DE19638237A1 - Verschleißfeste Oberflächenpanzerung für die Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verschleißfeste Oberflächenpanzerung für die Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, mit einer Vielzahl von in entsprechende Ausnehmun­ gen des Walzenkörpers eingelagerten aus hartem Werkstoff beste­ henden Noppenbolzen, die aus dem Walzenkörper herausragen und zwischen sich Taschen zur Aufnahme von zusammengepreßtem fein­ körnigen Gut bilden.

Bei Walzenbrechern und Walzenmühlen wird sprödes Mahlgut in den Walzenspalt, durch den die beiden drehbar gelagerten gegenläufig rotierbaren Walzen voneinander getrennt sind, eingezogen und dort einer Druckzerkleinerung unterworfen. Bekannt ist auch die soge­ nannte Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hochdruck-Wal­ zenpresse, bei der die einzelnen Partikel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrückten Ma­ terialschüttung bei Anwendung eines hohen Druckes gegenseitig zer­ quetscht werden. Es versteht sich, daß dabei die Walzenoberflächen einer außerordentlich hohen Beanspruchung und einem hohen Ver­ schleiß ausgesetzt sind.

Es ist daher bekannt, die Oberflächen von Gutbettzerkleinerungs- Walzenpressen dadurch verschleißfest zu machen, indem in Sack­ loch-Bohrungen des Walzenkörpers mit Abstand zueinander eine Vielzahl von stiftförmigen Noppenbolzen eingelagert wird, die igel­ förmig aus den Bohrungen des Walzenkörpers herausragen (EP-B-0 516 952 Fig. 2). Dabei sollen die stiftförmigen Noppenbolzen mit einer so großen Höhe nach außen von der Walzenoberfläche vorste­ hen und mit einem solchen Abstand voneinander angeordnet sein, daß im Betrieb der Walzenpresse auf der Walzenoberfläche die Zwi­ schenräume bzw. Taschen zwischen den stiftförmigen Noppenbolzen mit dem zusammengepreßten feinkörnigen Gutmaterial ausgefüllt bleiben, welches einen sogenannten autogenen Verschleißschutz für die Walzenoberflächen bildet. Beim Betrieb einer derartig gepanzer­ ten Hochdruck-Walzenpresse ist allerdings die Gefahr nicht ganz aus­ zuschließen, daß infolge des hohen Preßdrucks, der über die stift­ förmigen Noppenbolzen auf vorhandene Kerbstellen, insbesondere bei seitlich wirkenden Kräften, in den Ausnehmungen/Bohrungen des Walzenkörpers einwirkt, Beschädigungen durch Rißbildung in der Mantelfläche der Walze entstehen können, was zur Verkürzung des Standzeitvermögens der Panzerung führt.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden (EP-A-0 578 239), bei Wal­ zenpanzerungen mit stiftförmigen Noppenbolzen der oben beschrie­ benen Art die radial inneren (unteren) Enden der Noppenbolzen halb­ kugelförmig bzw. kalottenförmig auszubilden und die Noppenbolzen mit diesen geformten Enden an entsprechend halbkugelförmig ge­ formten Sacklochenden der im Walzenkörper angebrachten Ausneh­ mungen abstützen zu lassen, um den Einfluß von Kerbspannungen zu reduzieren. Jedoch ist der Aufwand zur Fertigung derartig kalotten­ förmig geformter Sacklochenden und Bolzenenden nicht unerheblich; es muß eine satte Anlage des Bolzenendes im entsprechend geform­ ten Sackloch-Grund gewährleistet sein; und außerdem kann der stift­ förmige Noppenbolzen mit seinem halbkugelförmigen Ende in seinem Sackloch bei Einwirkung der hohen Walzenpreßkraft zum Kippen nei­ gen. Außerdem ist bei Einsatz der bisher bekannten Noppenbolzen aufgrund ihrer relativ kleinen Durchmesser nicht auszuschließen, daß sie beim Walzenpressen betrieb besonders bei höherer Aufgabe­ gutfeuchte vom Aufgabegut "umspült" werden. Dies verschlechtert das Einlagerungsverhalten des Preßgutes und kann zu Grundmate­ rial-Auswaschungen zwischen den Noppenbolzen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für die Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes eine verschleißfeste, für den autogenen Verschleißschutz mit Anwen­ dung der Noppenbolzen-Rasterpanzerungstechnik geeignete Oberflä­ chenpanzerung zu schaffen, bei welcher der Anteil der hochver­ schleißfesten Hartmetall-Noppenbolzen erhöht und das Einlagerungs­ verhalten des Preßgutes auch bei höherer Gutfeuchte gesichert ist und die Bruchgefahr auch bei Einwirkung höherer Preßkräfte reduziert ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Charakteristisch für die erfindungsgemäße Oberflächenpanzerung für die Walzen von Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes mit Anwendung der Rasterpanzerungs-Noppenbolzen­ technik ist, daß die in den Walzenkörper igelförmig eingelagerten Noppenbolzen jeweils die Form eines Pilzes haben, der jeweils mit seinem Kopf vom Walzenkörper nach außen hervorragt und der mit seinem Schaft derart in die entsprechende Ausnehmung bzw. Boh­ rung des Walzenkörpers eingelassen ist, daß zwischen dem Boh­ rungsgrund und dem unteren Bolzenschaftende ein freier Raum ver­ bleibt. D.h. bei der erfindungsgemäßen Oberflächenpanzerung stüt­ zen sich die Noppenbolzen nicht mit ihrem radial inneren (unteren) Bolzenende, sondern ausschließlich mit dem im Vergleich zum Bol­ zenschaft breiteren Bolzenkopf bzw. Pilzkopf am Walzenkörper ab. Der Noppenbolzen-Kopf vermindert die Neigung des Kippens des Bolzens in seiner jeweiligen Sackloch-Bohrung des Walzenkörpers.

