EP0399058B1

EP0399058B1 - Mühle sowie Verfahrem zur Beschichtung eines Mahlwerkzeuges

Info

Publication number: EP0399058B1
Application number: EP19890109156
Authority: EP
Inventors: Otto Dipl.-Ing. Heinemann
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1992-12-02
Anticipated expiration: 2009-05-22
Also published as: ES2035986T3; DE58902906D1; EP0399058A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mühle (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie ein Verfahren (gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9) zum Aufbringen einer verschleißfesten Beschichtung auf ein Mahlwerkzeug.
Bei Walzenmühlen werden die Walzen zum Schutz gegen Verschleiß mit sehr hartem Material gepanzert, was durch Aufbringen einer Hartgußbandage oder durch Aufschweißen einer Hartschicht erfolgt.
Diese bekannten Ausführungen sind mit gewissen Nachteilen behaftet. Hartgußbandagen sind sehr empfindlich gegen Schlag und Stoß, während aufgeschweißte Hartschichten eine hohe Empfindlichkeit gegen Überbelastung und Dauerbeanspruchung aufweisen. Beide Ausführungen sind ferner in der Herstellung und Reparatur aufwendig.
Durch die GB-A 404 894 ist bereits eine Walze bekannt, die zur Verarbeitung von verformbarem Material, insbesondere von Ton, dient. Der Umfang dieser Walze trägt eine Wicklung, die durch einen Draht, ein Band, eine Kette oder ein ähnliches flexibles Material gebildet wird, das eine wirksame Knetfläche bildet, die bei Verschleiß ausgewechselt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mühle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9 so auszubilden, daß eine kostengünstige Herstellung und Reparatur möglich ist, extrem hohe Härten der Beschichtung erzielbar sind und bei einer Reparatur keine Beschädigung des Grundkörpers des zylindrischen Mahlwerkzeuges erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 9 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung ermöglicht eine außerordentlich kostengünstige Herstellung der verschleißfesten Beschichtung des Mahlwerkzeuges, wobei durch Wahl geeigneter Profilbänder extrem hohe Härten erzielt werden können. Dabei ist es auch möglich, das dem Mahlwerkzeug bei Herstellung der Wicklung zugeführte Profilband auf seiner die Außenseite der Wicklung bildenden Fläche mit einer Oberflächenprofilierung zu versehen.
Da das Profilband in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand auf die Mantelfläche des Mahlwerkzeuges aufgebracht und auf der Mantelfläche dann abgekühlt wird, schrumpft die Wicklung auf der Mantelfläche, was den erforderlichen festen Sitz der Wicklung auf der Mantelfläche gewährleistet.
Eine Reparatur durch Aufbringen einer neuen Beschichtung ist auf sehr einfache Weise möglich, wobei im Falle einer Walzenmühle kein Ausbau der Walzen erforderlich ist. Bei dem einfachen Wickelvorgang besteht auch nicht die Gefahr einer Beschädigung des Grundkörpers des zylindrischen Mahlwerkzeuges.
Die Erfindung kann vorteilhaft bei einer Walzenmühle Anwendung finden, die zwei gegensinnig angetriebene Walzen enthält, die mit hohem Druck gegen zwischen den Walzen befindliches Mahlgut gepreßt werden und deren Mantelfläche je eine Wicklung aus Profilband aufweist.
Die Anwendung der Erfindung ist jedoch auch bei einer Rollenmühle möglich, die einen Mahlteller und wenigstens eine das Mahlwerkzeug bildende Mahlrolle aufweist, deren Mantelfläche mit einer Wicklung aus Profilband versehen ist.
Wird die Erfindung bei einer Walzenmühle verwendet, so ist von besonderem Vorteil, daß die Lager dieser Walzenmühle, deren Walzen im Betrieb mit hohem Druck gegen das zwischen den Walzen befindliche Mahlgut gepreßt werden, ohne weiteres auch die Radialkräfte aufnehmen können, die beim Wickelvorgang durch die auf das Profilband ausgeübte Zugspannung hervorgerufen werden.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig.1: eine Walzenmühle (in perspektivischer Darstellung), deren eine Walze gerade bewickelt wird,
Fig.2 bis 9: schematische Schnittdarstellungen von Wicklungen mit unterschiedlichen Profilbändern,
Fig.10 und 11: Teilansichten der beiden Stirnseiten einer Walze,
Fig.12: einen Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig.7,
Fig.13: eine Aufsicht auf den stirnseitigen Bereich der Mantelfläche der Walze gemäß den Fig.10, 11 und 12,
Fig.14 und 15: Darstellungen (entsprechend den Fig.12 und 13) eines weiteren Ausführungsbeispieles.

