EP2282837B1 - Rollenmühle - Google Patents

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EP2282837B1
EP2282837B1 EP09782114A EP09782114A EP2282837B1 EP 2282837 B1 EP2282837 B1 EP 2282837B1 EP 09782114 A EP09782114 A EP 09782114A EP 09782114 A EP09782114 A EP 09782114A EP 2282837 B1 EP2282837 B1 EP 2282837B1
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EP
European Patent Office
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pivot lever
roller
grinding
mill according
coupling
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EP09782114A
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Guido Scholz
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Polysius AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/04—Mills with pressed pendularly-mounted rollers, e.g. spring pressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/006—Ring or disc drive gear arrangement

Definitions

  • the invention relates to a roller mill with the features specified in the introductory part of claim 1.
  • a roller mill is, for example, in the exemplary embodiment according to FIG. 8 DE 3801728 C2 already described.
  • the grinding table is driven, which drives the grinding rollers via the grinding bed.
  • it is generally necessary to arrange a gear below the grinding plate.
  • these gearboxes require high investment costs, long procurement times and unsatisfactory availability.
  • a fixed motor In the DE 197 02 854 and the SU-A1-1 346 238 is proposed as an alternative embodiment, a fixed motor.
  • This cardan shaft must have an angular compensation in the joints and an axial balance in the intermediate shaft
  • the invention is therefore based on the object to improve the eingungs described roller mill to the effect that are minimized by the drive train of the grinding roller conditional vibrations of the system.
  • a clutch can be used which makes it possible to transmit the rotational motion homokinetic, so that the vibrations introduced by the drive train into the system are minimized.
  • the required compensation movement is minimized and consequently a cost-effective and maintenance-free compensation clutch can be used.
  • the stationary motor allows the use of commonly available standard motors, so that the components of the drive train can be procured at a lower cost.
  • the coupling is designed as a torsionally rigid compensation coupling, whereby a long life can be ensured.
  • This coupling can be formed for example by a toothed coupling, a multi-plate clutch or a propeller shaft. If a universal joint shaft is used, the intermediate shaft is to be arranged so that it is cut by the pivot lever axle or its extension and so the rotational movement can be transmitted homokinetically.
  • the pivot lever is designed as a hollow shaft, wherein a part of the drive train is arranged in the hollow shaft.
  • the drive comprises one or more gears, which are optionally stationary and / or arranged on the pivot lever and / or in the region of the grinding roller.
  • At least one transmission can be designed as a planetary gear, which is attached to the grinding roller.
  • the planetary gear may be a power-split transmission, in particular a planetary gear.
  • a contact pressure system for adjusting the contact pressure of the grinding roller can be provided that is in operative contact with the pivoting lever.
  • the pivot lever is formed so that it is passed through a mill housing and the grinding roller at the Mill housing located end of the pivot lever is mounted, while the other end is mounted in a bearing outside of the mill housing.
  • the grinding roller is mounted with a Mahlrollenlagerung on the pivot lever, the Mahlrollenlagerung, the bearing of the pivot lever and the coupling can have a common oil chamber.
  • the grinding roller rotates about a grinding roller axis, wherein the fixed motor is arranged with its motor shaft substantially in the extension of the Mahlrollenachse. But other arrangements come into consideration.
  • the drive axis of the stationary motor can also be arranged offset parallel to the Mahlrollenachse, the drive train is deflected by the motor to the grinding roller by 180 °.
  • Roller mill shown essentially consists of a rotatable grinding table 1, at least one rotatably mounted on a pivot lever 2 Mahlalter 3 and one of the grinding roller associated drive train for driving the grinding roller with a fixed motor 4.
  • the pivot lever is pivotally mounted in a bearing 5 about a pivot lever axis 6 ,
  • the pivoting lever 2 is further passed through a mill housing 7, wherein the grinding roller 3 is mounted on the located in the mill housing end of the pivot lever, while the other end is mounted in the bearing 5 outside of the mill housing.
  • a pressing system 8 in particular a hydropneumatic spring system, is provided in order to adjust the contact pressure of the grinding roller 3.
  • the pressure system is also arranged outside of the mill housing 7 and is in operative contact with the pivot lever.
  • the grinding roller 3 is rotatably supported by a Mahlrollenlagerung 9 on the pivot lever 2.
