Die Erfindung betrifft eine Mahlwalze mit geneigter, feststehender innerer Walzenachse, wobei auf einem Walzengrundkörper ein Walzenmantel vorgesehen ist und zur Lagerung des drehbaren Walzengrundkörpers relativ zur feststehenden inneren Walzenachse ein doppelreihiges Rollenlager als Festlager angeordnet ist und ein davon beabstandetes Zylinderrollenlager als Loslager fungiert.

Mahlwalzen dieser Art werden vor allen Dingen in Luftstrom-Vertikalmühlen zur Mahlung von Zementrohmaterial, Zement, Schlacken, Erze oder Kohle eingesetzt. Beispiele derartiger Mahlwalzen sind aus der DE 31 00 341 A1 , WO 2005/0281 12 A1 oder US 2005/0023390 A1 bekannt.

Gerade in der US 2005/0023390 A1 ist auch eine Lageranordnung für die Mahlwalze und deren Grundkörper beziehungsweise deren Walzenkern und dem darauf um- fangsmäßig aufgebrachten Walzenmantel gezeigt.

Eine bisherige Lageranordnung einer entsprechenden Mahlwalze ist in Fig. 2 in vereinfachter Weise dargestellt.

Die geneigte, feststehende innere Walzenachse 3 ist in einem etwa rechtwinklig davon abstehenden Öffnungsbereich eines Schwinghebels 14 form- und/oder kraftschlüssig und drehfest befestigt.

Zur Verdeutlichung der einwirkenden Kräfte auf den Walzenmantel 6 und die Mahlwalze 30 ist bruchstückartig ein Außenbereich eines Mahltellers 16 mit Mahlbahn 17 und diese bildenden Mahlbahnplatten 18 gezeigt.

Der Grundkörper 7 der Mahlwalze 30 trägt an seinem Umfangsbereich den im Prinzip kegelstumpfförmig ausgebildeten Walzenmantel 6. Die Befestigung zwischen diesen Teilen ist mittels Spannbolzen 37 realisiert. Der Grundkörper 7 der Mahlwalze 30 ist im Bereich der Stirnseite 9 gegenüber der Walzenachse 3 mittels eines doppelreihigen Kegelrollenlagers 31 mit zwei Reihen 34, 35 von Kegelrollen gelagert.

Dieses Lager kann als inneres Festlager bezeichnet werden, wobei der Begriff„inneres" als zur Mitte beziehungsweise dem Inneren der Mühle beziehungsweise zum Mahlteller 16 orientiertes Lager verstanden wird.

Nach außen, beabstandet zu diesem Festlager 31 ist der Grundkörper 7 mit dem Walzenmantel 6 durch ein außenliegendes Loslager 32, zum Beispiel als Zylinderrollenlager, gegenüber der Walzenachse 3 gelagert und abgestützt.

Der Zerkleinerungs- beziehungsweise Mahlvorgang, der im Mahlspalt 27 zwischen der Umfangsflache des Walzenmantels 6 und dem auf der Mahlbahn 17 im Betrieb vorhandenen Rohmaterial stattfindet, ist dem Fachmann auf diesem Gebiet hinreichend bekannt.

Aufgrund der nach innen geneigten Achse 4 der Mahlwalze 30 und der Neigung 28 des Walzenmantels 6 liegen sich am Mahlspalt 27 die Umfangsflache des Walzenmantels 6 und die Mahlbahnplatten 18 mit geringem Abstand etwa parallel gegenüber.

Die zur Zerkleinerung des Rohmaterials, wie Zementrohmaterial oder Kohle, erforderliche Mahlkraft resultiert sozusagen aus der Gewichtskraft der Mahlwalze 30 und der hydraulischen Zusatzkraft, die über ein Federungssystem auf den Schwinghebel 14 und damit auf den Walzenmantel 6 aufgebracht wird.

In der vereinfachten Darstellung in Fig. 2 sind die durch den Mahlprozess auf die Mahlwalze 30 einwirkenden Kräfte, etwa in der Mitte des Walzenmantels 6, mit Pfeilen dargestellt.

