DE10155265A1

DE10155265A1 - Method and appliance for extruding small parts comprise helical track, hydraulic cylinders, compression chamber, vibrator duct and entry shaft, and perforated matrix.

Info

Publication number: DE10155265A1
Application number: DE10155265A
Authority: DE
Inventors: Karl Schedlbauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-11-10
Filing date: 2001-11-10
Publication date: 2003-05-22

Abstract

The batch of small parts produced is continuously extruded by means of a rotarily driven connecting member consisting of a helically coiled conveyor track. The extruded length is compacted by hydraulic cylinders at a pre-selected force and pressed into the compression chamber. The batch travels through a vibrator duct (105) into the entry shaft (104) of the compression chamber. The compacted batch is pressed through holes in a wall or matrix .

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum extrudieren von Pellets aus Kleinteilen, insbesondere pflanzlichen Kleinteilen. The invention is concerned with a method and an apparatus for extruding of pellets from small parts, especially small plant parts.

Als Pellets werden vorzugsweise runde, relativ kurze wurstähnliche Presslinge bezeichnet, die zu Brennzwecken oder als Tierfuttermittel Verwendung finden. Bei Pellets aus Holzkleinteilen zum Verbrennen haben sich am Markt Durchmesser von 6,5 und 8 mm und einer Länge von etwa 1 bis 2 cm durchgesetzt. Sie werden auf sogenannten Kollerpressen hergestellt. Bei diesen Vorrichtungen dreht sich ein als dickwandiges Lochblech ausgebildeter Außenläufer. In Gegenrichtung dreht sich ein Innenläufer, an dem, sich ebenfalls drehende, gegen den Außenläufer drückende Rollen befestigt sind. Diese drücken die Kleinteile unter Verdichtung durch die Löcher des Außenläufers. Diese Vorrichtungen haben sich zur Pelletherstellung von Futtermitteln, beispielsweise Fischfutter gut bewährt. Weniger geeignet scheinen sie für die Verwendung von Holzkleinteilen. Die Koller, bzw. Rollen drücken die Kleinteile über die Lochkanten in die Löcher, welche quasi den Pressraum bilden. Dabei entsteht eine hohe Reibung und ein entsprechender Verschleiß. Aus der Strangpresstechnik von Holzkleinteilen sind die Nachteile dieses "Um-eine-Kante-pressen" bekannt. Round, relatively short sausage-like pellets are preferably referred to as pellets for burning purposes or as animal feed. For pellets made from small wooden parts for burning have diameters of 6.5 and 8 mm and a length of about 1 to 2 cm. They are manufactured on so-called roller presses. at an external rotor designed as a thick-walled perforated plate rotates in these devices. In the opposite direction, an inner rotor turns, on which, also rotating, against the External runners are attached to pressing rollers. These press the small parts under compression through the holes of the outer rotor. These devices have been used to produce pellets from Animal feed, for example fish feed, has proven itself. They seem less suitable for them Use of small wooden parts. The koller or rollers press the small parts over the Hole edges in the holes, which form the press room. This creates a high level of friction and a corresponding wear. They are from the extrusion technology of small wooden parts Disadvantages of this "pressing around an edge" known.

Mit DE 101 01 386 würde ein Verfahren vorgestellt, bei dem die Kleinteile durch ein schraubenförmiges Verdichtungselement mit lediglich einer Windung die Kleinteile verdichtet und als Strang aus der Pressdüse extrudiert. Das Verfahren eignet sich, bedingt durch seinen spezifisch geringen Energiebedarf vorzüglich zur Herstellung von runden Strängen aus den Palettenklötze abgelängt werden können. Geometriebedingt arbeiten derartige Vorrichtungen umso wirtschaftlicher, je größer die Strangdurchmesser sind. Für die Durchmesser von Pellets sind dies Vorrichtungen zwar prinzipiell geeignet, aber zu aufwändig in der Herstellung. Zwar wäre es möglich, diese Vorrichtungen mehrsträngig zu fertigen, jedoch würde sich der Bauaufwand nur marginal verringern. With DE 101 01 386 a method would be presented in which the small parts by helical compression element with only one turn compresses the small parts and extruded as a strand from the press die. The method is suitable due to its specifically low energy requirements, especially for the production of round strands from the Pallet blocks can be cut to length. Such devices work due to the geometry the more economical the larger the strand diameter. For the diameter of In principle, these devices are suitable for pellets, but they are too complex to manufacture. It would be possible to manufacture these devices in multiple strands, but the Reduce construction costs only marginally.

Der Erfindung ist deshalb die Aufgabe gestellt, das Verfahren von DE 101 01 386 derart weiter zu entwickeln, dass unter weitgehendem Beibehalt seiner Vorzüge Pellets der genannten kleinen Durchmesser insbesondere aus Holzkleinteilen und noch kleinere Pellets aus Futtermischungen kostengünstig hergestellt werden können. The invention is therefore given the task of the method of DE 101 01 386 continue to develop that while largely maintaining its benefits pellets of the above small diameter especially from small wooden parts and even smaller pellets Feed mixtures can be produced inexpensively.

Die Aufgabe der Erfindung wurde mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst. The object of the invention has been achieved with the features of the claims.

