DE3426477A1 - Chopping mill with scissor-cutting action - Google Patents
Chopping mill with scissor-cutting actionInfo
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Abstract
Description
II. Beschreibung II. Description
Die Erfindung bezieht sich auf Schneidmiihlen, in denen das zu zerkleinernde Gut durch Schnitt zwischen einem feststehenden und einem umlaufenden Messersatz als Haufwerk zerkleinert wird. Sie bezieht sich insbesondere auf Schneidmiihlen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, d. h. solchen, die mit Scherenschnitt arbeiten.The invention relates to cutting mills, in which to comminuting material is comminuted as a pile by cutting between a fixed and a rotating knife set. It relates in particular to cutting mills according to the generic term of claim 1, d. H. those who work with paper cutting.
Mit Scherenschnitt arbeitende Schneidmühlen haben gegenüber den mit achsparallelen Schneidkanten arbeitenden Schneidmühlen den Vorteil, daß geringere Schnittkräfte erforderlich sind und die Lärmerzeugung bei der Zerkleinerung vermindert wird.Cutting mills that work with paper cutting have compared to the Cutting mills that work with axially parallel cutting edges The advantage is that lower cutting forces are required and the generation of noise during the shredding process is reduced.
Aus der DE-PS 865 249 ist eine Schneidmühle bekannt, bei der die Schneidkanten von Rotor- und Statormessern geradlinig ausgebildet und unter einem Winkel .zur Drehachse des Rotors jeweils entgegengesetzt geneigt sind. Die Schneidkanten liegen dabei auf der Oberfläche von zwei konzentrischen, einschal igen Rotationshyperboloiden, so daß feststehende und umlaufende Schneidkanten auf ihrer ganzen Länge beim Schneidvorgang praktisch gleichen Abstand haben. Abhängig von Neigungswinkel und Schneidkantenlänge ändern sich dabei jedoch die Schnittwinkel längs der Schneidkanten relativ stark, so daß sich diese Konstruktion im Hinblick auf die in der Praxis effektiv nutzbaren Schnittwinkel nur für Rotoren geringer axialer Länge eignet. Hinzu kommt, daß die geneigten Messer eine erhebliche Förderung des Gutes zu einer Stirnwand des Mahlraums hin erzeugen, die um so stärker wird, je größer der Neigungswinkel der Schneidkanten ist. Dadurch tritt an einer Seite des Rotors Überlastung ein, während an der anderen Seite sich eine ungenügende Auslastung einstellt. Erhöhter spezifischer Energiebedarf, unruhigerer Lauf, Staubbildung und Anschmieren von Gut an der stärker beaufschlagten Stirnwand desFrom DE-PS 865 249 a cutting mill is known in which the cutting edges of rotor and stator knives are straight and at an angle opposite to the axis of rotation of the rotor are inclined. The cutting edges lie on the surface of two concentric, single-shell rotational hyperboloids, so that fixed and circumferential cutting edges are practically the same over their entire length during the cutting process Have a distance. Depending on the angle of inclination and the length of the cutting edge, however, the cutting angles change along the Cutting edges relatively strong, so that this construction with regard to the cutting angle that can be effectively used in practice only suitable for rotors of short axial length. In addition, the inclined knife a considerable promotion of the goods to a Generate the end wall of the grinding chamber, which is the stronger, the more the angle of inclination of the cutting edges is greater. As a result, overload occurs on one side of the rotor while the other Page there is insufficient utilization. Increased specific energy requirement, uneven running, dust formation and smearing of good on the more exposed front wall of the
Mahlraums sind die Folge.
35Grinding chamber are the result.
