EP2862631B1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von schüttfähigem Aufgabegut - Google Patents

Vorrichtung zum Bearbeiten von schüttfähigem Aufgabegut Download PDF

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EP2862631B1
EP2862631B1 EP14188586.3A EP14188586A EP2862631B1 EP 2862631 B1 EP2862631 B1 EP 2862631B1 EP 14188586 A EP14188586 A EP 14188586A EP 2862631 B1 EP2862631 B1 EP 2862631B1
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EP
European Patent Office
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walls
rolls
chute
frontal
transversal
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Hartmut Pallmann
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Pallmann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
Pallmann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/30—Shape or construction of rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
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    • B02C4/283—Lateral sealing shields
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    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/16—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using pocketed rollers, e.g. two co-operating pocketed rollers
    • B30B11/165—Roll constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0005—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing for briquetting presses
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    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/005—Roll constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/04—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs co-operating with one another, e.g. with co-operating cones

Definitions

  • the invention relates to a device for processing pourable feed material according to the preamble of patent claim 1.
  • Such devices are assigned to the field of mechanical processing technology.
  • the basic principle of crop processing results from the interaction of counter-rotating rollers, which form a narrow nip.
  • the pourable feed material is subjected to high pressure and shear forces as it passes through the gap.
  • the region lying upstream of the nip thus serves to supply the feedstock to the processing zone, the downstream region of the Gutaustrag from the device after material processing.
  • the feed may be of a variety of nature, ranging from relatively hard materials such as minerals to soft feed in the form of chemicals, food, rubber, plastic, and the like.
  • Roller mills are generally known having a housing consisting of longitudinal and transverse walls, in which the rollers extend from one transverse wall to the opposite transverse wall, where they are rotatably mounted on the outer sides thereof in bearings.
  • the rollers in the in the DE 197 15 210 A1 disclosed mill with their effective in material processing lateral surfaces while maintaining a sealing gap up to the transverse walls of the housing.
  • the rollers moving in the course of the comminution relative to the transverse walls take along the feed material on their circular path, which causes friction on the fixed transverse walls.
  • the consequences are on the one hand a considerable wear of the inside of the transverse walls and on the other hand a heat input into the transverse walls themselves, since a part of the supplied drive energy is converted into frictional heat. This excess heat energy is undesirable, especially in the area of the bearings of the rollers, so that, if necessary, additional measures have to be taken to cool them, which, however, makes the machine design more expensive.
  • the DE 100 12 696 A1 discloses a two-roll roller press for the pressure treatment of a bulk material for the purpose of comminution or compaction or briquetting with two rotatably mounted in a machine frame rollers.
  • the rollers form between them a nip, in which the bulk material is drawn in and thereby pressed. In the axial direction of the nip is limited by guided against the end faces of the rollers side walls.
  • Subject of the DE 36 35 762 A1 is a roller mill with two horizontally arranged rollers forming a nip.
  • a feed chute the feed material is fed to the nip, wherein the end walls of the feed chute seal the nip laterally in the region of the roll ends.
  • the invention has the object to improve known devices in terms of their wear and thermal stress.
  • the basic idea of the invention is to shift the connection area of the rotating rollers to stationary machine parts axially inwards in the direction of the center of the housing. This is achieved according to the invention by a Zu glassschachtschacht whose limitation in the axial direction is not done by the Quenivitze of the machine housing, but by providing well front walls, which are offset to create a free space axially inward. The shaft end walls are thus arranged at a clear axial distance from the transverse walls.
  • the free space for cooling the device can be flowed through by cooling air which is supplied, for example, through openings in the housing, in particular in the transverse wall. With a flow through the free space from top to bottom, the cooling air also supports the flow of material. Due to the reduced thermal stress, it is possible to arrange the bearings for the rollers without risk of thermal overload on the transverse walls of the device, which not only greatly simplifies the construction, but also makes it more compact.
  • the shaft end walls in the radial direction while maintaining a sealing gap to the outer surface of the rollers, that is, that the rollers extend below the shaft end walls.
  • the shell segments are attached only in the end of the rollers, this fact is particularly effective for carrying, since the fasteners remain intact in the protected area and therefore can be solved easily when changing the shell segments.
  • FIGS. 1 to 4 show the structural design of a device according to the invention. It can be seen a machine base frame 1, which is formed essentially by plane-parallel opposite transverse walls 2, the laterally spaced upper longitudinal beams 3 and with respect to these outwardly offset, lower Longitudinal members 4 are interconnected. To form a housing, the longitudinal sides of the machine base frame 1 are covered with side panels 5 which adjoin the upper and lower longitudinal beams 3, 4. The side panels 5 are removable, so that the accessibility to the housing interior on each longitudinal side of the device between the upper longitudinal spar 3 and lower longitudinal spar 4 is given.
  • the machine base frame 1 serves to receive a rolling mill 6, which is formed in the present embodiment by a pair of rollers with axially parallel juxtaposed, counter-rotating rollers 7 and 8, whose axes of rotation are designated by the reference numerals 9 and 10.
