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Gummigefederte Mahlrolle und Mahlring für
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mit Fliehkraft arbeitende Walzmühlen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Mahleinrichtung für mit Fliehkraft arbeitende Walzmühlen, insbesondere für
Pendelmühlen, bestehend aus mindestens einer Mahlrolle, deren Achse pendelnd an
einer senkrechten Antriebs achse gelagert ist, und einen im Mahlgehäuse befestigten
und koaxial zur Antriebsachse angeordneten zylindrischen Mahlring.
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Es sind Walzmühlen oder Fremdkraftmühlen bekannt, deren umlaufende
Walzen durch Feder- oder Fliehkraft yegen einen Teller, Ring oder Schüssel drückt
werden. Diese Wälzmühlen, insbesondere dic Pendelnühlen werden zur Vermahlung schwer
mahlbarer Mineralien wie z.B. anorganischen Pigmente, Erze aller Art und dergleichen
einyesetzt. Dabei werden die zu vermahlenden Mineralien zwischen der Mahlbahn, die
z.B. durch eine Mahlrolle und einen Mahlring gebildet wird, durch Überrollen pulverisiert.
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Infolge des überrollenden Mahlverfahrens treten in den Mühlenteilen
hohe Materialbeanspruchungen infolge von Vibrationen und Schwingungen auf.
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Diese bei der Vermahlung entstehenden Vibrationen führen zwangsläufig
nach einer bestimmten Laufzeit der Maschine zu Ermüdungserscheinungen und Ermüdungsbrüchen
in den Anlageteilen, insbesondere an der umlaufenden Pendelachse einer Pendelmühle.
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Um den Ermüdungsbrüchen vorzubeugen, werden die Anlagenteile entsprechend
massiv ausgebildet.
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Als zweiter negativer Faktor solcher Wälzmühlen ist der durch die
Vibration entstehende sehr hohe Lärmpegel im Umkreis einer solchen Wälzmühle. Messungen
ergaben einen gesundheitsschädlichen Lärmpegel von 100 dB (A) und höher. Bei einer
vollautmomatisch arbeitenden Wälzmühle muß diese Anlage in einem getrennten Arbeitsraum
aufgestellt werden. Das Bedienungspersonal, das Reparaturen bei laufender Maschine
ausführt, ist oft trotz aufgesetzten Ohrenschützern erheblichen gesundheitlichen
Schädigungen, insbesondere Höhrschädigungen ausgesetzt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Wälzmuhle, insbesondere
einer Pendelmühle, deren Mahleinrichtung dämpfend auf die bei der Bearbeitung entstehenden
Vibration entgegenwirkt und somit eine bessere Laufruhe bei gleichzeitiger Reduzierung
der Materialbeanspruchung und des
Lärmpegel 5.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Anlagefläche
des Mahlringes und/oder die Anlagefläche der Mahlrolle gegen Berührung mit den jeweils
entsprechenden Gegenflächen des Mahlgehäuses bzw. des Lagerelementes durch ein dazwischen
angeordnetes, vibrationsdämmendes Material gesichert ist.
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In vorteilhafter Weise wird ein vibrationsdämmendes Material z.B.
ein Gummi zwischen den in der Maschine befestigten Anlageteile der Mahleinrichtung
und in die Mahlbahn bildende Teile angeordnet, und somit ein direktes Berühren der
vibrierenden Teile mit den Einzelteilen der Mahleinrichtung vermieden wird.
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In besonders vorteilhafter Weise kann ein vibrationsdämmendes Material
unter hoher radialer Vorspannung in der Dämmelement-Aufnahme anliegen. In einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein vibrationsdämmendes Material in entsprechend
ausgebildeten Dämmelement-Aufnahmen mechanisch befestigt sein. In einer weiteren
vorteilhaften Weise können die Dämmelement-Aufnahmen in der Gegenfläche des Mahlgehäuses
und in der Gegenfläche des Lagerelementes ausgebildet sein, wobei die in den Gegenflächen
ausgebildeten Dämmelement-Aufnahmen bei eingesetztem vibrations-
dämmendem
Material funktionell zusammenwirken und somit dem vibrationsdämmenden Material die
entsprechende Vorspannung verleihen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann ein vibrationsdämmendes
Material ringförmig geschlossen in den Dämmelement-Aufnahmen anliegen. In einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein vibrationsdämmendes Material segmentartig
mit im wesentlichen gleichen Abständen zueinander in den Dämmelement-Aufnahmen anliegen.
