Walzenmühle und Anordnung zum Antrieb einer Walzenmühle

Abstract

 Gegenstand der Erfindung ist es, dass eine Walzenmühle mit einer verschiebbaren Walze (1') über einen Elektromotor (2) mit einem in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Rotor (21) angetrieben wird. Dabei ist die verschiebbare Walze (1') in axialer Richtung und in radialer Richtung gelagert. Eine Gelenkswelle (3) mit einer konstanten Länge ist zwischen dem Elektromotor (2) und der verschiebbaren Walze (1') angeordnet so, dass die Drehbewegung des Rotors (21) in eine Drehbewegung der verschiebbaren Walze (1') übertragen werden kann. Im Falle eine Verschiebung der verschiebbaren Walze (1') orthogonal zur axialen Richtung der verschiebbaren Walze (1') gleichen Gelenke der Gelenkswelle die resultierende Winkelverschiebung der Welle der verschiebbaren Walze (1') und der Welle des Elektromotors (2) aus. Die resultierende Veränderung des Abstandes zwischen der Welle der verschiebbaren Walze (1') und der Welle des Elektromotors (2) gleicht der Rotor (21) durch eine axiale Bewegung aus.

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Walzenmühlen. Sie betrifft eine Walzenmühle mit zwei gegenläufig rotierenden Walzen, welche in einem Rahmen drehbar gelagert sind, und eine Anordnung zum Antrieb einer solchen Walzenmühle.

STAND DER TECHNIK

[0002] Walzenmühlen werden zum Mahlen von Materialien, insbesondere von Erzen und Zement verwendet. Walzenmühlen haben typischerweise einen Walzendurchmesser von 0.8 bis 3 Metern und eine Antriebsleistung von 0.2 bis 5 Megawatt. Sie sind besonders energieeffizient im Vergleich zu anderen Mühlenarten. Eine solche Walzenmühle wird beispielsweise in DE 4028015 A1 beschrieben.

[0003] Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, umfasst eine Walzenmühle zwei gegenläufig rotierende Walzen 1,1', welche Walzen 1,1' horizontal und parallel zu einander in einem Rahmen drehbar gelagert sind. Eine der beiden Walzen 1 ist dabei in der Regel in radialer Richtung fixiert und eine andere der beiden Walzen 1' wird durch ein Federsystem auf die fixierte Walze 1 gedrückt. Jede Walze 1,1' weist eine Mahlfläche auf. Die gegenüberliegenden Mahlflächen der Walzen 1,1' bilden einen Keil. Material wird von oben zwischen die Walzen 1,1' in den Keil gefüllt, durch die Rotation der Walzen 1,1' nach unten geführt und durch den Keil zerkleinert. Die Rotation der Walzen 1,1' erfolgt über einen Antrieb. Bei bekannten Antrieben für Walzenmühlen ist ein Elektromotor über bewegliche mechanische Elemente mit einer der Walzen oder mit beiden Walzen indirekt verbunden.

[0004] Fig. 2 zeigt eine Walzenmühle mit zwei Antrieben. Je ein Antrieb ist einer der Walzen 1,1' zugeordnet und umfasst einen Elektromotor 2, eine Gelenkwelle 3 und ein Planetengetriebe 4. Die Verbindung der radial verschiebbaren Walze 1' mit dem ortsfesten Elektromotor 2 erfolgt über die Gelenkwelle 3. Optional ist es ebenfalls möglich, dass direkt an die Welle der verschiebbaren Walze die Gelenkswelle anschließt und das Planetengetriebe zwischen der Gelenkswelle und dem Elektromotor angeordnet ist. In einer solchen Anordnung, wie beispielsweise in DE 10211000749 A1 beschrieben, sind der Elektromotor und das Planetengetriebe ortsfest. Optional es ist auch möglich einen Motor und ein Getriebe für den Antrieb beider Walzen zu verwenden. In diesem Fall verteilt das Getriebe das Drehmoment auf beide Walzen. Optional ist es auch möglich, dass der Elektromotor ohne eine Drehzahlanpassung eines Getriebes die gewünschte Drehzahl für die Walzen liefert. In diesem Fall umfasst Antrieb kein Getriebe und der Elektromotor ist über die Gelenkwelle direkt mit der Walze verbunden.

