EP2271429B1

EP2271429B1 - Rollenmühle

Info

Publication number: EP2271429B1
Application number: EP09782117A
Authority: EP
Inventors: Guido Scholz
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2029-08-24
Also published as: DK2271429T3; JP2012500723A; US8616479B2; US20110121117A1; JP5564044B2; WO2010023183A1; DE102008039541A1; CN102112233A; ATE516881T1; EP2271429A1; CN102112233B; DE102008039541B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenmühle mit einem um eine Mühlenachse drehbare gelagerten Mahlteller, wenigstens einer Mahlrolle, die um eine Mahlrollenachse drehbar und mit dem Mahlteller in Abrolleingriff steht sowie wenigstens einem Schwinghebel zur Halterung der Mahlrolle, der eine Kippachse aufweist wobei die Kippachse parallel oder geschränkt zur Mahlrollenachse ausgerichtet ist, sowie mit wenigstens einem ortsfest angeordneten Motor zum Antrieben der Rollenmühle.
Derartige Mühlen sind aus der Praxis und der Fachliteratur in verschiedenen Ausführungsformen hinreichend bekannt. Diese auch als Federkraft- oder Fremdkraftmühlen bezeichneten Rollen- bzw. Wälzmühlen können beispielsweise zum Zerkleinern von Zementrohmaterialien, Zementklinker, Kohle, Erzmaterialien und dergleichen eingesetzt werden. Dabei sind innerhalb eines Mühlengehäuses ein um die Mühlenachse drehbar gelagerter Mahlring bzw. Mahlteller mit darauf ausgebildeter Mahlbahn sowie mehreren über den Umfang der Mahlbahn verteilt angeordneten und auf dieser Mahlbahn abrollenden Mahlrollen bzw. Mahlwalzen vorgesehen. Bei der Zerkleinerungsarbeit wird das im Allgemeinen zentral zum Mahlteller bzw. Mahlring zugeführte Mahlgut auf der Mahlbahn zwischen Mahlring und Mahlrollen zerkleinert, wobei Anpressorgane dafür sorgen, dass in diesem Bereich eine entsprechend große, allgemein einstellbare Mahlkraft eingebracht wird.
Aus der DE 509 212 ist eine Wälzmühle mit einem Schwinghebel zur drehbaren Halterung der Mahlrollen bekannt, wobei der Schwinghebel eine Kippachse aufweist, die parallel zur Mahlrollenachse angeordnet ist. Der Antrieb erfolgt über den Mahlteller. Diese Mühlen haben jedoch den Nachteil, dass sich die für große Mühlen mit hohen Durchsätzen erforderlichen hohen Antriebsleitungen nur mit sehr hohem Kostenaufwand realisieren lassen.
Die DE 10 2006 061 328 A1 zeigt ebenfalls eine Wälzmühle, bei welcher der Mahlteller angetrieben ist und die Mahlrollen an jeweils einem Schwinghebel gehaltert sind, der eine Kippachse aufweist, die parallel zur Mahlrollenachse ausgerichtet ist.
Aus der DE 295 563 ist ferner ein Kollergang mit angetriebenem Teller und angetriebenem Läufer bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese eingangs beschriebene Art von Rollenmühle (Schwinghebelmühle) derart weiter zu entwickeln, dass auch hohe Kräfte und hohe Durchsatzleistungen kostengünstiger realisiert werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der in den Ansprüchen 1 und 12 angegebenen Alternativlösungen gelöst
