DE2704243A1

DE2704243A1 - Walzenmuehle

Info

Publication number: DE2704243A1
Application number: DE19772704243
Authority: DE
Inventors: Willy Jakobs
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1977-02-02
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1978-08-03
Also published as: ATA68878A; NO780348L; PL204383A1; US4168806A; AT357404B; DE2704243C2

Description

Anlage zum Patentgesuch der H 77/2

Klöckner-Humboldt-Deutz *? Chr/Wr

Aktiengesellschaft

vom 26. Jan. 1977

Walzenmühle

Die Erfindung betrifft eine Walzenmühle mit einem Rahmen und mit zwei drehbar gelagerten, zueinander parallelen Mahlwalzen, die zwischen sich einen Brechspalt bilden.

Bisher bekannte Walzenmühlen haben eine ortsfeste Walze oder eine einstellbare Walze und eine ausweichbare Walze, die bei überschreiten eines im Walzenspalt bzw. Brechspalt maximal zugelassenen Druckes zur Vermeidung von Maschinenschaden zur Seite hin ausweicht. Es sind Ausweichwalzen bekannt, die an einer mechanischen oder hydraulischen Feder abgestützt sind und eine translatorische Ausweichbewegung ausführen können. Bekannt ist auch, daß die Ausweichwalze eine kreisbogenförmige Ausweichbewegung ausführen kann, indem sie an einer schwenkbaren Schwinge befestigt ist, die mittels einer Spindel an einem Widerlager des Maschinengehäuses federnd abgestützt ist (zum Beispiel DT-AS 1 221 887).

Es wird untersucht, was beim letztgenannten Walzenmühlentyp, der sogenannten Einschwingenwalzenmühle passiert, wenn durch einen in den Brechspalt geratenen nicht zerkleinerbaren Fremdkörper eine überlast auftritt. Im folgenden Zahlenbeispiel

ρ ο 9 ?n ι / π /. 7 9

khd27Ü4243

H 77/2

sei das Gewicht der beiden Walzen einer solchen Mühle je 1000 kg, die die beiden Walzen zusammenhaltende Federkraft sei 100 kg und die durch den Fremdkörper verursachte Ausweichbeschleunigung der Ausweichwalze sei 10 g (10-fache Erdbeschleunigung). Die daraus resultierende Beschleunigungskraft von 1000 χ 10 = 10 000 kg plus 1000 kg Eigengewicht der Walze plus 100 kg Federkraft ergeben insgesamt die hohe Belastung von 11.100 kg, die voll auf die Lager der ortsfesten Festwalze einwirkt. Bei der beweglichen Ausweichwalze dagegen wird die große, im Brechspalt auftretende Beschleunigungskraft von 10.000 kg weitgehendst verzehrt durch die Massenbeschleunigung der 1000 kg schweren Ausweichwalze, deren Lager also praktisch nur mit 1000 kg Walzeneigengewicht plus 100 kg Federkraft =1 100 kg belastet werden. Beim Auftreten einer überlast ist also die Lagerbelastung bei beiden Walzen sehr unterschiedlich und bei der ortsfesten Walze sehr hoch. Weitere Nachteile der Einschwingenwalzenmühle gehen aus den unten angegebenen Vorteilen der Erfindung hervor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eine ortsfeste und eine ausweichbare Walze aufweisende Walzenmühle zu verbessern hinsichtlich vieler Eigenschaften, insbesondere eine geringere und möglichst symmetrisch verteilte Belastung aller Walzenlager bei gleichzeitiger Vergrößerung der Durchsatzleistung und Vereinfachung der Walzenspalteinstellung zu erreichen. - 3 -

ft 098 3 1 /CU¹H

ζ _KHD J7Ü4243

- I - H 77/2

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Walzenmühle vorgeschlagen, bei der beide Walzen ausweichbare Ausweichwalzen sind und jeweils in einer Schwinge gelagert sind, die am Maschinenrahmen schwenkbar befestigt ist.

