-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hammermühle und einen Rotor einer Hammermühle.
-
Aus dem Stand der Technik sind Hammermühlen hinlänglich bekannt.
-
DE 102 53 345 A1 zeigt beispielsweise eine Hammermühle, bei welcher die Wartung erleichtert ist. Insbesondere ist der Wechsel der Hammer vereinfacht, da diese direkt in einer Baugruppe auf dem Rotor montiert werden können. Die Hämmer mit ihren Distanzstücken werden in einer Lehre aufgereiht. Anschliessend wird ein Hammerbolzen durch alle aufgereihten Hämmer und Distanzstücke eingeschoben. Die somit vorgefertigte Baugruppe wird dann in der Lehre zum Rotor gebracht und der Hammerbolzen wird im Rotor an den Rotorscheiben befestigt.
-
Die Hammermühlen aus dem Stand der Technik weisen den Nachteil auf, dass ein Auswechseln eines einzelnen beschädigten oder abgenützten Hammers mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Es muss immer eine ganze Anzahl Hämmer, welche vor dem auszuwechselnden Hammer angeordnet sind, entfernt werden.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere soll eine Hammermühle zur Verfügung gestellt werden, welche ein einfaches und rasches Auswechseln der Hämmer erlaubt.
-
Diese Aufgabe wird durch die Hammermühle und den Rotor gemäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
-
Eine erfindungsgemässe Hammermühle weist einen bei bestimmungsgemässem Gebrauch verschliessbaren Mahlraum und einen im Mahlraum angeordneten Rotor auf. Dieser Rotor umfasst eine Rotorwelle und mehrere Rotorscheiben, welche den Rotor in mehrere Segmente aufteilen. Die Rotorscheiben können in gleichmässigen oder variablen Abständen zueinander auf der Rotorwelle angeordnet sein. Die einzelnen Rotorscheiben können beispielsweise über eine Schraubverbindung auf der Rotorwelle fixiert sein. Der Rotor weist mehrere Schlägerbolzen zur Aufnahme von Schlägern oder ganzen Schlägerpaketen auf. Die einzelnen Schlägerbolzen erstrecken sich nicht über alle Segmente.
-
Dadurch, dass die einzelnen Schlägerbolzen nicht über alle Segmente reichen, wird ein einfaches Auswechseln der Schläger oder der Schlägerpakete ermöglicht. Der Schlägerbolzen ist verglichen mit solcher konventioneller Bauart deutlich kürzer und leichter und nimmt weniger Schläger auf. Der einzelne Schlägerbolzen mit seinen auf dem Schlägerbolzen angeordneten Schläger oder Schlägerpaketen wird einfacher handhabbar.
-
Die einzelnen Schlägerbolzen können beidseitig an gegenüberliegenden und ein einzelnes Segment begrenzenden Rotorscheiben lösbar befestigt sein. Wenn ein einzelner Schlägerbolzen nur über ein einzelnes Segment reicht, kann der Schlägerbolzen kürzer ausgebildet werden und das Auswechseln eines einzelnen Schlägers oder eines einzelnen Schlägerpaketes wird nochmals vereinfacht.
-
Öffnungen der Rotorscheiben, welche den Schlägerbolzen aufnehmen können, können einen Innendurchmesser aufweisen, welcher grösser ist als ein Aussendurchmesser des Schlägerbolzens. Der Schlägerbolzen muss somit nur aus einer Öffnung der Rotorscheibe ganz oder teilweise herausgezogen werden. Ein teilweise herausgezogener Schlägerbolzen kann anschliessend durch ein Verkippen aus dem Segment entfernt werden. Dabei ist die Öffnung in der Rotorscheibe so gross, dass ein Verkippen des Schlägerbolzens ermöglicht wird, wodurch der Schlägerbolzen an einer benachbarten Rotorscheibe vorbeiführbar ist.
-
Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Schlägerbolzen eines Segmentes zu den Schlägerbolzen eines benachbarten Segmentes in Bezug auf den Umfang versetzt angeordnet sind. Somit wird ein einfacheres Lösen und Herausziehen der Schlägerbolzen ermöglicht.