  • a rolling mill 6 which is formed in the present embodiment by a pair of rollers with axially parallel juxtaposed, counter-rotating rollers 7 and 8, whose axes of rotation are designated by the reference numerals 9 and 10.
  • By maintaining a clear radial distance between the two rollers 7, 8 results in a processing zone forming nip.
  • For rotatably supporting the rollers 7, 8, these are guided with their stub shafts 11 through openings in the transverse walls 2, where they are held outside of the housing in bearings, which will be explained in more detail in detail.
  • the rollers 7, 8 each have a solid roller base body 12, which corresponds in cross-section to an equilateral hexagon, wherein each side of the hexagon forms a flat bearing surface 13 in the axial direction.
  • the effective for material processing lateral surface 14 of the rollers 7 and 8 is formed by a number of segments 15, which are mounted in an axially parallel position side by side on the roller body 12.
  • a segment 15 lies with its underside 16 on in each case one bearing surface 13 of the roller base body 12.
  • the top 17 of a segment 15 may be provided with a profiling.
  • In the circumferential direction form adjacent segments 15 with their axially extending longitudinal edges butt joints 19, resulting in a closed over the circumference and length of a roller 7, 8 lateral surface 14 results.
  • rollers 7, 8 are subdivided into a central portion 20, which forms the effective lateral surface 14 and is provided with a profiling, and two short end portions 21, which serve to attach the segments 15 to the roll ends.
  • a cross section in the region of the end portions 21 shows FIG. 3 , from which it is apparent that each segment 15 is stretched on the bearing surface 13 of the roller base body 12 only in the region of the end sections 21 by means of screws 22 arranged in pairs.
  • the screw heads are countersunk in stepped holes in the segment 15 arranged.
  • An alternative embodiment for this purpose consists of a clamping ring, which is made with undersize relative to the circumference of the end portion 21 and is pressed axially onto the end portion 21.
  • the width of the clamping ring corresponds to a maximum of the axial length of the respective end portion 21.
  • the clamping ring may have a circumferential plate flange, which acts as a stop when pressing and limits the Aufpresstiefe.
  • the interlocking means consist of an axially extending fitting groove 23 in the bearing surface 13 and a matching groove 24 in the underside 16 of the segments 15.
  • a fitting strip 25 is inserted in a form-fitting manner on the one hand causes a centering of the segments 15 on the bearing surface 13 and on the other hand represents a force-transmitting toothing between segments 15 and roller body 12.
  • the region of the device located upstream of the rolling mill 6 serves to supply the feedstock to the rolls 7 and 8 and is formed by a feed chute 18.
  • the feed chute 18 is delimited by two vertical, transversely parallel, plane-parallel chute longitudinal walls 26, which are fastened by their upper edge along an upper longitudinal spar 3, respectively. With its lower edge, the shaft longitudinal walls 26 end approximately at the upper vertex of the rollers 7 and 8, which allows a high degree of filling of the feed chute 18, without any feed material being ejected by the rotating rollers 7, 8.
  • the axial width of the free space 49 is at least 2 cm, most preferably at least 3 cm or 5 cm, on the one hand to achieve a sufficient thermal separation of the shaft end walls 27 of the transverse walls 2 and a trouble-free material drainage and on the other hand to realize a compact device as possible. If necessary, cooling air can be introduced into the free space 49 via an opening 54 arranged in each case in the transverse walls 2.
  • the relative position of the shaft end walls 27 to the rollers 7 and 8 is such that the shaft end walls 27 lie respectively in the solder plane between the central region 20 and the end portions 21 of the rollers 7, 8.
  • the lying in the end portions 21 fasteners for the segments 15 are protected in this way from the harmful effects ofoccasionguts during material processing.
  • rollers 7, 8 are longer than the axial distance of the opposing shaft end walls 27, close the lower edges 29 of the two end walls 27 while maintaining a sealing gap butt against the lateral surface 14 of the rollers 7, 8 and in each case follow the contour of the corresponding Roll peripheral portions from the nip to the well longitudinal walls 26.
  • Each edge 29 has in this way two circular concave edge portions.
  • the shaft end walls 27 and shaft longitudinal walls 26 are connected along the mutually associated edges.
  • the feed material After passing through the nip, the feed material passes into the region of the product discharge 30 which is enclosed by the cladding 5 and transverse walls 2 and opens downwards, via which the processed product is withdrawn from the device.
  • the transverse walls 2 are each formed reinforced on its outer side.
  • the reinforcement comprises on each transverse wall 2 above all a horizontal upper flange 31 and a parallel thereto and arranged vertically spaced lower flange 32, between each of which a fixed bearing 33 for supporting the roller 7 and a displaceable in the direction of the fixed bearing 33 floating bearing 34 for supporting the Roller 8 is arranged.
