DE3927884A1 - Maschine zur kompaktierung und/oder zerkleinerung von schuettgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Kompaktierung und/oder Zerkleinerung von Schüttgut entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 als Walzenpresse zur Kompaktierung und Brikettierung von Schüttgütern ausgebildete Maschine ist durch die DE-C-20 55 147 bekannt. Hierbei weisen die Walzen einen Walzengrundkörper sowie einen lösbar mit dem Walzen­ grundkörper verbundenen, aus einzelnen Segmenten zusam­ mengesetzten Walzenmantel auf. Die auf dem Umfang mit achsparallelen Längskanten aneinandergrenzenden Seg­ mente sind derart gestaltet, daß sie in der Auflage­ fläche eine Mehrzahl von Ansätzen und dazwischenliegen­ den Ausnehmungen aufweisen, die in Umfangsrichtung über die radiale Projektion der achsparallelen Längskanten auf die Auflagefläche vorspringen. Die in Umfangsrich­ tung aneinandergrenzenden Segmente stehen über die vor­ springenden Ansätze und die komplementär gestalteten Ausnehmungen längs ihrer Kontaktfläche miteinander in Eingriff.

Die Kontaktflächen der vorspringenden Ansätze und Aus­ nehmungen der Segmente verlaufen bei dieser bekannten Ausführung teilweise schräg zur Ebene durch die Walzen­ achse. Dadurch verringert sich bei einer gegebenen Preßkraft zwischen zwei Walzen die maximale spezifische Flächenpressung zwischen Segment und Walzengrundkörper. Zu hohe Flächenpressungen führen zu Verformungen der Oberfläche des Walzengrundkörpers und bewirken ein Kip­ pen dieser Segmente.

Die Herstellung dieser bekannten Segmente, insbesondere die mechanische Bearbeitung der einzelnen Segmentflä­ chen, ist ferner relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Ma­ schine die Bauweise der Segmente unter gleichzeitiger Gewährleistung der Kippsicherheit zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Im Vergleich zu der eingangs erläuterten bekannten Aus­ führung zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung - bei nahezu gleicher Kippsicherheit - durch eine wesentlich vereinfachte Fertigung aus, da die einzelnen Segmente als einfache Gußteile hergestellt und alle Segmentflä­ chen auf einfache Weise mechanisch bearbeitet werden können.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Un­ teransprüche und werden im Zusammenhang mit der folgen­ den Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschau­ lichter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer Walze,

Fig. 2 eine teilweise längs der Linie II-II der Fig. 3 geschnittene Dar­ stellung der Walze,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Walze,

Fig. 4 bis Fig. 8 Aufsichten auf die Abwicklung ver­ schiedener Ausführungsbeispiele der Segmente.

Die in Fig. 1 dargestellte Walze 1 enthält einen auf ei­ ner Welle 2 angeordneten Walzengrundkörper 3 sowie einen lösbar mit dem Walzengrundkörper 3 verbundenen, aus einzelnen Segmenten 4 zusammengesetzten Walzenman­ tel. Zur Fixierung der einzelnen Segmente 4 auf dem Walzengrundkörper 3 sind jeweils zwei seitlich an den Segmenten angreifende Klemmelemente 5 vorgesehen.

Die einzelnen Segmente 4 enthalten an der in Drehrich­ tung vorderen Längsseite jeweils einen einzigen vor­ springenden Ansatz 4a und an der in Drehrichtung der Walze 1 rückwärtigen Längsseite jeweils eine einzige Ausnehmung 4b, wobei Ansatz 4a und Ausnehmung 4b symme­ trisch zur senkrecht zur Walzenachse 1a verlaufenden Mittelebene 4c des Segmentes 4 angeordnet sind (vgl. hierzu auch Fig. 4 bis 8). Die Segmente 4 des Walzenman­ tels stehen in Umfangsrichtung über die vorspringenden Ansätze 4a und die komplementär gestalteten Ausnehmun­ gen 4b längs Kontaktflächen miteinander in Eingriff. Die erzeugenden Linien der Kontaktflächen der Segmente 4 verlaufen radial zur Walzenachse 1a.

Wie auch in Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Seg­ mente 4 und der Walzengrundkörper 3 jeweils mit vor­ springenden Ansätzen 4d bzw. 3a versehen. In axialer Richtung an beiden Seiten an den Ansätzen 4d und 3a an­ greifende U-förmige Klemmelemente 5 werden über Spann­ schrauben 6 miteinander verspannt. Die Spannschrauben 6 werden dabei in axial verlaufenden Nuten 3b des Walzen­ grundkörpers 3 aufgenommen. Auf diese Weise sind alle Segmente 4 mit jeweils zwei Klemmelementen 5 auf dem Walzengrundkörper 3 befestigt. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch andere Befestigungsmittel möglich, wie beispielsweise Schrumpfringe, Paßfedern, radial ange­ ordnete Schrauben oder mit Bolzen vorgespannte Feder­ klemmen.

