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Mahlvorrichtung für Papierstoff o. dgl. Die Erfindung bezieht sich
auf Mahlvorrichtungen für Papierstoff o. dgl., bei denen auf der genuteten Innenfläche
eines zylindrischen Gehäuses mehrere ebenfalls genutete Zerkleinerungswalzen rollen,
deren Lager auf einer in der Mittelachse des Gehäuses liegenden angetriebenen Welle
in radialer Richtung nachgiebig befestigt sind. Die Walzen werden dabei durch den
Eingriff mit dem Stoff in ihren Lagern gedreht und führen eine planetenartige Bewegung
aus, um sich der Art des zu bearbeitenden Stoffes besser anpassen zu können.
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Der Zweck der Erfindung ist, die Wirkung von Vorrichtungen dieser
Art zu erhöhen, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß die in den Walzen und in
der Gehäuseinnenfläche vorgesehenen Nuten so angeordnet sind, daß im Eingriffbereich
von Walzen und Gehäuseinnenfläche stets Teile der Zylinderfläche der Walzen und
des Gehäuses einander gegenüberstehen.
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Die Rillen oder Nuten im Gehäuse sowohl als auch in den Walzen verlaufen
dabei vorzugsweise nach entgegengesetzten Seiten schräg zur Achse, so daß die Walzen
von axialen Reaktionskräften entlastet werden, und zweckmäßig sind die Rillen oder
Nuten im Gehäuse sowohl als auch in den Walzen in zwei Gruppen von rechts- und linksgängigen
Schraubenlinien mit gleichem gegenseitigern Abstand von-einander angeordnet, so
daß sie rhombische Zylinderflächenteile begrenzen.
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An sich sind schraubenförmig angeordnete Rillen bei Mahlvorrichtungen
der oben angegebenen Art bereits bekannt, sie befinden sich jedoch nur auf dem Umfang
der Walzen, während die Innenfläche des Gehäuses glatt ist. Bei den ferner bekannten
Mahlvorrichtungen
von grundsätzlich gleicher Bauart mit genuteten
Walzen und genuteter Gehäuseinnenfläche ist jedoch die Anordnung der Nuten so, daß
ein zahnradartiger Eingrf` zwischen den Zerkleinerungswalzen und der' Gehäusewand
erfolgt. Abgesehen davon, däß auf diese Weise die Walzen zwangsläufig gedreht werden,
während sie bei der Einrichtung nach der Erfindung frei auf der Gehäuseinnenwand
abrollen, hat die bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß harte Fremdkörper, die
in die Verzahnung geraten, die Maschine zum Stillstand bringen und zu erheblichen
Beschädigungen des Mahlwerks führen. Demgegenüber wird bei der Mahlvorrichtung nach
der Erfindung, bei der im Eingriffbereich stets Teile der Zylinderfläche der Walzen
und des Gehäuses einander gegenüberstehen, jegliche Störung der Arbeit der Maschine
durch irgendeine Art von Zahneingriff zwischen Gehäuse und Walzen vermieden.
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Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt,
und es zeigen: Fig. i einen teilweise abgebrochenen Längsschnitt durch eine Maschine
gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Ouerschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i, Fig.
3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Gehäuses, Fig. ¢, 5 und 6 Schnitte nach
den Linien 4--h 5-5 bzw. 6-6 der Fig. 3, Fig.7 einen senkrechten Schnitt nach der
Linie 7-7 der Fig. i durch einen Endteil einer der Walzen und Fig. 8 eine geschnittene
Einzelansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Schmiervorrichtung, die nicht
Gegenstand des Schutzes ist.
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Die Maschine nach den Fig. i und 2 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem
eine zylindrische Hülse 3 angeordnet ist. Durch das Gehäuse hindurch erstreckt sich
eine in dessen Längsrichtung verlaufende waagerechte Welle, die an ihren Enden Armkreuze
oder Radsterne 5, 5 trägt. Letztere sind auf der Welle befestigt, so daß sie mit
dieser sich drehen. Bei der dargestellten Maschine hat jeder Radstern oder jedes
Armkreuz drei radiale Arme, und jeder dieser Arme trägt an seinem Ende ein Lager.
