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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Mühle mit Mahl- Wälzkörpern, insbesondere
Kugeln, zwischen einer oberen Mahlringeinheit und einer unteren Mahlringeinheit,
von denen eine relativ zur anderen um eine im wesentlichen senkrechte Achse umläuft,
wobei Kolbenzylindereinrichtungen zur Erzeugung von Mahldruck vorgesehen sind.
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Bei Mühlen dieser Art besteht die obere Mahlringeinheit meist aus
einem oberen Mahlring mit Druckring und die untere Mahlringeinheit aus einem unteren
Mahlring mit Mahlschüssel.
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Sie werden bevorzugt zur Vermahlung von Mineralien, Brenn-und Sinterprodukten
eingesetzt. Die Drehbewegung wird über ein Getriebe auf den Druckring, auf die Kugeln
oder auf den Mahlteller übertragen. Die Druckkräfte werden durch das Eigengewicht
der Kugeln und durch zusätzliche Fremdkräfte erzeugt.
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Bei der Mühle nach der DE-PS 887 599 werden die zusätzlich erforderlichen
Druckkräfte von Federn auf den Druckring ausgeübt. Die erforderlichen Stützkräfte
müssen einerseits von dem Mühlengehäuse mit entsprechend starker Verankerung und
andererseits vom Axiallager des Mahltellers mit entsprechend hoher Axialbelastung
aufgenommen werden.
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Die DE-PS 11 43 693 zeigt die Möglichkeit, zusätzliche Druckkräfte
durch hydraulische Druckzylinder aufzubringen und in den Druckring oder in die Mahlschüssel
einzuleiten. Der Kraftfluß durch den oberen Druckring führt zu den bereits beschriebenen
Nachteilen, d.h. die Gegenkräfte müssen vom Mühlengehäuse und der Verankerung bzw.
vom Mühlenboden aufgenommen werden. Die Einleitung der zusätzlichen Kräfte über
den Mahlteller bringt zwangsläufig mit sich, daß der Mahlteller feststeht und der
Druckring
angetrieben werden muß. Das hat Nachteile für die Vermahlung, weil auf die Fliehkräfte
für die Bewegung des Mahlguts verzichtet werden muß. Außerdem ist die Einleitung
der Drehkräfte in die obere Mahleinheit nachteiliy.
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Aufgabe der Erfindung ist es, in einer Mühle die zusätzlich erforderlichen
Druckkräfte auf die Mahlringe in einer Weise aufzubringen, die nicht mit den zuvor
beschriebenen Nachteilen behaftet ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine zentrisch
angeordnete Kolbenzylindereinheit beide Mahlringeinheiten kraftschlüssig verbindet.
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Durch hydraulische, pneumatische oder hydraulisch-pneumatische Steuerung
der Kolbenzylindereinheit ist eine große Nachgiebigleit in senkrechter Richtung
gewährleistet. Der zusätzlich eingeleitete Mahldruck wirkt nur in den Mahlelementen,
d.h. zwischen der oberen und unteren Mahlringeinheit. Er wird nicht in das beispielsweise
die Mahlschüssel antreibende und die Axialkräfte aufnehmende Getriebe übertragen.
Auch werden diese Kräfte nicht mehr über das Mühlengehäuse und die Fundamentanker
übertragen. Die bekannten Vorteile einer hydropneumatischen Kolbenzyliffdersteuerung
können uneingeschränkt ausgenutzt werden, d.h. Steuerung des Mahldruckes, druckentlastendes
Anfahren und Abheben der oberen Mahlringeinheit zum Austausch der Mahlkugeln kann
hiermit durchgeführt werden. Als weitere Vorteile können genannt werden, daß die
erfindungsgemäße Kolbenzylindereinrichtung volle Freiheit in der übrigen konstruktiven
Gestaltung in der Mühle und insbesondere der Mahlringeinheiten läßt und daß sie
einen zusätzlichen zentrierenden Einfluß zwischen den Mahlringeinheiten erzeugt.
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Vorteilhafterweise ist die Kolbenzylindereinheit an einem oder beiden
Enden gelenkig mit den Mahlringeinheiten verbunden,wobei die gelenkige Verbindung
vorzugsweise kardanisch ausgeführt ist. Dies ergibt eine besonders stabile Lagerung,
die
große Fluchtabweichungen zuläßt.