-
Zwischen je zwei benachbarten Rotorscheiben können ein oder mehrere Stützringe angeordnet sein. Ein solcher Stützring, welcher ebenfalls Öffnungen aufweist, durch welche der Schlägerbolzen hindurchgeführt wird oder ist, dient vor allem einer zusätzlichen Abstützung des Schlägerbolzens. Insbesondere bei hohen Drehzahlen sind die Schlägerbolzen durch das Gewicht der Schläger und durch die Rotation des Rotors stark belastet. Durch Verwendung von Stützringen, können die Schlägerbolzen entsprechend kleiner dimensioniert werden.
-
Die Stützringe können mittels Stützbolzen mit den Rotorscheiben verbunden sein. Eine solche Verbindung der Stützringe mit den Rotorscheiben resultiert in einer zusätzlichen Stabilität des Rotors. Dabei können die Stützbolzen über alle Rotorscheiben durchgehend sein. Durch solche sich über alle Rotorscheiben erstreckenden Stützbolzen wird eine einfache Konstruktion möglich.
-
Jeder Schlägerbolzen kann je zwischen zwei benachbarten Stützringen oder zwischen einem Stützring und einem benachbarten Rotorscheibe mindestens einen oder mehrere Schläger aufnehmen. Die Anzahl der Schläger wird dabei durch die gewünschte Vermahlungsart, die Drehzahl, die Masse der einzelnen Schläger und durch den Rotordurchmesser bestimmt.
-
Jeder Schlägerbolzen kann an einem ersten Ende mit einer Kappe zum Befestigen des Schlägerbolzens in einer Öffnung einer Rotorscheibe versehen sein. Durch die Verwendung einer Kappe, welche den Schlägerbolzen mit der Rotorscheibe verbindet, ist eine einfache und kostengünstige Konstruktion der Befestigung möglich. Eine solche Kappe kann ein metallisches Bauteil sein, das besonders einfach durch Fräs- und/oder Drehoperationen herstellbar ist.
-
Die Kappe kann dabei im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweisen, deren Aussendurchmesser dem Innendurchmesser der Öffnungen der Rotorscheiben im Wesentlichen entspricht. Dadurch ist die Kappe passgenau in der jeweiligen Öffnung der Rotorscheibe aufgenommen oder aufnehmbar. Auf diese Art und Weise kann eine stabile Fixierung der Schlägerbolzen an den Rotorscheiben sichergestellt werden. Durch die Verwendung derartiger Kappen kann auch die Montage und Demontage der Schlägerbolzen weiter vereinfacht werden. Der der Öffnung zugeordnete zylindrische Aufnahmeabschnitt der Kappe kann dabei einen Ringspalt vorgeben, der den Kippwinkel für die Demontage des Schlägerbolzens festlegt. An einem Ende weist die Kappe vorzugsweise eine beispielsweise durch einen umlaufenden Kragen gebildete Schulter auf, welche als Anschlag in der Öffnung der Rotorscheibe dient. Am gegenüberliegenden Ende der Kappe kann diese eine Bohrung aufweisen, um den Schlägerbolzen darin aufzunehmen. Die Bohrung kann dabei beispielsweise ein Innengewinde aufweisen, in die der Schlägerbolzen, welcher an einem Ende ein entsprechendes Aussengewinde aufweist, eingeschraubt wird. Es ist auch denkbar, dass die Kappe mit einer separaten Schraube am Schlägerbolzen befestigt wird. Alternative Formen der Befestigung sind ebenfalls denkbar.
-
Ausserdem kann die Kappe zusammen mit dem Schlägerbolzen einstückig ausgebildet sein.
-
Um die Kappe in der Rotorscheibe zu sichern, kann die Kappe beispielsweise eine Nut aufweisen. Diese Nut kann einen Sprengring aufnehmen, so dass die Kappe sicher zwischen Schulter und Sprengring in einer Öffnung der Rotorscheibe befestigt werden kann. Alternative Formen zur Sicherung der Kappe in der Rotorscheibe sind denkbar.