  • the fixed bearing 33 is thus rigidly secured to the outside of the end walls 2, while the floating bearing 34 is supported by slide bearings 35 on the upper flange 31 and lower flange 32 and therefore can be moved in the direction of the fixed bearing 33, so that the roller 7, the hard roller and the Roller 8 forms the Loswalze.
  • Both fixed bearing 33 and floating bearing 34 are formed as rolling bearings in which the rollers 7, 8 are rotatably supported with their stub shafts 11. In each case one of the two stub shafts 11 of a roller 7, 8 is extended and coupled to rotate the rollers 7 and 8 with a rotary drive, not shown.
  • a clamping device 36 is provided in the lateral region of each transverse wall 2.
  • the tensioning device 36 comprises a support frame with an upper and lower support rod 37, which are arranged in extension of the upper belt 31 and lower belt 32.
  • the straps 31, 32 facing away from the ends of the support rods 37 are fixedly connected to each other via a Joch phenomenon 38.
  • a cylinder piston unit 39 Centered on the inside of the Jochmons 38 and axially parallel between the support rods 37, a cylinder piston unit 39 is arranged, which is supported centrally with its rigid part on the inside of the Jochnomies 38.
  • the movable piston 40 of the cylinder piston unit 39 connects to a transverse web 41, which in turn carries two parallel to the support rods 37 in the direction of the movable bearing 34 biased spring elements 42 which are supported on the floating bearing 34 and this in the direction of the Press fixed bearing 33. With the clamping device 36, an adjustment of the nip by horizontal displacement of the movable bearing 34 can be made.
  • the spring elements 42 consist essentially of two hollow cylindrical parts which are inserted axially into one another.
  • a prestressed spring in the interior of the two hollow cylindrical parts is supported by its ends on the two parts and thereby biases the displaceable part elastically in the direction of the movable bearing 34.
  • the spring elements 42 embody a protective device in the event of foreign bodies in the feedstock, that can not pass the nip due to their size.
  • the spring elements 42 allow a lateral deflection of the Loswalze 8 against the biasing force on occurrence of a foreign body caused by the spreading force, the nip widens momentarily and the foreign body is eliminated from the crushing zone.
  • the determination of the nip is carried out by the clamping device 36 in conjunction with adjustable stop means 45, the structure mainly in FIG. 4 is shown.
  • the stop means 45 comprise a first wedge member 48 having a first wedge surface 50 and a second wedge member 46 having a second wedge surface 47.
  • the first wedge member 48 and second wedge member 46 abut each other with their opposing wedge surfaces 50 and 47 forming an inclined sliding surface.
  • the wedge surfaces 50th and 47 opposite sides of the wedge elements 48 and 46 are based on the fixed bearing 33 and the floating bearing 34, wherein the second wedge member 46 is rigidly connected to the movable bearing 34.
  • the first wedge element 48 is displaceably mounted on the fixed bearing 33, for which purpose a sliding bearing 44 with lateral guide surfaces is arranged on the fixed bearing 33.
  • first wedge element 48 can be moved within the linear guide formed by the slide bearing 44 and along the sliding surface formed by the wedge surfaces 50, 47 relative to the second wedge element 46. This is accompanied by a movement of the roller 8 in the direction indicated by the floating bearing 34 direction.
  • the relative movement of the first wedge member 48 relative to the second wedge member 46 is generated by means of a feed unit 43, which essentially comprises a threaded spindle 52 whose upper end is rotatably anchored in a pivot bearing 53 on the top flange 31 and the opposite lower end in a threaded bore 51 in the first Wedge element 48 engages.
  • the threaded spindle 52 may be driven manually or by motor and generates by screwing or unscrewing of the first wedge member 48, a movement of the first wedge member 48 relative to the second wedge member 46 and thus a change in distance between the fixed roller 7 and Loswalze. 8

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von schüttfähigem Aufgabegut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Vorrichtungen sind dem Gebiet der mechanischen Verfahrenstechnik zuzuordnen. Das Grundprinzip der Gutbearbeitung ergibt sich aus dem Zusammenwirken gegenläufig rotierender Walzen, die einen engen Walzenspalt bilden. Zu seiner Bearbeitung wird das schüttfähige Aufgabegut beim Durchgang durch den Spalt hohen Druck- und Scherkräften ausgesetzt. Der stromaufwärts des Walzenspalts liegende Bereich dient somit der Zuführung des Aufgabeguts zur Bearbeitungszone, der stromabwärts liegende Bereich dem Gutaustrag aus der Vorrichtung nach erfolgter Materialbearbeitung. Das Aufgabegut kann vielfältiger Natur sein und reicht von relativ harten Materialien, wie zum Beispiel Mineralien bis hin zu weichem Aufgabegut in Form von Chemikalien, Nahrungsmitteln, Gummi, Kunststoff und dergleichen.
