DE3804273A1 - Walzenmuehle sowie verfahren zur beschichtung einer walze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenmühle (ent­ sprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie ein Verfahren (gemäß dem Gattungsbegriff des An­ spruches 11) zum Aufbringen einer Beschichtung auf die Walze einer Walzenmühle.

Bei Walzenmühlen werden die Walzen zum Schutz gegen Verschleiß mit sehr hartem Material gepan­ zert, was durch Aufbringen einer Hartgußbandage oder durch Aufschweißen einer Hartschicht erfolgt.

Diese bekannten Ausführungen sind mit gewissen Nachteilen behaftet. Hartgußbandagen sind sehr empfindlich gegen Schlag und Stoß, während aufge­ schweißte Hartschichten eine hohe Empfindlichkeit gegen Überbelastung und Dauerbeanspruchung auf­ weisen. Beide Ausführungen sind ferner in Her­ stellung und Reparatur aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Walzenmühle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. ein Verfahren gemäß dem Gattungs­ begriff des Anspruches 11 so auszubilden, daß eine kostengünstige Herstellung und Reparatur möglich ist, extrem hohe Härten der Beschichtung erzielbar sind und bei einer Reparatur keine Beschädigung des Walzengrundkörpers erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 11 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird die Beschichtung der Walze durch eine unter Spannung aufgebrachte Wicklung von gehärteten Stahlprofilbändern gebildet.

Zu diesem Zweck wird die Mantelfläche der Walze mit wenigstens einem härtbaren Stahlprofilband umwickelt, wobei die einzelnen Windungen der Wicklung eng aneinander anliegen. Das Stahlprofil­ band wird hierbei in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand sowie unter Zugspannung der Mantelfläche der Walze zugeführt. Auf der Mantel­ fläche wird dann das Stahlprofilband durch ein Kühlmittel abgeschreckt.

Nach dem Aufwickeln und Härten ist ein Anlassen möglich, um der Wicklung die gewünschte Elasti­ zität bzw. Zähigkeit zu verleihen.

Zweckmäßig ist die Walze während des Aufbringens der Wicklung in der Walzenmühle angeordnet, so daß die zur Walzenmühle gehörenden Lager und An­ triebseinrichtungen für den Wickelvorgang ver­ wendet werden können.

Die Erfindung ermöglicht damit eine außerordent­ lich kostengünstige Herstellung der Walzenbe­ schichtung, wobei durch Wahl geeigneter Stahl­ profilbänder extrem hohe Härten erzielt werden können. Dabei ist es auch möglich, das auf Härtetemperatur erwärmte, der Walze zugeführte Stahlprofilband auf seiner die Außenseite der Wicklung bildenden Fläche mit einer Oberflächen­ profilierung zu versehen.

Eine Reparatur durch Aufbringen einer neuen Be­ schichtung ist auf ebenso einfache Weise möglich, wobei ein Ausbau der Walzen aus der Walzenmühle nicht erforderlich ist. Bei dem einfachen Wickel­ vorgang besteht auch keine Gefahr einer Beschädi­ gung des Walzengrundkörpers.

Von Vorteil bei der erfindungsgemäßen Lösung ist auch, daß die Lager einer Walzenmühle, deren Wal­ zen im Betrieb mit hohem Druck gegeneinander ge­ preßt werden, ohne weiteres auch die Radialkräfte aufnehmen können, die beim Wickelvorgang durch die auf das Stahlprofilband ausgeübte Zugspannung hervorgerufen werden.

Da das Stahlprofilband in einem auf Härtetempe­ ratur erwärmten Zustand auf die Mantelfläche der Walze aufgebracht wird und auf der Walze abge­ schreckt wird, schrumpft die Wicklung auf der Walze, was den erforderlichen festen Sitz der Wicklung auf der Walze gewährleistet.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 eine Walzenmühle (in perspektivi­ scher Darstellung), deren eine Walze gerade bewickelt wird,

Fig. 2 bis 5 schematische Schnittdarstellungen von Wicklungen mit unterschiedli­ chem Stahlprofilband,

Fig. 6 eine Teilansicht der Stirnseite einer Walze,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 eine Aufsicht auf den stirnseitigen Bereich der Mantelfläche der Walze gemäß den Fig. 6 und 7,

Fig. 9 und 10 Darstellungen eines weiteren Aus­ führungsbeispieles (entsprechend den Fig. 7 und 8) .