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In besonders vorteilhafter Weise kann das vibrationsdämmende Material
ein elastisches Material, z.B. Gummi, sein.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Mahlring
bzw. die Mahlrolle von dem unter radialer Vorspannung stehendem Material in vertikaler
Lage gehalten werden. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Mahlring
bzw. die Mahlrolle mittels Halteelementen in vertikaler Lage durch eine Anzahl von
Halteelementen über eine vibrationsdämmende mechanische Verbindung gehalten werden.
Dabei kann in vorteilhafter Weise das Halteelement mit dem Mahlgehäuse bzw. dem
Lagerelement der Pendelachse verbunden werden.
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In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein vibrationsdämmendes
Material den Mahlring mit dem Mahlgehäuse mittels einer mechanischen Verbindung
zusammenhalten.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein
vibrationsdämmendes
Material die Mahlrolle mit dem Lagerelement mittels einer mechanischen Verbindung
zusammenhalten.
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In besonders vorteilhafter Weise kann ein durch das dazwischenliegende
Material yebildeter Spalt zwischen den Anlageflächen und den Gegenflächen durch
einen elastischen Staubabweiser, z.B. Hartgummi, abgedeckt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der
Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Mahleinrichtung einer Pendelmühle, bei
der die Mahlrolle und der Mahlring auf einem vibartionsdämmenden Material gelagert
wird; Fig. 2 Mahl einrichtung, bei der nur die Mahlrolle auf Gummi gelagert ist;
Fig. 3 Pendel mit daran befestigter, auf Gummi gelagerter Mahlrolle im Teilschnitt;
Fig. 4 Teilschnitt durch Mahlrolle gemäss Fiy. 3; Fig. 5 Teilschnitt durch Mahlring
gemäss Fig. 1; Fig. 6 Teilschnitt durch Mahlring in einer anderen Ausführungsform;
Fig. 7 Teilschnitt durch Mahlrolle gemäss Fig. 3 in einer anderen Ausführungsform.
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Die Figur 1 zeigt die Mahleinrichtung 10 einer Pendelmühle, die über
eine Antriebswelle 27 das Querhaupt 30 mit dem daran mittels eines Tragzapfens 29
pendelnd angebrachten Pendelgehäuses 28 in Drehbewegung versetzt. In dem Pendelgehäuse
28 befindet sich die Pendelachse 18, die an ihrem unteren Ende in einer Lagerbuchse
31 gelagert wird. Auf dieser Lagerbuchse 31 ist das Lagerelement 21, eine 01-buchse,
angebracht.
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An diesem Lagerelement 21 ist eine ringsurdlaufenae Dämmelement-Aufnahme
19, wie aus der Figur 4 zu ersehen, ausgebildet. Die Mahlrolle 12 ist ebenfalls
entsprechend mit einer ringförmig umlaufenden Dämmelement-Aufnahme 19 versehen,
die entsprechend der gegenüberliegenden Dämmelement-Aufnahme 19 ausgebildet ist.
Mit einer Spezieal-Presseinrichtung wird das vibartionsdämmende Material 20 mit
der Mahlrolle 12 auf das Lagerelement 21 derart gepresst, daß das Material 20 mit
entsprechender radialer Vorspannung in der Dämmelement-Aufnahme 19 zum anliegen
kommt. Diese Vorspannung wird so groß gewählt, daß die Mahlrolle 12 beim Mahlbetrieb
der Pendelmühle sich nicht von dem Material 20 z.B. ein Gummi in I.'o3ge von Vibrationen
lösen kann. Das so eingepresste Material 20 hildet nun einen Spalt 25, der ein Berühren
der AnlageEäche 14 mit der Gegenfläche 16 verhindert. Die bei dem Mahlvorgang auftretenden
Schwingungen an der Mahlrolle 12 werden somit durch das Gummi 20
in
ihrer Resonanzamplitute erheblich gedämpft und erregen nur noch ganz schwach das
Lagerelement 21.
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Um das Dämmelement 20 gegen eintretenden Staub zu schützen und vorzeitigem
Verschleiß vorzubeugen, sind im Bereich des Spaltes 25 Staubabweiser 26 voryesehen.
Diese Staubabweiser 26 können aus einem elastischen Material sein und ringförmig
oberhalb vlnd unterhalb des Spalt 25 abdecken. Diesen Staubabweiser 26 kann man
mittels Kleben oder einer Schraubverbindung entsprechend befestigen. Die Figur 5
zeigt eine andere Ausführungsform des Profils von einem vibrationsdämmenden Material
20, das in die Dämmelement-Aufnahme 19 des Mahlringes 11 und des Mahlgehäuses 17
eingelegt ist. Das vibrationsdämmende Material 20 wird ebenfalls durch eine spezielle
Einrichtung so in die Dämmelement-Aufnahme 19 eingepresst, daß es ebenfalls unter
radialer Vorspannung steht. Durch diese Maßnahme ist das Mahlgehäuse 17 von dem
Mahlring 11 getrennt, der während des Mahlvorganges in Schwingungen gerät. Die dabei
gedämpften Schwingungen regen nur noch ganz schwach das Mahlgehäuse 17 an.