-
Zur Positionierung der Schläger bei deren Montage und auch während des Betriebs der Hammermühle können so genannte Rechen verwendet werden, welche zwischen den Rotorscheiben angebracht sind. Ein solcher Rechen weist auf der dem Schlägerbolzen zugewandten Seite Schlitze auf, in welchen die Schläger geführt werden. Dabei ist der Rechen so nahe am Schlägerbolzen bzw. der Öffnung der Rotorscheibe zur Aufnahme des Schlägerbolzens angebracht, dass die Schläger immer im Eingriff mit den Schlitzen stehen. Somit sind die Schläger zwar drehbeweglich, jedoch ortsfest auf dem Schlägerbolzen gelagert. Der Rechen kann dabei als einzelnes Bauteil direkt zwischen zwei bzw. an zwei benachbarten Rotorscheiben angebracht sein. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Rechen gemeinsam mit den Schlägern und einem Schlägerbolzen ein Schlägerpaket bildet, welches zwischen den Rotorscheiben fixiert wird.
-
Ein erfindungsgemässer Rotor kann die gleichen Merkmale und Vorteile wie vorgängig anhand der Hammermühle beschrieben aufweisen. Insbesondere kann er Schlägerbolzen aufweisen, welche nicht über alle Segmente reichen.
-
Anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
-
1: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Hammermühle,
-
2: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Rotors,
-
3: einen erfindungsgemässen Schlägerbolzen,
-
4: einen Ausschnitt einer Draufsicht auf einen Rotor,
-
5: eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemässen Rotors,
-
6: ein Schlägerpaket für den Rotor gemäss 5,
-
7: eine perspektivische Ansicht der Hammermühle gemäss 1 aus einer anderen Richtung,
-
1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Hammermühle. Die Hammermühle 1 weist einen (hier nicht dargestellten) mit Schlägern bestückten Rotor auf. Der Rotor befindet sich in einem Mahlraum, der von einem Gehäuse 9 umgeben ist. Das Gehäuse 9 ist derart ausgestaltet, dass in der Betriebsphase ein unerwünschtes Entweichen des Mahlguts nach Aussen verhindert wird. Auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Hammermühle 1 befindet sich der Antrieb für den Rotor.
-
Beispielsweise für Instandhaltungsarbeiten sind mit 3 bezeichneten Türen vorgesehen, die zum Öffnen in f-Richtung verschoben werden können. Hierzu weist die Tür 3 obere und untere Rollen 4 und 4' auf, die an parallel zur Rotorachse angeordneten Rollenbahnen 5 bei der Schiebebewegung abrollbar sind. Die den unteren Rollen 4 zugeordnete Rollenbahn 5 ist ersichtlicherweise integrierender Bestandteil des Maschinentischs, auf dem die Hammermühle installiert ist. Für die oberen Rollen 4' sind zwei parallel zur Rotorachse R verlaufende Führungsstangen 27 vorgesehen, die jeweils entsprechende Rollenbahnen vorgeben. Weiterhin sind in 1 Schliessmittel 8 zum Sichern der Tür 3 in einer Schliessstellung erkennbar.
-
7 zeigt eine weitere Darstellung der Hammermühle 1. Aus dieser Figur ist etwa erkennbar, dass die Hammermühle 1 zwei einander gegenüberliegende Türen 3 und 3' aufweist.
-
2 zeigt eine erste Variante für einen Rotor 10 für die Hammermühle. Der Rotor 10 weist eine koaxial zur Rotorachse R angeordnete Rotorwelle 11 auf. Der Rotor weist zwei Stirnseiten festlegende Rotorscheiben auf, wovon die (sichtbar dargestellte) erste mit 18 bezeichnet ist. Der zwischen diesen Rotorscheiben befindliche Mahlraum ist mit 2 angedeutet. Zwischen den stirnseitigen Rotorscheiben sind zwei Rotorscheiben angeordnet, wodurch der Rotor in drei Segmente aufgeteilt wird. Auf der Figur ist nur das erste Segment 15 sowie andeutungsweise das zweite Segment 15' zu sehen. Selbstverständlich könnte je nach Anwendungszweck der Rotor auch drei, vier oder mehr Segmente aufweisen. Denkbar wäre aber auch die Anordnung einer einzigen mittigen Rotorscheibe zum Vorgeben zweier Segmente.
