DE3426477C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schneidmühlen, in denen das zu zerkleinernde Gut durch Schnitt zwischen einem feststehenden und einem umlaufenden Messersatz als Haufwerk zerkleinert wird. Sie bezieht sich insbesondere auf Schneidmühlen nach dem Ober­ begriff von Anspruch 1, d. h. solchen, die mit Scherenschnitt arbeiten.

Mit Scherenschnitt arbeitende Schneidmühlen haben gegenüber den mit achsparallelen Schneidkanten arbeitenden Schneidmühlen den Vorteil, daß geringere Schnittkräfte erforderlich sind und die Lärmerzeugung bei der Zerkleinerung vermindert wird.

Aus der DE-PS 8 65 249 ist eine Schneidmühle bekannt, bei der die Schneidkanten von Rotor- und Statormessern geradlinig ausgebildet und unter einem Winkel zur Drehachse des Rotors jeweils entge­ gengesetzt geneigt sind. Die Schneidkanten liegen dabei auf der Oberfläche von zwei konzentrischen, einschaligen Rotations­ hyperboloiden, so daß feststehende und umlaufende Schneid­ kanten auf ihrer ganzen Länge beim Schneidvorgang praktisch glei­ chen Abstand haben. Abhängig von Neigungswinkel und Schneid­ kantenlänge ändern sich dabei jedoch die Schnittwinkel längs der Schneidkanten relativ stark, so daß sich diese Konstruktion im Hinblick auf die in der Praxis effektiv nutzbaren Schnittwinkel nur für Rotoren geringer axialer Länge eignet. Hinzu kommt, daß die geneigten Messer eine erhebliche Förderung des Gutes zu einer Stirnwand des Mahlraums hin erzeugen, die um so stärker wird, je größer der Neigungswinkel der Schneidkanten ist. Dadurch tritt an einer Seite des Rotors Überlastung ein, während an der anderen Seite sich eine ungenügende Auslastung einstellt. Erhöhter spezifischer Energiebedarf, unruhiger Lauf, Staubbildung und An­ schmieren von Gut an der stärker beaufschlagten Stirnwand des Mahlraums sind die Folge.

Eine für Schneidmühlen mit beliebiger axialer Länge des Rotors ge­ eignete Ausführung zeigt die FR-PS 21 68 617, nach der die Schneid­ kanten der Statormesser oder der Rotormesser achsparallel ausgeführt sind und die Schneidkanten des jeweils anderen Messersatzes eine Schraubenlinie bilden. Man erreicht damit zwar eine gleichbleibende Messerspaltweite und gleiche Schnittwinkel längs der Schneidkanten, aber Konstruktion, Fertigung und Nachschleifen sind aufwendig und sehr teuer, und auch die nachteilige Förderwirkung in einer Richtung infolge der Steigung der Schraubenlinie bleibt erhalten.

Die demgegenüber billige Ausführung, bei der an Stelle der schrauben­ förmigen eine gerade, über die gesamte axiale Erstreckung des Rotors ver­ laufende Schneidkante verwendet wird, ist zwar ebenfalls bekannt, je­ doch kommt hier zusätzlich hinzu, daß sich bei ihr die Messerspalt­ weite beim Vorbeigang der Schneidkante eines umlaufenden Messers an der Schneidkante eines feststehenden Messers längs der Schneidkanten so erheblich ändert, daß nur ein ungleichmäßig zerkleinertes Produkt erhalten und dünnwandiges Aufgabegut praktisch überhaupt nicht ge­ schnitten wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine solche Schneid­ mühle so weit zu verbessern, daß die vorteilhaften Eigenschaften der Schneidmühle nach der FR-PS 21 68 617 weitgehend erreicht werden, daß sie einfach und billig zu fertigen ist und ihre Schneidmesser eine problemlose Lagerhaltung gestatten und leicht nachzuschleifen sind. Weiterhin sollen Mühlen mit beliebiger axialer Länge des Rotors gebaut werden und ältere Mühlen mit achsparallelen Schneidkanten - z. B. durch Austausch des Rotors - auf Scherenschnitt umgerüstet werden können.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Damit ergeben sich folgende Vorteile:

