DE4127875C2 - Rotor für Prall- oder Hammermühlen und Verfahren zum Herstellen eines Rotors - Google Patents
Rotor für Prall- oder Hammermühlen und Verfahren zum Herstellen eines RotorsInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
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- B02C13/28—Shape or construction of beater elements
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
Gegenstand der Erfindung ist die weitere Ausgestaltung des
Gegenstandes des Patents 41 02 692,
der einen Rotor für Prall- oder Hammer
mühlen betrifft, der aus mehreren miteinander verschweißten
Rotorscheiben aus Stahlguß besteht, die verbreiterte, ein
ander berührende Naben aufweisen, und bei dem die Rotor
scheiben durch Ringschweißnähte an ihren Naben miteinander
verbunden sind und ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors.
Insbesondere bei großen Rotoren, wie sie bei Primärbrechern
verwendet werden, können die gemäß dem Hauptpatent vorgese
henen, an den Außenkanten der Stirnflächen der Naben vorge
sehenen Ringschweißnähte im Hinblick auf die im Betrieb
solcher Brecher auftretenden Schlag- und Stoßbeanspruchungen
nicht die notwendige Festigkeit aufweisen.
Ein Rotor für Prall- und Hammermühlen aus mehreren miteinander
verschweißten Rotorscheiben ist aus der US 31 51 816
bekannt. Die inneren Ringschweißnähte müssen jedoch von innen
und von zwei Seiten hergestellt werden und haben unterschiedliche
Durchmesser.
Aus Böge, A. "Das Techniker Handbuch", 12. Auflage, S. 1245-1251,
sind div. Schweißnahtverbindungen (U-Naht) zu entnehmen.
Beim Verschweißen dicker Bleche sind allerdings tiefe Schweißnähte
bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Schweißverbindungen
jeweils benachbarter Rotorscheiben zu verstärken.
Dies geschieht erfindungsgemäß bei dem Rotor
dadurch, daß die für die Schweißnähte an den Stirnflächen
der Naben vorgesehenen Ausdrehungen sich von den Außenkanten
über einen beträchtlichen Teil der radialen Dicke der Naben
erstrecken und daß die durch die Ausdrehungen benachbarter Rotorscheiben
gebildeten Schweißnahtnuten mit Schweißmaterial ausgefüllt sind
und beim gattungsgemäßen Verfahren erfolgt die
Lösung der Aufgabe durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 3 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige
und vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabenlösung
hinsichtlich des Rotors ergeben sich aus Anspruch 2.
In den Ansprüchen 4 und 5 sind vorteilhafte Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.
Das Herstellen der unter Umständen eine beträchtliche Dicke
aufweisenden Schweißnähte kann auf verschiedene Weise erfol
gen. Am vorteilhaftesten geschieht dies dadurch, daß die
Schweißnähte aus mehreren übereinandergelegten Lagen gebil
det werden. Dazu werden die zueinander zentrierten, in Um
fangsrichtung zueinander ausgerichteten und miteinander ver
spannten Rotorscheiben in waagerechter Achslage unter den
feststehenden und bis an die Naben heranreichenden oder
zwischen die vorgenannten Ausdrehungen reichenden Schweiß
geräten mehrmals langsam gedreht, so daß sich, im Grunde der
durch je zwei Ausdrehungen gebildeten Nuten beginnend, eine
Schweißnaht über die andere legt, bis die Nuten mit Schweiß
material ausgefüllt sind. Dies kann bei Vorhandensein einer
der Zahl der Nuten entsprechenden Anzahl von Schweißgeräten
bei allen Nuten eines Rotors gleichzeitig geschehen. Sind
die Schweißgeräte mit einer automatischen Schweißdrahtzufüh
rung versehen und werden sie nach jeder Rotorumdrehung auto
matisch um ein der Dicke der Schweißlagen entsprechendes
Stück zurückgestellt, so können die Schweißnähte mit einem
Minimum an Arbeitskräften und Zeitaufwand hergestellt wer
den, obwohl die Zahl der Lagen bei großen Rotoren 50 und
mehr und die Länge der in den einzelnen Nuten dabei entste
henden Schweißnähte etwa 100 Meter betragen kann.
Die Tiefe der Nuten muß selbstverständlich so gewählt wer
den, daß noch ringförmige Rippen mit entsprechenden Stirn
flächen an den Naben verbleiben, mit denen sich die benach
barten Naben beim Zusammenspannen der Rotorscheiben anein
anderlegen.