Weil sich die Noppenbolzen gerade nicht mit ihren radial inneren En­ den im Walzenkörper abstützen, sind aufwendig herzustellende Pas­ sungen zwischen den radial inneren Bolzenenden und dem Bohrungs­ grund vermieden. Bei der erfindungsgemäßen Oberflächenpanzerung können die im Walzenkörper anzubringen Ausnehmungen vielmehr mit einem Bohrer einfach herstellbare Sacklöcher mit üblichem kegel­ förmigen Bohrungsgrund sein. Bei den erfindungsgemäßen Pilznop­ pen führen die im Vergleich zu den bisher bekannten Stiftnoppen grö­ ßeren Durchmesser bzw. Auflageflächen der Noppenköpfe zu verrin­ gerter Flächenpressung, was ebenfalls zur Standzeitverlängerung der Pilznoppenbolzen beiträgt.

Weil die pilzförmigen Köpfe der Noppenbolzen einen breiteren Quer­ schnitt bzw. Durchmesser haben als der jeweilige Bolzenschaft, wer­ den dadurch die freien Abstände zwischen benachbarten Bolzenköp­ fen und damit die zwischen den Bolzenköpfen verbleibenden Zwi­ schenräume bzw. Taschen, die sich im Betrieb der Walzenpresse mit dem zusammengepreßten feinkörnigen Gutmaterial als Verschleiß­ schutzmaterial füllen sollen, verengt, wodurch das Einlagern und Festhalten des in die Taschen eingepreßten Gutmaterials begünstigt wird und andererseits der Anteil des Hartmetalls an der gesamten Oberflächenpanzerung erhöht wird. Andererseits lassen es die pilz­ förmigen Bolzenköpfe zu, bei Beibehaltung einer bestimmten Größe der Zwischenräume bzw. Taschen zwischen benachbarten Bolzen auf der Walzenoberfläche weniger Bolzen einsetzen zu müssen, wodurch sich die Anzahl notwendiger Bolzen pro Flächeneinheit reduzieren und entsprechende Bohrungsarbeiten einsparen lassen.

Die Auflagefläche des Noppenbolzen-Kopfes am Walzenkörper kann bündig mit der Walzenoberfläche sein. Mit Vorteil ist diese Auflage­ fläche des Noppenbolzen-Kopfes jedoch in einer eigenen Walzenkör­ per-Kopfausnehmung eingelassen bzw. eingesenkt. Auf diese Weise kann der mit seinem oberen Teil aus dem Walzenkörper herausra­ gende Noppenbolzen-Kopf sehr fest im Walzenkörper verankert wer­ den sowohl was die Druckbeanspruchung des Bolzenkopfes in radia­ ler Richtung als auch in Walzenumfangsrichtung anbelangt.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden an­ hand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 im Vertikalschnitt quer zur Walzenachse die erfin­ dungsgemäße Oberflächenpanzerung für die Walze einer Hochdruck-Walzenpresse, mit einer Vielzahl von an der Walzenoberfläche angeordneten pilzförmigen Noppenbolzen

Fig. 2 vergrößert herausgezeichnet einen in der Walze der Fig. 1 eingesetzten pilzförmigen Noppenbolzen;

Fig. 3 die Draufsicht auf den Noppenbolzen der Fig. 2;

Fig. 4 die Draufsicht auf mehrere benachbarte im Walzen­ körper eingesetzte Noppenbolzen der Fig. 3;

