-
Die Erfindung betrifft eine Kollerrolle mit einer Nabe und einer am Umfang der Kollerrolle ausgebildeten Lauffläche.
-
Solche Kollerrollen können in Maschinen, wie Mühlen oder Pressen verwendet werden, in denen die Kollerrollen auf einer mit Durchbrechungen versehenen Matrize abrollen. Auf der Matrize befindliches Material wird durch die Durchbrechungen hindurch gepresst und dadurch in seinem Zustand verändert. Abhängig von den Eigenschaften des Materials sowie abhängig von der Gestalt der Durchbrechungen und der Struktur der Lauffläche wird das Material beispielsweise zu Pellets gepresst oder zerkleinert.
-
Die Kollerrollen sind bei der Verwendung in solchen Maschinen einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt, so dass die Kollerrollen einem erheblichen Verschleiß unterliegen. Über die Lebensdauer der Maschine werden die Kollerrollen üblicherweise mehrfach ausgetauscht.
-
Bislang sind Kollerrollen als einheitliches Bauteil ausgebildet, bei dem die Lauffläche einteilig mit der Nabe ausgebildet ist. Beim Austausch wird die Kollerrolle mitsamt Nabe von der Maschine gelöst und durch eine neue Kollerrolle ersetzt. Der auf diese weise erfolgende Austausch einer Kollerrolle verursacht einigen Aufwand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kollerrolle vorzustellen, bei der ein kostengünstiger Austausch möglich ist. Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
-
Erfindungsgemäß ist die Lauffläche an einem Kollerring ausgebildet, der lösbar mit der Nabe verbunden ist. Der Kollerring ist mit einer Gewindebohrung versehen, die gegen einen radialen Vorsprung der Nabe mündet. Dass die Gewindebohrung „gegen” einen radialen Vorsprung der Nabe mündet, bedeutet, dass eine in die Gewindebohrung eingedrehte Schraube sich mit ihrem Ende an dem Kollerring abstützen kann, so dass der Spannring von dem Kollerring abgedrückt wird.
-
Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, dass die Lauffläche der Kollerrolle im allgemeinen schneller verschleißt als die Nabe. Bei bisherigen Kollerrollen wird mit der Nabe also bei jedem Austausch ein Bauteil ersetzt, das seine äußere Verschleißgrenze noch nicht erreicht hat. Wenn erfindungsgemäß ein Kollerring vorgesehen ist, der lösbar mit der Nabe verbunden ist, wird es möglich, den Kollerring mit der Lauffläche separat auszutauschen und die Nabe weiter zu verwenden. Es zeigt sich allerdings, dass es nicht ganz einfach ist, den Kollerring so mit der Nabe zu verbinden, dass er sich einerseits trotz der im Betrieb auftretenden Belastungen nicht selbsttätig von der Nabe löst, dass er andererseits aber mit den an der Betriebsstätte vorhandenen Mitteln von der Nabe gelöst werden kann, wenn der verschleißbedingte Austausch ansteht. Die Erfindung schlägt deswegen vor, den Kollerring mit einer Gewindebohrung zu versehen, die gegen einen radialen Vorsprung der Nabe mündet. Mit einer in die Gewindebohrung eingesetzten Schraube kann eine Kraft ausgeübt werden, durch die der Kollerring von der Nabe abgedrückt wird.
-
Regelmäßig wird der Kollerring durch eine zu der zentralen Achse der Kollerrolle parallele Bewegung von der Nabe getrennt. Damit die über die Gewindebohrung ausgeübte Kraft in der richtigen Richtung wirkt, ist die Gewindebohrung vorzugsweise parallel zu der zentralen Achse des Kollerrings ausgerichtet.
-
Wenn über lediglich eine Gewindebohrung eine Kraft ausgeübt wird, um den Kollerring von der Nabe abzudrücken, besteht die Gefahr, dass der Kollerring sich gegenüber der Nabe verkantet, anstatt sich zu lösen. Um dies zu vermeiden, kann der Kollerring mit einer Mehrzahl von Gewindebohrungen versehen sein, die gegen einen radialen Vorsprung der Nabe münden. Die Mehrzahl von Gewindebohrungen ist vorzugsweise gleichverteilt bezogen auf die zentrale Achse der Kollerrolle.