-
Jedes Segment weist über den Umfang verteilte Schlägerbolzen auf. Die dem ersten Segment 15 zugeordneten Schlägerbolzen sind mit 20 bezeichnet. Die einzelnen Schlägerbolzen 20 erstrecken sich nicht über alle Segmente, sondern sie sind nur den einzelnen Segmenten zugeordnet. So erstreckt sich etwa der erste Schlägerbolzen 20 ausgehend von der Scheibe 18 nur bis zur unmittelbar benachbarten Rotorscheibe 12. Die Schlägerbolzen 20 (sowie die darauf gelagerten Schläger 23) sind zu den Schlägerbolzen der benachbarten Segmente leicht versetzt in Bezug auf den Umfang auf dem Rotor angeordnet. Die einzelnen Schlägerbolzen 20 sind beidseitig an einander gegenüberliegenden und jeweils ein einzelnes Segment 15, 15' begrenzenden Rotorscheiben 12, 18 lösbar befestigt. Auf den Schlägerbolzen befindet sich jeweils eine Mehrzahl von Schlägern 23. Diese Schläger 23 weisen kreisförmige Aussparungen auf, über die die Schläger auf den jeweiligen Schlägerbolzen drehbeweglich gelagert sind, wodurch im Betrieb eine vorteilhafte Schlag- oder Hammerbewegung ermöglicht wird.
-
Damit die Schläger 23 auch während des Betriebs in ihrer Position auf dem Schlägerbolzen 20 verweilen und ihre gleichmässige Verteilung zwischen den Rotorscheiben 19 bzw. den Stützringen 16 beibehalten, sind die Schläger 23 in so genannten Rechen 33 geführt. Diese Rechen 33 sind in der gezeigten Ausführungsform direkt mit den Rotorscheiben und den Stützringen 16 verbunden. Die Rechen 33 weisen Schlitze auf, in welchen die Schläger 23 sich zwar in Bezug auf eine Rotation um die Schlägerbolzen 20 bewegen können, jedoch in Bezug auf eine seitliche Verschiebung fixiert sind.
-
Die einzelnen Komponenten des Rotors 10 bestehen vorzugsweise aus metallischen Werkstoffen, vorzugsweise aus Stahl. Zum besseren Verständnis des Rotoraufbaus sind je Schlägerbolzen einzelne Schläger nicht dargestellt. Selbstverständlich ist es jedoch wenigstens für einen normalen Mahlbetrieb vorteilhaft, wenn der Rotor vollständig mit Schläger bestückt ist (im vorliegenden Ausführungsbeispiel: 11 bzw. 12 Schläger je Schlägerbolzen; vgl. 4). Der vorliegende Rotor 1 weist beispielhaft drei Segmente mit 24 Schlägerbolzen und – bei vollständiger Bestückung – 284 bzw. 288 Schläger auf.
-
Jedem Segment 15, 15' sind jeweils zwei Stützringe 16 zugeordnet. Die Stützringe 16 weisen im Bereich der Schlägerbolzen der benachbarten Segmente einen reduzierten Aussendurchmesser auf, so dass der Schlägerbolzen eines benachbarten Segmentes beim Herausziehen nicht durch die Stützringe 16 behindert wird. Eine stabile und robuste Bauweise wird dadurch erreicht, indem die Stützringe 16 mittels Stützbolzen 17 mit den Rotorscheiben 18, 12 verbunden sind. Im Unterschied zu den Schlägerbolzen erstrecken sich die Stützbolzen 17 über die gesamte Länge des Rotors und umfassen also alle Segmente 15, 15'.
-
In 3 ist ein einzelner Schlägerbolzen 20 dargestellt. Der Schlägerbolzen 20 besteht aus einem zylindrischen Schaft mit einem Aussendurchmesser Da. An einem Ende des Schlägerbolzens 20 ist eine Kappe 24 stirnseitig angeordnet. Die Kappe 24 weist eine dem Aussendurchmesser Da des Schlägerbolzens 20 entsprechende Bohrung auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäss 3 ist die Kappe 24 über eine Befestigungsschraube 29 am Schlägerbolzen 20 fixiert. Für eine sichere Befestigung der Kappe 24 auf dem Schlägerbolzen 20 könnte beispielsweise auch eine andere Schraubverbindung oder andere Befestigungsarten gewählt werden. Beispielsweise könnte der Schlägerbolzen 20 stirnseitig ein entsprechendes Aussengewinde und die Bohrung 26 ein entsprechendes Innengewinde aufweisen. Die Kappe 24 weist einen zylindrischen Abschnitt mit einem Aussendurchmesser di auf, der der Öffnung 13 in der Rotorscheibe 12 entspricht.
