-
Schalt- und Regelvorrichtung für Walzenstühle Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schalt- und Regelvorrichtung für Walzenstühle mit Druckmittel-Servomotoren
für das selbsttätige Ein- und Ausschalten der Mahl- und Speisewalzen, bei der die
Druckmittelzufuhr zu den Servomotoren durch eine im Mahlgutzulauf vorgesehene Überwachungsvorrichtung
gesteuert wird, die ein in einer Zweigleitung der zu den Servomotoren führenden
Leitung vorgesehenes Steuerventil betätigt, bei dessen Abschluß der die Servomotoren
betätigende Druck entsteht.
-
Bisher bekannte solche Schalt- und Regelvorrichtungen arbeiten insofern
unvollkommen und entsprechen nicht ganz den Anforderungen der Praxis, als das Ein-
und Ausschalten der Mahlwalzen verhältnismäßig langsam erfolgt. Während bei Handbetrieb
dieses Ein- und Ausschalten dadurch rasch geschieht, daß der Müller mit einem kräftigen
Ruck den Walzenstuhl schnell einschaltet und daß sich die Mahlwalzen durch Ausüben
eines Schlages auf eine den Einrückhebel der Mahlwalzen festhaltende Sperrklinke
unter Federdruck schnell lösen, wird durch Anwenden eines Druckmittel-Hilfsmotors
das selbsttätige Ein- und Ausschalten verlangsamt. Dies geht aus der nachfolgenden
Erläuterung eines Beispiels einer in Fig. r der Zeichnung dargestellten bekannten
Schalt- und Regelvorrichtung hervor.
-
In Fig. r ist ein doppelter Walzenstuhl dargestellt, in dessen Gehäuse
r zwei Paar Mahlwalzen
2, 3 und zwei Paar Speisewalzen 4, 5 angeordnet
sind. Die Schaltvorrichtung für die bewegliche Mahlwalze jedes Walzenpaares ist
außen seitlich am Gehäuse angebracht, und zwar ist in der Zeichnung wegen der besseren
Übersichtlichkeit die zur rechten Stuhlseite gehörende Schaltvorrichtung auf der
linken Stuhlseite dargestellt. Diese Schaltvorrichtung weist ein Schwinglager 6
für die bewegliche Mahlwalze 2 auf, auf das eine Zugstange 7 mit Handrad 7' wirkt.
Die Zugstange 7 ist gelenkig mit einem Einschalthebel 8 verbunden, der auf der Kupplungswelle
9 sitzt. Mit io ist die auf das Schwinglager 6 wirkende Ausrückfeder bezeichnet.
Mit dem Einschalthebel 8 steht ein Kolben i i eines Servomotors in Wirkungsverbindung,
der in einem am Gehäuse i befestigten Zylinder 12 arbeitet. Ein fester Anschlag
13 ist für die Begrenzung der Bewegung des Einschalthebels 8 vorgesehen. Über den
Speisewalzen 4, 5 befindet sich ein Zulaufbehälter 14 für das Mahlgut, der durch
ein über der Speisewalze 4 angeordnetes Speisesegment 15 unten abschließbar ist.
Zur Betätigung des Speisesegments 15 ist ein Hebel 16 vorgesehen, der mittels einer
Stange 17 mit einem Hilfsmotorkolben 18 verbunden ist, welcher in einem Zylinder
i9 arbeitet. Im Zylinder i9 befindet sich eine Feder 24, die so auf den Kolben 18
wirkt, daß dieser bestrebt ist, das Speisesegment 15 zu schließen. Eine Pumpe 23
fördert Druckmittel über Leitungen 25 in die Zylinder 12 und i9. Das in den Zylinder
i9 gelangende Druckmittel ist bestrebt, den Kolben 18 nach unten entgegen der Wirkung
der Feder 24 zu bewegen und dadurch das Speisesegment 15 zu öffnen. Dies geschieht
jedoch nur dann, wenn die im Kolben 18 vorhandene Bohrung 18' abgeschlossen ist.
