Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Presswalze für eine Walzenpresse, insbesondere zum Brikettieren, Kompaktieren oder Mahlen von körnigem Material, mit einem Walzenkern und einem umfangseitig auf dem Walzenkern befestigten Walzenmantel, der sich aus mehreren über den Umfang verteilten Segmenten mit einander zugewandten Endflächen zusammensetzt, wobei die Segmente stirnseitig umlaufende Spannschultern aufweisen, wobei die Segmente stirnseitig mit jeweils zumindest einem Befestigungsring (bzw. Klemmring/Spannring) lösbar am Walzenkern befestigt sind, welcher die Spannschultern der Segmente übergreift und wobei der Befestigungsring mittels achsparalleler Spannbolzen gegen die Segmente verspannt ist verspannt wird. - Bevorzugt handelt es sich um eine Presswalze für eine Walzenpresse zum Heißbrikettieren oder Heißkompaktieren, z. B. zum Heißbrikettieren oder Heißkompaktieren von direkt reduziertem Eisen (DRI). Körniges Material meint im Rahmen der Erfindung auch staubiges oder pulvriges Material. Bei den (beiden) Endflächen eines Segmentes handelt es sich um die jeweils dem benachbarten bzw. folgenden Segment zugewandten Endflächen, welche achsparallel ausgerichtet und von Walzenachse und Walzenradius aufgespannt werden und von dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Segmentes begrenzt werden. Eine Endfläche eines Segmentes ist folglich einer Endfläche des in Umfangs- richtung folgenden Segmentes zugewandt.

Eine Walzenpresse weist in der Regel zwei gegensinnig rotierende Presswalzen auf. Beim Brikettieren oder Kompaktieren wird das körnige Schüttgut zwischen den Walzen verdichtet. Dazu ist der Walzenmantel, welcher aus den Segmenten zusammengesetzt ist, mit Presswerkzeugen, die Formmulden für das Brikettieren oder Kompaktieren aufweisen können, ausgerüstet. Die Erfindung umfasst aber auch Presswalzen mit Segmenten, die mit einer sonstigen

Verschleißschutzschicht versehen sind, z. B. für das Zerkleinern von Material. Insbesondere beim Heißbrikettieren oder Heißkompaktieren werden die Presswalzen durch das zu verarbeitende Material hohen Temperaturen ausgesetzt, so dass auch die Segmente selbst hohe Temperaturen annehmen. Dieses gilt z. B. bei der Verarbeitung von reduzierten Eisenerzen oder Eisenschwamm, bei denen die Temperaturen bis 900°C betragen können. Bei hohen Temperaturen unterliegen die Segmente in der Regel einem Verschleiß. Um den Verschleiß zu begrenzen, werden solche Presswalzen bzw. deren Mäntel in der Regel gekühlt, z. B. mittels Wasserkühlung. Dabei ist es seit langem bekannt, z. B. in die Spannringe einer solchen Walze umlaufende Kühlkanäle zu integrieren.

Da die (Werkzeug-)Segmente in der Regel einem Verschleiß unterliegen, sind sie lösbar und folglich austauschbar auf dem Walzenkern befestigt. Die Befestigung erfolgt mit Hilfe beidseitiger Befestigungsringe, die auch als Klemmringe oder Spannringe bezeichnet werden und die beidseitigen Spannschultern der Segmente übergreifen. An die Stabilität dieser Segmente werden in der Praxis hohe Anforderungen gestellt, da sie hohen Belastungen unterliegen.

Eine Walzenpresse zum Heißkompaktieren und Heißbrikettieren von Schütt- gütern mit Presswalzen mit Segmenten ist z. B. aus der DE 25 36 670 A1 bekannt. Die Segmente sind mit Ansätzen bzw. Schultern versehen, an denen Befestigungsmittel angreifen, mit denen die Segmente auf dem Walzenkern befestigt sind. Als Befestigungsmittel sind bei dieser vorbekannten Ausführungsform klappbare am Walzenkern gelagerte Klemmbügel vorgesehen, die über einen Zugbolzen gegen das Segment gepresst sind. Als Befestigungsmittel werden alternativ auch gekühlte Schrumpfringe, radial angeordnete Schrauben oder dergleichen vorgeschlagen.