35
Eine für Schneidmühlen mit beliebiger axialer Länge des Rotors geeignete Ausführung zeigt die FR-PS 2 168 617, nach der die Schneidkanten der Statormesser oder der Rotormesser achsparallel ausgeführt sind und die Schneidkanten des jeweils anderen Messersatzes eine Schraubenlinie bilden. Man erreicht damit zwar eine gleichbleibende Messerspaltweite und gleiche Schnittwinkel längs der Schneidkanten, aber Konstruktion, Fertigung und Nachschleifen sind aufwendig und sehr teuer, und auch die nachteilige Förderwirkung in einer Richtung infolge der Steigung der Schraubenlinie bleibt erhalten.One suitable for cutting mills with any axial length of the rotor Execution shows the FR-PS 2 168 617, after which the cutting edges the stator knife or the rotor knife are axially parallel and the cutting edges of the other set of knives form a helix. You can achieve a constant one Knife gap width and the same cutting angle along the cutting edges, but construction, production and regrinding are complex and very expensive, and also the disadvantageous conveying effect in one direction due to the slope of the helix is retained.
Die demgegenüber billige Ausführung, bei der die schraubenförmige Schneidkante durch eine geradlinige, die gesamte axiale Erstreckung des Rotors einnehmende ersetzt ist, ist zwar ebenfalls bekannt, jedoch kommt hier zusätzlich hinzu, daß sich bei ihr die Messerspaltweite beim Vorbeigang der Schneidkante eines umlaufenden Messers an der Schneidkante eines feststehenden Messers längs der Schneidkanten so erheblich ändert, daß nur ein ungleichmäßig zerkleinertes Produkt erhalten und dünnwandiges Aufgabegut praktisch überhaupt nicht geschnitten wird.In contrast, the cheap version, in which the helical cutting edge by a straight, the entire axial extension of the rotor is replaced, although it is also known, but here it is an additional factor that the knife gap width when the cutting edge of a rotating knife passes the cutting edge of a stationary knife along the cutting edges changes so significantly that only an unevenly comminuted product is obtained and thin-walled feed material is practically not cut at all will.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine solche Schneidmühle so weit zu verbessern, daß die vorteilhaften Eigenschaften der Schneidmühle nach der FR-PS 2 168 617 weitgehend erreicht werden, daß sie einfaqh und billig zu fertigen ist und ihre Schneidmesser eine problemlose Lagerhaltung gestatten und leicht nachzuschleifen sind. Weiterhin sollen Mühlen mit beliebiger axialer Länge des Rotors gebaut werden und ältere Mühlen mit achsparallelen Schneidkanten - z. B. durch Austausch des Rotors - auf Scherenschnitt umgerüstet werden können.The invention is therefore based on the object of such a cutting mill to improve so far that the advantageous properties of the cutting mill according to FR-PS 2 168 617 are largely achieved, that it is easy and cheap to manufacture and its cutting blades allow easy storage and easy to regrind are. Furthermore, mills are to be built with any axial length of the rotor and older mills with axially parallel cutting edges - e.g. B. by replacing the rotor - can be converted to scissor cut.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Damit ergeben sich folgende Vorteile:The task is solved with the characteristic features of the Claim 1. This results in the following advantages:
-δ--δ-
- die Bearbeitung der gemeinsamen Auflagefläche für die Einzel messer verursacht keine hohen Kosten,- The processing of the common support surface for the individual knives does not cause high costs,
- die Differenz zwischen größter und kleinster Messerspaltweite längs der Schneidkante eines Einzelmessers nimmt für die praktisch brauchbaren Abmessungsverhältnisse, bei denen der Winkel zwischen der die Auflagefläche der Einzelmesser enthaltenden Ebene und der Drehachse in der Größenordnung von zwei oder drei Winkelgraden liegt, in erster Näherung reziprok zum Quadrat der Anzahl der Einzelmesser ab,- The difference between the largest and smallest knife gap along the cutting edge of a single knife increases for the practically useful dimensional ratios in which the Angle between the plane containing the support surface of the individual knife and the axis of rotation in the order of magnitude of two or three degrees, in a first approximation reciprocal to the square of the number of individual knives,