Ist diese Bohrung 18' offen, so kann das Druckmittel durch den Kolben hindurch zur
Pumpe 23 zurücklaufen. Für das Abschließen der Bohrung 18' ist ein Steuerstift 2o
vorgesehen, der unten eine mit der Bohrung zusammenwirkende Spitze 20' aufweist
und oben mit einem Hebel 21 gelenkig verbunden ist. Am Hebel 21 ist eine im Zulaufbehälter
14 für das Mahlgut befindliche Überwachungsvorrichtung 22 angeordnet.
-
Mittels der Überwachungsvorrichtung 22 wird durch das in den Behälter
14 einlaufende Mahlgut der Stift 2o nach unten bewegt und verschließt mittels der
Spitze 2o' die Bohrung 18'. Das Druckmittel bewegt nun den Kolben 18 so weit abwärts,
bis zwischen der Spitze 2o' des Stiftes 2o und dem oberen Ende der Bohrung 18' ein
so großer Durchlaß vorhanden ist, daß das in den Zylinder einfließende Druckmittel
durch den Durch.laß abfließen kann. Der Stift 2o und der Kolben i8 werden somit
stets so bewegt, wie wenn sie fest miteinander verbunden wären. Der Druck des Druckmittels
wird dabei durch die Stärke der Feder 24 und die Fläche des Kolbens 18 bestimmt.
Infolge der Verbindung des Raumes über dem Kolben 18 mittels der Druckleitung 25
der Pumpe 23 mit dem Zylinder 12 wird der Kolben i i beim Verschließen der Bohrung
18' durch den Stift 2o so verschoben, daß die Mahl- und Speisewalzen eingerückt
werden. Die Kräfte der Federn io und 24 und die Flächen der Kolben i i und 18 sind
so bemessen, daß zunächst der Kolben i i sich bewegt, wenn die Spitze 2o' des Stiftes
2o die Bohrung 18' schließt. Erst wenn die weitere Bewegung des Kolbens i i durch
den festen Anschlag 13 verhindert wird und der Druck in der Leitung 25 weiter ansteigt,
wird der Kolben 18 so weit verschoben, wie sich der Stift 2o abwärts bewegt. Beim
Ausbleiben der Mahlgutzufuhr bewegt sich die Überwachungsvorrichtung unter dem Einfluß
der Rückführfeder 22' nach oben, und der Stift 2o gibt die Durchbohrung 18' des
Kolbens 18 frei. Der Kolben 18 folgt nun der Aufwärtsbewegung der Stange 2o, bis
er an dem festen Anschlag i8" anstößt. Nun drückt der Kolben i i unter dem Einfluß
der Feder io das Druckmittel aus dem Zylinder ii durch die Leitung 25 und
die Bohrung i8' des Kolbens 18 in die Pumpe 23 zurück, wobei die Mahlwalzen ausgerückt
werden.
-
Diese Ein- und Ausschaltbewegung des Kolbens i i bzw. der Mahlwalzen
2, 3 geht nun meist zu langsam vor sich, weil beim Beginn oder bei der Beendigung
des Mahlgutzulaufes der Vors.teuerstift 2o die Bohrung i8' des Kolbens 18 nicht
sogleich völlig verschließt bzw. völlig freigibt, so daß ein Teil des Druckmittels
noch zur Pumpe zurückfließen kann bzw. beim Ausschalten durch die noch zu kleine
Öffnung nicht schnell genug aus dem Zylinder 12 entweicht. Diese vom Müller beanstandete
Langsamkeit des Schaltvorganges hat den Nachteil, daß während der Schließ- bzw.
Öffnungsbewegung der Walzen 2, 3 Mahlgut unverarbeitet zwischen den Walzen hindurchläuft,
weil die Speisevorrichtung nicht auch sofort ein-bzw. ausgeschaltet wird. Wenn das
Druckmittel (z. B. Öl) durch Kälteeinfluß dickflüssig wird, ist dieser Nachteil
noch größer.
-
Ferner versagt bei gemeinschaftlicher Druckmittelzuführung zu mehreren
Walzenstühlen von einer einzigen Pumpe aus die vorstehend. erläuterte Vorrichtung
vollständig, weil der Druck im ganzen Druckmittelkreislaufsystem 23, 25, 18, i i
durch die Kolbenfläche 18 und die Feder 24 bestimmt wird, die wie ein Überström-
und Sicherheitsventil wirken. Die ganze Menge des von der Pumpe geförderten Druckmittels
strömt hierbei durch denjenigen Kolben 18 in den Pumpenkreislauf zurück, dessen
Federbelastung am geringsten ist, so daß nur dieser eine Kolben bewegt wird, während
die Kolben 18 der anderen Walzenstühle bzw. der Speisesegmente unverändert bleiben.