  • Allgemein bekannt sind Walzenmühlen mit einem aus Längs- und Querwänden bestehenden Gehäuse, in dem sich die Walzen von einer Querwand zur gegenüberliegenden Querwand erstrecken, wo sie an deren Außenseiten in Lagern drehbar gelagert sind. Durch geeignete konstruktive Maßnahmen ist dabei sicherzustellen, dass möglichst das gesamte Aufgabegut ohne Umgehung der Bearbeitungszone dem Walzenspalt zugeführt wird.
  • Zu diesem Zweck reichen die Walzen bei der in der DE 197 15 210 A1 offenbarten Mühle mit ihren bei der Materialbearbeitung wirksamen Mantelflächen unter Einhaltung eines Dichtspalts bis hin zu den Querwänden des Gehäuses. Die sich im Zuge der Zerkleinerung relativ zu den Querwänden bewegenden Walzen nehmen das Aufgabegut auf ihrer Kreisbahn mit, was eine Reibung an den feststehenden Querwänden bedingt. Die Folgen sind einerseits ein erheblicher Verschleiß der Innenseite der Querwände und andererseits ein Wärmeeintrag in die Querwände selbst, da ein Teil der zugeführten Antriebsenergie in Reibungswärme umgewandelt wird. Diese überschüssige Wärmeenergie ist vor allem im Bereich der Lager der Walzen unerwünscht, so dass gegebenenfalls zusätzliche Maßnahmen zu deren Kühlung getroffen werden müssen, was jedoch die Maschinenkonstruktion verteuert.
  • Aus der DE 29 00 922 A1 ist ein Quetschwalzwerk mit zwei kreiszylindrischen achsparallel zueinander angeordneten Walzen bekannt, die zwischen sich einen Walzspalt bilden. Die Walzen sind motorisch angetrieben und rotieren relativ zueinander mit
    • Differenzgeschwindigkeit. Mit Hilfe einer zu dem Walzspalt führenden trogförmigen Zuführeinrichtung wird das Walzgut in den Walzenspalt gefördert. Die trogförmige Zuführeinrichtung erstreckt sich in axialer Richtung über die Stirnseiten der Walzen hinaus.
  • Die DE 100 12 696 A1 offenbart eine Zweiwalzen-Rollenpresse zur Druckbehandlung eines Schüttgutes zum Zwecke der Zerkleinerung oder der Kompaktierung bzw. Brikettierung mit zwei in einem Maschinenrahmen drehbar gelagerten Walzen. Die Walzen bilden zwischen sich einen Walzenspalt aus, in den das Schüttgut eingezogen und dabei gepresst wird. In axialer Richtung wird der Walzenspalt durch gegen die Stirnflächen der Walzen geführte Seitenwände begrenzt.
  • In der DE 1 156 301 B und DE 935 525 C ist jeweils ein Einschüttkasten für einen Walzenstuhl bzw. ein Walzwerk beschrieben, der aus zwei verstellbaren seitlichen Dichtelementen und daran befestigten Stirnwänden besteht. Mit Hilfe einer Andrückeinrichtung lassen sich die Dichtelemente gegen die abgesetzten Ränder der Walzenenden pressen.
  • Gegenstand der DE 36 35 762 A1 ist eine Walzenmühle mit zwei horizontal angeordneten, einen Walzenspalt bildenden Walzen. Mittels eines Aufgabeschachts wird das Aufgabegut dem Walzenspalt zugeführt, wobei die Stirnwände des Aufgabeschachts den Walzenspalt seitlich im Bereich der Walzenenden abdichten.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bekannte Vorrichtungen im Hinblick auf deren Verschleiß und thermische Beanspruchung zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Anschlussbereich der rotierenden Walzen an feststehende Maschinenteile axial nach innen in Richtung zur Gehäusemitte zu verlagern. Dies gelingt erfindungsgemäß durch einen Zuführschachtschacht, dessen Begrenzung in axialer Richtung nicht durch die Quenivände des Maschinengehäuses erfolgt, sondern durch Vorsehen von Schachtstirnwänden, die unter Schaffung eines Freiraums axial nach innen versetzt sind. Die Schachtstirnwände sind also im lichten axialen Abstand zu den Querwänden angeordnet.
  • Durch den Freiraum zwischen der Gehäusequerwand und der Schachtstirnwand werden zunächst die oben beschriebenen thermischen Problem behoben. Der Freiraum stellt eine thermische Isolierung für die Querwand dar, deren thermische Belastung infolgedessen geringer ausfällt. Temperaturbedingte Probleme treten daher bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in weit weniger starkem Maße auf. In vorteilhafter Weiterbildung dieses Gedankens kann der Freiraum zur Kühlung der Vorrichtung von Kühlluft durchströmt sein, die beispielsweise durch Öffnungen im Gehäuse, insbesondere in der Querwand, zugeführt wird. Bei einer Durchströmung des Freiraums von oben nach unten unterstützt die Kühlluft zusätzlich den Materialstrom. Durch die verminderte thermische Beanspruchung ist es möglich, die Lager für die Walzen ohne Gefahr einer thermischen Überbeanspruchung an den Querwänden der Vorrichtung anzuordnen, was die Konstruktion nicht nur erheblich vereinfacht, sondern zudem kompakter macht.