-
Der Kollerring kann zusätzlich mit weiteren Bohrungen versehen sein, die dazu dienen, den Kollerring mit der Nabe zu verbinden. Die Kollerrolle ist vorzugsweise so gestaltet, dass diese Bohrungen mit Bohrungen in der Nabe fluchten. Es kann also eine Schraube durch die Bohrung in dem Kollerring und die Bohrung in der Nabe hindurchgesteckt werden, um den Kollerring gegen die Nabe zu spannen. Um die Schraube unter Spannung zu setzen, kann die Bohrung in der Nabe mit einem Innengewinde versehen sein oder es kann eine Mutter verwendet werden.
-
Im Betrieb ist die Kollerrolle erheblichen Belastungen ausgesetzt, die von dem Kollerring auf die Nabe übertragen werden. Die Verbindung zwischen dem Kollerring und der Nabe sollte so gestaltet sein, dass sie diesen Belastungen standhalten kann. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine erste konische Anlagefläche der Nabe vorgesehen, auf der der Kollerring flächig aufliegt. Die erste konische Anlagefläche kann von der Mantelfläche des radialen Vorsprungs der Nabe gebildet sein.
-
Die Kollerrolle kann ferner einen Spannring umfassen, der dazu dient, den Kollerring an der Nabe zu befestigen. Der Spannring kann eine zweite konische Anlagefläche aufweisen, auf der der Kollerring flächig aufliegt. Die Neigung der ersten konischen Anlagefläche ist der Neigung der zweiten konischen Anlagefläche vorzugsweise entgegengesetzt. Durch den Spannring wird es möglich, beim Zerlegen der Kollerrolle in mehreren Schritten vorzugehen, indem zunächst der Spannring von dem Kollerring und anschließend der Kollerring von der Nabe gelöst wird.
-
Zum Befestigen des Spannrings an der Nabe kann der Spannring mit einer Mehrzahl von Bohrungen versehen sein. Die Bohrungen fluchten vorzugsweise mit Bohrungen in der Nabe, so dass der Spannring mit Schrauben gegen die Nabe gespannt werden kann.
-
Um den Spannring von dem Kollerring zu lösen, kann der Spannring mit einer Gewindebohrung versehen sein, die gegen den Kollerring mündet. Eine in die Gewindebohrung eingedrehte Schraube stützt sich mit ihrem Ende an dem Kollerring ab, so dass der Spannring von dem Kollerring abgedrückt werden kann. Die Gewindebohrung ist vorzugsweise parallel zur zentralen Achse der Kollerrolle ausgerichtet, so dass die von der Schraube ausgeübte Kraft ebenfalls parallel zu der zentralen Achse wirkt. Der Spannring kann mit einer Mehrzahl von Gewindebohrungen ausgestattet sein, die gegen den Kollerring münden.
-
Im Inneren der Maschine, in der die Kollerrolle betrieben wird, gibt es regelmäßig große Mengen an Staub und ähnlichen Verunreinigungen. Es ist wünschenswert, die Verbindung zwischen dem Kollerring und der Nabe frei von diesen Verunreinigungen zu halten. Würden die Verunreinigungen beispielsweise in die Kontaktflächen zwischen dem Kollerring und der Nabe eindringen, wäre das Zerlegen der Kollerrolle unter Umständen erheblich erschwert. Es können deswegen Dichtringe vorgesehen sein, um die Eintrittspfade abzudichten. Dichtringe können beispielsweise angeordnet sein zwischen der Nabe und dem Kollerring, zwischen dem Spannring und dem Kollerring, zwischen dem Spannring und der Nabe.
-
Über die Nabe wird die Kollerrolle mit der Maschine verbunden. Wenn das Verbindungselement der Maschine ein Zapfen ist, sollte die Nabe der Kollerrolle mit Lagern versehen sein. Ist das Verbindungselement zu der Maschine eine Welle, die ihrerseits drehbar in der Maschine gelagert ist, sind keine Lager in der Nabe erforderlich.
-
Die Lauffläche der Kollerrolle wirkt auf das zu bearbeitende Material ein. Die Wirkung auf das Material hängt in erheblichem Umfang davon ab, wie die Lauffläche gestaltet ist. Die Lauffläche kann dazu mit einer geeigneten Struktur versehen sein, die beispielsweise aus einer Vielzahl von quer ausgerichteten Rippen oder einer Vielzahl von Sacklöchern zusammengesetzt sein kann.