Die in Fig. 1 schematisch veranschaulichte Walzen­ mühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut ent­ hält zwei Walzen 1, 2, die von (nicht veranschau­ lichten) Antriebseinrichtungen gegensinnig ange­ trieben werden und die über eine (in Fig. 1 im einzelnen nicht sichtbare) Hydraulikeinrichtung 3 mit hohem Druck gegeneinandergepreßt werden. Da­ bei bildet die Walze 1 eine Festwalze, die in einem Lagerstein 4 angeordnet ist, während die Walze 2 eine Loswalze ist, die in einem durch die Hydraulikeinrichtung 3 verschiebbaren Lagerstein 5 gelagert ist. Die Walzenmühle besitzt einen Grundrahmen 6 und einen oberen Rahmen 7. Zur Zu­ führung des im Walzenspalt zu zerkleinernden Mahl­ gutes dient ein Aufgabeschacht 8.

Die Walze 1 (und entsprechendes gilt für die Walze 2) enthält einen Walzengrundkörper 9 und eine auf die Mantelfläche des Walzengrundkörpers 9 auf­ gebrachte Wicklung 10, die eine Verschleißschicht zum Schutz des Walzengrundkörpers bildet.

Die Wicklung 10 wird durch ein Stahlprofilband 11 gebildet, das unter Spannung sowie in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand auf die Walze 1 aufgebracht wird. Zu diesem Zweck sind Bremswalzen 12 vorgesehen, die das Stahlprofilband 11 gegen den von der angetriebenen Walze 1 ausge­ übten Zug halten.

Im Anschluß an die Bremswalzen 12 ist eine Heiz­ einrichtung 13 angeordnet, die das Stahlprofilband 11 auf Härtetemperatur (z.B. 800 bis 900°C) er­ wärmt.

Auf der Walze 1 (beispielsweise nach einer Um­ drehung) wird das Stahlprofilband 11 durch ein Kühlmittel (z.B. einen Luft- bzw. Gasstrom oder eine Kühlflüssigkeit) abgeschreckt.

Nach dem Aufwickeln und Härten ist ein Anlassen möglich. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche der Walze auf Anlaßtemperatur (z.B. 400 bis 600°C) erwärmt und dann langsam abgekühlt. Auf diese Weise erhält der durch den Härtevorgang sehr spröde Werkstoff die gewünschte Elastizität bzw. Zähigkeit.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen unterschiedliche Stahl­ profilbänder zur Herstellung einer solchen Wick­ lung: Gemäß Fig. 2 findet ein Rundstahl-Profilband Verwendung, gemäß Fig. 3 ist ein Vierkantstahl vorgesehen, Fig. 4 zeigt eine Wicklung aus hori­ zontal angeordnetem Flachstahl und Fig. 5 eine Wicklung aus vertikal angeordnetem Flachstahl. In allen Fällen ist das Stahlprofilband 11 im erhitzten Zustand auf die Walze 1 aufgewickelt und wird auf der Walze abgeschreckt, was einer­ seits die gewünschte Härtung des Stahles bewirkt und andererseits durch den Schrumpfeffekt einen festen Sitz der Wicklung auf dem Walzengrundkörper gewährleistet.

Das auf Härtetemperatur erwärmte, glatte Stahl­ profilband kann vor dem Aufwickeln auf den Walzen­ grundkörper ein Profilwalzenpaar durchlaufen und hierdurch auf seiner die Außenseite der Wicklung bildenden Fläche mit einer Profilierung versehen werden. Wenn das genannte Profilwalzenpaar durch die Bremswalzen 12 gebildet wird, ist die Heiz­ einrichtung 13 vor diesem Walzenpaar anzuordnen.

Um die für eine Wicklung erforderliche Länge des Stahlprofilbandes zu verkürzen und den Wickelvor­ gang zu beschleunigen, können erfindungsgemäß mehrere Stahlprofilbänder gleichzeitig in Form einer mehrgängigen Wicklung auf die Walze aufge­ wickelt werden.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die Festlegung von Anfang und Ende der Wick­ lung (bei einer eingängigen Wicklung).

Die Wicklung 10 liegt im Bereich der beiden Stirn­ seiten der Walze 1 an je einem Ring 14 an, dessen Außendurchmesser dem der Wicklung 10 entspricht.

