Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Pendelmühle gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE-PS 33 01 166 ist eine Pendelmühie bekannt, die ein Mühlengehäuse aufweist, das mit den erforderlichen Zuführeinrichtungen und Abführeinrichtungen für das Mahlgut verbunden ist. Das Mühiengehäuse umfasst ein unteres und ein oberes Mühlengehäuse, wobei das untere Mühiengehäuse an der Innenseite seiner Umfangswand eine ringförmige Mahlbahn aufweist.

Im Mühlengehäuse ist vertikal eine Antriebssäule angeordnet, an deren oberen Ende ein Querhaupt befestigt ist, an dem mehrere, die Mahlwerkzeuge bildende Mahlpende! aufgehängt sind. Die Mahlrollen der Mahlpendel werden bei rotierender Antriebssäule durch die wirkende Zentrifugalkraft gegen die Mahlbahn ge- drückt.

Am unteren Ende der Antriebssäule ist ein Getriebe und seitlich des Getriebes ein Antriebsmotor angeordnet. Sowohl das untere Mühlengehäuse als auch der Antriebsmotor sind auf dem Gebäudeboden befestigt.

Im Betrieb der Pendelmühle werden sowohl von dem Antriebsmotor und der Getriebeeinheit als auch von den Mahlwerkzeugen in verschiedenen Bereichen der Pendelmühle Schwingungen erzeugt, die nicht nur einen entsprechend hohen Geräuschpegel verursachen, sondern vor allem zu einer erheblichen Belastung des Materials der Pendelmühle und somit zu einem erhöhten Verschleiß der Bauteile der Pendelmühle führen.

Auf dem Mühlengehäuse ist gemäß der DE-PS 33 01 166 ein Sichtergehäuse mit einem Klappenwindsichter angeordnet. Derartige Pendelmühlen sind seit vielen Jahren im Einsatz und arbeiten zuverlässig.

Die Mahlwerkzeuge und der Antriebsmotor sowie Kupplung und Getriebe müssen allerdings gewartet und gegebenenfalls nach Auftreten von Verschleiß auch repa- riert werden, was teilweise zu langen Ausfallzeiten führt, weil die Zugänglichkeit zu den betreffenden Bauteilen der Pendelmühle bei der bisherigen Bauweise nur nach aufwendigen Aus- und Umbauten möglich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pendelmühle anzugeben, bei der sowohl die Geräuschentwicklung als auch die Materialbelastung durch Schwingungen reduziert wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Pendeimühie gelöst, bei der die Antriebseinrichtung am Boden des Mühlengehäuses freihängend angeordnet ist.

Es hat sich gezeigt, dass bei einer Befestigung der Antriebseinrichtung auf dem Gebäudeboden, auf dem auch das Mühlengehäuse angeordnet ist, der Antriebsstrang ein eigenes Schwingungssystem bildet, das sich in der Regel asynchron zum Schwingungssystem des Mühlengehäuses und der darin befindlichen umlau- fenden Mahlwerkzeuge verhält, was insgesamt zu einer erhöhten Materialbeias- tung der Bauteile der Pendelmühle führt, insbesondere dann, wenn die beiden Schwingungssysteme gegenläufige Schwingungen erzeugen, führt dies zu einem erhöhten Verschleiß der Bauteile. Die freihängende Anordnung der Antriebseinrichtung am Boden des Mühlengehäuses hat demgegenüber den Vorteii, dass die Antriebseinrichtung keine Verbindung zum Gebäudeboden bzw. dem Fundament hat, auf dem das Mühlengehäuse steht. Durch diese Entkopplung wird erreicht, dass die Antriebseinrichtung und das Mühlengehäuse ein gemeinsames Schwingungssystem bilden, das dementsprechend gemeinsame Schwingungen erzeugt, die weitaus materialschonender sind.

Asynchrone oder gegenläufige Schwingungen können erst gar nicht auftreten, so dass das Material der Komponenten der Pendelmühle geschont und gleichzeitig die Geräuschentwicklung reduziert wird.

Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung ein Direktantrieb. Ein solcher Direktantrieb ist durch eine stufenlose Drehzahlregelung gekennzeichnet und weist weder eine Kupplung noch ein Getriebe auf. Der Vorteil eines Direktantriebs besteht somit darin, dass er sowohl kompakt ist als auch im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Ausgangswelle ausgebildet ist. Im Betrieb ist der Direktantrieb schwingungsarm und trägt deshalb neben der Schwingungsentkopplung durch die freihängende Anordnung zusätzlich zu einer Verringerung der Materialbeanspruchung der Bauteile der Pendelmühle bei.

