DE19637275A1 - Zweiwalzenmaschine, insbesondere Walzenpresse zur Druckbehandlung körnigen Gutes - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf eine Zweiwalzenmaschine, insbesondere Wal­ zenpresse sowie auf ein Verfahren zum Betrieb der Zweiwalzenma­ schine zur Druckbehandlung körnigen Gutes gerichtet mit zwei in ei­ nem Maschinenrahmen drehbar gelagerten gegenläufig rotierbaren und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, zwi­ schen die das körnige Gut eingezogen und einer Gutbettdruckbehand­ lung unterzogen und dabei zerkleinert wird. Eine der beiden Walzen kann eine Festwalze sein, die sich mit ihren Lagern am Maschinen­ rahmen abstützt, und die andere Walze kann eine Loswalze sein, die durch eine von außen wirkende Kraft am Maschinenrahmen abge­ stützt wird.

Bekannt sind Hochdruckwalzenpressen bzw. Rollenpressen zur soge­ nannten Gutbettzerkleinerung körnigen Gutes, wie zum Beispiel Ze­ mentklinker, der im Walzenspalt mit hohem Druck zu plättchenför­ migen Agglomeraten gepreßt wird, die anschließend desagglomeriert werden, wobei das einmal gepreßte Gut schon einen hohen Anteil der gewünschten Feinheit aufweist.

Bei bekannten Hochdruckwalzenpressen ist eine der beiden Walzen als Festwalze ausgebildet, die sich über ihre Lager gegen den Ma­ schinenrahmen abstützt, während sich die andere Walze als Loswal­ ze über ihre Lager gegen eine äußere Kraft, beispielsweise gegen die Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abstützt, mit dem die Walzenpreßkraft aufgebracht und die Verstellung der Wal­ zenspaltweite vorgenommen wird.

Bei bekannten Walzenpressen werden normalerweise beide Walzen gegenläufig mit gleicher Walzendrehzahl angetrieben und zwar je­ weils über eigene gleich große Antriebsmotore mit den erforderlichen Bauteilen Getriebe, Kupplung, Drehmomentenstütze.

Aufgrund der zwangsweisen Kopplung beider Walzen über das im Walzenspalt befindliche körnige Gut während des Pressens ist eine unterschiedliche Belastung der einzelnen Antriebe nicht auszuschlie­ ßen, insbesondere dann, wenn beide Walzen in ihrem Durchmesser voneinander abweichen.

Durch die Kopplung beider Walzen durch das Preßgut bei gleichzeiti­ gem separaten Antrieb beider Walzen ergibt sich zudem ein erhöhter Verschleiß an den Walzenoberflächen, da durch den Antrieb der Wal­ zen ein über die Kopplung hinausgehender Schlupf der Preßgutge­ schwindigkeit gegenüber der Walzenumfangsgeschwindigkeit er­ zwungen wird.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird in der DE-38 34 425 A1 vor­ geschlagen, nur eine der beiden Walzen mit einem Drehantrieb zu versehen, während die andere Walze über Reibschluß über das im Walzenspalt befindliche Gut als Schleppwalze angetrieben wird. Durch diese Maßnahme konnten neben einer Energieeinsparung auch deutliche Verbesserungen im Hinblick auf den Verschleiß der Wal­ zenoberflächen erreicht werden, da sich die geschleppte Walze in ihrer Umfangsgeschwindigkeit dem gepreßten Gut voll anpassen kann. Auch spielt dann ein unterschiedlicher Durchmesser der beiden Walzen keine Rolle mehr, da sich durch den Reibschluß eine in etwa bleiche Umfangsgeschwindigkeit bei beiden Walzen einstellt. Aller­ dings kann es bei bestimmten Betriebssituationen zu Anlaufschwierig­ keiten der geschleppten Walze kommen, wodurch insbesondere bei der Fertigmahlung im Kreislauf mit weiteren Anlagenteilen (Kugel­ mühle, Sichter) Störungen im Betrieb verursacht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Zweiwalzenmaschine der DE-38 34 425 A1 so weiter auszubilden, daß die geschilderten Nachteile vermieden, die erreichten Vorteile aber genutzt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsmäßig gelöst mit den Kenn­ zeichnungsmerkmalen des Anspruchs 1 und verfahrensmäßig mit den Kennzeichnungsmerkmalen der Ansprüche 6 und 8. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die Walzen der Zweiwal­ zenmaschine mit unterschiedlich großen Drehantriebsmotoren anzu­ treiben, sind unterschiedliche Betriebszustände der Zweiwalzenma­ schine einstellbar mit voller Nutzung der aus der DE-38 34 425 A1 bekannten Vorteile. So kann beispielsweise gemäß der Erfindung eine der Walzen, mit Vorteil die Festwalze, mit einem Drehantriebs­ motor in Verbindung stehen, der 100% der erforderlichen Antriebs­ leistung zum Betrieb der Zweiwalzenmaschine aufbringt, so daß beim Betrieb der Zweiwalzenmaschine, wenn der Walzenspalt mit körni­ gem Gut gefüllt ist, die andere Walze, vorzugsweise dann die Los­ walze, als Schleppwalze arbeitet, angetrieben über den Reibschluß durch die Festwalze. Diese als Schleppwalze arbeitende Walze steht gemäß der Erfindung gegenüber der anderen Walze mit einem sehr viel kleineren Drehantriebsmotor in Verbindung, der nur das Anlaufen dieser Schleppwalze sicherstellen soll und sonst nur bei einem Dreh­ zahlabfall wieder in Aktion tritt.

