DE4321427A1 - Verschleißfeste Walze für die Verwendung in Zweiwalzenmaschinen, insbesondere in Hochdruck-Walzenpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf eine verschleißfeste Walze einer Zweiwalzenmaschine für die Druckbehandlung körnigen Gutes, insbesondere für Hochdruck-Walzen­ pressen zur Druckzerkleinerung, mit im Bereich der Walzenoberfläche der Walzenkörper teilweise eingelagerten verschleißfesten stiftförmig ausgebildeten Werkstoffstücken, die härter sind als das sie umgebende Walzenmaterial, ge­ richtet.

Bei Walzenpressen und Walzenmühlen wird körniges, sprödes Mahlgut in den Walzenspalt, durch den die beiden drehbar gelagerten, gegenläufig rotierbaren Walzen voneinander getrennt sind, eingezogen und dort einer Druckbehandlung bzw. einer Druckzerkleinerung unterworfen.

Bekannt ist auch die sogenannte Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse, bei der die einzelnen Partikel des eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflä­ chen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung eines extrem ho­ hen Druckes gegenseitig zerkleinert werden (EP-PS 0 084 383). Dabei sind die Walzenoberflächen einer außerordentlich hohen Beanspruchung ausgesetzt, woraus u. a. ein hoher Verschleiß resultiert. Es ist bekannt, durch unterschied­ liche Gestaltung und Beschichtung der dem Verschleiß ausgesetzten Walzen­ oberflächen diesem Verschleiß entgegen zu wirken. So werden in der EP-A-0 361 172 auf den Walzengrundkörper durch Schweißen verschiedene Schich­ ten aus unterschiedlichen Legierungen zum Verschleißschutz aufgetragen.

Weiter wird in der DE-A-41 32 474 vorgeschlagen, die dem Verschleiß ausge­ setzten Oberflächenbereiche der Mahlwalze einer Walzenmaschine, insbesonde­ re einer Hochdruck-Walzenpresse, durch das Einlagern einer Vielzahl von stiftförmigen Werkstoffstücken in entsprechende Ausnehmungen der Mahlwal­ ze, wobei die Werkstoffstücke eine deutlich größere Härte aufweisen als das sie umgebende Material der Mahlwalze und beispielsweise aus einem Hartmetall bestehen, zu schützen. Hierbei wird die Einlagerung gemäß dieser Patentan­ meldung so ausgeführt, daß nur ein Teilabschnitt der stiftförmigen Werkstoff­ stücke in die Mantelfläche des Walzenkörpers eingelagert ist und der restliche Teil igelförmig aus dem Walzenkörper herausragt. Die Zwischenräume zwi­ schen den überstehenden stiftförmigen Werkstoffstücken sind mit einem weite­ ren Werkstoff, beispielsweise einer keramischen Masse oder vorzugsweise beim Betrieb der Walzenpresse mit dem der Mahlwalze aufgegebenen Zerklei­ nerungsgut ausgefüllt, so daß sich in diesem letzteren Fall ein fast autogener Verschleißschutz ergibt.

Beim Betrieb der Hochdruck-Walzenpresse ist jedoch die Gefahr nicht auszu­ schließen, daß infolge des hohen Preßdrucks, der über die stiftförmigen Werk­ stoffstücke auf vorhandene Kerbstellen, insbesondere bei seitlich wirkenden Kräften, in den Ausnehmungen der Mahlwalzen einwirkt, Beschädigungen durch Rißbildungen in der Mantelfläche der Mahlwalze entstehen und damit unerwünschte Stillstände auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aus der DE-A-41 32 474 bekannte Walze weiter auszubilden und so eine verschleißfeste Walze entsprechend dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die auch die Einwirkung hoher Preß­ drücke ohne Beschädigungen des Walzenkörpers zuläßt.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Durch die Maßnahme der Erfindung, die unteren Flächen der Ausnehmungen im Walzenkörper gekrümmt auszubilden - mit Vorteil in Form einer Kugelka­ lotte - und die eingelagerten Werkstoffstücke der geometrischen Form der Aus­ nehmungen anzupassen, wird erreicht, daß der auf die eingelagerten Werk­ stoffstücke beim Betrieb der Walzenpresse einwirkende hohe Preßdruck homo­ gen verteilt an das die Werkstoffstücke umgebende Walzenmaterial des Wal­ zenkörpers weitergeleitet wird.

