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Die
Erfindung betrifft eine Presse, insbesondere eine kontinuierlich
arbeitende Presse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, zur
Verpressung von Pressgut zu Werkstoffplatten mit mehreren den oberen
und den unteren Pressenholm verbindenden Pressenrahmen, die im Wesentlichen
in Stützabständen für die oben und unten
angeordneten Pressenplatten in Längsrichtung der Presse
bilden, zumindest eine Zylinderkolbenanordnungen oben und/oder unten
zur Einstellung des Pressspaltes und des Pressdruckes zwischen jedem
Pressenrahmen und den Pressenplatten, und bei kontinuierlichen arbeitenden
Pressen mit den Pressdruck übertragenden sowie das Pressgut
durch die Presse ziehenden endlosen Stahlbändern, die über
Antriebs- und Umlenktrommeln um die Pressenholme geführt sind,
und sich von den Pressenplatten über mit umlaufende, mit
ihren Achsen quer zur Bandlaufrichtung geführten rollenden
Stützelementen abstützen.
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Pressen
zur Verdichtung von Pressgut weisen in der Regel folgenden Aufbau
aus. Eine Anzahl den Grundrahmen der Presse bildende Pressenrahmen
weist eine zentrale Öffnung auf (Fensterrahmen) und lagert
in dieser Öffnung zwei Pressenplatten. Zumindest eine dieser
Pressenplatten kann mittels Zylinderkolbenanordnungen, die üblicherweise am
Pressenrahmen abgestützt sind, in der Höhe und damit
im Abstand zur zweiten Pressenplatte verstellt werden. Durch die
Anordnung der Pressenplatten und der Zylinderkolbenanordnungen in
der Lücke des Pressenrahmens ergibt sich ein geschlossener Kraftfluss
zur Verpressung des Pressgutes in plattenförmige Endprodukte
durch nacheinander ablaufende taktweise durchgeführte Pressungen.
Die Pressenrahmen sind dabei in den meisten Fällen voneinander
getrennt, können aber auch zwei oder mehrere Pressenrahmen übergreifende
respektive verbindende Koppelungen aufweisen.
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So
genannte Doppelbandpressen sind hier als Sonderfall zu betrachten,
wird doch das Pressgut nicht direkt mit den Pressenplatten, sondern
mit umlaufenden, das Pressgut durch die Presse ziehenden, Stahlbändern
in Kontakt gebracht. Zur Bildung eines geschlossenen Kraftflusses
läuft ein Stahlband von der zugehörigen Pressenplatte
abgestützt über mit umlaufenden Rollstangen durch
die Lücke des Pressenrahmens, wobei es im Rücklauf
außerhalb des Pressenrahmens geführt wird. Die
Stahlbänder werden ein- und auslaufseitig durch Antriebs-
und Umlenktrommeln angetrieben und umgelenkt.
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Hinsichtlich
der Pressenrahmen haben sich zwei unterschiedliche Systeme bewährt,
zum einen ein „gebauter” Pressenrahmen aus mehreren
Teilen (Modulbauweise), zumindest jeweils einem Tisch- und einem
Stößelblech und diese auf zwei Seiten verbindende
Zuglaschen, bekannt aus
DE
196 22 213 A1 oder ein einstückiger Pressenrahmen
in Rahmenbauweise, bekannt aus
DE 34 13 396 C2 . Neben dem Zusammenbau ist
der Hauptunterschied beider Rahmenbauweisen, dass die Zylinderkolbenanordnungen
bei den einstückigen Pressenrahmen direkt zwischen Pressenplatte
und Pressenrahmen angeordnet sein müssen, wohingegen bei
gebauten Pressenrahmen auch an den Verbindungstellen, beispielsweise
zwischen Zuglaschen und Tisch- und/oder Stößelblech,
Zylinderkolbenanordnungen vorgesehen sein können. Neben
der Ausgestaltung der Pressenrahmen selbst ist auch die notwendige Abstützung
der jeweiligen Pressenplatte ein gewichtiges Thema. Es ist nachvollziehbar,
dass die Stützabstände, respektive die Auflager
der Pressenplatte, nicht nur abhängig sind von der Dicke
und der Steifigkeit der Pressenplatte selbst, sondern auch von deren
Länge (eine oder mehrere Pressenplatten) und den an dieser
Pressenplatte maximal aufzubringenden Druck auf das Pressgut.
