Schleuderkanten-Verschleißeinheit
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schleuderkanten-Verschleißeinheit für eine Schleudermühle.
Derartige Verschleißeinheiten sind beispielsweise aus dem Prospekt "BHS- Rotormühlen" bekannt. In derartigen Schleudermühlen wird das Mahlgut zentral in einen sich um eine im Wesentlichen vertikale Achse drehenden Rotor eingebracht. In diesem Rotor verteilt es sich zentrifugalkraftbedingt auf eine Mehrzahl von Schleuderkammern, die jeweils von einer Schleuder- schaufei begrenzt sind. In Drehrichtung des Rotors vor der Schleuderwand dieser Schleuderschaufeln bildet sich ein Materialbett aus Mahlgut, das die Schaufelwand vor Verschleiß schützt. Längs einer Oberfläche dieses Materialbetts werden die Mahlgut-Partikel nach radial außen beschleunigt, treten an einer Schleuderkante aus dem Rotor aus und treffen nach kurzem freien Flug auf eine Prallwand, an der die Hauptzerkleinerung des Mahlguts stattfindet. Die Prallwand kann von einer Mehrzahl von verschleißfesten Prallplatten oder einem Materialbett aus zerkleinertem Mahlgut gebildet sein.
Die Schleuderkante, die das radial äußere Ende der Schaufelwand bildet, ist, wie man aus der vorstehenden Erläuterung der physikalischen Abläufe in dem Schleudermühlen-Rotor leicht einsieht, starkem Verschleiß durch Abrieb ausgesetzt, da sich das Mahlgut an der Verschleißkante im Wesentlichen tangential zur Oberfläche des die Verschleißkante bildenden Elements entlang bewegt. Das die Verschleißkante bildende Element ist darüber hinaus aber auch einer Beanspruchung durch von der Prallwand zurückprallendes Mahlgut ausgesetzt. Die Bewegung dieser zurückprallenden Mahlgut-Partikel weist jedoch eine erhebliche Komponente auf, die orthogonal zu der von diesen Partikeln beanspruchten Oberfläche des
Schleuderkantenelements gerichtet ist. Es handelt sich hierbei also eher um eine Schlagbeanspruchung.
Um den vorstehend beschriebenen Beanspruchungen widerstehen zu können, umfassen die herkömmlichen Schleuderkanten-Verschleißeinheiten ein Hartmetallteil, das sowohl die Schleuderkante bildet als auch dem Rückprall- Verschleißschutz dient. Dieses Hartmetallteil ist mit einem nichtgehärteten Metallteil verlötet oder verklebt, das zur Befestigung der Verschleißeinheit an der Schleuderwand der jeweiligen Schleuderschaufel des Rotors dient. Das Hartmetallteil bildet zwar einen wirksamen Abriebschutz, ist jedoch aufgrund seiner SprÖdigkeit nur in erheblich geringerem Maße als Rückprallschutz geeignet und verschleißt relativ schnell.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schleuderkanten- Verschleißeinheit bereitzustellen, welche einen besseren Schutz gegen Verschleiß bei den im Betrieb auftretenden Beanspruchungen bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schleuderkanten- Verschleißeinheit für eine Schleudermühle gelöst, welche ein Verbundguss- element umfasst, mit wenigstens einem im montierten Zustand nach radial außen freiliegenden Hartgussbereich und wenigstens einem zur Befestigung an der Schleudermühle ausgebildeten Weichgussbereich, und welche ferner wenigstens ein von dem Verbundgusselement gesondert gefertigtes Verschleißelement umfasst, das in einer Ausnehmung des Verbundguss- elements aufgenommen ist.
In den Weichgussbereich des Verbundgusselements können in einfacher Weise, beispielsweise durch Bohren, Durchgangsöffnungen eingebracht werden, mittels derer die Schleuderkanten-Verschleißeinheit an der Schleuderschaüfel befestigt werden kann, beispielsweise mittels Schraubbolzen. Gewünschtenfalls kann in eine so in den Weichgussbereich eingebrachte Öffnung bzw. Bohrung auch ein Innengewinde eingeschnitten
werden. Es ist jedoch auch der Einsatz einer mit dem. Schraubbolzenden zusammenwirkenden Mutter möglich.
