DE3705050A1 - Zweiwalzenmaschine wie z.b. walzenpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweiwalzenmaschine wie z. B. Walzenpresse, mit zwei gegenläufig drehbaren, in Lagerböcken gelagerten und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, von denen wenigstens eine als Loswalze ausgebildet ist, deren Lagerböcke gegen Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abgestützt sind, mit dem die Walzenpreßkraft aufgebracht wird.

Walzenpressen oder Walzenmühlen weisen zwei drehbar gelagerte gegenläufig rotierende Walzen auf, die zwischen sich einen Walzenspalt bilden, in welchem körniges Feststoffmaterial einer Druckbeanspruchung unterworfen wird. Die vier Walzenlager sind in quaderförmigen Lagerböcken eingebaut, die jeweils auf einer Gleitbahn des Unterteils des Maschinenrahmens ruhen. Eine der beiden Walzen ist in der Regel als Festwalze ausgebildet, die sich direkt gegen eine Endwand des Maschinenrahmens abstützt, während sich die andere Walze als Loswalze über ihre beiden zugehörigen Lagerböcke gegen die Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abstützt, mit dem die Walzenpreßkraft aufgebracht und die Verstellung der Walzenspaltweite vorgenommen wird.

Es versteht sich, daß beim Betrieb einer solchen Zweiwalzenmaschine die Loswalze nicht immer unter Beibehaltung eines parallelen Walzenspaltes ausweichen will. Insbesondere eine unsymmetrische Beaufschlagung des Walzenspaltes mit dem zu pressenden körnigen Feststoffmaterial oder gar eine unsymmetrische Überlastung durch unzerkleinerbares Gut haben eine Schiefstellung bzw. ein unparalleles Auseinanderklaffen des Walzenspaltes zur Folge. Pendelrollenlager als Walzenlager lassen zwar eine begrenzte Winkelabweichung von der Walzenspaltparallelität zu. Um die zulässige Winkelabweichung der Lager nicht zu überschreiten, ist aber eine Parallelführung der Walzen unbedingt notwendig. Will man zur Leistungssteigerung der Zweiwalzenmaschine die Walzenpreßkraft erhöhen, ohne den Walzendurchmesser und/oder die Walzenbreite zu vergrößern, so müßten in die Walzenlagerböcke so große Pendelrollenlager eingebaut werden, daß dann die Ausmaße der Lagerböcke jeweils den Walzendurchmesser übersteigen, wodurch sich die Walzenmaschine nicht mehr mit engem Walzenspalt betreiben ließe. Zur Lösung dieses Problems wären anstelle von Pendelrollenlager Zylinderrollenlager oder Kegelrollenlager einzusetzen, da hier die Lagertragzahlen bei gleichem Außendurchmesser deutlich höher sind als bei Pendelrollenlager. Nachteilig hierbei ist aber die noch kleinere zulässige Winkelabweichung als bei Pendelrollenlager.

Zur Erzielung des parallelen Ausweichens der Loswalze eines Walzenbrechers ist eine rein mechanische Parallelführung bekannt, bei der die Loswalze in einem Wagen gelagert ist, der auf zueinander parallelen Schienen des Maschinenrahmens verfahrbar ist (US-PS 34 17 928). Eine solche mechanische Walzenparallelführung ist aber bei hohen Walzenpreßkräften von z. B. größer 2 t/cm Walzenlänge und damit bei hohen Lagerkräften nicht mehr möglich. Außerdem sind die bekannten Zweikammerzylinder nicht in der Lage, die Parallelführung der Walzen hydraulisch zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweiwalzenmaschine mit einer Walzenparallelführung zu schaffen, die auch für sehr hohe Lagerkräfte geeignet ist und die auch kleinste Winkelabweichungen der Lager möglichst verzögerungsfrei kompensiert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Walzenmaschine gelöst, die mit vorteilhaften Ausgestaltungen in den Ansprüchen 1 bis 4 gekennzeichnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Zweiwalzenmaschine erfolgt die Walzenparallelführung nicht mechanisch, sondern hydraulisch mittels der Hydraulikzylinder, welche die Lagerböcke der Loswalze abstützen und die Walzenpreßkraft aufbringen. Die Hydraulikzylinder sind erfindungsgemäß als Dreikammerzylinder ausgebildet mit jeweils drei Kammern, die durch die Zylinderinnenwandung, durch zwei durch eine Kolbenstange miteinander verbundene Kolben sowie eine dazwischenliegende ortsfeste, nur von der Kolbenstange durchdrungene Trennwand gebildet sind. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die beiden zwischen den Kolben liegenden Kammern des den einen Lagerbock abstützenden Hydraulikzylinders mit den entsprechenden Kammern des den anderen Lagerbock abstützenden Hydraulikzylinders durch sich kreuzende Hydraulikölleitungen miteinander verbunden. Diese beiden Kammern der Dreikammerzylinder sowie die gekreuzten Hydraulikölleitungen, mit denen die entsprechenden Kammern der die Loswalze abstützenden Dreikammerzylinder miteinander in Verbindung stehen, sind während des Betriebes ständig mit Hydrauliköl gefüllt.

