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Die Erfindung bezieht sich auf eine Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die Herstellung von Pellets, auch Presslinge oder Granulat genannt, aus Feingut oder verdichtetem und/oder aufgeschmolzenem Material ist bereits bekannt. Die Herstellung von Pellets, respektive Holzpellets, aus vorzugsweise zerkleinerter Biomasse, wie Sägespäne, Staub oder dergleichen ist ebenfalls bereits hinreichend bekannt und wird im Bereich der erneuerbaren Energien als zukunftsweisende Technologie für den Klimaschutz, besonders in Europa, propagiert. Als Rohstoff wird in der Regel Spanmaterial aus der holzverarbeitenden Industrie genutzt, es können aber auch frisch geschlagene Bestände oder in der holzverarbeitenden Industrie nicht verwertbare Holzarten oder Abfallstoffe verwertet werden. Für den Markt an Holzpellets zur Versorgung von Kleinfeuerungsanlagen in Ein- oder Mehrfamilienhäusern ist vorzugsweise schadstofffreies Grundmaterial zu verwenden. Blockkraftwerke oder spezielle Hochtemperaturfeuerungsanlagen zur Wärmeerzeugung und/oder elektrischen Energie Gewinnung (Kombikraftwerke) können aber auch in geringen Mengen schadstoffbelastetes Material (Pellets aus Span- oder MDF-Platten mit oder ohne einer Beschichtung oder einer Lackierung) sauber verbrennen.
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Die Holzpellets werden üblicherweise in so genannten Pelletierpressen hergestellt, in denen das zu verpressende Material durch bewegte und/oder aktive abrollende Walzen, auch Kollerrollen genannt, durch Bohrungen einer Matrize gedrückt wird. Durch die Bohrungen wird das Material (Biomasse) geformt und als Stränge aus den Bohrungen ausgetragen. Unter Bohrungen werden alle Öffnungen verstanden, die, vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt, in einer Matrize zur Durchleitung und Formung des Materials angeordnet sind. Die Bohrungen können dabei auch größere Einlaufbereiche (Senkungen) zur Verbesserung des Pressvorganges aufweisen und gehärtet sein oder gehärtete Hülsen in den Bohrungen aufweisen. Im Bereich der Matrizen werden Flach- und Ringmatrizen unterschieden. An Ringmatrizen laufen zur Verpressung außen oder innen Walzen um, an Flachmatrizen rollen die Kollerwalzen kreisförmig (Mühlenbauweise) oder linear reversierend ab. Die Erfindung befasst sich vorzugsweise mit Flachmatrizen letzterer Bauart, kann aber ggf. auch bei Ringmatrizen verwendet werden. Auf die Möglichkeiten der Aufbereitung und der Streuung der Biomasse, bzw. der Nachbereitung (Zerkleinerung der Stränge, Kühlung, Lagerung, Transport) der Pellets muss nicht weiter eingegangen werden. Hierzu wird auf den Stand der Technik verwiesen.
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Durch die mittlerweile weltweit anerkannte Klimaerwärmung ist die Industrie gezwungen die großindustrielle Herstellung von Holzpellets zu forcieren und zu verbilligen. Ein wesentliches Verschleißteil der Pelletierpressen ist die Matrize selbst. Durch das Eindrücken und Verdichten der Biomasse an den Wänden der Bohrungen entstehen hohe Reibungswerte und Drücke, welche die Matrizenbohrungen erodieren und mit der Zeit vergrößern. Gleichzeitig kann es bei der Zufuhr der Biomasse vorkommen, dass hochdichte Elemente, wie Steine, Metallstücke oder dergleichen auf die Flachmatrize gelangen und durch die abrollenden Walzen in die Matrize gedrückt werden. Es entstehen Verwerfungen der Oberfläche der Matrize oder Ausfransungen der Bohrungen, dies führt wiederum zu einer unregelmäßigen Verpressung der Restschicht der Biomasse auf der Abrollfläche der Matrize, weil die Biomasse der Restschicht durch die Störungen der Abrollfläche nicht mehr frei in alle Richtungen fließen kann. Es entsteht eine wellenförmige Restschicht, die zu unkalkulierbaren maschinendynamischen Schwingungen in der Pelletierpresse führen kann. Es können sich aber auch hochdichte Koagulationen der Biomasse ausbilden, die wiederum die Abrollfläche der Matrize weiter schädigen und/oder während des Durchganges durch die Bohrungen erhöhten Verschleiß verursachen. Im Extremfall führen mangelhafte Abrollflächen zu „schlagenden” oder auch „knallenden” Walzen, die insgesamt schädlich für die Pelletierpresse, aber auch insbesondere für die Walzen und die Matrizen sind.
