WO2007065282A1 - Rotor für eine prallmühle - Google Patents

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WO2007065282A1
WO2007065282A1 PCT/CH2006/000674 CH2006000674W WO2007065282A1 WO 2007065282 A1 WO2007065282 A1 WO 2007065282A1 CH 2006000674 W CH2006000674 W CH 2006000674W WO 2007065282 A1 WO2007065282 A1 WO 2007065282A1
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WO
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rotor
striking tools
rotor according
star
tools
Prior art date
Application number
PCT/CH2006/000674
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mario ZÖLLIG
Original Assignee
Swissrtec Gmbh
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Publication date
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Priority to US12/086,071 priority patent/US7753302B2/en
Priority to EP06817726.0A priority patent/EP1960108B1/de
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/28—Shape or construction of beater elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00—Cable fittings
    • H02G15/007—Devices for relieving mechanical stress
    • H—ELECTRICITY
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    • H02G15/085—Cable junctions for coaxial cables or hollow conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
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    • H02G3/02—Details
    • H02G3/06—Joints for connecting lengths of protective tubing or channels, to each other or to casings, e.g. to distribution boxes; Ensuring electrical continuity in the joint
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    • H02G3/0625—Joints for connecting tubing to casing with means for preventing disengagement of conductors
    • H02G3/0666—Joints for connecting tubing to casing with means for preventing disengagement of conductors with means clamping the armour of the conductor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C2013/145—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with fast rotating vanes generating vortexes effecting material on material impact
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    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/28—Shape or construction of beater elements
    • B02C2013/2808—Shape or construction of beater elements the beater elements are attached to disks mounted on a shaft

Definitions

  • the present invention relates to a rotor for an impact mill with a vertically running rotor shaft and at least one star plate connected to it in a rotationally fixed manner, on which a multiplicity of interchangeable striking tools attached to it are held so that they can be mounted in the relative distance to the center of the rotor disk by means of interchangeable different shaped pieces.
  • Impact mills are used in a wide variety of areas of technology, but here only the application with regard to the separation or disintegration of composite materials is of interest.
  • Such composite materials can be metal / metal, plastic / plastic, metal / plastic or mineral composite with metals and / or plastics. Since the physical properties of the individual components of the composites are different, such composite particles are separated in impact mills by the fact that with each impulse different materials deform and are unequally elastic and unequally plastically and thus separate.
  • impact mills in this area is associated with enormous wear of the striking tools. This is in complete contrast to impact mills, which are used to grind granular products, especially in the food processing industry.
  • An example of such a hammer mill is shown in DE-IO 355 119 A.
  • blow bars which run parallel to the entire effective range of the rotor shaft.
  • two versions are known, namely, on the one hand, embodiments in which the blow bar is designed as a reversible turn bar and consequently can be used again after one side has been turned through 180 °, so that the same wear time is again available. Since such turning flap strips cannot be adjusted in the radial direction, they can practically only be used in areas in which the abrasion per unit of time is relatively low. Because with the abrasion not only the bar gets thinner, but also the radial distance of the blow bars decreases.
  • an impact mill is known with a rotor according to the preamble of claim 1.
  • the rotor of this impact mill has a star plate, on which horseshoe-shaped striking tools are provided, the free ends of which are directed at least approximately radially outwards . Moldings are attached within the inner free space of these horseshoe-shaped striking tools, which can be exchanged depending on the wear of the striking tools, in order to bring the free ends closer to the baffle walls of the stator. This allows the distance between the free wear ends of the horseshoe-shaped striking tools to be set within a relatively narrow range with regard to the distance between these free ends and the baffle on the stator, and the effectiveness of the system can thus be maintained.
  • the fittings are not subject to wear and are replaced as required.
  • the impact mills of interest here have a rotor diameter of, for example, 1-2 meters and rotate at a number of revolutions between 1000 and 3000 rpm. This gives peripheral speeds of up to 500 km / h. If larger elements reach such an impact mill or certain clumps form from coincidences, the torque in a barrel blockage would be so great that both the rotor and the stator of the impact mill would be damaged. Since the fittings are attached to the star plate on the rotor disk by means of a bolt or screw, the fittings can rotate. The torque pulse that occurs is enormous. The arrangement with a one-sided mounting of the shaped piece above the star plate results in an unfavorable introduction of force and consequential damage can occur through a shear bolt or screw with which a shaped piece is fastened to the star plate.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the rotor according to the invention of an impact mill
  • Figure 2 shows the same rotor in an axial longitudinal section.
  • Figure 3 shows a single star plate with the striking tools mounted thereon in the top view and
  • FIG. 4 shows a star plate of the same type with striking tools, but in a perspective view.
  • FIG. 5 shows the impact tool according to the invention in a perspective view from the inside and Figure 6 shows the same striking tool, also seen in perspective from the other side.
  • Figure 7 shows a perspective view of a
  • FIG. 9 shows a shaped piece which can be inserted in the star plate and held interchangeably therein, the interaction of which can be seen in the following figures, wherein
  • FIG. 10 shows a partial radial section through the star plate and the striking tool and the elements required for fastening the striking tool to the star plate;
  • FIG. 11 shows the same section in perspective
  • Representation and Figure 12 shows the corresponding part of the star plate in the top view. While the impact mill in its entirety is not shown here and could in principle be of conventional design, the rotor is shown in the combination in FIGS. 1 and 2.
  • the rotor is designated as a whole by 1 and comprises the characteristic vertically arranged rotor shaft 2 with a drive-side bearing 3 and a corresponding bearing 4 which is mounted in the housing of the mill stator at the opposite end of the shaft.