• - die Bearbeitung der gemeinsamen Auflagefläche für die Einzel­ messer verursacht keine hohen Kosten;
• - die Differenz zwischen größter und kleinster Messerspaltweite längs der Schneidkante eines Einzelmessers nimmt für die praktisch brauchbaren Abmessungsverhältnisse, bei denen der Winkel zwischen der die Auflagefläche der Einzelmesser ent­ haltenden Ebene und der Drehachse in der Größenordnung von zwei oder drei Winkelgraden liegt, in erster Näherung reziprok zum Quadrat der Anzahl der Einzelmesser ab;
• - die Anordnung läßt sich ohne Schwierigkeiten auch bei offen aus­ gebildeten Schneidmühlenrotoren verwenden, d. h. solchen, bei denen die Schneidmesser von Balken getragen werden, die über achssenkrechte Scheiben miteinander verbunden sind, wobei die äußeren Scheiben mit Wellenstümpfen für Antrieb und Lagerung ver­ sehen sind;
• - unterschiedlich lange Rotoren können bei entsprechender Ab­ stufung mit gleichen Einzelmessern bestückt werden;
• - bei Ausbruchschäden an den Schneidkanten ist die auszutauschende Messermasse und damit der Kostenaufwand geringer als bei langen Messern;
• - die Handhabung leichter, kurzer Messer bei der Montage ist ein­ facher und ungefährlicher;
• - es können die von Schneidmühlen mit achsparallelen Schneidkanten bekannten Messerformen, sowie die dafür bekannten Einstellvor­ richtungen, die z. B. ein Voreinstellen der Rotormesser außer­ halb der Mühle ermöglichen, verwendet werden.

Die Auswahl geeigneter Abmessungsverhältnisse bei Anwendung der Lehre der Erfindung im Hinblick auf verfahrenstechnisch bedingte Erforder­ nisse bereitet einem Konstrukteur für Schneidmühlen mit durchschnitt­ lichem Fachwissen keine Schwierigkeiten, so daß hier von genauen Maßangaben abgesehen werden kann.

Zur weiteren Verringerung der Schnittkräfte wird vorgeschlagen, die Auflageflächen zweier in Umfangsrichtung des Mahlraums aufeinander­ folgender Reihen von Einzelmessern mit gleichem Neigungswinkel, aber entgegengesetzter Neigungsrichtung auszuführen. Dadurch wird erreicht, daß die bei Schneidmühlen mit Scherenschnitt stets vorhandene Förderung des Gutes zu einer Stirnwand des Mahlraums hin ständig die Richtung wechselt, so daß sich eine gleichmäßige Gutverteilung längs der Schneidkanten ergibt. Der spezifische Energiebedarf wird geringer und der Lauf ruhiger, Staubbildung und Anschmieren von Gut an einer Mahlraumstirnwand werden vermieden. Bevorzugt wird diese Anordnung bei Schneidmühlen verwendet, bei denen die Schneidkanten der Rotor­ messer zur Drehachse geneigt sind und die Schneidkanten der Stator­ messer achsparallel verlaufen.

Es ist aber auch möglich, die Auflageflächen der Einzelmesserreihen gruppenweise in Umfangsrichtung des Mahlraums aufeinanderfolgend mit gleichem Neigungswinkel, aber entgegengesetzter Neigungsrichtung aus­ zuführen. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft bei Schneidmühlen, bei denen die Schneidkanten der Rotormesser achsparallel verlaufen und die Schneidkanten der Statormesser geneigt zur Drehachse sind, da hier die einzelne Statormessergruppe in einem gemeinsamen Messer­ träger eingesetzt werden kann, der außerhalb der Mühle für sich be­ arbeitet und zusammen mit den bereits eingestellten Statormessern als vollständig montierter Messerblock in die Mühle eingebaut werden kann.

Die als Einzelmesser verwendeten Schneidmesser erhalten vorzugs­ weise einheitlich geschliffene Schneidkanten mit gleichem Keil­ winkel. Dieser beträgt beispielsweise 90° bei den Statormessern und 55° bei den Rotormessern, wie auch bei Schneidmühlen mit achs­ parallelen Schneidkanten üblich.