Die in Fig.1 schematisch veranschaulichte Walzenmühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut enthält zwei Walzen 1, 2, die von (nicht veranschaulichten) Antriebseinrichtungen gegensinnig angetrieben werden und die über eine (in Fig.1 im einzelnen nicht sichtbare) Hydraulikeinrichtung 3 mit hohem Druck gegen das im Betrieb zwischen den Walzen befindliche Mahlgut gepreßt werden. Dabei bildet die Walze 1 eine Festwalze, die in einem Lagerstein 4 angeordnet ist, während die Walze 2 eine Loswalze ist, die in einem durch die Hydraulikeinrichtung 3 verschiebbaren Lagerstein 5 gelagert ist. Die Walzenmühle besitzt einen Grundrahmen 6 und einen oberen Rahmen 7. Zur Zuführung des im Walzenspalt zu zerkleinernden Mahlgutes dient ein Aufgabeschacht 8.
Die Walze 1 (und entsprechendes gilt für die Walze 2) enthält einen Walzengrundkörper 9 und eine auf die Mantelfläche des Walzengrundkörpers 9 aufgebrachte Wicklung 10, die eine Verschleißschicht zum Schutz des Walzengrundkörpers bildet.
Die Wicklung 10 wird durch ein Profilband 11 gebildet, das unter Spannung sowie in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand auf die Walze 1 aufgebracht wird. Zu diesem Zweck sind Bremswalzen 12 vorgesehen, die das Profilband 11 gegen den von der angetriebenen Walze 1 ausgeübten Zug halten.
Im Anschluß an die Bremswalzen 12 ist eine Heizeinrichtung 13 angeordnet, die das Profilband 11 auf Härtetemperatur (z.B. 800 bis 900°C) erwärmt.
Auf der Walze 1 (beispielsweise nach einer Umdrehung) wird das Profilband 11 durch ein Kühlmittel (z.B. einen Luft- bzw. Gasstrom oder eine Kühlflüssigkeit) abgekühlt.
Nach dem Aufwickeln und Härten ist ein Anlassen möglich. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche der Walze auf Anlaßtemperatur (z.B. 400 bis 600°C) erwärmt und dann langsam abgekühlt. Auf diese Weise erhält der durch den Härtevorgang sehr spröde Werkstoff die gewünschte Elastizität bzw. Zähigkeit.
Die Fig.2 bis 9 zeigen unterschiedliche Profilbänder zur Herstellung einer solchen Wicklung. Gemäß Fig.2 findet ein Profilband mit rundem Querschnitt Verwendung, gemäß Fig.3 ein Profilband mit quadratischem Querschnitt, gemäß Fig.4 ein Profilband mit liegendem Rechteckquerschnitt, gemäß Fig.5 ein Profilband mit hochkant angeordnetem Rechteckquerschnitt.
Bei den in den Fig.6 bis 9 veranschaulichten Ausführungsbeispielen ist die Wicklung mit einem Teil ihres Querschnitts, vorzugsweise etwa mit der Hälfte ihres Querschnitts, in Vertiefungen (z.B. 9a) der Mantelfläche des Walzengrundkörpers 9 eingebettet. Die Vertiefungen 9a in der Mantelfläche des Walzengrundkörpers 9 sind dabei nach Form und Größe dem Querschnittsprofil des Profilbandes 11 angepaßt. Bei Fig.6 besitzt das Profilband einen kreisförmigen Querschnitt, bei Fig.7 einen elliptischen Querschnitt, bei Fig.8 einen auf die Spitze (hochkant) gestellten quadratischen Querschnitt und bei Fig.9 einen Sechseckquerschnitt.
In allen Fällen ist das Profilband 11 im erhitzten Zustand auf die Walze 1 aufgewickelt und wird auf der Walze abgekühlt, was einerseits die gewünschte Härtung des Stahles bewirkt und andererseits durch den Schrumpfeffekt einen festen Sitz der Wicklung auf dem Walzengrundkörper gewährleistet.
Das auf Härtetemperatur erwärmte, glatte Profilband kann vor dem Aufwickeln auf den Walzengrundkörper ein Profilwalzenpaar durchlaufen und hierdurch auf seiner die Außenseite der Wicklung bildenden Fläche mit einer Profilierung versehen werden. Wenn das genannte Profilwalzenpaar durch die Bremswalzen 12 gebildet wird, ist die Heizeinrichtung 13 vor diesem Walzenpaar anzuordnen.
Um die für eine Wicklung erforderliche Länge des Profilbandes zu verkürzen und den Wickelvorgang zu beschleunigen, können erfindungsgemäß mehrere Profilbänder gleichzeitig in Form einer mehrgängigen Wicklung auf die Walze aufgewickelt werden.
Die Fig.10 bis 13 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die Festlegung von Anfang und Ende der Wicklung (bei einer eingängigen Wicklung).
Die Wicklung 10 liegt im Bereich der beiden Stirnseiten der Walze 1 an je einem Bund 14 an, dessen Außendurchmesser dem der Wicklung 10 entspricht. Der Bund 14 ist mit einer nutförmigen Ausnehmung 18 (bzw. 19 an der anderen Stirnseite der Walze) versehen, die zur Aufnahme des Anfanges 10a bzw. des Endes 10b der Wicklung 10 dient.
Der Wicklungsanfang 10a ist hakenförmig abgebogen und in der zugehörigen Ausnehmung 19 fixiert (vgl. Fig.10). Das gerade verlaufende Wicklungsende 10b ist dagegen in der zugehörigen Ausnehmung 18 frei ausdehnbar angeordnet (vgl. Fig.11).
Der Bund 14 ist an seiner äußeren Umfangsseite und an dem hieran angrenzenden Teil seiner Stirnseite mit einem Verschleißschutz 21 versehen (vgl. Fig.12).
Die an der Wicklung 10 anliegende Begrenzungsfläche 14a des Bundes 14 ist gegenüber der Achse der Walze entsprechend der Steigung der Wicklung 10 geneigt (vgl. Fig.13). An der Umfangsstelle, an der die Wicklung 10 aus dem Bund 14 austritt bzw. in ihn eintritt, ist eine in Achsrichtung der Walze verlaufende Stufe 14b vorgesehen.
Die Fig.14 und 15 veranschaulichen die Verhältnisse im Falle einer zweigängigen Wicklung 10. Die Darstellung entspricht dabei der in den Fig.12 und 13, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen gewählt sind.