  • a shaft jacket 5 is mounted on the shaft 2 in a rotationally fixed manner around the shaft. This shaft jacket has corresponding ribs which serve to mount one or more star plates 10 in a predetermined and desired relative angular arrangement to the shaft and to one another.
  • Spacer cylinder pieces 6 are provided between the individual star plates 10, which secure the positioning of the star plates 10 in the axial direction relative to the bearing and, on the other hand, relative to one another in the axial direction.
  • the shaft is driven by a multi-groove V-belt wheel 7, which is mounted on the drive-side end of the rotor shaft 2 in a rotationally fixed manner.
  • the entire rotor shaft is finally connected to the stator housing via a rotor bearing ring and the stator housing is mounted on a chassis on which a corresponding drive motor is also arranged, by means of which the rotor shaft 1 can be driven by means of appropriate V-belts.
  • FIG. 3 shows the star plate 10 in a top view with all striking tools 20 attached to it.
  • the star plate is so called because all the tools on the circumference of the star plate are connected radially outwards and thus form the shape of a multi-armed star.
  • the star plate 10 has a central, circular receiving hole 11, in which corresponding rib recesses 12 are formed in predeterminable angular positions, which are directed radially outwards.
  • rib recesses serve to receive corresponding ribs on the shaft jacket in a form-fitting manner, whereby the special angular position of the star plate 10 is secured relative to the shaft.
  • the next star plate can be attached accordingly so that the disk engages in other ribs on the shaft jacket, and thus the star plate is arranged at an angle to the previously mounted star plate. This angle corresponds approximately to half the pitch of two adjacent striking tools. A slight deviation from this division ensures that the striking tools can be swiveled completely on adjacent star plates.
  • the striking tools can be arranged one above the other in a line.
  • the striking tools 20 are held below and above the respective star plate 10 by means of tool holding brackets 30. In the perspective view according to FIG. 4, one can see both tool holding brackets which are positively connected to the striking tool 20.
  • FIG. 5 shows the striking tool with respect to the direction of rotation from the rear side, that is to say the side which is not exposed to direct abrasion
  • FIG. 6 shows the wear side located at the front in the direction of rotation.
  • the striking tools have the overall shape of a paddle blade.
  • the front rectangular sheet part 21 is completely available for wear.
  • an incision 23 can be seen at the end facing the star plate, which tapers over two lateral curves 22, an incision 23 can be seen.
  • Two holding blocks 24 are formed on the left and right of this incision. These holding blocks protrude practically freely in the direction of the star plate and can consequently be encompassed by the tool holding brackets 30 to be described on four sides.
  • An engagement groove 25 can then be seen in the holding blocks 24 in the direction of the sheet part 21.
  • This engaging groove 25 is increased on that longitudinal side, which is remote from the holding blocks 24, and forms a stop rib 26.
  • stiffening ribs 27 are formed, which increase from the outside inwards and are just cut off at their star plate ends and form corresponding end faces 28.
  • the striking tools 20 are connected to the star plate 10 via a purely positive connection.
  • the tool holding bracket 30 is used in particular for this purpose.
  • FIG. 7 shows such a tool holding bracket in a perspective view.
  • the tool holding bracket 30 is preferably forged from high-strength steel.
  • the striking tools 20 are preferably made as cast steel parts, but could also be made as forgings.
  • the tool holding bracket 30 has two mutually parallel side surfaces, a rounded end directed towards the star plate and a hook-shaped end directed towards the striking tool.
  • a bearing bore 32 is formed in the rounded end 31.
  • the bearing bore 32 has a chamfer 33 on its upper side in the installed position, which on the one hand facilitates the insertion of the bearing pin 34, which is shown in FIG.
  • a securing plate is pivotally held on one of these pins and has a recess in order to grasp the second pin in a positive and / or non-positive manner.
  • the hook-shaped end 36 of the tool holding bracket 30 has a straight end face 37 which, in the assembled state, bears against the outer wall of the engagement groove 25 and against the surface of the stop rib 26 aligned with this wall in the assembled state.
  • the corresponding hook-shaped recess 38 is formed in the hook-shaped end 36.
  • This hook-shaped recess 38 is dimensioned such that in the assembled state the corresponding holding block 24 is encompassed by four sides.
  • FIG. 9 shows the shaped piece that was not previously visible in the various figures on its own. This shaped part usually has an elongated shape and a bearing bore 42 is provided on its longitudinal axis 41 somewhere between two end positions.
  • the blade part 21 on the striking tool 20 is worn out to such an extent that the working gap between the front edge of the striking tool and the baffle wall on the stator is so large that either the unlocking is insufficient or the efficiency is reduced.
  • the striking tools must be moved outwards in the radial direction. This is done by replacing the shaped pieces 20. Accordingly, a large number of series of shaped pieces 40 is required for each rotor of an impact mill, the relative arrangement of the bearing bore 42 on the longitudinal axis 41 being different for each series. To explain the assembly, reference is made to FIGS. 10 to 12 in this regard.
  • FIG. 1 A radial vertical section is shown in FIG.
  • the paddle blade-shaped striking tool 20 is cut in the center accordingly.
  • the star plate 10 runs in the middle.
  • the shaped piece 40 is inserted in the star plate 10.
  • the hook-shaped ends 36 of the upper and lower tool holding brackets 30 engage in the engagement groove 25.
  • the bearing pin 34 extends from top to bottom first through the upper tool holder 30, then the fitting 40 and finally the lower tool holder 30.
  • FIG. 11 shows the same section in a perspective representation
  • the rib recesses 12 in the star plate 10 can also be seen here.
  • FIG. 3 reference is now made again to securing the bearing pin 34.
  • blind bores 35 into which pins 51 are inserted, are formed in the tool holding brackets 30.