- die Anordnung läßt sich ohne Schwierigkeiten auch bei offen ausgebildeten SchneidmUhlenrotoren verwenden, d. h. solchen, bei denen die Schneidmesser von Balken getragen werden, die über achssenkrechte Scheiben miteinander verbunden sind, wobei die äußeren Scheiben mit Wellenstümpfen für Antrieb und Lagerung versehen sind,- The arrangement can be used without difficulty even in the case of open design Use cutting mill rotors, d. H. those in which the cutting knives are supported by beams that extend over axially perpendicular discs are connected to one another, the outer discs being provided with stub shafts for drive and storage are,
- unterschiedlich lange Rotoren können bei entsprechender Abstufung mit gleichen Einzelmessern bestückt werden,- Rotors of different lengths can with the appropriate graduation be equipped with the same individual knives,
- bei Ausbruchschäden an den Schneidkanten ist die auszutauschende Messermasse und damit der Kostenaufwand geringer als bei langen Messern,- In the event of damage to the cutting edges, the one to be exchanged Knife size and thus the costs are lower than with long knives,
- die Handhabung leichter, kurzer Messer bei der Montage ist einfacher und ungefährlicher,- The handling of lighter, short blades during assembly is easier and less dangerous,
- es können die von Schneidmühlen mit achsparallelen Schneidkanten bekannten Messerformen, sowie die dafür bekannten Einstell vorrichtungen, die z. B. ein Voreinstellen der Rotormesser außerhalb der Mühle ermöglichen, verwendet werden.- Cutting mills with axially parallel cutting edges can be used known knife shapes, as well as the known setting devices, the z. B. allow a presetting of the rotor knives outside of the mill, can be used.
Die Auswahl geeigneter Abmessungsverhältnisse bei Anwendung der Lehre der Erfindung im Hinblick auf verfahrenstechnisch bedingte Erfordernisse bereitet einem Konstrukteur für Schneidrniihlen mit durchschnittlichem Fachwissen keine Schwierigkeiten, so daß hier von genauen Meßangaben abgesehen werden kann.The selection of suitable dimensional proportions when applying the teaching of the invention with regard to process-related requirements prepares a designer for cutting grooves with average Expertise no difficulties, so that precise measurements can be dispensed with here.
Zur weiteren Verringerung der Schnittkräfte wird vorgeschlagen, die Auflageflächen zweier in Umfangsrichtung des Mahlraums aufeinanderfolgender Reihen von Einzelmessern mit gleichem Neigungswinkel, aber entgegengesetzter Neigungsrichtung auszuführen. Dadurch wird erreicht, daß die bei Schneidmühlen mit Scherenschnitt stets vorhandene Förderung des Gutes zu einer Stirnwand des Mahlraums hin ständig die Richtung wechselt, so daß sich eine gleichmäßige Gutverteilung längs der Schneidkanten ergibt. Der spezifische Energiebedarf wird geringer und der Lauf ruhiger, Staubbildung und Anschmieren von Gut an einer Mahlraumstirnwand werden vermieden. Bevorzugt wird diese Anordnung bei Schneidmühlen verwendet, bei denen die Schneidkanten der Rotormesser zur Drehachse geneigt sind und die Schneidkanten der Statormesser achsparallel verlaufen.To further reduce the cutting forces it is proposed that Support surfaces of two successive ones in the circumferential direction of the grinding chamber Execute rows of single knives with the same angle of inclination but opposite direction of inclination. This achieves that the always present in cutting mills with scissors cut promotion of the material to an end wall of the grinding chamber out constantly Direction changes so that there is an even distribution of material along the cutting edges. The specific energy requirement is lower and the run is smoother, dust formation and smearing of material on a grinding chamber front wall are avoided. This arrangement is preferred used in cutting mills where the cutting edges of the rotor knives are inclined to the axis of rotation and the cutting edges of the stator knives run axially parallel.