Die Vorteile der Arbeitsweise der Zweiwalzenmaschine mit einer als Schleppwalze ausgebildeten Walze sind somit erhalten, gleichzeitig werden aber die Schwierigkeiten, die bei reinem Schleppwalzenbe­ trieb ohne eigenen Antrieb auftreten können, durch den "stützenden" kleineren Drehantriebsmotor weitgehend vermieden.

Um bei einem Drehzahlabfall der Schleppwalze wieder auf die Be­ triebsdrehzahl hoch zu fahren, ist gemäß der Erfindung der Drehan­ triebsmotor ein drehzahlgeregelter Motor oder aber es ist zwischen dem Drehantriebsmotor und dem Walzengetriebe eine Kupplung an­ geordnet, die nur bei einem Drehzahlabfall greift. Um sicherzustellen, daß bei einem Drehzahlabfall die Drehzahl der Schleppwalze kurz­ fristig wieder auf die erforderliche Betriebsdrehzahl angehoben wird, steht zumindest die Schleppwalze mit einer Drehzahlüberwachungs­ einrichtung in Verbindung, mit der die erforderlichen Eingriffe zum Anheben der Drehzahl eingeschaltet werden.

Eine Alternative gemäß der Erfindung besteht darin, eine der beiden Walzen, vorzugsweise auch hier die Festwalze, mit einem Drehan­ triebsmotor zu koppeln, der 60% bis 90%, vorzugsweise 80% der erforderlichen gesamten Antriebsleistung zum Betrieb der Zweiwal­ zenmaschine aufbringt und die andere Walze, die nun nicht mehr ausschließlich als Schleppwalze arbeitet, mit einem Drehantriebsmo­ tor auszurüsten, der die restliche erforderliche Antriebsleistung auf­ bringt und zwar 10% bis 40%, vorzugsweise 20% der gesamten erforderlichen Antriebsleistung.

Durch eine Drehmomentüberwachung wird der Drehantriebsmotor der mitgeschleppten Walze so geregelt, daß er ein vorgegebenes Drehmoment, welches der gewünschten Antriebsleistung von 10% bis 40%, vorzugsweise 20% der insgesamt aufzuwendenden An­ triebsleistung der Zweiwalzenmaschine bei ihrem Betrieb entspricht, konstant hält. Obwohl bei dieser Alternative kein reiner Schleppbe­ trieb einer Walze vorliegt und die Vorteile des reinen Schleppbetriebs dadurch etwas reduziert sind, überwiegen hier die Vorteile der Be­ triebssicherheit, denn bei Betriebsstörungen braucht der Drehan­ triebsmotor dieser Walze nicht mit Zeitverzögerung gestartet werden, da er stets während der gesamten Betriebsdauer eingeschaltet bleibt.

Da der Antrieb für die reine Schleppwalze bzw. für die teilweise als Schleppwalze arbeitende Walze gegenüber dem Hauptantrieb der anderen Walze deutlich kleiner ist, ist auch der Platzbedarf für diesen Antrieb, der aus Drehantriebsmotor, Getriebe, Kupplung Drehmomen­ tenstütze besteht, deutlich verringert, so daß bei Walzen mit relativ kleinem Durchmesser beide Antriebe nebeneinander an einer Seite der Zweiwalzenmaschine angeordnet werden können und auch die Zugänglichkeit bei erforderlichen Wartungsarbeiten verbessert wird.

Da weiterhin der Walzendurchmesser beider Walzen nicht mehr un­ bedingt den gleichen Durchmesser aufweisen müssen - die für beide Walzen gleiche Umfangsgeschwindigkeit wird durch den Reibschluß über das körnige Gut im Walzenspalt gewährleistet - ist es möglich, die Walzen bei Bedarf einzeln auszutauschen, wodurch die hierdurch bedingten Stillstandszeiten der Zweiwalzenmaschine deutlich redu­ ziert werden.

In einer Zeichnungsfigur ist in schematischer Draufsicht auf eine Zweiwalzenmaschine die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dar­ gestellt.