-
Die Erfindung betrifft außerdem eine Maschine, die mit einer solchen Kollerrolle ausgestattet ist, Die Kollerrolle rollt auf einer Matrize ab, die mit einer Vielzahl von Durchbrechungen versehen ist. Es ist möglich, dass die Matrize eine Ringmatrize ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Matrize eine Flachmatrize, die waagerecht angeordnet ist. Die Kollerrolle läuft auf der Flachmatrize entlang einer ringförmigen Bahn. Zum Antrieb der Kollerrolle kann eine senkrecht angeordnete Welle vorgesehen sein, von der sich ein Zapfen waagerecht nach außen erstreckt. Über den Zapfen kann die Kollerrolle an die Welle angeschlossen werden. Vorzugsweise umfasst die Maschine eine Mehrzahl von Kollerrollen, die auf der Matrize abrollen. Die Maschine kann vier Kollerrollen umfassen, es können auch mehr oder weniger als vier Kollerrollen vorgesehen sein. Die Maschine kann beispielsweise eine Mühle oder eine Pelletpresse sein.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Austauschen des Kollerrings einer solchen Kollerrolle. Das Verfahren umfasst den Schritt, dass eine Schraube in eine Gewindebohrung des Kollerrings eingedreht wird, so dass sich das Ende der Schraube an einem radialen Vorsprung der Nabe abstützt, um den Kollerring von der Nabe abzudrücken. Das Verfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Kollerrolle beschrieben sind.
-
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
-
1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Maschine;
-
2: eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Kollerrolle der Maschine aus 1;
-
3: einen Kollerring in Schnittdarstellung;
-
4: den Kollerring aus 3 in perspektivischer Darstellung;
-
5: eine schematische Darstellung eines ersten Schritts beim Zerlegen der Kollerrolle aus 2; und
-
6: eine schematische Darstellung eines zweiten Schritts beim Zerlegen der Kollerrolle aus 2.
-
Eine in 1 gezeigte Pelletpresse umfasst eine senkrecht angeordnete Welle 14, die mit ihrem oberen Ende und ihrem unteren Ende in einem Gehäuse 15 der Presse gelagert ist. Ein in 1 nicht sichtbarer Motor treibt eine Schneckenwelle 16 an, um die Welle 14 über ein Schneckengetriebe 17 in Rotation zu versetzen. Im oberen Abschnitt der Welle 14 erstrecken sich vier Zapfen 18 waagerecht nach außen, von denen in 1 zwei sichtbar sind. An dem äußeren Ende der Zapfen 18 ist jeweils eine Kollerrolle 19 drehbar gelagert.
-
Die Kollerrollen 19 liegen auf einer Flachmatrize 20 auf, die mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 21 in Form von Bohrungen versehen ist. Wenn die Welle 14 in Drehung versetzt wird, rollen die Kollerrollen 19 mit ihrer Lauffläche 23 auf der Flachmatrize 20 ab. Auf der Flachmatrize 20 befindliches Material wird unter dem Druck der Kollerrollen 19 durch die Durchbrechungen 21 gepresst und dadurch pelletiert. Die genaue Wirkung, die die Kollerrollen 19 auf das Material haben, hängt unter anderem von der Struktur der Lauffläche 23 ab. Gemäß 4 ist die Lauffläche 23 im vorliegenden Beispiel aus einer Vielzahl von Rippen zusammengesetzt, die sich quer über die Lauffläche 23 erstrecken. Alternativ kann die Lauffläche 23 auch mit Sackbohrungen oder ähnlichem versehen sein. Die auf diese Weise erzeugten Pellets treten nach unten aus der Flachmatrize 21 aus und werden durch einen Auslass 22 aus der Maschine abgeführt.
-
Wie 2 zeigt, umfasst die Kollerrolle 19 eine Nabe 24, die über Wälzlager 25 drehbar auf dem Zapfen 18 gelagert ist. Die Kollerrolle 19 umfasst ferner einen Kollerring 26, dessen Mantelfläche die Lauffläche 23 der Kollerrolle 19 bildet, sowie einen Spannring 27, über den der Kollerring 26 mit der Nabe 24 verbunden ist. Der Spannring 27, der Kollerring 26 und die Nabe 24 sind zu diesem Zweck mit Bohrungen versehen, die miteinander fluchten, wenn der Spannring 27, der Kollerring 26 und die Nabe 24 richtig zueinander ausgerichtet sind. Die Bohrungen in dem Spannring 27 und dem Kollerring 26 haben eine zylindrische Innenfläche, die Bohrung in der Nabe 24 ist mit einem Innengewinde versehen. Über den Umfang der Kollerrolle 19 sind acht solcher Bohrungen gleichmäßig verteilt, wie in 3 am Beispiel der Bohrungen 28 des Kollerrings 26 gezeigt ist.