Der Ring 14 ist in axialer Richtung geteilt und besteht aus einem inneren Ringteil 15 und einem äußeren Ringteil 16. Der innere Ringteil 15 greift - vorzugsweise mit konischer Passung - in eine Nut 17 der Walze 1 ein. Um ein Einsetzen des inneren Ringteiles 15 in die Nut 17 zu ermöglichen, ist der innere Ringteil 15 in Umfangsrichtung ge­ teilt, wobei sich die beiden Teilstücke des inne­ ren Ringteiles jeweils über 180° erstrecken.

Der äußere Ringteil 16 ist gleichfalls in Um­ fangsrichtung geteilt und besteht aus einem Teil­ stück mit einem Umfangswinkel von mehr als 180° und einem Teilstück mit einem Umfangswinkel von weniger als 180°. Die Verbindung des inneren Ringteiles 15 und des äußeren Ringteiles 16 er­ folgt durch eine Anzahl von Schrauben 18.

Das eine Teilstück des inneren Ringteiles 15 ist mit einer etwa V-förmigen Ausnehmung 19 versehen, die zur Aufnahme des gleichfalls V-förmig abge­ bogenen Anfangs bzw. Endes 10 a der Wicklung 10 dient. Der Wicklungsanfang 10 a wird dabei in dieser Ausnehmung 19 durch ein Formstück 20 ge­ halten, durch das eine der Schrauben 18 hindurch­ greift.

Der äußere Ringteil 16 übergreift den inneren Ringteil 15 an der Stirnseite und an der äußeren Umfangsseite und ist an seiner äußeren Umfangs­ seite sowie wenigstens dem hieran angrenzenden Teil seiner Stirnseite mit einem Verschleißschutz 21 versehen.

Die an der Wicklung 10 an den Stirnseiten an­ liegende Begrenzungsfläche 16 a des äußeren Ring­ teiles 16 ist - wie Fig. 8 zeigt - gegenüber der Walzenachse entsprechend der Steigung der Wicklung 10 geneigt. An der Umfangsstelle, an der die Wick­ lung 10 am Wicklungsanfang aus dem Ring 14 aus­ tritt (bzw. an der sie am Wicklungsende in den Ring eintritt) weist die Begrenzungsfläche 16 a eine in Achsrichtung der Walze verlaufende Stufe 16 b auf.

Die Fixierung des Anfanges bzw. Endes der Wicklung 10 am Walzengrundkörper 9 geschieht folgendermaßen: Es wird zunächst der innere Ringteil 15 in die Nut 17 eingesetzt, was durch die hälftige Teilung dieses Ringteiles ermöglicht wird. Sodann wird das größere Teilstück des äußeren Ringteiles 16 so aufgesetzt und über Schrauben 18 mit dem inneren Ringteil 15 verbunden, daß die beiden Teilungs­ fugen des inneren Ringteiles 15 überdeckt sind, wobei jedoch die im inneren Ringteil 15 vorgesehe­ ne Nut 19 zugänglich bleibt. Nunmehr wird der Wicklungsanfang 10 a bzw. das Wicklungsende in die Ausnehmung 19 eingelegt und mittels des Formstüc­ kes 20 in die der Ausnehmung 19 entsprechende V-Form gepreßt. Anschließend kann das zweite Teilstück des äußeren Ringteiles 16 aufgesetzt und über Schrauben 18 mit dem inneren Ringteil 15 verbunden werden. Eine dieser Schrauben 18 greift dabei durch das Formstück 20 hindurch.

Der Ring 14 wird dann in geeigneter Weise gegen Verdrehung (relativ zum Walzengrundkörper 9) ge­ sichert, was beispielsweise über Schrauben erfolgen kann, die durch den Ring 14 hindurchgeführt und in den Walzengrundkörper 9 eingeschraubt sind.

Während die Fig. 6 bis 8 die Verhältnisse bei einer eingängigen Wicklung 10 zeigen, veranschaulichen die Fig. 9 und 10 den Fall einer zweigängigen Wick­ lung 10. Der innere Ringteil 15, der äußere Ring­ teil 16 sowie das Formstück 20 sind hierbei ent­ sprechend breiter gehalten. Im übrigen entspricht jedoch der Aufbau dem des zuvor erläuterten Aus­ führungsbeispieles.

