DE1072468B

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Publication number: DE1072468B
Application number: DENDAT1072468D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-31

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mahlvorrichtung zum Bearbeiten von vorzugsweise faserigem Mahlgut, wie Papierstoff, mit einem umlaufenden und einem hinsichtlich des Umlaufs unbeweglichen Mahlkörper, z. B. in Scheibenform, von denen ersterer auf einer Welle sitzt und mittels eines durch ein Arbeitsmittel betätigten Servomotors zwecks Einstellung des Abstandes der Mahlkörper voneinander sowie des Mahldruckes axial verschiebbar ist. In erster Linie ist die Vorrichtung zur Bearbeitung bereits mehr oder weniger vollständig zerfaserten organischen Fasergutes bestimmt, um eine Zerlegung von Faserknoten oder -büschein und Aufspaltung der Fasern selbst zu erzielen. Das Fasergut wird sodann zur Herstellung von Papier, Karton, Faserplatten usw. benutzt.

Um bei der Zerteilung oder Verfeinerung von beispielsweise Zellstoff oder durch Dampfbehandlung bereits defibriertem Faserstoff in einer Mahlvorrichtung oder einer sogenannten Feinmühle günstige Ergebnisse zu erhalten, ist von wesentlicher Bedeutung, daß die Bearbeitungsflächen der scheibenförmigen Mahlorgane mit solcher Genauigkeit eingestellt werden, daß die Abweichung ihrer Parallelität über den Umkreis gemessen so klein wie nur irgend möglich und vorteilhaft auf ein oder wenige hundertstel Millimeter begrenzt ist. Da die Scheiben einen oft 1 m und mehr betragenden Durchmesser haben, leuchtet ein, daß diese Genauigkeit bezüglich der Lage der Mahlscheiben zueinander außergewöhnliche Ansprüche an die Präzision der Feinmühle und ihrer Einregelung stellt. Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine Mahlvorrichtung zu schaffen, die in dieser Beziehung hohen Ansprüchen genügt.

Bekannte Vorrichtungen, bei denen der Mahldruck beispielsweise durch eine konzentrisch auf der Welle angeordnete Schraubenfeder erzeugt wird, lassen eine genaue Einstellung des Mahlspaltes nicht zu. Ferner ist es bekannt, den Mahldruck von der umlaufenden Mahlscheibe über die Welle, einen auf dieser angeordneten Ringflansch sowie ein Radiallager und ein Axiallager auf eine ebenfalls umlaufende Hülse zu übertragen. Weiterhin wird der Druck an das Gehäuse über zwei Radiallager übertragen. Das Gehäuse selbst ist axial einstellbar, um den Mahlspalt einstellen zu können. Die Radiallager zwischen der Hülse und dem Gehäuse müssen somit gleichzeitig einen Axialdruck übertragen, was nur in beschränktem Umfange möglich ist. Ferner steht keines der verwendeten Lager unter einem axialen Vorspanndruck, so daß diese bekannte Ausführung nicht geeignet ist, mit hohen Mahldrücken unter Aufrechterhaltung kleiner Mahlspalte zu arbeiten.

Bei Verwendung eines Servomotors ist zu berück-

Mahlvorriclitung zum Bearbeiten von vorzugsweise faserigem Mahlgut wie Papierstoff

Anmelder: Aktiebolaget Defibrator, Stockholm

Vertreter: Dr.-Ing. Η. Negendank, Patentanwalt, Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beansprudite Priorität: Schweden vom 15. Juli 1953

Arne Johan Arthur Asplund₁ Bromma (Schweden), ist als Erfinder genannt worden

sichtigen, daß der umlaufende Mahlkörper beispielsweise mit einer Drehzahl von IOOOUmdrehungen/

as Minute umläuft. Bei Anordnung eines mit dem Mahlkörper umlaufenden Kolbens des Servomotors ergeben sich hierbei große Schwierigkeiten bei der Abdichtung, da eine Abdichtung zwischen zwei zueinander beweglichen Flächen schwer ist. Insbesondere ist zu berücksichtigen, daß das abzudichtende Arbeitsmittel unter hohem Druck steht. Dieser Druck muß für einen gleichförmig hohen Arbeitsdruck genau aufrechterhalten werden. Ferner ist zu· berücksichtigen, daß ein umlaufender Kolben Reibung und eine entsprechend hohe Erwärmung erzeugt, welche sich ebenfalls nachteilig auf die Abdichtung auswirkt.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß der Servomotor einen hinsichtlich des Umlaufs unbeweglichen Kolben aufweist, der mit einem hülsen förmigen Teil die Welle gleichmittig umgibt und an seiner Außenseite einen Ringflansch trägt, der sich in einer von dem hülsenförmigen Teil und einem unbeweglichen Gehäuse umschlossenen Kammer für das Arbeitsmittel befindet und auf den dieses einwirkt.