Weitere Vorteile eines Direktantriebs bestehen darin, dass er wartungsfreundlich ist, weil z. B. kein Getriebeöl benötigt wird, das von Zeit zu Zeit erneuert werden muss. Ferner sind kein Getriebe und keine Motorkupplung vorhanden, die instandgehalten werden müssen. Der Energieverbrauch eines Direktantriebs ist deutlich niedriger, als dies bei herkömmlichen Antriebseinrichtungen, wie sie beispielsweise auch in der DE-PS 33 01 166 vorgesehen sind, der Fall ist.

Bevorzugte Direktantriebe sind beispielsweise ein Hydraulikmotor oder ein Tor- quemotor. - A -

Bei Hydraulikmotoren, die auch als Hydromotoren bezeichnet werden, wird hydraulische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt. Es existieren eine Vielzahl von Bauarten von Hydraulikmotoren, die in ihrer Arbeitsweise im Wesentlichen in Konstant- und Verstellmotoren eingeteilt werden können. Für den Einsatz in einer Pendelmühle sind Verstellmotoren bevorzugt, um die Umlaufgeschwindigkeit der Mahlwerkzeuge einstellen zu können. Das von hydrodynamischen Motoren erzeugte Drehmoment ist unabhängig von der Drehzahl steuerbar. Das maximale Drehmoment eines Hydraulikmotors wird durch den Druck der Hydrauiikflüssigkeit bestimmt. Das so genannte Schluckvolumen bestimmt die Drehzahl, die vom zugeführten Volumenstrom abhängig ist.

Besonders bevorzugt sind Torquemotoren, weil diese elektrisch betrieben werden und im Vergleich zu Hydraulikmotoren keine Zu- und Ableitungen für die Hydraulikflüssigkeit benötigen. Torquemotoren erfordern lediglich einen Kühlwasserkreis- lauf. Ein Torquemotor ist ein vielpoliger Elektromotor mit sehr hohen Drehmomenten und relativ kleinen Drehzahlen.

Vorzugsweise ist der Torquemotor vertikal eingebaut, so dass die Ausgangswelle des Torquemotors vertikal ausgerichtet ist.

Vorzugsweise weist der Direktantrieb eine Ausgangswelle auf, die mit der Antriebswelle verbunden ist.

Es ist besonders bevorzugt, dass der Direktantrieb eine Ausgangswelle aufweist, die mit der Antriebswelle der Pendelmühle identisch ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie noch kompakter ist und bezüglich der Montage keine zusätzlichen Verbindungen zwischen Ausgangswelle und Antriebswelle erforderlich macht. _™ Q _

Vorzugwθise ist die Antriebswelle, insbesondere bei der einteiligen Ausgestaltung der Welle, ausschließlich im Direktantrieb gelagert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass bei der Montage des Direktantriebs und der Antriebswelle keine Lagerstelien z. B. am Mühlengehäuse vorgesehen werden müssen, was die ge- samte Anordnung der Komponenten der Pendelmühle weiter vereinfacht.

In Hinblick auf die Lagerung kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Antriebswelle durch zwei Lagerstellen, einer ersten und einer zweiten Lagerstelle, gelagert wird. Besonders bevorzugt kann die erste Lagerstelle als Loslager und/oder die zweite Lagerstelle als Festlager ausgebildet sein.

Die erste Lagersteile kann bevorzugt unter Verwendung eines Radial- Pendelrollenlagers, eines Radialzyiinderrollenlagers, eines Schrägkugellagerpaars oder Radialrillenkugellagerpaars realisiert werden. Die zweite Lagerstelle kann bevorzugt unter Verwendung eines Radialkegelrollenlagerpaars oder eines Radialzyiinderrollenlagers in Verbindung mit einem Radialriilenkugellager bzw. Schrägkugellager realisiert werden.

Anstelle des Schrägkugellagerpaars oder Radialrillenkugeilagerpaars kann auch ein Schrägkugellager in Verbindung mit einem Zylinderrollenlager bzw. ein Radiai- riiienkugellager in Verbindung mit einem Zylinderrollenlager vorgesehen werden.

Besonders bevorzugt kann beispielsweise eine als Loslager ausgestaltete erste Lagerstelle als Radialzylinderrollenlager und eine als Festlager ausgestaltete zweite Lagerstelle mit einem radial freigestellten Radialriilenkugellager in Verbindung mit einem als Loslager ausgebildeten Radialzylinderrolienlager ausgeführt werden.