Diese Rippen können beim Schweißvorgang gegebenenfalls weg
schmelzen, so daß die Naben, wenn die Rippen nahe den Innen
kanten der Stirnflächen vorgesehen sind, dann unter Umstän
den über die gesamte Stirnfläche miteinander verschweißt
sind.
Die Rotorscheiben müssen beim Zusammenspannen selbstver
ständlich genau zueinander zentriert, aber auch in Umfangs
richtung zueinander ausgerichtet werden, damit die in den
Rotorscheiben vorgesehenen Randausschnitte genau miteinander
fluchten. Da das Zusammenspannen nach Aufeinanderlegen der
Rotorscheiben in waagerechter Lage erfolgt, das Verschweißen
aber bei lotrechter Anordnung der Rotorscheiben, also bei
waagerechter Rotorachse, vorgenommen werden muß, müssen die
zusammengespannten Rotorscheiben aus der einen in die andere
Lage bewegt werden. Da ein axiales Zusammenspannen der Ro
torscheiben Verschiebungen der Rotorscheiben zueinander
hierbei nicht mit Sicherheit verhindern kann, werden die an
den Stirnflächen der Naben mit den für die Schweißnähte vor
gesehenen Ausdrehungen versehenen Rotorscheiben den in den
Ansprüchen 3 und 4 angegebenen Arbeitsgängen unterzogen.
Das gegenseitige Zentrieren der Rotorscheiben unter Zuhilfe
nahme von Ringscheiben kann in verschiedener Weise gesche
hen. So können in alle zylindrischen Ausdrehungen der Naben
Ringscheiben eingesetzt und die mit den Ringscheiben verse
henen Rotorscheiben auf ein Rohr aufgeschoben werden, das
später auch zum Tragen der aus den provisorisch miteinander
verbundenen Rotorscheiben bestehenden Einheit dient.
Die zylindrischen Ausdrehungen können aber auch so schmal
und die Ringscheiben so breit gewählt werden, daß sie in die
Ausdrehungen zweier benachbarter Rotorscheiben eingreifen
und diese somit unmittelbar zueinander zentrieren. Die Ro
torscheiben werden dabei jeweils unter Zwischenlage einer
Ringscheibe aufeinandergelegt und dann durch Drehen um die
Ringscheiben in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Naben der Rotorscheiben
nicht nur von außen, sondern auch von innen mit einer aller
dings nur einfachen bzw. aus nur wenigen Lagen bestehenden
Ringscheißnaht miteinander verbunden werden. Man versieht
dazu die Naben zusätzlich zu den zylindrischen Ausdrehungen
noch mit kleinen Ausdrehungen, die innerhalb der ringförmi
gen Rippen vorzusehen sind.
Zur Anlegung dieser Schweißnaht entfernt man nach dem provi
sorischen Verbinden der Rotorscheiben durch die im Grunde
der Schweißnahtnuten angebrachten Schweißpunkte gemäß dem
Arbeitsgang c) die Ringscheiben, wobei die inneren Ring
scheiben zerstört werden müssen, und legt die Ringschweiß
nähte von Hand an. Danach werden die beiden äußeren Ring
scheiben, die vorzugsweise stärker gewählt werden als die
inneren, wieder in die beiden äußeren Rotorscheiben einge
setzt. Dann folgen die Arbeitsgänge d) und e).
Da die Masse der miteinander zu verbindenden Rotorscheiben
groß ist und deshalb beim Schweißen ein starker Wärmeabfluß
stattfindet, ist es vorteilhaft, vor dem provisorischen Mit
einander-Verbinden die Rotorscheiben vorzuwärmen, z. B. in
einem Vorwärmofen, und die miteinander verbundenen Rotor
scheiben insgesamt vor dem Anlegen der endgültigen Schweiß
nähte auf eine erhöhte Temperatur von etwa 125 bis 250°C
vorzuwärmen und diese Temperatur während des gesamten
Schweißvorganges zu halten. Dies kann mit Hilfe von Flamm
rohren geschehen.
In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Weiterbildung des
in Fig. 4 des Hauptpatents darge
stellten Rotors gezeigt.
Die Rotorscheiben 1 sind an den Stirnflächen ihrer Naben 3
zur Bildung von Schweißnahtnuten 16 mit Ausdrehungen 17 ver
sehen. Sie belassen ringförmige Rippen 18, mit deren Stirn
flächen die benachbarten Rotorscheiben aneinanderliegen.