  • Darüber hinaus wird Material, welches durch die Anschlussspalte zwischen Schachtstirnwände und Walzen gelangt, unmittelbar und ohne weitere Vorkehrungen noch innerhalb des Gehäuses dem übrigen Materialstrom wieder zugeführt. Um dies zu unterstützen, ist der Freiraum in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung zu den Seiten und nach oben hin geschlossen.
  • Bekannte Vorrichtungen, bei denen die Schachtstirnwände radial mit den Stirnseiten der Walzen unter Bildung eines Dichtspalts überlappen und auf diese Weise an die Walzen anschließen, haben den Vorteil, dass die Länge der Walzen möglichst kurz und damit die Vorrichtung besonders kompakt ausgebildet sein kann.
  • Gemäß der Erfindung schließen jedoch die Schachtstirnwände in radialer Richtung unter Einhaltung eines Dichtspalts stumpf an die Mantelfläche der Walzen an, das heißt, dass sich die Walzen unter den Schachtstirnwänden hindurch erstrecken. Das eröffnet die Möglichkeit, die Walzenenden in dem frei von Aufgabegut gehaltenen Bereich anzuordnen, so dass dieser Bereich nicht der Einwirkung durch das Aufgabegut während der Materialbearbeitung ausgesetzt ist. Insbesondere bei Ausführungsformen mit Walzen, deren Mantelsegmente lediglich im Endbereich der Walzen befestigt sind, kommt dieser Umstand besonders wirkungsvoll zum Tragen, da die Befestigungsmittel in dem geschützten Bereich unversehrt bleiben und sich daher beim Wechsel der Mantelsegmente leichter lösen lassen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Zudem ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung aus dem Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigt
    • Figur 1
    einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der in den Figur 2 und 3 dargestellten Linie I - I,
    Figur 2
    einen Querschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie II - II,
    Figur 3
    einen Querschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie III - III,
    Figur 4
    eine Ansicht der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung entlang der dortigen Linie IV - IV,
    Figur 5
    ein Detail des in Figur 2 dargestellten Walzenmantels, und
    Figur 6
    ein Detail des in Figur 3 dargestellten Walzenmantels.
  • Die Figuren 1 bis 4 zeigen den konstruktiven Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Man erkennt einen Maschinengrundrahmen 1, der im Wesentlichen gebildet ist von sich planparallel gegenüberliegenden Querwänden 2, die über seitlich beabstandete obere Längsholme 3 und gegenüber diesen nach außen versetzte, untere Längsholme 4 miteinander verbunden sind. Zur Bildung eines Gehäuses sind die Längsseiten des Maschinengrundrahmens 1 mit seitlichen Verkleidungen 5 bedeckt, die an die oberen und unteren Längsholme 3, 4 anschließen. Die seitlichen Verkleidungen 5 sind abnehmbar, so dass die Zugänglichkeit zum Gehäuseinneren auf jeder Längsseite der Vorrichtung zwischen dem oberen Längsholm 3 und unteren Längsholm 4 gegeben ist.
  • Der Maschinengrundrahmen 1 dient zur Aufnahme eines Walzwerks 6, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Walzenpaar mit achsparallel nebeneinander liegenden, gegenläufig rotierenden Walzen 7 und 8 gebildet ist, deren Rotationsachsen mit den Bezugszeichen 9 und 10 gekennzeichnet sind. Durch Einhalten eines lichten radialen Abstandes zwischen den beiden Walzen 7, 8 ergibt sich ein die Bearbeitungszone bildender Walzenspalt. Zur drehbaren Lagerung der Walzen 7, 8 sind diese mit ihren Wellenstummeln 11 durch Öffnungen in den Querwänden 2 geführt, wo sie außerhalb des Gehäuses in Lagern gehalten sind, was im Einzelnen noch näher erläutert wird.
  • Insbesondere aus den Figuren 2 und 3 sowie 5 und 6 geht der nähere Aufbau der Walzen 7 und 8 hervor. Demnach besitzen die Walzen 7, 8 jeweils einen massiven Walzengrundkörper 12, der im Querschnitt einem gleichseitigen Sechseck entspricht, wobei jede Seite des Sechsecks in axialer Richtung eine eben verlaufende Lagerfläche 13 bildet.
  • Die für die Materialbearbeitung wirksame Mantelfläche 14 der Walzen 7 und 8 wird von einer Anzahl Segmente 15 gebildet, die in achsparalleler Lage nebeneinander auf dem Walzengrundkörper 12 montiert sind. Dabei liegt jeweils ein Segment 15 mit seiner Unterseite 16 auf jeweils einer Lagerfläche 13 des Walzengrundkörpers 12 auf. Die Oberseite 17 eines Segments 15 kann mit einer Profilierung versehen sein. In Umfangsrichtung bilden benachbarte Segmente 15 mit ihren axial verlaufenden Längsrändern Stoßfugen 19 aus, wodurch sich eine über den Umfang und Länge einer Walze 7, 8 geschlossene Mantelfläche 14 ergibt.