Weiterhin kann vorgesehen werden, die Lagerungen abzudichten. Es ist weiterhin bevorzugt, die Antriebseinrichtung an einer Montageplatte, insbesondere lösbar, zu befestigen. Die Befestigung an der Montageplatte kann unmittelbar oder mittelbar vorgesehen sein.

Vorteilhafterweise ist die Montageplatte mit der Bodenwand des Mühlengehäuses lösbar verbunden. Die Antriebseinrichtung mit Welle und gegebenenfalls mit den Mahlwerkzeugen kann zusammen mit der Montageplatte vorgefertigt werden und kann als fertige Baueinheit auf einfache Weise in das Gehäuse der Pendelmühle eingesetzt werden.

Vorzugsweise ist die Montageplatte ein Teil der Bodenwand des Mühlengehäuses. Hierzu weist der Boden des Mühlengehäuses vorzugweise einen Ausschnitt auf, in den die Montageplatte eingesetzt werden kann.

Die Bodenwand des Mühiengehäuses weist vorzugsweise mindestens eine Ver- riegeiungseinrichtung auf, die in Verriegelungsstellung die Montageplatte festlegt. Die Montageplatte weist hierzu entsprechende Mittel auf, die mit der Verriegelungseinrichtung der Bodenwand zusammenwirken.

Die Verriegelungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen sich vorzugsweise in horizontaler Richtung verschiebbaren Verriegelungsbolzen auf.

Ferner kann die Verriegelungseinrichtung eine Betätigungseinrichtung aufweisen, was die Möglichkeit eröffnet, den Ein- und Ausbau der Antriebseinrichtung mit Antriebswelle und Mahlwerkzeugen als Baueinheit zu ermöglichen.

Vorzugsweise ist ein Schaufelteller oberhalb der Montageplatte mit der Antriebswelle drehfest verbunden. Auch der Schaufelteller kann vor dem Einbau der Antriebseinrichtung vormontiert werden. Die austauschbare Baueinheit umfasst bei dieser Ausführungsform die Antriebseinrichtung, die Montageplatte, die Antriebswelle mit den Mahlwerkzeugen und dem Schaufelteller.

Vorzugsweise ist das Mühlengehäuse auf einem Schwingfundament angeordnet. Es wird dadurch eine weitere Schwingungsdämpfung bewirkt, wobei die Antriebseinrichtung keine Verbindung mit diesem Schwingfundament aufweist.

Es ist zur Verringerung der Bauhöhe der Pendelmühle bevorzugt, wenn das Schwingfundament eine Aufnahmekammer aufweist, in die die Antriebseinrichtung freihängend hineinragt.

Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch eine Pendelmühle einschließlich Schwingfundament,

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des unteren Mühiengehäuses mit Montageplatte und daran befestigter Antriebseinrichtung,

Figur 3 eine weitere Ausführungsform mit einem angeflanschten Torquemo- tor mit einer integrierten Weifenlagerung,

Figur 4 eine Ausführungsform mit einem Hydraulikmotor, und

Figur 5 eine weitere Ausführungsform mit einem angeflanschten Torquemo- tor mit einer integrierten Wellenlagerung. In der Figur 1 ist eine Pendeimühle 1 dargestellt, die ein Mühlengehäuse 20 aufweist, das aus einem oberen Mühlengehäuse 22 und einem unteren Mühlengehäuse 26 besteht, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Mühlengehäuse ein Zwischenring 24 angeordnet ist. Auf dem oberen Mühlengehäuse 22 ist ein Sichtergehäuse 10 angeordnet, das einen Sichter 12 aufnimmt, der in den Innenraum des oberen Mühlengehäuses 22 hineinragt. Der Sichter 12 wird von einem eigenen Sichterantrieb 14 angetrieben, der auf dem Sichtergehäuse 10 angeordnet ist.

im Mühlengehäuse 20 ist eine Antriebswelle 44 vertikal angeordnet, die an ihrem oberen Ende ein Querhaupt 80 aufweist, an dem mehrere Mahlpendel 82 aufgehängt sind. In der Figur 1 ist lediglich ein derartiges Mahfpendel 82 zu sehen, das am unteren Ende eine Mahlrolie 84 aufweist. Das untere Mühlengehäuse 26 weist an der Innenseite seiner Umfangswand 29 eine Mahibahn 28 auf, gegen die die Mahlrollen 84 aufgrund der Zentrifugalkraft bei rotierender Antriebswelle 44 gedrückt werden. Das Mahlgut wird zwischen der Mahlbahn 28 und den Mahlrollen 84 zerkleinert.