Für eine zusätzliche Fixierung der Segmente 4 in Dreh­ richtung sind Paßfedern vorgesehen. Zur Aufnahme der Paßfedern 7 sind angrenzend an die beiden Stirnseiten des Walzengrundkörpers 3 pro Segment 4 jeweils zwei Nu­ ten 3c vorgesehen. Die Länge der Nuten 3c entspricht etwa der Länge der seitlich an den Ansatz 4a angrenzen­ den Bereiche der Längsseite des Segmentes 4. Die in die Nuten 3c eingesetzten Paßfedern 7 weisen in Drehrich­ tung der Walze 1 abgeschrägte Flächen 7a auf. Die Kante im Bereich seitlich neben dem Ansatz 4a und der Aufla­ gefläche des Segmentes 4 auf dem Walzengrundkörper 3 ist entsprechend komplementär abgeschrägt.

Im Normalbetrieb der Maschine werden die Segmente 4 durch die Klemmelemente 5 auf dem Walzengrundkörper 3 gehalten. Bei extremen Belastungen können Relativbewe­ gungen zwischen den Segmenten 4 und dem Walzengrundkör­ per 3 auftreten, wobei sich die Segmente auf dem Wal­ zengrundkörper gegen die Laufrichtung der Walze zu ver­ drehen suchen. Diese Relativbewegungen werden durch die Paßfedern 7 verhindert. Dabei stützen sich die Segmente 4 auf den radial verlaufenden Flächen der Paßfedern 7 ab. Die Anschrägung der Paßfedern (Flächen 7a) erfolgt aus Platzgründen, wobei die angeschrägten Flächen immer unbelastet sind.

In der Zeichnung (Fig. 3) ist ein Spalt 9 von ca. 2 mm zwischen dem Segment 4 und der benachbarten Paßfeder 7 zu erkennen Dieser Spalt 9 soll Setzerscheinungen in der Klemmverbindung kompensieren. Bei extremen Bela­ stungen führt also das Segment eine Relativbewegung von 2 mm gegenüber dem Walzengrundkörper 3 und der benach­ barten Paßfeder aus und kommt dann zur Anlage an der Paßfeder, die eine weitere Drehbewegung verhindert.

Der Ansatz 4a und die Ausnehmung 4b des in Fig. 4 darge­ stellten Segmentes 4 weisen - bei Betrachtung in radi­ aler Richtung - eine rechteckförmige Außenkontur auf. Die Ausnehmung 4b wird dabei durch zwei - in axialer Richtung betrachtet - seitliche Ansätze 4e begrenzt. Die axiale Länge von Ansatz 4a und Ausnehmung 4b im Be­ reich der Wurzel des Ansatzes bzw. der Mündung der Aus­ nehmung entspricht etwa der Hälfte der axialen Länge L des Segmentes 4. Für die beiden - in axialer Richtung betrachtet - seitlichen Bereiche von Ansatz 4a und Aus­ nehmung 4b verbleiben jeweils noch ein Viertel der axialen Länge L des Segmentes 4. Die in Umfangsrichtung gemessene Tiefe von Ansatz 4a und Ausnehmung 4b ent­ spricht einem Umfangswinkel x von 3 bis 15°, vorzugs­ weise 5 bis 10°.

Es ist bekannt, daß die Haltbarkeit segmentierter Wal­ zen entscheidend durch die Flächenpressung zwischen den Segmenten 4 und dem Walzengrundkörper 3 beeinflußt wird (Kippeln der Segmente). Die Verteilung der Flächenpres­ sung in der Auflagefläche zwischen den Segmenten 4 und dem Walzengrundkörper 3 wird durch die ungleichformige Druckverteilung im Spalt zwischen zwei Walzen 1 in Richtung der Walzenachse 1a und durch die Orientierung der resultierenden Mahlkraft zur Oberfläche des Segmen­ tes 4 beeinflußt. Durch die Orientierung der resultie­ renden Kraft zur Oberfläche des Segmentes 4 treten die maximalen Flächenpressungen und das maximale Kippmoment an der aus dem Spalt auslaufenden Segmentseite auf, wo­ bei der Druck im Spalt über die axiale Länge des Seg­ mentes im mittleren Bereich größer als in den Randbe­ reichen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Segmente wer­ den die unterschiedlichen Druckbeanspruchungen und die unterschiedlichen Kippmomente an den in den Spalt ein- und auslaufenden Segmentseiten durch die Formgebung und Anordnung der Segmente 4 auf dem Walzengrundkörper 3 berücksichtigt.

Die Segmente 4 sind in Drehrichtung (Pfeil 8) derart auf dem Walzengrundkörper 3 angeordnet, daß zunächst die Segmentseite mit dem vorspringenden Ansatz 4a in den durch zwei Walzen 1 gebildeten Spalt einläuft.

Der am höchsten belastete Teil des Segmentes 4 im Be­ reich der Ausnehmung 4b (ca. 65% der gesamten Kraft) läuft als erster Teil der rückwärtigen Längsseite des Segmentes aus dem Spalt heraus. Die seitlichen Ansätze 4e wirken dabei wie Stützen und vermeiden dadurch unzu­ lässig hohe Flächenpressungen sowie das Kippeln der Segmente. Das anschließende Auslaufen der Ansätze 4e ist aufgrund der geringeren Druckbeanspruchung (ca. 35% der gesamten Kraft) unkritisch. Die Druckbeanspru­ chung der einlaufenden Segmentseite (d.h. der in Dreh­ richtung der Walze vorderen Längsseite) ist wesentlich geringer und damit unkritisch.