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Durch
die Entwicklung der Rohstoffpreise, insbesondere von Stahlerzeugnissen,
ergibt sich ein hohes Einsparpotential im Bereich der Herstellungs- und
Anlagekosten, wenn die Abstände der Pressenrahmen bei gleich
bleibender Dicke der Pressenplatten vergrößert
werden können. In einer Alternative wäre es natürlich
auch denkbar, dass bei gleich bleibenden Abständen die
Pressenplatten dünner gefertigt werden könnten.
Insbesondere ist es aber wünschenswert die Länge
der Pressenplatten selbst zu verringern. Bisher werden Pressenplatten
in einer maximalen Länge gefertigt, die im internationalen Warenverkehr
noch relativ problemlos versandfähig sind.
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Dies
soll bewirken, dass bei einer circa 50 m langen kontinuierlich arbeitenden
Presse, die Pressenplatte in der Längserstreckung möglichst
wenige Male unterbrochen verbaut werden muss. Gerade bei den Unterbrechungen
sind aber enge Stützabstände durch die Pressenrahmen
notwendig, um ein Aufbiegen der Enden der Pressenplatte während
der Produktion und insbesondere beim An- und Abfahrbetrieb zu verhindern.
Besonders problematisch sind Kippmomente der Pressenplatte, die
beim Durchlauf eines Anfangs oder eines Endes einer Pressgutmatte an
Stößen der Pressenplatten auftreten und zu unterschiedlichem
Bandlauf der Stahlbänder oder einem Verlaufen der Rollstangen
führen können. In steuerungs- und regelungstechnischer
Hinsicht werden gleichmäßige Abstände,
zumindest in einheitlichen Verfahrensbereichen wie Hochdruck- und
Niederdruckbereich, ebenfalls bevorzugt
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Weiter
hat sich gezeigt, dass die Verwirklichung eines Schmiegeprinzips
wesentlich zum Erfolg der Verpressung des Pressgutes beiträgt.
Dies gilt neben den Etagenpressen insbesondere auch bei der kontinuierlichen
Verpressung mittels Doppelbandpressen. Bei Anwendung des Schmiegeprinzips werden
die obere und die untere Pressenplatte zueinander versetzt abgestützt.
Es ergibt sich dabei eine (im Betrieb üblicherweise nicht
sichtbare) wellenförmige Verbiegung der Pressenplatten
wie nach
DE 199 26
258 A1 .
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Die
Pressenplatten sind in der Regel mittels durchströmender
Fluide je nach Anwendungsfall beheizt oder gekühlt.
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Bei
kontinuierlich arbeitenden Pressen, auf die neben Taktpressen in
vorliegender Anmeldung das Hauptaugenmerk zu richten ist, durchläuft
das Pressgut während des Durchlaufs unterschiedliche Prozessphasen.
Anfangs erfolgt die Verdichtung nahezu auf Sollmaß des
fertigen Plattenprodukts. Bereits hier wird über die beheizten
Stahlbänder Wärme in das Pressgut eingebracht.
Mit steigender Temperatur wird das Pressgut elastischer, wodurch
die Verdichtung mit geringerem Kraftaufwand erfolgen kann. Ab einer
gewissen Temperatur und einer entsprechenden Feuchte tritt eine
Plastifizierung ein. Die erzeugte Verdichtung wird dadurch bleibend
und die Rückstellkräfte sinken weiter ab. Der
anfänglichen Verdichtungszone folgt eine Durchheizzone,
in der die eingestellte Dicke des Pressguts typischerweise nicht
verändert wird. In der Durchheizzone wird lediglich weiterhin
Wärme, bis zum Erreichen der erforderlichen Abbindetemperatur,
in allen Schichten des Pressgutes eingebracht. Der Durchheizzone
folgt die Abbindezone in der die Mittelschicht größtenteils
abbindet. Am Pressenende folgt schlussendlich noch eine Entlüftungszone,
in der der Pressdruck reduziert wird, damit eingeschlossener Dampf
entweichen kann und sich der Dampfdruck reduziert. In der so genannten
Kalibrierzone, welche sich über einen Teil der Durchheizzone
bis vor das Pressenende erstreckt, müssen Druck- und Dickenschwankungen
im Pressspalt vermieden werden, da in diesem Bereich die Abbindereaktionen
stattfinden und diese Schwankungen im Endprodukt negative Auswirkungen
auf die Qualität und die Biegefestigkeit haben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kontinuierlich arbeitende
Presse zu schaffen, in der die Stützabstände durch
die Pressenrahmen ohne Beeinträchtigung der Steifigkeit
der Pressenplatten vergrößert werden können
und Pressenplattenstöße, besonders bei schwellender
oder wechselnder Belastung unabhängig von den Stützabständen
der angeordneten Pressenrahmen abgestützt werden können.