Die Antriebswelle 44 ist als Hohlwelle ausgebildet und erstreckt sich nach unten aus dem unteren Mühlengehäuse heraus. Am unteren Ende befindet sich eine Antriebseinrichtung 40, die als Direktantrieb 41 ausgebildet ist. In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem Direktantrieb 41 um einen Torquemotor 41b. Die elektrischen Zuleitungen und die Kühlwasserleitungen für diesen Torquemotor 41 b sind in der Figur 1 nicht dargestellt.

Ferner ist in der Figur 1 eine Ausführungsform zu sehen, bei der die Ausgangsweile 42 des Torquemotors 41b mit der Antriebswelle 44 der Pendelmühle 1 identisch ist. Es ist ferner zu sehen, dass diese gemeinsame Welle 44 ausschließlich über Lagerstellen 46 und 48 in dem Direktantrieb 41 gelagert ist Weitere Lagerstellen am Mühlengehäuse 20 sind nicht erforderlich.

Die Antriebseinrichtung 40 ist an einer Montageplatte 60 befestigt die in einem kreisförmigen Ausschnitt 31 der Bodenwand 30 des unteren Mühlengehäuses 26 befestigt ist. Details der Befestigung der Montageplatte 60 in der Bodenwand 30 des unteren Mühlengehäuses 26 werden im Zusammenhang mit der Figur 2 beschrieben.

Oberhalb der Montageplatte 60 ist ein Schaufelteller 90 dargestellt.

Der Durchmesser der Montageplatte 60 ist größer als der Außendurchmesser der Antriebseinrichtung 40, so dass diese zusammen mit der Antriebswelle 44 und den Mahlpendeln 82 vormontiert und als Baueinheit 200 von oben in das Mühlen- gehäuse 20 eingesetzt werden kann. Die gesamte Baueinheit 200 ist im oberen rechten Teil der Figur 1 dargestellt.

Das untere Mühlengehäuse 26 ist über gestrichelt eingezeichnete Ankerschrauben 36 an einem Schwingfundament 4 befestigt, das einen Grundkörper 7, z. B. aus Beton, aufweist Dieser Grundkörper 7 liegt über Schwingungsdämpfer 5 auf dem Fundament 3 auf. Innerhalb des Schwingfundaments 4 ist eine Aufnahmekammer 6 ausgebildet, in die die Antriebseinrichtung 40 freihängend hineinragt. Die Antriebseinrichtung 40 weist keinerlei Verbindung zum Schwingfundament 4 oder zum Fundament 3 auf.

Die Antriebswelle 44 ist als Hohlwelle ausgebildet, so dass am unteren Ende 45 Sperrgas eingeleitet werden kann.

Über den Zwischenring 24, der zwischen dem oberen Mühiengehäuse 22 und dem unteren Mühlengehäuse 26 angeordnet ist, ist das Mühlengehäuse 20 mit einer Tragkonstruktion 100 mit dem Gebäudeboden 2 verbunden. Diese Tragkonstruktion 100 weist Querträger 102 und Stützen 104 auf.

Zur Demontage der Antriebseinrichtung 40 ist das Sichtergehäuse 10 um eine horizontale Achse 16 schwenkbar ausgebildet, so dass das Sichtergehäuse 10 mitteis des Schwenkantriebs 18 in die gestrichelte Position verschwenkt werden kann (siehe Bezugszeichen 10', 14').

Im nächsten Schritt wird das obere Mühlengehäuse 22 aufgeschwenkt, so dass die Antriebswelle 44 mit den daran montierten Mahlpendefn 82 zugänglich ist.

Mittels eines Hebewerkzeugs 120, das am Querhaupt 80 angreift, kann die gesamte, die Antriebseinrichtung 40 aufweisende Baueinheit 200 nach dem Lösen der Montageplatte 60 von der Bodenwand 30 des unteren Mühlengehäuses 26 entfernt werden.

In der Figur 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Bodenbereichs des unteren Mühlengehäuses 26 dargestellt. Die Montageplatte 60, an deren Unterseite die Antriebseinrichtung 40 mittels Schrauben befestigt ist, besitzt einen Durchmesser, der dem Durchmesser des Ausschnitts 31 in der Bodenwand 30 des unteren

Mühlengehäuses 26 entspricht. Zum leichteren Einbau der Montageplatte weist diese am unteren Rand eine Fase 64 auf.

Die Montageplatte 60 weist eine größere Wandstärke auf als die Bodenwand 30, so dass die Bodenplatte 60 nach unten vorsteht. Die Bodenwand 30 weist im Aufnahmebereich der Montageplatte 60 einen Rängflansch 38 auf, auf dem die Montageplatte 60 aufliegt.