Hierbei ist ferner zwischen dem umlaufenden Mahlkörper und dem Servomotor eine ebenfalls hinsichtlich des Umlaufs unbewegliche Axialdruckübertragungseinrichtung vorgesehen, die über ein Axiallager, das gleichzeitig die Welle trägt und unter axialem Vorspanndruck steht, den Mahldruck auf den umlaufenden Mahlkörper überträgt.

Diese Anordnung gewährleistet bei Verwendung eines Servomotors eine gute Abdichtung des Arbeitsmittels, so daß auch bei hoher Drehzahl des um-

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laufenden Mahlkörpers ein hoher Arbeitsdruck erreicht werden kann. Die genaue Einstellung der Mahlspälte wird bei dieser Ausführung ferner durch die besondere konzentrische Anordnung des Kolbens zur Welle und die Verwendung einer hinsichtlich des Umlaufs unbeweglichen Axialdruckübertragungseinrichtung, die unter axialem Vorspanndruck steht, ermöglicht. Diese Anordnung vermindert Lageänderungen der Mahlscheibe durch elastische Deformationen. Mit der erfindungsgemäßen Ausführung ist es möglich, auch bei größeren Mahldrucken, die beispielsweise in der Größenordnung von mehr als 10 t liegen, außerordentlich geringe Mahlspalte in der Größenordnung 1/00 mm aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf eine in den Zeichnungen beispielsweise dargestellte Ausführungsform näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer gemäß der Erfindung ausgeführten Mahlvorrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der Fig.l;

Fig. 3 und 4 veranschaulichen zusammen einen lotrechten Längsschnitt durch die Maschine.

In den Zeichnungen bezeichnet 10 das Grundgestell der Maschine, in welchem eine Welle 12 in zwei generell mit 14,16 bezeichneten Lagern gelagert ist. Die Welle ist an ihrem einen Ende durch eine Kupplung 18 mit der Welle eines Antriebsmotors 20 verbunden. An ihrem anderen Ende trpgt die Welle 12 eine Mahlscheibe 22. Die Welle 12 und die Mahlscheibe 22 sind in axialer Richtung gegenüber einer unbeweglichen Mahlscheibe 24 einstellbar. Zu diesem Zweck sitzt auf der Welle 12 eine Kupplungshülse 26, die mit Nocken 28 in axialen Rinnen 30 in das mit der Motorwelle verbundene Außengehäuse 32 der Kupplung 18 eingreift.

Das der Kupplung zunächst gelegene Lager 14 hat zur Aufgabe, die Radialbelastung aufzunehmen, und es ist zweckmäßig ein doppelreihiges sphärisches Wälzlager, dessen Innenring mittels einer Klemmhülse 34 auf der Welle 12 aufgespannt ist. Der Außenring 36 des Lagers ist von einem inneren, hülsenförmigen Lagergehäuse 38 umschlossen, das mit den Außenring gegenüber dem Innengehäuse 38 verriegelnden Lagerdeckeln 40 versehen ist. Das Innengehäuse ist seinerseits in einem äußeren, mittels seitlicher Flansche 44 (Fig. 1) am Grundgestell 10 befestigten Lagergehäuse 42 axial gleitbar angebracht. Im Lagergehäuse 42 befindet sich ein Schuh 46, der mittels einer Anzahl mit Vorspannung eingesetzter Federn 48 gegen das innere Lagergehäuse 38 angedrückt gehalten wird, damit keine Spielräume aufkommen können. Der Schuh 46 verriegelt das Lagergehäuse 38 auch gegen Verschiebung in peripherieller Richtung.

