DE918000C

DE918000C - Automatic control device on pairs of rollers

Info

Publication number: DE918000C
Application number: DEV3854A
Authority: DE
Inventors: Hans Donath
Original assignee: KONSTRUKTION und ENTWICKLUNG F
Current assignee: KONSTRUKTION und ENTWICKLUNG F
Priority date: 1951-10-21
Filing date: 1951-10-21
Publication date: 1955-02-07

Description

Selbsttätig wirkende Regelungseinrichtung an Walzenpaaren. Walzenpaare werden bekanntlich seit langem in den verschiedensten Gebieten der Technik am gewendet. Die in Walzenstühlen verwendeten Walzenpaare werden zur Erreichung des gewünschten Zieles entgegengesetzt mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten bewegt. Derartige Walzenstühle findet man insbesondere in Müllereibetrieben, sie werden aber auch mit ähnlicher Wirkungsweise zur Vermahlung und Zerkleinerung anderer Stoffe, wie Holz, Mineralien u. dgl., angewendet.Automatic control device on pairs of rollers. Roller pairs are known to have been used for a long time in a wide variety of technical fields. The roller pairs used in roller mills are used to achieve the desired Objective moves in opposite directions with different peripheral speeds. Such Roller mills are particularly found in milling operations, but they are also used with a similar mode of action for grinding and comminuting other substances, such as Wood, minerals and the like are used.

Die Erfindung bezieht sich auf einen derartigen Walzenstuhl, insbesondere zur Vermahlung von Getreide, und betrifft eine automatische Regeleinrichtung, welche selbsttätig die Einstellung jener Faktoren besorgt, deren Beziehung zueinander für bestimmte Werte ein Maximum des gewünschten Effektes bewirkt. In Erkenntnis der Tatsache, daß die früher übliche empirische Einstellung der Walzenstühle, welche lediglich auf der Erfahrung und dem Gefühl des Bedienungspersonals basierte, einerseits wirtschaftlich unrentabel ist und zum anderen auch bei größter Erfahrung stets unterschiedliche Ergebnisse hinsichtlich der Güte des entstandenen Produktes zeitigt, sind - Untersuchungen vorgenommen, worden, durch welche sich Beziehungen zwischen den einzelnen variablen und den daraus resultierenden Ergebnissen haben finden lassen. Auf Grund dieser Untersuchungen sind Walzenstühle entwickelt worden, bei denen eine Regelung und Überwachung durch besondere Vorrichtungen möglich wurde. Dabei handelt es sich beispielsweise um die stufenlos regelbare Drehzahl der beiden verschieden laufenden Walzen, wobei entweder' die eine von beiden Walzen stufenlos in ihrer Drehzahl geregelt wird oder aber auch beide Walzen zu gleicher Zeit. In diesen Fällen bleibt aber die Differentialübersetzung, d. h. das Verhältnis der Drehzahlen beider Walzen, infolge des zwischen beiden Walzen vorgesehenen Getriebes konstant. Das Ergebnis des Arbeitsprozesses ist jedoch nicht allein von den Drehzahlen und den daraus resultierenden relativen und absoluten Geschwindigkeiten abhängig, sondern unter anderem auch von der Einstellung des Mahlspaltes, dessen Einstellung ebenfalls wieder eine große Erfahrung voraussetzt und mit den bisherigen Vorrichtungen auf Grund der Untersuchungen auf den betreffenden Wert eingestellt wird. Alle bisher bekannten Vorrichtungen sind durch Meßeinrichtungen gekennzeichnet, nach denen die aus den Untersuchungen oder Erfahrungen bekanntgewordenen Faktoren für die wirtschaftlichste Mahlwirkung bei geringstem Kraftbedarf genau eingestellt werden.The invention relates in particular to such a roller mill for grinding grain, and relates to an automatic control device, which automatically adjusts those factors whose relationship to one another is for certain values cause a maximum of the desired effect. In recognition of the The fact that the earlier customary empirical setting of the roller mills, which based solely on the experience and feeling of the operator, on the one hand is economically unprofitable and, on the other hand, always different, even with the greatest experience Results with regard to the quality of the resulting product are - investigations made, through which relationships between the individual variables and the resulting results have found. Based on these Studies have been developed roller mills in which a control and Monitoring by special devices became possible. These are, for example about the infinitely variable speed of the two differently running rollers, whereby either 'one of the two rollers continuously in their speed is regulated or both rollers at the same time. In these cases remains but the differential ratio, d. H. the ratio of the speeds of both rollers, constant due to the gear provided between the two rollers. The result the work process is not only dependent on the speeds and the resulting from them relative and absolute speeds dependent, but also on, among other things the setting of the grinding gap, the setting of which is again a large one Experience presupposes and with the previous devices on the basis of the investigations is set to the relevant value. All previously known devices are characterized by measuring devices according to which the examinations or factors known from experience for the most economical grinding effect can be set precisely with the least amount of force required.