Die Erfindung verwendet eine kontinuierliche Strangpresse gemäß DE 101 01 386 in der Ausführung von Fig. 14, jedoch ohne Heizkanal und angepassten, zylindrischen Pressraum. Vor die Spitze des Verdichtungselementes setzt sie eine Lochscheibe, in einer derartigen Tiefe im Pressraum, dass das Verdichtungselement nicht nur an der Lochscheibe anliegen, sondern noch in einer Länge, die bis zu etwa 30° der Schraubenkontur entspricht, tiefer in den Pressraum eintauchen könnte, würde dies nicht durch die Lochscheibe verhindert. Das bedeutet, dass das Verdichtungselement mit einer regelbaren Kraft und in einer regelbaren Stellung, durch die Ansteuerung der das Verdichtungselement und das Antriebsteil bewegenden Kraftgeber, in einer gewünschten Tiefe und/oder mit einer gewünschten Kraft in den Pressraum eintaucht. Die Lochscheibe, künftig als Matrize bezeichnet, ist verdreh- und längsgesichert im Pressgehäuse gelagert. Die Löcher in der Matrize sind entweder zylindrisch oder weiten sich stufenförmig oder konisch in Pressrichtung auf. Sie sind vorzugsweise in Gruppen von mehreren Löchern um ein Mittelloch, durch das ein Führungsdorn ragt, angeordnet. Jedes dieser Löcher bildet quasi eine Pressmatrize. Weiter ist ihre Anordnung derart, dass im Umfang keine nicht von einem Loch durchtrennte Ringfläche gebildet wird. The invention uses a continuous extrusion press according to DE 101 01 386 in the embodiment of FIG. 14, but without a heating channel and an adapted, cylindrical press space. In front of the tip of the compression element, she places a perforated disc at such a depth in the press chamber that the compression element not only abuts the perforated disc, but could also dive deeper into the press chamber to a length that corresponds to about 30 ° of the screw contour, this would not be prevented by the perforated disc. This means that the compression element with a controllable force and in a controllable position, by the actuation of the force transducers moving the compression element and the drive part, is immersed in the pressing space at a desired depth and / or with a desired force. The perforated disc, referred to in the future as the die, is mounted in the press housing so that it is secured against rotation and lengthways. The holes in the die are either cylindrical or widen in a stepped or conical manner in the pressing direction. They are preferably arranged in groups of several holes around a central hole through which a guide pin protrudes. Each of these holes forms a kind of press die. Furthermore, their arrangement is such that no circumferential annular surface is formed, which is not separated by a hole.

Die Kleinteile werden in bekannter Weise durch das Verdichtungselement gegen de Matrize gedrückt und vorverdichtet. Ihre endgültige Verdichtung von bis etwa 1,2 kg/dm³ bei Holzkleinteilen erhalten Sie bei ihrem Transport durch die einzelnen Löcher. Beim Rotieren des Verdichtungselementes werden die Kleinteile dadurch, dass die Vorderkante des Verdichtungselementes an der Matrize ansteht, oder sich in einem geringen Abstand davon befindet, nicht um die Einlaufkante der Löcher gequetscht. Sie werden quasi an der Drehrichtungsabgewandten Seite der Löcher abgeschert. Bereits durch diese, in Pressrichtung angeordneten Löcher konnte ein guter Austrag bei einer verhältnismäßig geringen Antriebsleistung erzielt werden. The small parts are pressed in a known manner by the compression element against the die and pre-compressed. You get your final compression of up to about 1.2 kg / dm ³ for small wooden parts when you transport them through the individual holes. When the compacting element rotates, the small parts are not squeezed around the leading edge of the holes by the fact that the leading edge of the compacting element is in contact with the die or is located at a short distance therefrom. They are sheared off on the side of the holes facing away from the direction of rotation. Even through these holes arranged in the pressing direction, good discharge with a relatively low drive power could be achieved.

Bei einem Versuchsaufbau wurden die Löcher derart in einem Winkel schräg zur Pressrichtung gestellt, dass die sie in einem rechten oder in einem spitzen Winkel zwischen 60° und 90° zur Steigung an der Vorderkante des Verdichtungselementes standen. Überraschenderweise sank die benötigte Antriebsleistung der Vorrichtung ganz erheblich, während sich sowohl die Austragsleistung wie die Qualität der Pellets erhöhten. Mit der sich verringernden Reibung sank der Verschleiß sowohl des Verdichtungselementes als auch der, der Matrize. Dadurch, dass das Verdichtungselement durch die Kraftgeber in Pressrichtung bewegt werden kann, ist es an der Vorderkante quasi selbstschärfend und kann nachgestellt werden. Im Gegensatz zu den vorbekannten Kollerpressen, bei denen der sehr kostspielige Außenläufer einem starken Verschleiß unterliegt und relativ oft ausgewechselt werden muss, kann eine erfindungsgemäße Matrize mehrmals nachgearbeitet werden. Ihre Herstellungskosten betragen nur einen Bruchteil von denjenigen eines Außenläufers einer Kollerpresse. In a test setup, the holes were inclined at an angle to the Press direction that they are at a right or at an acute angle between 60 ° and 90 ° to the slope at the front edge of the compression element. Surprisingly, the required drive power of the device dropped quite significantly while both the discharge rate and the quality of the pellets increased. With the diminishing Friction decreased the wear of both the compression element and that of the die. Because the compression element is moved in the pressing direction by the force transducers it is quasi self-sharpening on the front edge and can be adjusted. in the Contrary to the previously known roller presses, in which the very expensive external rotor is subject to heavy wear and must be replaced relatively often die according to the invention can be reworked several times. Your manufacturing costs are only a fraction of those of an external rotor of a roller press.

Werden die Löcher in der Matrize drahterodiert, lassen sich nicht nur runde sondern beliebige Lochformen herstellen. Im Gegensatz zu den Außenläufern besitzen die Matrizen eine deutlich größere Stabilität und neigen nicht zum Brechen. If the holes in the die are wire-cut, not only round but also produce any hole shapes. In contrast to the external rotors, the matrices have one significantly greater stability and do not tend to break.

Die Erfindung lehrt deshalb die Schrägstellung der Löcher in einem Winkel von ca. 60° bis zu etwa 90° zur Druckfläche des Verdichtungselementes. The invention therefore teaches the inclination of the holes at an angle of approximately 60 ° to to about 90 ° to the pressure surface of the compression element.

Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine Feuchte bei Holzkleinteilen von bis zu etwa 20% atro die geringsten Verdichtungskräfte beansprucht und sich auf die Qualität der Pellets vorteilhaft auswirkt. Bei zu trockenen Holzkleinteilen wird jedoch ein deutlich höherer Kraftbedarf notwendig. Die Erfindung nützt die Erkenntnis, dass pflanzliche insbesondere aber Holzkleinteile ihre Festigkeit quasi sofort verlieren, wenn sie mit Dampf, unter Druck stehendem Heißwasser oder heißem Wasser beaufschlagt werden. Sie nützt diese Erkenntnis, in der Form, dass sie durch das Verdichtungselement, entweder im Bereich der teilweisen Verdichtung, oder aus dem, durch das Verdichtungselement ragenden Dorn H₂O in Form von Dampf, vorzugsweise weitgehend trockenen oder überhitzen Dampf, heißes Wasser oder unter Druck stehendes Heißwasser mit einer Temperatur von ca. 105°C bis etwa 200°C in den noch nicht vollständig verdichteten Strang einbringt. Experiments have shown that moisture in small wooden parts of up to about 20% dry requires the lowest compression forces and has an advantageous effect on the quality of the pellets. If the wooden parts are too dry, however, a much higher power requirement is necessary. The invention makes use of the knowledge that small parts of plants, in particular wood, lose their strength almost immediately if steam, pressurized hot water or hot water are applied to them. It uses this knowledge in the form that it passes through the compression element, either in the area of partial compression, or from the mandrel H ₂ O protruding through the compression element in the form of steam, preferably largely dry or superheated steam, hot water or under Pressurized hot water with a temperature of approx. 105 ° C to approx. 200 ° C in the not yet fully compressed line.

Damit keine Kleinteile, insbesondere staubförmiger Abrieb der Kleinteile die Austrittsöffnungen verstopfen können, bildet die Erfindung die schraubenförmig gewundene Förderfläche des Verdichtungselementes in mindestens einer, vorzugsweise jedoch mit 2 bis 5 Stufen aus. Die Höhe einer jeden Stufe, in der schraubenförmigen Kontur der Druckfläche gegen die Pressrichtung zurückgesetzt wird beträgt etwa 0,5 bis 4 mm, kann bei Bedarf aber größer sein. Die Stufen werden vorzugsweise an jedem Stufenende scharfkantig ausgeführt. Unmittelbar hinter dem Absatz ordnet die Erfindung die Austrittsöffnungen für das H₂O an. Die können sowohl Löcher in einem Durchmesserbereich von 1 bis etwa 6 mm sein, als auch Langlöcher. Das H₂O kann mittels einer handelsüblichen Drehdurchführung in das Verdichtungselement eingebracht werden und wird mit Bohrungen zu den Austrittsöffnungen geführt. So that no small parts, in particular dust-like abrasion of the small parts, can clog the outlet openings, the invention forms the helically convoluted conveying surface of the compression element in at least one, but preferably with 2 to 5, stages. The height of each step in which the helical contour of the pressure surface is set back against the pressing direction is approximately 0.5 to 4 mm, but can be larger if required. The steps are preferably carried out with sharp edges at each end of the step. Immediately behind the paragraph, the invention arranges the outlet openings for the H ₂ O. They can be holes in a diameter range from 1 to about 6 mm, as well as elongated holes. The H ₂ O can be introduced into the compression element using a commercially available rotary union and is guided to the outlet openings with bores.

Diese Art der H₂O-Zuführung weiß die Erfindung auch für das kontinuierliche Strangpressen von Strängen zu nutzen. Sie setzt das vorgenannte Verdichtungselement auch für Strangpressen gemäß DE 101 01 386, anstatt oder kombiniert mit einem Reaktor gemäß EP 0 376 175 oder in der Weiterentwicklung von DE 198 38 187 Fig. 12, zur Strangerwärmung ein. Durch dies vorteilhafte Art der Strangerwärmung auf Abbindetemperatur kann erheblich H₂O eingespart werden, das der Dampf nicht mehr durch die bereits kondensierte H₂O Schicht dringen muss. The invention also knows how to use this type of H ₂ O feed for the continuous extrusion of extrudates. It also uses the aforementioned compression element for extrusion presses according to DE 101 01 386, instead of or in combination with a reactor according to EP 0 376 175 or in the further development of DE 198 38 187 Fig. 12, for strand heating. This advantageous type of strand heating to the setting temperature considerably saves H ₂ O that the steam no longer has to penetrate through the already condensed H ₂ O layer.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben, wobei im übrigen bezügliche der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird. The invention is described below without restricting the general inventive concept based on exemplary embodiments with reference to the drawings described, with the rest of the disclosure of all in the text is not closer explained details of the invention is expressly pointed out.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Presse. Fig. 1 shows a longitudinal section through a press.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Presse auf der Linie I-I gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a longitudinal section through a press on line II according to FIG. 1.

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Matrize Fig. 3 is a plan view of a die

Fig. 4 eine Unteransicht der Matrize gemäß Fig. 4 Fig. 4 is a bottom view of the die of FIG. 4

Fig. 5 einen Teilschnitt auf der Linie II-II gemäß Fig. 3 bzw. auf der Linie III-III gemäß Fig. 4. Fig. 5 is a partial section on the line II-II of FIG. 3 or on the line III-III of FIG. 4.

Die Fig. 3, 4, und 5 sind maßstabsgleiche Einzelansichten des selben Bauteils. FIGS. 3, 4, and 5 are drawn to the same individual views of the same component.

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Verdichtungselementes. Fig. 6 is a side view of a compression element.

Fig. 7 eine Ansicht eines Verdichtungselementes in Richtung des Pfeils X gemäß Fig. 6. Fig. 7 is a view of a compression element in the direction of the arrow X in FIG. 6.