Der im montierten Zustand nach radial außen freiliegende Hartgussbereich des Verbundgusselements stellt im Betrieb der Schleudermühle einen wirksamen Rückprallschutz gegen das sich von der Prallwand nach radial innen zurückbewegende Materialgut dar. Aufgrund der Tatsache, dass der Hartgussbereich trotz seiner Härte elastischer und nicht so spröde ist wie das herkömmliche als Rückprallschutz verwendete Element aus Hartmetall, kann er der Schlagbeanspruchung durch das zurückprallende Mahlgut besser widerstehen.
Darüber hinaus umfasstdie erfindungsgemäße Schleuderkanten-Verschleißeinheit ein von dem Verbundgusselement gesondert gefertigtes Verschleiß- element, das die eigentliche Schleuderkante der Verschleißeinheit aufweist. Dieses Verschleißelement kann beispielsweise ein Hartmetallteil sein, so dass sichergestellt ist, dass das erfiπdungsgemäße Verschleißelement die gleiche Abriebbeständigkeit aufweist, wie sie bei Einsatz der herkömmlichen Schleuderkanten-Verschleißeinheit erzielt werden konnte.
Die Ausnehmung kann nachträglich in einen Weichgussbereich des Verbundgusselements eingearbeitet sein. Dieses nachträgliche Einarbeiten kann beispielsweise durch Fräsen oder Erodieren erfolgen, was als Bearbeitungsvorgang keine Probleme aufwirft, da lediglich Weichgussmaterial bearbeitet zu werden braucht. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Ausnehmung bereits beim Gießen des Verbundgusselements in diesem auszubilden. In diesem letzteren Fall kann die Ausnehmung zumindest teilweise auch in einem Hartgussbereich des Verbundgusselements angeordnet sein. Die letztgenannte Variante hat darüber hinaus den Vorteil, dass auf den zusätzlichen Arbeitsschritt des Fräsens oder Erodierens der Ausnehmung verzichtet werden kann. Das Fräsen oder Erodieren der Ausnehmung hat
jedoch den Vorteil, dass die Ausbildung präziser, d.h. gemäß engeren Fertigungstoleranzen ausgebildet sein kann.
Das Verschleißelement kann in die Ausnehmung eingeklemmt oder/und eingeklebt sein. Zum Einklemmen des Verschleißelements kann die Ausnehmung zunächst thermisch erweitert werden und dann nach Einsetzen des Verschleißelements wieder abgekühlt werden, woraufhin sie sich zusammenzieht und bei entsprechender Bemessung von Ausnehmung bzw. Verschleißelement das Verschleißelement sicher hält. Beim Einkleben des Verschleißelements in die Ausnehmung können Maßabweichungen zwischen Ausnehmung und Verschleißelement in einfacher Weise ausgeglichen werden. Es ist in diesem Fall lediglich darauf zu achten, dass ein Klebstoff verwendet wird, der zum einen das Verschleißelement sicher in der Ausnehmung hält, so dass es aufgrund der Reibbeanspruchung nicht von dem Mahlgut aus der Ausnehmung herausgezogen werden kann, und der zum anderen so elastisch ist, dass er bei den im Betrieb der Schleudermühle auftretenden Belastungsschwankungen nicht bricht.