Alle diese Verfahren und Vorrichtungen haben sich jedoch als umständlich und unübersichtlich erwiesen, so daß sie sich in der Praxis nicht haben durchsetzen können. Sie verlangen infolge der Notwendigkeit einer ständigen Nachregulierung eine große Überwachung, falls man den gewünschten Effekt tatsächlich erzielen will.However, all of these methods and devices have proven to be cumbersome and proved confusing, so that they have not prevailed in practice can. As a result of the necessity of constant readjustment, they demand a great surveillance, if you really want to achieve the desired effect.

Die Erfindung beseitigt diese Übelstände und schafft einen Walzenstuhl, bei welchem die auftretenden Leistungsschwankungen durch Leistungsausgleich der langsamen und schnellen Walze automatisch geregelt werden. Es handelt sich demnach hierbei erstmalig um einen Walzenstuhl, der nur durch Mahlgutveränderung oder fehlerhafte Mahlspaltei-nstellung automatisch aus- und einrückt. Das Einstellen des Mahlspaltes wird sehr erleichtert und bedarf nur noch einer Grundeinstellung. Damit wird bei geringstem Leistungsbedarf eine gleichbleibende beste Qualität bei höchster Ausbeute des Mahlgutes gewährleistet.The invention eliminates these inconveniences and creates a roller mill, in which the occurring fluctuations in performance through performance equalization of the slow and fast roller can be regulated automatically. It is accordingly Here for the first time about a roller mill, which is only due to a change in the grist or a faulty one Grinding gap adjustment automatically disengages and engages. Adjusting the grinding gap is made much easier and only requires a basic setting. This is at minimum power requirement, consistently high quality with the highest yield of the grist guaranteed.

Gemäß der Erfindung ist der Walzenstuhl mit einem Differentialantrieb, der auf beide Walzen wirkt, ausgestattet. Es handelt sich um ein den Walzen vorgeschaltetes Planetenumlaufgetriebe, das über einen Satz Planetenräder, die auf einem Steg gelagert sind, als Drehzahlausgleichsgetriebe arbeitet. Die Konstruktion des Getriebes sichert eine gleichbleibende, algebraische Summe der beiden Walzendrehzahlen. Dadurch wird erreicht, daß der Drehzahlunterschied beider Walzen innerhalb bestimmter Grenzen verändert werden kann und daß mit der Wahl der Gliederabmessung des Getriebes die in den Gliedern wirkenden relativen Momentbeträge eindeutig bestimmt sind. Durch die Anordnung eines Differentialgetriebes ist infolge der Wirkung des Planetenrades eine vollautomatische Arbeitsweise gegegben, die das Einstellen und richtige Führen der Walzenpaare sehr erleichtert. Dadurch wird das bisherige Totmahlen unterbunden und die Passagenverschiebung stark herabgesetzt. Weiterhin ist gesichert, daß sich in einem solchen Drehzahlsummengetriebe Drehmomentverschiebungen sofort in der Drehzahl der Walzen auswirken und sich .daher die Leistungsregelung ohne Zwischenschaltung irgendeines Regeltriebes einfach, beispielsweise durch Direktantrieb der Speisewalzen von der langsam laufenden Walze, vollautomatisch ergibt.According to the invention, the roller frame is equipped with a differential drive, that acts on both rollers. It is an upstream of the rollers Planetary epicyclic gearbox that has a set of planetary gears that are mounted on a web are, works as a speed compensation gear. The construction of the gearbox secures a constant, algebraic sum of the two roller speeds. This will achieved that the speed difference between the two rollers is within certain limits can be changed and that with the choice of the link dimension of the transmission Relative torque amounts acting in the links are clearly determined. By the arrangement of a differential gear is due to the action of the planetary gear a fully automatic way of working, the setting and correct guidance the roller pairs very much easier. This prevents the previous dead grinding and the passage shift is greatly reduced. It is also ensured that In such a speed sum transmission torque shifts immediately in the speed of the rollers and therefore the power control without interconnection any control drive simply, for example by direct drive of the feed rollers from the slow-running roller, results fully automatically.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, bei entsprechend anderer Wahl der Glieder des Getriebes, beispielsweise der Planetenradwelle, eine Umkehrung der Wirkungsweise zu erreichen. Damit wird man durch die vielseitigen Bauformen des Differentialgetriebes als Umlaufgetriebe allen Anforderungen der selbsttätig wirkenden Regeleinrichtung an Walzenpaaren in Ausführung mit eins- und zweistufigem Planetenrad gerecht, wodurch erforderliche konstante Drehmomentverhältnisse genau vorausbestimmt und festgelegt werden können.Furthermore, there is the possibility, with a correspondingly different choice of Links of the transmission, for example the planetary gear shaft, a reversal of the mode of operation to reach. This is how you get through the versatile designs of the differential gear as epicyclic gearbox all requirements of the automatically acting control device on roller pairs in design with one- and two-stage planetary gear, which means required constant torque ratios precisely predetermined and established can be.