Die Befestigung der Segmente mit Hilfe von Befestigungsringen bzw. Klemmringen, welche die Spannschultern der Segmente übergreifen, ist auch aus der Praxis bekannt. Die Spannschultern haben in der Regel über den gesamten Umfangsbereich des Segmentes denselben Querschnitt. Die Spannbolzen sind im Bereich der Endflächen zwischen zwei aneinander angrenzenden Segmenten angeordnet. Dazu sind in die Endflächen geeignete Nuten eingearbeitet, welche die Spannbolzen aufnehmen. Die bekannten Ausführungsformen haben sich grundsätzlich bewährt, sie sind jedoch hinsichtlich ihrer Stabilität und Haltbarkeit weiterentwicklungsfähig. - Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presswalze für eine Walzenpresse der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche sich bei einfachem Aufbau und einfacher Montage durch eine hohe Stabilität und Haltbarkeit der Segmente auszeichnet, so dass hohe Standzeiten für die Segmente gewähr- leistet sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Presswalze für eine Walzenpresse der eingangs beschriebenen Art, dass die Segmente jeweils zumindest eine achsparallele Durchbrechung für die Spann- bolzen aufweisen, welche bezogen auf die Erstreckung in Umfangsrichtung zwischen den beiden Endflächen des Segments angeordnet ist.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich die Stabilität und damit die Standzeit der Segmente erhöhen lässt, wenn die Spannbolzen, mit denen die beiden Befestigungsringe unter Zwischenschaltung der Segmente gegeneinander verspannt werden, nicht im Bereich der Endflächen und folglich nicht zwischen zwei aneinander angrenzenden bzw. aufeinander folgenden Segmenten angeordnet sind, sondern wenn eine Durchbrechung für den Spannbolzen in das Segment integriert wird, z. B. mittig zwischen den beiden

Endflächen angeordnet wird, und zwar bezogen auf die Erstreckung in Umfangsrichtung. Diese Maßnahmen haben zur Folge, dass in die Endflächen der Segmente keine achsparallelen Nuten, Vorsprünge oder dergleichen eingeformt werden müssen, welche im montieren Zustand einen Spannbolzen zwischen zwei Segmenten aufnehmen. Durch 5 die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden mögliche Schwachstellen der Segmente insbesondere im Bereich der Endflächen vermieden, so dass die Stabilität des Segmentes erhöht wird. Das Einbringen der achsparallelen Durchbrechungen, z. B. als Bohrung, gelingt mit einfachen technischen Mitteln, ohne dass die Stabilität des Segmen- tes beeinträchtigt wird. Ebenso ist eine einfache Verspannung auf diese Weise möglich.

Weitere Aspekte der Erfindung werden im Folgenden erläutert: Die Spannschultern weisen in grundsätzlich bekannter Weise erste Spannflächen auf und der Spannring weist in ebenfalls bekannter Weise zweite Spannflächen auf, d. h. die Spannflächen des Spannrings drücken im Zuge der Montage auf die Spannflächen der Spannschultern, so dass die Segmente auf dem Walzenkern verspannt werden. Dazu ist es zweckmäßig, wenn die ersten Spannflächen und/oder die zweiten Spannflächen zur Erzeugung einer radialen Spannkraft im Zuge des Verspannens der achsparallelen Spannbolzen schräg zur Walzenachse orientiert sind. Die in achsparalleler Richtung aufgebrachten Spannkräfte werden folglich in radialer Richtung verstärkt, so dass eine einwandfreie Fixierung der Segmente auf dem Walzenkern gewährleistet ist. Zusätzlich zu dieser kraftschlüssigen Verbindung ist es jedoch bevorzugt vorgesehen, dass die Segmente auch formschlüssig auf dem Walzenkern gehalten werden. Dazu können die Segmente innenumfangsseitig und der Walzenkern außenumfangsseitig geeignete Formschlusselemente (Vorsprünge

und Ausnehmungen) aufweisen, so dass z. B. eine Nut / Federverbindung zwischen Segmenten und Walzenkern verwirklicht ist.

Der Befestigungsring weist bevorzugt einen die Spannschultern der Segmente übergreifenden Spannkragen auf, wobei dieser Spannkragen die zweiten Spannflächen aufweist, welche gegen die ersten Spannflächen der Spannschultern an den Segmenten anliegen. Der Spannring kann folglich in bevorzugter Ausführungsform aus einem vollständig umlaufenden Basisring und einem daran angeformten und vorzugsweise ebenfalls vollständig umlaufenden Spannkragen bestehen, so dass der Spannring bzw. Befestigungsring selbst im Querschnitt (im Wesentlichen) L-förmig ausgebildet ist.

Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Spannring bzw. dessen Spannkragen mit einer vollständig umlaufenden (zweiten) Spannfläche gegen die ebenfalls vollständig umlaufenden (ersten) Spannflächen der Segmente verspannt wird.