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Verdichtungselementes mit Dorn. Fig. 8 is a side view of a compression element with a mandrel.

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Strangpresse für Stränge. Fig. 9 shows a section through an extrusion press for strands.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Presse zur Herstellung von Pellets. Die Kleinteile gelangen aus dem Einfüllschacht 1 über die Wanne 2 des Kleinteileförderers 3 in den Einlaufschacht 4 und aus diesem in den Verdichtungsbereich 5 des Verdichtungselementes 6. Im Verdichtungsbereich werden sie vorverdichtet und durch die Löcher 7 gedrückt. Durch die Reibung in den Löchern erhalten Sie ihre entgültige Verdichtung. Der Winkel im Maß 8 im 3-dimensionalen Raum beträgt vorzugsweise 60° bis 90°, kann aber bei geeigneten Kleinteilen auch einen stumpfen Winkel aufweisen (die Darstellung ist zweidimensional und nur schematisch). Durch diesen spitzen bzw. rechten Winkel zwischen der Vorderkante 9 des Verdichtungselementes 6 ergibt sich eine deutlich besseres Produkt und eine verringerte Reibung der Kleinteile gegen die Vorderfläche 10 der Matrize 11. Durch die vorzügliche Qualität der auf einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Produkte und ihre durch die Schrägstellung der Löcher 7 erzielten gleichmäßigen Verdichtung brechen die Pellets erst in einer weit größeren Länge ab, als bei vorbekannten Kollerpressen. Es wird deshalb unter Umständen nötig sein, sie auf eine bestimmte, einstellbare Länge mechanisch abzubrechen. Fig. 1 shows a longitudinal section through a press for the production of pellets. The small parts pass from the feed chute 1 via the trough 2 of the small parts conveyor 3 into the inlet chute 4 and from this into the compression area 5 of the compression element 6 . In the compression area, they are pre-compressed and pressed through the holes 7 . The friction in the holes gives them their final compression. The angle in dimension 8 in 3-dimensional space is preferably 60 ° to 90 °, but can also have an obtuse angle for suitable small parts (the representation is two-dimensional and only schematic). This acute or right angle between the front edge 9 of the compression element 6 results in a significantly better product and a reduced friction of the small parts against the front surface 10 of the die 11 . Due to the excellent quality of the products produced on a device according to the invention and their uniform compression achieved by the inclination of the holes 7 , the pellets only break off to a much greater length than in the case of previously known roller presses. It may therefore be necessary to mechanically break them to a certain, adjustable length.