-
Die Kappe 24 ist auf der einen Seite durch einen eine Schulter 25 vorgebenden umlaufenden Kragen abgestützt. Zum Sichern des montierten Schlagbolzens 20 ist in der Kappe eine Nut 30 angeordnet, in die ein (in 3 in einer Draufsicht dargestellter und mit 28 bezeichneter) Sicherungsring, insbesondere ein Sprengring, einsetzbar ist. Die Differenz zwischen den beiden Durchmessern di und Da ergibt beim Herausziehen des Schlägerbolzens 20 aus der Öffnung 13 einen Ringspalt, der ein Verkippen zum einfachen Entfernen ermöglicht. Die Vorteile dieser speziellen Schlägerbolzenkonstruktion sind anhand der nachfolgenden 4 ersichtlich.
-
Der segmentartige Aufbau des Rotors ist aus der Draufsicht gemäss 4 nochmals gut erkennbar. Die jeweiligen Schlägerbolzen 20, 20' und 20'' sind ersichtlicherweise jeweils nur einem Segment zugeordnet. Weiter ist aus 4 ersichtlich, dass beispielsweise der erste Schlägerbolzen 20 sich nur von der Rotorscheibe 18 bis zur nächsten Rotorscheibe 12 erstreckt. Ersichtlicherweise nimmt jeder Schlägerbolzen 20, 20' und 20'' je zwischen zwei benachbarten Stützringen 16 und zwischen einem Stützring 16 und einem benachbarten Rotorscheibe 12, 12', 18 oder 19) mehrere Schläger 23 auf.
-
Zur Demontage, beispielsweise zum Auswechseln der Schläger, muss der Schlägerbolzen 20 aus der Öffnung 13 in der Rotorscheibe 12 herausgezogen werden können. Wegen der benachbarten Rotorscheibe 12' kann der Schlägerbolzen 20 jedoch nicht vollständig in axialer Richtung herausgezogen werden. Da aufgrund des grösseren Durchmessers der Öffnung 13 im Vergleich zum Aussendurchmesser des Schlägerbolzens 20 ein Verkippen möglich ist, kann nach dem Abkippen der Schlägerbolzen dennoch auf einfache Art und Weise aus dem Rotor entfernt werden. Ein derartiger abgekippter Schlägerbolzen ist gestrichelt dargestellt und mit 20* bezeichnet. Die Stützringe 16 weisen im Bereich der Schlägerbolzen 20, 20' und 20'' der benachbarten Segmente einen reduzierten Aussendurchmesser auf, so dass der Schlägerbolzen eines benachbarten Segmentes beim Herausziehen nicht durch die Stützringe 16 behindert wird. Die einzelnen Rotorscheiben 12, 12', 18 und 19 sind in gleichmässigen Abständen voneinander auf der Rotorwelle 11 angeordnet und über flanschartige Haltekörper 32 jeweils fest mit der Rotorwelle 11 verbunden.
-
5 betrifft eine zweite Variante für einen erfindungsgemässen Rotor 10, der sich ebenfalls durch einen segmentartigen Aufbau auszeichnet. Dieser Rotor 10 unterscheidet sich vom vorgehenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass keine einzelnen Schläger 23, sondern ganze Schlägerpakete 32 zwischen benachbarten Rotorscheiben aufgenommen werden.
-
Ein derartiges Schlägerpaket 32 ist in 6 dargestellt. Ersichtlicherweise weist das Schlägerpaket 32 etwa dreieckförmige Stützkörper 31 auf, die zur Stabilisierung dienen. Neben den Schlägern 23 und den Stützkörpern 31 weisen die Schlägerpakete 32 auch einen Rechen 33 auf. Dieser Rechen 33 dient wie vorgängig beschrieben der. seitlichen Führung und Positionierung der Schläger. In 6 ist neben einem Schlägerpaket 32 ein demontierter Schlägerbolzen 20 erkennbar. Dieser Schlägerbolzen 20 bildet zusammen mit der Kappe 24 eine Einheit. Schliesslich ist aus 6 weiter erkennbar, dass je Schläger 23 zwei kreisförmige Aussparungen vorgesehen sind. Die zweite Aussparung ermöglicht es, dass bei Auftreten von Verschleisserscheinungen der Schläger in umgekehrter Lage auf den im Schlägerpaket montiert und so weiter verwendet werden kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
