WO2010023182A1 - Rollenmühle - Google Patents

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WO2010023182A1
WO2010023182A1 PCT/EP2009/060877 EP2009060877W WO2010023182A1 WO 2010023182 A1 WO2010023182 A1 WO 2010023182A1 EP 2009060877 W EP2009060877 W EP 2009060877W WO 2010023182 A1 WO2010023182 A1 WO 2010023182A1
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grinding
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roller mill
gear
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Guido Scholz
Pedro Guerrero Palma
Heiko Fornefeld
Ludwig KÖNNING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/04—Mills with pressed pendularly-mounted rollers, e.g. spring pressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/004—Shape or construction of rollers or balls

Definitions

  • the invention relates to a roller mill with a rotatable grinding chamber in a grinding chamber, at least one rotatable grinding roller, which is in Abrolleingriff with the grinding table, and at least one of the grinding roller associated drive.
  • a muller gang with driven plate and rotor is also known.
  • the drive line of the rotor is transmitted via a tooth engagement on a pinion, which meshes with a ring gear on the rotor.
  • the meshing pinion ring gear is a conventional spur gear.
  • the invention is therefore based on the object of making the drive of the roller mill cheaper. According to the invention this object is achieved by the
  • the roller mill according to the invention essentially consists of a mill housing, which defines a grinding chamber, a grinding table rotatable in the grinding chamber and at least one rotatable grinding roller, which is connected to the grinding table in
  • a drive associated with the grinding roller is provided with at least one transmission, wherein at least a part of the transmission is arranged in the grinding chamber in the region of the grinding roller and is designed as a planetary gear.
  • the leading to the planetary gear drive train can be dimensioned correspondingly smaller, so that the drive components can be manufactured and procured correspondingly cheaper.
  • Drive train also reduces the moment of inertia. This in turn facilitates the control and regulation of the drive. Due to the grinding process, the drive elements are exposed to acceleration forces, so that here too the mass reduction has a positive effect on the design and fatigue strength of the bearings. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the planetary gear is preferably connected directly to the grinding roller and can be designed as a power-split transmission, in particular as a planetary gear.
  • the planetary gear then has, in particular a driven sun gear, which is expediently mounted tiltably.
  • the grinding roller on a Mahlrollenlagerung wherein the Mahlrollenlagerung and the epicyclic gearbox have a common oil chamber.
  • the grinding roller is rotatably supported according to a preferred embodiment of the invention on a pivot axis designed as a pivot lever.
  • the drive further comprises a drive shaft which extends in the form of a hollow axle pivot lever and is coupled to the epicyclic gear.
  • the drive also provides a motor, which is preferably arranged stationary. Likewise, a further stationary or mitschwenkendes with the pivot lever gear can be provided.
  • the epicyclic gear is attached according to a particular embodiment of the invention to the projecting into the grinding chamber end face of the pivot lever and has expediently an exchangeable wear protection.
  • the planetary gear is further connected to a separate moment support, which is arranged for example in the lateral guidance of a likewise provided Anpresssystems for adjusting the contact pressure of the grinding roller.
  • the drawing shows a partially sectioned side view of a roller mill.
  • the illustrated roller mill essentially comprises a rotatable grinding plate 1, at least one grinding roller 3 rotatably mounted on a pivoting lever 2, and a drive train associated with the grinding roller for driving the grinding roller with a fixed motor 4.
  • the pivoting lever is at one end outside a mill housing 7 in one Stock 5 at one
  • Swivel lever axis 6 pivotally mounted while the grinding roller 3 is supported on the located in the mill housing end of the pivot lever.
  • a pressing system 8 in particular a hydropneumatic spring system, is provided in order to adjust the contact pressure of the grinding roller 3. It is also arranged outside of the mill housing 7 and is in operative contact with the pivot lever.
  • the grinding roller 3 is rotatably supported by a Mahlrollenlagerung 9 on the pivot lever 2.
  • the pivot lever 2 is further designed as a hollow shaft, so that a
  • Part of the drive train in the form of a drive shaft 10 can be arranged in the hollow shaft.