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Die
Lösung der Aufgabe bei einer Presse besteht darin, dass
an zumindest einem Pressenrahmen einer oder mehrere Kragarme im
Wesentlichen in Richtung zumindest eines angrenzenden Pressenrahmens
angeordnet sind.
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In
einer Erweiterung der erfindungsgemäßen Aufgabe
soll es möglich sein in einfacher Art und Weise ein Schmiegeprinzip
zu verwirklichen. Dies soll insbesondere durch Anordnung der Zwischenstücke
an den Tragarmen geschehen, die bevorzugt quer zur Banddurchlaufrichtung,
respektive den Pressenholmen, angeordnet sind. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform wird zur weitgehenden Kompensation von
Kippmomenten im Pressenrahmen eine zweiseitige Ausbildung an Kragarmen vorgesehen.
Die Anordnung der Kragarme ist unabhängig von den Pressenrahmen
an sich, ist aber besonders bevorzugt bei einer Anwendung bei gebauten
Pressenrahmen, da besonders hier bereits durch die Gestellanordnung
bzw. die Breite Anordnung der Tisch- und Stößelbleche
ein Schmiege-Biege-Prinzip einfach ausgebildet werden kann. Besonders
fällt auch die vorteilhafte Anbringung der Zylinderkolbenanordnung
im Gesamtssystem des gebauten Pressenrahmens auf, insbesondere wenn
diese am Übergang der Zuglaschen zu den Tisch- oder Stößelblechen
angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist hierbei auch die Ausbildung
von Kragarmen, die senkrecht zur Ausrichtungsebene der Pressenrahmen
angeordnet sind und die Pressenplatten über eingelegte
Zwischenstücke abstützen. Die eingeführten
Zwischenstücke können hochbelastbare Gleitlager
darstellen, die vorzugsweise in einer isolierenden Art und Weise
ausgeführt sind.
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Weitere
vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes
der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden
Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer kontinuierlich arbeitenden Presse
in Seitenansicht mit einer Pressenlänge L und vier vereinfacht
dargestellten technologischen Pressbereichen mit besonderem Augenmerk
auf die Anordnung der Pressenrahmen nach dem bisherigen Stand der
Technik,
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2 eine
schematische und übertriebene Darstellung eines Schmiege-Biege-Prinzips
zweier gegenüberliegender Pressenplatten unter Ausbildung
eines Pressspaltes bei alternierender Abstützung oben und
unten,
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3 eine
Frontansicht auf einen gebauten Pressenrahmen aus Tisch- und Stößelblech
und diese verbindenden Zuglaschen,
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4 eine
Frontalansicht auf ein Rahmenblech in Fensterrahmenbauweise,
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5 einen
Schnitt in Längsrichtung der Presse nach 1 mit
vergrößerter und vereinfachter Darstellung der
Pressenrahmen als Rahmenbleche in unten angeordneten Zylinderkolbenanordnungen,
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6 einen
Schnitt nach 5 mit einer zweiseitigen Anordnung
der Kragarme an beiden Pressenplatten,
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7 einen
Ausbildung einer kontinuierlichen Presse mit oben angeordneten Zylinderkolbenanordnungen
und beispielhafter Darstellung der Stoßkanten der Pressenplatten
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8 eine
Draufsicht auf eine Pressenplatte mit zweiseitiger Anordnung der
Kragarme in und entgegen der Produktionsrichtung von links nach
rechts,
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9 eine
Ausbildung der kontinuierlich arbeitenden Presse mit gebauten Pressenrahmen
und
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10 eine
Draufsicht auf eine Pressenplatte mit zweiseitiger Anordnung der
Kragarme in und entgegen der Produktionsrichtung in gegenseitig
verschränkter Anordnung.