Besonders bevorzugt wird jedoch ein Befestigungsring verwendet, der lokal begrenzte Spannvorsprünge aufweist, die über den Umfang verteilt sind, so dass jedem einzelnen Segment zumindest ein lokal begrenzter Spannvorsprung zugeordnet ist. Der Spannring kann folglich (z. B. im Bereich des Spannkragens), über den Umfang verteilt mehrere, jeweils einem Segment zugeordnete Spannvorsprünge aufweisen, welche z. B. die zweiten Spannflächen aufweisen und sich lediglich über einen Teil des Umfangs eines Segmentes erstrecken. Im Zusammenhang mit einer solchen Ausführungsform des Spannrings mit Spannvorsprüngen ist es besonders zweckmäßig, wenn die Segmente an ihren Stirnflächen in den den Endflächen zugeordneten Stirnflächen- Randbereichen (äußere) Materialverstärkungen aufweisen, welche bezogen auf die erste Spannfläche in radialer Richtung nach außen vorstehen und in

Umfangsrichtung dazwischen taschenartige Einformungen mit den ersten Spannflächen bilden, gegen welche die zweiten Spannflächen des Befestigungsrings anliegen. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass der Befestigungsring nicht über den gesamten Umfang mit den Seg- menten verspannt werden muss, sondern dass eine lokal begrenzte Ver- spannung mit Hilfe z. B. der beschriebenen Spannvorsprünge ausreicht. In diesem Fall ist es dann möglich die Segmente mit zusätzlichen Materialverstärkungen und folglich Verdickungen auszurüsten, da in diesen Bereichen keine Spannflächen für eine Verspannung zur Verfügung gestellt werden müssen. Auf diese Weise lässt sich die Stabilität der Segmente in den besonders kritischen Bereichen erheblich verbessern, so dass die Standzeit weiter erhöht wird. Der Spannring wirkt mit seinen Spannvorsprüngen folglich lediglich in einem zentralen Bereich auf die Segmente, wobei in diesem zentralen Bereich auch die Spannbolzen positioniert sind. Der Spannring hat folglich eine Ausgestaltung im Sinne eines Kronenrings mit kronenartigen Spannvorsprüngen, die bevorzugt in radialer Richtung nach innen (d. h. in Richtung zur Walzenachse hin) vom Spannkragen vorstehen und außerdem in achsparalleler Richtung nach innen (d. h. in Richtung zum Segment hin) vom Spannring bzw. dessen Basisring vorstehen. Bevorzugt ist jedem Segmente bzw. jeder Tasche ein Vorsprung des Spannrings zugeordnet. Es können aber auch mehrere Vorsprünge in eine Tasche eingreifen.

Die eingangs beschriebenen erfindungswesentlichen Durchbrechungen für die Spannbolzen sind bevorzugt zwischen den beschriebenen Materialverstärkun- gen im Bereich der taschenartigen Einformungen angeordnet.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung betrifft die Ausgestaltung der Endflächen des Segmentes. Es wurde bereits erläutert, dass im Bereich der Endflächen auf Nuten oder dergleichen für die Führung der Spannbolzen verzichtet werden

kann. Dennoch kann eine gewisse Kontur der Endflächen zweckmäßig sein. So weist die eine Endfläche des Segmentes z. B. einen Vorsprung (Nase) und die andere Endfläche des Segmentes eine korrespondierende Ausnehmung/Ein- formung (Tasche) auf, wobei der Vorsprung eines Segmentes ähnlich einer Nut/Federverbindung in eine korrespondierende Einformung Tasche des angrenzenden bzw. folgenden Segmentes eingreift. Auf diese Weise werden die Standflächen der Segmente vergrößert, so dass Kräfte, deren resultierende nicht durch die Walzenmitte gehen, besser aufgenommen werden können. Diese einer Nut-Federverbindung ähnliche Ausgestaltung bezieht sich im Wesentlichen auf den zentralen Bereich der Endfläche. Die Endflächen sind folglich in den den Stirnseiten zugeordneten Endflächen-Randbereichen, d. h. beidseitig Vorsprung/Einformung, über die gesamte radiale Dicke des Segmentes und in radialer Richtung oberhalb der Nasen/Taschen über die gesamte Dicke des Segmentes eben und folglich stufenlos ausgebildet. Durch eine solche im Wesentlichen ebene/stufenlose Ausgestaltung der Randbereiche der Endflächen werden Schwachstellen vermieden und damit ein besonders stabiler Aufbau realisiert. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Walzenpresse mit zwei Presswalzen der beschriebenen Art. Die erfindungswesentlichen Presswalzen werden folglich besonders bevorzugt in Kombination innerhalb einer Walzenpresse unter Schutz gestellt. Eine solche Walzenpresse kann bevorzugt für das Brikettieren und/oder Kompaktieren von körnigem Material, insbesondere für das Heiß- brikettieren/Heißkompaktieren ausgelegt sein.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung einer Presswalze in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 2 einen perspektivischen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig.