Die bisherigen automatischen Walzenstühle weisen nur eine selbsttätig geregelte Mahlgutzufuhr auf, die ein Zurückstauen des Mahlgutes im Gesamtprozeß verhindert und das selbsttätige Ein- und Ausrücken der Walzen einleitet. Diese unvollkommene Regelung stört sehr. Der konstant gehaltene Mahlspalt muß die Leistungsschwankungen aufnehmen, wodurch ein stets unterschiedlicher Mahleffekt hervorgerufen wird. Die Arbeitsweise des Walzenstuhles gemäß der Erfindung kann deshalb mit Recht als vollautomatisch bezeichnet werden.The previous automatic roller mills only have one automatic Regulated grist supply, which backs up the grist in the overall process prevents and initiates the automatic engagement and disengagement of the rollers. This imperfect Regulation is very annoying. The grinding gap, which is kept constant, must withstand the fluctuations in output record, whereby an always different grinding effect is caused. the Operation of the roller mill according to the invention can therefore rightly be considered fully automatic are designated.

Aus Gründender Ersparnis kann ein Differentialgetriebe auch auf zwei oder mehr Vorgelegewellen einwirken, wobei Walzen mit gleichen Drehmomentverhältnissen mit diesen direkt oder übersetzt verbunden sind.For reasons of savings, a differential gear can also be used on two or more countershafts act, with rollers with the same torque ratios are connected to these directly or translated.

Der geringe Raumbedarf des Differentialgetriebes läßt auch eine Unterbringung im Innern der Walzen zu, so daß damit bei gleichem Raumbedarf eine größere Mahlleistung unterzubringen ist.The small space requirement of the differential gear can also be accommodated inside the rollers, so that with the same space requirement, a greater grinding capacity is to be accommodated.