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In der Figur 6 wird ein Dämmelement 20 beschrieben, das mittels einer
Schraubverbindung in die Dämmelement-Aufnahme 22 befestigt ird. Die Methode erfordert
keine Sondereinrichtung für das Einpressen eines vibrationsdämmenden
Materials
20, das im eingepressten Zustand vorgespannt ist.
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Die dabei notwendig werdende Befestigung des Mahlringes 11 oder der
Mahlrolle 12 kann über Halteelemente 23 erfolyen. Diese Halteelemente 23 sind auf
einer elastischen Unterlage 32 befestigt. Die mittels einer Schraubverbindung 24
befestigten Halteelemente 23 fixieren nun die Dämmelement-Aufnahmen 25 und somit
auch z.B. den Mahlring 11 bezüglich des Mahlgehäuses 17. Um dem Mahlring 11 in der
Ausführungsform wie in Figur 6 gezeigt wird eine axiale Abstützung zu geben, ist
der Staubabweiser 26 gleichzeitig als Haltebügel ausgebildet und kann aus einem
elastischen Material bestehen, das mittels einer Schraubverbindung 24 am Mahlgehäuse
17 befestigt wird. Dadurch wird gleichzeitig der Spalt 25 vor Staub geschützt. Auch
in diesem Beispiel kann das Profil des Materials 20 eine beliebige Profillierung
erhalten.
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Werden relativ weiche Produkte in der Pendelmühle gemahlen, d.h. wenn
keine all zu grossen Kräfte infolge von Vibrationen entstehen, so kann man gemäss
der in Figur 7 gezeigten Weise z.B. die Mahlrolle 12 mit dem Lagerelement 21 vibrationsgedämpft
verbinden. Dabei werden beidseitig der Mahlrolle 12 und des Lagerelementes 21 (Ölbuchse)
ringförmige Aussparungen vorgesehen, in die man ein wibrationsdämmendes Material
20 ringsum einlegt und dieses
Material 20 z.B. durch eine Schraubverbindung
mechanisch befestigt. Die Nasen 33 am vibrationsdämmenden Material 20 dienen zur
Versteifung und Einhaltung des Spaltabstandes.
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Selbstverständlich lässt- sich diese Ausführungsform, wie in Figur
7 gezeigt wird, auch auf die Befestigung des Mahlringes 11 mit dem Mahiqehäuse 17
anwenden.
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Die Figur 2 zeigt eine Mahleinrichtung, in dem der Mahirin 11 direkt
mit dem Mahigehäuse 17 z.B. durch Preßsitz verbunden ist. Die Mahlrolle 12 ist,
wie bereits beschrieben, auf einem vibrationsdämmenden Material 20 gelagert. Bei
dieser in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform wurden Schallpegelmessungen durchgeführt,
die vergleichende Messungen zwischen einer Mahleinrichtung konventioneller Bauart
und der in Fig. 2 gezeigten Ausführung zum Ziele hatten.
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In der nachfolgend beschriebenen Tabelle wurden Schallpegelmessungen
bei offener und geschlossener Mühlentür 34 im Abstand von 1 m durchgeführt.
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Meßstelle konventionelle erfindungsgem.Ausfüh-Abstand lm Bauart Phon
in rungsform gem. Fig. 2 dB (A) Phon in dB (A) Mühlentür geöffnet 104 - 106 98 Mühlentür
geschlossen 99 - 100 89 - 90 Mühlentür 99 - 100 90 - 92 geschlossen + Pendelmühle
+ Ventilator + Filter
Wie man anhand der oben gezeigten Tabelle
ersehen kann, ist bereits schon eine erhebliche Reduzierung des Schallpegels bei
der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform erreicht worden.
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Aufgrund dieser Messungsergebnisse ist darauf zurückzuschliessen,
daß Schallpegelrnessungen bei der in Figur 1 gezeigten Ausführunqsform in ihrem
Lärmpegel noch niedriger ausfallen dürften.
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In einer anderen nicht gezeigten Ausführungsform kann der Mahlring
11 auf Gummi gelagert sein, wobei die Mahlrolle 12 nach konventioneller Art und
Weise am Pendel gelagert ist.
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Wird ein relativ weiches Material verwendet, und man will den Quetschdruck
in der Nahlbahn konstant halten, so braucht man lediglich nur die Drehzahl der Andrückwelle
27 zu erhöhen, um somit den Anpressdruck der Mahlrolle auf den Mahlring infolge
der Fliehkraft zu erhöhen.