Durch die Erfindung werden im wesentlichen folgende Vorteile erreicht: Da beide Walzen im Uberlastungsfall zur Seite ausweichen, werden die Ausweichwege, die Beschleunigungen der Ausweichbewegungen und die daraus resultierenden Beschleunigungskräfte gegenüber einer Walzenmühle mit nur einer ausweichbaren Walze, also zum Beispiel gegenüber einer Einschwingenwalzenmühle halbiert. Man kann daher bei der erfindungsgemäßen Walzenmühle die doppelte Walzenumfangsgeschwindigkeit und damit einen deutlich höheren Mahlgutdurchsatz zulassen gegenüber einer Walzenmühle mit nur einer ausweichbaren Walze. Dadurch, daß große Beschleunigungskräfte, welche im Brechspalt auf die Walzen einwirken können, durch die Massenbeschleunigung, das heißt Anheben und Auseinanderdrücken der beiden schweren Ausweichwalzen weitgehendst verzehrt werden, ist die Lagerbelastung auch bei stoßartigen Überlastungen vergleichsweise gering und sie wird vor allem völlig gleichmäßig und symmetrisch auf alle vier Walzenlager verteilt. Die Lage des Brechspaltes bleibt trotz Verschleiß der beiden Walzen unverändert, wodurch ein Nachschieben der Aufgabevorrichtung für das Mahlgut entfällt. Dagegen ist bei

8O9831/0A7§

KHD

- /r - H 77/2

einer Walzenmühle mit nur einer beweglichen Walze ein Nachstellen der Aufgabevorrichtung in Richtung zur ortsfesten Walze unbedingt notwendig, weil sonst das Mahlgut nicht genau in Brechspaltmitte auf die Walzen auftrifft, sondern seitlich daneben, wodurch die Durchsatzleistung abnimmt.

Nach einem Merkmal der Erfindung sind die beiden Wellenlager jeder der beiden Mahlwalzen in jeweils einem Schwingenarm befestigt und alle vier Schwingenarme sind im unteren Bereich am Maschinenrahmen schwenkbar befestigt. Beide Walzendrehachsen liegen innerhalb und oberhalb der Schwingenschwenkachsen; sie könnten auch außerhalb der Schwingenschwenkachsen liegen.

Die bezüglich des Brechspaltes einander gegenüberliegenden Schwingen sind an ihrem oberen Bereich durch mindestens eine Feder, insbesondere durch an beiden Enden gelenkige Hydraulikzylinder miteinander verbunden. Die beiden Walzen stützen sich also gegenseitig an den Hydraulikzylindern ab, deren Länge so eingestellt ist, daß der gewünschte Brechspalt erhalten bleibt. Da man die Dicke des Brechspaltes während des Betriebes der Walzenmühle praktisch nicht messen kann, wird die dem gewünschten Spalt äquivalente Kraft gemessen und konstant gehalten durch Konstanthaltung des Öldruckes der Hydraulikzylinder. Als Überlastsicherung ist in den Zylindern

809831 /CK79

- £ - H 77/2

ein Gasspeicher vorgesehen, der genügend hoch gegenüber dem Arbeitsdruck vorgespannt ist, zum Beispiel Arbeitsdruck 10 atu, Gasspeichervorspannung 100 atü. Hierbei ist ein automatisches Nachstellen der Walzen leicht realisierbar. Bei dieser Betriebsweise müssen drei Bedingungen konstant sein: die Art, die Kornverteilung und die Menge des Mahlgutes. Außerdem muß durch den Brechspalt eine definierte Mahlgutmenge fließen; im Bereich von wenig Durchsatz bis Durchsatz gleich Null wird die automatische Walzennachstellung abgeschaltet. Bei konstant gehaltenem Brechspalt werden unrunde Walzen von selbst wieder rund, beziehungsweise die Walzen werden erst gar nicht unrund.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die einander gegenüberliegenden Schwingen durch ein Koppelstück so miteinander gekoppelt, daß sie eine zur Symmetrieebene durch den Brechspalt gegenläufig synchrone und symmetrische Schwenkbewegungen ausüben können, nicht aber eine gleichgerichtete Schwenkbewegung. Dadurch wird erreicht, daß das an sich labile Gelenksystem der Schwingen mit den darin gelagerten Walzen nicht nach einer Seite hin umfallen kann. Dazu können die einander gegenüberliegenden Schwingen einander zugewandte Ansätze aufweisen, die im Bereich der durch den Brechspalt gelegten Vertikalebene durch eine Lasche gelenkig miteinander verbunden sind. Eine Koppelung der einander gegenüberliegenden Schwingen zum Beispiel durch ineinandergreifende

Zahnradsegmente wäre ebenfalle möglich.