Claims

Mühle zur Zerkleinerung von Mahlgut, enthaltend wenigstens ein drehendes zylindrisches Mahlwerk, dessen Mantelfläche eine Beschichtung aus verschleißfestem Material bestehenden, Wicklung (10) aus Profilband (11) gebildet wird, wobei im Bereich der beiden Stirnseiten des Mahlwerkzeuges die Wicklung (10) an je einem Bund (14) anliegt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale.
a) bei der zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut bestimmten Mühle entspricht der Aussen durchmesser des Bundes (14) dem der Wicklung (10);

b) der Bund (14) ist jeweils mit einer nutförmigen Ausnehmung (18, 19) zur Aufnahme des Anfanges (10a) bzw. des Endes (10b) der Wicklung (10) versehen;

c) der vorzugsweise hakenförmig abgebogene Wicklungsanfang (10a) ist in der zugehörigen Ausnehmung (19) des Bundes (14) fixiert, während das gerade verlaufende Wicklungsende (10b) in der zugehörigen Ausnehmung (18) frei ausdehnbar angeordnet ist.
Mühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Walzenmühle, enthaltend zwei gegensinnig angetriebene Walzen (1, 2), die mit hohem Druck gegen zwischen den Walzen befindliches Mahlgut gepreßt werden und deren Mantelfläche je eine Wicklung (10) aus Profilband (11) aufweist.
Mühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Rollenmühle, enthaltend einen Mahlteller und wenigstens eine das Mahlwerkzeug bildende Mahlrolle, deren Mantelfläche eine Wicklung (10) aus Profilband (11) aufweist.
Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (10) mit einem Teil ihres Querschnitts, vorzugsweise etwa mit der Hälfte ihres Querschnitts, in Vertiefungen (9a) der Manteloberfläche eingebettet ist.
Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (14) zumindest an seiner äußeren Umfangsseite und dem hieran angrenzenden Teil seiner Stirnseite mit einem Verschleißschutz (21) versehen ist.
Mühle nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die an der Wicklung (10) anliegende Begrenzungsfläche (14a) des Bundes (14) gegenüber der Achse des Mahlwerkzeuges entsprechend der Steigung der Wicklung (10) geneigt ist und an der Umfangsstelle, an der die Wicklung (10) aus dem Bund (14) austritt bzw. in ihn eintritt, eine in Achsrichtung der Walze verlaufende Stufe (14b) aufweist.
Mühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mehrgängige Wicklung (10).
Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (10) auf ihrer Außenseite eine Oberflächenprofilierung aufweist.
Verfahren zum Aufbringen einer verschleißfesten Beschichtung auf die Mantelfläche eines zylindrischen Mahlwerkzeuges, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Die Mantelfläche wird mit wenigstens einem Profilband (11) aus verschleißfestem Material umwickelt, wobei die einzelnen Windungen der Wicklung (10) eng aneinander anliegen.

b) das Profilband (11) wird hierbei in einem auf Härtetemperatur erwärmten Zustand der Mantelfläche zugeführt,

c) auf der Mantelfläche wird das Profilband (11) durch ein Kühlmittel abgekühlt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (10) nach dem Abkühlen auf Anlaßtemperatur erwärmt und wieder langsam abgekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Härtetemperatur erwärmte, glatte Profilband (11) vor dem Aufwickeln auf das Mahlwerkzeug ein Profilwalzenpaar durchläuft und hierdurch auf seiner die Außenseite der Wicklung (10) bildenden Fläche mit einer Profilierung versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Profilbänder (11) in Form einer mehrgängigen Wicklung (10) auf das Mahlwerkzeug aufgewickelt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Mahlwerkzeuge durch die Walzen einer Walzenmühle gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (1, 2) während des Aufbringens der Wicklung (10) in der Walzenmühle angeordnet sind.