  • the drive shaft 10 is outside the mill housing with the stationary motor 4 in operative connection.
  • one or more of the stationary motor 4 in operative connection.
  • Gearbox (14) be interposed.
  • the one or more transmissions can be both stationary and arranged on the pivot lever. After a part of the drive train is formed stationary and another part, in particular arranged in the pivot lever 2 drive shaft 10 pivots with the pivot lever 2, a clutch 12 is provided, which controls the pivoting movement of the
  • the coupling (12) is preferably to be arranged in the pivot lever axis (6).
  • the coupling 12 is preferably a torsionally stiff compensation coupling, in particular a curved tooth coupling can be provided.
  • Circulating gear 15 is provided, which is fixed at the end of the pivot lever 2 in the region of the grinding roller 3. It is designed as a power-split transmission and according to a preferred embodiment of the invention as a planetary gear.
  • the planetary gear is connected to the grinding roller and can, for example, in the
  • Grinding roller integrated or attached to the frontal, located in the grinding chamber end of the pivot lever 2.
  • it has a sun gear 15a, a plurality of planet gears 15b and a planet carrier 15c.
  • the sun gear 15a can be tiltably mounted and is driven via the drive shaft 10.
  • the planet carrier is rotatably connected to the grinding roller.
  • the planetary gear 15 is also protected by a preferably replaceable wear protection 15d.
  • a suitable torque support should be provided, which could be formed, for example, by lateral guides of the Anpresssystems 8.
  • the planetary gear arranged in the region of the grinding roller has the advantage that the high torques are only generated where they are actually needed. This causes the moment and mass load of the before arranged drive train can be reduced accordingly. Due to this reduction of the torque, it is possible to compensate for the pivoting movement of the pivot lever with a toothed coupling.
  • the drive shaft 10, which is mounted in the formed as a hollow shaft pivoting lever is expediently not exposed to bending forces for strength reasons and thus does not equal to the bending line of the pivot lever. Consequently, the connection between the drive shaft (10) and planetary gear (15) must have the ability to compensate for small angles. Due to the relatively low torque angle compensation can be done in the gear coupling.

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Abstract

Die erfindungsgemäße Rollemühle besteht im Wesentlichen aus einem Mühlengehäuse (7), das einen Mahlraum definiert, einem im Mahlraum drehbaren Mahlteller sowie wenigstens einer drehbaren Mahlrolle (3), die mit dem Mahlteller (1) in Abrolleingriff steht. Weiterhin ist ein der Mahlrolle (3) zugeordneter Antrieb mit wenigstens einem Getriebe (14,15) vorgesehen, wobei zumindest ein Teil des Getriebes im Mahlraum im Bereich der Mahlrolle (3) angeordnet und als Umlaufgetriebe (15) ausgebildet ist.

Description

Rollenmühle
Die Erfindung betrifft eine Rollenmühle mit einem in einem Mahlraum drehbaren Mahlteller, wenigstens einer drehbaren Mahlrolle, die mit dem Mahlteller in Abrolleingriff steht, sowie wenigstens einem der Mahlrolle zugeordneten Antrieb.
Bei Rollenmühlen in der industriellen Anwendung wird meist der Mahlteller angetrieben, welcher über das Mahlbett die Mahlrollen antreibt. Hierbei ist es im Allgemeinen erforderlich, ein Getriebe unterhalb des Mahltellers anzuordnen. Bei Mühlen mit großen Durchsatzleistungen muss man bei diesen Getrieben mit hohen
Investitionskosten, langen Beschaffungszeiten und einer unbefriedigenden Verfügbarkeit rechnen.
Man hat daher bereits vorgeschlagen, statt dem Mahlteller die Mahlrollen anzutreiben. Sind mehrere Mahlrollen vorgesehen, kann dadurch die Leistung zum
Antreiben der Rollenmühle auf eine entsprechende Vielzahl von Antrieben verteilt werden. Auf diese Weise können kleinere und damit kostengünstigere Antriebe zum Einsatz kommen.