  • In axialer Richtung sind die Walzen 7, 8 untergliedert in einen mittleren Abschnitt 20, der die wirksame Mantelfläche 14 bildet und mit einer Profilierung versehen ist, und zwei kurze Endabschnitte 21, die der Befestigung der Segmente 15 an den Walzenenden dienen. Einen Querschnitt im Bereich der Endabschnitte 21 zeigt Figur 3, aus dem hervorgeht, dass jedes Segment 15 lediglich im Bereich der Endabschnitte 21 mittels paarweise angeordneter Schrauben 22 auf die Lagerfläche 13 des Walzengrundkörpers 12 gespannt ist. Die Schraubenköpfe sind dabei in Stufenbohrungen im Segment 15 versenkt angeordnet.
  • Eine hierzu alternative Ausführungsform besteht aus einem Spannring, der mit Untermaß gegenüber dem Umfang des Endabschnitts 21 hergestellt ist und axial auf den Endabschnitt 21 aufgepresst wird. Die Breite des Spannrings entspricht dabei maximal der axialen Länge des jeweiligen Endabschnitts 21. Gegebenenfalls kann der Spannring einen umlaufenden Tellerflansch aufweisen, der beim Aufpressen als Anschlag wirkt und die Aufpresstiefe beschränkt.
  • Zur Herstellung eines kraftübertragenden Formschlusses in der Kontaktfuge zwischen Segmenten 15 und Walzengrundkörper 12 sind sowohl in die Lagerflächen 13 als auch Unterseiten 16 der Segmente 15 Formschlussmittel angeordnet. Die Formschlussmittel bestehen im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer sich axial erstreckenden Passnut 23 in der Lagerfläche 13 und einer dazu deckungsgleichen Passnut 24 in der Unterseite 16 der Segmente 15. In den von den Passnuten 23 und 24 gebildeten kanalförmigen Hohlraum ist eine Passleiste 25 formschlüssig eingesetzt, die einerseits eine Zentrierung der Segmente 15 auf der Lagerfläche 13 bewirkt und andererseits eine kraftübertragende Verzahnung zwischen Segmente 15 und Walzengrundkörper 12 darstellt.
  • Der stromaufwärts des Walzwerks 6 liegende Bereich der Vorrichtung dient der Zuführung des Aufgabeguts zu den Walzen 7 und 8 und wird von einem Zuführschacht 18 gebildet. Der Zuführschacht 18 ist begrenzt von zwei vertikalen, sich in Querrichtung gegenüberliegenden, planparallelen Schachtlängswänden 26, die mit ihrem oberen Rand jeweils entlang eines oberen Längsholms 3 befestigt sind. Mit ihrem unteren Rand enden die Schachtlängswände 26 etwa im oberen Scheitelpunkt der Walzen 7 und 8 enden, was einen hohen Füllgrad des Zuführschachts 18 ermöglicht, ohne dass Aufgabegut durch die rotierenden Walzen 7, 8 ausgeworfen wird.
  • In Längsrichtung wird der Zuführschacht 18 auf beiden Seiten jeweils begrenzt durch eine ebenfalls vertikal verlaufende Schachtstirnwand 27, die mit ihrem oberen Rand jeweils an einem die oberen Längsholme 3 verbindenden und an der Innenseite der Querwände 2 verlaufenden Querprofil 28 befestigt sind. Daraus ergibt sich ein lichter axialer Abstand der Schachtstirnwände 27 von den Querwänden 2, der jeweils der Querschnittsabmessung des Querprofils 28 entspricht. Die Schachtstirnwände 27 sind somit gegenüber den Querwänden 2 axial nach innen versetzt und bilden auf diese Weise einen Freiraum 49, der während der Materialbearbeitung frei von Aufgabegut bleibt. Vorzugsweise beträgt die axiale Weite des Freiraums 49 mindestens 2 cm, höchstvorzugsweise mindestens 3 cm oder 5 cm, um einerseits eine ausreichende thermische Trennung der Schachtstirnwände 27 von den Querwänden 2 und einen störungsfreien Materialabfluss zu erreichen und andererseits eine möglichst kompakt bauende Vorrichtung zu realisieren. Über eine in den Querwänden 2 jeweils angeordnete Öffnung 54 kann bei Bedarf Kühlluft in den Freiraum 49 eingeleitet werden.
  • Ferner ist die relative Lage der Schachtstirnwände 27 zu den Walzen 7 und 8 derart, dass die Schachtstirnwände 27 jeweils in der Lotebene zwischen dem mittleren Bereich 20 und den Endabschnitten 21 der Walzen 7, 8 liegen. Die im Bereich der Endabschnitte 21 liegenden Befestigungsmittel für die Segmente 15 sind auf diese Weise vor den schädlichen Einwirkungen des Aufgabeguts während der Materialbearbeitung geschützt.