Die erfindungsgemäße Rollenmühle besteht aus einem um eine Mühlenachse drehbar gelagerten Mahlteller, wenigstens einer Mahlrolle, die um eine Mahlrollenachse drehbar ist und mit dem Mahlteller in Abrolleingriff steht, sowie wenigstens einem Schwinghebel zur Halterung der Mahlrolle, der eine Kippachse aufweist, wobei die Kippachse parallel oder geschränkt zur Mahlrollenachse ausgerichtet ist. Ferner ist ein ortsfester Motor über einen Antriebsstrang zum Übertragen der Antriebsleistung mit der Mahlrolle verbunden, wobei der Antriebsstrang einen ortsfesten Antriebsstrang und einen mit dem Schwinghebel mitbewegten Antriebsstrang umfasst. Der ortsfeste Antriebsstrang weist ein Antriebeselement auf, das mit dem mitbewegten Antriebsstrang in Kontakt steht und koaxial zur Kippachse des Schwinghebels angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Realisierung der Erfindung besteht die Rollenmühle im wenigstens aus einem um eine Mühlenachse drehbar gelagerten Mahlteller, wenigstens einer Mahlrolle, die um eine Mahlrollenachse drehbar ist und mit dem Mahlteller in Abrolleingriff steht, sowie wenigstens einem Schwinghebel zur Halterung der Mahlrolle, der eine Kippachse aufweist, wobei die Kippachse parallel oder geschränkt zur Mahlrollenachse ausgerichtet ist. Ferner ist ein ortsfester Motor über einen Antriebsstrang zum Übertragen der Antriebsleistung mit der Mahlrolle verbunden, wobei der Antriebsstrang einen ortsfesten Antriebsstrang und einen mit dem Schwinghebel mitbewegten Antriebsstrang umfasst und die beiden Antriebsstränge über zwei Kegelräder miteinander verbunden sind, wobei die Kegelräder derart angeordnet sind, dass sich die Achsen der Kegelräder auf der Kippachse schneiden.
Indem zumindest auch die Mahlrollen angetrieben werden, kann die Leistung zum Antreiben der Rollenmühle auf mehrere Mahlrollen und/oder auf Mahlrolle und Mahlteller verteilt werden. Auf diese Weise können kleinere und damit kostengünstigere Antriebe zum Einsatz kommen.
Durch das zur Kippachse koaxial angeordnete Antriebselement verändert sich der Abstand zwischen der Mahlrollenachse und der Achse des Antriebselementes während der Kippbewegung des Schwinghebels nicht. Somit ist eine sichere Übertragung der Antriebsleistung gewährleistet.
Ist die Kippachse parallel oder geschränkt zur Mahlrollenachse ausgerichtet, können die beiden Antriebstränge über zwei Kegelräder miteinander verbunden, die dann so anzuordnen sind, dass sich die Achsen der Kegelräder auf der Kippachse schneiden, um eine sichere Übertragung der Antriebsleistung zu gewährleisten.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der mitbewegte Antriebsstrang einen mit der Mahlrolle verbundenen Zahnkranz auf, der vorzugsweise direkt oder über wenigstens ein Zwischenrad mit dem Antriebselement in Verbindung steht. Das Zwischenrad wird dabei zweckmäßigerweise am Schwinghebel gehaltert. Es kann aber vorgesehen werden, dass das Antriebselement ein Antriebsrad eines zwischen dem ortsfesten und dem mitbewegten Antriebsstrang vorgesehenen Zugmittelgetriebes ist. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zumindest das Antriebselement und/oder Elemente des mitbewegten Antriebsstrangs kippbeweglich ausgebildet sind, um etwaige Relativbewegungen aufgrund von Biegekräften auszugleichen.
Selbstverständlich kann neben der oder den Mahlrollen auch der Mahlteller über einen eigenen Antrieb verfiigen. Die Verteilung der Antriebsleistung auf mehrere Antriebe hat den Vorteil, dass kleinere und damit kostengünstigere Antriebe verwendet werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kippachse des Schwinghebels in Drehrichtung des Mahltellers hinter der Mahlrollenachse angeordnet. Des Weiteren umfasst die Rollenmühle wenigstens ein mit dem Schwinghebel in Wirkkontakt stehendes Anpresssystem zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen

