DE10012696A1 - Zweiwalzen-Rollenpresse zur Druckbehandlung von Schüttgütern - Google Patents

Abstract

Beim Betrieb von Zweiwalzen-Rollenpressen zur Druckbehandlung von Schüttgut zum Zweck der Zerkleinerung oder Kompaktierung ergibt sich bei abrasiven Schüttgütern ein hoher Verschleiß an den Walzen (1) und an den den Walzenspalt seitlich abdichtenden Seitenwänden (4). DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das untere Ende der Seitenwände (4) mit einem in Richtung der Walzenstirnfläche (5) verschiebbaren Kolben (10) auszubilden, der bei seinem Verschleiß mit Hilfe eines Fluids nachstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweiwalzen-Rollenpresse zur Druckbe­ handlung von Schüttgütern zum Zwecke der Zerkleinerung oder der Kompaktierung bzw. Brikettierung mit zwei in einem Maschinenrah­ men drehbar gelagerten Walzen, die zwischen sich einen Walzen­ spalt ausbilden, in den das Schüttgut eingezogen und dabei gepreßt wird, wobei der Walzenspalt durch gegen die Stirnflächen der Walzen geführte Seitenwände seitlich begrenzt wird.

Bei dieser Druckbehandlung der Schüttgüter zum Zwecke der Zer­ kleinerung oder der Kompaktierung bzw. Brikettierung wird das Schüttgut infolge seiner inneren Reibung und der Reibung zwischen dem Schüttgut und den Walzenoberflächen unter Zwang durch den zwickelförmigen Walzenspalt gezogen, und dabei wird innerhalb des Schüttgutes ein in Richtung des engsten Walzenspaltes steigender hoher Druck aufgebaut. Dieser sich aufbauende Druck wirkt ver­ schleißend gegen die Walzenoberflächen und drückt das Schüttgut seitlich aus dem Walzenspalt heraus. Deshalb sind üblicherweise seitlich dicht an den Stirnflächen der beiden Walzen Seitenwände, angeordnet, die dieses seitliche Herausdrücken des Schüttgutes ver­ hindern sollen.

Auf seinem Weg durch den Walzenspalt wird das Schüttgut auch mit hohem Druck an den Seitenwänden vorbei geführt, wodurch bei abra­ siven Schüttgütern ein Verschleiss der Seitenwände stattfindet, der im Bereich des engsten Walzenspaltes am größten ist. Die Seitenwände sind deshalb in diesem Bereich, also an ihrem unteren Ende, bei bekannten Zweiwalzen-Rollenpressen mit einem Verschleißschutz versehen, beispielsweise mit einer Hartpanzerung, und so ausgebil­ det, dass dieser Bereich der Seitenwände leicht ausgewechselt wer­ den kann. Bei starkem Verschleiss kommt es beim notwendigen Aus­ wechseln der gesamten Seitenwände oder nur deren unteren Enden zwangsläufig aber zu unerwünschten Stillständen der Zweiwalzen- Rollenpresse, verbunden mit einem Produktionsausfall.

Insbesondere bei Zweiwalzen-Rollenpressen, deren Seitenwände mit dem Gutaufgabeschacht fest verbunden sind, besteht nicht nur der Nachteil des häufigen Auswechselns, sondern zusätzlich die Gefahr, dass im Betrieb der Zweiwalzen-Rollenpresse bei auftretender Schrägstellung der einen Walze gegenüber der anderen Walze es zu Verklemmungen zwischen der Walze und der gesamten aus Gutauf­ gabeschacht und Seitenwänden bestehenden Vorrichtung kommt. Um hier Abhilfe zu schaffen sind unterschiedliche Vorrichtungen bereits bekannt.

So wird in der DE PS 665 141 vorgeschlagen, in die Spitzen der Sei­ tenwände verstellbare Abnutzungsschutzmittel einzusetzen, die aus sich selbsttätig oder durch zusätzliche Federn oder Gewichte anpres­ sende Einsatzstücke bestehen, und aus unterschiedlich zusammen­ gesetzten Platten, oder aus mehreren in einem Rahmen untereinan­ der angeordneten, bei Vorschub des Pressgutes umlaufenden Rollen oder aus ein auf Rollen umlaufendes Rollenband in einem sich an­ pressenden Einsatzrahmen gebildet sind.