Es ist nämlich praktisch nicht möglich, die Federn von allen Kolben so, genau abzustimmen
oder die Reibungs- bzw. Bewegungswiderstände aller Speisesegmente so gleichmäßig
zu machen, daß ein paralleles und ungestörtes Arbeiten aller Regler erwartet werden
kann. Dieser Übelstand könnte dadurch behoben werden, daß die Weite der Leitung
25, welche zum Zylinder i9 führt, vor diesem Zylinder abgedrosselt wird, so. daß
der
Druck im Kreislaufsystem und den Zylindern r2 im eingerückten
Zustand höher ist als in den Zylindern ig. In diesem Fall würden die Kolben i8 ungestört
voneinander arbeiten können. Diese Anordnung hätte jedoch den großen Nachteil, daß
beim Ein- und Ausschalten der Mahlwalzen das Druckmittel aus den Zylindern 12 durch
die enge Drosselstelle hindurchfließen müßte, wodurch die Schaltbewegung sehr verlangsamt
würde. Bei nur schwacher Drosselung dagegen wäre der Verbrauch an Druckmittel sehr
hoch.
-
Die vorstehend erläuterten Nachteile, nämlich zu langsames Ein- und
Ausschalten der Mahl- und Speisewalzen, schlechtes Parallelarbeiten mehrerer Walzenstühle
bei zentraler Druckmittelversorgung und zu hoher Verbrauch an Druckmittel, sollen
durch die Schalt- und Regelvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch behoben werden,
daß in die von der zu den Servomotoren führenden Leitung zu dem Steuerventil führenden
Zweigleitung in Strömungsrichtung vor dem Steuerventil ein Umsteuerschieber eingebaut
ist, der zu seiner durch das Öffne und Schließen des Steuerventils bewirkten Verstellung
ein im Verhältnis zu den Servomotoren kleines Druckmittelvolumen benötigt und in
dessen einer Endstellung die zu den Servomotoren -führende Leitung geöffnet und
in dessen anderer Endstellung diese Leitung geschlossen und eine besondere Entlastungsleitung
für die Servomotoren geöffnet ist.
-
In den Fig. 2 und 3 der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgegenstandes in je einem senkrechten Schnitt dargestellt.
-
In Fig. 2 sind die Teile i bis 25 gleich ausgebildet wie in Fig. i,
und diese Teile sind schon unter Bezugnahme auf Fig. i beschrieben worden. Außerdem
ist hier ein Umsteuerschieber gezeigt, der durch einen Zylinder 26, einen Kolben
27 und eine Feder 28 gebildet wird und sieben Zu- und Ableitungen 29, 30,
31, 32, 33, 34 und 35 aufweist. Dieser Umsteuerschieber ist der Deutlichkeit
halber im Verhältnis zum Walzenstuhl vergrößert dargestellt. In bezug auf Hub und
Fläche ist er in Wirklichkeit wesentlich kleiner als der Kolben 18, der dem Speisesegment
15 zugeordnet ist. Der Kolben 27 weist am Boden eine Absetzung 27d und in seiner
Zylinderfläche eine ringförmige Eindrehung 36 auf. Das von der Pumpe 23 geförderte
Druckmittel gelangt durch die Leitung 25 und die weite Bohrung 33 in den Ringraum
36 des Kölbens 27. In der gezeichneten Stellung tritt es bei 3o aus und fließt zu
dem Schaltzylinder 12. Dieser ist somit durch große Leitungsquerschnitte mit der
Pumpe bzw. dem zentralen Kreislaufsystem unmittelbar verbunden, und es herrscht
in ihm genau der gleiche Druck wie im ganzen Kreislauf. Eine sehr enge Bohrung 34
führt von der Hauptzuleitung 25 in den Druckraum des Zylinders 26 b"zw. in die Absetzung
27d. Der Druckraum ist durch eine etwas weitere Zweigleitung 2g mit dem Zylinder
ig verbunden. Wenn der Vorsteuerstift 2o die Bohrung i8' des Kolbens 18 schließt,
bildet sich unter dem Kolben 27 und über dem Kolben 18 der gleiche Druck aus. Die
Höhe dieses Druckes wird wieder durch die Kolbenfläche 18 und die Feder 24 bestimmt.