Will sich die Loswalze unparallel schiefstellen, d. h. will ein Lagerbock der Loswalze alleine ausweichen, so wird sofort Hydrauliköl der einen Kammer des zugehörigen Dreikammerzylinders über ihre Ölleitung in eine Kammer des anderen Dreikammerzylinders verdrängt, wobei über die gekreuzten Hydraulikölleitungen ein Austausch von gleichen Mengen an Hydrauliköl in den vier Zylinderkammern stattfindet mit der Folge, daß die Ausweichbewegung des einen Lagerbocks der Loswalze sofort hydraulisch auf den Dreikammerzylinder des anderen Lagerbocks übertragen wird in der Weise, daß beide Lagerböcke derselben Walze um das gleich große Maß ausweichen, wodurch der Spalt zwischen den beiden Walzen immer parallel bleibt. Die beiden jeweils durch eine Kolbenstange miteinander verbundenen Kolben der Dreikammerzylinder selbst werden beim Ausweichen eines abgestützten Lagerbocks nicht hydraulisch, sondern mechanisch beschleunigt, so daß insoweit die erfindungsgemäße Walzenparallelführung praktisch trägheitsfrei arbeitet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung stehen die gekreuzten Hydraulikölleitungen über eine Steuereinrichtung mit einer Ölpumpe und einem Ölsammelbehälter in Verbindung. Die jeweils dritten, von den Lagerböcken der Walzen am entferntesten liegenden Kammern der Dreikammerzylinder sind ebenfalls über die Steureinrichtung mit der Ölpumpe und dem Ölsammelbehälter verbunden. Die zentrale Steuereinrichtung sorgt dafür, daß der Hydrauliköldruck in den drei Kammern der Dreikammerzylinder in der Höhe gehalten wird, wie sie der gewünschten bzw. notwendigen Walzenpreßkraft entspricht.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in Draufsicht ausschnittsweise eine Glattwalzenpresse mit einer im Vergleich dazu vergrößert dargestellten hydraulischen Einrichtung zur Walzenparallelführung. Die Walzenpresse weist zwei gegenläufig drehbare Walzen 10 und 11 auf, die zwischen sich einen Walzenspalt 12 bilden und von denen die Walze 10 als Festwalze und die Walze 11 als Loswalze ausgebildet sind. Während sich die Festwalze 10 mit ihren Lagerböcken 13 und 14 unmittelbar an einer Endwand des Maschinenrahmens abstützt, ist die Loswalze 11 in quaderförmigen Lagerböcken 15 und 16 gelagert, die auf glatten Gleitbahnen 17 und 18 des Maschinenrahmens aufliegen und die sich in Richtung der gezeichneten Doppelpfeile translatorisch bewegen können. Die Lagerböcke 15 und 16 der Loswalze 11 sind gegen Dreikammerzylinder 19 und 20 eines hydropneumatischen Systems abgestützt, mit dem die Walzenpreßkraft von z. B. 10 t/cm Walzenlänge aufgebracht und die Verstellung der Weite des Walzenspaltes 12 vorgenommen wird.

Die Zylinder 19 und 20 haben jeweils drei Kammern 21, 22, 23 sowie 24, 25, 26, die durch die Zylinderinnenwandung durch zwei durch eine Kolbenstange 27 bzw. 28 miteinander verbundene Kolben 29, 30 bzw. 31, 32 sowie eine dazwischenliegende ortsfeste, nur von der Kolbenstange durchdrungene Trennwand 33 bzw. 34 gebildet sind. Die beiden zwischen den Kolben 29 und 30 liegenden Kammern 21 und 22 des den einen Lagerbock 15 abstützenden Hydraulikzylinders sind mit den Kammern 25 und 24 des den anderen Lagerbock 16 abstützenden Hydraulikzylinders durch gekreuzte Ölleitungen 35 und 36 miteinander verbunden.