Durch die Erfindung wird infolge der höheren Eingangsdrehzahlen für Transmission und Übertragungselemente wesentlich Material eingespart, ebenso durch Wegfall von Servomotoren, Reglern und sonst erforderlichen stufenlosen Übersetzungsgetrieben. Die Erfindung gewährleistet den geforderten ruhigen Lauf der Antriebe bei größter langjähriger Betriebssicherheit, da der Differentialantrieb vollkommen geschlossen in Öl läuft.The invention is due to the higher input speeds for Transmission and transmission elements significantly saved material, also through Elimination of servomotors, controllers and otherwise required continuously variable transmission gears. The invention ensures the required smooth running of the drives at the greatest Long-term operational reliability, as the differential drive is completely closed runs in oil.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Diese bezieht sich in der dargestelltem: Form insbesondere auf einen Walzenstuhl, wie er in Getreidemühlen und ähnlichen Betreben Verwendung findet. Selbstverständlich kann durch Übertragung des Erfindungsgedankens auf die speziellen; Bedingungen, wie sie andere Walzenstühle erfordern, unter Beibehaltung des Erfindungsprinzips die Konstruktion analog Anwendung finden. Zur Klarstellung der Erfindung sind im folgenden insbesondere die Bedingungen, wiesle inMühlenbetrieben auftreten,berücksichtigt. Es zeigt Abb. i eine Ausbildung des Differentials in Verbindung mit einem Walzenpaar, Abb. Q eine schematische Darstellung eines Walzenstuhles insbesondere für Getreidemühlen, Abb. 3 in einem Realdiagramm die Differentialleistungen als Funktion der Differentialgeschwindigkeiten In bekannter Weise sind die beiden Walzen i und 2 des Walzenstuhles. achsparallel zueinander in Lagern 3 gelagert, wobei zur Veränderung des zwischen den Walzen; liegenden Mahlspaltes 4 die eine Walze mit ihrem Lager radial verstellt werden kann. Die Walzen drehen sich mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten (Drehzahlen), wobei mit i die schnell laufende Schneidwalze und mit 2 die langsam laufende Walze bezeichnet ist, welche das Korn zuführt und festhält. Die Walze i trägt auf ihrem Achsschenkel den Differentialantrieb. Dieser kann an sich beliebig gestaltet sein, und es kann hierfür prinzipiell jedes Differentialgetriebe Anwendung finden, dessen Kennzeichen bekanntlich darin: besteht, daß das der Antriebswelle zugeführte Drehmoment bei jeder Leistungsverteilung auf den beiden Abtriebswellen auf diese in einem voneinander abhängigen Verhältnis übertragen wird. Nach dem dargestellten Beispiel besteht das Differential aus einer Riemenscheibe 5, welcher die Antriebsleistung zugeführt wird und die fest auf einem einen Innenzahnkranz 6 tragenden Gehäuse 7 verschraubt ist. Auf dem Achsschenke18 der schnell drehenden Walze i ist das Innenzahnrad 9 fest aufgekeilt und dient gleichzeitig als Lagerung für die Riemenscheibe 5. In dem Gehäuse 7 sind auf einem um den Achsschenkel 8 drehbar gelagerten Steg io die mit dem Zahnrad 9 und dem Zahnkranz 6 im Eingriff stehenden Planetenräder i i gelagert. Der zylindrische, als Hohlwelle ausgebildete Teil des Steges io, der auf dem Achsschenkel 8 gelagert ist, dient gleichzeitig als Lagerung für das mit der Riemenscheibe 5 fest verbundene Gehäuse 7. Diese Hohlwelle trägt außerdem ein mit ihr fest verbundenes Kettenrad 12, von welchem eine zwangläufige Verbindung zu dem Achsschenkel 13 der Welle 2, beispielsweise über einen Kettenantrieb 14, hergestellt ist. Die Übertragung auf diese langsam laufende Welle 2 ist dabei untersetzt. Auf dem freien Ende der langsam laufenden Walze 2 ist eine Keilriemenscheibe angeordnet, die mittels Keilriemens in bekannter Weise die über den Walzen i und 2 angeordneten Speisewalzen 16 und 17 antreibt. Über den beiden Speisewalzen sitzt