Diese sind so bemessen, daß der Druck genügt, um die Feder 28 des Kolbens 27 zusammenzupressen
und den Kolben 27 in der gezeichneten Lage zu halten. Gibt aber der Vorsteuerstift
2o etwas mehr von der Bohrung 18" des Kolbens 18 frei, dann fließt durch diese Bohrung
das Druckmittel schneller ab, als es durch die sehr enge Bohrung 34 nachströmen
kann. Infolgedessen wird der Raum unter dem Kolben 27 drucklos, und die Feder 28
kann den Kolben 27 in seine tiefste Lage bringen. Dadurch wird die Verbindung der
Öffnung 30 mit der Zuleitung 33 unterbrochen, andererseits die freie Verbindung
der Öffnung 31
mit der besonderen Entlastungsleitung 35 hergestellt. Damit
ist der Abfluß des Druckmittels aus dem Zylinder 12 über große Leitungsquerschnitte
zur Pumpe 23 freigegeben, und das Ausschalten erfolgt sehr rasch. Der Kolben 27,
der nur einen sehr kleinen -Hub hat, kann niemals in einer Zwischenlage stehenbleiben.
Er nimmt stets, und zwar verhältnismäßig rasch, eine der beiden Endlagen ein, so
daß sowohl der Zulauf 3o als auch der Ablauf 31 des Zylinders 12 stets ganz geöffnet
werden. Der Ums:teuerschieber 26-28 benötigt zu seiner durch das Öffnen und Schließen
des Steuerventils 18, 2o bewirkten Verstellung ein im Verhältnis zu den Servomotoren
11, 12 kleines Druckmittelvolumen.
-
Infolge des sehr engen Querschnittes der Bohrung 34 bewegt sich der
Kolben 18 des Speisesegments 15, wenn er von dem Stift 2o gesteuert wird,
langsamer als. bei der Vorrichtung nach Fig. i. Das ist aber kein Nachteil, sondern
ein Vorteil. Denn das Mahlgut, z. B. die leichte Schale des dritten und vierten
Schrotes, strömt nicht gleichmäßig durch den Zulauf an der Überwachungsvorrichtung
22 vorbei, sondern hat Neigung zum Hängenbleiben und plötzlichen Nachstürzen. Jetzt
folgt der Kolben 18 dieser Unregelmäßigkeit nur langsam und gleicht sie aus, so,
daß die Stellung des Speisesegments 15 davon wenig beeinflußt wird und die Aufgabe
des Mahlgutes auf die Walzen gleichmäßig bleibt.
-
Weiter kann durch die enge Leitung 34 nur ein sehr kleiner Teil der
Gesamtfördermenge der Pumpe fließen, so daß der Verbrauch an Druckmittel für die
langsamen Bewegungen des Kolbens 18 mit dem Speisesegment 15 gering ist, denn der
Kolben i i für die Mahlwalzen verbraucht im eingeschalteten Zustand kein Druckmittel.
-
Schließlich kann durch entsprechende Wahl der Kolbenfläche 18 und
der Feder 24 der Druck in den Zylindern ig und 26 kleiner gehalten werden als im
Kreislauf 25 der Pumpe oder der zentralen Versorgungsanlage, und somit können die
Speisesegmente 15 aller angeschlossenen Walzenstühle ungestört voneinander arbeiten.
-
Bei der Schalt- und Regelvorrichtung nach Fig. 3 wird das Speisesegment
15 nicht durch einen Servomotor 18, ig geregelt, sondern dieses Segment wird hier
durch eine gewöhnliche Fühlklappe 14a
im Speiseraum 14 mittels eines
Hebels 16 und 16a bewegt, so daß eine ganz geringe Bewegung der Fühlklappe 14" in
ihrer obersten Lage, also wenn kein Mahlgut mehr läuft, dazu benutzt werden kann,
die Mahl- und Speisewalzen mit Hilfe des Umsteuerschiebers schnell .ein- und auszuschalten.