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In der Produktion lässt es sich aber nicht vermeiden, dass Schädigungen oder Verschleiß der Matrize über einen gewissen Produktionszeitraum auftreten. Das Aufbereiten einer Matrize an sich kann dabei durch vielerlei verfahrenstechnische Möglichkeiten geschehen, wie Abschleifen/Abhobeln der gesamten Matrize, Auftragsschweißen bei Vertiefungen oder Ausbohren eines lokalen Schadens respektive einer Bohrung und Einsetzen eines Verschlusses bzw. einer Hülse in eine Bohrung. Matrizen mit verschleißfesten Beschichtungen oder Oberflächenhärtungen sind ausreichend bekannt.
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Bei der Auslegung einer Matrize für eine Pelletierpresse wurde bisher so vorgegangen, dass in ein Vollmaterial Durchgangsbohrungen eingebracht werden. Dabei wird das Vollmaterial in seiner Höhe, diese entspricht im Wesentlichen der Ausrichtung der Durchgangsbohrungen, derart ausgelegt, dass es die notwendigen Kräfte einer oder mehrerer Kollerwalzen während des Pelletiervorganges tragen kann. Dies führt in der Regel zu einer Matrizenhöhe von mehr als 100 mm, abhängig vom zu verdichtenden Ausgangsprodukt. Um den Verschleiß in Grenzen zu halten, ist es bekannt die Matrize zu härten und/oder in die Bohrungen Hülsen einzusetzen, die ein hochwertigeres Material aufweisen und/oder austauschbar sind (
DE 27 08 562 A1 ).
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Bei all den notwendigen Ausführungsformen in einer Pelletierpresse kommt es insbesondere im Bereich der Verpressung zu vielen schwellenden oder schlagenden Kraftspitzen in multipler vektorieller Richtung. Erschwerend kommt hinzu, dass der bekannte Stand der Technik überwiegend versucht eine Matrize aus mehreren Materialien und/aus mehreren Teilen zu generieren. Übliche Fixiermethoden wie Schweißen, Schrauben oder steife Passfederverbindungen scheitern in der Regel an den differierenden Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Materialien zwischen der Betriebstemperatur und der Umgebungstemperatur.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Pelletierpresse der vorgenannten Art zur Herstellung von Pellets zu schaffen, in der unterschiedliche Materialien und/oder Geometrien in einer ein- oder mehrteiligen Matrize oder in einer Matrize-Stützmittel-Kombination problemlos gegen Verschieben und/oder Verdrehen gesichert werden können und die vorzugsweise gleichzeitig die Montage der Matrize selbst und/oder die Montage der Matrize in der Pelletierpresse, zum Beispiel auf einem Stützmittel vereinfacht.
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Die Lösung der Aufgabe für eine Pelletierpresse besteht darin, dass zur Fixierung und gleichzeitigem Ausgleich betriebsbedingter Verschiebungen und/oder fertigungsbedingten Ungenauigkeiten zwischen der Matrize und dem Stützmittel und/oder innerhalb einer mehrteiligen Matrize zumindest eine Spannhülse angeordnet ist, wobei die Spannhülse im Wesentlichen aus einem zylindrischem Rohr mit einem Längsschlitz besteht und in zwei korrespondierenden Öffnungen zwischen der Matrize und dem Stützmittel und/oder innerhalb einer mehrteiligen Matrize angeordnet ist.