1 ,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 in einer Seitenansicht,

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Segment der Presswalze nach Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 5 eine stirnseitige Seitenansicht des Gegenstandes nach Fig. 4.

Fig. 1 zeigt eine Presswalze für eine Walzenpresse, insbesondere für das Brikettieren oder Kompaktieren und besonders bevorzugt für das Heißbrikettieren oder Heißkompaktieren von körnigem Material. Eine solche Presswalze besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Walzenkern 1 und einem auf dem Walzenkern 1 befestigten Walzenmantel, der sich aus mehreren, über den Umfang verteilten Segmenten 2 zusammensetzt, wobei diese Segmente 2 achsparallelen Endflächen 3 aufweisen. Die Segmente 2 können außenumfangsseitig profiliert sein; im Ausführungsbeispiel weisen sie Formmulden 4 für die Brikettierung oder Kompaktierung auf. Diese Formwerkzeuge/Formmulden 4 sind einstückig/einteilig in das jeweilige Segment 2 eingearbeitet. Jedes Segment 2 weist eine stirnseitig umlaufende Spannschulter 5 auf.

Die Befestigung der Segmente 2 auf dem Walzenkern 1 erfolgt mit Hilfe zweier Befestigungsringe 6, die auch als Klemmringe oder Spannringe bezeichnet werden. Sie sind z. B. in Fig. 2 dargestellt. Die beiden Befestigungsringe 6

werden beidseitig stirnseitig aufgesetzt, so dass sie die Spannschultern 5 der Segmente 2 übergreifen. Dabei werden die beiden Befestigungsringe 6 mittels achsparalleler Spannbolzen 7 gegeneinander und damit auch gegen die zwischen den Befestigungsringen angeordneten Segmente 2 verspannt. Die Spannschultern 5 weisen dabei erste Spannflächen 8 auf (Fig. 3) und der Spannring 6 weist zweite Spannflächen 9 auf. Um im Zuge des Verspannens der achsparallelen Spannbolzen 7 eine radiale Spannkraft erzeugen zu können, können die erste Spannfläche 8 und die zweite Spannfläche 9 schräg zur Walzenachse orientiert sein. Die mit Hilfe der Spannbolzen 7 aufgebrachte axiale bzw. achsparallele Spannkraft wird dann folglich in eine radiale Spannkraft verstärkt, so dass eine einwandfreie Befestigung der Segmente 2 auf dem Walzenkern 1 gewährleistet wird. Dabei kann zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen den Segmenten 2 und dem Walzenkern 1 realisiert sein, indem z. B. innenumfangsseitig (bzw. unterseitige) Formschlusselemente der Segmente 2 in außenumfangsseitige Formschlusselemente des Walzenkerns 1 eingreifen (und/oder umgekehrt). Jedenfalls kommt dem Verspannen der Segmente 2 mit Hilfe des Befestigungsrings 6, der auch als Klemm- oder Spannring bezeichnet wird, und den Spannbolzen 7 im Rahmen des dargestellten Ausführungsbeispiels besondere Bedeutung zu. Der Befestigungsring 6 ist als im Querschnitt profilierter Ring ausgestaltet. Er weist einerseits einen umlaufenden Basisring 6a und andererseits einen umlaufenden Spannkragen 6b auf, so dass er einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist. Dieser umlaufende Spannkragen 6b übergreift mit den zweiten Spannflächen 9 die Spannschultern 5 der Segmente 2, so dass die zweiten Spannflächen 9 des Spannrings 6 gegen die ersten Spannflächen 8 der Spannschultern 5 gepresst werden.

Die Segmente 2 weisen jeweils eine achsparallele Durchbrechung 10 auf, durch welche die Spannbolzen 7 hindurchgeführt sind. Diese achsparallelen Durch-

brechungen 10 sind bezogen auf die Erstreckung in Umfangsrichtung jeweils zwischen den beiden Endflächen 3 eines Segmentes 2 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Durchbrechung 10 eines Segmentes 2 mittig bezogen auf die Erstreckung in Umfangsrichtung zwischen den beiden Endflächen 3 dieses Segmentes angeordnet. Die Durchbrechungen 10 sind als Bohrungen ausgestaltet und sie erstrecken sich über die gesamte Breite der Segmente 2, so dass die Spannbolzen die Segmente vollständig durchgreifen. Auf diese Weise können die beiden Befestigungsringe 6 beidseitig der Segmente miteinander unter Zwischenschaltung der Segmente 2 verspannt werden.