Zu diesem Zweck endet die Leitung 29 des Umsteuerschiebers 26-27 in einem kleinen
Rückschlagventi138. Dieses wird wird im Betrieb durch den Druck in der Leitung 29
geschlossen. Läuft nun kein Mahlgut mehr zu, befindet sich also die Speiseklappe
14" in ihrer höchsten Stellung, dann öffnet sie das Ventil 38, und das Druckmittel
kann aus der Leitung 29 rasch zur Pumpe zurückfließen, weil es durch die sehr enge
Leitung 34 nicht so schnell nachströmen kann. Der Kolben 27 sinkt nach unten und
gibt die große Ableitung 31 aus dem Zylinder 12 nach dem Rücklauf 35 frei. Der Kolben
i i rückt also schnell aus. Läuft wieder Mahlgut zu, so tritt der umgekehrte Vorgang
ein.
-
Durch Einschalten eines Absperrorgans 29, in die Zweigleitung 29 vom
Umsteuerschieber 26,:27
zum Servomotor 18, i9 kann die Zuführung des Druckmittels
zu diesem Servomotor unterbunden werden. Wenn dieses Absperrorgan geschlossen wird,
drückt die durch die feine Öffnung 34 zuströmende Druckluft den Kolben 27 des Umsteuerschiebers
nach oben, und somit bleiben die Mahl-und Speisewalzen fest eingeschaltet, auch
wenn sich nur noch wenig Mahlgut im Speiseraum 14 befindet, also der Regler 18,
19, 2o die Walzen ausrücken würde. Es ist aber in diesem Falle erwünscht, die Walzen
eingerückt zu lassen, damit der Speiseraum durch den stets verbleibenden kleinen
Spalt zwischen Segment 15 und Walze 14 völlig entleert werden kann.
-
Wenn Preßluft als Druckmittel gebraucht wird, fallen alle Rückleitungen
zur Pumpenanlage fort. Fig. 2 und 3 zeigen in diesem Falle das Leitungssystem für
den Umsteuerschieber punktiert. Wenn dann an den Zylinder 26 noch eine enge Druckleitung
32 angeschlossen wird, tritt im ausgerückten Zustand des Umsteuerschiebers (tiefste
Kolbenstellung 27) auch frische Preßluft in die Ableitung 35, so daß außer der Abluft
des Zylinders 12 durch die Bohrung 31 auch noch Frischluft aus der Leitung 32 zur
Betätigung einer Signalpfeife 37 zur Verfügung steht. Dieses Signal ertönt so lange,
wie der Kolben 27 in seiner Tiefstlage steht, also der Walzenstuhl ausgerückt ist.
Es verstummt sofort beim Einschalten desselben.
-
Die Stange 17 des Kolbens 18 des Servomotors kann außer dem Speisesegment
15 auch die Drehzahlregelung der Mahl- und Speisewalzen betätigen.
-
Wenn von der L'berwachungsvorrichtung nur das Ein- und Ausschalten
der Mahl- und Speisewalzen bewirkt wird, während der Mahlgutzulauf (mittels des
Segments 15) von Hand oder mechanisch geregelt wird, dann kann bei der Vorrichtung
nach Fig. 2 der Kolben i8 im Zylinder i9 festgehalten werden, wobei die Wirkungsweise
des Umsteuerorgans gleichbleibt. Bei den in bezug auf Fig. 2 und 3 beschriebenen
Beispielen der Schalt- und Regelvorrichtung wird in den Servomotoren für das Ein-
und Ausschalten der Mahl- und Speisewalzen und in den Zuleitungen zu diesen Servomotoren
ein gleichmäßiger hoher Druck aufrechterhalten. In den Servomotoren für die Regelung
des Mahlgutzulaufes und in den Druckräumen des Umsteuerschiebers herrscht infolge
der Drosselstelle 34 ein geringer Druck, der bei zentraler Druckmittelzufuhr zu
mehreren parallel arbeitenden Walzenstühlen für die einzelnen Stühle verschieden
sein kann, um bei verschiedenen Widerständen der Speisesegmente 15 ein richtiges
Funktionieren der Stühle zu erzielen.