Das in der Nähe der Mahlscheibe 22 angebrachte Lager 16 hat kegelstumpfförmige Rollen 50, die mit einem auf der Welle sitzenden Ring 52 zusammenarbeiten, sowie einen umlauffesten Ring 54. Dieses Lager vermag sowohl axiale als auch radiale Belastungen aufzunehmen. Zwischen dem Innenring 52 und einem Absatz 56 auf der Welle 12 ist ein Abstandsring 58 angebracht. Das Lager 16 wird mit Hilfe eines Axiallagers 60 von zweckmäßig konischer Bauart unter ständigem axialem Druck gehalten. Dessen Innenring 62 ist über eine ölschleuderscheibe 54 und mittels einer Stoppmutter 66 auf der Welle 12 aufgespannt. Der Außenring 68 des Lagers 60 ist über eine vorgespannte kegelige Tellerfeder 70 und ;ine Hülse 72 gegen den umlauffesten Ring 54 des

Lagers 16 abgestützt. Der auf dieses Lager wirkende axiale Initialdruck entspricht der Vorspannung der Feder 70 und kann ein paar Tonnen betragen und ist mindestens ebenso groß wie die axial auf das Lager 16 einwirkende, von dem Gewicht der umlaufenden Teile usw. herrührende Kraftkomponente. Damit das Lager 16 Radialdrücke aufzunehmen imstande ist, muß es gleichzeitig unter einem Axialdruck stehen, welcher die Funktion der soeben beschriebenen Vorrichtung auch dann sicherstellt, wenn die Maschine nicht in Betrieb ist. Die Hülse 72 ist von einem inneren Lagergehäuse 73 umschlossen, in welchem der Lagerring 54 ruht und welches zusammen mit der Welle 12 in einem äußeren Lagergehäuse 75 axial verschiebbar ist. Um dann die Wirkung eines Spiels zwischen den beiden Lagergehäusen 73 und 75 zu beseitigen, wird ein Gleitschuh 74 mittels mit Vorspannung eingesetzter Federn 76 an das Lagergehäuse 73 angepreßt gehalten. Das Außengehäuse 75 ist ebenso

ao wie das Lagergehäuse 42 zweckmäßig unten mit zwei axial verlaufenden (nicht dargestellten) Gleitschienen versehen, gegen welche sich das innere Lagergehäuse 73 bzw. 38 abstützt.

Die umlaufende Mahlscheibe 22 ist mit Bolzen 80 an einem Rotor 78 befestigt. Innerhalb der Mahlscheibe 22 kann, in radialer Richtung gesehen, eine weitere Mahlscheibe 82 angeordnet sein und durch Bolzen 84 am Rotor 78 festgehalten werden. Die feststehende Mahlscheibe 24 ist mittels dreier über ihren Umkreis verteilter Befestigungs- und Einstellungsglieder 86 mit einem ortsfesten Teil 88 verbunden. Die Glieder 86 umfassen je einen Befestigungsbolzen 87, der mit einem Gewinde in die Mahlscheibe 24 eingreift und durch eine Hülse 89 mit Spiel hindurchgeht. Diese in den ortsfesten Teil 88 eingeschraubte Hülse 89 hat zur Aufgabe, die Lage der Mahlscheibe 24 gegenüber diesem Teil zu regeln. Die Einstellhülse 89 hat einen Mehrkantkopf 91 und wird mittels einer Mutter 93 verriegelt. Durch die gleichmittige Anbringung der Verriegelungs- und der Einsteliglieder zueinander wird die Entstehung von die Mahlscheibe 24 verformenden Biegungsmomenten vermieden.

Auf den ortsfesten Teil 88 ist in radialer Richtung innerhalb der Mahlscheibe 24 eine weitere feststehende Mahlscheibe 90 mittels Bolzen 92 befestigt. Die beiden Mahlscheiben 22 und 24 weisen an ihren einander zugekehrten Oberflächen in an sich bekannter Weise Riefen zur Erzielung der beabsichtigten Zerkleinerung des Mahlgutes auf. Die Scheiben 82 und 90 können zur Aufgabe haben, als Zufuhrorgane für das durch einen Kanal 94 eintretende Mahlgut zu dienen und vorzugsweise auch eine gewisse Vorzerteilung des Gutes herbeizuführen. Die Mahlscheiben sind von einem waagerecht unterteilten Gehäuse 96 umgeben, das zwei kräftige Mittelpartien 97 (Fig. 1) umfaßt, die in einem Stück mit dem Teil 88 ausgeführt sind und den Mahldruck von der Mahlscheibe 24 zum Grundgestell 10, mit dem sie durch Bolzen 99 verbunden sind, übertragen. Oberhalb und unterhalb der Partien 97 ist je eine Haube 101 und 103 angebracht und an diesen Stücken mittels Bolzen 105 bzw. 107 befestigt. Die Mahlorgane 22, 24 bzw. 82, 90 sind nach Entfernen einer oder beider Hauben 101,103 unmittelbar zur Besichtigung, Einregelung oder Auswechselung zugänglich. Die Haube 103 ist unten offen, damit das fertiggemahlene Gut weggeleitet werden kann.