[0005] Fig. 3 zeigt zwei Walzen mit je einem Antrieb. Eine Verschiebung der verschiebbaren Walze 1' führt dazu, dass die Welle des ortsfesten Elektromotors 2 und die Welle der verschiebbaren Walze 1' nicht mehr gefluchtet sind. Die radiale Verschiebung zwischen den Wellen wird durch Bewegungen in Gelenken 31 der Gelenkwelle 3 kompensiert. Da sich die verschiebbare Welle 1' im Wesentlichen orthogonal zur axialen Richtung verschiebt, verlängert sich die Distanz zwischen den Gelenken 31 der Gelenkswelle 3. Die nötige Längenanpassung der Gelenkwelle 3 wird durch einen Teleskopmechanismus 32 realisiert.

[0006] Fig. 4 zeigt eine Gelenkswelle mit einem Teleskopmechanismus. Dabei weist die Gelenkwelle 3 zwischen den Gelenken 31 eine in axialer Richtung der Gelenkwelle 3 verschiebbare, gerade Stirnradverzahnung 32 auf. Dies ermöglicht, dass die Gelenkwelle 3 eine veränderbare Länge aufweist und ein Drehmoment übertragen kann. Problematisch an dieser Lösung ist, dass eine Gelenkwelle mit Teleskopmechanismus sehr teuer und wartungsintensiv ist. Die Gleitflächen der Verzahnung müssen stets geschmiert sein. Aufgrund des sehr schmutzigen und staubigen Arbeitsumfeldes, welches Arbeitsumfeld durch den Mahlprozess hervorgerufen wird, ist eine sehr häufige Wartung, wie beispielsweise in einem wöchentlichen Rhythmus, notwendig. Andernfalls ist nicht genügend Schmiermittel auf der Verzahnung vorhanden und es kommt zu einem massiven Abrieb und Verschleiss durch Reibung im Bereich der Verzahnung. Aber auch mit ausreichender Wartung erweisen sich Gelenkwellen mit Teleskopmechanismen in dieser Anordnung bei Walzmühlen aufgrund von Kerbwirkungen und der axialen Bewegung auf engem Raum als fehleranfällig und führen oft zum Ausfall der Mühle.

[0007] Fig. 5 zeigt eine verschiebbare Walze 1' mit einem dazugehörigen Antrieb. Die verschiebbare Walze 1' weist eine radialen Lagerung 11 und eine axiale Lagerung 12 auf. Alternativ kann auch eines der radialen Lager mit dem axialen Lager in einem kombinierten axial-radial Lager zusammengefasst werden. Ein Elektromotor 2 weist einen Rotor 21 und einen Stator 22 auf. Der Rotor ist durch eine radialen Lagerung 23 und eine axiale Lagerung 24 gelagert. Eine Gelenkswelle 3 verbindet die verschiebbare Welle 1' mit dem Rotor 21 des Elektromotors 2. Die nötige Längenanpassung der Gelenkwelle 3 bei einer Verschiebung der verschiebbaren Welle 1' wird durch einen Teleskopmechanismus 32 realisiert.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Walzenmühle und eine Anordnung zum Antrieb einer Walzenmühle zur Verfügung zu stellen, welche weniger wartungsintensiv und weniger fehleranfällig sind.

[0009] Diese Aufgabe wird durch eine Walzenmühle und eine Anordnung zum Antrieb einer Walzenmühle mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

[0010] Gegenstand der Erfindung ist es, dass eine verschiebbare Walze einer Walzenmühle über eine Gelenkswelle mit unveränderbarer Länge mit einem Elektromotor verbunden ist. Die verschiebbare Walze ist in axialer und radialer Richtung gelagert. Der Elektromotor weist einen in axialer Richtung verschiebbaren Rotor auf. Durch diese schwimmende Lagerung des Rotors des Elektromotor ist es möglich, die Veränderung des Abstandes zwischen dem ortsfesten Stator des Elektromotors und der verschiebbaren Welle aufgrund von Verschiebungen der verschiebbaren Welle orthogonal zur axialen Richtung der verschiebbaren Welle ohne Benutzung eines Teleskop Mechanismus und unter Verwendung einer Gelenkwelle mit konstanter Länge auszugleichen. Dies ermöglicht eine einfachere Konstruktion mit einem geringeren Wartungsbedarf und einer geringeren Fehleranfälligkeit.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0011] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Figur 1

eine schematische Darstellung des Mahlprozesses einer Walzenmühle gemäss dem Stand der Technik;

Figur 2

eine perspektivische Darstellungen einer Walzenmühle mit zwei Antrieben gemäss dem Stand der Technik;

Figur 3

zwei Walzen mit je einem Antrieb gemäss dem Stand der Technik in einer Draufsicht;

Figur 4

eine Gelenkwelle mit Teleskopmechanismus gemäss dem Stand der Technik in einer Draufsicht;

Figur 5

eine schematische Darstellung eines Axial-schnittes einer verschiebbaren Walze mit einem Antrieb gemäss dem Stand der Technik; und

Figur 6

eine schematische Darstellung eines Axialschnittes einer verschiebbaren Walze mit einem erfindungsgemässen Antrieb.