Aus der DE 40 37 816 A1 ist eine Zweiwalzen-Rollenpresse bekannt, bei der zur seitlichen Begrenzung und Abdichtung des Walzenspaltes ein über Reibschluss mit einer der Walzen umlaufender, in Richtung der Walzenachsen axial beweglicher Kreisring angeordnet ist, der die andere Walze im Bereich des Walzenspaltes stirnseitig mit überdeckt. Bei einer Schrägstellung der einen Walze gegenüber der anderen Walze oder auch bei Eindringen von unzerbrechlichen Materialien zwischen den Walzen und dem umlaufenden Kreisring kann der Kreisring vorteilhaft zur Seite hin entsprechend ausweichen. Ferner wird durch das Umlaufen des Kreisrings die den Verschleiß verursa­ chende Differenzgeschwindigkeit zwischen Kreisring und Aufgabegut im Walzenspalt erheblich reduziert, so dass die Schleißteile des um­ laufenden Kreisrings im Vergleich zu fest angeordneten Seitenwän­ den erheblich weniger oft ausgewechselt werden müssen.

Eine konstruktiv einfachere Vorrichtung zur genannten Problemstel­ lung wird in der DE 37 05 051 A1 vorgeschlagen. Die Seitenwände der aus diesem Dokument bekannten Zweiwalzen-Rollenpresse sind mit den Seitenwandungen des Gutaufgabeschachts lösbar verbunden. Die Verbindung der Seitenwände mit den Seitenwandungen des Gut­ aufgabeschachts besteht aus Lenkern und Federelementen, wodurch die unteren Enden der Seitenwände in Achsrichtung der Walzen elastisch nachgiebig angeordnet sind.

Durch die gelenkige Verbindung der Seitenwände mit den Seitenwan­ dungen des Gutaufgabeschachtes wird nicht nur ein vorteilhaftes Ausweichen der Seitenwände, beispielsweise bei einer Schrägstel­ lung einer Walze, herbeigeführt, sondern diese Gelenke stellen auch eine leicht lösbare Verbindung dar, die im Bedarfsfall ein einfaches Auswechseln der Seitenwand ermöglicht.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die Betriebssicherheit von Zweiwalzen-Rollenpressen zu erhöhen, speziell das untere Ende der Seitenwände von Rollen­ pressen in einfacher Weise und ohne erheblichen Konstruktions- und Betriebskostenaufwand so weiter auszubilden, dass die sonst übli­ chen Stillstandzeiten der Zweiwalzen-Rollenpressen durch Auswechseln von Seitenwandteilen deutlich gegenüber bekannten Seitenwän­ den reduziert werden.

Die gestellte Aufgabe wird bei Zweiwalzen-Rollenpressen der ge­ nannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Der im Anspruch 1 beanspruchte Kolben, der aus einem hochver­ schleißfesten Material, beispielsweise einem Hartmetall gefertigt ist, stellt mit seiner der Stirnfläche der Walzen zugewandten Kolbenflä­ che einen Teil der Seitenwand zur seitlichen Begrenzung des Wal­ zenspaltes dar.

Bei einer Verschleißbeanspruchung durch ein abrasives Schüttgut wird nun auch der Kolben an seiner Kolbenstirnfläche - trotz seiner hochverschleißfesten Materialbeschaffenheit - entsprechend mit ver­ schleißen, so dass der Walzenspalt seitlich nicht mehr abgedichtet ist. Da der Kolben aber entsprechend der Erfindung in Richtung der Stirnwand beweglich ausgebildet ist, ist es möglich, durch entspre­ chendes Verschieben des Kolbens die Kolbenfläche wieder gegen den Walzenspalt zu führen und diesen damit erneut abzudichten.

Der Kolben, der vorzugsweise nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ähnlich einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange ausgebildet ist, wird mit Hilfe einer Pumpe, die über ein Fluid, beispielsweise ein hochviskoses Fett, mit dem Kolben in Wirkverbindung steht, entsprechend verschoben.