Claims (15)

1. Walzenmühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahl­ gut, enthaltend zwei gegensinnig angetriebene, mit hohem Druck gegeneinander gepreßte Walzen (1, 2), deren Mantelfläche zum Schutz vor Ver­ schleiß eine Beschichtung aus hartem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ schichtung durch eine unter Spannung aufge­ brachte Wicklung (10) aus gehärtetem Stahl­ profilband (11) gebildet wird.

2. Walzenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wicklung (10) im Bereich der beiden Stirnseiten der Walze (1) an je einem Ring (14) anliegt, dessen Außendurchmesser dem der Wicklung entspricht.

3. Walzenmühle nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ring (14) in axialer Richtung geteilt ist und aus einem inneren Ringteil (15) mit einer Ausnehmung (19) zur Aufnahme von Wicklungsanfang (10 a) bzw. Wicklungsende und einem den inneren Ringteil (15) an der Stirnseite und der äußeren Umfangs­ seite übergreifenden äußeren Ringteil (16) be­ steht, wobei der äußere und innere Ringteil miteinander verschraubbar sind.

4. Walzenmühle nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmung (19) zur Aufnahme des V-förmig abgebogenen Wicklungsanfanges (10 a) bzw. Wicklungsendes eine entsprechende V-Form aufweist und ein den Wicklungsanfang bzw. das Wicklungsende in dieser Ausnehmung haltendes Formstück (20) vorgesehen ist, das über eine Schraube (18) mit dem äußeren Ring­ teil (16) verbindbar ist.

5. Walzenmühle nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innere und äußere Ringteil (15, 16) auch in Umfangsrichtung geteilt ist, wobei der innere Ringteil (15) aus zwei sich je über 180° erstreckenden Teilstücken und der äußere Ringteil (16) aus einem Teilstück mit einem Umfangswinkel von mehr als 180° und einem Teilstück mit einem Umfangswinkel von weniger als 180° besteht.

6. Walzenmühle nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Sicherung des Ringes (14) in axialer Richtung der innere Ringteil (15) - vorzugsweise mit konischer Passung - in einer Nut (17) der Walze (1) angeordnet ist.

7. Walzenmühle nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der äußere Ringteil (16) an seiner äußeren Umfangsseite und wenigstens dem hieran angrenzenden Teil seiner Stirnseite mit einem Verschleißschutz (21) versehen ist.

8. Walzenmühle nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die an der Wicklung (10) anliegende Begrenzungsfläche (16 a) des äußeren Ringteiles (16) gegenüber der Walzen­ achse entsprechend der Steigung der Wicklung (10) geneigt ist und an der Umfangsstelle, an der die Wicklung (10) aus dem Ring (14) aus­ tritt bzw. in ihn eintritt, eine in Achsrich­ tung der Walze verlaufende Stufe (16 b) aufweist.

9. Walzenmühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mehrgängige Wicklung (10).

10. Walzenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stahlprofilband (11) auf seiner die Außenseite der Wicklung (10) bil­ denden Fläche eine Oberflächenprofilierung aufweist.

11. Verfahren zum Aufbringen einer als Verschleiß­ schutz dienenden Beschichtung aus hartem Mate­ rial auf die Mantelfläche der Walze (1, 2) einer Walzenmühle, gekennzeichnet durch folgen­ de Verfahrensschritte:

• a) die Mantelfläche wird mit wenigstens einem härtbaren Stahlprofilband (11) umwickelt, wobei die einzelnen Windungen der Wicklung (10) eng aneinander anliegen,
• b) das Stahlprofilband (11) wird hierbei in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand sowie unter Zugspannung der Mantelfläche der Walze zugeführt,
• c) auf der Mantelfläche wird das Stahlprofil­ band (11) durch ein Kühlmittel abgeschreckt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wicklung (10) nach dem Ab­ schrecken auf Anlaßtemperatur erwärmt und wieder langsam abgekühlt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das auf Härtetemperatur erwärmte, glatte Stahlprofilband (11) vor dem Aufwickeln auf die Walze (1) ein Profilwalzenpaar durch­ läuft und hierdurch auf seiner die Außenseite der Wicklung (10) bildenden Fläche mit einer Profilierung versehen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß gleichzeitig mehrere Stahlprofil­ bänder (11) in Form einer mehrgängigen Wicklung (10) auf die Walze (1) aufgewickelt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Walzen (1, 2) während des Aufbringens der Wicklung (10) in der Walzen­ mühle angeordnet sind.