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Eine
kontinuierlich arbeitende Presse 1 besteht nach 1 aus
einem oberen und einem unteren Pressenholm 14 und 15,
die mittels Pressenrahmen auf einem Pressenträger 19 gehalten
werden. An den Stirnseiten der Pressenholme 14 und 14 sind einlaufseitig
Umlenktrommeln 18 und auslaufseitig Antriebstrommeln 17 angebracht,
um die die Stahlbänder 10 oben und unten umgelenkt
und angetrieben werden. Nicht dargestellt sind die Wälzkörper oder
Rollstangen, die zwischen den Pressenplatten 3 und den
Stahlbändern 10 angeordnet sind und für
einen möglichst reibungsfreien und abgestützten Durchlauf
der Stahlbänder 10 durch die Presse 1 sorgen.
Die Pressstrecke L, technologisch versteht man darunter den beidseitigen
Kontakt der Stahlbänder 10 oben und unten mit
dem Pressgut 16, ist thematisch in die vier Zonen, Verdichtungszone
I, Durchheizzone II, Abbindezone III und Entlüftungszone
IV, einteilbar, wobei diese nur schematisch dargestellt sind und
in der Praxis fließend ineinander übergehen bzw.
sich sogar in Teilen überschneiden. Grundsätzlich
ist aber festzuhalten, dass im Einlaufbereich erst mit hohem Druck
und in der Regel auf Endmaß verdichtet werden muss, wohingegen
auslaufseitig eine Kalibrierzone respektive eine Haltezone vorhanden ist,
die üblicherweise die Werkstoffplatte bzw. den austretenden
Strang in seiner Dicke einstellt und eher geringe Haltekräfte
benötigt.
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Entsprechend
lassen sich die Pressenrahmen 2 zur Abstützung
der Pressenplatte 3 auslaufseitig im weiteren Abstand anordnen
als einlaufseitig.
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2 zeigt
eine schematische und übertriebene Darstellung eines Schmiege-Biege-Prinzips 20 zweier
gegenüberliegender Pressenplatten 3 unter Ausbildung
eines Pressspaltes bei alternierender Abstützung oben und
unten. In den 3 und 4 werden
die beiden konstruktiven Hauptunterschiede einschlägig
bekannter Pressenrahmen gegenübergestellt, wobei in 3 ein
gebauter Pressenrahmen 2 aus zumindest einem Stößelblech 7,
zumindest einem Tischblech 8 und diese verbindenden Zuglaschen 21 besteht.
Vorzugsweise sind oben und unten geradzahlige Stößelbleche 7 und
Tischbleche 8 angeordnet. Bei dieser Konstruktion ist es
möglich die Zylinderkolbenanordnung 12 beispielsweise
zwischen den Zuglaschen 21 und dem Stößelblech 7 anzuordnen.
Die ggf. notwendigen Rückzugszylinder sind hier nicht dargestellt.
Die Pressenplatten 3 sind direkt an dem Stößelblech 7 bzw.
dem Tischblech 8 angelenkt und bilden die Abrollfläche
für die Rollstangen (nicht dargestellt) der durchlaufenden
Stahlbänder 10, die das Pressgut 16 durch
die Presse 1 ziehen. Nach 4 kann anstatt
eines gebauten Pressenrahmens 2 auch eine Fensterrahmenkonstruktion in
Form eines Rahmenbleches 9 als Pressenrahmen 2 angeordnet
werden. Der Hauptunterschied besteht darin, dass bei Anwendung eines
Rahmenbleches 9 die Zylinderkolbenanordnungen 12 direkt
auf den Pressenplatten 3 angelenkt sind.
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In
den 5 bis 10 sind bevorzugt Rahmenbleche 9 oder
nur gebaute Pressenrahmen 2 mit einem Stößel-
bzw. Tischblech 8, 9 dargestellt. Bevorzugt werden
dabei die Kräften respektive der Kraftfluß über
die Kragarme 5 über zumindest ein Zwischenstück 4 zwischen
dem Kragarm 5 und der Pressenplatte 3 geleitet.