Nach dem Schweißvorgang sind die Schweißnahtnuten 16 mit dem
die Schweißnähte 9 bildenden Schweißmaterial ausgefüllt.
Die für das Miteinanderverschweißen der Rotorscheiben 1 be
nötigten Hilfsmittel werden im folgenden im Zusammenhang mit
der Beschreibung der Arbeitsgänge genannt.
Die Rotorscheiben 1 werden mit den Ringrippen 18 aufeinan
derliegend zentrisch und im Umfangssinne zueinander ausge
richtet. Das Zentrieren erfolgt mit Hilfe von Ringscheiben
20, 21, die in zylindrische Ausdrehungen 22 der Naben 3 ein
gesetzt werden, und eines Rohres 23, auf das die Rotorschei
ben 1 mit den Ringscheiben 20, 21 aufgeschoben und auf dem
sie durch Drehen in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet
werden, so daß die an den Rotorscheiben vorgesehenen Rand
ausschnitte 12 miteinander fluchten. Danach wird das Rohr 23
über Mitnehmer 24 mit den äußeren Rotorscheiben 1 in dreh
feste Verbindung gebracht. In diesem Zustand werden die Ro
torscheiben 1 durch im Grunde der Schweißnahtnuten 16 ange
brachte Schweißpunkte 25 provisorisch miteinander verbunden.
Gegebenenfalls können nach der provisorischen Verbindung der
Rotorscheiben 1 durch die Schweißpunkte 25 und nach Heraus
nehmen des Rohres 23 und der Ringscheiben 20, 21 (wobei die
inneren Ringscheiben 21 zerstört werden müssen) auch noch
Ringschweißnähte 26 an den inneren Stoßnähten der Naben 3
innerhalb der Ringrippen 18 angebracht werden. Das Rohr 23
kann nach Wiedereinsetzen der beiden äußeren Ringscheiben 20
wieder in diese eingeschoben werden. Diese Situation ist in
der Zeichnung dargestellt. Die Ringscheiben 21 sind hier nur
gestrichelt gezeichnet, weil sie in diesem Montagestadium an
sich schon entfernt worden sind.
Eine zweckmäßige Abwandlung dieser Arbeitsgänge ergibt sich,
wenn zur Zentrierung und Ausrichtung in Umfangsrichtung die
Ringscheiben 21 so breit gewählt werden, daß sie in die Aus
drehungen 22 zweier benachbarter Ringscheiben 1 eingreifen.
Nach so erfolgter Zentrierung und durchgeführter Ausrichtung
in Umfangsrichtung werden die Rotorscheiben von innen im Be
reich hierfür vorgesehener Randausschnitte in den Ringschei
ben provisorisch durch Schweißpunkte verbunden. Nach Ent
fernung der Ringscheiben 21 werden die vorerwähnten Ring
schweißnähte 26 an den inneren Stoßnähten der Naben 3 ange
bracht. Erst danach wird das Rohr 23 in die zwischenzeitlich
eingesetzten äußeren Ringscheiben eingeschoben.
Zusammen mit dem Rohr 23 werden dann die miteinander verbun
denen Rotorscheiben 1 in eine waagerechte Axiallage ge
schwenkt und auf eine Schweißanlage aufgebracht, die ein Ge
stell 27 aufweist, das mit zwei Rollenpaaren 28 versehen
ist, auf die sich das Rohr 23 mit seinen über die Rotor
scheiben 1 überstehenden Enden auflegt. Die Rollenpaare sind
antreibbar. Über die auf dem Gestell 27 befindliche Einheit
aus den provisorisch miteinander verbundenen Rotorscheiben 1
erstreckt sich ein an dem Gestell 27 befestigter Ausleger
29, an dem Schweißgeräte 30 angeordnet sind. Sie bestehen in
bekannter Weise je aus einem Zuführrohr für den Schweiß
draht, einem Zuführrohr für das Schweißpulver und einem Ab
saugrohr für überschüssiges Pulver, erstrecken sich durch
die zwischen den Außenkränzen 7 benachbarter Rotorscheiben 1
vorhandenen Ringspalte 8 hindurch bis an die zwischen den
Naben 3 der Rotorscheiben 1 vorhandenen Schweißnahtnuten 16
und gegebenenfalls in diese hinein. Sie sind bezüglich ihrer
Hineinragtiefe verstellbar.