In bestimmten Fällen kann es aber durch die Neigung der Einzel­ messer erforderlich sein, die Einzelmesser einer Reihe bei gleich­ bleibendem Keilwinkel unterschiedlich zu schleifen, um möglichst gleichmäßige Schnittverhältnisse über die gesamte axiale Erstreckung des Mahlraums zu erhalten. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die Schneidkanten so geschliffen sind, daß sich in eingebautem Zustand für jedes Einzelmesser in der Mitte seiner Schneidkante der gleiche Spanwinkel und der gleiche Freiwinkel ergibt, wobei voraus­ setzungsgemäß die Schneidkanten einer Messerreihe in einer gemein­ samen Ebene liegen.

An Hand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Schneidmühle mit geneigten Rotormessern und achsparallelen Statormessern,

Fig. 2 schematisch die Anordnung eines Rotormessers nach Fig. 1 im Aufriß,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 im Grundriß, jedoch stark verzerrt,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Schneidmühle mit achsparallelen Rotormessern und geneigten Statormessern.

In den Figuren werden gleichartige Bauteile mit gleichen Positions­ ziffern bezeichnet.

In dem aus Gehäuseoberteil 2 und Gehäuseunterteil 3 bestehenden Mühlengehäuse der Schneidmühle 1 nach Fig. 1 ist der Rotor 4 dreh­ bar um die waagerechte Drehachse 5 gelagert. Jedes der umlaufenden Rotormesser 6 besteht hier aus drei gleichlangen, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Einzelmessern 6′, 6′′, 6′′′ (Fig. 2 und 3, die die Anordnung des in Fig. 1 am Rotor 4 links oben darge­ stellten Rotormessers zeigen). Diese Einzelmesser sind auf der ge­ meinsamen Auflagefläche 7 am Rotor 4 mit Hilfe der Leiste 8 und (hier nicht dargestellten) Schrauben befestigt, wobei die Auflage­ fläche 7 Teil einer Ebene 9 ist, welche die Drehachse 5 unter dem Winkel 10 (hier 2,5°) schneidet. Die Schneidkanten der Einzelmesser 6′, 6′′, 6′′′ liegen dabei in einer Ebene, die parallel zur Auflage­ fläche 7 verläuft. Die Rotormesser 6 arbeiten mit den im Gehäuseober­ teil 2 eingesetzten Statormessern 11 zusammen, die parallel zur Drehachse 5 verlaufende Schneidkanten haben. Die untere Begrenzung des den Rotor umgebenden Mahlraums 12 bildet das Sieb 13. Der Rotor ist aus einzelnen Balken 14 aufgebaut, die über die achssenkrechten Endscheiben 15 miteinander verbunden sind, wobei diese mit Wellen­ zapfen 16 für Lagerung und Antrieb versehen sind.

Die Lage der Schneidkante eines jeden Einzelmessers bezüglich der Schneidkanten der Gegenmesser, d. h. hier der Statormesser 11, wird dadurch bestimmt, daß jedes Einzelmesser durch Verschieben auf der Auflagefläche 7 derart angestellt wird, daß die äußeren Ecken seiner Schneidkante die Oberfläche des (gedachten) Hüllzylinders 17 be­ rühren, den die Schneidkanten von achsparallelen Rotormessern bei kleinstmöglicher Messerspaltweite zu den Statormessern beschreiben würden. Das bedeutet dann hier, daß die äußeren Ecken der Schneid­ kanten der dicht nebeneinander liegenden, ein Rotormesser 6 bildenden Einzelmesser 6′, 6′′, 6′′′ auf dem Umfang einer langgestreckten Ellipse 18 liegen, die durch Verschneidung der von den Schneidkanten der Einzelmesser bestimmten Ebene mit dem obenerwähnten Hüllzylinder 17 entsteht, die also parallel zur Auflagefläche 7 verläuft.

Damit wird erreicht, daß die durch die Messerneigung bedingte Änderung der Messerspaltweite über der Schneidkantenlänge beim Vorbeigang jedes Einzelmessers an der Schneidkante der Stator­ messer zu einem Minimum wird. Bei der hier beschriebenen Kon­ struktion ergibt sich eine Änderung der Messerspaltweite für je­ des Einzelmesser von maximal 0,07 mm, d. h. mit diesem Wert liegt man noch innerhalb der üblicherweise für achsparallele Messer zulässigen Toleranzgrenze von 0,1 mm.