  • a securing plate 50 is pivotably arranged around the inner pin in the radial direction.
  • the security plate 50 encompasses the pin 51 which is outer in the radial direction.
  • the direction of rotation of the star plate and the direction of rotation of the security plate for closing the same are in opposite directions, as a result of which the safety plate practically automatically moves into the closed position from a combination of the moment of inertia and the centrifugal force would. Of course, you won't rely on that alone.
  • the securing of the bearing pin 34 is realized by means of a safety slide.
  • This safety slide 53 has a circular segment-shaped shape and has two slide slots 54 which are directed parallel to one another and with respect to the center of the star plate 10 from the inside to the outside.
  • this safety slider 53 Through the slider slots 54, locking screws 55 protrude into the star plate 10 with the interposition of a bush 56, which is slightly longer than the thickness of the tool holding bracket 30.
  • the advantage of this safety slider 53 is that, for example, four such slides are sufficient for the entire circumference and each slide simultaneously secures four bearing bolts 34. Thanks to the larger mass of the safety slide 43, it is also absolutely ensured that, due to the acting centrifugal forces, the safety slide 53 slides outwards and thus completely covers the bearing bolts 34.
  • the rotor according to the invention for an impact mill described here ideally achieves the tasks set.
  • the paddle blade-shaped striking tools can be used up to at least 50% residual volume while maintaining full efficiency.
  • the special design of the holder of the striking tools allows screw-free replacement of the striking tools or screw-free adjustment of the striking tools. witness in the radial direction. To do this, all you have to do is move the safety slide 53 in the radial direction inwards, take out the bearing bolts 34 that are now exposed, remove the upper of the two tool holding brackets 30 and pull the corresponding shaped piece 40 out of the star plate 10 and through another shaped piece with a bearing bore in which it Replace the bearing bore 42 on the longitudinal axis 41 of the fitting a little further towards the center.

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Abstract

Der Rotor einer Prallmühle weist mindestens eine Sternplatte (10) auf, die auf der Rotorwelle (2) aufsteckbar ist. An jeder Sternplatte sind eine Vielzahl von paddelblattförmigen Schlagwerkzeugen (20) angebracht. Diese Schlagwerkzeuge werden mittels Werkzeughaltebügeln (30), die mit einem hakenförmigen Ende (36) in die Schlagwerkzeuge (20) eingreifen, oberhalb und unterhalb der Sternplatte (10) gehalten. Zwischen den beiden Werkzeughaltebügeln (30) ist in der Sternplatte (10) jeweils ein Formstück (40) eingelegt. Ein Sicherungsbolzen (34) durchsetzt die beiden Werkzeughaltebügel (30) und das Formstück (40). Ein Sicherheitsschieber (53) sichert die Lagerbolzen (34) in ihrer Position. Der erf indungsgemässe Rotor einer Prallmühle weist ein hohes Nutzungsvolumen der Schlagwerkzeuge (20) auf und ist ausgesprochen bedienungsfreundlich in Bezug auf die immer wiederkehrenden Arbeiten hinsichtlich der Einstellung und Auswechslung der Schlagwerkzeuge, ohne dass hierzu Schraubverbindungen zu lösen wären.

Description

Rotor für eine Prallmühle
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Prallmühle mit einer vertikal verlaufenden Rotorwelle und mindestens einer drehfest damit verbundenen Sternplatte, an der eine Vielzahl von auswechselbaren, daran befestigten Schlagwerkzeugen, mittels auswechselbaren unterschiedlichen Formstücken in der relativen Distanz zum Zentrum der Rotorscheibe montierbar gehalten sind.
Prallmühlen werden in verschiedensten Bereichen der Technik eingesetzt, wobei hier jedoch nur die Anwendung bezüglich der Auftrennung respektive Aufschliessen von Verbundmaterialien interessiert. Solche Verbundmaterialien können Verbünde aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff , Metall/Kunststoff oder mineralische Verbünde mit Metallen und/oder Kunststoffen sein. Da die physikalischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten der Verbundstoffe unterschiedlich sind, werden solche Verbundstoffpartikel in Prallmühlen dadurch getrennt, dass bei jedem Impuls sich verschiedene Materialien ungleich elastisch und ungleich plastisch verformen und sich damit trennen. Typische Verbundmaterialien, die von der Anmelderin
- l - verarbeitet werden sind beispielsweise Elektronikschrott und Shredderabfälle wie Reststoffe aus dem Shredder (RESH) , Shredderleichtfraktionen (SLF) oder Automotive Shredder Residues (ASR) aus der Autoverwertung.
Die Anwendung von Prallmühlen in diesem Bereich ist mit enormem Verschleiss der Schlagwerkzeuge verbunden. Dies ganz im Gegensatz zu Schlagmühlen, die zur Vermahlung von körnigen Produkten verwendet werden, insbesondere in der Lebensmittel aufbereitenden Industrie. Ein Beispiel einer solchen Schlagmühle geht aus der DE-IO 355 119 A hervor.