  • the pivot lever 2 is further designed as a hollow shaft, so that a part of the drive train is arranged in the form of a drive shaft 10 in the hollow shaft.
  • the rotational movement of the drive shaft is transmitted via a scar 11 on the grinding roller 3.
  • the drive shaft 10 is operatively connected to the stationary motor 4, wherein one or more gears can be interposed.
  • the gear can be both stationary and arranged on the pivot lever.
  • a clutch 12 After a part of the drive train is formed stationary and another part, in particular arranged in the pivot lever 2 drive shaft 10 mitschwenkt with the pivot lever 2, a clutch 12 must be provided which compensates for the pivotal movement of the pivot lever.
  • the clutch 12 is arranged in the pivot lever axis (6) and transmits the rotational motion homokinetic.
  • the coupling 12 is preferably a torsionally stiff compensation coupling, in particular a curved tooth coupling can be provided.
  • the Mahlrollenlagerung 9 the bearing 5 and the clutch 12 via a common oil chamber 13th
  • the embodiment according to Fig. 2 differs from the first embodiment essentially only in that the drive train still a fixed gear 14 and a mitschwenkendes gear in the form of a planetary gear 15 are provided.
  • the planetary gear 15 is fixed at the end of the pivot lever in the region of the grinding roller 3. It is designed as a power-split transmission and according to a preferred embodiment of the invention as a planetary gear.
  • the planetary gear 15 has, as usual, a sun gear 15a, a plurality of planet wheels 15b and a planet carrier 15c.
  • the sun gear 15a can be tiltably mounted and is driven via the drive shaft 10.
  • the planet carrier is rotatably connected to the grinding roller.
  • the planetary gear 15 is also protected by a preferably replaceable wear protection 15d.
  • a suitable torque support should be provided, which could be formed, for example, by lateral guides of the Anpresssystems 8.
  • the pivot lever 2 is formed as a hollow shaft, so that a drive shaft 10 can be arranged for transmitting the rotary motion to the grinding roller 3 in the hollow shaft.
  • the drive train includes in this embodiment, a stationary drive train, which is formed in particular by the motor 4 'and a mitbewegten with the pivot lever 2 drive train, in addition to the arranged in the pivot lever 2 drive shaft 10 still another shaft 16, a first gear 17, in particular a gear transmission, and possibly a second transmission 18 includes.
  • a clutch 12 is provided, which is also arranged here in the pivot lever axis 6 and its extension.
  • the drive train is therefore, starting from the motor 4 'via the shaft 16, the first and second gear 17, 18 on the associated with the grinding roller 3 drive shaft (10) u m 180 ° deflected.
  • the special drive configuration also makes it possible to choose a clutch which ensures homokinetic transmission of the rotational movement, so that vibrations of the system caused by the drive train of the grinding roller are minimized.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rollenmühle mit den im einleitenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Rollenmühle ist beispeilsweise im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 der DE 3801728 C2 bereits beschrieben. Bei Rollenmühlen in der industriellen Anwendung wird der Mahlteller angetrieben, welcher über das Mahlbett die Mahlrollen antreibt. Hierbei ist es im Allgemeinen erforderlich, ein Getriebe unterhalb des Mahltellers anzuordnen. Bei Mühlen mit großen Durchsatzleistungen muss man bei diesen Getrieben mit hohen Investitionskosten, langen Beschaffungszeiten und einer unzufriedenstellenden Verfügbarkeit rechnen.
  • Man hat daher bereits vorgeschlagen, statt dem Mahlteller die Mahlrollen anzutreiben. Sind mehrere Mahlrollen vorgesehen, kann dadurch die Leistung zum Antreiben der Rollenmühle auf eine entsprechende Vielzahl von Antrieben verteilt werden. Auf diese Weise können kleinere und damit kostengünstigere Antriebe zum Einsatz kommen.
  • In der DE 36 02 932 A1 wird der komplette Antrieb mit Motor und Getriebe auf dem die Mahlrolle halternden Schwenkhebel vorgesehen. Durch das nicht unerhebliche Gewicht des Antriebes werden bei dieser Ausführungsform erhöhte Anforderungen an die Lagerung des Schwenkhebels gestellt. Der Motor ist außerdem starken Vibrationen durch den Mahlprozess ausgesetzt.