Die gekreuzten Hydraulikölleitungen 35, 36 stehen über eine zentrale Steuereinrichtung 37 mit einer Ölpumpe 38 und einem Ölsammelbehälter 39 in Verbindung. Die jeweils dritten, von den Lagerböcken der Walzen am entferntesten liegenden Kammern 23 und 26 der Hydraulikzylinder 19, 20 sind ebenfalls über die Steuereinrichtung 37 mit der Ölpumpe und dem Ölsammelbehälter verbunden. Diese Kammern 23, 26 stehen außerdem mit einem Druckgasspeicher 42, 43, z. B. Stickstoffspeicher in Verbindung.

Die Ölpumpe 38 pumpt über die Steuereinrichtung 37 soviel Hydrauliköl in die Kammern 21, 22 und 24, 25 der Hydraulikzylinder, bis ein Druck von z. B. 100 bar ansteht. In die Zylinderkammern 23 und 26 wird über die Steuereinrichtung 37 soviel Hydrauliköl gedrückt, daß die gewünschte bzw. notwendige Walzenpreßkraft gehalten werden kann. Die Druckgasspeicher 42, 43 weisen einen Gasdruck von z. B. 200 bar auf.

Will z. B. der Lagerbock 16 der Loswalze 11 bei unsymmetrischer Belastung des Walzenspalts 12 alleine nach außen ausweichen, wodurch sich eine für die Walzenlager unzulässige Winkelabweichung ergäbe, so drückt der Lagerbock 16 auf den Kolben 31, der eine bestimmte Hydraulikölmenge aus der Kammer 24 über die Ölleitung 36 in die Kammer 22 des anderen Hydraulikzylinders verdrängt in der Weise, daß genau um den Betrag, um den der Lagerbock 16 ausgewichen ist, der andere Lagerbock 15 ebenfalls sofort ausweicht, so daß der Walzenspalt 12 in jedem Fall parallel bleibt, was bedeutet, daß bei den in den Lagerböcken 15 und 16 eingebauten Lagern, seien es Wälzlager oder Gleitlager, die zulässige Winkelabweichung niemals überschritten werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Walzenparallelführung müssen vom Hydrauliköl praktisch keine Massen beschleunigt werden und es müssen daher nur kleine dynamische Kräfte überwunden werden, so daß die Parallelführung praktisch verzögerungsfrei arbeitet.

Die Erfindung ist anwendbar für Zweiwalzenmaschinen aller Art, insbesondere für Walzenbrecher, Walzenmühlen, Glattwalzenpressen, Walzenbrikettpressen sowie Hochdruck-Walzenpressen zur Einzelkornzerkleinerung und/oder Gutbettzerkleinerung.

Claims (4)

1. Zweiwalzenmaschine wie z. B. Walzenpresse, mit zwei gegenläufig drehbaren, in Lagerböcken gelagerten und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, von denen wenigstens eine als Loswalze ausgebildet ist, deren Lagerböcke gegen Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abgestützt sind, mit dem die Walzenpreßkraft aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder Dreikammerzylinder (19, 20) sind mit jeweils drei Kammern, die durch die Zylinderinnenwandung, durch zwei durch eine Kolbenstange (27, 28) miteinander verbundene Kolben (29, 30, 31, 32) sowie eine dazwischenliegende ortsfeste, nur von der Kolbenstange durchdrungene Trennwand gebildet sind und daß die beiden zwischen den Kolben liegenden Kammern (21, 22) des den einen Lagerbock (15) abstützenden Hydraulikzylinders (19) mit den entsprechenden Kammern (25, 24) des den anderen Lagerbock (16) abstützenden Hydraulikzylinders (20) durch gekreuzte Hydraulikölleitungen (35, 36) miteinander verbunden sind.

2. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Hydraulikölleitungen (35, 36) über eine Steuereinrichtung (37) mit einer Ölpumpe (38) und einem Ölsammelbehälter (39) in Verbindung stehen.

3. Zweiwalzenmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils dritten, von den Lagerböcken der Walzen am entferntesten liegenden Kammern (23, 26) der Hydraulikzylinder (19, 20) über die Steuereinrichtung (37) mit der Ölpumpe und dem Ölsammelbehälter verbunden sind.

4. Zweiwalzenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils dritten Kammern (23, 26) der Hydraulikzylinder mit je einem Druckgasspeicher (42, 43) in Verbindung stehen.