Viele Prallmühlen arbeiten mit so genannten Schlagleisten, die über den gesamten Wirkbereich der Rotorwelle parallel zu dieser verlaufend angebracht sind. Prinzipiell kennt man dabei zwei Versionen, nämlich einerseits Ausführungsformen, bei denen die Schlagleiste als Wendeschlagleiste ausgestaltet ist und folglich nach einer Abnutzung der einen Seite um 180° gewendet wieder einsetzbar ist und so nochmals eine gleiche Verschleisszeit zur Verfügung steht. Da solche Wendeschlagleisten in radialer Richtung nicht nachstellbar sind, sind sie praktisch nur anwendbar in Bereichen, in denen der Abrieb pro Zeiteinheit relativ gering ist. Denn mit dem Abrieb wird nicht nur die Leiste dünner, sondern auch die radiale Distanz der Schlagleisten nimmt ab. Dies ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, dass die in radialer Richtung weiter aussen liegenden Bereiche der Schlagleiste mit höherer Umfangsgeschwindigkeit bewegt werden und folglich hier auch die entsprechenden Impulse höher und damit die Abnützung stärker ist. Wird die Schlagleiste jedoch an der Aussenkante stark abgenutzt, so vergrössert sich der Spalt zwischen der Schlagleiste und den Prallwänden im Stator. Damit wird aber auch automatisch der Wirkungsgrad der Mühle reduziert. Ein Beispiel eines Prallmühlenrotors mit einer Wendeschlagleiste geht beispielsweise aus der EP-O ' 945' 181-A hervor. Für die Anwendung im Bereich der MaterialverbundaufSchliessung, insbesondere für Shredderabfalle der Altautoentsorgung sowie Elektronikschrott sind Konstruktionen der hier genannten Art wenig geeignet. Neben dem in diesen Bereichen extrem hohen Verschleiss kommt hinzu, dass eine extreme Partikelablagerung mit zum Teil hohen öligen Anteilen erfolgt, wobei sich diese Partikel überall am Rotor absetzen. Müssen die Schlagleisten ausgewechselt oder umgedreht werden, so müssen entsprechende Schraubverbindungen, die der Klemmung der Leisten dienen, gelöst werden. Dies ist ohne eine aufwändige Reinigung praktisch unmöglich.
Bei einer sehr eigenwilligen Konstruktion, bei der die Rotorwelle aus einem Mantel besteht, der aus Ringen gestaltet ist, die über umlaufende Schweissnähte verbunden sind, lassen sich hier zwischen den einzelnen Ringsegmenten Schlagwerkzeuge einsetzen, die durch achsparallele Stäbe, welche die Scheiben durchsetzen, gehalten sind. Auch diese Lösung weist das Manko auf, dass mit dem Verschleiss der Werkzeuge sich auch der Zwischenraum zwischen den Enden der Schlagwerkzeuge und der Prallwand des Stators ständig vergrössert und damit auch der Wirkungsgrad der Mühle herabgesetzt wird.
Schliesslich ist aus der WO 00/53324-A eine Prallmühle bekannt mit einem Rotor entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Der Rotor dieser Prallmühle weist eine Sternplatte auf, an der hufeisenförmig gestaltete Schlagwerkzeuge vorhanden sind, deren freie Enden mindestens annähernd radial nach aussen gerichtet sind. Innerhalb des inneren Freiraumes dieser hufeisenförmig gestalteten Schlagwerkzeuge sind Formstücke angebracht, die sich je nach Verschleiss der Schlagwerkzeuge auswechseln lassen, um so die freien Enden wieder näher zu den Prallwänden des Stators zu bringen. Damit lässt sich der Abstand zwischen den freien Verschleissenden der hufeisenförmigen Schlagwerkzeuge in einem relativ engen Rahmen bezüglich der Distanz dieser freien Enden und der Prallwand am Stator einstellen und damit kann die Effektivität des Systems beibehalten werden. Die Formstücke unterliegen keiner Abnutzung und werden je nach Erfordernis ausgewechselt. Die hier interessierenden Prallmühlen weisen einen Rotordurchmesser von beispielsweise 1-2 Metern auf und drehen mit einer Tourenzahl zwischen 1000- 3000 U/min. Dies gibt Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 500 km/h. Gelangen daher in eine solche Prallmühle grossere Elemente oder bilden sich aus Zufälligkeiten gewisse Klumpen, so wäre das Drehmoment bei einer Fassblockade derart gross, dass sowohl Rotor wie auch Stator der Prallmühle beschädigt werden würden. Da die Formstücke auf der Rotorscheibe mittels eines Bolzens oder einer Schraube an der Sternplatte befestigt sind, können die Formstücke drehen. Der dabei auftretende DrehmomentImpuls ist jedoch enorm gross. Die Anordnung mit einer einseitigen Lagerung des Formstückes oberhalb der Sternplatte ergibt eine ungünstige Krafteinleitung und entsprechend können Folgeschäden durch einen scherenden Bolzen oder Schraube, mit der ein Formstück an der Sternplatte befestigt ist, vorkommen.
Ein weiteres Problem dieser bekannten Lösung eines Rotors einer Prallmühle besteht darin, dass der Materialanteil der Schlagwerkzeuge, der nicht der Abnutzung zur Verfügung steht, prozentual sehr hoch ist. Optimal gerechnet stehen lediglich 20-30% des Volumens der Schlagwerkzeuge der Abnutzung zur Verfügung. Dies erhöht aber die gesamten Verarbeitungskosten. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor für eine Prallmühle zu schaffen, bei dem die Schlagwerkzeuge ohne Verschraubungen auswechselbar gehalten sind, bei dem ferner der prozentuale Anteil des verschleiss- baren Volumens der Schlagwerkzeuge wesentlich erhöht ist und die Lagerung der Schlagwerkzeuge hohe Übertragungskräfte aufzunehmen vermag und die Schwenkbarkeit der Schlagwerkzeuge relativ zur Sternplatte verbessert und sicherer gestaltet sein soll . Diese vielseitige Aufgabe löst ein Rotor für eine Prallmühle der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungs- gegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Bedeutung und Wirkungsweise wird in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert .
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes detailliert dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt: Figur 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungs- gemässen Rotors einer Prallmühle und
Figur 2 denselben Rotor in einem axialen Längsschnitt. Figur 3 zeigt eine einzelne Sternplatte mit den daran montierten Schlagwerkzeugen in der Aufsicht und
Figur 4 eine ebensolche Sternplatte mit Schlagwerkzeugen, jedoch in perspektivischer Darstellung.