In der DE 38 01 728 C2 und der DE 36 02 932 Al wird der komplette Antrieb mit
Motor und Getriebe auf dem die Mahlrolle halternden Schwenkhebel vorgesehen. Durch das nicht unerhebliche Gewicht des Motors werden bei dieser Ausführungsform erhöhte Anforderungen an die Lagerung des Schwenkhebels gestellt. Der Motor ist außerdem starken Vibrationen durch den Mahlprozess ausgesetzt.
In der DE 197 02 854 wird als alternative Ausführungsform ein feststehender Motor vorgeschlagen. Die Übertragung der Antriebsleistung auf das am Schwenkhebel befestigte Getriebe erfolgt über eine Kardangelenkwelle. Diese Gelenkwelle muss sowohl einen Winkelausgleich als auch einen axialen Längenausgleich gewährleisten. Da bis zur Mahlrolle sehr hohe Drehmomente übertragen werden müssen, muss der Antriebstrang relativ aufwendig und teuer dimensioniert werden.
Aus der DE 295 563 ist ferner ein Kollergang mit angetriebenem Teller und Läufer bekannt. Die Antriebsleitung des Läufers wird über einen Zahneingriff auf ein Ritzel, welches mit einem Hohlrad kämmt, auf den Läufer übertragen. Bei dem Zahneingriff Ritzel-Hohlrad handelt es sich um ein konventionelles Stirnradgetriebe.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde den Antrieb der Rollenmühle kostengünstiger zu gestalten. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Rollemühle besteht im Wesentlichen aus einem Mühlengehäuse, das einen Mahlraum definiert, einem im Mahlraum drehbaren Mahlteller sowie wenigstens einer drehbaren Mahlrolle, die mit dem Mahlteller in
Abrolleingriff steht. Weiterhin ist ein der Mahlrolle zugeordneter Antrieb mit wenigstens einem Getriebe vorgesehen, wobei zumindest ein Teil des Getriebes im Mahlraum im Bereich der Mahlrolle angeordnet und als Umlaufgetriebe ausgebildet ist.
Da zumindest ein Teil des Getriebes im Bereich der Mahlrolle angeordnet ist, werden die hohen Drehmomente genau da erzeugt, wo sie benötigt werden. Dadurch kann der bis zum Umlaufgetriebe führende Antriebstrang entsprechend kleiner dimensioniert werden, wodurch die Antriebskomponenten entsprechend günstiger gefertigt und beschafft werden können. Durch die Reduzierung der Massen im
Antriebstrang reduziert sich außerdem das Massenträgheitsmoment. Dies wiederum erleichtert die Regelung und Steuerung des Antriebes. Durch den Mahlprozess sind die Antriebselemente Beschleunigungskräften ausgesetzt, sodass sich auch hier die Massenreduzierung positiv auf die Auslegung und Dauerfestigkeit der Lager auswirkt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Umlaufgetriebe ist vorzugsweise direkt mit der Mahlrolle verbunden und kann als leistungsverzweigtes Getriebe, insbesondere als Planetengetriebe ausgebildet werden. Das Planetengetriebe weist dann, insbesondere ein angetriebenes Sonnenrad auf, welches zweckmäßigerweise kippbeweglich gelagert ist.
Weiterhin weist die Mahlrolle eine Mahlrollenlagerung auf, wobei die Mahlrollenlagerung und das Umlaufgetriebe über einen gemeinsamen Ölraum verfügen.
Die Mahlrolle ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an einem als Hohlachse ausgebildeten Schwenkhebel drehbar gehaltert. Der Antrieb weist weiterhin eine Antriebswelle auf, die in dem als Hohlachse ausgebildeten Schwenkhebel verläuft und an das Umlaufgetriebe angekoppelt ist.
Der Antrieb sieht weiterhin ein Motor vor, der vorzugsweise ortsfest angeordnet ist. Ebenso kann ein weiteres ortsfestes oder mit dem Schwenkhebel mitschwenkendes Getriebe vorgesehen werden.