[0012] Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst. Grundsätzlich sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0013] Fig. 6 zeigt eine verschiebbare Walze mit einem erfindungsgemässen Antrieb. Die verschiebbare Walze 1' weist eine radiale Lagerung 11 und eine axiale Lagerung 12 auf. Ein Elektromotor 2 weist einen Rotor 21 und einen Stator 22 auf. Der Rotor 21 ist über eine radiale Lagerung 23 geführt so, dass der Rotor 21 in axialer Richtung verschiebbar ist. Eine Gelenkswelle mit fester Länge im Betrieb der Walzenmühle verbindet die verschiebbare Welle mit dem Elektromotor 2.

[0014] Optional ist es möglich, dass die axiale Lagerung des Antriebs anstatt an der verschiebbare Walz an der Gelenkwelle oder dem Rotor angeordnet ist. Optional ist es möglich, dass der Antrieb ein Getriebe aufweist, wie beispielsweise ein Planetengetriebe, wobei das Getriebe zwischen der Gelenkwelle und der verschiebbaren Walze angeordnet ist. Das Getriebe ist so gelagert, dass es relativ zwischen dem Getriebe und der verschiebbaren Walze zu keine Bewegung gibt und das Getriebe die gleichen Bewegungen orthogonal zur axialen Richtung der verschiebbaren Walze erfährt wie die verschiebbare Walze selbst. Optional ist es möglich, dass die Gelenkwelle ausserhalb des Betriebs der Walzenmühle eine verstellbare Länge aufweist, beispielsweise in der Form eines Teleskopmechanismus mit einer Feststellschraube.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0015] 

1, 1'

Walze

11

Radiallager der Walze

12

Axiallager der Walze

2

Elektromotor

21

Rotor

22

Stator

23

Radiallager des Rotors

24

Axiallager des Rotors

3

Gelenkwelle

31

Gelenk

32

Stirnradverzahnung

4

Planetengetriebe

Ansprüche

1. Walzenmühle umfassend
zwei parallel angeordnete, gegeneinandergepresste und gegenläufig rotierende Walzen (1,1'), wobei
eine der Walzen (1') orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze (1') verschiebbar ist, und wobei
die verschiebbare Walze (1') in axialer und radialer Richtung gelagert ist und
einen Antrieb umfasst, welcher Antrieb
einen Elektromotor (2) und
eine Gelenkwelle (3) umfasst, wobei der Elektromotor (2)
einen Rotor (21) und
einen ortsfesten Stator (22) umfasst, und wobei
die Gelenkwelle (3) so zwischen dem Rotor (21) und der verschiebbaren Walze (1') angeordnet ist, dass die Gelenkwelle (3) eine Drehbewegung des Rotors (21) auf die verschiebbare Walze (1') übertragen kann
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rotor (21) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist und dass
die Gelenkwelle (3) eine im Betrieb der Walzenmühle unveränderliche Länge aufweist.

2. Walzenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenmühle ein Getriebe (4) umfasst, welches Getriebe (4) zwischen der verschiebbaren Walze (1') und der Gelenkwelle (3) angeordnet ist und orthogonal zur axialen Richtung der schiebbaren Walze (1') verschiebbar gelagert ist so, dass das Getriebe (3) relativ zur verschiebbaren Walze (1') ortsfest ist.

3. Walzenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) ein Planetengetriebe ist.

4. Walzenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die radiale Lagerung 23 des Rotors (21) zwei Gleitlager aufweist.

5. Anordnung zum Antrieb einer Walzenmühle mit
einer verschiebbaren Walze (1'), welche verschiebbaren Walze (1') orthogonal zur axialen Richtung der verschiebbaren Walze (1') verschiebbar ist, wobei die Anordnung
einen Elektromotor (2) und
eine Gelenkwelle (3) umfasst, wobei der Elektromotor (2)
einen Rotor (21) und
einen ortsfesten Stator (22) umfasst, und wobei
die Gelenkwelle (3) so zwischen dem Rotor (21) und der verschiebbaren Walze (1') angeordnet werden kann, dass die Gelenkwelle (3) eine Drehbewegung des Rotors (21) auf die verschiebbare Walze (1') übertragen kann dadurch gekennzeichnet, dass
der Rotor (21) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist und
die Gelenkwelle (3) eine unveränderliche Länge aufweist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die radiale Lagerung 23 des Rotors (21) zwei Gleitlager aufweist.

Zeichnung