-
Für jede der Bohrungen ist eine Schraube 29 vorgesehen, die sich von dem Spannring 27 durch den Kollerring 26 hindurch bis zu der Nabe 24 erstreckt und mit der der Spannring 27 in Richtung der Nabe 24 gespannt wird. Die Nabe 24 ist mit einer ersten konischen Kontaktfläche 30 versehen, auf der der Kollerring 26 über den gesamten Umfang flächig aufliegt. An dem Spannring 27 ist eine zweite konische Kontaktfläche 31 ausgebildet, auf der der Kollerring 26 ebenfalls über den gesamten Umfang aufliegt. Wird der Spannring 27 über die Schrauben 29 gespannt, so wird über die Kontaktflächen 30, 31 Druck auf die Gegenflächen des Kollerrings 26 ausgeübt, durch den der Kollerring 26 zunächst zentriert wird und dann in definierter Position gehalten wird.
-
Außer den Bohrungen 28 umfasst der Kollerring 26 acht Gewindebohrungen 32, die – wie 6 zeigt – gegen einen radialen Vorsprung 33 der Nabe münden. Gemäß 5 ist der Spannring 27 auf gleiche Weise mit einer Mehrzahl von Gewindebohrungen 34 ausgestattet, die gegen den Kollerring 26 münden. Die Gewindebohrungen 32, 34 dienen dazu, die Kollerrolle 19 zu zerlegen. Im zusammengesetzten Zustand der Kollerrolle 19 haben die Gewindebohrungen 32, 34 keine Funktion.
-
Um zu vermeiden, dass in dem staubbelasteten Arbeitsumfeld der Kollerrolle 19 Verunreinigungen in die Kollerrolle 19 eindringen können, sind zwischen der Nabe 24 und dem Kollerring 26, zwischen dem Kollerring 26 und dem Spannring 27 sowie zwischen dem Spannring 27 und der Nabe 24 Dichtringe vorgesehen. Verunreinigungen in der Kollerrolle 19 sollen insbesondere deswegen vermieden werden, weil anderenfalls das spätere Zerlegen der Kollerrolle 19 erschwert ist.
-
Während der Lebensdauer der Pelletpresse verschleißt die Lauffläche 23 der Kollerrolle 19 mehrfach, so dass ein Austausch erforderlich ist. Häufig sind die Lager 25 der Kollerrolle 19 zu dem betreffenden Zeitpunkt noch nicht verschlissen, so dass es ausreicht, den Kollerring 26 auszutauschen. Dazu muss der Kollerring 26 von der Kollerrolle 19 gelöst werden.
-
Für die Demontage des Kollerrings 26 werden zunächst die acht Schrauben 29 gelöst, mit denen der Spannring 27 an der Nabe 24 gehalten ist. Der Spannring 27 wird sich nach Entfernen der Schrauben 29 in aller Regel nicht von alleine lösen, weil er in dem Spalt zwischen dem Kollerring 26 und der Nabe 24 eingeklemmt ist.
-
Um den Spannring 27 von der Nabe 24 zu lösen, werden geeignete Schrauben 35 in die Gewindebohrungen 34 des Spannrings 27 eingedreht. Wie 5 zeigt, stoßen die Schrauben 35 mit ihrer Stirnfläche gegen den Kollerring 26. Wird die Schraube 35 aus dem in 5 gezeigten Zustand weiter gedreht, wirkt eine axiale Kraft auf den Spannring 27, durch die der Spannring 27 von der Kollerrolle 26 abgedrückt wird. Vorzugsweise wird die Mehrzahl von Schrauben 35 parallel betätigt, so dass der Spannring parallel zur zentralen Achse abgedrückt wird, ohne zu verkanten.
-
km nächsten Schritt werden Schrauben 36 in die Gewindebohrungen 32 des Kollerrings 26 eingedreht. Die Schrauben 36 stoßen mit ihrer Stirnfläche an den axialen Vorsprung 33 der Nabe 24. Genau wie der Spannring 27 kann der Kollerring 26 von der Nabe 24 abgedrückt werden, indem die Schrauben 36 ausgehend von dem in 6 gezeigten Zustand weiter eingedreht werden. Anschließend kann ein neuer Kollerring 26 auf die Nabe 24 aufgesteckt werden und mit dem Spannring 27 und den Schrauben 29 fixiert werden.
-
Mit der Erfindung wird also eine Kollerrolle vorgestellt, bei der der Kollerring 26 zwischen den konischen Anlageflächen 30, 31 sicher gehalten wird. Andererseits kann der Kollerring 26 durch die Gewindebohrungen 32, 34 zuverlässig von der Nabe 24 gelöst werden, so dass der Kollerring 26 mit geringem Aufwand ausgetauscht werden kann.