Es ist aber auch möglich, die Auflageflächen der Einzelmesserreihen gruppenweise in Umfangsrichtung des Mahlraums aufeinanderfolgend mit gleichem Neigungswinkel, aber entgegengesetzter Neigungsrichtung auszuführen. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft bei Schneidmühlen, bei denen die Schneidkanten der Rotormesser achsparallel verlaufen und die Schneidkanten der Statormesser geneigt zur Drehachse sind, da hier die einzelne Statormessergruppe in einen gemeinsamen Messerträger eingesetzt werden kann, der außerhalb der Mühle für sich bearbeitet und zusammen mit den bereits eingestellten Statormessern als vollständig montierter Messerblock in die Mühle eingebaut werden kann.But it is also possible to use the support surfaces of the individual rows of knives in groups in the circumferential direction of the grinding chamber successively with the same angle of inclination, but the opposite direction of inclination. This arrangement is particularly advantageous for granulators, in which the cutting edges of the rotor knives are axially parallel and the cutting edges of the stator knives are inclined to the axis of rotation, because here the individual stator knife group in a common knife carrier can be used, which is processed outside of the mill and together with the already set stator knives as fully assembled knife block can be built into the grinder.
Die als Einzelmesser verwendeten Schneidmesser erhalten vorzugsweise einheitlich geschliffene Schneidkanten mit gleichem Keilwinkel. Dieser beträgt beispielsweise 90° bei den Statormessern und 55° bei den Rotormessern, wie auch bei Schneidmühlen mit achsparallelen Schneidkanten üblich.The cutting knives used as individual knives are preferably given Uniformly ground cutting edges with the same wedge angle. This is, for example, 90 ° for the stator knives and 55 ° for rotor knives, as is common with cutting mills with axially parallel cutting edges.
In bestimmten Fällen kann es aber durch die Neigung der Einzel messer erforderlich sein, die Einzelmesser einer Reihe bei gleichbleibendem Keilwinkel unterschiedlich zu schleifen, um möglichst gleichmäßige Schnittverhältnisse über die gesamte axiale Erstreckung des Mahlraums zu erhalten. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die Schneidkanten so geschliffen sind, daß sich in eingebautem Zustand für jedes Einzelmesser in der Mitte seiner Schneidkante der gleiche Spanwinkel und der gleiche Freiwinkel ergibt, wobei voraussetzungsgemäß die Schneidkanten einer Messerreihe in einer gemeinsamen Ebene liegen.In certain cases, however, it can be due to the inclination of the individual knives It may be necessary to grind the individual knives in a row differently while maintaining the same wedge angle in order to to maintain uniform cutting ratios over the entire axial extent of the grinding chamber. In this case it is an advantage if the cutting edges are ground so that in the installed state for each individual knife in the middle of its cutting edge the the same rake angle and the same clearance angle results, with the prerequisite that the cutting edges of a row of knives are in a common Lie level.
An Hand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert
werden. Es zeigen
20The invention is to be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments. Show it
20th
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Schneidmühle mit geneigten Rotormessern und achsparallelen Statormessern,1 shows a cross section through a cutting mill with inclined rotor knives and axially parallel stator knives,
Fig. 2 schematisch die Anordnung eines Rotormessers nach Fig. im Aufriß,FIG. 2 schematically shows the arrangement of a rotor knife according to FIG.
Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 im Grundriß, jedoch stark verzerrt, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Schneidmühle mit achsparallelen3 shows the arrangement according to FIG. 2 in plan, but strongly distorted, 4 shows a cross section through a cutting mill with axially parallel axes
Rotormessern und geneigten Statormessern.Rotor knives and inclined stator knives.
In den Figuren werden gleichartige Bauteile mit gleichen Positionsziffern bezeichnet. In the figures, components of the same type are denoted by the same item numbers.