Der Spannring 6 ist im Ausführungsbeispiel nicht über den gesamten Umfang mit einem konstanten Querschnitt ausgebildet, sondern der Spannring 6 weist lokal begrenzte Spannvorsprünge 1 1 auf. Der Spannring 6 weist folglich über den Umfang verteilt mehrere, jeweils einem Segment 2 zugeordnete Spann- vorsprünge 1 1 auf, wobei diese Spannvorsprünge 1 1 jeweils die zweiten Spannflächen 9 aufweisen. Die Spannvorsprünge 1 1 erstrecken sich folglich lediglich über einen Teil der Bogenlänge eines Segmentes 2, so dass die Krafteinleitung von dem Spannring 6 nicht vollumfänglich bzw. vollflächig, sondern lediglich lokal begrenzt im Bereich der Spannvorsprünge 1 1 erfolgt.

Die Segmente 2 weisen an ihren Stirnflächen 12 und ihren Spannschultern 5 (bzw. im Übergangsbereich zwischen Stirnfläche 12 und Spannschulter 5) äußere Materialverstärkungen 13 auf. Diese Materialverstärkungen 13 stehen bezogen auf die erste Spannfläche 8 in radialer Richtung und bezogen auf die Stirnfläche 12 in axialer Richtung nach außen vor, so dass in Umfangsrichtung zwischen zwei Materialverstärkungen 13 eines Segmentes 2 jeweils eine taschenartige Einformung 14 vorgesehen ist. In diesen taschenartigen Ein formungen 14 sind die ersten Spannflächen 8 der Segmente 2 angeordnet, d. h. der Spannring 6 greift mit seinen lokal begrenzten Spannvorsprüngen 1 1 in

diese taschenartigen Einformungen 14 der Segmente. Die Materialverstärkungen 13, welche in den den Endflächen zugeordneten Stirnflächen-Randbereichen der Segmente 2 angeordnet sind, stören folglich die einwandfreie Verspannung nicht. Sie sorgen für eine Erhöhung der Stabilität im Bereich besonders beanspruchter Bereiche des Segmentes. Der Spannring 6 ist folglich gleichsam kronenartig ausgebildet. Im Bereich dieser lokal begrenzten Spannvorsprünge 1 1 ist unterseitig die zweite Spannfläche 9 realisiert, wobei diese zweite Spannfläche 9 wie auch die erste Spannfläche 8 der Segmente 2 innerhalb der Taschen 14 schräg bezogen auf die Walzenachse angeordnet 10 sein kann.

Im Übrigen ist in den Figuren erkennbar, dass zwei in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Segmente ineinander greifen. Dazu weist die eine Endfläche 3 eines Segmentes 2 eine in Umfangsrichtung vorkragende Nase 15 auf, 15 während die gegenüberliegende Endfläche 3 desselben Segmentes 2 eine korrespondierende und in Umfangsrichtung zurückspringende Tasche 16 aufweist, so dass die Nase 16 eines Segmentes ähnlich einer Nut-Feder- Verbindung in die korrespondierende Tasche 16 des in Umfangsrichtung angrenzenden Segmentes eingreift. Abgesehen von diesen Elementen (Nasen 15/Taschen 16) sind die Endflächen 3 eben bzw. plan und folglich stufenfrei ausgestaltet. Insbesondere kann auf Profilierungen für die Spannbolzen bzw. Spannstangen 7 verzichtet werden, da diese Spannbolzen erfindungsgemäß durch zentrale Durchbrechungen innerhalb des Segmentes 2 geführt sind. Auf diese Weise können die Endflächen 3 insbesondere in den den Stirnseiten zugeordneten Endflächen-Randbereichen, nämlich beidseitig der Nasen und Taschen über die gesamte radiale Dicke des Segmentes und in radialer Richtung oberhalb der Nasen/Taschen über die gesamte Dicke des Segmentes eben und folglich stufenlos ausgebildet werden. Hierdurch werden

Einkerbungen und Vorsprünge vermieden, was zur Festigkeitssteigerung und Haltbarkeitssteigerung der einzelnen Segmente beiträgt.