In einem Maschinenrahmen 5 sind die beiden Walzen 1, 2 über ihre Lager 6, 7 drehbar gelagert. Eine der beiden Walzen, im Ausfüh­ rungsbeispiel die Walze 2, wird über ihre Welle 10 durch einen Drehantriebsmotor M₂ angetrieben, wozu der Drehantriebsmotor M₂ über Keilriemen 9 und Getriebe 3 mit der Welle 10 in Verbindung steht.

An der gleichen Seite des Maschinenrahmens befindet sich nun auch der kleinere Antrieb für die andere Walze 1, die in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel den gleichen Durchmesser wie die Walze 2 aufweist. Dieser an der Welle 11 der Walze 1 angreifende Antrieb, bestehend aus dem Drehantriebsmotor M₁, Keilriemen 8 und Getriebe 4, ist nun gegenüber dem Antrieb für die Walze 2 entsprechend der Erfindung deutlich kleiner, da gemäß der Erfindung mit diesem Antrieb auch nur wesentlich geringere Antriebsleistungen zu übertragen sind. Der Drehantriebsmotor M₁ steht mit einer Drehzahlüberwachungseinrich­ tung (nicht dargestellt) für die Walze 1 in Verbindung, wenn dieser Antrieb außer zum Anfahren nur bei Drehzahlabfall eingeschaltet werden soll.

Claims (8)

1. Zweiwalzenmaschine, insbesondere Walzenpresse zur Druckbe­ handlung körnigen Gutes mit zwei in einem Maschinenrahmen drehbar gelagerten gegenläufig rotierbaren und durch einen Wal­ zenspalt voneinander getrennten Walzen, zwischen die das kör­ nige Gut eingezogen und einer Gutbettdruckbehandlung unterzo­ gen und dabei zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzen mit unterschiedlich großen Drehantriebsmotoren in Verbindung stehen, so daß eine der beiden Walzen zumindest teilweise als Schleppwalze arbeitet.

2. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Walzen, vorzugsweise die Festwalze, mit einem Drehantriebsmotor in Verbindung steht, der 100% des erforderli­ chen Energiebedarfs zum Betrieb der Zweiwalzenmaschine überträgt und die andere der beiden Walzen, vorzugsweise die Loswalze, mit einem kleinen Drehantriebsmotor in Verbindung steht, der so groß ist, daß nur die erforderliche Energie zum An­ fahren der Walze und zur Aufrechterhaltung der Betriebsdrehzahl dieser Walze übertragen wird, und die Walze sonst bei ausge­ schaltetem eigenem Antrieb als Schleppwalze arbeitet.

3. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Walzen, vorzugsweise die Festwalze, mit einem Drehantriebsmotor in Verbindung steht, der 60% bis 90%, vorzugsweise ca. 80% des erforderlichen gesamten Energiebedarfs zum Betrieb der Zweiwalzenmaschine überträgt und die andere der beiden Walzen, vorzugsweise die Loswalze, mit einem Drehantriebsmotor in Verbindung steht, der den restli­ chen, an 100% fehlenden Energiebedarf, vorzugsweise ca. 20% überträgt, so daß diese Walze dann teilweise als Schleppwalze arbeitet.

4. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der kleinere Drehantriebsmotor mit einer Drehzahlüberwachungseinrichtung in Verbindung steht.

5. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Walzen in ihrem Durchmesser un­ terschiedlich groß sind.

6. Verfahren zum Betrieb der Zweiwalzenmaschine nach den An­ sprüchen 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim An­ fahrvorgang der Zweiwalzenmaschine zunächst beide Drehan­ triebsmotore der beiden Walzen eingeschaltet sind, bei Errei­ chen der Betriebsdrehzahl dann durch die Drehzahlüberwa­ chungseinrichtung der kleinere Drehantriebsmotor ausgeschaltet wird, so daß nun die diesem Antriebsmotor zugeordnete Walze über Reibschluß mit dem im Walzenspalt befindlichem körnigen Gut als Schleppwalze von der anderen Walze angetrieben wird und erst bei einem Abfall der Betriebsdrehzahl der Schleppwalze der Drehantriebsmotor der Schleppwalze durch die Drehzahl­ überwachungseinrichtung wieder zugeschaltet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der Betriebsdrehzahl der als Schleppwalze arbeitenden Walze ein drehzahlgeregelter Motor für den Drehan­ trieb oder eine Kupplung, die nur bei Drehzahlabfall greift, ver­ wendet werden.

8. Verfahren zum Betrieb der Zweiwalzenmaschine nach den An­ sprüchen 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantriebsmotor des kleineren Antriebs so geregelt wird, daß er ein vorgegebenes Drehmoment, das einer Antriebsleistung von 10% bis 40%, vorzugsweise 20% der gesamten benötigten Antriebsleistung entspricht, in etwa konstant hält, so daß diese Walze nur teilweise als Schleppwalze von der anderen Walze angetrieben wird.