Figur 5 stellt das erfindungsgemässe Schlagwerkzeug in perspektivischer Ansicht von der Innenseite und Figur 6 dasselbe Schlagwerkzeug, ebenfalls in perspektivischer Darstellung von der anderen Seite her gesehen.
Figur 7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines
Werkzeughaltebügels ,
Figur 8 einen durch den Werkzeughaltebügel durchführbaren
Lagerbolzen und
Figur 9 ein in der Sternplatte einlegbares und auswechselbar darin gehaltenes Formstück, deren Zusammenwirkung auf den nachfolgenden Figuren erkennbar ist, wobei
Figur 10 einen radialen Teilschnitt durch die Sternplatte und das Schlagwerkzeug sowie die zur Befestigung des Schlagwerkzeuges an der Sternplatte erforderlichen Elemente zeigt;
Figur 11 zeigt denselben Schnitt in perspektivischer
Darstellung und Figur 12 zeigt den entsprechenden Teil der Sternplatte in der Aufsicht von oben. Während die Prallmühle in ihrer Gesamtheit hier nicht dargestellt ist und im Prinzip herkömmlich gestaltet sein könnte, ist der Rotor in den Figuren 1 und 2 in der Zusammenstellung gezeigt. Der Rotor ist gesamthaft mit 1 bezeichnet und umfasst die charakteristische vertikal angeordnete Rotorwelle 2 mit einem antriebsseitigen Lager 3 und einem entsprechenden Lager 4, welches am gegenüber liegenden Ende der Welle im Gehäuse des Mühlenstators lagert. Um die Welle ist ein Wellenmantel 5 verdrehfest auf der Welle 2 montiert. Dieser Wellenmantel weist entsprechende Rippen auf, die dazu dienen, eine oder mehrere Sternplatten 10 in vorgegebener und gewünschter relativer Winkelanordnung zur Welle und zueinander zu montieren. Zwischen den einzelnen Sternplatten 10 sind jeweils Distanzzylinderstücke 6 vorhanden, welche die Positionierung der Sternplatten 10 in axialer Richtung relativ zum Lager und andererseits relativ zueinander in axialer Richtung sichern. Der Antrieb der Welle erfolgt über ein mehrnutiges Keilriemenrad 7, welches drehfest auf das antriebsseitige Ende der Rotorwelle 2 montiert ist. Die gesamte Rotorwelle wird schliesslich über einen Rotorlagerring mit dem Statorgehäuse verbunden und das Statorgehäuse ist auf einem Chassis montiert, auf dem auch ein entsprechender Antriebsmotor angeordnet ist, mittels dem über entsprechende Keilriemen die Rotorwelle 1 angetrieben werden kann. Die Chassisplatte kann aber auch selber Teil des Statorgehäuses sein und entsprechend ist dann der Rotorlagerring 8 direkt in der Chassislagerplatte montiert. Wie erwähnt spielt jedoch der Aufbau und die Gestaltung des Stators hier keine Rolle und entsprechend wird auch darauf nicht weiter eingegangen. In der Figur 3 ist die Sternplatte 10 in der Aufsicht mit allen daran befestigten Schlagwerkzeugen 20 ersichtlich. Die Sternplatte wird so genannt, da alle Werkzeuge am Umfang der Sternplatte radial nach aussen gerichtet angeschlossen sind und somit die Gestalt eines mehrarmigen Sternes bilden. Die Sternplatte 10 weist ein zentrisches, kreisrundes Aufnahmeloch 11 auf, in dem in vorgebbaren Winkellagen entsprechende Rippenausnehmungen 12 eingeformt sind, welche radial nach aussen gerichtet sind. Diese Rippenausnehmungen dienen dazu, um formschlüssig entsprechende Rippen am Wellenmantel aufzunehmen, womit die spezielle Winkellage der Sternplatte 10 relativ zur Welle gesichert ist. Die nächste Sternplatte kann entsprechend so angebracht werden, dass die Scheibe in anderen Rippen am Wellenmantel eingreift, und somit ist die Sternplatte gegen die zuvor montierte Sternplatte um einen Winkel verstellt angeordnet. Dieser Winkel entspricht in etwa der halben Teilung zweier benachbarter Schlagwerkzeuge. Eine geringfügige Abweichung von dieser Teilung gewährt die volle Schwenkbarkeit der Schlagwerkzeuge an benachbarten Sternplatten. Bei entsprechender Wahl der Abstände zwischen zwei Sternplatten können jedoch die Schlagwerkzeuge durchaus übereinander in Linie angeordnet sein. Die Schlagwerkzeuge 20 werden unterhalb und oberhalb der jeweiligen Sternplatte 10 mittels Werkzeughaltebügeln 30 gehalten. In der perspektivischen Darstellung nach der Figur 4 erkennt man beide Werkzeughaltebügel, die mit dem Schlagwerkzeug 20 formschlüssig verbunden sind.