Die Mahlscheibe 22 wird in Richtung zur Mahlscheibe 24 mit Hilfe eines generell mit 98 bezeich-

Claims

neten Servomotors unter Druck gehalten. Dieser Servomotor umfaßt ein mit dem Grundgestell fest verbundenes Gehäuse 100 und einen Kolben 102, die beide gleichachsig und mit Spiel die Welle 12 umgeben. Der Kolben 102 hat einen zentralen Flansch 104, der in einer Kammer 106 axial beweglich ist, und zwar innerhalb durch die Seitenwände 108 und 110 der Kammer gegebener Grenzen. Die Kammer 106 hat an ihren beiden Enden eine Zu- bzw. Ableitung 112, 114 für eine unter Druck stehende Flüssigkeit, wie öl. Der Kolben 102 ist hierbei nur mit einem zweckentsprechend bemessenen kleinen Spiel gegen das umgebende Gehäuse 100 abgedichtet. Ausleckende Flüssigkeit wird durch die ringförmigen Rinnen 116,118 abgeleitet. An dem dem Lager 16 zugewendeten Ende des Servomotorkolbens 102 kann eine mit Außengewinde versehene Hülse 120 fest angebracht sein. Das Gewinde hat eine Steigung der Größenordnung von 5 mm. Auf die Hülse 120 ist ein ringförmiges Glied ao 122 aufgeschraubt, das mit einer axialen Rinne 124 versehen ist, in welche ein Stift 126 hineingreift. Auf die Hülse 120 ist ferner ein Ring 130 aufgeschraubt und in axialem Abstand von ihm eine Lochscheibe 128 angebracht. Eine Anzahl über den Umkreis ver- as teilter Bolzen 132 geht frei durch den Ring 130 hindurch, ist jedoch in die Lochscheibe 128 und in einen Deckel 134 des Lagergehäuses 73 eingeschraubt. Die Bolzen drücken Federn 136 gegen den Ring 130 zusammen und beseitigen hierdurch die Wirkung des Gewindespiels zwischen den Teilen 102 und 134. Das Glied 122 liegt mit einer sphärischen Fläche 138 an einem Deckel 134 angebrachten Ring 140 an. Der Gesamtdruck der Federn 136 ist größer als der Widerstand, den die mit der Welle 12 verbundenen Teile deren Verschiebung nach links im Sinne der Fig. 3 und 4 entgegensetzen. Auf dem Servomotorkolben 102 ist ein Schnekkenrad 144 befestigt, das mit einer auf einer querverlaufenden Welle 148 sitzenden Schnecke 146 zusammenarbeitet. Diese Welle 148 hat zweckmäßig an beiden Enden je ein Handrad 150 und ist in Lagern 152,154 gelagert. Durch Drehen der Welle 148 wird der Servomotorkolben 102 in Drehung versetzt. Das Gehäuse 73 steht dagegen still, und deswegen wird hierdurch das Glied 122 axial verschoben und nimmt dabei das Gehäuse und damit auch die Mahlscheibe 22 mit sich. Die axiale Bewegung der Mahlscheibe 22 gegenüber dem Servomotorkolben 102 wird mit Hilfe eines Meßgerätes 156 abgelesen, dessen Skala auf z. B. Hundertstel von Millimetern geeicht ist und dessen bewegliche Meßspitze 158 an einer schräggestellten Fläche 160 auf dem Deckel 134 anliegt. Das Meßgerät 156 kann einstellbar sein, derart, daß sein Zeiger die Null-Lage einnimmt, wenn die beiden Mahlscheiben 22, 24 miteinander in Berührung sind. Die schräggestellte Fläche 160 kann eine Neigung von 30° zur Mittenachse der Welle 12 haben. Ein Druckmittel, wie öl, wird dem Servomotor 98 von einer generell mit 162 bezeichneten Vorrichtung zugeführt, die eine motorgetriebene Pumpe, ein Mehrwegeventil und diese Bauteile sowie den Servomotor und einen Sammelbehälter miteinander verbindende Rohrleitungen umfaßt. Zwei derartige Leitungen münden in die Servomotorkammer 106 an den Anschlüssen 112 und 114. Die Vorrichtung 162 kann in ihren Grundzügen gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 001 583 ausgeführt sein und soll daher im vorliegenden Zusammenhang nicht im einzelnen beschrieben werden. Sie enthält ferner ein Überlaufventil 164 zur Regelung des Öldrucks und einen Knopf 166 zur Umschaltung des Mehrwegeventils. Das gewünschte Spiel bzw. der gewünschte Abstand zwischen den Mahlflächen der Mahlscheiben 22 und 24 im Augenblick des Anliegens des Flansches 104 an der Fläche 110 wird mit Hilfe der Handräder 150 unter Ablesung des Meßgerätes 156 eingestellt. Bei einer solchen Einregelung ist der Servomotorkolben 102 in axialer Richtung unbeweglich, führt aber durch seine Drehung das Gehäuse 134,73, das Lager 16, das Abstandsstück 56, den Rotor 78 und die Mahlscheibe 22 axial in . die eine oder andere Richtung, ohne daß diese Elemente jedoch an der Drehbewegung teilnehmen. Beim Betrieb der Maschine, wenn also den Mahlscheiben Mahlgut durch den Kanal 94 zugeführt wird, erhält die Kammer 106 Drucköl durch den Anschluß 112. Der Öldruck wirkt auf die Flansche 104 und wird über die Teile 120, 122,140,134,73,16,58,78 und die Mahlscheibe 22 auf das Mahlgut übertragen. Hieraus ergibt sich, daß die Welle 12 an der Kraftübertragung vom Druckmittel zur Mahlscheibe 22 nicht teilnimmt, wenn man von ihrem dem Rotor zunächst gelegenen Absatz 56 der Welle absieht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist sogar die Wellenpackung 168 um den von Axialdruck entlasteten Wellenteil herum angebracht. Dank der vorbeschriebenen Lagerung und des auf diese wirkenden Vorspannungsdruckes gehen axiale Verschiebungen der Welle 12 vor sich, ohne daß ihre zentrische Lage in merkbarem Grade beeinträchtigt wird, was dazu beiträgt, daß die erforderlichen, äußerst geringen Spielräume oder Abstände zwischen den wirksamen Flächen der Mahlscheiben ungeachtet des großen Durchmessers der Scheiben aufrechterhalten werden können. Wenn sich während des Mahlvorganges Mahlgut anhäuft oder wenn harte Fremdkörper, wie Steine oder Metallteilchen, zwischen die wirksamen Flächen gelangen, können sich die umlaufende Mahlscheibe 22 und die Kraftüberführungsorgane zwischen dieser Mahlscheibe und dem Servomotorkolben 102 nach links im Sinne der Fig. 3 und 4 verschieben, wobei der Flansch 104 die Anschlagfläche 110 verläßt. Diese Fläche bildet gleichzeitig einen Anschlag, der den kleinsten Spielraum der Scheibe 22 gegenüber der Scheibe 24 bestimmt. Durch Herstellung der Verbindung zwischen dem Anschluß 112 und dem Sammelbehälter in der Vorrichtung 162 und Zufuhr von Drucköl zum Anschluß 114 wird der Servomotorkolben 102 nach links im Sinne der Fig. 3 und 4 verschoben und nimmt dann sämtliche Glieder der Kraftüberführungskette bis hinab zur Mahlscheibe 22 mit sich. Die erfindungsgemäße Mahlvorrichtung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern innerhalb des Rahmens der Erfindung abwandelbar. Patenxansρröche:

1. Mahlvorrichtung zum Bearbeiten von vorzugsweise faserigem Mahlgut, wie Papierstoff, mit einem umlaufenden und einem hinsichtlich des Umlaufs unbeweglichen Mahlkörper, z. B. in Scheibenform, von denen ersterer auf einer Welle sitzt und mittels eines durch ein Arbeitsmittel betätigten Servomotors zwecks Einstellung des Abstandes der Mahlkörper voneinander sowie des Mahldruckes axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (98) einen hin-