  • In der DE 197 02 854 und der SU-A1-1 346 238 wird als alternative Ausführungsform ein feststehender Motor vorgeschlagen. Die Übertragung der Antriebsleistung auf das am Schwenkhebel befestigte Getriebe erfolgt über eine Kardangelenkwelle. Diese Gelenkwelle muss in den Gelenken einen Winkelausgleich und in der Zwischenwelle einen axialen
  • Längenausgleich gewährleisten. Der erforderliche Winkelausgleich in den Kardangelenken führt in der dargestellten Antriebskonfiguration zu unterschiedlichen Auslenkungswinkeln. Dadurch hat diese Antriebskonfiguration den Nachteil, dass die Drehbewegung nicht homokinetisch übertragen wird, was wiederum zu unerwünschten Schwingungen im System führt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingungs beschriebene Rollenmühle dahingehend zu verbessern, dass durch den Antriebsstrang der Mahlrolle bedingte Schwingungen des Systems minimiert werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung der Kupplung in der Schwenkhebelachse bzw. deren Verlängerung ist dahingehend zu verstehen, dass die Schwenkhebelachse die Kupplung schneidet.
  • Durch diese Anordnung des Antriebsstranges kann eine Kupplung verwendet werden die es ermöglicht die Drehbewegung homokinetisch zu übertragen., sodass die durch den Antriebsstrang in das System eingebrachten Schwingungen minimiert werden. Zusätzlich wird die erforderliche Ausgleichsbewegung minimiert und folglich kann eine kostengünstige und wartungsfreie Ausgleichskupplung verwendet werden.
  • Der ortsfest angeordnete Motor ermöglicht die Verwendung von allgemein erhältlichen Standardmotoren, sodass die Komponenten des Antriebsstranges kostengünstiger beschafft werden können.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kupplung als drehstarre Ausgleichskupplung ausgebildet, wodurch eine lange Lebensdauer gewährleistet werden kann. Diese Kupplung kann beispielsweise durch eine Zahnkupplung, eine Lamellenkupplung oder eine Gelenkwelle gebildet werden. Wird eine Kardangelenkwelle verwendet, ist die Zwischenwelle so anzuordnen, dass diese von der Schwenkhebelhachse oder deren Verlängerung geschnitten wird und so die Drehbewegung homokinetisch übertragen werden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Schwenkhebel als Hohlwelle ausgebildet, wobei ein Teil des Antriebstranges in der Hohlwelle angeordnet ist. Weiterhin umfasst der Antrieb ein oder mehrere Getriebe, die wahlweise ortsfest und/oder am Schwenkhebel und/oder im Bereich der Mahlrolle angeordnet sind.
  • Weiterhin kann wenigstens ein Getriebe als Umlaufgetriebe ausgebildet sein, welches an der Mahlrolle befestigt ist. Bei dem Umlaufgetriebe kann es sich um ein leistungsverzweigtes Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe handeln.
  • Weiterhin kann ein Anpresssystem zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle vorgesehen werden, dass mit dem Schwenkhebel in Wirkkontakt steht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwenkhebel so ausgebildet, dass er durch ein Mühlengehäuse hindurchgeführt ist und die Mahlrolle am im Mühlengehäuse befindlichen Ende des Schwenkhebels gehaltert ist, während das andere Ende in einem Lager außerhalb des Mühlengehäuses gelagert ist.
  • Weiterhin ist die Mahlrolle mit einer Mahlrollenlagerung am Schwenkhebel gelagert, wobei die Mahlrollenlagerung, das Lager des Schwenkhebels und die Kupplung über einen gemeinsamen Ölraum verfügen können.