Fig. 1a: eine schematische Draufsicht einer Rollenmühle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 1b: eine schematische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispieles,
Fig. 2a: eine Seitenansicht einer Rollenmühle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2b: eine Schnittdarstellung längs der Linie A-A der Fig. 2a,
Fig. 3: eine schematische Darstellung einer Rollenmühle gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer Rollenmühle gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und
Fig.5: eine schematische Darstellung einer Rollenmühle gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,

Die in Fig. 1a und 1b dargestellte Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem um eine Mühlenachse drehbar gelagerten Mahlteller 1, wenigstens einer Mahlrolle 2, die um eine Mahlrollenachse 3 drehbar ist und mit dem Mahlteller in Abrolleingriff steht, sowie wenigstens einem Schwinghebel 4 zur Halterung der Mahlrolle 2. Der Schwinghebel weist eine Kippachse 5 auf, wobei die Kippachse parallel zur Mahlrollenachse 3 ausgerichtet ist.
Des Weiteren ist wenigstens ein mit dem Schwinghebel 4 in Wirkkontakt stehendes Anpresssystem 6 zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle vorgesehen. Dieses Anpresssystem kann beispielsweise durch ein hydro-pneumatisches Federsystem gebildet werden.
Während der Mahlteller und die Mahlrolle innerhalb eines Mühlengehäuses 7 angeordnet sind, ist der Schwinghebel zweckmäßigerweise außerhalb des Mühlengehäuses gelagert. Zum Antreiben der Mahlrolle 2 ist ein ortsfest angeordneter Motor 8 vorgesehen, der über einen ortsfesten Antriebsstrang und einen mit dem Schwinghebel 4 mitbewegten Antriebsstrang mit der Mahlrolle 2 in Verbindung steht. Der ortsfeste Antriebsstrang weist hier ein Antriebselement 9 auf, dass mit dem mitbewegten Antriebsstrang in Kontakt steht und koaxial zur Kippachse 5 des Schwinghebels 4 angeordnet ist. Dieses Antriebselement 9 wird über Zahnräder 10, 11 vom Motor 8 angetrieben. Der mitbewegte Antriebsstrang weist einen mit der Mahlrolle 2 verbundenen Zahnkranz 12 auf, der direkt oder, wie dargestellt, über ein Zwischenrad 13 mit dem Antriebselement 9 in Wirkverbindung steht. Das Antriebselement 9 und/oder das Zwischenrad 13 sowie der Zahnkranz 12 können kippbeweglich gehaltert sein, um etwaige Biegebeanspruchungen des Schwinghebels oder der Mahlrollenachse ausgleichen zu können.
Durch die koaxiale Anordnung das Antriebselementes 9 verändert sich der Abstand zwischen der Mahlrollenachse 3 und der Achse des Antriebselementes 9 auch bei einer Bewegung des Schwinghebels 4 nicht, sodass eine sichere Übertragung der Antriebsleistung gewährleistet ist.
Für die Zerkleinerung ist es von Vorteil, wenn die Kippachse des Schwinghebels 4 in Drehrichtung 14 des Materials hinter der Mahlrollenachse 3 angeordnet ist. In der Rollenmühle sind vorzugsweise mehrere Mahlrollen, insbesondere zwei, vier oder sechs Mahlrollen vorgesehen, die jede über einen eigenen Antrieb verfügen können. Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, den Mahlteller mit einen eigenen Antrieb auszustatten.
Anstelle der Übertragung der Antriebsleistung über das Antriebselement 9, das Zwischenrad 13 und den Zahnkranz 12 könnte auch ein Zugmittelgetriebe vorgesehen werden, dessen Antriebsrad wiederum koaxial zur Kippachse 5 anzuordnen wäre. Anstelle des Zugmittelgetriebes könnte aber auch ein Kegelradgetriebe vorgesehen werden. Das Antriebselement 9 wäre dann als Kegelrad auszubilden, das wiederum koaxial zur Kippachse 5 angeordnet wird.
Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2a und 2b wird das Antriebselement 9 durch ein koaxial zur Kippachse 5 angeordnetes Ritzel gebildet, dass mit den Zahnkranz 12 kämmt. Auf das Zwischenrad 13 gemäß Fig. 1a wurde hier verzichtet. Der Motor 8 treibt über ein Getriebe 15, beispielsweise eine Zahnradgetriebestufe, das Ritzel 9 an. Der Motor 8 ist dabei so ausgebildet, dass der ortsfeste Antriebsstrang um 180° umgelenkt wird.
Der Schwinghebel 4 weist zwei Schwenkarme 4a auf, welche die Mahlrollenachse 3 halten und um die Kippachse 5 schwenkbeweglich gelagert sind. Das Anpresssystem 6 wirkt in diesem Fall auf Zug und kann als hydro-pneumatisches Federsystem ausgebildet werden. Durch diese Anordnung ergibt sich ein sehr kompaktes Antriebssystem für die Mahlrolle 2.
Wenngleich die parallele Anordnung von Mahlrollenachse 3 und Kippachse 5 bevorzugt wird, ist grundsätzlich auch eine geschränkte Anordnung von Mahlrollenachse 3 und Kippachse 5 denkbar. Unter einer geschränkten Anordnung sind dabei alle Ausrichtungen der Mahlrollenachse 3 zur Kippachse 5 gemeint, die nicht parallel und nicht senkrecht zueinander sind.
In den Figuren 3 bis 5 sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele einer solchen geschränkten Anordnung dargestellt. In allen Beispielen sind der ortsfeste und der mitbewegte Antriebsstrang über zwei Kegelräder 16, 17 miteinander verbunden, wobei die Kegelräder derart angeordnet sind, dass sich die Achsen der Kegelräder auf der Kippachse 5 schneiden.
In den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 3 und 5 ist das Kegelrad 16 des ortsfesten Antriebsstrang nach wie vor koaxial zur Kippachse 5 ausgerichtet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wurde die Mahlrollenachse 3 geschränkt angeordnet, während im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 die Kippachse 5 in Bezug auf die Mahlrollenachse gedreht wurde. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Achse des Kegelrades 16 parallel zur Mahlrollenachse 3 ausgerichtet.
In allen drei Fällen schneiden sich die Achsen der zugeordneten Kegelräder 16, 17 auf der Kippachse 5 und gewährleisten dadurch auch bei einer geschränkten Anordnung von Mahlrollenachse 2 und Kippachse 5 eine sichere Übertragung der Antriebsleistung. Auch bei dieser Variante können die Kegelräder kippbeweglich gehaltert werden.
Auch wenn die Antriebsleistung auf mehrere Motoren aufgeteilt wird, weisen diese ein beträchtliches Gewicht auf, sodass es gerade im Hinblick auf die Auslegung des Schwinghebels sowie dessen Lagerung und Ansteuerung vorteilhaft ist, wenn der Motor und ggf. ein Teil des Getriebes ortsfest angeordnet wird. Dadurch lassen sich auch etwaige Drehmomente auf einfache Weise über das Fundament ableiten.
Durch die oben beschriebene Anordnung des mit dem mitbewegten Antriebsstrang in Kontakt stehenden Antriebselements kann jedoch eine sichere Übertragung der Antriebsleistung auch bei einem ortsfesten Motor gewährleistet werden.