Eine einfache Lösung sieht die Erfindung hierzu in Form eines sich drehenden Abbrecharmes 12 vor. Selbstverständlich sind auch andere Formen des Abbrechens möglich und geeignet. The invention provides a simple solution for this in the form of a rotating break-off arm 12 . Of course, other forms of breaking off are also possible and suitable.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Presse zur Herstellung von Pellets auf der Linie I-I gemäß Fig. 1. Im Ausführungsbeispiel ist das Verdichtungselement 13 in einem Getriebegehäuse 14 gelagert und wird von einem Motor 15 angetrieben. Bei kleineren Ausführungen der Erfindung kann es allerdings durchaus vorteilhaft sein, das Verdichtungselement direkt auf dem Motor zu lagern, wenn er eine geeignete Drehzahl besitzt. Je nach Größe des Verdichtungselementes haben sich Drehzahlen von etwa 150 mm^-1 1 bis zu ca. 1450 min^-1 als geeignet erwiesen. Im Ausführungsbeispiel verwendet die Erfindung einen feststehenden Dorn 16. Dieser kann allerdings auch mitdrehend ausgeführt sein. Die beiden Kraftgeber 17, vorzugsweise Hydraulikzylinder, halten das Verdichtungselement 13 in einem einstellbaren Abstand und/oder drücken es gegen die Matrize 18. Für Holzkleinteile kann beispielsweise die folgende Einstellung vorteilhaft sein: Abstand im Maß 19 zwischen der Vorderkante 20 des Verdichtungselementes 13 und der Matrize 18 = 0,2 mm; Druckkraft auf die von der Vorderkante überfahrenen Löcher 21 = 800 kp/cm²; Drehzahl = 320 min^-1. Wird die Druckkraft z. B. durch einen größeren Holzbrocken der ein Loch 18 verstopft überschritten, wandert das Verdichtungselement 13 für einige Umdrehungen gegen die Pressrichtung zurück. Hat sich das Verdichtungselement 13 durch Abrieb verkürzt, kann es nachgestellt werden. Durch diese federnde und/oder krafteinstellbare Längslagerung des Verdichtungselementes 13 wird der Verschleiß vom ihm und von der Matrize minimiert. FIG. 2 shows a longitudinal section through a press for producing pellets on line II according to FIG. 1. In the exemplary embodiment, the compression element 13 is mounted in a gear housing 14 and is driven by a motor 15 . In smaller versions of the invention, however, it may be advantageous to mount the compression element directly on the engine if it has a suitable speed. Depending on the size of the compression element, speeds of approximately 150 mm ^-1 1 up to approximately 1450 min ^{-1 have} proven to be suitable. In the exemplary embodiment, the invention uses a fixed mandrel 16 . However, this can also be designed to rotate. The two force transmitters 17 , preferably hydraulic cylinders, hold the compression element 13 at an adjustable distance and / or press it against the die 18 . For small wooden parts, for example, the following setting can be advantageous: distance in dimension 19 between the front edge 20 of the compression element 13 and the die 18 = 0.2 mm; Compressive force on the holes 21 traversed by the front edge = 800 kp / cm ² ; Speed = 320 min ^-1 . If the pressure force z. B. exceeded by a larger chunk of wood clogged a hole 18 , the compression element 13 migrates back for a few turns against the pressing direction. If the compression element 13 has shortened due to abrasion, it can be adjusted. This resilient and / or force-adjustable longitudinal mounting of the compression element 13 minimizes wear on it and on the die.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht einer Matrize, gesehen vom Verdichtungselement. Mit der Phantomlinie 22 ist der Durchmesser des Dornes dargestellt. Im Bereich, in dem er die Matrize 23 durchdringt, ist er auf den Durchmesser der zentrischen Matrizenbohrung 24 abgesetzt. Die, die Pressräume bildenden Löcher 25, sind im Ausführungsbeispiel in 6 Gruppen zu je 10 Löchern angeordnet, was in Fig. 4 deutlicher sichtbar wird. Je mehr die Löcher 25 schief in die Matrize 23 gebohrt werden, desto elliptischer wird die Einlaufkante 26, und umso länger der Einlaufbereich im Maß 27, und desto leichter können die Kleinteile durch das Verdichtungselement in die Löcher 25 gedrückt werden. Die in Drehrichtung des Verdichtungselementes liegende Hälfte 28 der Einlaufkante 26 wirkt dabei quasi als Schneidkante. Die Ausfräsung in der Kontur 29 dient als Verdrehsicherung. Da die Erfindung durch die Reibung sehr stark erwärmt wird, sieht die Erfindung die Verwendung von Warmarbeitsstählen vor, die zur Minderung des Verschleißes nitriert werden. Der Verschleiß betrifft die Matrize in zweierlei Arten: Die erstere betrifft die Stirnfläche 30 der Matrize und die Einlaufkanten 26. Sobald die Einlaufkanten nicht mehr scharfkantig genug sind, d. h., wenn sie sich abgerundet haben und den Kleinteileintrag erschweren, wird die Stirnfläche 30 abgeschliffen und die Matrize neu nitriert. Die zweite Art betrifft den Verschleiß in den Löchern 25. Sie weiten sich durch die Reibung der durch sie hindurch transportierten, zu Pellets verdichteten Kleinteile auf. Wird der zulässige Pelletdurchmesser überschritten, muss die Matrize erneuert werden. Das Abschleifen der Stirnfläche kann hingegen mehrmals erfolgen. Die geringen Kosten einer erfindungsgemäßen Matrize und die Möglichkeit sie mehrmals nachzuarbeiten bilden einen beträchtlichen Kostenvorteil gegenüber den vorbekannten Kollerpressen. Fig. 3 shows a view of a die, seen from the compression element. The diameter of the mandrel is shown with the phantom line 22 . In the area in which it penetrates the die 23 , it is offset to the diameter of the central die bore 24 . The holes 25 forming the press spaces are arranged in the exemplary embodiment in 6 groups of 10 holes each, which is more clearly visible in FIG. 4. The more the holes 25 are drilled obliquely in the die 23 , the more elliptical the leading edge 26 becomes, and the longer the leading area in dimension 27 , and the easier the small parts can be pressed into the holes 25 by the compression element. The half 28 of the leading edge 26 lying in the direction of rotation of the compacting element acts as a cutting edge. The cutout in the contour 29 serves as an anti-rotation device. Since the invention is heated to a very high degree by the friction, the invention provides for the use of hot-working steels which are nitrided to reduce wear. Wear affects the die in two ways: the former affects the end face 30 of the die and the leading edges 26 . As soon as the leading edges are no longer sharp-edged, that is, if they have rounded off and make the entry of small parts difficult, the end face 30 is ground off and the die is re-nitrided. The second type concerns wear in the holes 25 . They expand due to the friction of the small parts that are transported through them and compressed into pellets. If the permissible pellet diameter is exceeded, the die must be replaced. The end face can be sanded several times. The low cost of a die according to the invention and the possibility of reworking it several times form a considerable cost advantage compared to the previously known roller presses.

Fig. 4 zeigt eine Unteransicht der Matrize gemäß Fig. 3, also die Ansicht gegen die Pressrichtung. Deutlicher als in Fig. 3 ist hier zu erkennen, dass die Löcher 31 in Gruppen 32 unterteilt sind, im Ausführungsbeispiel in 6 Gruppen. Die Löcher jeder Gruppe sind in die gleiche Richtung und mit gleichem Winkel schräggestellt. Bei einigen Kleinteilearten, wie zum Beispiel Futtermittel, die einen geringeren Pressdruck benötigen, kann auf die Schrägstellung der Löcher verzichtet werden. Allerdings hat sich auch hier die Gruppenanordnung der Löcher bewährt. Es ist in jedem Fall vorteilhaft, wenn jeder Punkt der Vorderkante des Verdichtungselementes während einer Umdrehung über zumindest ein Loch fährt und sich die verdichteten Kleinteile nicht ringförmig auf der Matrize aufbauen können. FIG. 4 shows a bottom view of the die according to FIG. 3, that is, the view against the pressing direction. It can be seen more clearly than in FIG. 3 that the holes 31 are divided into groups 32 , in the exemplary embodiment into 6 groups. The holes in each group are slanted in the same direction and at the same angle. With some types of small parts, such as animal feed, which require a lower pressing pressure, the holes are not inclined. However, the group arrangement of the holes has also proven itself here. In any case, it is advantageous if each point of the front edge of the compression element runs over at least one hole during one revolution and the compacted small parts cannot build up in a ring on the die.

Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt auf der Linie II-II gemäß Fig. 3 bzw. auf der Linie III-III gemäß Fig. 4. Der Winkel in dem die Löcher 33 schräggestellt sind beträgt im Maß 34 zwischen 60° und 90° bzw. einen vorzugsweise spitzen Winkel zur Vorderkante der Verdichtungsfläche des Verdichtungselementes. Die Löcher jeder Gruppe weisen mit gleichem Winkel in die gleiche Richtung. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung auf einer Fräsmaschine oder Koordinatenbohrmaschine und einem Teilapparat. Die Bohrmaschine bohrt die Löcher nach den Koordinaten jeder Lochgruppe, anschließend wird der Teilapparat gedreht. Durch die Gruppenanordnung wird verhindert, dass sich die einzelnen Löcher gegenseitig durchdringen. Die Löcher werden erfindungsgemäß je nach Art der Kleinteile zylindrisch, sich in Pressrichtung konisch erweiternd oder bevorzugt und gezeichnet, stufenförmig ausgeführt. Bei einer stufenförmigen Ausbildung kann die Verdichtung durch die Länge 35 des kleineren, verdichtungselementseitigen Lochteiles 36 zumindest grob vorbestimmt werden. Ist eine Feinbestimmung der Verdichtung notwendig, kann sie durch die Kraft der Kraftgeber geregelt werden, die, wie in Fig. 2 gezeichnet, das Verdichtungselement in Richtung der Matrize drücken. Das die Matrize durch die Reibung der verdichteten Kleinteile erheblich erwärmt wird, schlägt die Erfindung die Verwendung von geeigneten Werkstoffen, wie z. B. Warmarbeitsstahl vor. Um die Standzeit zu erhöhen hat sich eine Nitrierbehandlung besonders bewährt. Durch Verschleiß wird die scharfe Kante 37 abgerundet, wodurch die Verdichtungskraft erhöht. Die Matrize kann an der Verdichtungsfläche 38 mehrmals oder vielmals nahgeschliffen und erneut nitriert werden. Fig. 5 shows a partial section on the line II-II of FIG. 3 or on the line III-III of Fig. 4. The angle in which the holes 33 are slanted is 34 degree in between 60 ° and 90 ° or a preferably acute angle to the front edge of the compression surface of the compression element. The holes in each group point in the same direction at the same angle. This enables simple production on a milling machine or coordinate drilling machine and a dividing device. The drill drills the holes according to the coordinates of each group of holes, then the dividing head is rotated. The group arrangement prevents the individual holes from penetrating each other. According to the invention, the holes are cylindrical, depending on the type of small parts, are flared in the pressing direction, or are preferred and drawn, step-like. In the case of a stepped design, the compression can be at least roughly predetermined by the length 35 of the smaller hole part 36 on the compression element side. If a fine determination of the compression is necessary, it can be regulated by the force of the force transducers, which, as shown in FIG. 2, press the compression element in the direction of the die. That the die is heated considerably by the friction of the compacted small parts, the invention proposes the use of suitable materials, such as. B. hot work steel before. In order to increase the service life, a nitriding treatment has proven particularly useful. The sharp edge 37 is rounded off by wear, which increases the compaction force. The template can be connected to the compression surface 38 nahgeschliffen several times or many times and are nitrided again.

Fig. 6 zeigt die Seitenansicht eines Verdichtungselementes. In Weiterentwicklung von DE 101 01 386 ist das Verdichtungselement 39 mit zwei Stufen 40 und 41 versehen. Bei der Verdichtung drückt das zu verdichtende Gemenge aus Kleinteilen nicht oder kaum auf die Bereiche der in dieser Ansicht nicht dargestellten H₂O-Austrittslöcher. Diese sind durch die Bohrungen 42 mit der Drehdurchführung 43 verbunden. Mit diesem System wird bei der Erzeugung von Pellets Dampf, heißes Wasser oder unter Druck stehendes Heißwasser in das teilverdichtete Gemenge aus Kleinteilen eingebracht um es quasi zu plastifizieren. Durch dieses Verfahren wird die benötigte Antriebsenergie vorteilhaft herabgesetzt. Es gelangt insbesondere dann zur Anwendung, wenn die Holzkleinteile zu trocken sind. Die Feuchte des Gemenges kann auf bis zu etwa 20% atro heraufgesetzt werden. Da das H₂O im kalten Gemenge kondensiert, dient es vorteilhafter Weise zugleich zur Kühlung des Verdichtungselementes und der Matrize. Fig. 6 shows the side view of a compression element. In a further development of DE 101 01 386, the compression element 39 is provided with two stages 40 and 41 . During the compression, the mixture of small parts to be compressed does not or hardly presses on the areas of the H ₂ O outlet holes, which are not shown in this view. These are connected to the rotary union 43 by the bores 42 . With this system, steam, hot water or pressurized hot water is introduced into the partially compressed batch of small parts to produce plastic pellets. The required drive energy is advantageously reduced by this method. It is particularly useful when the small wooden parts are too dry. The moisture of the batch can be increased up to about 20% dry. Since the H ₂ O condenses in the cold batch, it advantageously also serves to cool the compression element and the die.

Bei der Herstellung von Strängen, z. B. für Palettenklötze, kann das durch das System geführte H₂O vorteilhaft zur Strangerwärmung auf Abbindetemperatur des Bindemittels oder auf eine Temperatur die über der Verdampfungstemperatur des H₂O bei dem auf den Strang wirkenden Druck liegt, verwendet werden. Bei den bekannten Reaktoren nach EP 0 376 175 wird der Strang von außen her erwärmt. Da der Dampf zunächst im kalten Strang kondensiert, wird bei diesem Verfahren eine Wasserschicht vor dem eindringenden Dampf hergeschoben. Bei der Erfindung wird der Dampf hingegen dem teilverdichteten Strang im Querschnitt zugeführt. Es wird weniger Dampf bzw. Heißwasser benötigt, da der Dampf nach außen austreten kann und kondensiertes Wasser bzw. Naßdampf mitreißt. Im Ausführungsbeispiel ist das Verdichtungselement mit dem Zapfen 44 in der Hohlwelle des Antriebsgetriebes gelagert. Die Drehmomentübertragung erfolgt durch die Passfeder 45. In the manufacture of strands, e.g. B. for pallet blocks, the H ₂ O guided by the system can advantageously be used to heat the strand to the setting temperature of the binder or to a temperature above the evaporation temperature of the H ₂ O at the pressure acting on the strand. In the known reactors according to EP 0 376 175, the strand is heated from the outside. Since the steam initially condenses in the cold line, a water layer is pushed in front of the penetrating steam. In contrast, in the invention, the steam is supplied to the partially compressed strand in cross section. Less steam or hot water is required because the steam can escape to the outside and entrains condensed water or wet steam. In the exemplary embodiment, the compression element with the pin 44 is mounted in the hollow shaft of the drive gear. The torque is transmitted by the feather key 45 .

