmen voll ausgenutzt werden kann. Hierdurch wird die Steifigkeit deutlich erhöht, was ein besseres Mahlergebnis zur Folge hat, d. h. ein bei gleicher Spaltweite gleichmäßigeres und feineres Kornband aus dem gemahlenen Material im Vergleich zu den bisherigen Walzenmühlen.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Besonders bevorzugt ist dabei einer Weiterbildung der Erfindung, bei der die Lagerblöcke beider Walzen jeweils über eine Dreipunktabstützung am Maschinenrahmen abgestützt sind, wobei ein Abstützpunkt der Brücke und die beiden übrigen Abstützpunkte einem die Holme des Maschinenrahmens miteinander verbindenden Steg zugeordnet sind. Der Steg und die Holme bilden einen sogenannten Seitenständer, von denen je einer die beiden Lagerblöcke für die einen Enden der beiden Walzen abstützt. Am Boden sind die beiden Seitenständer über ein Maschinenbett und oben über zwei Traversen miteinander verbunden, welche sich oberhalb der Walzen in Richtung von deren Längsachsen erstrecken.
• Durch die Anordnung der Brücken mit ihren Brückenenden in gegenüberliegenden Ausnehmungen der Holme wird ein Formschluß erzeugt. Dieser Formschluß kann durch eine Verbindung der Brückenenden mit den Holmen über Paßstifte unterstützt werden. Davon abgesehen ist stets eine lösbare Verbindung zwischen den Stützabschnitten der Brückenenden mit den Holmen vorgesehen, beispielsweise mittels Schrauben, die in Richtung parallel zur Verstelleinrichtung der Walzen angeordnet sind.
• Die Paßstifte können sich dann erübrigen, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Form der Holme durch konkave Krümmung in Längsrichtung und durch große, über die Brücken hinausreichende Überhänge über die Brücken hinaus optimiert ist, insbesondere unter Einsatz eines Computers mittels eines numerischen Verfahrens.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine bevorzugte, besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung einer Walzenmühle gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
• Fig. 2 eine Ansicht der Walzenmühle nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, wobei Teile, wie ein Schwungrad und eine Antriebseinheit weggelassen sind, um den Blick auf einen der beiden Seitenständer mit eingebauten Walzen und Lagerblöcken dafür freizugeben;
• Fig. 3 eine perspektivische Darstellung in einer gegenüber Fig. 1 um 90° um eine Hochachse gedrehten Lage einer einfacher als beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ausgebildeten Walzenmühle;
• Fig. 4a eine Betriebsposition einer Brücke zur Abstützung eines Lagerblocks einer Walze im Maschinenrahmen;
• Fig. 4b eine erste Demontageposition der Brücke;
• Fig. 4c eine zweite Demontageposition der Brücke;
• Fig. 5 eine in einer vertikalen Ebene durch einen Seitenständer geschnittene Ansicht der Walzenmühle nach Fig. 3 mit einer Paßstiftverbindung zwischen Brücke und Maschinenrahmen.
• Aus den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführung einer Walzenmühle gemäß der Erfindung erkennbar.
• In der perspektivischen Darstellung der Fig. 1 schräg von oben und in Fig. 2 von links gesehen sind sämtliche Anbauteile und Baugruppen miteingezeichnet, die in Fig. 2 der besseren Übersichtlichkeit wegen weggelassen sind.
• So sind in Fig. 1 nur bruchstückhaft die Teile eines Maschinenrahmens erkennbar, nämlich zwei obere Holme 2, die mit zwei Brückenpaaren mit jeweils zwei Brücken 4, 6, Stegen 12 und unteren Holmen 8 je einen Seitenständer 10 bilden, von denen der eine in Fig. 1 rechte in Fig. 2 vollständig zu sehen ist. Der Seitenständer aus den Holmen 6, 8 und dem Steg 12 bildet ein liegendes H. Ferner gehören zu dem Maschinenrahmen Traversen 14, welche die beiden oberen Holme 2 fest miteinander verbinden und in Fig. 2 gestrichelt angedeutet sind.
• Die zwei unteren Holme 8 können auch in ein Maschinenbett integriert sein.
• Die beschriebenen Bauteile 2, 8, 10, 12 bilden eine steife Einheit. Dabei überspannen die Holme 2 jeweils die einen Enden zweier parallel angeordneter Walzen der Walzenmühle, wobei die eine Walze in Fig. 1 mit der Bezugszahl 11 bezeichnet ist und in Fig. 2 die einen Enden dieser Walze und einer zweiten Walze 13 zu sehen und mit den Bezugszahlen 17 und 19bezeichnet sind. Diese beiden Enden 17 und 19 sind ebenso wie die entgegengesetzten, in den Fig. 1 und 2 nicht sichtbaren anderen Ende der Walzen 11, 13 in Lagerblöcken 20, 22 gelagert. Der eine, in Fig. 2 linke Lagerblock 20 ist zwischen den beiden Holmen 2, 8 gleitverschieblich abgestützt. Auf seiner einen äußeren Seite steht er an einem Punkt in Kontakt mit einer die jeweilige Brücke 4 durchsetzenden Einstellspindel 24. Am anderen Ende des Lagerblocks 20 sind in der gleichen Ebene wie die Einstellspindel 24 die Kolbenstangen jeweils zweier steuerbarer hydraulischer Zylinder 26, 28 an außermittigen Punkten 29, 29' des Lagerblocks 19 angelenkt.
• Zwischen den Punkten 25, 29, 29' ist ein strichpunktiert gezeichnetes Dreieck 30 aufgespannt, welches die Dreipunktaufhängung des Lagerblocks 20 veranschaulicht.
• Durch Verstellen der Einstellspindel 24 in zu den Holmen 2, 8 paralleler Richtung lassen sich die Lagerblöcke 20 in dem Führungsspalt zwischen den beiden Holmen 2, 8 in Richtung zum Steg 12 und davon weg verstellen.
• Der zweite Lagerblock 22 ist ebenfalls über eine Dreipunktabstützung im Zwischenraum zwischen den beiden Holmen 2, 8 aufgenommen. Eine geringfügige Verschiebebewegung des Lagerblocks 22 kann ebenfalls stattfinden, z. B. aufgrund des Ansprechens einer Überlastsicherung, die in der Brücke 6 der Fig. 2 bei 32 erkennbar ist.
• Dabei liegt der eine Abstützpunkt bei 31 am inneren Ende der Überlastsicherung, während die beiden anderen Abstützpunkte 33, 35 am Holm 12 durch Messingplatten realisiert sein können.