Weiterhin wird durch diese Maßnahme die Bildung von Kanten, insbesondere von seitlichen Kanten, verhindert und somit das Auftreten von hohen Kerb­ spannungen, die insbesondere bei seitlich am eingelagerten Werkstoffstück an­ greifenden Kräften von diesen Kanten ausgehen, vermieden.

Um einen vollständigen Kraftschluß zwischen den eingelagerten Werkstoff­ stücken und dem sie umgebenden Walzenmaterial herbeizuführen, sind vorhandene, u. a. fertigungsbedingte Zwischenräume zwischen den Werkstoffstücken und dem Walzenkörper mit Vorteil gemäß der Erfindung mit einem Bindemittel aufgefüllt. Durch diese Maßnahme werden darüber hinaus vorhandene Uneben­ heiten und Rauhigkeiten der Ausnehmungen geglättet und die rißauslösende Wirkung vorhandener Kerbstellen minimiert.

In weiteren vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die eingelagerten Werkstoffstücke zumindest zweigeteilt, und zwar wird unterhalb der in entspre­ chende Ausnehmungen eingelagerten stiftförmigen Werkstoffstücke jeweils mindestens eine Einlage aus einem weiteren Werkstoff eingebracht, die den tiefsten Bereich der Ausnehmung weitgehend ausfüllt und in ihrer Kontur an der unteren Fläche der stiftförmigen Werkstoffstücke angepaßt sind.

Die Einlagen sind gemäß der Erfindung aus einem Material gefertigt, das unter einer Druckspannung, die mindestens dem Betriebsdruck der Walzenmaschine entspricht, verformbar ist, wodurch sich die Einlage völlig allen Unebenheiten und Rauhigkeiten der Ausnehmungen anpassen kann. Die Einlage wirkt somit beim Betrieb der Walzenmaschine wie ein Puffer, der die auf die stiftförmigen Werkstoffstücke wirkenden Druckspannungen homogen verteilt auf das umgebende Walzenmaterial weiterleitet und örtliche Druckspitzen verhindert.

Besonders geeignete Werkstoffe für die Einlagen sind gemäß der Erfindung leicht verformbare Nichteisenmetalle oder aber solche Werkstoffe, die gleiche oder ähnliche Werkstoffeigenschaften besitzen wie das die Einlage umgebende Walzenmaterial, so daß beispielsweise keine thermischen Spannungen infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten bei der Druckbeanspruchung heißer Schüttgüter auftreten können. Es ist aber auch möglich, als Einlage ein feinkörniges Schüttgut zu verwenden, falls dies erforderlich sein sollte.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläu­ terung von in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten Ausführungsbeispie­ len.

Es zeigen

Fig. 1 einen Teilausschnitt einer Mahlwalze mit einem eingelagerten Werkstoffstück;

Fig. 2 einen Teilausschnitt einer Mahlwalze mit einem eingelagerten Werkstoffstück und mit einer zusätzlich eingelagerten Einlage.

