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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Lagerung für Walzen einer Walzenpresse mittels Wälzlagern, sowie mit Aufnahmevorrichtungen für eine Schiefstellung der Wellenenden der Walzen aufgrund von Walzendurchbiegungen und/oder Fluchtungsfehlern.
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Hintergrund der Erfindung
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Walzenpressen werden zum Zerkleinern, Pelletieren und Mahlen von pulverigem oder stückigem Material verwendet und unterliegen, wenn sie für große Leistungen und schwierig zu zerkleinerndes Material ausgelegt sind, hohen quer zur Rotationsachse der Walzen wirkenden Kräften. Diese Kräfte müssen von den Lagerungen für die Walzen aufgenommen werden, wobei diese Beanspruchungen zu einer Biegung der Welle und damit zu einer Winkelabweichung der Wellenenden von der Drehachse führen, die von der Lagerung aufgenommen werden muss. Auch Fluchtungsfehler der gegenüberliegenden Lagerungen einer Welle müssen berücksichtigt werden.
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Aus der
DE 100 07 371 A1 ist die Lagerung eines Arbeitswerkzeuges in einer Produktionsmaschine, insbesondere in einer Walzenpresse für pulverförmiges Material bekannt, die aus einem zweireihigen Pendelrollenlager an jedem Wellenende besteht. Pendelrollenlager sind in der Lage, hohe Radial- und Axialkräfte aufzunehmen und sich der Winkeleinstellung der Wellenenden unter Belastung einzustellen. Auch Fluchtungsfehler zwischen den gegenüberliegenden Lagerungen der Wellenenden lassen sich durch die Pendelrollenlager ausgleichen. Nachteilig bei der Verwendung von Pendelrollenlagern ist, dass sie in der Regel zweireihig ausgeführt sind, so dass deren Tragfähigkeit in erster Linie von ihren Abmessungen abhängt.
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Für große Radialbelastungen sind dementsprechend Pendelrollenlager mit großen Durchmessern erforderlich, die wiederum einen großen Walzendurchmesser erfordern, um die Pendelrollenlager mit dem dafür erforderlichen Achsabstand in einem Walzgerüst unterbringen zu können. Des Weiteren muss eines der Pendelrollenlager als Loslager ausgeführt sein, um thermisch bedingte Abstandsveränderungen der Lagerungen aufzunehmen. Dies ist nur durch Vorsehen eines Gleitsitzes des Außenrings des Loslagers möglich, was hinsichtlich der Beanspruchung in der Lagerbohrung für den Außenring des Pendelrollenlagers ungünstig ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für Walzen einer Walzenpresse vorzuschlagen, deren Radialabmessungen kleiner als die einer Pendelrollenlagerung sind und die thermisch bedingte Längenausgleich zulässt, sowie eine Schiefstellung der Wellenenden der Walzen aufgrund von Wellendurchbiegungen und/oder Fluchtungsfehlern ausgleicht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von Lagerung für Walzen einer Walzenpresse mittels Wälzlagern, sowie mit Aufnahmevorrichtungen für eine Schiefstellung der Wellenenden der Walzen aufgrund von Walzendurchbiegungen und/oder Fluchtungsfehlern. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist hierbei vorgesehen, dass die Mehrheit der Wälzlager als mehrreihige Zylinderrollenlager ausgebildet sind, und dass die Aufnahmevorrichtung für die Schiefstellung der Wellenenden der Walzen aus balligen Drucklagern oder aus balligen Gelenklagern besteht.
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Zylinderrollenlager lassen sich zur Erhöhung der Tragfähigkeit in großer Anzahl nebeneinander und aneinander stoßend anordnen, wobei die radialen Abmessungen gleich bleiben. Dies ist besonders vorteilhaft bei Walzenpressen, deren Lagerung in axialer Richtung keinen wesentlichen Beschränkungen unterliegt, während der Achsabstand der Walzen durch den Durchmesser der Walzen bestimmt ist, wodurch die Lagerabmessungen in radialer Richtung beschränkt sind. Des Weiteren erlauben Zylinderrollenlager einen zwanglosen Längenausgleich in axialer Richtung, da entweder die Innenringe oder die Außenringe bordlos ausgeführt sein können und dementsprechend eine relative Verschiebung gegeneinander ermöglichen, wobei die Innenringe und die Außenringe selber auf der Welle und in einer Lagerbohrung axial festgelegt sein können.
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Die Aufnahmevorrichtungen für eine Schiefstellung der Wellenenden der Walzen aufgrund von Walzendurchbiegung und/oder Fluchtungsfehlern sind von der Wälzlagerung der Walzen getrennt sowie nur statisch belastet. Sie können sich problemlos einer Schiefstellung der Wellenenden anpassen, ohne dass dies wesentliche Rückwirkungen auf die Lagerung der Wellenenden mittels der genannten Zylinderrollenlager hat.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Walzen aus einem auf einer feststehenden Welle mittels der Zylinderrollenlager drehbar gelagerten Walzenmantel bestehen, währen die aus dem Walzenmantel axial herausragenden Wellenenden mittels der Gelenklager in einem Walzgerüst gelagert sein.