• Die Brücken 4, 6 haben an ihren Enden Stützabschnitte 42, 44 bzw. 62, 64, mit denen sie in Ausnehmungen 22, 24 des oberen Holmes 2 und in Ausnehmungen 82, 84 des unteren Holmes 8 eingreifen. Die Stützabschnitte 42, 62 und ggf. auch die Stützabschnitte 44, 64 sind mittels am Holm 2 durch strichpunktierte Linien symbolisierte Schrauben 52, 54 mit über die Brücken 4, 6 hinausreichenden Überhängen 21, 23 der Holme 2 verbunden.
• Die unteren Ausnehmungen 82, 84 des Holmes 8, die jeweils den oberen Ausnehmungen 22, 24 in dem Holm 2 gegenüberstehen, sind so tief bemessen, daß die Brücken 4, 6 nach Lösen der Schrauben 52, 54 in die unteren Ausnehmungen abgesenkt und dann durch Kippen aus den Seitenständern 10 herausgenommen werden können, wie anhand der Fig. 4a bis 4c zum zweiten Ausführungsbeispiel unten noch näher erläutert ist.
• Der obere Holm 2 ist durch eine konkave Vertiefung 27 in Längsrichtung und durch verhältnismäßig große Überhänge 21, 23 in seiner Form so optimiert, daß er praktisch nicht auf Biegung (Spreizung) sondern nur auf Zug beansprucht wird, so daß der Holmquerschnitt voll zur Krafteinleitung genutzt werden kann. Dies ergibt bei guter Materialausnutzung und unter Vermeidung zusätzlicher Zuganker eine erhöhte Steifigkeit gegenüber herkömmlichen Walzenmühlen und somit ein besseres Mahlergebnis, d. h. bei gleicher Walzenspaltweite ein gleichmäßigeres und feineres Kornband.
• Nur der Vollständigkeit halber seien anhand der Fig. 1 noch zusätzliche Bauteile bzw. Baugruppen erläutert: Mit 50 ist eine Motor-Getriebeeinheit bezeichnet, die über ein Schwungrad 51 jeweils eine Walze antreibt. Dieses Schwungrad 51 ist nur für die in Fig. 1 sichtbare Walze 16 gezeichnet.
• Für den Betrieb der Walzenmühle werden die verschiebbaren Lagerblöcke über einen Verstellmechanismus synchron in Position gefahren. Die Fluidzylinder 26, 28 pressen die Lagerblöcke mit Verstellmechanismus in deren Endlage und eliminieren somit jegliches Systemspiel. Die Bewegungen der Walzen durch Kraftwechsel werden über die Fluidzylinder 26, 28 gedämpft. Wenn die Spreizbelastung der Walzen durch besonders harte Brocken, z. B. Gestein im Mahlgut, eine Überlastschwelle überschreitet, sprechen die Überlastsicherungen 32 in den Brücken 6 an, um die Walzenantriebe zu stoppen bzw. die Fluidzylinder 26, 28 zu entriegeln, so daß sich die Walzen nach Entblockierung der Lagerblöcke 20 unter Vergrößern des Walzenspaltes auseinanderbewegen können.
• Aufgrund der beschriebenen Dreipunktaufhängung der Walzen wird ein bei bekannten Walzenmühlen zu beobachtende Tendenz zum Drehen bzw. Kippen der Lagerblöcke in Walzendrehrichtung und eine damit verbundene linienförmige Auflage der Lagerblöcke in ihren Führungen wirkungsvoll vermieden. Somit ist ein Klemmen oder Verkanten der Lagerblöcke im Betrieb nicht mehr möglich.
• Statt der Fluidzylinder 26, 28, welche aktiv in beiden Richtungen oder nur als Dämpfungszylinder wirken können, können auch Vorspannschrauben mit Dämpfungselementen oder alternativ Stoßdämpfer eingesetzt werden. Diese Ausführungsmöglichkeiten können auch in Kombination eingesetzt werden.
• Die Ausführung nach den Fig. 3 bis 5 zeigt eine einfachere Konstruktion, die sich jedoch hinsichtlich der Ausbildung der Brücken zur Abstützung der Lagerblöcke und deren Dreipunktaufhängung wie oben anhand der Fig. 2 beschrieben prinzipiell gleich ausgebildet ist. Gleiche bzw. funktionsgleiche Teile sind in den Fig. 3 bis 5 mit gleichen Bezugszahlen belegt. Unterschiedlich ist zunächst die einfachere Ausbildung der Seitenständer des Maschinenrahmens, bei denen die oberen Holme 2 gradlinig und mit geringeren Überhängen über die Brücken 4, 6 ausgebildet sind. Um gleichwohl den Effekt zu erreichen, daß die Holme praktisch ausschließlich auf Zug und nicht auf Biegung (Aufspreizung) beansprucht werden, sind hier zusätzlich zu den Verschraubungen 52, 54 gemäß Fig. 2 (diese Verschraubungen sind in den Fig. 3 bis 5 nicht dargestellt) Paßstifte 60 vorgesehen, die sich parallel zur Längsrichtung der Holme 2, 8 erstrecken. Diese Paßstifte 60 sind herauszunehmen, wenn die Brücken 4, 6 zur Wartung der Walzen, z. B. zum Vorsehen einer neuen Walzenummantelung, aus den Seitenständern 10 herausgenommen werden sollen.
• Dieses Herausnehmen ist in den Fig. 4a, 4b und 4c veranschaulicht.
• Fig. 4a zeigt die Brücken im Betrieb der Walzenmühle, in welchem die Bolzen 60 die Brücke 6 in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand halten, in welchem der Lagerblock 22 gespannt gehalten ist, wobei die von der Walze ausgeübte Kraft F auf die Stützabschnitte 62, 64 der Brücke 6 und von dort auf die Überhänge der Holme 2, 8 umgeleitet wird, wie durch die Pfeile F/2 angedeutet ist.
• Im Zustand nach Fig. 4b sind die Bolzen 60 herausgenommen, so daß die Brücken 6 nach Lösen der Schrauben 52, 54 (hier nicht gezeigt) in die unteren Ausnehmungen 84 abgesenkt und dann gemäß Fig. 4c aus den gegenüberliegenden Ausnehmungen 24, 84 zur Entnahme der Lagerblöcke 20 mit der zugehörigen Walze 18 herausgeschwenkt werden können. Zwar wäre denkbar, die Brücken 4, 6 durch seitliches Herausschieben aus den Ausnehmungen 24, 84 zu demontieren (in Fig. 4 senkrecht zur Zeichenebene), was jedoch aus Platzgründen in der Regel nicht möglich ist, weil dem andere Bauteile im Wege stehen, z. B. das Schwungrad 51 gemäß Fig. 1.
• Fig. 5 zeigt anders als bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 eine mittige Anordnung eines Dämpfungszylinders 26', so daß hier also keine Dreipunktaufhängung verwirklicht ist. Prinzipiell ist diese einfachere variable Abstützung des Lagerblockes 20 am Steg 12 auch denkbar, jedoch hinsichtlich einer eindeutigen, exakten Positionierung nicht so effektiv wie die anhand der Fig. 2 erläuterte Dreipunktabstützung.
• Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (11)