Zur Erleichterung der Fertigung der Verschleißelemente sowie zur Verein- fachung der Lagerhaltung kann eine Mehrzahl von Verschleißelementen in ein und diesselbe Ausnehmung eingesetzt sein. Die Schleuderkanten- Verschleißeinheiten von Schleudermühlen mit unterschiedlich hohem Rotor können in diesem Fall in einfacher Weise durch Bestückung mit einer unterschiedlichen Anzahl von Verschleißelementen gefertigt werden.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verbundgusselement einen Hauptabschnitt umfasst, in dem die Ausnehmung für das wenigstens eine Verschleißelement vorgesehen ist, sowie einen seitlichen Ansatz, der zur Befestigung an der Schleudermühle ausgebildet ist. Dabei ist es zur Vermeidung der Bildung von Rissen im Übergangsbereich zwischen dem Hauptabschnitt und dem Ansatz vorteilhaft, wenn der Ansatz
aus Weichguss-Material gefertigt und mit einem Weichgussbereich des Hauptabschnitts verbunden ist.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schleuderkaπten-Verschleiß- einheit in ihrem frisch in eine Schleudermühle eingebauten Zustand.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Schleuderkanten-Verschleißeinheit allgemein mit 10 bezeichnet. In dem in Fig. 1 dargestellten, in eine Schleudermühle 12 eingebauten Zustand ist die Verschleißeinheit 10 am radial äußeren Ende einer Schleuderschaufel 14 des Rotors der Schleuder- mühle 12 befestigt. In Drehrichtung R vor der Schleuderschaufel 14 bildet sich im Betrieb der Schleudermühle 1 2 ein Materialbett 1 6 aus Mahlgut, längs dessen Oberfläche 1 6a Mahlgut-Partikel 1 8 zur Schleuderkante 20 hin beschleunigt werden. Nachdem sich die Mahlgut-Partikel 18 an der Schleuderkante 20 vorbeibewegt haben, d.h. nachdem die Mahlgut-Partikel 18 aus dem Rotor der Schleudermühle 12 ausgetreten sind, bewegen sie sich im freien Flug zu einer in Fig. 1 nicht dargestellten Prallwand, an der die Hauptzerkleinerung stattfindet. Zumindest ein Teil der von der Prallwand zerkleinerten Mahlgut-Fragmente 22 bewegt sich wieder nach radial innen und schlägt gegen die nach radial außen freiliegende Oberfläche 24 der Verschleißeinheit 10.
Um der Reibbeanspruchung im Bereich der Schleuderkante 20 und der Schlagbeanspruchung im Bereich der Oberfläche 24 widerstehen zu können, umfasst die Verschleißeinheit 10 als Grundkörper ein Verbundgusselement 26 mit einem Weichgussbereich 28 und einem Hartgussbereich 30. Der Hartgussbereich 30 ist dabei in dem an die nach radial außen freiliegende Oberfläche 24 angrenzenden Abschnitt des Verbundgusselements 26
ausgebildet. Er bildet den Schlagschutz gegen zurückprallende Mahlgut- Fragemente 22.
In den Weichgussbereich 28 ist eine Ausnehmung 32 eingearbeitet, sei es durch nachträgliche Bearbeitung des Weichgussabschnitts 28, beispielsweise mittels Fräsen oder Erodieren, oder sei es durch Einlegen eines entsprechenden Kerns in die Gussform zur Herstellung des Verbundgusselements 26. In diese Ausnehmung 32 ist eine Hartmetall-Leiste 34 eingesetzt, an welcher die Abrisskante 20 ausgebildet ist, bzw. deren aus der Ausnehmung 32 herausragendes Ende die Schleuderkante 20 bildet. Wie bereits erwähnt, ist die als Verschleißelement dienende Leiste 34 aus Hartmetall gebildet und daher besonders widerstandsfähig gegen Reibbeanspruchung.
Zur Befestigung der Verschleißeinheit 10 an der Schaufelwand 14 ist an dem relativ voluminös ausgebildeten Hauptabschnitt 36 der Verschleißeinheit, in dem sowohl der Hartgussbereich 30 als auch die Ausnehmung 32 für die Verschleißleiste 34 ausgebildet sind, seitlich ein länglicher Ansatz 38 angeformt, der vorzugsweise aus Weichgussmaterial gefertigt ist und in den Weichgussbereich 28 des Verbundgusselements 26 übergeht. Letzteres beugt der Rissbildung im Übergangsbereich 40 im Betrieb der Schleudermühle 12 vor. In diesem Ansatz 38 ist ein Durchgangsloch 42 eingebracht, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel zudem mit einem Innengewinde 44 versehen ist. Diese Gewindebohrung 42/44 dient zur Befesti- gung der Verschleißeinheit 10 an der Schaufelwand 14 mittels eines Schraubbolzens 46.