Die Lager wiederum tragen zusätzliche Arme oder Lenker 6, die ihrerseits wiederum,
wie aus Fig. i ersichtlich ist, Lager 7 tragen. In der Hülse 3 liegt eine in deren
Längsrichtung sich erstreckende Walze 8, deren Enden in zwei der Lager 7, 7 der
Maschine angeordnet sind. Zwei weitere Walzen sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist,
in ähnlicher Weise gelagert. Die drei Walzen liegen in gleichem Winkelabstand voneinander.
Zwischen der Nabe des Armkreuzes 5 und den freien Enden der zugehörigen, zum @+lalten
der Walzen 8 in Berührung mit der 'liihenfläche der Hülse 3 dienenden Lenker 6 sind
Federn io vorgesehen. Während des -Betriebes der Maschine wird die Welle d. in einer
dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung (Fig.2) durch auf die Riemenscheibe
12 wirkende Kraft in Umdrehung versetzt. Die durch die Drehung erzeugte Fliehkraft
der Walzen und ihrer Träger drückt die Walzen gegen die Innenfläche der Hülse. Durch
den so erzeugten Druck zwischen den Walzen und der Gehäusewandung wird der Stoff
raffiniert, wobei die Federn io als Stoßdämpfer wirken und nur verhindern, daß die
Walzen sich von der Hülse 3 fortbewegen, wenn die Maschine zum Stillstand kommt.
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An dem einen Ende des Gehäuses 2 ist eine Zufuhrrinne 14 und an dem
anderen Ende ein Auslaßkanal 15 vorgesehen. Der Rohstoff gelangt zwischen zwei Sätze
von umlaufenden Messern oder Schneidscheiben 16 und 17, deren Zähne, wie Fig. 2
zeigt, einander überlappen, so daß sie den in das Gehäuse eingeführten Stoff aufbrechen
und zerschneiden. Dieser Stoff kommt sofort in den Wirkungsbereich einer Reihe schräger
Schaufeln 18, die fest auf der Welle.I und im Abstand von den Walzen 8 angeordnet
sind. Die Schaufeln erstrecken sich über die ganze Länge der Vorrichtung und dienen
dazu, den Stoff vom Einlaßende nach dem Auslaßende zu fördern. Das Austragen des
raffinierten Stoffes durch den Kanal i5 hindurch wird durch einen Kratzer 2o erleichtert,
der, wie Fig. i zeigt, auf der Welle d. befestigt ist und in einer ringförmigen
Kammer am Auslaßende des Gehäuses arbeitet.
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Wenn der Stoff sich durch das Gehäuse hindurch bewegt, pressen die
Walzen ihn gegen die Innenfläche der Hülse 3. Aus Fig. i ist ersichtlich, daß die
Umfangsflächen der Walzen 8 mit diagonal verlaufenden Vertiefungen oder Nuten a
versehen sind und diese Nutm einander kreuzend verlaufen, wobei einige eine Komponente
im Sinne des Uhrzeigers um den Umfang der Walze herum aufweisen, während andere
eine Komponente in einer dem Sinne des Uhrzeigers entgegengesetzt°n Richtung haben.
Die beiden Arten von Nuten schneiden sich an vielen Stellen und teilen dadurch den
größeren Teil der Oberfläche der Walze in eine Anzahl von rhombusförmigen Teilen.
In ähnlicher Weise ist die Innenfläche der Hülse 3 mit Vertiefungen oder diagonal
verlaufenden Nuten b versehen, die einander ebenfalls in der gleichen Weise schneiden
wie die Nuten ca. Die Nuten in der Hülse sind
jedoch in einem größeren
Abstand voneinander angeordnet als die Nuten in der Walze. Alle Walzen sind im wesentlichen
gleicher Bauart.