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Dadurch, dass die rotative Lagerung der Walze in die Mitte des Walzenmantels gelegt wird, wird die Mahlkraft direkt auf die Lagerung ohne einen oder nur mit einem geringen Hebelamm geleitet. Die Durchbiegung der Walze im Bereich der Lagerung wird somit erheblich verringert. Die Fluchtungsfehler und die Durchbiegung der Welle werden mit Hilfe der beiden Gelenklager jeweils am Wellenende aufgenommen. Diese Welle dreht sich nicht, sondern ist als starre Achse zu verstehen. Das Drehen des Walzenmantels wird über die Zylinderrollenlager in der Wellenmitte gewährleistet.
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Diese technische Lösung erlaubt es, die Baugröße der gesamten Walzenpresse zu verkleinern. Dies ist möglich, weil sich der Durchmesser des Walzenmantels und der feststehenden Welle verringern lässt, da die dadurch auftretenden erhöhten Wellendurchbiegungen am Wellenende hervorragend durch die Gelenklager aufgenommen werden können. Außerdem ist ein Dichtungssystem für Gelenklager an den Wellenenden einfach und Platz sparender zu realisieren als für Wälzlager. Durch die damit erreichbare kompaktere Bauweise der Walzenpresse lässt sich eine spezifische Erhöhung der Materialdurchsatzleistung der Walzenpresse als Ganzes erreichen. Auch die Antriebsleistung de Walzenpresse lässt sich verringern, da der Antrieb der Walzenpresse nicht mehr die komplette, massive Walze mit den Wellenenden antreiben muss, sondern allein den Walzenmantel bewegen muss, der in der Mitte mittels Zylinderrollenlagern gelagert ist.
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Für die axiale Festlegung des Walzenmantels auf der feststehenden Welle kann wenigstens ein zur Aufnahme von Axialkräften geeignetes Wälzlager neben den Zylinderrollenlagern angeordnet sein. Bei diesem Wälzlager kann es sich um ein einzelnes Rillenkugellager handeln. Sind die Axialkräfte größer, lassen sich doppelte Schrägkugellager oder Kegelrollenlager verwenden.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Walzenmantel im Wesentlichen über seine gesamte axiale Länge mittels nebeneinander und axial aneinander stoßend angeordneten Zylinderrollenlagern auf der feststehenden Welle gelagert ist.
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Durch diese Anordnung wird die Steifigkeit des Verbundes zwischen der feststehenden Welle und dem Walzenmantel erhöht, die sich der Steifigkeit einer massiven Walze aus dem Walzenmantel und der Welle annähert.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform können die Wellenenden der Walzen drehbar mittels mehrreihiger Zylinderrollenlager in Einbaustücken gelagert sein, wobei sich diese Einbaustücke über Drucklager mit balligen Auflageflächen in Walzenständern des Walzgerüsts abstützen. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Tragkraft an den Wellenenden durch die Verwendung der mehrreihigen Zylinderrollenlager bei verringerten Radialabmessungen erheblich verbessert, da der Ausgleich von Schiefstellungen der Wellenenden der Walzen aufgrund von Walzendurchbiegungen und/oder Fluchtungsfehlern durch die balligen Auflageflächen der Drucklager übernommen wird. Dabei dienen diese Drucklager gleichzeitig zur Einstellung des Mahlspalts und zur Aufnahme des Mahldrucks sowie zu dessen Weiterleitung in die Walzenständer des Walzgerüsts.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass jedes Wellenende einer Walze mittels vier Reihen Zylinderrollenlager gelagert ist. Hierdurch ergibt sich praktisch eine Verdoppelung der Tragfähigkeit gegenüber einem zweireihigen Pendelrollenlager bei gleichzeitig erheblich verringerten radialen Abmessungen.
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Für die axiale Festlegung der Walze kann auch hierbei wenigstens an einem Wellenende zumindest ein zur Aufnahme von Axialkräften geeignetes Wälzlager axial neben den Zylinderrollenlagern angeordnet sein. Dieses Wälzlager kann als einfaches Rillenkugellager ausgebildet sein, oder es kann aus einem zweireihigen Schrägrollenlager oder Kegelrollenlager bestehen, sofern die Axialkräfte höher sind, als durch ein Rillenkugellager aufgenommen werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Darin zeigt
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1 eine schematische Darstellung einer Walzenpresse,
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2 eine Schnittdarstellung eines Wellenendes einer Walze gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
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3 eine Schnittdarstellung einer Lagerung für eine Walze einer Walzenpresse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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Gemäß 1 besteht eine Walzenpresse 1 im Wesentlichen aus zwei parallel zueinander angeordneten und sich gegenläufig drehenden Walzen 2 mit einem dazwischen ausgebildeten Spalt, in den über eine Zuführung 3 pulveriges oder stückiges Material zugeführt wird. Es kann sich auch um pastöses oder breiiges Material handeln, wenn dieses zu Bahnen komprimiert und gegebenenfalls entwässert und getrocknet werden soll.