In den Figuren 5 und 6 ist das erfindungsgemässe Schlagwerkzeug in perspektivischer Darstellung von beiden Seiten gezeigt. Die Figur 5 zeigt das Schlagwerkzeug in Bezug auf die Drehrichtung von der rückwärtigen Seite, also jener Seite, die nicht der direkten Abrasion ausgesetzt ist, während die Figur 6 die in Drehrichtung vorne liegende, Verschleissseite zeigt. Die Schlagwerkzeuge haben insgesamt die Form eines Paddelblattes . Der vordere rechteckige Blattteil 21 steht vollständig dem Verschleiss zur Verfügung. An dem zur Sternplatte hin gerichteten Ende, welches sich über zwei seitliche Kurven 22 verjüngt, ist ein Einschnitt 23 erkennbar. Links und rechts von diesem Einschnitt sind zwei Halteklötze 24 angeformt. Diese Halteklötze sind praktisch in Richtung zur Sternplatte hin frei vorstehend und können folglich von den noch zu beschreibenden Werkzeughaltebügeln 30 auf vier Seiten umfasst werden. Den Halteklötzen 24 anschliessend in Richtung zum Blattteil 21 ist eine Eingriffsnut 25 ersichtlich. Diese Eingriffsnut 25 ist an jener Längsseite, welche gegenüber den Halteklötzen 24 abgelegen ist, erhöht und bildet eine Anschlagsrippe 26. Ferner sind auf dem Blattteil 21 auf der verschleissseitigen Seite links und rechts vom Einschnitt 23 Versteifungsrippen 27 angeformt, die sich von aussen nach innen hin erhöhen und an ihren Sternplattenseitigen Enden gerade abgeschnitten sind und entsprechende Stirnflächen 28 bilden.
Über eine rein formschlüssige Verbindung sind die Schlagwerkzeuge 20 mit der Sternplatte 10 verbunden. Hierzu dienen insbesondere die Werkzeughaltebügel 30. Figur 7 zeigt einen solchen Werkzeughaltebügel in perspektivischer Darstellung. Der Werkzeughaltebügel 30 wird vorzugsweise aus hochfestem Stahl geschmiedet. Die Schlagwerkzeuge 20 sind bevorzugterweise als Stahlgussteile gefertigt, könnten jedoch auch als Schmiedestücke gefertigt werden. Der Werkzeughaltebügel 30 hat zwei zueinander parallel verlaufende Seitenflächen, ein zur Sternplatte hin gerichtetes gerundetes Ende und ein zum Schlagwerkzeug hin gerichtetes hakenförmiges Ende. Im gerundeten Ende 31 ist eine Lagerbohrung 32 eingeformt. Die Lagerbohrung 32 weist auf ihrer in der Einbaulage oberen Seite eine Anfasung 33 auf, welche einerseits die Einführung des Lagerbolzens 34, welcher in der Figur 8 gezeigt ist, erleichtert und andererseits als Anschlagfläche dient für die endseitige Verdickung 35 am Lagerbolzen 34. Damit findet dieser Lagerbolzen einen entsprechenden Anschlag und verbleibt unter Einfluss der Schwerkraft in dieser Position. Über die Lagerbohrung 32 hinweg diametral gegenüber liegend sind zwei Sacklochbohrungen 35 vorhanden, in die zwei hier nicht
- Ii - ersichtliche Stifte einsetzbar sind. An einem dieser Stifte ist ein Sicherungsplättchen schwenkbar gehalten, welches eine Ausnehmung aufweist, um den zweiten Stift form- und/oder kraftschlüssig zu fassen.
Das hakenförmige Ende 36 des Werkzeughaltebügels 30 weist eine gerade Stirnfläche 37 auf, welche im montierten Zustand an der äusseren Wand der Eingriffsnut 25 und an der mit dieser Wand fluchtenden Fläche der Anschlagrippe 26 im montierten Zustand anliegt. Im hakenförmigen Ende 36 ist die entsprechende hakenförmige Ausnehmung 38 eingeformt. Diese hakenförmige Ausnehmung 38 ist so dimensioniert, dass im montierten Zustand der entsprechende Halteklotz 24 von vier Seiten jeweils anliegend umgriffen wird. Parallel zur geraden Stirnfläche 37 ist eine zweite Stirnfläche 39 vorhanden, welche im montierten Zustand an den entsprechenden Stirnflächen 28 der Versteifungsrippen 27 zum Anliegen kommt. Damit wird das Drehmoment, welches während der Arbeit der Schlagwerkzeuge auf diese wirkt, an diesen beiden Stirnflächen 37 und 39 abgefangen. Bei den hier bestehenden hohen Drehzahlen ist jedoch die Fliehkraft derart gross, dass dieses Drehmoment von der Fliehkraft vollständig aufgenommen wird, falls nicht, wie zuvor bereits beschrieben, ein Ereignis eintritt, welches praktisch schlagartig zu einer Erhöhung des Drehmomentes führt, worauf dann das Schlagwerkzeug um den Bolzen 34 verdreht wird. Hierdurch erhöht sich der Arbeitsspalt zwischen den Schlagwerkzeugen und den umlaufenden Prallwänden, was zu einer sofortigen Entlastung des gesamten Systems führt. In der Figur 9 ist das bisher in den verschiedenen Figuren nicht ersichtliche Formstück für sich allein dargestellt. Dieses Formstück hat üblicherweise eine längliche Form und auf deren Längsachse 41 ist irgendwo zwischen zwei Endpositionen eine Lagerbohrung 42 angebracht. Je nach der Zusammensetzung der aufzuschliessen- den Verbundstoffe ist früher oder später der Blattteil 21 am Schlagwerkzeug 20 so weit abgenutzt, dass der Arbeitsspalt zwischen der Vorderkante des Schlagwerkzeuges und der Prallwand am Stator so gross ist, dass entweder die AufSchliessung ungenügend ist, beziehungsweise der Wirkungsgrad herabgesetzt ist. Sobald dies der Fall ist, müssen die Schlagwerkzeuge in radialer Richtung nach aussen versetzt werden. Dies erfolgt dadurch, dass die Formstücke 20 ausgetauscht werden. Entsprechend ist für jeden Rotor einer Prallmühle eine Vielzahl von Serien von Formstücken 40 erforderlich, wobei bei jeder Serie die relative Anordnung der Lagerbohrung 42 auf der Längsachse 41 unterschiedlich ist. Zur Erläuterung der Montage wird diesbezüglich auf die Figuren 10 bis 12 verwiesen.