In diesem Ringflansch ist eine Bohrung 71 vorgesehen, in der ein Verriegelungs- bolzen 72 einer Verriegelungseinrichtung 70 in horizontaler Richtung verschiebbar gelagert ist. In Verriegelungsstellung greift der Verriegelungsbolzen 72 in eine Randausnehmung 62 der Montageplatte 60.

An der Unterseite der Bodenwand 30 und benachbart zum Ringflansch 38 ist eine Betätigungseinrichtung 74 dargestellt, die an dem Verriegelungsbolzen 72 angreift. Die Betätigungseinrichtung 74 kann beispielsweise pneumatisch betätigt werden, so dass der Verriegelungsbolzen 72 von seiner Ruhe- in die Verriegelungsposition und umgekehrt automatisch bewegt werden kann.

In der Figur 3 ist eine Ausfϋhrungsform dargestellt, in der die Antriebseinrichtung 40 ein Torquemotor 41 b ist, der über einen Montagering 50 an der Montageplatte 60 befestigt ist.

Ferner zeigt Figur 3, dass die Ausgangsweile 42 des Torquemotors 41 b mit der Antriebswelle 44 der Pendelmühle 1 identisch und diese gemeinsame Welle 44 ausschließlich über Lagerstellen 46 und 48 in dem Direktantrieb 41 gelagert ist.

Die obere bzw. erste Lagerstelle 48 ist als Loslager realisiert. Hierbei ist ein axial freigestelltes Radial-Pendeirollenlager eingesetzt.

Die untere bzw. zweite Lagerstelle 46 ist als Festlager aus als ein Satz zusammengepaarter, in X-Anordnung angeordneter Radialkegelrollenlager realisiert.

Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der anstelle eines Torquemo- tors 41 b ein Hydraulikmotor 41 a mit einer Antriebswelle 44 vorgesehen ist. Die Zuleitungen für die Versorgung des Hydraulikmotors mit Hydraulikflüssigkeit sind nicht dargestellt.

Die Figur 5 zeigt eine weiter Ausführungsform mit einem Torquemotor 41 b und einer integrierten Lagerung 46, 48, d.h. mit einer Lagerung, bei welcher die Aus- gangswelle 42 des Torquemotors 41 b mit der Antriebswelle 44 der Pendelmühle 1 identisch und diese gemeinsame Welle 44 ausschließlich über Lagerstellen 46 und 48 in dem Direktantrieb 41 gelagert ist.

Die obere bzw. erste Lagerstelle 48 ist als Loslager realisiert, wobei hier ein Radi- aizylinderrollenlager eingesetzt ist. Die untere bzw. zweite Lagerstelle 46 ist als Festlager realisiert, bei welcher ein radial freigestelltes Radialrillenkugeilager in Verbindung mit einem als Loslager ausgebildeten Rad ialzylinderrollenlager verwendet wird.

In den Figuren 3 bis 5 ist zusätzlich noch eine Schaufel 92 am Schaufelteller 90 eingezeichnet.

Bezugszeichenliste

1 Penαelmuhle

2 Gebäudeboden

3 Fundament

4 Schwingfundament

5 Schwingungsdämpfer

6 Aufnahmekammer

7 Grundkörper

10,10' Sichtergehäuse

12 Sichter

14,14' Sichterantrieb

16 horizontale Achse 18 Schwenkantrieb

20 Mühlengehäuse

22 oberes Mühlengehäuse

24 Zwischenring

26 unteres Mühlengehäuse

28 Mahlbahn

29 Umfangswand

30 Bodenwand des unteren Mühlengehäuses

31 Ausschnitt

36 Ankerschrauben

38 Ringflansch

40 Antriebseinrichtung 41 Direktantrieb 41a Hydraulikmotor

41b Torquemotor

42 Ausgangswelle

44 Antriebswelle

45 unteres Ende der Antriebsweile

46 unteres Wellenlager, zweite Lagersteile

48 oberes Welienlager, erste Lagerstelle

50 Montagering

60 Montageplatte

62 Randausnehmung

64 Fase

70 Verriegelungseinrichtung

71 Bohrung

72 Verriegeiungsbolzen

74 Betätigungseinrichtung

80 Querhaupt

82 Mahlpendel

84 Mahlrolle

90 Schaufelteller

92 Schaufel

100 Tragkonstruktion

102 Querträger

104 Stütze 120 Hebewerkzeug

200 Baueinheit