ebenfalls in bekannter Anordnung und Ausführung der automatisch regelbare Speiseschieber 18, der die Stärke des Mahlgutschleiers festlegt. Ändert sich im Betrieb die Mahlwirkung oder die Stärke des Mahlschleiers, so wirkt sich dieses sofort durch das Differentialgetriebe auf die Drehzahl der Walze 2 und i aus. Es erfolgt durch den direkten Antrieb von der Walze 2 auf die Speisewalzen 16 und 17 die Übertragung auf die Umdrehungszahlen der Speisewalzen. Dadurch wird die Stärke des Mahlschleiers entgegengesetzt verändert, bis der Drehmomentausgleich wieder stattgefunden hat.The subject matter of the invention is explained with reference to the drawing. In the form shown, this relates in particular to a roller mill as it is used in grain mills and similar endeavors. Of course, by transferring the idea of the invention to the special; Conditions as required by other roller mills, while maintaining the principle of the invention, the construction can be used analogously. To clarify the invention, in the following, in particular, the conditions which occur in mill operations are taken into account. It shows Fig. I a design of the differential in connection with a pair of rollers, Fig. Q a schematic representation of a roller frame especially for grain mills, Fig. 3 in a real diagram the differential powers as a function of the differential speeds In a known way, the two rollers i and 2 of the roller frame. axially parallel to each other stored in bearings 3, wherein to change the between the rollers; lying grinding gap 4 which a roller with its bearing can be adjusted radially. The rollers rotate at different peripheral speeds (rotational speeds), with i denoting the high-speed cutting roller and 2 denoting the slow-moving roller which feeds and holds the grain. The roller i carries the differential drive on its steering knuckle. This can be designed in any way, and in principle any differential gear can be used for this purpose, the characteristic of which is known to be that the torque supplied to the drive shaft is transmitted to the two output shafts in an interdependent relationship with each power distribution on the two output shafts. According to the example shown, the differential consists of a belt pulley 5 to which the drive power is supplied and which is firmly screwed onto a housing 7 carrying an internal gear rim 6. The internal gear 9 is firmly keyed on the axle pivot 18 of the rapidly rotating roller i and simultaneously serves as a bearing for the pulley 5. In the housing 7, on a web io rotatably mounted around the steering axle 8, the gear wheel 9 and the ring gear 6 are in engagement standing planet gears ii stored. The cylindrical, designed as a hollow shaft part of the web io, which is mounted on the steering knuckle 8, also serves as a bearing for the housing 7 firmly connected to the pulley 5 Connection to the steering knuckle 13 of the shaft 2, for example via a chain drive 14, is made. The transmission to this slowly moving shaft 2 is reduced. A V-belt pulley is arranged on the free end of the slowly running roller 2, which drives the feed rollers 16 and 17 arranged above the rollers 1 and 2 by means of a V-belt in a known manner. The automatically controllable feed slide 18, which determines the strength of the grist veil, is also seated in a known arrangement and design above the two feed rollers. If the grinding effect or the strength of the grinding veil changes during operation, this has an immediate effect on the speed of the roller 2 and i through the differential gear. The direct drive from the roller 2 to the feed rollers 16 and 17 results in the transmission to the speeds of the feed rollers. This changes the strength of the grinding veil in the opposite direction until the torque compensation has taken place again.