In dem aus Gehäuseoberteil 2 und Gehä'useunterteil 3 bestehenden Mühlengehäuse der Schneidmühle 1 nach Fig. 1 ist der Rotor 4 drehbar um die waagrechte Drehachse 5 gelagert. Jedes der umlaufenden Rotormesser 6 besteht hier aus drei gleichlangen, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Einzelmessern 6', 611, 6'11 (Fig. 2 und 3, die die Anordnung des in Fig. 1 am Rotor 4 links oben dargestellten Rotormessers zeigen). Diese Einzelmesser sind auf der gemeinsamen Auflagefläche 7 am Rotor 4 mit Hilfe der Leiste 8 und (hier nicht dargestellten) Schrauben befestigt, wobei die Auflagefläche 7 Teil einer Ebene 9 ist, welche die Drehachse 5 unter dem Winkel 10 (hier 2,5°) schneidet. Die Schneidkanten der Einzelmesser 6', 61', 6IM liegen dabei in einer Ebene, die parallel zur Auflagefläche 7 verläuft. Die Rotormesser 6 arbeiten mit den im Gehäuseoberteil 2 eingesetzten Statormessern 11 zusammen, die parallel zur Drehachse 5 verlaufende Schneidkanten haben. Die untere Begrenzung des den Rotor umgebenden Mahlraums 12 bildet das Sieb 13. Der Rotor ist aus einzelnen Balken 14 aufgebaut, die über die achssenkrechten Endscheiben 15 miteinander verbunden sind, wobei diese mit Wellenzapfen 16 für Lagerung und Antrieb versehen sind.In the mill housing of the cutting mill 1 according to FIG. 1, which consists of the upper housing part 2 and the lower housing part 3, the rotor 4 is mounted rotatably about the horizontal axis of rotation 5. Each of the rotating rotor knives 6 here consists of three individual knives 6 ', 6 11 , 6' 11 of equal length arranged in a row next to one another (FIGS. 2 and 3, which show the arrangement of the rotor knife shown in FIG. 1 on the rotor 4 at the top left) . These individual knives are attached to the common support surface 7 on the rotor 4 with the aid of the bar 8 and screws (not shown here), the support surface 7 being part of a plane 9 which defines the axis of rotation 5 at the angle 10 (here 2.5 °) cuts. The cutting edges of the individual knives 6 ′, 6 1 ′, 6 IM lie in a plane that runs parallel to the support surface 7. The rotor knives 6 work together with the stator knives 11 used in the upper housing part 2, which have cutting edges running parallel to the axis of rotation 5. The lower boundary of the grinding chamber 12 surrounding the rotor forms the sieve 13. The rotor is made up of individual bars 14 which are connected to one another via the axially perpendicular end disks 15, these being provided with shaft journals 16 for storage and drive.
Die Lage der Schneidkante eines jeden Einzelmessers bezüglich der Schneidkanten der Gegenmesser, d. h. hier der Statormesser 11, wird dadurch bestimmt, daß jedes Einzelmesser durch Verschieben auf der Auflagefläche 7 derart angestellt wird, daß die äußeren Ecken seiner Schneidkante die Oberfläche des (gedachten) Hüllzylinders 17 berühren, den die Schneidkanten von achsparallelen Rotormessern bei kleinstmöglicher Messerspaltweite zu den Statormessern beschreiben würden. Das bedeutet dann hier, daß die äußeren Ecken der Schneidkanten der dicht nebeneinander liegenden, ein Rotormesser 6 bildenden Einzelmesser 6', 611, 6111 auf dem Umfang einer langgestreckten Ellipse 18 liegen, die durch Verschneidung der von den Schneidkanten der Einzelmesser bestimmten Ebene mit dem oben erwähnten Hüll zylinder 17 entsteht, die also parallel zur Auflagefläche 7 verläuft.The position of the cutting edge of each individual knife with respect to the cutting edges of the counter knife, i.e. here the stator knife 11, is determined by shifting each individual knife on the support surface 7 in such a way that the outer corners of its cutting edge meet the surface of the (imaginary) envelope cylinder 17 touch that the cutting edges of axially parallel rotor knives would describe with the smallest possible knife gap to the stator knives. This then means here that the outer corners of the cutting edges of the closely spaced individual knives 6 ', 6 11 , 6 111 forming a rotor knife 6 lie on the circumference of an elongated ellipse 18, which by intersecting the plane determined by the cutting edges of the individual knives with the above-mentioned envelope cylinder 17 arises, which thus runs parallel to the support surface 7.