Aufgrund der etwa um 15° geneigten Achse 4 der Mahlwalze 30 wirken die Radialkräfte etwa in Richtung des Pfeiles 49 und die Axialkräfte in Richtung des Pfeiles 48, so dass die resultierenden Kräfte vereinfacht in Richtung des Pfeiles 50 auf die Mahlwalze 30 und deren Lageranordnung einwirken.

Die in Fig. 2 dargestellte Lageranordnung von Mahlwalzen 30 mit einem inneren Festlager und einen außenliegenden Loslager hat sich über viele Jahre in der Praxis bestens bewährt.

Aufgrund der Tendenz mit Vertikalmühlen und den darin eingesetzten Mahlwalzen immer höhere Durchsatzleistungen an gemahlenem und klassiertem Feingut zu erreichen, wurden auch zunehmend größere Mahlwalzen eingesetzt. Hierbei stellten sich im Betrieb immer häufiger Probleme und ein höherer Verschleiß mit der bis dahin realisierten Lagerordnung mit innerem Festlager und außenliegendem Loslager ein.

Entsprechend der Erfindung hat man erkannt, dass die schematisch eingezeichneten einwirkenden Kräfte die beiden Reihen des Festlagers 31 mit den Kegelrollen 34, 35 unterschiedlich belasten. Dies deshalb, da nur die innere, das heißt die zur Mühlenmitte zeigende Reihe der Kegelrollen 34, die nach außen wirkenden Axialkräfte und aufgrund der Neigung der Achse 4 auch den größten Teil der Radialkräfte aufnimmt.

Die nach außen gerichtete Reihe der Kegelrollen 35 wird im Normalbetrieb nur mit geringen Radialkräften belastet. Diese extrem unterschiedliche radiale Lastverteilung verschiebt sich umso mehr, wenn die resultierende Mahlkraft 50 nicht mittig am Walzenmantel 6 angreift, sondern mehr in Richtung des größeren Mahlwalzendurchmessers, also in Richtung des Außenrandes der Mahlbahn 17 beziehungsweise eines Staurandes 19.

Die Annahme einer„mittigen" Krafteinwirkung dient lediglich der Vereinfachung für theoretische Berechnungen.

Wie auch Untersuchungen und Verschleißbilder der Mahlteile zeigten, reduziert sich mit einer Verschiebung der resultierenden Kraft 50 nach außen auch die auf die Kegelrollen 35 der äußeren Reihe einwirkenden Radialkräfte immer weiter.

Dies kann in bestimmten Anwendungsfällen dazu führen, dass diese äußere Reihe der Kegelrollen 35 nahezu vollständig entlastet wird und die einzelnen Kegelrollen als Wälzkörper nicht mehr abrollen, sondern aufgrund mangelnder Reibung im Lager auf den Laufflächen gleiten. Dieser Effekt ist etwa mit dem Effekt des„Aquaplaning" vergleichbar. Lagerungsmäßig kann dieser Effekt in der Folge zu einem Anschmiereffekt der Laufbahnen bis hin zu deren Zerstörung aufgrund von unzureichender Schmierung führen.

Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, die aufgezeigten Nachteile und Probleme zu überwinden und eine Mahlwalze zu schaffen, deren Lageranordnung unter Berücksichtigung einer kostengünstigen Lösung eine verringerte Verschleißanfälligkeit aufweist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, von der bisherigen Vorgabe, das Festlager im stirnseitigen, inneren Bereich der Mahlwalze, vorzusehen, da die vermeintlich wesentlichen auf den Walzenmantel wirkenden Kräfte dann im Nahbereich zum Festlager aufgenommen werden können, abzugehen und die gesamte Lageranordnung der Mahlwalze konträr zu konzipieren.