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Die Nutung der Walzen, entweder in einer sich kreuzenden oder anderen
Weise, ist für die Drehung der Walzen um ihre einzelnen Achsen vorteilhaft, die
für die richtige Wirkung erforderlich ist. Weiter wird durch diese Nuten ein wirksameres
Raffinieren des Stoffes erzielt. Wenn die .einzelnen Teile nur in einer Richtung
mit Nuten versehen sind, wird sowohl der Stoff. axial in dem Gehäuse bewegt als
auch die Walzen axial verschoben. Hierdurch wird ein Enddruck auf die Walzenlager
ausgeübt, der häufig eine Erwärmung zur Folge hat und auf alle Fälle unerwünscht
ist. Durch die einander sich kreuzenden Nuten wird jedoch der Enddruck vermieden
und die Wirkung der Walzen erhöht. Die Leistung der ganzen Maschine wird weiter
durch Nutung der Hülse 3 vergrößert, besonders bei der Bearbeitung von gröberem
Stoff und von Stoffen, die schlüpfrig oder glatt sind und mithin in Maschinen ohne
Nuten im Gehäuse, die mit Nuten in den Walzen zusammenarbeiten, nicht mit Erfolg
behandelt werden könnten. Die umgekehrte Anordnung der Zylindernuten beseitigt weiter
die unerwünschte axiale Einwirkung auf den Stoff, die sonst erzeugt werden würde.
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Da der Stoff am Einlaßende der Trommel verhältnismäßig grob ist und
bei seinem Wandern nach dem Auslaß feiner unterteilt wird, hat es sich als zweckmäßig
herausgestellt, die Nuten in dem Zylinder und in den Walzen sich verjüngend auszubilden,
d. h. die Nuten sind am Einlaßende der- Maschine verhältnismäßig breit und verjüngen
sich allmählich nach dem gegenüberliegenden Ende hin. Diese Bauart ist in den Fig.
3 bis 6 an Hand der Hülse 3 dargestellt; etwa das gleiche Verhältnis findet zweckmäßig
bei den Walzen Verwendung. Selbstverständlich ändert sich die Größe der Nuten entsprechend
der Art des Stoffes und entsprechend anderen Einzelheiten der jeweiligen Anlagen.
Eine vorzugsweise Tiefe beträgt etwa 8 mm an der breiteren Stelle, von wo, aus die
Nuten sich gleichförmig verjüngen, bis am gegenüberliegenden Ende der Walze oder
des Zylinders eine Tiefe von Null erreicht wird. Zweckmäßig werden die Nuten in
an sich bekannter Weise schraubenförmig verlaufend eingeschnitten.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung, das beim Zerkleinern von groben
Spänen und anderem verhältnismäßig große Teile enthaltendem Stoff von Bedeutung
ist, besteht darin, daß derjenige Teil der Walzen 8, der in der Einlaßkammer A liegt,
mit verhältnismäßig großen und scharfen Zähnen 2 1 ausgerüstet wird, wie dies aus
Fig. i und 7 ersichtlich ist. Diese Zähne arbeiten mit der benachbarten Wandung
des Gehäuses zusammen, um die größeren Teile des Stoffes aufzubrechen und sie dadurch
auf eine Größe zu verkleinern, in der sie wirksamer durch die Walzen behandelt werden
können.
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Die Schmierung der Walzen und anderer Lagerflächen in der Maschine
ist besonders schwierig, weil Wasser von den Lagern ferngehalten und auch verhindert
werden muß= daß eine nennenswerte Menge Schmieröl in den raffinierten Stoff hineingelangt.
Diese Schwierigkeit kann dadurch beseitigt werden, dal3 die Metallagerschalen der
Lager durch nichtmetallische Schalen, beispielsweise Schalen aus durch Wärme und
Imprägnierung mit Gummi, synthetischen Harzen und ähnlichen Stoffen gehärtetem Faserstoff
ersetzt werden. Für derartige Maschinenteile ist Wasser ein geeignetes Schmiermittel.