In der Figur 10 ist ein radialer Vertikalschnitt gezeigt. Das paddelblattförmige Schlagwerkzeug 20 ist entsprechend mittig geschnitten. In der Mitte verläuft die Sternplatte 10. In der Sternplatte 10 ist das Formstück 40 eingelegt. Man erkennt den Einschnitt 23 im Schlagwerkzeug 20 und die dazu rechwinklig verlaufende Eingriffsnut 25. In die Eingriffsnut 25 greifen die hakenförmigen Enden 36 der oberen und unteren Werkzeughaltebügel 30 ein. Der Lagerbolzen 34 durchgreift von oben nach unten zuerst den oberen Werkzeughaltebügel 30, danach das Formstück 40 und schliesslich den unteren Werkzeughaltebügel 30. Hier erkennt man auch den angeformten Kragen am Lagerbolzen 34, der dessen Position bestimmt.
In der Ansicht gemäss der Figur 11, welche denselben Schnitt in perspektivischer Darstellung zeigt, sind hier zusätzlich noch die Rippenausnehmungen 12 in der Sternplatte 10 erkennbar. Mit Verweis auf die Figur 3 wird nun nochmals auf die Sicherung des Lagerbolzens 34 verwiesen. Wie bereits erwähnt, sind in den Werkzeughaltebügeln 30 Sacklochbohrungen 35 eingeformt, in die Stifte 51 eingesetzt sind. Um den in radialer Richtung inneren Stift ist ein Sicherungsplättchen 50 schwenkbar angeordnet. Mittels einer seitlichen Öffnung 52 umgreift das Sicherheitsplättchen 50 den in radialer Richtung äusseren Stift 51. Die Drehrichtung der Sternplatte und die Drehrichtung des Sicherheitsplättchens zum Schliessen desselben sind gegenläufig, wodurch das Sicherheitsplättchen sich praktisch selbsttätig aus einer Kombination des Trägheitsmomentes und der Fliehkraft in die Schliessposition bewegen würde. Selbstverständlich wird man sich aber darauf alleine nicht verlassen. In der Darstellung gemäss der Figuren 10 bis 12 ist jedoch die Sicherung des Lagerbolzens 34 mittels eines Sicherheitsschiebers realisiert. Dieser Sicherheitsschieber 53 hat eine kreissegmentförmige Gestalt und weist zwei Schieberschlitze 54 auf, die parallel zueinander und bezüglich des Zentrums der Sternplatte 10 von innen nach aussen gerichtet sind. Durch die Schieberschlitze 54 ragen Sicherungsschrauben 55, die unter Zwischenlage einer Buchse 56, die geringfügig länger ist als die Dicke der Werkzeughaltebügel 30, in die Sternplatte 10. Der Vorteil dieser Sicherheitsschieber 53 besteht darin, dass beispielsweise für den gesamten Umfang vier solcher Schieber genügen und jeder Schieber gleichzeitig vier Lagerbolzen 34 sichert. Dank der grosseren Masse des Sicherheitsschiebers 43 ist auch absolut gesichert, dass auf Grund der wirkenden Zentrifugalkräfte der Sicherheitsschieber 53 nach aussen gleitet und damit die Lagerbolzen 34 vollständig überdeckt.
Der hier beschriebene erfindungsgemässe Rotor für eine Prallmühle löst die gestellten Aufgaben in idealer Weise. Die paddelblattförmigen Schlagwerkzeuge lassen sich bis auf mindestens 50% Restvolumen unter Wahrung der vollen Effizienz nutzen. Die spezielle Gestaltung der Halterung der Schlagwerkzeuge erlaubt eine schraubfreie Auswechslung der Schlagwerkzeuge beziehungsweise eine schraubfreie Verstellung der Schlagwerk- zeuge in radialer Richtung. Hierzu muss man lediglich die Sicherheitsschieber 53 in radialer Richtung nach innen verschieben, die nun frei liegenden Lagerbolzen 34 herausnehmen, den oberen der beiden Werkzeughaltebügel 30 entfernen und das entsprechende Formstück 40 aus der Sternplatte 10 herausziehen und durch ein anderes Formstück mit einer Lagerbohrung bei dem diese Lagerbohrung 42 auf der Längsachse 41 des Formstückes etwas weiter zum Zentrum hin angeordnet ist, ersetzen. Diese Auswechslungsarbeiten können problemlos erfolgen, ohne dass hierzu vorgängig eine Reinigung erfolgen muss . Die gesamte Prallmühle ist selbstverständlich so konzipiert, dass der Rotor nach Entfernen des Gehäusedeckels als Paket aus dem Statorgehäuse gezogen werden kann. Die erforderlichen Servicearbeiten, wie Reinigung oder Auswechslung der Formstücke 40, können nun ohne Zerlegung des Rotors erfolgen.