Das Einstellen der Einzelmesser, die grundsätzlich genauso kon­ struiert sind wie Messer von Schneidmühlen mit achsparallelen Schneidkanten, kann daher in bekannter Weise auch mit Hilfe von üblichen Einstellvorrichtungen erfolgen, die z. B. ein Vorein­ stellen der Rotormesser außerhalb der Schneidmühle erlauben.

Wie aus Fig. 1 deutlich zu ersehen ist, sind die Auflageflächen 7 zweier in Umfangsrichtung des Mahlraums 12 aufeinanderfolgender Reihen der Einzelmesser zur Drehachse 5 zwar unter dem gleichen Winkel, aber jeweils entgegengesetzt geneigt.

Die in Fig. 4 dargestellte Schneidmühle 1 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die Schneid­ kanten der Rotormesser 6 parallel und die Schneidkanten der Stator­ messer 11 geneigt zur Drehachse 5 verlaufen. Die Statormesser 11, die jeweils aus aneinandergereihten Einzelmessern bestehen, sind dabei in zwei Gruppen aufgeteilt, und jede Gruppe ist in einem ge­ meinsamen Messerträger 19 bzw. 20 eingesetzt. Innerhalb einer Messer­ gruppe sind die Auflageflächen sämtlicher Einzelmesser unter gleichem Winkel zur Drehachse 5 geneigt, jedoch ist die Neigung der einen Gruppe bezüglich der anderen engegengesetzt. Durch die Verwendung der herausnehmbaren Messerträger 19, 20 sind Fertigung und Montage sehr vereinfacht, da sie außerhalb der Mühle erfolgen und die Messerträger mit den bereits eingestellten Statormessern als vollständig montierter Messerblock in das Gehäuseoberteil 2 der Schneidmühle 1 eingebaut werden können.

Claims (5)

1. Schneidmühle zur Zerkleinerung von verschiedenartigem Gut durch Schnitt zwischen feststehenden, im Mühlengehäuse be­ festigten Statormessern und umlaufenden, auf einem im Mühlen­ gehäuse drehbar gelagerten Rotor angeordneten Rotormessern, wobei die die gesamte axiale Erstreckung des den Rotor um­ gebenden Mahlraums einnehmenden Statormesser oder Rotor­ messer geneigt zur Drehachse des Rotors verlaufen und die gerade Schneidkante eines jeden dieser Messer windschief zur Dreh­ achse verläuft, während die Schneidkanten des jeweils anderen Messersatzes parallel zur Drehachse verlaufen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes geneigt zur Drehachse (5) verlaufende Messer (6) aus gleichlangen, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Einzelmessern (6′, 6′′, 6′′′) be­ steht, daß jede Reihe der Einzelmesser eine die Drehachse unter einem gleichen Winkel (10) schneidende Ebene (9) als gemeinsame Auflagefläche (7) besitzt, daß die Schneidkanten der Einzelmesser einer Reihe in einer parallel zur zuge­ hörigen Auflagefläche verlaufenden Ebene liegen und daß die Schneidkante eines jeden Einzelmessers bezüglich der Schneid­ kanten der Gegenmesser (11) jeweils eine Lage einnimmt, bei der die durch die Messerneigung bedingte Änderung der Messer­ spaltweite über der Schneidkantenlänge beim Vorbeigang der Schneidkante eines umlaufenden Messers an der Schneidkante eines feststehenden Messers zu einem Minimum wird.

2. Schneidmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflageflächen (7) zweier in Umfangsrichtung des Mahlraums (12) aufeinanderfolgender Reihen der Einzelmesser gleichen Neigungswinkel, aber entgegengesetzte Neigungsrichtung aufweisen.

3. Schneidmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflageflächen (7) der Einzelmesserreihen gruppenweise in Umfangsrichtung des Mahlraums aufeinanderfolgend gleichen Neigungswinkel, aber entgegengesetzte Neigungsrichtung aufweisen.

4. Schneidmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle Einzelmesser eine einheit­ lich geschliffene Schneidkante mit gleichem Keilwinkel aufweisen.

5. Schneidmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei gleichbleibendem Keilwinkel durch unterschiedlichen Schliff der Schneidkanten der in einer Reihe nebeneinander angeordneten Einzelmesser sich für jedes Einzelmesser in eingebautem Zustand in der Mitte seiner Schneid­ kante der gleiche Spanwinkel und der gleiche Freiwinkel ergibt.