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Die Walzen 2 weisen axiale Wellenenden 4 auf, die in so genannten Einbaustücken 5 drehbar gelagert sind. Die Einbaustücke 5 stützen sich einerseits über Drucklager 6 quer zu auf die Walzen 2 wirkenden Mahlkräften in nicht dargestellten Walzenständern eines Walzgerüstes ab und sind senkrecht dazu in nicht dargestellten Walzgerüsten mittels Auflagern 7 gelagert.
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Aus 2 ist ersichtlich, dass die Walze einstückig mit Wellenenden 4 versehen ist. Die Wellenenden 4 sind mittels eines Paares zweireihiger Zylinderrollenlager 11, 11' in den Einbaustücken 5 gelagert. Des Weiteren ist auf einem der Wellenenden 4 neben den beiden zweireihigen Zylinderrollenlagern 11, 11' axial endseitig ein weiteres Wälzlager in Form eines Rillenkugellagers 12 angeordnet, das die axiale Führung der Walze 2 mit den Wellenenden 4 in den Einbaustücken 5 übernimmt. Der Raum, in dem sich die Zylinderrollenlager 11, 11' und das Rillenkugellager 12 befinden, ist durch einen Lagerdeckel 8 mit einer Dichtungsanordnung und durch einen weiteren Lagerdeckel 9 auf der gegenüberliegenden Seite, an dem eine dichtende Abschlusskappe 10 befestigt ist, abgeschlossen.
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Die beiden Einbaustücke 5 einer jeden Walze 2 stützen sich über ein Drucklager mit einer balligen Auflagefläche 17 in nicht dargestellter Weise in Walzenständern eines Walzgerüstes ab. Aufgrund der balligen Auflageflächen 17 können sich die Einbaustücke 5 gegenüber den Walzenständern entsprechend der Winkeleinstellung der Wellenenden 4 verkippen, ohne dass dies zu einem Zwängen in den Wälzlagern 11, 12 führen kann. Dementsprechend bleiben die Zylinderrollenlager 11 frei von Kippmomenten sowie den damit verbundenen erhöhten Beanspruchungen, und müssen somit nur reine Radialbeanspruchungen über die Einbaustücke 5 in die Walzenständer der Walzgerüste einleiten.
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Die Ausführungsform gemäß 3 zeigt eine Walze, die nur aus einem Walzenmantel 13 besteht, der drehbar auf einer feststehenden Welle 14 angeordnet ist. Die feststehende Welle 14 weist Wellenenden 15 auf, die mittels Gelenklager 16 mit balligen Auflageflächen 18, 19 in Einbaustücken 5 gelagert sind. Der hohlzylindrische Walzenmantel 13 ist mittels vier doppelreihigen Zylinderrollenlagern 11 auf der Welle 14 gelagert und axial endseitig durch jeweils ein Rillenkugellager 12 geführt.
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Bei dieser Ausführungsform sind die rotative Lagerung des Walzenmantels 13 und die kippbare Lagerung der Wellenenden 15 der feststehenden Welle 14 vollkommen voneinander getrennt. Hierdurch lassen sich die Abmessungen der Walzenpresse sowohl in Achsrichtung als auch in Radialrichtung verringern, da die balligen Gelenklager 16 schmaler bauen als die Wälzlager der Ausführungsform gemäß den 1 und 2. Durch die Lagerung des Walzenmantels 13 auf der Welle 14 mittels vier oder mehr nebeneinander und aneinander stoßend angeordneten zweireihigen Zylinderrollenlagern 11, die sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Länge des Walzenmantels 13 erstrecken, ist eine Verringerung sowohl des Durchmessers der feststehenden Welle 14 als auch des Walzenmantels 13 möglich ist, da durch das Zusammenwirken des Walzenmantels 13, der Zylinderrollenlager 11 und der Welle 14 eine Gesamtsteifigkeit erreicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Walzenpresse
- 2
- Walzen
- 3
- Zuführung
- 4
- Wellenenden
- 5
- Einbaustücke
- 6
- Drucklager
- 7
- Auflager
- 8
- Lagerdeckel
- 9
- Lagerdeckel
- 10
- Abschlusskappe
- 11
- Zylinderrollenlager
- 11'
- Zylinderrollenlager
- 12
- Rillenkugellager
- 13
- Walzenmantel
- 14
- Welle
- 15
- Wellenenden
- 16
- Gelenklager
- 17
- Ballige Auflagefläche
- 18
- Ballige Auflagefläche
- 19
- Ballige Auflagefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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