  • Die Mahlrolle dreht sich um eine Mahlrollenachse, wobei der feststehende Motor mit seiner Motorwelle im Wesentlichen in der Verlängerung der Mahlrollenachse angeordnet ist. Es kommen aber auch andere Anordnungen in Betracht. So kann die Antriebsachse des ortsfesten Motors auch parallel versetzt zur Mahlrollenachse angeordnet sein, wobei der Antriebstrang vom Motor bis zur Mahlrolle um 180° umgelenkt wird.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1
    eine geschnittene Seitenansicht einer Rollenmühle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2
    eine geschnittene Seitenansicht einer Rollenmühle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 3a
    eine dreidimensionale Darstellung einer Rollenmühle gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 3b
    eine Seitenansicht der Rollenmühle gemäß Fig. 3a und
    Fig. 3c
    eine Schnittdarstellung längs der Linie A-A der Fig. 3b.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem drehbaren Mahlteller 1, wenigstens einem drehbar an einem Schwenkhebel 2 gehalterten Mahlrolle 3 sowie einem der Mahlrolle zugeordneten Antriebstrang zum Antreiben der Mahlrolle mit einem feststehenden Motor 4. Der Schwenkhebel ist in einem Lager 5 um eine Schwenkhebelachse 6 schwenkbar gelagert. Der Schwenkhebel 2 ist weiterhin durch ein Mühlengehäuse 7 hindurchgeführt, wobei die Mahlrolle 3 an dem im Mühlengehäuse befindlichen Ende des Schwenkhebels gehaltert ist, während das andere Ende im Lager 5 außerhalb des Mühlengehäuses gelagert ist.
  • Weiterhin ist ein Anpresssystem 8, insbesondere ein hydropneumatisches Federsystem, vorgesehen, um den Anpressdruck der Mahlrolle 3 einzustellen.
  • Das Anpresssystem ist ebenfalls außerhalb des Mühlengehäuses 7 angeordnet und steht mit dem Schwenkhebel in Wirkkontakt.
  • Die Mahlrolle 3 ist über eine Mahlrollenlagerung 9 drehbar am Schwenkhebel 2 gelagert. Der Schwenkhebel 2 ist weiterhin als Hohlwelle ausgebildet, sodass ein Teil des Antriebstrangs in Form einer Antriebswelle 10 in der Hohlwelle angeordnet ist. Die Drehbewegung der Antriebswelle wird über eine Narbe 11 auf die Mahlrolle 3 übertragen. Mit dem anderen Ende steht die Antriebswelle 10 mit dem ortsfest angeordneten Motor 4 in Wirkverbindung, wobei ein oder mehrere Getriebe zwischengeschaltet sein können. Die Getriebe können dabei sowohl ortsfest als auch am Schwenkhebel angeordnet werden. Nachdem ein Teil des Antriebstranges ortsfest ausgebildet ist und ein anderer Teil, insbesondere die im Schwenkhebel 2 angeordnete Antriebswelle 10 mit dem Schwenkhebel 2 mitschwenkt, muss eine Kupplung 12 vorgesehen werden, welche die Schwenkbewegung des Schwenkhebels ausgleicht. Die Kupplung 12 ist in der Schwenkhebelachse (6) angeordnet und überträgt die Drehbewegung homokinetisch.
  • Bei der Kupplung 12 handelt es sich vorzugsweise um eine drehstarre Ausgleichskupplung, wobei insbesondere eine Bogenzahnkupplung vorgesehen werden kann.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Mahlrollenlagerung 9, das Lager 5 und die Kupplung 12 über einen gemeinsamen Ölraum 13.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch, dass im Antriebstrang noch ein feststehendes Getriebe 14 und ein mitschwenkendes Getriebe in Form eines Umlaufgetriebes 15 vorgesehen sind. Das Umlaufgetriebe 15 ist am Ende des Schwenkhebels im Bereich der Mahlrolle 3 befestigt. Es ist als leistungsverzweigtes Getriebe und gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Planetengetriebe ausgebildet.
  • Das Umlaufgetriebe 15 weist, wie üblich, ein Sonnenrad 15a, mehrere Planetenräder 15b und einen Planetenträger 15c auf. Das Sonnenrad 15a kann kippbeweglich gelagert sein und wird über die Antriebswelle 10 angetrieben. Der Planetenträger ist drehfest mit der Mahlrolle verbunden. Das Umlaufgetriebe 15 ist zudem über einen vorzugsweise austauschbaren Verschleißschutz 15d geschützt. Weiterhin ist eine geeignete Momentenstütze vorzusehen, die beispielsweise durch seitliche Führungen des Anpresssystems 8 gebildet werden könnte.