809831 /CU7§

2 KHD

- 6 - H 77/2

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt die Drehachse des Walzendrehantriebes, zum Beispiel Riemenantriebs, etwa in der Schwenkachse der Schwinge. Dadurch ändert sich der Achsabstand des Riemenantriebes nicht, auch wenn die Schwinge mit der zugehörigen angetriebenen Walze zur Seite ausweicht; eine Riemennachstellung ist nicht erforderlich.

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Flg. 1 die erfindungsgemäße Doppelschwingenwalzenmühle in Ansicht,

Fig. 2 die Walzenmühle der Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III - III der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV der Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Walzenmühle hat einen rechteckigen Rahmen 10, an dem zwei Schwingen 11 und 12 schwenkbar befestigt sind. Die Schwinge 11 hat die zwei sich nach oben erstreckenden Schwingenarme 11a und 11b und die Schwinge 12 hat die zwei sich nach oben erstreckenden Schwingenarme 12a und 12b. Dabei sind die Schwingenarme 11a und 11b über ein

-3-

H 77/2

Rohrstück 11c und die Schwingenarme 12a und 12b über ein Rohrstück 12c miteinander verbunden. Nach Fig. 3 ist das Rohrstück 11c über drehelastische Buchsen 13 und 14 mit Zapfen 15 und 16 des Rahmens 10 verbunden, während nach Fig. das Rohrstück 12c über drehelastische Buchsen 17 und 18 mit Zapfen 19 und 20 des Rahmens 10 verbunden ist. Auf diese Weise lassen sich die Schwingen 11 und 12 um ein gewisses Maß um ihre zugehörigen Schwenkachsen 21 und 22 verschwenken.

In den Schwingenarmen 11a und 11b sind Lagerböcke 23 und 24 zur Aufnahme einer Welle 25 befestigt, während in den Schwingenarmen 12a und 12b Lagerbocke 26 und 27 zur Aufnahme einer Welle 28 befestigt sind. Auf der Welle 25 sitzt die Walze 29 und auf der Welle 28 die Walze 30. Beide Walzendrehachsen liegen innerhalb und oberhaHo der Schwingenschwenkachsen 21 und 22. Die Walzen 29 und 30 bilden zwischen sich einen Brechspalt, in welchem das Mahlgut, das über die ortsfeste, zentrale und im Querschnitt rechteckige Aufgabevorrichtung 31 zugeführt wird, zerkleinert wird. Das zerkleinerte Mahlgut tritt durch die öffnung 32 aus der Walzenmühle nach unten aus. Damit die beiden schweren Walzen 29 und 30 nicht nach einer Seite hin umfallen können, weisen, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die einander gegenüberliegenden Schwingen 11 und 12 einander zugewandte Ansätze 33 und 34 auf, die im Bereich der durch den Brechspalt gelegten

809831/0471

- fr - H 77/2

Vertikalebene durch eine Lasche 35 gelenkig miteinander verbunden sind. Damit können die Schwingen mit den beiden Walzen nur eine zur Symmetrieebene durch den Brechspalt gegenläufig synchrone und symmetrische Schwenkbewegung ausüben.

Die Walze 29 wird über Drehantrieb 36a und Riemenscheibe 36b angetrieben, während die Walze 30 über Drehantrieb 37a und Riemenscheibe 37b angetrieben wird. Die Drehachsen der Drehantriebe liegen dabei in den Schwenkachsen 21 und 22 der Schwingen 11 und 12, damit die Riemenscheiben 36b und 37b eine Schwenkbewegung der Schwingen mitmachen können, ohne daß dabei der Riemen eine Längenänderung erfährt. Es wäre auch möglich, nur eine der beiden Walzen anzutreiben, wobei sich dann die andere Walze durch Reibschluß mit dem Mahlgut dreht. Mit der Welle 25 ist eine Verschiebevorrichtung zur automatischen ständigen axialen Zwangsverschiebung der Walze 29 verbunden, um eine gleichmäßige Abnutzung der beiden Walzenmäntel über die gesamte Breite zu erreichen und jede Riefenbildung zu vermelden. Davon abgesehen lassen sich die vier Lagerböcke 23, 24, 26, 27 jeweils durch eine Klemmringbefestigung 39 axial verstellen.