Zur Herstellung eines vereinfachten Schmiege-Biege-Prinzips werden
hierzu abwechselnd Festlager 6 und Loslager 11 für
die Kragarme 5 an den jeweils benachbarten Pressenrahmen 2 angeordnet.
Dabei wird das das Zwischenstück 4 im Wesentlichen
quer zur Längserstreckung der Pressenholme 14, 15 oder
im Wesentlichen parallel zur Ausrichtung der Pressenrahmen 2 angeordnet.
Bevorzugt werden bei einer zweiseitigen Anordnung nach 6 die
Zwischenstücke 4 an den oberen und den unteren
Pressenplatten 3 versetzt zueinander. Aber wie in 5 dargestellt
reicht es auch aus die Zwischenstücke 4 in einer
anderen Ebene zu den gegenüberliegenden Abstützflächen
der Pressenrahmen 2 anzuordnen. Bevorzugt werden als Zwischenstücke 4 eine
Druckisolierung verwendet, die auch den Vorteil von Kompensationsmöglichkeiten
gegenüber Längenausdehnungen der Pressenplatte 3 aufweist.
Anstelle oder als Teil eines Zwischenstücks 4 kann
auch eine Zylinderkolbenanordnung 12 angeordnet sein. In
den 7 und 8 ist eine weitere Variante
der angeordneten Tragarme dargestellt, die keine Loslager bei den
benachbarten Pressenrahmen 2 aufweist, dafür an
jedem Pressenrahmen 2 kürzere Kragarme 5 mit
entsprechenden Zwischenstücken 4 zur Abstützung
der Pressenplatte 3 zeigt. In 7 ist beispielhaft
die Abstützung einer Stoßkante 23 oben
und unten an der Pressenplatte 3 und deren optimalen Abstützung
durch die Zwischenstücke 4 dargestellt. 5' zeigt
eine mögliche Verlängerung der Kragarme 5.
Nach 8 können je Pressenrahmen 2 zumindest
zwei, bevorzugt vier, insbesondere bevorzugt sechs Kragarme 5 in
Richtung eines angrenzenden Pressenrahmens 2 angeordnet sein.
Aus symmetrischen Gründen und zur Vermeidung von Kippmomenten
an den Pressenrahmen 2 ist besonders die Anordnung von
zumindest einem Kragarm 5 in Richtung beider benachbarter
Pressenrahmen 2 vorgesehen.
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In 9 ist
nun ein gebauter Pressenrahmen 2 aus mehreren Tisch- und
Stößelblechen 7, 8 dargestellt,
die für sich bereits in der Lage sein können,
je nach Anordnung und Länge der Bolzen 22, ein
Schmiege-Biege-Prinzip zu verwirklichen, aber durch die Verwendung
eines Kragarmes 5 und einem zugehörigen Zwischenstück 4 mit
größerem Abstand zueinander angeordnet werden
können. Nach 10 können die Kragarme
benachbarter Pressenrahmen 2 auch kämmend oder
sogar stoßend (nicht dargestellt) zueinander angeordnet
sein und beispielsweise von beiden Seiten über ein Zwischenstück 4 die
Pressenplatte 3 lagern.
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Als
Kragarm können I-Träger, ein T-Träger, ein
Doppel-T-Träger und/oder ein 4-Kantrohr verwendet werden,
die als Normteile zur Kostenreduktion beitragen.
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- 1
- Presse
- 2
- Pressenrahmen
- 3
- Pressenplatten
- 4
- Zwischenstück
- 5
- Kragarme
- 6
- Festlager
- 7
- Stößelblech
- 8
- Tischblech
- 9
- Rahmenblech
- 10
- Stahlbänder
- 11
- Loslager
- 12
- Zylinderkolbenanordnungen
- 13
- Pressspalt
- 14
- oberer
Pressenholm
- 15
- unterer
Pressenholm
- 16
- Pressgut
- 17
- Antriebstrommeln
- 18
- Umlenktrommeln
- 19
- Pressenträger
- 20
- Schmiege-Biege-Prinzip
- 21
- Zuglaschen
- 22
- Bolzen
- 23
- Stoßkante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19622213
A1 [0004]
- - DE 3413396 C2 [0004]
- - DE 19926258 A1 [0007]