Das Umlaufgetriebe ist gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung an dem in den Mahlraum ragenden stirnseitigen Ende des Schwenkhebels befestigt und weist zweckmäßigerweise einen austauschbaren Verschleißschutz auf.
Das Umlaufgetriebe ist weiterhin mit einer separaten Momentenstütze verbunden, die beispielsweise in der seitlichen Führung eines ebenfalls vorgesehenen Anpresssystems zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle angeordnet ist.
Die Zeichnung zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Rollenmühle. Die dargestellte Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem drehbaren Mahlteller 1, wenigstens einer drehbar an einem Schwenkhebel 2 gehalterten Mahlrolle 3 sowie einem der Mahlrolle zugeordneten Antriebstrang zum Antreiben der Mahlrolle mit einem feststehenden Motor 4. Der Schwenkhebel ist mit einem Ende außerhalb eines Mühlengehäuses 7 in einem Lager 5 um eine
Schwenkhebelachse 6 schwenkbar gelagert, während die Mahlrolle 3 am im Mühlengehäuse befindlichen Ende des Schwenkhebels gehaltert ist.
Weiterhin ist ein Anpresssystem 8, insbesondere ein hydropneumatisches Federsystem, vorgesehen, um den Anpressdruck der Mahlrolle 3 einzustellen. Es ist ebenfalls außerhalb des Mühlengehäuses 7 angeordnet und steht mit dem Schwenkhebel in Wirkkontakt.
Die Mahlrolle 3 ist über eine Mahlrollenlagerung 9 drehbar am Schwenkhebel 2 gelagert. Der Schwenkhebel 2 ist weiterhin als Hohlwelle ausgebildet, sodass ein
Teil des Antriebstrangs in Form einer Antriebswelle 10 in der Hohlwelle angeordnet werden kann.
Die Antriebswelle 10 steht außerhalb des Mühlengehäuses mit dem ortsfest angeordneten Motor 4 in Wirkverbindung. Zusätzlich könnte ein oder mehrere
Getriebe (14) zwischengeschaltet sein. Das oder die Getriebe können dabei sowohl ortsfest als auch am Schwenkhebel angeordnet werden. Nachdem ein Teil des Antriebstranges ortsfest ausgebildet ist und ein anderer Teil, insbesondere die im Schwenkhebel 2 angeordnete Antriebswelle 10 mit dem Schwenkhebel 2 mitschwenkt, ist eine Kupplung 12 vorgesehen, welche die Schwenkbewegung des
Schwenkhebels ausgleicht. Um die notwendigen Ausgleichsbewegungen zu minimieren ist die Kupplung (12) vorzugsweise in der Schwenkhebelachse (6) anzuordnen. Bei der Kupplung 12 handelt es sich vorzugsweise um eine drehstarre Ausgleichskupplung, wobei insbesondere eine Bogenzahnkupplung vorgesehen werden kann.
Im Antriebstrang ist weiterhin ein mitschwenkendes Getriebe in Form eines
Umlaufgetriebes 15 vorgesehen, das am Ende des Schwenkhebels 2 im Bereich der Mahlrolle 3 befestigt ist. Es ist als leistungsverzweigtes Getriebe und gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Planetengetriebe ausgebildet.
Das Umlaufgetriebe ist mit der Mahlrolle verbunden und kann beispielsweise in die
Mahlrolle integriert oder an das stirnseitige, im Mahlraum befindliche Ende des Schwenkhebels 2 angebracht werden. Es weist wie üblich ein Sonnenrad 15a, mehrere Planetenräder 15b und einen Planetenträger 15c auf. Das Sonnenrad 15a kann kippbeweglich gelagert sein und wird über die Antriebswelle 10 angetrieben. Der Planetenträger ist drehfest mit der Mahlrolle verbunden. Das Umlaufgetriebe 15 ist zudem über einen vorzugsweise austauschbaren Verschleißschutz 15d geschützt. Weiterhin ist eine geeignete Momentenstütze vorzusehen, die beispielsweise durch seitliche Führungen des Anpresssystems 8 gebildet werden könnte.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Mahlrollenlagerung 9, das Lager 5 , die Kupplung 12 und ggf. auch das Umlaufgetriebe 15 über einen gemeinsamen Ölraum verfügen.