Bei diesem konträren Lagerungsprinzip wird das Festlager sozusagen im Bereich des Walzengrundkörpers beziehungsweise des Walzenkerns nach axial außen versetzt angeordnet. Gleichzeitig wird das bisher sehr großzügig konzipierte Loslager, das bevorzugt als Zylinderrollenlager ausgelegt ist, in den stirnseitigen Bereich der Walzenachse verlegt, das bedeutet, in kürzestem Abstand zur Umfangsfläche des Walzenmantels vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Auslegung der Lageranordnung der Mahlwalze gestattet es auch, das im stirnseitigen Bereich nunmehr vorgesehene Loslager kleiner zu dimensionieren als das in der bekannten Lagerung nach außen versetzte, vorgesehene Loslager, so dass gemäß der Erfindung gleichzeitig zur qualitativen Verbesserung der Lagerung der Mahlwalze eine Kostenersparnis erreicht wird.

Der Walzengrundkörper beziehungsweis Walzenkern wird dementsprechend erfindungsgemäß in seinem äußeren Bereich gegenüber der Walzenachse in vorteilhafter Weise durch ein doppelreihiges Kegelrollenlager abgestützt. Dieses als Festlager fungierende doppelreihige Kegelrollenlager nimmt daher die radialen und axialen auf die Mahlwalze einwirkenden Kräfte auf.

Mit der Bezeichnung„äußerer Bereich" wird im Rahmen dieser Anmeldung der auf der geneigten Achse der Mahlwalze nach außen in Richtung des Schwinghebels weisende Bereich verstanden. Im Gegensatz dazu steht der nach

„innen" gerichtete Bereich für eine Orientierung in Richtung der Mitte des Mahltellers beziehungsweise der Mitte einer entsprechenden Vertikalmühle, in der die Mahlwalze eingesetzt wird. Die Umfangskontur des Walzenmantels wird aufgrund der Neigung der Achse der Mahlwalze in Richtung des Mahltellers und aufgrund der weitestgehend waagrechten Orientierung der Mahlbahn des Mahltellers, mit einer kegelstumpfartigen Umfangskontur ausgelegt. Aufgrund dieser Konstruktion wird zwischen Mahlbahn und Mahlwalze ein Mahlspalt mit etwa gleichem Abstand über die radiale Erstreckung erreicht.

Abhängig von dem zu zerkleinerndem Rohmaterial wird bevorzugter Weise das Festlager bei Zementrohmaterial als doppelreihiges Kegelrollenlager ausgelegt, während für die Zerkleinerung von Rohkohle in Vertikalmühlen ein doppelreihiges Pendelrollenlager bevorzugt eingesetzt wird.

Das zweireihige Pendelrollenlager hat den Vorteil, dass es sowohl axial als auch radialen Belastungen im entsprechenden Dimensionierungsbereich standhält und sich gut dafür eignet, Fluchtfehler auszugleichen.

Das zweireihige Kegelrollenlager ist in vergleichbarer Weise sowohl in radialer als auch in axialer Richtung sehr hoch belastbar. In bevorzugter Weise wird das zweireihige Kegelrollenlager in X-Anordnung als Lager montiert. Abhängig vom Anwendungsfall ist aber auch eine O-Anordnung möglich.

Das etwa stirnseitig zwischen Walzenachse und Walzenkern vorgesehene Zylinderrollenlager als Loslager kann aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Festlagers zum äußeren Bereich hin, relativ klein dimensioniert werden, wodurch bereits eine beträchtliche Kosteneinsparung erzielt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung von Festlager und Loslager wird daher eine veränderte Lastverteilung zwischen den beiden Lagern und eine erhöhte Last am Festlager aufgrund der Neigung der Achse der Mahlwalze sowie des Angriffspunktes und der Kraftrichtung der resultierenden Mahlkraft erreicht, was speziell dann vorteilhaft ist, wenn die resultierende Mahlkraft am Walzenmantel weiter außen, das heißt näher am Staurand des Mahltellers angreift.

Auf diese Weise wird eine Entlastung einer der beiden Rollenlager des doppelreihigen Kegelrollenlagers vermieden, so dass die vorausgehend angesprochenen Probleme und Schäden am Lager verhindert werden können.