Claims

Rollenmühle mit
a. einem um eine Mühlenachse drehbar gelagerten Mahlteller (1),

b. wenigstens einer Mahlrolle (2), die um eine Mahlrollenachse (3)drehbar ist und mit dem Mahlteller in Abrolleingriff steht,

c. wenigstens einem Schwinghebel (4) zur Halterung der Mahlrolle (2), der eine Kippachse (5) aufweist, wobei die Kippachse parallel oder geschränkt zur Mahlrollenachse (3) ausgerichtet ist,

d. sowie mit wenigstens einem ortsfest angeordneten Motor (8) zum Antreiben der Rollenmühle,
dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfest angeordnete Motor (8) über einen Antriebsstrang zum Übertragen der Antriebsleistung mit der Mahlrolle (2) in Verbindung steht, wobei der Antriebsstrang einen ortsfesten Antriebsstrang und einen mit dem Schwinghebel (4) mitbewegten Antriebsstrang umfasst und der ortsfeste Antriebsstrang ein Antriebselement (9) aufweist, das mit dem mitbewegten Antriebsstrang in Kontakt steht und koaxial zur Kippachse (5) des Schwinghebels (4) angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mitbewegten Antriebsstrang einen mit der Mahlrolle (2) verbundenen Zahnkranz (12) aufweist.
Rollenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) mit dem Zahnkranz (12) in Eingriff steht.
Rollenmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) mit dem Zahnkranz (12) über wenigstens ein Zwischenrad (13) in Wirkverbindung steht.
Rollenmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrad (13) am Schwinghebel (4) gehaltert ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) und/oder Elemente des mitbewegten Antriebsstrangs kippbeweglich gehaltert sind.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) ein Antriebsrad eines zwischen dem ortsfesten und dem mitbewegten Antriebsstrang vorgesehenes Zugmittelgetriebe ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (5) des Schwinghebels (4) in Drehrichtung (14) des Mahlteller (1) hinter der Mahlrollenachse (3) angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenmühle weiterhin wenigstens ein mit dem Schwinghebel (4) in Wirkkontakt stehendes Anpresssystem (6) zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle (2) umfasst.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenmühle ein Mühlengehäuse (7) aufweist und der Schwinghebel (4) außerhalb des Mühlengehäuses (7) gelagert ist.
Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Mahlrolle (2) auch der Mahlteller (1) über einen eigenen Antrieb verfügt.
Rollenmühle mit
a. einem um eine Mühlenachse drehbar gelagerten Mahlteller (1),

b. wenigstens einer Mahlrolle (2), die um eine Mahlrollenachse (3) drehbar ist und mit dem Mahlteller (1) in Abrolleingriff steht,

c. wenigstens einem Schwinghebel (4) zur Halterung der Mahlrolle (2), der eine Kippachse (5) aufweist, wobei die Kippachse parallel oder geschränkt zur Mahlrollenachse (3) ausgerichtet ist,

d. sowie mit wenigstens einem ortsfesten Motor (8) zum Antreiben der Rollenmühle,
dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfeste Motor (8) über einen Antriebsstrang zum Übertragen der Antriebsleistung mit der Mahlrolle in Verbindung steht, wobei der Antriebsstrang einen ortsfesten Antriebsstrang und einen mit dem Schwinghebel mitbewegten Antriebsstrang umfasst und die beiden Antriebstränge über zwei Kegelräder (16, 17) miteinander verbunden sind, wobei die Kegelräder derart angeordnet sind, dass sich die Achsen der Kegelräder auf der Kippachse (5) schneiden.
Rollenmühle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement und/oder Elemente des mitbewegten Antriebsstrangs kippbeweglich gehaltert sind.
Rollenmühle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (5) des Schwinghebels (4) in Drehrichtung des Mahltellers (1) hinter der Mahlrollenachse (3) angeordnet ist.
Rollenmühle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenmühle ein Mühlengehäuse (7) aufweist und der Schwinghebel (4) außerhalb des Mühlengehäuses (7) gelagert ist.