Bezugszeichenliste :
1 Rotor einer Prallmühle
2 Rotorwelle
3 antriebsseitiges Lager der Rotorwelle
4 gehäuseseitiges Lager der Rotorwelle
5 Wellenmantel
6 Distanzzylinderstück
7 mehrnutiges Keilriemenrad
8 Rotorlagerring
10 Sternplatte
11 zentrisches kreisrundes Aufnahmeloch
12 Rippenausnehmungen
20 Schlagwerkzeug
21 Blattteil
22 Kurven
23 Einschnitt
24 Halteklötze
25 Eingriffsnut
26 Anschlagsrippe
27 Versteifungsrippen
28 Stirnflächen
30 Werkzeughaltebügel
31 gerundetes Ende
32 Lagerbohrung
33 Anfasung
34 Lagerbolzen
35 Sacklochbohrungen
36 hakenförmiges Ende
37 gerade Stirnfläche
38 hakenförmige Ausnehmung
39 zweite Stirnfläche
40 Formstück
41 Längsachse
42 Lagerbohrung
50 Sicherheitsplättchen
51 Stifte
52 seitliche Öffnung
53 Sicherheitsschieber
54 Schieberschlitze
55 Sicherungsschrauben

Claims

Patentansprüche
1. Rotor für eine Prallmühle mit einer vertikal verlaufenden Rotorwelle (2) und mindestens einer drehfest damit verbundenen Sternplatte (10) , an der eine Vielzahl von auswechselbaren, daran befestigten Schlagwerkzeugen (20) , mittels auswechselbaren unterschiedlichen Formstücken (40) in der relativen Distanz zum Zentrum der Rotorscheibe montierbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge
(20) die Gestalt von Paddelblättern haben mit einem befestigungsseitigen zentrischen Einschnitt (23), dem beidseitig ein Halteklotz (24) angeformt ist, wobei oberhalb und unterhalb der Sternplatte (10) Werkzeughaltebügel (30) vorhanden sind, welche formschlüssig mit den Halteklötzen (24) zusammenwirken und mittels eines gesicherten Lagerbolzens (34) gemeinsam, über das in der Sternplatte (10) lagefest eingepasste Formstück (40) , schwenkbar gelagert sind.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughaltebügel (30) um ein Spiel dünner sind, als die Breite des Einschnitts (23) in den Schlagwerkzeugen (20) .
3. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge (20) mit den Werkzeughaltebügeln (30) um den gesicherten Lagerbolzen (34) schwenkbar sind. 4. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklötze (24) an den Schlagwerkzeugen (20) an dem im montierten Zustand zur Sternplatte (10) hin gerichteten Ende vorstehen und dass die Werkzeughaltebügel (30) eine hakenförmige Ausnehmung (38) aufweisen, welche den jeweiligen Halteklotz (24) formschlüssig mit Spiel zu umgreifen vermögen.
5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die paddeiförmigen Schlagwerkzeuge (20) eine quer zur Längsausdehnung der Halteklötze verlaufende Eingriffsnut
(25) aufweisen, deren von den Halteklötzen (24) entfernte Nutwand gegenüber der Paddelblattfläche der Schlagwerkzeuge (20) erhöht ist und eine Anschlagsrippe
(26) für die Werkzeughaltebügel (30) bildet.
6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die paddelblattförmigen Schlagwerkzeuge (20) auf der der Anschlagsrippe (26) gegenüber liegenden Fläche zwei in Einschnittrichtung verlaufende und etwa mittig auf den Halteklötzen (24) endende Versteifungsrippen (27) aufweisen, die je eine Stirnfläche (28) aufweisen, welche als Anschlagsfläche für je einen Werkzeughaltebügel (30) dienen.
7. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sternplatte (10) Ausnehmungen geformt sind, in denen die Formstücke (40) formschlüssig einlegbar sind, welche eine Lagerbohrung (32) aufweisen, die den Lagerbolzen
(34) entsprechend dimensioniert sind. 8. Rotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstücke (40) eine spiegelsymmetrische Aussenkontur haben und die Lagerbohrung (32) auf der Längsachse (41) der Formstücke (40) angeordnet ist. 9. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughaltebügel (30) eine vom Lagerbolzen (34) zu durchsetzende Lagerbohrung (32) aufweisen und zwei Stifte (51) , die auf einer die Lagerbohrung (32) diametral querenden Gerade angeordnet sind, wobei an einem der beiden Stifte (51) ein Sicherheitsplättchen (50) schwenkbar gehalten ist, welches eine Ausnehmung aufweist, um den zweiten Stift (51) form- und/oder kraftschlüssig zu fassen. 10. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) mehrere Sternplatten (10) mit entsprechenden gleichmässig am Umfang verteilt angeordneten Schlagwerkzeugen (20) aufweist, wobei jeweils zwei benachbarte Sternplatten (10) um eine halbe Teilung der Schlagwerkzeuge (20) versetzt angeordnet sind. 11. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mehrere Sternplatten (10) mit entsprechend am Umfang verteilt angeordneten Schlagwerkzeugen (20) aufweist, wobei die Sternplatten in der Projektion deckungsgleich übereinander angeordnet sind, so dass sämtliche übereinander liegenden Schlagwerkzeuge in Linie liegen.
12. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere benachbarte Lagerbolzen (34) mittels eines Sicherheitsschiebers (53) , welcher mindestens einen Schieberschlitz aufweist, durch den eine Sicherungs- schraube hindurch greift, gesichert sind, wobei der Schieberschlitz so verläuft, dass unter Wirkung der Fliehkraft der Sicherheitsschieber über den Lagerbolzen (34) zu liegen kommt.
13. Schlagwerkzeug für einen Rotor einer Prallmühle mit einer vertikal verlaufenden Rotorwelle (2) und mindestens einer drehfest damit verbundenen Sternplatte (10) , an der eine Vielzahl von auswechselbaren, daran befestigten Schlagwerkzeugen (20) , mittels auswechselbaren unterschiedlichen Pormstücken (40) in der relativen Distanz zum Zentrum der Rotorscheibe montierbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge (20) die Gestalt von Paddelblättern haben mit einem befestigungsseitigen zentrischen Einschnitt (23), und beidseitig des Einschnittes je ein Halteklotz (24) angeformt ist.
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