Fig. 5 die Draufsicht auf mehrere benachbarte pilzförmige Noppenbolzen mit rundem Kopf;

Fig. 6 vergrößert herausgezeichnet einen pilzförmigen Nop­ penbolzen mit pilzkappenförmig gewölbtem Kopf;

Fig. 7 ausschnittsweise die Ausnehmung bzw. Bohrung im Walzenkörper zur Aufnahme des Pilznoppens der Fig. 6;

Fig. 8 die Draufsicht auf zwei benachbarte, längs Walzen­ mantellinien liegender Reihen von Noppenbolzen mit rechteckigem Kopf, und

Fig. 9 die Draufsicht auf eine Walzenoberfläche mit V-förmig angeordneten Reihen von Noppenbolzen mit recht­ eckigem Kopf.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Walzenkörper 10 aus mehreren mit dem Walzengrundkörper lösbar verspannten Segmen­ ten zusammengesetzt. Die Walzenoberfläche bzw. der Walzenkörper 10 weist eine Vielzahl von etwa radial gerichteten Ausnehmungen bzw. Bohrungen auf, in welche aus hartem Werkstoff bestehende Noppenbolzen 11 eingelagert sind, die mit ihrem Kopf 12 von der Walzenoberfläche vorstehen und zwischen sich Taschen 17 zur Auf­ nahme von zusammengepreßtem feinkörnigem Gut bei der Druckzer­ kleinerung körnigen Gutes bilden. Die Noppenbolzen 11 können statt in Segmenten auch in eine Ringbandage oder auch direkt in den Wal­ zengrundkörper eingesetzt sein.

Wie aus Fig. 2 gut zu erkennen ist, haben die Noppenbolzen 11 die Konfiguration eines Pilzes, der mit seinem Kopf 12, welcher in den Ausführungsbeispielen 2 bis 4 sechseckig ist, vom Walzenkörper 10 nach außen hervorragt und der mit seinem Schaft 13 derart in die entsprechende Bohrung des Walzenkörpers 10 eingelassen ist, daß zwischen dem Bohrungsgrund und dem unteren Bolzenschaftende ein freier Raum 14 verbleibt. Jedenfalls soll sichergestellt sein, daß sich die Noppenbolzen 11 nicht mit ihrem Schaft 13, sondern mit ihrem Kopf 12 in einer entsprechenden Kopfausnehmung 15 des Walzen­ körpers 10 abstützen. Der Noppenbolzen-Kopf 12 ist teilweise in den Walzenkörper eingelassen bzw. eingesenkt, wodurch der Noppenbol­ zen sowohl in radialer Richtung als auch in Walzenumfangsrichtung als auch gegen Kippstellungen sehr gut gesichert ist. Begünstigend kommt hinzu, daß der Noppenbolzenkopf 12 infolge seiner flächen­ mäßig vergrößerten Abmessungen die Flächenpressung auf den Grundkörper 10 während des Einsatzes der Walze zur Druckzerklei­ nerung körnigen Gutes verringert.

Die Walzenkörper-Kopfausnehmung 15 zur Aufnahme des Noppen­ bolzen-Kopfes 12 weist nach Fig. 2 eine ebene Lagerfläche auf. Diese Auflagefläche 15 kann nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 auch kegelmantelförmig sein, und die Auflagefläche könnte auch kugelkalottenförmig ausgebildet worden sein. Der Noppenbolzen-Kopf 12 in Draufsicht gesehen ist nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 rund, nach Fig. 8 rechteckig bis quadratisch und nach den Fig. 1 bis 4 z. B. sechseckig. Die Oberseite des Noppenbolzen-Kopfes 12 ist flach eben, oder nach Fig. 6 pilzkappenförmig gewölbt.

Den Fig. 4, 5 und 8 ist zu entnehmen, daß benachbarte längs Walzen­ mantellinien angeordnete Pilznoppenbolzenreihen jeweils auf Lücke zueinander versetzt sind, wodurch im Betrieb der Walzenpresse bei der Druckzerkleinerung körnigen Gutes das Problem der Gassenbil­ dung für das im Bereich des engsten Walzenspaltes komprimierte Gutmaterial in Walzendrehrichtung 16 gesehen gemindert ist, womit das Einzugsverhalten und die Einlagerung von Preßgut zwischen den Pilznoppen verbessert wird. Nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 und 5 ist der Abstand a der in Walzenumfangsrichtung bzw. Dreh­ richtung 16 gesehen benachbarten Pilznoppenbolzen gleich groß wie der Abstand b der in Walzenachsrichtung gesehen benachbarten Pilznoppenbolzen. Der Abstand a ist mit Vorteil kleiner als der Ab­ stand b, und zwar etwa in einem Verhältnis von 1 : 1 bis ca. 1 : 2.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 verlaufen die Noppenbol­ zenreihen 17, 18, 19, 20 in Walzenumfangsrichtung gesehen schräg zu den Walzenmantellinien und sie sind V-förmig angeordnet, wo­ durch im Betrieb der Walzenpresse die Einzugsbedingungen für das der Druckzerkleinerung zu unterwerfende Gutmaterial in den Walzen­ spalt noch verbessert werden können.