  • Da die Walzen 7, 8 länger sind als der axiale Abstand der sich gegenüberliegenden Schachtstirnwände 27, schließen die unteren Ränder 29 der beiden Stirnwände 27 unter Einhaltung eines Dichtspalts stumpf an die Mantelfläche 14 der Walzen 7, 8 an und folgen dabei jeweils der Kontur der entsprechenden Walzenumfangsabschnitte vom Walzenspalt bis zu den Schachtlängswänden 26. Jeder Rand 29 besitzt auf diese Weise zwei kreisförmig konkav verlaufende Randabschnitte. Um sowohl einen geschlossenen und für das Aufgabegut dichten als auch möglichst robusten und verformungsarmen Zuführschacht zu erhalten, sind die Schachtstirnwände 27 und Schachtlängswände 26 entlang der einander zugeordneten Ränder verbunden.
  • Nach Durchtritt durch den Walzenspalt gelangt das Aufgabegut in den von den Verkleidungen 5 und Querwänden 2 umschlossenen und nach unten offenen Bereich des Gutaustrags 30, über den das bearbeitete Produkt aus der Vorrichtung abgezogen wird.
  • Zur drehbaren Lagerung der Walzen 7, 8 sind die Querwände 2 an ihrer Außenseite jeweils verstärkt ausgebildet. Die Verstärkung umfasst an jeder Querwand 2 vor allem einen horizontalen Obergurt 31 und einen dazu parallel verlaufenden und in vertikalem Abstand angeordneten Untergurt 32, zwischen denen jeweils ein Festlager 33 zur Lagerung der Walze 7 und ein in Richtung des Festlagers 33 verschiebliches Loslager 34 zur Lagerung der Walze 8 angeordnet ist. Das Festlager 33 ist also starr an der Außenseite der Stirnwände 2 befestigt, während sich das Loslager 34 über Gleitlager 35 am Obergurt 31 und Untergurt 32 abstützt und daher in Richtung auf das Festlager 33 verschoben werden kann, so dass die Walze 7 die Festwalze und die Walze 8 die Loswalze bildet.
  • Sowohl Festlager 33 als auch Loslager 34 sind als Wälzlager ausgebildet, in denen die Walzen 7, 8 mit ihren Wellenstummeln 11 drehbar gelagert sind. Jeweils einer der beiden Wellenstummel 11 einer Walze 7, 8 ist verlängert und zur Rotation der Walzen 7 und 8 mit einem nicht dargestellten Drehantrieb gekoppelt.
  • Zur Positionierung der Loswalze 8 gegenüber der Festwalze 7 ist im seitlichen Bereich einer jeden Querwand 2 eine Spanneinrichtung 36 vorgesehen. Die Spanneinrichtung 36 umfasst einen Abstützrahmen mit einer oberen und unteren Tragstange 37, die in Verlängerung des Obergurts 31 und Untergurts 32 angeordnet sind. Die den Gurten 31, 32 abgewandten Enden der Tragstangen 37 sind über einen Jochträger 38 fest miteinander verbunden. Mittig an der Innenseite des Jochträgers 38 und achsparallel zwischen den Tragstangen 37 ist eine Zylinderkolbeneinheit 39 angeordnet, die sich mit ihrem starren Teil mittig an der Innenseite des Jochträgers 38 abstützt. Der bewegliche Kolben 40 der Zylinderkolbeneinheit 39 schließt an einen quer verlaufenden Steg 41 an, der mit seinen Enden wiederum zwei parallel zu den Tragstangen 37 in Richtung des Loslagers 34 vorgespannte Federelemente 42 trägt, die sich auf dem Loslager 34 abstützen und dieses in Richtung auf das Festlager 33 drücken. Mit der Spanneinrichtung 36 kann eine Verstellung des Walzenspalts durch horizontale Verschiebung des Loslagers 34 vorgenommen werden.
  • Die Federelemente 42 bestehen im Wesentlichen aus zwei hohlzylindrischen Teilen, die axial ineinander eingeschoben sind. Eine vorgespannte Feder im Inneren der beiden hohlzylindrischen Teile stützt sich mit ihren Enden an den beiden Teilen ab und spannt dabei das verschiebliche Teil elastisch in Richtung auf das Loslager 34. Auf diese Weise verkörpern die Federelemente 42 eine Schutzvorrichtung für den Fall von Fremdkörpern im Aufgabegut, die aufgrund ihrer Größe den Walzenspalt nicht passieren können. Indem die Federelemente 42 bei Auftreten einer durch den Fremdkörper bedingten Spreizkraft ein seitliches Ausweichen der Loswalze 8 entgegen der Vorspannkraft ermöglichen, weitet sich der Walzenspalt kurzzeitig und der Fremdkörper wird aus der Zerkleinerungszone ausgeschieden.