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Ferner kann es vorteilhaft sein (gegebenenfalls auch als Alternative
zur gelenkigen Verbindung) wenn die Kolbenzylindereinheit an mindestens einer Seite
federnd gelagert ist. Eine Federung kann zusätzlich zu der hydraulischen Nachgiebigkeit
der Kolbenzylindereinrichtung Vorteile bringen, weil sie die Hydraulik von Stößen
entlastet, ohne daß auf deren dämpfende Wirkung verzichtet werden muß. Ferner hat
eine federnde Verbindung den Vorteil, daß sie der Taumelbewegung des Druckrings
leichter folgen kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Gehäuse der Kolbenzylindereinheit
mit Kolbenstange mit der nicht drehenden Mahlringeinheit und die Kolbenstange mit
der drehenden Mahlringeinheit kraftschlüssig verbunden. Dadurch wird eine unkomplizierte
Versorgung des Zylinders mit Hydrauliköl oder Preßluft erreicht.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Gehäuse der Kolbenzylindereinheit
mit Kolbenstange mit der drehenden Mahlringeinheit und die Kolbenstange mit der
nicht drehenden Mahlringeinheit kraftschlüssig verbunden. Dies setzt voraus, daß
die Druckmittelversorgung der Kolbenzylindereinheit über Bohrungen in der Kolbenstange
erfolgt. Diese Ausführungsform ist zwarfür die Kolbenzylindereinheit aufwendiger,
aber bezüglich des Schutzes vor dem Mahlgut hervorgerufenen Beschädigungsmöglichkeiten
wesentlich günstiger.
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Im Zusammenhang der Erfindung ist die in senkrechter Richtung nachgiebige
Führung der nicht umlaufenden Druckringeinheit besonders wichtig. Reibschlußverbindungen,
wie sie in der DE-AS 12 08 159 vorgesehen sil, sind dafür weniger geeignet, weil
sich der Druckring im Gehäuse verkeilen könnte. Auch die Abstützung mittels außerhalb
des Mahlraumes liegendem Bolzen mit Führungsrolle, die sich an senkrechten Führungen
abstützt,
ist wegen des damit verbundenen konstruktiven Aufwandes
und Montageaufwandes beim Wechsel der Mahlelemente nicht geeignet. Die Erfindung
löst die Aufgabe einer klemm- und verschleißfreien und dabei unaufwendigen Führung
dadurch, daß die nicht umlaufende Mahlringeinheit durch mindestens einen sie tangential
mit dem Mühlengehäuse verbindenden Anker gegen Drehung gehalten ist. Der Begriff
Mühlengehäuse faßt in diesem Zusammenhang sämtliche feststehenden Teile zusammen,
die zur Drehverankerung herangezogen werden können. Die Befestigung des Ankers am
Mühlengehäuse und/oder an der Mahlringeinheit ist zweckmäßigerweise gelenkig. Statt
dessen könnte der Anker auch in sich flexibel ausgeführt werden.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn der Anker begrenzt nachgiebig ausgebildet
ist, nämlich vorzugweise durch eine federnde Verbindung an mindestens einem seiner
Enden. Die erfindungsgemäße Führung schafft den notwendigen Freiraum für die Taumelbewegung
der oberen Mahlringeinheit und Cibt ihr dennoch einen sicheren Halt gegenüber den
Drehkräften. Die an den Ankern auftretende Reibung ist gering, so daß keine Gefahr
besteht, daß sich die Mallringeinheit im Gehäuse verkeilen könnte. Dabei kann die
untere Mahlringeinheit in üblicher Weise angetrieben werden. Gewünschtenfalls ist
es statt dessen selbstverständlich auch möglich, die obere Mahlringeinheit anzutreiben
und die untere Mahlringeinheit drehfest anzuordnen. Die federnde Befestigung der
Anker im Gehäuse wirkt stossdämpfend und erhöht die Laufruhe der Anlage.
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Die Relativdrehung zwischen der oberen un der unteren Mahlringeinheit
verlangt nach einer drehbaren Verbindungsstelle im Bereich der Kraftverbindung dieser
Teile, an der auch die erfindungsgemäße Kolbenzylindereinheit beteiligt ist. Zu
diesem Zweck könnte selbstverständlich am einen oder anderen Ende der Kolbenzylindereinheit
ein jeeignetes Axiallager vorgesehen sein. Vorteilhafter ist es jedoch gemäß der
Erfindung, wenn der Zylinderteil der Kolbenzylindereinheit drehfest mit der einen
Mahlringeinheit und der Kolbenteil der Kolbenzylindereinheit
drehfest
mit der anderen Mahlringeinheit verbunden ist, so daß die Relativdrehung sich zwischen
dem Zylinderteil und dem Kolbenteil der Kolbenzylindereinheit abspielt. Dabei übernimmt
das zwischen Kolben und Zylinder eingeschlossene Druckmedium die axiale Lagerkraft
reibungsfrei. Die Lagerreibungsverluste werden dadurch beträchtlich gesenkt und
an eine (im Vergleich mit bisherigen Lageranordnungen) günstigere Stelle verlagert.
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Da bei bekannten Mahlanlagen das bevorzugt im Getriebe untergebrachte
Axiallager eine Schwachstelle und einen beträchtlichen Kostenfaktor bilden kann,
bringt die Erfindung durch die Entlastung dieses Lagers erhebliche wirtschaftliche
und konstruktive Vorteile.