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In Vorteilhafter Weise ist es nun möglich Spannungen zwischen einer Matrize und einem Stützmittel in einer Pelletierpresse und/oder in einer Matrize selbst, insbesondere bedingt durch fertigungsbedingte Ungenauigkeiten und/oder betriebsbedingten Verschiebungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten bei unterschiedlichen Materialkonstellationen, auszugleichen. Insbesondere sind durch die Verwendung der Spannhülsen ebene Verbindungs- oder Stoßflächen verwendbar und auf komplizierte geometrische Formen, die miteinander im Eingriff stehen, kann verzichtet werden. Weiter ist von Vorteil, dass nicht nur die Matrize sondern auch die Spannhülsen einfach montiert und demontiert werden können, während bei der Montage von Einzelteilen die Zusammenführung erleichtert wird, Ungenauigkeiten der Form und/oder der Lage der korrespondierenden Öffnungen an zwei verschiedenen Bauteilen kompensiert werden und die Spannhülsen während des Aufheizens der Pelletierpresse geringfügige Ausdehnungen und/oder Verschiebungen der einzelnen Maschinenelemente untereinander bis zu einem bestimmten Grad zulassen und ggf. sogar rückstellend wirken.
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Die Erfindung unterscheidet in vorliegender Ausführungsform eine ein- oder mehrteilige Matrize aus mehreren unterschiedlichen Materialien und ein die Matrize stützendes Stützmittel, dass die Matrize gegenüber den während des Betriebes auftretenden Kräften abstützt und in ihrer Position hält.
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Kritische Temperatur- und Materialunterschiede der einzelnen Maschinenelemente treten insbesondere an folgenden Schnittstellen der Matrize und/oder der Stützmittel in einer Pelletierpresse auf:
- – Bei den Schnittstellen einer mehrteilige Matrize aus unterschiedlichen Materialien, wobei das die Abrollfläche und/oder die Durchgangsbohrungen ausbildende Maschinenelement in der Regel aus einem hochwertigen und verschleißarmen Material besteht, das auf einem weiteren Maschinenelement geringerer Qualität flächig aufliegt, wobei in beiden Maschinenelementen korrespondierende Durchgangslöcher angeordnet sind, in denen das zu verpressende Material durchgeleitet wird.
- – Bei den Schnittstellen einer mehrteiligen Matrize aus mehreren Matrizensegmenten, die zusammen eine Abrollfläche für die Walzen ausbilden und in der Regel nebeneinander angeordnet sind
- – Bei den Schnittstellen einer Kombination der vorab angeführten Matrizenarten zueinander und
- – Bei einer Anordnung der vorher angeführten Matrizenarten an einer oder mehreren Stützmitteln und den damit entstehenden Schnittstellen in der Pelletierpresse selbst.
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In vorteilhafter Weise ist es nun möglich die Matrize aus mehreren unterschiedlichen Teilen, vorzugsweise aus zwei flächigen Maschinenelementen, herzustellen und diese kraftschlüssig zu verbinden. Werden flächige Stützmittel zur Lagerung einer ein- oder mehrteiligen Matrize, welche aus einem oder mehreren Materialien bestehen kann, verwendet, ist es nun problemlos möglich diese an beispielsweise einer Trägerplatte (als Stützmittel) für die Matrize aufzulegen und dort gegen Verschieben oder Verdrehen zu sicheren. Insbesondere ist von Vorteil, dass die verwendeten Spannhülsen, man könnte auch den Terminus Spreizhülse oder Spannstift verwenden, einfache und billige Maschinenelemente darstellen und auftretende Scherkräfte flexibel übertragen. Bei der Verwendung von Bolzen besteht das Problem, dass diese zwar bei der Verwendung teuerer Materialien hohe Kräfte übertragen können, aber gegen dauernde schwingende und schwellende Belastungen keine hohe Standfestigkeit aufweisen. Weiter neigen Bolzen dazu in Bohrungen kalt zu verschweißen und schwer demontierbar zu sein. Im Gegensatz hierzu ist zwar ein kalt verschweißen der Spannhülse nicht ausgeschlossen, aber die Demontage gestaltet sich deutlich einfacher. Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Spannhülsen können weiter geringfügige Verschiebungen zwischen den Maschinenelementen optimal ausgeglichen werden und die Spannhülsen können sogar in engen Grenzen rückstellend wirken. Insbesondere ist auch die Montage der Matrize aus mehreren Materialien und/oder Teilen vereinfacht, da sich die Spannhülsen aufgrund ihrer mehr oder weniger ausgeprägten Flexibilität leichter in die korrespondieren Öffnungen einschieben lassen. Unter korrespondierender Öffnung versteht die Erfindung eine außen liegende Öffnung an einem Maschinenelement, die nach der Montage im Wesentlichen mit einer Öffnung eines weiteren Maschinenelements übereinstimmt. Beispielsweise sind zwei Bohrungen in einer zweiteiligen Matrize, die eine Durchleitungsöffnung für das zu verpressende Material bilden als korrespondierende Öffnungen anzusehen. Vorzugsweise werden aber aus fertigungstechnischer Sicht Sacklochbohrungen verwendet, in denen die Spannhülsen angeordnet werden.