Damit wird erreicht, daß die durch die Messerneigung bedingte Änderung der Messerspaltweite über der Schneidkantenlänge beim Vorbeigang jedes Einzelmessers an der Schneidkante der Statormesser zu einem Minimum wird. Bei der hier beschriebenen Konstruktion ergibt sich eine Änderung der Messerspaltweite für jedes Einzelmesser von maximal 0,07 mm, d. h. mit diesem Wert liegt man noch innerhalb der üblicherweise für achsparallele Messer zulässigen Toleranzgrenze von 0,1 mm.This ensures that the change in the knife gap width over the cutting edge length caused by the knife inclination Each individual knife passes the cutting edge of the stator knife becomes to a minimum. With the construction described here, there is a change in the knife gap width for each Individual knives of a maximum of 0.07 mm, i.e. H. this value is still within the usual range for axially parallel knives permissible tolerance limit of 0.1 mm.
Das Einstellen der Einzelmesser, die grundsätzlich genauso konstruiert sind wie Messer von Schneidmühlen mit achsparallelen Schneidkanten, kann daher in bekannter Weise auch mit Hilfe von üblichen Einstel!vorrichtungen erfolgen, die z. B. ein Voreinstellen der Rotormesser außerhalb der Schneidmühle erlauben.Adjusting the individual knives, which are basically constructed in the same way are like knives of cutting mills with axially parallel cutting edges, can therefore in a known manner with the help of usual setting! B. a preset allow the rotor knife outside of the granulator.
Wie aus Fig. 1 deutlich zu ersehen ist, sind die Auflageflächen 7 zweier in Umfangsrichtung des Mahlraums 12 aufeinanderfolgender Reihen der Einzelmesser zur Drehachse 5 zwar unter dem gleichen Winkel, aber jeweils entgegengesetzt geneigt.As can be clearly seen from FIG. 1, the bearing surfaces are 7 two consecutive ones in the circumferential direction of the grinding chamber 12 Rows of the individual knives to the axis of rotation 5 at the same angle, but inclined in opposite directions.
Die in Fig. 4 dargestellte Schneidmühle 1 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die Schneidkanten der Rotormesser 6 parallel und die Schneidkanten der Statormesser 11 geneigt zur Drehachse 5 verlaufen. Die Statormesser 11, die jeweils aus aneinandergereihten Einzelmessern bestehen, sind dabei in zwei Gruppen aufgeteilt, und jede Gruppe ist in einem gemeinsamen Messerträger 19 bzw. 20 eingesetzt. Innerhalb einer Messergruppe sind die Auflageflächen sämtlicher Einzelmesser unter gleichem Winkel zur Drehachse 5 geneigt, jedoch ist die Neigung der einen Gruppe bezüglich der anderen entgegengesetzt. Durch die Verwendung der herausnehmbaren Messerträger 19, 20 sind Fertigung und Montage sehr vereinfacht, da sie außerhalb der Mühle erfolgen und die Messerträger mit den bereits eingestellten Statornies sern als vollständig montierter Messerblock in das Gehäuseoberteil 2 der Schneidmühle 1 eingebaut werden können.The cutting mill 1 shown in Fig. 4 differs from that described above essentially in that the cutting edges of the rotor knives 6 are parallel and the cutting edges of the stator knives 11 run inclined to the axis of rotation 5. The stator knives 11, which each consist of individual knives strung together, are divided into two groups, and each group is used in a common knife carrier 19 or 20. Within a knife group are the contact surfaces of all individual knives under the same Angle inclined to the axis of rotation 5, but the inclination of one group is opposite to the other. By using the removable knife carriers 19, 20, manufacture and assembly are very simplified because they take place outside the mill and the knife carriers with the already set stator sneezes built into the upper part of the housing 2 of the cutting mill 1 as a fully assembled knife block can be.
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Claims (5)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HOSOKAWA ALPINE AG, 86199 AUGSBURG, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HOSOKAWA ALPINE AG & CO.OHG,, 86199 AUGSBURG, DE |