Die Wirkungsweise eines derartigen Walzenstuhles sei im folgenden unter Berücksichtigung der besonderen Verhältnisse im Müllereibetrieb erläutert. Nach den bereits bekanntgewordenen Untersuchungen, auf welchen auch die eingangs genannten Vorrichtungen basieren, ergibt sich das beste Mahlergebnis dann, wenn der Quotient dem Maximalwert zustrebt. Infolge des Differentialgetriebes ist dieser Quotient jedoch abhängig von dem Drehzahlverhältnis der beiden Walzen.The mode of operation of such a roller mill is explained below, taking into account the special conditions in milling operations. According to the studies that have already become known, on which the devices mentioned at the outset are also based, the best grinding result is obtained when the quotient strives for the maximum value. As a result of the differential gear, however, this quotient is dependent on the speed ratio of the two rollers.

Zu einem bestimmten Drehzahlverhältnis gehört also zwangläufig ein bestimmtes Leistungsverhältniis beider Walzen, was sich als eine Eigenart des Planetenradgetriebes nach folgender Beziehung ergibt: NL ^' MdL ' nL NS ^. Mds ' ns Da bei einem Differentialgetriebe mit einstufigem Planetenrad die Drehmomentverteilung auf die Abtriebswellen gleichbleibend erfolgt, d. h. jede Abtriebswelle das halbe Drehmoment der Antriebswelle erhält, ist das Verhältnis von Mds zu MdL konstant und nur von der Übersetzung zwischen dem Rad 12 und dem auf der Welle 13 der Walze 2 sitzenden Rad 14 abhängig. Diese Grundübersetzung des Standgetriebes, d. h. die Übersetzung zwischen der einen Abtriebs.welle des Differentials und der Walzenwelle der langsam laufenden Walze, wird vorher auf den günstigsten Wert eingeregelt. Dieses Verhältnis von ist laut dem Realdiagramm gemäß Abb. 3 das für den Mahlvorgang günstigste, da hierbei für alle vorkommenden Betriebsfälle der Maximalpunkt der Kurven erreicht werden kann. Der gewünschte Betriebspunkt, welcher sich in der Nähe des Maximalwertes der betreffenden Kurve befindet, kann mit dem Getriebe auf einfachste Weise erreicht werden, da alle Differentialgeschwindigkeiten durch Wechsel der Antriebsdrehzahl eingestellt werden, bedingt durch die konstanten Drehmomentverhältnisse und den formelmäßigen Zusammenhang der Leistung aus dem Drehmoment mal Drehzahl.A certain speed ratio therefore inevitably includes a certain power ratio of the two rollers, which results as a peculiarity of the planetary gear according to the following relationship: NL ^ 'MdL ' nL NS ^. Mds ' ns Since the torque distribution to the output shafts is constant in a differential gear with a single-stage planetary gear, i.e. each output shaft receives half the torque of the drive shaft, the ratio of Mds to MdL is constant and only depends on the translation between gear 12 and that on shaft 13 of the roller 2 seated bike 14 dependent. This basic transmission of the stationary gear, ie the transmission between the one output shaft of the differential and the roller shaft of the slow-running roller, is adjusted to the most favorable value beforehand. This ratio of is, according to the real diagram according to Fig. 3, the most favorable for the grinding process, since the maximum point of the curves can be reached for all operating cases. The desired operating point, which is close to the maximum value of the curve in question, can be achieved with the transmission in the simplest way, since all differential speeds are set by changing the drive speed, due to the constant torque ratios and the formulaic relationship between the power from the torque times speed.

Die Änderung der Differentialgeschwindigkeiten durch Änderung der Antriebsdrehzahl ergibt sich leicht aus dem Zusammenhang der Leistungsformel Ändert sich nämlich die Drehzahl bei gleicher Antriebsleistung, so ändert sich auch das Drehmoment und durch das konstante Drehmomentverhältnis auch die abgezweigten Drehmomente, so daß sich die Drehzahlen danach automatisch einstellen.The change in the differential speeds due to a change in the drive speed results easily from the relationship between the performance formula If the speed changes with the same drive power, the torque changes and, due to the constant torque ratio, the branched torques also change, so that the speeds are then set automatically.

Auf Grund der gemachten Untersuchungen ist der Maximalpunkt für die verschiedenen Betriebsfälle festgelegt, und bei gegebenem Übersetzungsverhältnis wird der Betriebspunkt durch Festlegung der Antriebsdrehzahl bestimmt, wobei die Eigenart des Getriebes diesen Betriebspunkt auch bei veränderten Verhältnissen einzuhalten bestrebt ist, so daß stets die wirtschaftlichste Mahlwirkung erzielt wird.Based on the examinations made, the maximum point for the different operating cases, and with a given gear ratio the operating point is determined by defining the drive speed, with the Peculiarity of the gearbox to maintain this operating point even under changed conditions endeavors so that the most economical grinding effect is always achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic control device on pairs of rollers which run at the same or different speeds, characterized in that the rollers are driven by a differential gear; wherein the two rollers and the drive are each connected to a link of the differential gear, either directly or in a translated manner.

2. Automatic control device according to claim i, characterized in that the feed roller drive differs from the slow Roll takes place, with a reverse transmission of the change in speed of the grinding rollers occurs on the rotation of the feed rollers.

3. Automatic control device on pairs of rollers according to claims 1 and 2, characterized in that the rollers have their Drive received via a differential gear with several links, each being a roller with a link of the differential gear connected directly or translated is. q ..

Automatic control device on pairs of rollers according to the claims i to 3, characterized in that, ß the rotational speed of individual rollers the speed of rotation of the other roller or rollers by means of a speed controller influenced.

5. Automatic control device on pairs of rollers according to the Claims i to q., Characterized in that the slowly rotating roller or Rollers are provided with adjustable brakes, so that a stepless regulation of the closed roller or rollers is possible.

6. Automatic control device on pairs of rollers according to claims i to 5, characterized in that da.ß with one free link of a multi-link differential gear a control device of a Another machine is coupled, which affects the operation of the roller pair.

7. Automatically acting control device on pairs of rollers according to the claims i to 6, characterized in that, ß the differential gear on one or more Countershaft acts, with which the rollers, depending on the direction of rotation, directly or translated are connected.