  • Während der feststehende Motor 4 bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 in Verlängerung des Schwenkhebels 2 angeordnet ist, befindet sich der feststehende Motor 4' in den Fig. 3a bis 3c seitlich neben dem Schwenkhebel 2.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schwenkhebel 2 als Hohlwelle ausgebildet, sodass eine Antriebswelle 10 zur Übertragung der Drehbewegung auf die Mahlrolle 3 in der Hohlwelle angeordnet werden kann.
  • Der Antriebstrang umfasst auch bei diesem Ausführungsbeispiel einen ortsfesten Antriebstrang, der insbesondere durch den Motor 4' gebildet wird und einen mit dem Schwenkhebel 2 mitbewegten Antriebstrang, der neben der im Schwenkhebel 2 angeordneten Antriebswelle 10 noch eine weitere Welle 16, ein erstes Getriebe 17, insbesondere ein Zahnradgetriebe, und ggf. ein zweites Getriebe 18 umfasst.
  • An der Verbindungsstelle zwischen dem feststehenden und dem mitbewegten Antriebstrang ist wiederum eine Kupplung 12 vorgesehen, die auch hier in der Schwenkhebelachse 6 bzw. deren Verlängerung angeordnet ist. Der Antriebstrang wird daher ausgehend vom Motor 4' über die Welle 16, das erste und zweite Getriebe 17, 18 auf die mit der Mahlrolle 3 in Verbindung stehenden Antriebswelle (10) u m 180° umgelenkt. Dennoch wird auch hier durch die spezielle Antriebskonfiguration die Möglichkeit geschaffen, eine Kupplung zu wählen, welche eine homokinetische Übertragung der Drehbewegung gewährleistet, sodass durch den Antriebsstrang der Mahlrolle bedingte Schwingungen des Systems minimiert werden.

Claims (13)

  1. Rollenmühle mit
    a. einem drehbaren Mahlteller (1),
    b. wenigstens einer drehbar an einem Schwenkhebel (2) gehalterten Mahlrolle (3), die mit dem Mahlteller (1) in Abrolleingriff steht, wobei der Schwenkhebel (2) um eine Schwenkhebelachse (6) schwenkbar gelagert ist,
    c. sowie einem der Mahlrolle (3) zugeordneten Antriebstrang zum Antreiben der Mahlrolle mit einem feststehenden Motor (4, 4'), wobei der Antriebsstrang eine Kupplung (12) aufweist, welche die Schwenkbewegung des Schwenkhebels (2) ausgleicht,
    dadurch gekennzeichnet, dass die kupplung (12)
    in der Schwenkhebelachse (6) bzw. deren Verlängerung angeordnet ist.
  2. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (12) als drehstarre Ausgleichskupplung ausgebildet ist.
  3. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (12) als Zahnkupplung ausgebildet ist.
  4. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (12) als Gelenkwelle ausgebildet ist.
  5. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang vom Motor (4') bis zur Mahlrolle (3) um 180° umgelenkt wird.
  6. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlrolle (3) mit einer Mahlrollenlagerung (9) an dem Schwenkhebel (2) gelagert ist und die Mahlrollenlagerung (9), das Lager (5) des Schwenkhebels (2) und die Kupplung (12) über einen gemeinsamen Ölraum (13) verfügen.
  7. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (2) als Hohlwelle ausgebildet ist und ein Teil des Antriebstranges in der Hohlwelle angeordnet ist.
  8. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein ortsfestes Getriebe (14) und ein mit dem Schwenkhebel (2) und/oder der Mahlrolle (3) mitschwenkendes Getriebe (15, 17, 18) umfasst.
  9. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb wenigstens ein Getriebe umfasst, das als Umlaufgetriebe (15) ausgebildet und am Schwenkhebel (2) im Bereich der Mahlrolle (3) befestigt ist.
  10. Rollenmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (15) als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet ist.
  11. Rollenmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (15) als Planetengetriebe ausgebildet ist.
  12. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (2) durch ein Mühlengehäuse (7) hindurch geführt ist, wobei die Mahlrolle (2) am im Mühlengehäuse (7) befindlichen Ende des Schwenkhebels (2) gehaltert ist, während das andere Ende in einem Lager (5) außerhalb des Mühlengehäuses (7) gelagert ist.
  13. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpresssystem (8) zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle (3) vorgesehen ist, das mit dem Schwenkhebel (2) in Wirkkontakt steht.
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