Fig. 7 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils X gemäß Fig. 6. Im Ausführungsbeispiel ist das Verdichtungselement 46 mit einer Bohrung 47 versehen, durch die ein Dorn geführt wird. Es sind zwei Stufen 48 und 49 ausgeführt. Die Zahl der Stufen hängt vom Durchmesser des Verdichtungselementes und von den Kleinteilen ab. Es können ein bis fünf Stufen vorteilhaft sein. Die Stufenhöhe in Pressrichtung kann ca. 0,5 bis etwa 4 mm betragen. Bei Bedarf kann sie auch höher sein. Die erste Stufe 48 liegt in einem Abstand im Maß 50 von etwa 1/10 bis 1/3 Umdrehung von der Vorderkante 51 des Verdichtungselementes 46. Der Abstand der letzten Stufe ist derart, dass kein oder nur geringfügig Dampf oder Wasser in den Füllraum der Presse austritt. Unmittelbar vor jeder Stufe enden die Dampfaustrittsbohrungen 52. Es können bei jeder Stufe ein bis etwa 5 Bohrungen ausgeführt werden. Ihr Durchmesser kann zwischen etwa 1 bis ca. 5 mm betragen. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, lediglich eine Bohrung auszuführen, die in einem Dampfaustrittsschlitz endet. Seine Breite kann etwa 0,1 bis ca. 0,4 betragen. Der Schlitz liegt im Querschnitt des Stranges in dem Bereich, in dem die Hauptmenge an H₂O in den Strang indiziert werden soll. FIG. 7 shows a view in the direction of arrow X according to FIG. 6. In the exemplary embodiment, the compression element 46 is provided with a bore 47 through which a mandrel is guided. Two stages 48 and 49 are carried out. The number of stages depends on the diameter of the compression element and the small parts. One to five stages can be advantageous. The step height in the pressing direction can be approximately 0.5 to approximately 4 mm. If necessary, it can also be higher. The first stage 48 lies at a distance of 50 by about 1/10 to 1/3 of a revolution from the front edge 51 of the compression element 46 . The distance of the last stage is such that no or only a little steam or water escapes into the filling space of the press. The steam outlet bores 52 end immediately before each stage. One to about 5 holes can be drilled at each stage. Their diameter can be between about 1 to about 5 mm. It has proven to be advantageous to carry out only one bore which ends in a steam outlet slot. Its width can be about 0.1 to about 0.4. In the cross section of the strand, the slot lies in the region in which the main amount of H ₂ O is to be indicated in the strand.

Durch das austretende H₂O ergeben sich zwei weitere Vorteile: Durch die Reibung der sich verdichtenden Kleinteile werden die Matrize und das Verdichtungselement erheblich erwärmt. Das H₂O wirkt auch in Dampfform als Kühlung und kann die Temperaturen in einem für die Werkstoffe zulässigen Bereich halten. Zwischen der Förderfläche des Verdichtungselementes und der Lochwände bildet sich eine Dampfschicht die die Reibung sehr vorteilhaft reduziert und die benötigte Antriebsenergie verringert. The escaping H ₂ O results in two further advantages: The matrix and the compression element are considerably heated by the friction of the small parts that are compacted. The H ₂ O also acts as a cooling in vapor form and can keep the temperatures in a range permissible for the materials. A vapor layer forms between the conveying surface of the compression element and the perforated walls, which very advantageously reduces the friction and reduces the drive energy required.

Fig. 8 zeigt ein Verdichtungselement mit einem Dorn zur Dampfinjektion. Durch das Verdichtungselement 53 ragt der Dorn 54, dessen Zapfen 55 als Führung und Lagerung in der Matrize dient. Das Verdichtungselement ist mit einer Hinterschneidung 56 ausgebildet, um den Gemengeeintrag zu erhöhen. Das H₂O gelangt aus dem Dorn 54 über die Löcher 57, 58 in das teilverdichtete Gemenge aus Kleinteilen. Um zu verhindern, dass die Löcher 57 und 58 durch Kleinteile verstopft werden, sind sie schräggestellt. Die Zahl der Löcher ist von der Länge bzw. dem Durchmesser der Verdichtungsspirale abhängig. Es können ein bis etwa 5 Löcher in den Dorn 54 eingebracht werden. Der Dorn kann sowohl stehend als auch mitdrehend ausgeführt werden. Fig. 8 shows a compression element having a mandrel for steam injection. The mandrel 54 , the pin 55 of which serves as a guide and bearing in the die, projects through the compression element 53 . The compression element is formed with an undercut 56 in order to increase the batch entry. The H ₂ O passes from the mandrel 54 through the holes 57 , 58 into the partially compressed mixture of small parts. To prevent holes 57 and 58 from becoming blocked by small parts, they are inclined. The number of holes depends on the length or diameter of the compression spiral. One to about five holes can be made in mandrel 54 . The mandrel can be made both standing and rotating.