1. Walzenmühle zur Zerkleinerung von grobkörnigem Material mit zwei Walzen (11, 13), die im Abstand voneinander in einem Maschinenrahmen jeweils in zwei Lagerblöcken (20,22) gegeneinander verstellbar gelagert sind, um den Walzenspalt einzustellen,
wobei ein Lagerblock (20) jeder Walze (16, 18) im Maschinenrahmen mittels einer Verstelleinrichtung (24) relativ zu der anderen Walze (18, 16) entgegen der Kraft einer Dämpfungseinrichtung (26, 28) verschiebbar angeordnet ist,
wobei eine Überlastsicherung (32) vorgesehen ist, die anspricht, wenn die durch das Material erzeugte Spreizkraft auf die beiden Walzen (11, 13) einen zulässigen Wert überschreitet, und
wobei die Lagerblöcke (20,22) zwischen zwei sich quer zu den Walzen erstreckenden Holmen (2, 8) des Maschinenrahmens verschieblich über je eine Brücke (4, 6) abgestützt sind, die mit Stützabschnitten (42, 44; 62, 64) der Brückenenden in gegenüberstehende Ausnehmungen (22, 24; 82, 84) an den Holmen (2, 8) eingreift.

2. Walzenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützabschnitte (42, 44; 62, 64) der Brückenenden mit den Holmen (2, 8) lösbar verbunden sind, und die Anordnung so getroffen ist, daß die Brücken (4, 6) zur Wartung oder zum Austausch von Walzen (11, 13) von dem Maschinenrahmen entfernbar sind.

3. Walzenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützabschnitte (42, 44; 62, 64) der Brückenenden mit den Holmen (2, 8) mittels Schrauben (52, 54) verbunden sind, die sich in Richtung parallel zur Verstellrichtung der Walzen (11, 13) erstrecken.

4. Walzenmühle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen den Ausnehmungen (22, 82; 24, 84) für eine Brücke (4, 6) so groß bemessen ist, daß die Brücke in die untere Ausnehmung abgesenkt und aus dieser aus dem Maschinenrahmen herausgekippt werden kann.

5. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der von den Walzen (11, 13) auf die Brücken (4, 6) ausgeübten Spreizkräfte im Maschinenrahmen die Brückenenden mit den Holmen (2, 8) mittels Paßstiften (60) verbolzt sind.

6. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der von den Walzen (11, 13) auf die Brücken ausgeübten Spreizkräfte im Maschinenrahmen die Form der Holme (2) durch konkave Krümmung (27) in Längsrichtung und durch Vorsehen von Überhängen (261, 281) über die Brücken hinaus optimiert ist.

7. Walzenmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerblöcke (20,22) beider Walzen (11, 13) jeweils über eine Dreipunktabstützung im Maschinenrahmen abgestützt sind, wobei ein Abstützpunkt (25, 31) der Brücke (4, 6) und die beiden übrigen Abstützpunkte (29, 29'; 33, 35) einem die Holme (2, 8) jedes Seitenständers (10) miteinander verbindenden Steg (12) zugeordnet sind.

8. Walzenmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerblock (20) der einen verstellbaren Walze (11) auf seiner der zugehörigen Brücke zugewandten Außenseite über eine in der Brücke fixierte Verstellspindel (24) und auf seiner dem Steg zugewandten Innenseite über zwei entgegengesetzt zur Verstellrichtung wirkende Dämpfungseinrichtungen (26, 28) abgestützt ist.

9. Walzenmühle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerblock (22) der anderen Walze (13) auf seiner der Brücke (6) zugewandten Außenseite über eine an der Brücke angebrachte Überlastsicherung (32) und auf seiner Innenseite an zwei Lagerstellen (33, 35) am Steg abgestützt ist.

10. Walzenmühle nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (26, 28) Fluidzylinder sind.

11. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastsicherung (32) eine federnd nachgiebige Vorrichtung, wie ein Fluidzylinder, mit einer Überlastschwelle ist, bei deren Überschreiten die Vorrichtung zur Entlastung bzw. zum Stop der Walzen (11, 13) auslöst.