Beim Schweißvorgang wird die aus den Rotorscheiben 1 beste
hende Einheit langsam gedreht, wobei in die Schweißnahtnu
ten 16 von deren Grund ausgehend Schweißlagen in mehreren
oder auch vielen Windungen übereinandergelegt werden, bis
die Schweißnahtnuten 16 mit Schweißmaterial ausgefüllt sind,
wobei die Schweißgeräte 30 nach und nach entsprechend ange
hoben werden.
Nach dem Schweißen werden das Rohr 23 und die Ringscheiben
20 und 21 aus dem so entstandenen fertigen Rotorkörper ent
fernt und dieser - wie in der Hauptpatentschrift beschrie
ben - mit einer Welle und den übrigen Teilen, wie mit den
Schlagleisten, versehen.
Claims (5)
1. Rotor für Prall- oder Hammermühlen, der gemäß Patent
41 02 692 aus mehreren
miteinander verschweißten Rotorscheiben aus Stahlguß be
steht, die verbreiterte, einander berührende Haben auf
weisen, und bei dem die Rotorscheiben durch Ringschweiß
nähte an ihren Haben miteinander verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die für die Schweißnähte (9) an den
Stirnflächen der Naben (3) vorgesehenen Ausdrehungen (17)
sich von den Außenkanten über einen beträchtlichen Teil
der radialen Dicke der Naben erstrecken, und daß die
durch die Ausdrehungen benachbarter Rotorscheiben gebil
deten Schweißnahtnuten (16) mit Schweißmaterial ausge
füllt sind.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schweißnähte (9) aus mehreren übereinandergelegten Lagen
des Schweißmaterials bestehen.
3. Verfahren zum Herstellen eines Rotors nach Anspruch 1
oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsgänge:
- a) Die Naben (3) der mit den Ausdrehungen (17) versehenen Rotorscheiben (1) werden an ihren axialen Enden von innen her mit paßgenauen zylindrischen Ausdrehungen (22) versehen;
- b) die Rotorscheiben (1) werden unter Zuhilfenahme von in die Ausdrehungen (22) passenden Ringscheiben (20, 21) und gegebenenfalls eines in die Ringscheiben einge schobenen Rohres (23) zueinander zentriert aufeinan dergelegt und durch Drehen um die Ringscheiben in Um fangsrichtung zueinander ausgerichtet;
- c) die Rotorscheiben (1) werden von außen her im Grunde der für die Schweißnähte (9) vorgesehenen, durch die Ausdrehungen (17) gebildeten Nuten (16) oder von innen her an durch Randausschnitte der Ringscheiben (21) zu gänglichen Stellen durch Schweißpunkte (25) proviso risch verbunden;
- d) in die Ringscheiben (20, 21) wird, sofern nicht schon vorhanden, das Rohr (23) eingeschoben, das die aus den provisorisch miteinander verbundenen Rotorscheiben (1) bestehende Einheit an beiden Enden überragt;
- e) die aus den Rotorscheiben (1) bestehende Einheit wird mit den Enden des Rohres (23) auf zwei Rollenpaare (28) einer Schweißanlage (27-30) aufgelegt und mittels einer an dieser vorgesehenen Antriebsvorrichtung unter dem oder den zwischen den Rotorscheiben (1) bis an die Naben (3) heranreichenden bzw. in die Schweißnahtnuten (16) reichenden Schweißgeräten (30) langsam gedreht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Arbeitsgang c) die Ringscheiben (20, 21) ent
fernt und von innen her Ringschweißnähte (26) an den
Stoßstellen der benachbarten Naben (3) hergestellt und
danach die beiden äußeren Ringscheiben (20) wieder einge
setzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rotorscheiben (1) vor dem provisorischen Verbinden
durch die Schweißpunkte (25) in einem Vorwärmofen je nach
Materialzusammensetzung der Rotorscheiben auf Temperatu
ren zwischen 125 und 250°C vorgewärmt werden und die aus
den Rotorscheiben (1) bestehende Einheit vor dem Herstel
len der Schweißnähte (9) mit Hilfe von Flammrohren oder
dergleichen auf diese Temperatur vorgewärmt bzw. diese
Temperatur während des Schweißvorganges aufrechterhalten
wird.
Priority Applications (11)
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