Die oberen Enden der einander gegenüberliegenden Schwingenarme 11a und 12a und die oberen Enden der Schwingenarme 11b und 12b sind jeweils durch einen horizontal liegenden

8098 3 1/0473

44 KHD

_ ₉ - H 77/2

Hydraulikzylinder 40 bzw. 41 miteinander verbunden, die an beiden Enden gelenkig sind. Die beiden schweren Walzen 29 und 30 stützen sich also gegenseitig an den Hydraulikzylindern 40 und 41 ab, deren Länge so eingestellt ist, daß der gewünschte Brechspalt erhalten bleibt. Bei einer auftretenden überlastung können erfindungsgemäß beide Walzen zur Seite ausweichen und es treten dabei vergleichsweise geringe und völlig symmetrische Kräfte auf, die nicht in das Fundament der Maschine eingeleitet werden. Die Hydraulikzylinder 40, 41 sind zum Beispiel mit einem Druck von 100 atü vorgespannt. Die daraus resultierende Vorspannkraft ist genügend größer als die Arbeitskraft, die auftritt, wenn der normale Brechdruck im Brechspalt zum Beispiel bei 10 atü gehalten wird.

Die erfindungsgemäße Doppelschwingenwalzenmühle benötigt nur vergleichsweise kleine und leichte Lager und Wellen, da die auftretenden Kräfte auch im Überlastungsfall vergleichsweise klein und völlig symmetrisch sind. Alle vier Lager sind untereinander gleich. Da beide Walzen zur Seite ausweichen, halbieren sich gegenüber einer Walzenmühle mit nur einer ausweichbaren Walze die Ausweichwege, deren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, wodurch man bei der erfindungsgemäßen Walzenmühle den beiden ausweichbaren Walzen eine deutlich

- 10 -

KHD H 77/2

höhere Umfangsgeschwindigkeit geben kann, so daß die erfindungsgemäße Mühle letztendlich eine wesentlich höhere Durchsatzleistung haben kann gegenüber einer üblichen Walzenmühle, bei der nur eine Walze ausweichbar ist.

- Patentansprüche -

- 11 -

8 Π 9 ft 3 1 / 0 '■> 7 9

L e e r s e We

Claims

KHD ^ 7 U ί» 2 4

H 77/2

Patentansprüche

lly Walzenmühle mit einem Rahmen und mit zwei drehbar gelagerten, zueinander parallelen Mahlwalzen, die zwischen sich einen Brechspalt bilden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzen (29, 30) Ausweichwalzen sind und jeweils in einer Schwinge (11, 12) gelagert sind, die am Rahmen (10) schwenkbar befestigt ist.
2. Walzenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellenlager (23, 24 und 26, 27) jeder a_er beiden Walzen (29, 30) in jeweils einem Schwingenarm (11a, 11b und 12a, 12b) befestigt sind und daß alle vier Schwingenarme im unteren Bereich am Rahmen (10) schwenkbar befestigt sind.
3. Walzenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzendrehachsen (25, 28) innerhalb und oberhalb der Schwingenschwenkachsen (21, 22) liegen.
4. Walzenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich des Brechspaltes einander gegenüberliegenden Schwingen (11, 12) an ihrem oberen Bereich durch mindestens eine Feder, insbesondere durch an beiden Enden gelenkige Hydraulikzylinder (40, 41) miteinander verbunden sind.

- 12 -

809831 /CU7&

ORIGINAL INSPECTED

KHD 27Ü4243 η 77/2

a,
5. Walzenmühle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Schwingen (11, 12) durch ein Koppelstück so miteinander gekoppelt sind, daß sie eine zur Symmetrieebene durch den Brechspalt gegenläufig synchrone und symmetrische Schwenkbewegung ausüben können,
nicht aber eine gleichgerichtete Schwenkbewegung.
6. Walzenmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Schwingen (11, 12) einander
zugewandte Ansätze (33, 34) aufweisen, die im Bereich der
durch den Brechspalt gelegten Vertikalebene durch eine
Lasche (35) gelenkig miteinander verbunden sind.
7. Walzenmühle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Walzendrehantriebes (36a,
37a), zum Beispiel Riemenantriebes, etwa in der Schwenkachse (21, 22) der Schwinge (11, 12) liegt.
8 0 9 P 3 1 / ΓΗ 7