Durch die Verwendung eines leistungsverzweigten Getriebes, in dem beispielsweise mehr als ein Planetenrad vorgesehen ist, kann die Verzahnung mit einem kleineren
Modul und einer geringeren Zahnbreite erfolgen. Demzufolge wird der benötigte Bauraum minimiert.
Weiterhin hat das im Bereich der Mahlrolle angeordnete Umlaufgetriebe den Vorteil, dass die hohen Drehmomente erst dort erzeugt werden, wo sie tatsächlich benötigt werden. Dies führt dazu, dass die Momenten- und Massenbelastung des davor angeordneten Antriebstranges entsprechend reduziert werden kann. Durch diese Reduzierung des Drehmomentes ist es möglich die Schwenkbewegung des Schwenkhebels mit einer Zahnkupplung auszugleichen. Während des Betriebes kommt es aufgrund der Mahlkräfte zu einer Biegung des Schwenkhebels. Die Antriebswelle 10, die in dem als Hohlachse ausgebildeten Schwenkhebel gelagert ist, wird aus Festigkeitsgründen zweckmäßigerweise keinen Biegekräften ausgesetzt und gleicht sich somit nicht der Biegelinie des Schwenkhebels an. Folglich muss auch die Verbindung zwischen Antriebswelle (10) und Umlaufgetriebe (15) die Fähigkeit besitzen, kleine Winkel auszugleichen. Aufgrund des verhältnismäßig niedrigen Drehmomentes kann dieser Winkelausgleich in der Zahnkupplung erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Rollenmühle mit einem Mühlengehäuse (7), das einen Mahlraum definiert, einem im Mahlraum drehbaren Mahlteller, wenigstens einer drehbaren Mahlrolle (3), die mit dem Mahlteller (1) in Abrolleingriff steht sowie wenigstens einem der
Mahlrolle zugeordneten Antrieb mit wenigstens einem Getriebe (14, 15),
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Getriebes im Mahlraum im Bereich der Mahlrolle (3) angeordnet und als Umlaufgetriebe (15) ausgebildet ist.
2. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlrolle (3) mit dem Umlaufgetriebe (15) verbunden ist.
3. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (15) als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet ist.
4. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (15) als Planetengetriebe ausgebildet ist.
5. Rollenmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Planetengetriebe ein angetriebenes Sonnenrad (15a) aufweist.
6. Rollenmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (15a) kippbeweglich gelagert ist.
7. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlrolle (3) eine Mahlrollenlagerung aufweist und die Mahlrollenlagerung und das Umlaufgetriebe (15) über einen gemeinsamen Ölraum verfügen.
8. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlrolle (3) an einem als Hohlachse ausgebildeten Schwenkhebel (2) drehbar gehaltert ist.
9. Rollenmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine Antriebswelle (10) aufweist, die in dem als Hohlachse ausgebildeten Schwenkhebel verläuft und an das Umlaufgetriebe (15) angekoppelt ist.
10. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenkhebel (2) durch das Mühlengehäuse (7) hindurch geführt ist und die Mahlrolle am im Mahlraum befindlichen Ende des Schwenkhebels (2) gehaltert ist, während das andere Ende in einem Schwenklager (5) außerhalb des Mühlengehäuses (7) gelagert ist.
11. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Motor (4) und ein weiteres, ortsfestes Getriebe (14) aufweist.
12. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpresssystem
(8) zur Einstellung des Anpressdrucks der Mahlrolle (3) vorgesehen ist.
13. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (15) an dem in den Mahlraum (3) ragenden stirnseitigen Ende eines Schwenkhebels befestigt.
14. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (15) mit einem austauschbaren Verschleißschutz versehen ist.
15. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe
(15) mit einer separaten Momentenstütze verbunden ist.
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