Derartige Lagerschalen sind in Fig. i bei 22 und 23 dargestellt. Um Wasser diesen
Flächen am rechtsliegenden Ende der Welle im wesentlichen ununterbrochen zuzuführen,
ist, wie Fig. i zeigt, .auf der Welle ein Ring 24 befestigt, der hohl und an .einem
Ende mit einem kreisförmig ausgeschnittenen Teil versehen ist, durch den hindurch
sich eine Düse 25 zum Zuführen von Wasser erstreckt. Von dem Ring 2.4 gelangt .das
Wasser in die zugehörigen Walzenlager über Düsen 26 in eine Schale 27, .die in dem
Lager am Ende der Welle gebildet ist. Das Wasser kann durch Nuten in der Welle oder
durch eine in der Mitte der Welle vorgesehene Bohrung 28 und von dieser nach der
Außenfläche führende radiale Kanäle hindurch entlang der Lagerfläche fließen. Weitere
radiale Bohrungen, von denen eine bei 30 veranschaulicht worden ist, leiten
das Schmierwasser nach der sphärischen Lagerfläche 3 r. Durch Rohrleitungen 32 wird
Wasser von dem Ring 2.1 in einen in dem Lagerteil 34 vorgesehenen Kanal
33 am Außenende des Armkreuzes hineingeleitet, und zwar wird durch diesen
Kanal -der Fläche der Lagerschale 23 Wasser zugeführt. Die gleiche Anordnung findet
bei den anderen Lagern und Armkreuzen Verwendung, und zwar an beiden Enden der Maschine.
Die vorbeschriebene Art der Lagerschmierung ist nicht Gegenstand der Erfindung.
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Vorzugsweise werden an beiden Enden der Trommel Scheidewände 35 und
36 vorgesehen, um die den Papierstoff enthaltende Kammer von den Abteilen zu trennen,
in dem die Armkreuze und Lager ,angeordnet sind. Obgleich es wichtig ist, den Papierstoff
aus den Lagerkammern fernzuhalten, ist es
keineswegs wichtig, das
als Schmiermittel Verwendung findende Wasser am Einströmen in die den Stoff enthaltende
Kammer zu verhindern, .da der Stoff stets mit Wasser gemischt ist. Tatsächlich kann,das
als Schmiermittel Verwendung findende Wasser entweder unmittelbar in eine Pfanne
40 zur Aufnahme des raffinierten Stoffes oder in zusätzliche Rinnen geleitet werden.
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Eine .andere Anordnung, .die zum Leiten von Wasser nach den Lagerflächen
Verwendung finden kann, und die etwas einfacher als die oben beschriebene Vorrichtung
ist, ist in Fig. 8 dargestellt. Hier besteht die dem Teil 7 in Fig. i entsprechende
Lagerschale 7' aus einem nichtmetallischen Lagerwerkstoff, der durch Wasser geschmiert
werden kann. In den über ihren Träger hinaus sich erstreckenden Teilen dieses Lagers
sind radiale Bohrungen vorgesehen. Strahldüsen 43 erstrecken sich durch das Gehäuse
37 hindurch und sind so angeordnet, daß sie Wasserstrahlen gegen die mit Bohrungen
versehenen Teile der Lagerschalen 7' der verschiedenen, durch ihre Bewegungsbahn
hindurchschwingenden Lager richten. Die gleiche Anordnung kann auch bei den anderen
Lagern Verwendung finden. Obgleich bei dieser Anordnung Wasser nicht unmittelbar
den sphärischen Flächen der Lagerschale 7' zugeführt wird, kommen genügend Strahlen
mit diesen Flächen in Berührung, um sie in befriedigender Weise zu. schmieren.
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Beim Raffinieren einiger Papierstoffe spielt die Temperatur eine wesentliche
Rolle, und in solchen Fällen wird die Vorrichtung zweckmäßig, wie Fig. i zeigt,
von einem Mantel 45 umgeben, so daß heißes oder kaltes Wasser, Dampf o. dgl. durch
den Raum in dem Mantel in Umlauf versetzt werden kann, um die gewünschte Temperatur
zu erhalten.
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In gewissen Fällen ist es weiter von Vorteil, heißes Wasser, Dampf
o. dgl. auf _ien durch das Gehäuse hindurchwandernden Stoff zu spritzen, und zu
diesem Zwecke kann eine beliebige Anzahl von Strahldüsen 4.6 Verwendung finden.
Wenn es unerwünscht ist, das für Schmierzwecke verwendete Wasser in die Pfanne 40
zu leiten, kann letztere mit zusätzlichen Auslaßrinnen, beispielsweise den Rinnen
44, 4.4, und mit Ablenkplatten.:15 o. dgl. versehen werden, die, wie die Zeichnung
erkennen läßt, in eine senkrechte Lage oder in eine unwirksame Lage eingestellt
werden können. Die Ablenkplatten dienen dazu, die als Schmiermittel Verwendung findende
Flüssigkeit in die Außenkanäle zu leiten.