Fig. 9 Zeigt einen Längsschnitt durch eine Strangpresse in Weiterentwicklung von DE 101 01 386. Anstelle eines Reaktors erfolgt der H₂O-Eintrag durch das mit einer Stufe 59 versehene Verdichtungselement 60. Die Strangpresse 61 dient im Ausführungsbeispiel der Erzeugung von runden Palettenklötzen. An sie schließt sich ein Heizkanal in einer beliebigen Bauweise an. Dargestellt ist lediglich der starre Vorheizkanal 62. Das H₂O gelangt über die Drehdurchführung 63 und das Verdichtungselement 60 in den nicht dargestellten Strang. Fig. 9 shows a longitudinal section through an extruder in further development of DE 101 01 386. Instead of a reactor is of the H ₂ O-entry through which is provided with a step 59 compression member 60. In the exemplary embodiment, the extrusion press 61 serves to produce round pallet blocks. A heating duct of any design connects to it. Only the rigid preheating duct 62 is shown . The H ₂ O passes through the rotating union 63 and the compression element 60 into the line, not shown.

Der H₂O-Eintrag in den Strang kann in vorteilhafter Weise auch kombiniert durch das Verdichtungselement und einem Rektor gemäß EP 0 376 175 und seinen Weiterentwicklungen erfolgen. The H ₂ O entry into the strand can advantageously also be combined by the compression element and a rector according to EP 0 376 175 and its further developments.

Claims

1. A process for the continuous extrusion of a mixture of small parts, in particular small plant parts, in which the mixture is transported and compressed by a helically wound compression element according to DE 101 01 386, characterized in that the pre-compressed mixture through the holes in a wall in front of the compression element or die is pressed and thereby receives its final compression, the compression element being pressed with an adjustable and controllable force in the pressing direction and / or being in an adjustable and controllable position in the pressing direction behind the wall.

2. The method according to claim 1, characterized in that the small parts by order the axis of rotation of the compression element arranged groups of holes with the same Hole pattern can be pressed.

3. The method according to claim 2, characterized in that the small parts by Holes running parallel to the axis of rotation of the compression element are pressed.

4., Method according to claim 2, characterized in that the small parts by, in an acute to right angle of approx. 60 ° to 90 ° to the exit slope of the holes helically wound conveying path of the compression element, pressed become.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that from the Holes exiting strands or pellets mechanically to an adjustable length be cut to length.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the small parts in front of the die or wall by H ₂ O in the form of water, steam or pressurized hot water brought to a higher humidity of up to about 20% and / or be softened.

7. The method according to claim 6, characterized in that the H ₂ O is introduced from the compression element into the partially compressed mixture of small parts.

8. The method according to claim 6, characterized in that the H ₂ O is introduced from the mandrel protruding through the compression element into the partially compressed mixture of small parts.

9. The method according to claim 7 and 8, characterized in that in the manufacture of strands with a continuous press according to DE 101 01 386 the H ₂ O for strand heating to the setting temperature of the binder or to the evaporation temperature of the H ₂ O, from the helically wound conveying surface of the compression element is introduced into the partially compressed strand.

10. The method according to claim 7 and 8, characterized in that in the manufacture of strands with a continuous press according to DE 101 01 386 the H ₂ O for strand heating to the setting temperature of the binder or to the evaporation temperature of the H ₂ O, from which by the compression element protruding mandrel is introduced into the partially compacted strand.

11. The method according to claim 5, characterized in that the outlet openings for the H ₂ O in the compression element are arranged in the compression space in such a way that no or only a small amount of H ₂ O gets through the compacting mixture into the filling shaft.

12. The method according to the preceding claims, characterized in that the H ₂ Q introduced into the partially compressed batch softens and partially plasticizes the small parts, the compression element and / or the die cools and a friction-reducing steam and / or water layer between the batch of small parts and the compression element and / or the die reduces the drive power required.

13. Device for performing the method according to claims 1 to 12, characterized characterized in that in / on a continuous extrusion press according to DE 101 01 386 instead of a rector or a heating duct in front of the sealing element, one with holes Openwork wall or die is attached through which the small parts reach below their final compression can be pressed by the force of the compression element.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the holes in the Die are cylindrical.

15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the holes in the Matrix are conical

16. The apparatus according to claim 13, characterized in that the holes in the Die are step-shaped, with at least one step.

17. Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the Holes in the die run in the direction of the axis of rotation of the compression element.

18. Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the holes in the die at an angle of approximately 60 ° to approximately 90 ° to the exit surface of the helically wound conveying surface of the compression element.

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the holes in groups are arranged in the die around the axis of rotation of the compression element.

20. The device according to claim 19, characterized in that the holes of each Point the group in the same direction.

21. Device according to the preceding claims, characterized in that the Compression element by force transmitter, preferably hydraulic cylinder, in an adjustable Position and / or with a controllable force in a definable position to the die are held, the compression element when the force is exceeded against the Direction of delivery can evade.

22. Device according to the preceding claims, characterized in that when H ₂ O is transported through the compression element into the partially compressed mixture, the helical conveying surface of the compression element is formed with between one and five stages, which change the conveying surface against the conveying direction in each stage reset approx. 0.5 to approx. 4 mm, if necessary further.

23. The device according to claim 22, characterized in that the front stage in Distance of about 1/10 to 1/3 turns from the front edge of the compression element stands.

24. The device according to claim 23, characterized in that the rear step sees at such a distance in the compression space that no or hardly any H ₂ O get into the filling space through the compacting small parts.

25. The device according to claim 24, characterized in that H ₂ O outlet openings in the form of holes or a slot are introduced into the compression element in the pressing direction, immediately before the step, and these are connected to an H ₂ O feed device, for example a rotary feedthrough ,

26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a longitudinally and rotationally secured mandrel protrudes through the compression element and the die.

27. Device according to one of the preceding claims, characterized in that through the compression element and the die a longitudinally secured and rotatable Thorn protrudes.

28. Device according to one of claims 26 or 27, characterized in that through the mandrel H ₂ O in the form of water, steam or pressurized hot water and outlet openings are in the region of the partial compression of the small parts.