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Die Erfindung wird anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung
ausführlich beschrieben, und zwar zeigt: Fig.1 einen senkrecht durch den Mahlteil
einer Kugelmühle verlaufenden Schnitt, Fig.2 einen in Fig.1 eingezeichneten Schnittverlauf
in Form einer Draufsicht, Fig.3 einen Schnitt entsprechend Fig.1 mit Federn am oben
liegenden Zylinder und an der Kolbenstange, Fig.4 einen Schnitt entsprechend Fig.1
mit einer Federbefestigung an der unten liegenden Kolbenstange, Fig.5 einen Schnitt
entsprechend Fig.1 mit Federbefestigung am unten liegenden Zylinder, Fig.6 einen
Schnitt entsprechend Fig.1 mit Federbefestigung am oben liegenden Zylinder und
Fig.7
einen Schnitt entsprechend Fig. 1 mit Federbefestigung an der oben liegenden Kolbenstange.
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Sämtliche Ausführungsbeispiele zeigen eine untere Mahleinheit bestehend
aus Mahlschüssel 4 und Mahlring 5, eine obere Mahlringeinheit bestehend aus Druckring
3 und Mahiring 7 sowie dazwischen Mahlkugeln 6. Es sei vorausgesetzt, daß die obere
Mahlringeinheit 3, 7 nicht umläuft, während die untere in nicht dargestellter Weise
drehend gelagert und angetrieben ist.
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Gemäß Fig.1 ist zentral die Kolbenzylindereinheit 1 mit Kolbenstange
2 angeordnet. Das Ende des Zylinderteils ist kardanisch mit dem Druckring der oberen
Mahlringeinheit verbunden, während das Ende der Kolbenstange 2 kardanisch mit der
Mahlschüssel verbunden ist. Die Kolbenzylindereinheit erzeugt zwischen diesen beiden
Verbindungsstellen Zugkräfte, die im Bereich der Mahlkugeln 6 als Druckkräfte übertragen
werden.
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Die kardanische Verbindung ist so ausgestaltet, daß die Taumelbewegung
der oberen Mahlringeinheit nicht behindert wird.
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Die Kolbenzylindereinheit kann von einem Schutzgehäuse 13 umgeben
sein, das ausreichende Relativbeweglichkeit garantiert und in Fig.1 als Teleskopgehäuse
angedeutet ist. Art und Ausführung dieses Schutzgehäuses richten sich vornehmlich
nach der Art des Mahlguts, der Temperatur und nach der Eigenabdichtung der Kolbenzylindereinheit.
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Fig.2 zeigt in einer Draufsicht in dem in Fig.1 gekennzeichneten Schnittverlauf
einerseits eine Befestigungsmöglichkeit des Kardangelenkes 8 an der Kolbenstange
2 und an der Mahlschüssel 4 sowie andererseits die Befestigung des Kardangelenkes
9 am Druckring 3. Der Anker 10 sichert den Druckring gegen Verdrehen im Drehsinne
dei Mahlschüssel. Die Ankerbefestigung am Druckring erfolgt gelenkig und im Mühlengehäuse
12 beispielsweise durch stoßdämpfende Federpakete 11.
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Bei der Ausführungsform, die in Fig.3 abgebildet ist, ist die kardanische
Aufhängung der Kolbenzylindereinheit durch Federpakete 14 ersetzt. Die Federn sorgen
für die erforderliche Bewegungsfreiheit des Druckringes und der Kolbenzylindereinheit
mit Kolbenstange einerseits und für eine elastische Befestigung andererseits.
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Die Figuren 4 bis 7 zeigen eine einseitig gefederte Anbringung der
Kolbenzylindereinheit, während am anderen Ende eine starre Verbindung vorgesehen
ist. Diese Ausführungsmöglichkeit wird aber mit Rücksicht auf die eingeschränkte
Bewegungsmöglichkeit der nicht gefederten Anschlußseite nur in solchen Anlagen eingesetzt,
in denen an die Taumelbeweglichkeit geringe Ansprüche gestellt werden. Dabei ist
die starre Verbindung gemäß Fig.4 oben am Zylinderteil, gemäß Fig.5 oben an der
Kolbenstange, gemäß Fig. 6 unten an der Kolbenstange und gemäß Fig.7 unten am Kolben
vorgesehen.
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Die Anordnung mit unten liegendem Zylinderteil hat Vorteile bezüglich
des Schutzes der Kolbenzylindereinheit und der Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit.
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Eine Abhängigkeit zwischen der Lage des Zylinders und der Befestigung
soll mit diesen Beispielen nicht festgelegt werden. Die verschiedenen Abbildungen
zeigen jedoch, daß es eine ganze Reihe von Variationsmöglichkeiten gibt, die hier
nicht erschöpfend abgebildet worden sind. Auch eine Kombination aus Kardangelenk
und Feder ist möglich.