Da am Loslager die zu übertragende Kraft geringer ausfällt, kann dieses insbesondere als Zylinderrollenlager ausgelegte Lager kleiner und kostengünstiger konzipiert werden. Nachfolgend wird der Anmeldungsgegenstand anhand schematischer Darstellungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Mahlwalze mit entsprechender Lageranordnung mit Bezug auf einen bruchstückartig im unteren Bereich dargestellten Mahlteller; und

Fig. 2 einen vergleichbaren Axialschnitt durch eine herkömmliche

Mahlwalze mit entsprechender Lageranordnung einschließlich einem Randbereich eines Mahltellers.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Mahlwalze 1 im Axialschnitt mit Walzenachse 3 und der Anlenkung über einen Schwinghebel 14 dargestellt. Im Hinblick auf die Mahl- und Zerkleinerungsfunktion von Rohmaterial ist im unteren Bereich bruchstückartig ein Teil eines Mahltellers 16 mit Mahlbahnplatten 18, einem Staurand 19 und einem entsprechenden Mahlspalt 27 zwischen der Umfangsfläche des Walzenmantels 6 und der Oberfläche der Mahlbahnplatten 18 gezeigt.

Die Umfangsfläche des Walzenmantels 6 und dessen Neigung 28 gegenüber der Achse 4 der Mahlwalze ist derart ausgelegt, dass der Mahlspalt 27 etwa parallel zur Mahltellerebene 26 verläuft.

Erwähnt sei, dass gleiche Bezugszeichen in Fig. 1 wie in Fig. 2 gleiche oder gleichartige Baugruppen einer entsprechenden Mahlwalze zeigen.

Die Walzenachse 3 ist im äußeren Bereich (Fig. 1 , links) in einer entsprechenden Ausnehmung des Schwinghebels 14 starr und drehfest festgelegt.

Im nach innen weisenden Bereich, der etwa zur Mitte des Mahltellers 16 weist, ist der Walzengrundkörper 7 beziehungsweise Walzenkern mit radial außen aufgebrachtem Walzenmantel 6 mittels eines Festlagers 1 1 und eines Loslagers 12 rotativ auf der Walzenachse 3 gelagert.

Das Festlager 1 1 ist im Beispiel der Fig. 1 als zweireihiges Kegelrollenlager 21 ausgelegt und in einer„O"-Anordnung auf der Walzenachse 3 aufgebracht. Dieses Festlager 1 1 ist im Beispiel im äußeren, nach außen zum Schwinghebel 14 orientierten Bereich des Walzengrundkörpers 7 platziert, so dass es die im Betrieb auf den unte- ren Bereich des Mahlwalzenmantels 6 einwirkenden Kräfte zum größten Teil aufnehmen kann.

Das im stirnseitigen Bereich 9 des Walzengrundkörpers 7 beziehungsweise der Mahlwalze 1 auf der Walzenachse 3 vorgesehene Loslager 12 nimmt daher bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung nur relativ geringe, einwirkende Kräfte auf. Aus diesem Grund kann dieses Loslager 12 auch kleiner dimensioniert werden als bisher im Stand der Technik verwendete Loslager 32.

Im Beispiel nach Fig. 1 ist das Lager 12 als Zylinderrollenlager 22 und kleiner konzipiert als ein herkömmliches Lager 32 im Stand der Technik.

Die Lageranordnung der erfindungsgemäßen Mahlwalze 1 zeigt speziell dann ihre herausragenden Vorteile und die Überwindung der Probleme, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, wenn sich die resultierende Krafteinwirkung 50 im Mahlspalt 27 von der mittigen, theoretischen Annahme, nach radial außen (links) in Richtung des angedeuteten Staurandes 19 verschiebt. Insbesondere dann zeigt das Festlager 1 1 gemäß Fig. 1 seine hervorragende Wirkung, da der größte Teil der sowohl radial wie axial einwirkenden Kräfte von diesem Festlager aufgenommen werden kann.

Die Erfindung schafft daher eine Lageranordnung in einer erfindungsgemäßen Mahlwalze 1 , bei der das Festlager 1 1 zur Aufnahme der wesentlichen Kräfte angeordnet und ausgelegt ist, während das kleiner dimensionierte Loslager 12 vergleichsweise nur geringere Kräfte aufzunehmen hat. Diese Lösung bringt auch einen geringeren Verschleiß der entsprechenden Lager mit sich, so dass größere Wartungsintervalle angesetzt werden können.