Wann der Kolben auf Grund seines Verschleißes nachgestellt, d. h. erneut verschoben werden muß, kann nach Erfahrungswerten in be­ stimmten Zeitabständen erfolgen. Es ist aber nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, mit Hilfe von geeigneten Sensoren den Verschleißzustand des Kolbens zu erfassen und das erhaltene Ergebnis als Steuergröße für das Verschieben des Kolbens zu nutzen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an einem in schematischen Zeichnungsfiguren darge­ stellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Walzen einer Zweiwalzen-Rollenpresse in einer Sei­ tenansicht,

Fig. 2 eine Walze der Zweiwalzen-Rollenpresse mit Seitenwand in einer Vorderansicht,

Fig. 3 einen Teilausschnitt der Fig. 2.

In der Fig. 1 sind in einer Seitenansicht die Walzen 1, 2 einer Zwei­ walzen-Rollenpresse schematisch dargestellt. Die beiden Walzen 1, 2, die sich im Betrieb in Pfeilrichtung 9 gegeneinander drehen, bilden zwischen sich einen sich zwickelförmig nach oben öffnenden Walzen­ spalt 3 aus. Das Schüttgut 7, welches der Zweiwalzen-Rollenpresse von oben in Pfeilrichtung 6 in den Gutaufgabeschacht 17 aufgegeben wird, wird durch diesen Walzenspalt 3 nach unten gezogen, dabei gepresst und verläßt die Zweiwalzen-Rollenpresse als druckbehan­ deltes Gut 8.

Zur oberen Abdichtung des Walzenspaltes 3 ist an den Stirnwänden 5 der Walzen 1, 2 seitlich jeweils eine Seitenwand 4 mit Abstand ange­ ordnet (nur die vordere Seitenwand ist dargestellt), wobei der obere Teil der Seitenwand 4 dabei Teil des Aufgabetrichters 17 für das Schüttgut 7 ist. Dabei können die Seitenwände 4 in Achsrichtung der Walzen in Richtung zu deren Stirnwänden ggf. elastisch nachgiebig angeordnet sein.

Im unteren Teil der Seitenwand 4, der den engsten Bereich des Wal­ zenspaltes 3 überdeckt, ist in der Seitenwand 4 erfindungsgemäß ein Kolben 10 angeordnet, der mit seiner Stirnfläche 11 einen Teil der Seitenwand 4 bildet.

In der Fig. 2 ist in einer Vorderansicht die Walze 1 der Zweiwalzen- Rollenpresse gemäß der Fig. 1 dargestellt. Seitlich neben den Stirn­ flächen 5 der Walze 1 ist mit Abstand jeweils eine Seitenwand 4 an­ geordnet, deren Ende bis kurz unterhalb der Walzenachse, - dies entspricht auch dem engsten Bereich des Walzenspaltes - reicht. Das obere Ende der Seitenwand 4 (in der Zeichnung nicht mehr sichtbar) reicht über die Oberkante der Walze 1 hinaus und ist Teil des Aufga­ betrichters 17 (in Fig. 2 nicht mehr sichtbar).

Im unteren Ende der Seitenwand 4 ist erfindungsgemäß der in Rich­ tung der Stirnflächen 5 der Walzen 1, 2 verschiebbare Kolben 10 an­ geordnet (siehe hierzu Fig. 3), dessen Kolbengehäuse 12 über eine Anstellvorrichtung mit vorgegebenem Abstand zur Stirnfläche 5 der Walze 1 am Maschinengehäuse 15 stützend gehalten wird. Die An­ stellvorrichtung besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus ei­ ner Anstellstange 13, die das Kolbengehäuse 12 mit einem Tellerfe­ derpaket 14, das außen am Maschinengehäuse 15 angeordnet ist, verbindet.

In der Fig. 3 ist das Kolbengehäuse 12 sowie seine Abstützung am Maschinengehäuse 15 mit Hilfe der Anstellstange 13 und dem Tel­ lerfederpaket 14 als vergrößerter Teilausschnitt der Fig. 2 dargestellt. Das Kolbengehäuse 12 befindet sich am unteren Ende der Seitenwand 4, die in diesem Bereich mit einer Verschleißschicht 20 versehen ist.

Innerhalb des Kolbengehäuses 12 befindet sich der in Richtung der Stirnfläche 5 der Walze 1 verschiebbare Kolben 10, der gemäß der Erfindung aus einem hochverschleißfesten Material gefertigt ist und der an seiner Rückseite 24 durch ein Fluid 18 abgestützt wird. Dieses Fluid 18, vorzugsweise ein hochviskoses Fett, gewährleistet die im oftmals rauhen Betrieb der Zweiwalzen-Rollenpresse erforderliche Beweglichkeit des Kolbens 10. Zur Erhöhung dieser Beweglichkeit befindet sich um den Kolben 10, der ein gestufter Kolben sein kann, innerhalb des Kolbengehäuses 12 zusätzlich eine mit dem gleichen Fluid 18 gefüllte Ringkammer 23, wodurch die Gefahr der Kolbenver­ klemmung minimiert wird.