Die Fig. 1 zeigt einen Teilausschnitt einer Mahlwalze (1) mit einer Ausneh­ mung mit in ihrem tiefsten Bereich nach außen gekrümmten Flächen (4), die in diesem Ausführungsbeispiel eine Halbkugel bilden. In diese Ausnehmung ist ein stiftförmig ausgebildetes Werkstoffstück (2) aus einem verschleißfesten Material eingepaßt. Das Werkstoffstück (2) besitzt in seinem unteren Bereich eine geometrische Form, die der der Ausnehmung in ihrem tiefsten Bereich entspricht, also in diesem Ausführungsbeispiel gleichfalls halbkugelförmig ausgebildet ist, so daß die Ausnehmung vollständig ausgefüllt ist. Die Länge des stiftförmigen Werkstoffstücks ist größer als die gesamte Tiefe der Ausnehmung, so daß im eingelagerten Zustand ein Teil des Werkstoffstücks (2) oberhalb der Mahlwalzenmantelfläche (5) übersteht.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist das eingelagerte Werkstoffstück mehrtei­ lig ausgeführt. Der obere Teil (2′) entspricht dem in seiner Länge verkürzten stiftförmigen Werkstoffstück (2) des Ausführungsbeispiels der Fig. 1, ist also gleichfalls aus einem verschleißfesten Werkstoff gefertigt.

Der untere Teil des stiftförmigen Werkstoffstücks (2) wird durch eine Ein­ lage (3) ersetzt, die entsprechend der Erfindung aus einem anderen, verformba­ ren Material gefertigt ist, oder aus einem Schüttgut besteht und die nun ihrer­ seits so geformt ist, daß sie den Hohlraum zwischen dem Werkstoffstück (2′) und den nach außen gekrümmten Flächen (4) der Ausnehmung vollständig ausfüllt und mit ihrer oberen Kontur (6) der unteren Kontur des stiftförmigen Werkstoffstücks (2′) entspricht.

Die Krümmung der Flächen (4) kann dabei so weit gehen, daß die Einlage (3) Kugelform annimmt und die untere Fläche des stiftförmigen Werkstoffstücks (2′) einer Kugelkalotte entspricht.

Claims (10)

1. Verschleißfeste Walze einer Zweiwalzenmaschine für die Druckbehand­ lung körnigen Gutes, insbesondere für Hochdruck-Walzenpressen zur Druckzerkleinerung, mit im Bereich der Walzenoberfläche der Walzen­ körper in entsprechende Ausnehmungen teilweise eingelagerten ver­ schleißfesten stiftförmig ausgebildeten Werkstoffstücken, die härter sind als das sie umgebende Walzenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die die stiftförmigen Werkstoffstücke (2 bzw. 2′, 3) aufnehmenden Ausneh­ mungen im Walzenkörper (1) in ihrem tiefsten Bereich nach außen ge­ krümmte Flächen (4) aufweisen, und die unteren Konturen der eingelager­ ten Werkstoffstücke in ihrer geometrischen Form der Form der Ausneh­ mungen in ihrem tiefsten Bereich entsprechen.

2. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen in ihrem tiefsten Bereich wenigstens annähernd eine Ku­ gelkalottenform aufweisen.

3. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorhandene Zwischenräume zwischen den eingelagerten Werkstoff­ stücken (2 bzw. 2′, 3) und dem Walzenkörper (1) mit einem Bindemittel ausgefüllt sind.

4. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die eingelagerten Werkstoffstücke wenigstens zweiteilig sind, wobei in den Ausnehmungen des Walzenkörpers (1) unterhalb der einge­ lagerten stiftförmigen Werkstoffstücke (2′) jeweils mindestens eine Einla­ ge (3) aus einem weiteren Werkstoff eingebracht ist, die in ihrer geome­ trischen Form der Form der Ausnehmungen in ihrem tiefsten Bereich ent­ spricht.

5. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (3) von im wesentlichen halbkugelförmig bis kugelförmig aus­ gebildet sind.

6. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 4 oder 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Konturen (6) der Einlage (3) den unteren Konturen der eingelagerten stiftförmigen Werkstoffstücke (2′) entsprechen.

7. Verschleißfeste Walze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (3) durch einen Druck von mindestens Betriebsdruck der Zweiwalzenmaschine verformbar sind.

8. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (3) aus einem Werkstoff bestehen, der gleiche oder ähnliche Werkstoffeigenschaften besitzt wie das sie umgebende Walzenmaterial.

9. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (3) aus einem leicht verformbaren Nichteisenmetall bestehen.

10. Verschleißfeste Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (3) aus einem feinkörnigen Schüttgut bestehen.