Die Verbindung zwischen dem Noppenbolzenschaft 13 bzw. Bolzen­ kopf 12 mit der jeweiligen Walzenkörper-Bohrung kann durch Kleben, Pressen, Schrumpfen etc. erfolgen.

Die Höhe der von der Walzenoberfläche radial nach außen vorste­ henden Bolzenköpfe 12 wird nach Art des Preßgutes gewählt und kann z. B. bis zu 10 mm betragen. Benachbarte Noppenbolzenköpfe 12 sind in einem Abstand voneinander von etwa < 40 mm angeordnet, so daß die zwischen den Bolzenköpfen 12 auf der Walzenoberfläche gebildeten Zwischenräume bzw. Taschen 17 im Bereich der Walzen­ oberfläche so eng sind, daß im Gutbettzerkleinerungs-Betrieb der Pressenwalze diese Taschen 17 zwischen den Bolzenköpfen 12 mit ein und demselben zusammengepreßten und durch Gutbettzerkleine­ rung hervorgegangen feinkörnigen, aber hochverdichteten Gut ausge­ füllt sind, welches während der Walzenumdrehungen in diesen Taschen haften bleibt, d. h. das in die Zwischenräume bzw. Taschen 17 zwischen den Bolzenköpfen 12 von außen hineingepreßte und dort mit Sicherheit verbleibende Gutmaterial bildet einen idealen autoge­ nen Verschleißschutz.

Claims (9)

1. Oberflächenpanzerung für die Walzen von Hochdruck-Walzen­ pressen zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, mit einer Viel­ zahl von in entsprechende Ausnehmungen des Walzenkörpers (10) eingelagerten aus hartem Werkstoff bestehenden Noppen­ bolzen (11), die aus dem Walzenkörper herausragen und zwi­ schen sich Taschen (17) zur Aufnahme von zusammengepreßtem feinkörnigen Gut bilden, dadurch gekennzeichnet daß die Nop­ penbolzen (11) die Konfiguration eines Pilzes haben, der mit sei­ nem Kopf (12) vom Walzenkörper (10) nach außen hervorragt und der mit seinem Schaft (13) derart in die entsprechende Aus­ nehmung bzw. Bohrung des Walzenkörpers eingelassen ist, daß zwischen dem Bohrungsgrund und dem unteren Bolzenschaften­ de ein freier Raum (14) verbleibt.

2. Oberflächenpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net daß die Auflagefläche des Noppenbolzen-Kopfes (12) am Walzenkörper (10) bündig mit der Walzenoberfläche oder in einer Walzenkörper-Kopfausnehmung (15) eingelassen/einge­ senkt ist.

3. Oberflächenpanzerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walzenkörper-Kopfausnehmung (15) zur Aufnahme des Noppenbolzen-Kopfes (12) eine ebene, kegelmantelförmige oder kugelkalottenförmige Lagerfläche aufweist.

4. Oberflächenpanzerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Noppenbolzen-Kopf (12) in Draufsicht gesehen rund oder vieleckig ist.

5. Oberflächenpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Noppenbolzen-Kopfes (12) flach eben oder pilzkappenförmig gewölbt ist.

6. Oberflächenpanzerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte längs Wal­ zenmantellinien angeordnete Pilznoppenbolzenreihen jeweils auf Lücke zueinander versetzt sind.

7. Oberflächenpanzerung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der in Walzenumfangsrich­ tung/Drehrichtung (16) gesehen benachbarten Pilznoppenbolzen gleich oder kleiner ist als der Abstand (b) der in Walzenachsrich­ tung gesehen benachbarten Pilznoppenbolzen, in einem Ver­ hältnis von 1 : 1 bis ca. 1 : 2.

8. Oberflächenpanzerung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung des neuen unverschlis­ senen Kopfes und/oder der Werkstoff des Kopfes der Pilznop­ penbolzen dem Verschleißverhalten des Bolzenkopfes angepaßt sind.

9. Oberflächenpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Noppenbolzenreihen (17 bis 20) in Walzenumfangsrichtung gesehen schräg zu den Walzenman­ tellinien verlaufen und V-förmig angeordnet sind.