In den weiteren Ausführungsbeispielen der Fig. 5 bis 8 sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind der Ansatz 4a und die Ausnehmung 4b des Seg­ mentes 4 mit einer kreisförmigen Außenkontur ausgebil­ det.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 weisen der Ansatz 4a und die Ausnehmung 4b eine trapezförmige Außenkontur auf.

Die in der Fig. 7 und 8 dargestellten Segmente 4 weisen eine Außenkontur auf, die aus einem kreisbogenförmigen Mittelstück und hieran nach beiden Seiten anschließen­ den geraden Teilstücken besteht. Die geraden Teilstücke gehen dann in abgerundeten Kanten in die beiden seitli­ chen achsparallelen Bereiche über. Der Ansatz 4a bzw. die Ausnehmung 4b des in der Fig. 8 dargestellten Seg­ mentes sind im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Fig. 7 in axialer Richtung etwas schmäler ausgebildet. Im übrigen treffen auch für die Ausführungsbeispiele der Fig. 5 bis 8 die Bemaßungen gemäß Fig. 4 zu.

Claims (10)

1. Maschine zur Kompaktierung und/oder Zerkleinerung von Schüttgut, enthaltend zwei mit hohem Druck ge­ geneinanderpreßbare Walzen (1), die einen Walzen­ grundkörper (3) und einen lösbar mit dem Walzen­ grundkörper (3) verbundenen, aus einzelnen Segmen­ ten (4) zusammengesetzten Walzenmantel aufweisen, wobei die Segmente (4) des Walzenmantels in Um­ fangsrichtung vorspringende Ansätze (4a) und kom­ plementär gestaltete Ausnehmungen (4b) aufweisen, die längs Kontaktflächen miteinander in formschlüs­ sigem Eingriff stehen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die einzelnen Segmente (4) enthalten an der in Drehrichtung der Walzen (1) vorderen Längsseite jeweils einen einzigen vorspringenden Ansatz (4a) und an der in Drehrichtung der Walzen (1) rückwärtigen Längsseite jeweils eine einzige Ausnehmung (4b), wobei Ansatz und Ausnehmung symmetrisch zur senkrecht zur Walzenachse (1a) verlaufenden Mittelebene (4c) des Segmentes (4) angeordnet sind,
• b) die erzeugenden Linien der Kontaktflächen der Segmente (4) verlaufen radial zur Walzenachse (1a).

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (4a) und die Ausnehmung (4b) - bei Betrachtung in radialer Richtung - eine rechteck­ förmige Außenkontur aufweisen.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (4a) und die Ausnehmung (4b) - bei Betrachtung in radialer Richtung - eine kreisbogen­ förmige Außenkontur aufweisen.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (4a) und die Ausnehmung (4b) - bei Betrachtung in radialer Richtung - eine trapezför­ mige Außenkontur aufweisen.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (4a) und die Ausnehmung (4b) - bei Betrachtung in radialer Richtung - eine Außenkontur aufweisen, die aus einem kreisförmigen Mittelstück und hieran nach beiden Seiten anschließenden gera­ den Teilstücken bestehen.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge von Ansatz (4a) und Ausnehmung (4b) im Bereich der Wurzel des Ansatzes bzw. der Mündung der Ausnehmung etwa der Hälfte der axialen Länge (L) des Segmentes (4) entspricht.

7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die - in Umfangsrichtung gemessene - Tiefe von Ansatz (4a) und Ausnehmung (4b) einem Umfangswinkel (x) von 3 bis 15°, vorzugsweise 5 bis 10°, ent­ spricht.

8. Maschine nach Anspruch 1, bei der zur Festlegung der Segmente (4) in Nuten (3c) des Walzengrundkör­ pers (3) eingreifende Paßfedern (7) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Segment (4) zwei zur Aufnahme je einer Paßfeder (7) be­ stimmte Nuten (3c) angrenzend an die beiden Stirn­ seiten des Walzengrundkörpers (3) vorgesehen sind, wobei sich diese Nuten (3c) jeweils nur über einen Teil, vorzugsweise etwa ein Viertel, der axialen Länge des Walzengrundkörpers (3), erstrecken und - in Umfangsrichtung betrachtet - an der Stoßstelle benachbarter Segmente (4) liegen.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Segmenten (4) und den Paßfedern (7) ein Spalt (9) zur Kompensation von Setzerschei­ nungen der Klemmverbindung vorgesehen ist.

10. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fixierung der einzelnen Segmente (4) auf dem Walzengrundkörper (3) zweiseitig an den Segmen­ ten (4) angreifende Klemmelemente (5) vorgesehen sind, die mittels in Nuten (3b) des Walzengrundkör­ pers (3) aufgenommener axialer Spannschrauben (6) mit dem Segment (4) und dem Walzengrundkörper (3) verspannt sind.