Die Verschiebung des Kolbens 10, die notwendig wird, wenn die Stirnfläche 11 des Kolbens 10 soweit abgeschlissen ist, dass eine Abdichtung des Walzenspaltes nicht mehr gewährleistet ist, wird mit Hilfe des Fluids 18 durchgeführt. Zu diesem Zweck ist das Fluid 18 des Kolbengehäuses 12 über eine Bohrung 21 des Kolbengehäuses 12 und eine Leitung 22 mit einer Pumpe 16 verbunden, durch die das Fluid 18 mit dem notwendigen Förderdruck beaufschlagt wird.

Die Steuerung der Pumpe zum Verschieben bzw. Nachschieben des Kolbens 10 - was ohne Stillstand der Zweiwalzen-Rollenpresse durchgeführt werden kann - geschieht in regelmäßigen Zeitabständen oder erfindungsgemäß mit Hilfe von Sensoren, die den Verschleißzu­ stand des Kolbens 10 erfassen (die Sensoren sind in der Zeichnung nicht dargestellt).

Die mit Vorteil mit einem Fluid wie z. B. Fett gefüllte Ringkammer 23 gibt beim Verschieben des Kolbens 10 das verdrängte Fett über die Bohrung 19 des Kolbengehäuses 12 an die Umgebung ab.

Durch das vergleichsweise große Verschleißvolumen des Kolbens 10 sind bei der erfindungsgemäßen Zweiwalzen-Rollenpresse die Be­ triebsrisiken deutlich reduziert, und es kann nicht wie bei bisherigen Konstruktionen, wenn die aus technischen Gründen begrenzte übli­ che Verschleißschutzdicke durchbrochen wird, zu gravierenden Fol­ geschäden an den Seitenwänden 4 und ihrer Aufhängung kommen.

Die Erfindung ist nicht auf das in den Zeichnungsfiguren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sie kann je nach Ausbil­ dung und Verwendungszweck der Zweiwalzen-Rollenpresse durch den Fachmann entsprechend variiert werden, wenn der Grundge­ danke der Erfindung, das untere Ende der Seitenwände aus einem verschiebbaren Kolben auszubilden, erhalten bleibt.

Claims (6)

1. Zweiwalzen-Rollenpresse zur Druckbehandlung eines Schütt­ gutes zum Zwecke der Zerkleinerung oder der Kompaktierung bzw. Brikettierung mit zwei in einem Maschinenrahmen drehbar gelagerten Walzen (1, 2), die zwischen sich einen Walzenspalt (3) ausbilden, in den das Schüttgut (7) eingezogen und dabei gepreßt wird, wobei der Walzenspalt (3) durch gegen die Stirnflächen (5) der Walzen (1, 2) geführte Seitenwände (4) seitlich begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Teil jeder Seitenwand (4) im engsten Bereich des Walzenspaltes (3) ein in Richtung der Stirn­ flächen (5) der Walzen (1, 2) verschiebbarer Kolben (10) angeordnet ist, dessen Stirnfläche (11) einen Teil der Seitenwand (4) bildet.

2. Zweiwalzen-Rollenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) aus einem hochver­ schleißfesten Material, beispielsweise ein Hartmetall, gefertigt ist.

3. Zweiwalzen-Rollenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) über eine Pumpe (16) mit Hilfe eines Fluids, vorzugsweise mit Hilfe eines hochviskosen Fetts verschiebbar ist.

4. Zweiwalzen-Rollenpresse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (16) über Sensoren, die den aktuellen Verschleißzustand des Kolbens (10) erfassen, zur Ver­ schiebung des Kolbens (10) gesteuert wird.

5. Zweiwalzen-Rollenpresse nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) ähnlich einem dop­ peltwirkenden Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange ausge­ bildet ist.

6. Zweiwalzen-Rollenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) des Kolbens (10) über eine Anstellstange (13) und Federn (14) am Maschinengehäuse (15) abgestützt ist.