  • Die Festlegung des Walzenspalts erfolgt durch die Spanneinrichtung 36 im Zusammenspiel mit einstellbaren Anschlagmitteln 45, deren Aufbau vor allem in Figur 4 gezeigt ist. Die Anschlagmittel 45 umfassen ein erstes Keilelement 48 mit einer ersten Keilfläche 50 und ein zweites Keilelement 46 mit einer zweiten Keilfläche 47. Das erste Keilelement 48 und zweite Keilelement 46 liegen mit ihren gegenläufigen Keilflächen 50 und 47 unter Bildung einer geneigten Gleitfläche aneinander an. Die den Keilflächen 50 und 47 abgewandten Seiten der Keilelemente 48 und 46 stützen sich an dem Festlager 33 bzw. dem Loslager 34 ab, wobei das zweite Keilelement 46 starr mit dem Loslager 34 verbunden ist. Das erste Keilelement 48 ist hingegen verschieblich am Festlager 33 gelagert, wozu am Festlager 33 ein Gleitlager 44 mit seitlichen Führungsflächen angeordnet ist. Auf diese Weise kann das erste Keilelement 48 innerhalb der vom Gleitlager 44 gebildeten Linearführung und entlang der von den Keilflächen 50, 47 gebildeten Gleitfläche relativ zum zweiten Keilelement 46 bewegt werden. Damit einher geht eine Bewegung der Walze 8 in Richtung der durch die Loslager 34 vorgegebenen Richtung.
  • Die Relativbewegung des ersten Keilelements 48 gegenüber dem zweiten Keilelement 46 wird mittels einer Vorschubeinheit 43 erzeugt, die im Wesentlichen eine Gewindespindel 52 umfasst, deren oberes Ende in einem Drehlager 53 drehbar am Obergurt 31 verankert ist und deren gegenüberliegendes unteres Ende in eine Gewindebohrung 51 im ersten Keilelement 48 eingreift. Die Gewindespindel 52 kann manuell oder motorisch angetrieben sein und erzeugt durch Ein- oder Ausschrauben des ersten Keilelements 48 eine Bewegung des ersten Keilelements 48 relativ zum zweiten Keilelement 46 und damit eine Abstandsänderung zwischen Festwalze 7 und Loswalze 8.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Bearbeiten von schüttfähigem Aufgabegut, insbesondere zum Zerkleinern, Kompaktieren und Briquettieren von Aufgabegut, mit einem von Längs- und Querwände (2) gebildeten Maschinenrahmen (1), in dem ein Walzwerk (6) mit mindestens einem Paar gegenläufig rotierender Walzen (7, 8) angeordnet ist, die unter Einhaltung eines radialen Walzenspalts achsparallel nebeneinander angeordnet und in den Querwänden (2) drehbar gelagert sind, wobei die Bearbeitung des Aufgabeguts beim Durchtritt durch den Walzenspalt erfolgt und der stromaufwärts des Walzenspalts liegende Bereich der Zuführung des Aufgabeguts dient und der stromabwärts liegende Bereich dem Gutaustrag, wobei der stromaufwärts liegende Bereich der Zuführung einen Zuführschacht (18) mit Schachtlängswänden (26) und Schachtstirnwänden (27) umfasst, wobei die Schachtstirnwände (27) zur Bildung eines Freiraums (49) jeweils im lichten axialen Abstand zu den Querwänden (2) des Maschinenrahmens (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (7, 8) in axialer Richtung untergliedert sind in einen mittleren Abschnitt (20), der die zur Materialbearbeitung wirksame Mantelfläche (14) bildet, und zwei Endabschnitte (21), die der Befestigung von Mantelsegmenten (15) dienen, wobei die Endabschnitte (21) jeweils in dem Bereich zwischen Querwand (2) und Schachtstirnwand (27) liegen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand der sich gegenüberliegenden Schachtstirnwände (27) kleiner ist als die axiale Länge der Walzen (7, 8) und die den Walzen (7, 8) zugewandten Ränder (29) der Schachtstirnwände (27) jeweils in radialer Richtung an die Mantelfläche (14) der Walzen (7, 8) anschließen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte axiale Abstand zwischen den Querwänden (2) und der Schachtstirnwände (27) mindestens 2 cm, vorzugsweise mindestens 3 cm oder mindestens 5 cm beträgt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum (49) innerhalb des Gehäuses (2) in radialer Richtung unmittelbar in den Gutaustrag (30) mündet.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur bedarfsweisen Einleitung von Kühlluft in den Freiraum (49) jeweils eine Öffnung (54) in den Querwänden (2) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schachtlängswände (26) mit ihren den Walzen (7, 8) zugewandten Rändern jeweils im Bereich der Walzenscheitel an die Walzen (7, 8) anschließen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schachtlängswände (26) und Schachtstirnwände (27) an ihren einander zugeordneten Rändern verbunden sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (33, 34) für die Walzen (7, 8) an den Querwänden (3, 4) angeordnet sind.
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