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Etwaige Verschiebungs- oder Verdrehungskräfte werden ausreichend abgeleitet und/oder durch die angeordneten Spannhülsen zwischen der Matrize und der Trägerplatte/Ringplatte kompensiert. Dabei können geringfügige Verschiebungen oder Verdrehungen sogar möglich sein. Vorzugsweise sollen dabei aber keine plastischen Deformationen der Spannhülsen auftreten. Je nach Ausführung kann die Spannhülse mit einer Vorspannung in die korrespondierenden Öffnungen eingesetzt werden um neben der Sicherungsfunktion auch noch eine Halterungsfunktion auszuüben. Besonders vorteilhaft ist bei vorliegender Erfindung, dass bei einer entsprechenden neuen Ausführung einer Matrize oder einer Aufbereitung einer verwendeten Matrize möglich ist, die Spannhülsen nachzurüsten. Bei der Schnittstelle Matrize-Stützmittel müssten die entsprechenden Stützmittel in einer bestehenden Pelletierpresse entsprechend mit korrespondierenden Öffnungen nachgearbeitet werden. In einer Erweiterung der Aufgabe bei einer mehrteiligen Matrize in einer Pelletierpresse kann das Abrollen der Walze an den Stoßkanten der Matrizensegmente verbessert werden und/oder der Pelletierpresse soll es ermöglicht werden unterschiedlich hohe Matrizensegmente bei gleich bleibender Qualität der Abrollfläche zu verwenden. Insbesondere ermöglicht es vorliegende Erfindung die Matrize selbst möglichst dünn, etwa 30 bis 100 mm hoch, vorzugsweise 40 bis 80 mm hoch, anzufertigen, die problemlos in der Pelletierpresse mittels der Spannhülsen gesichert werden kann, da nur geringe Sacklochbohrungstiefen notwendig sind.
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Im Weiteren unterscheidet die Erfindung zwischen einem flächigen Stützmittel, beispielsweise einer Trägerplatte, und der Matrize dadurch, dass das Stützmittel keine Verlängerung der Durchleitungsöffnungen der Matrize ausbildet und vorzugsweise größere Öffnungen respektive Bohrungen oder Durchbrüche zur Durchleitung der Stränge des zu verpressenden Materials aufweist.
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Weitere sinnvolle und mögliche Ausgestaltungen sind nachstehend beschrieben:
Zur Unterstützung der Matrize kann das Stützmittel im Wesentlichen an den Stoßkanten der Matrizensegmente und/oder stoßübergreifend an den Kanten der Matrize angeordnet sein. Letzteres ist vorzugsweise bei den gewünschten schmalen Matrizen sinnvoll. Vorzugsweise sind aber gerade die Stoßkanten der Matrizensegmente durch das oder die Stützmittel unterstützt, damit es nicht zu Durchbiegungen durch die schwere oder sogar mehrere schwere Walzen kommen kann. Gerade plastische Durchbiegungen an einer mehrteiligen Abrollfläche (Matrize) führen zu einer Aufwölbung der Stoßkanten und fallenden bzw. schlagenden Walzen an den Übergängen von einem Matrizensegment zum nächsten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine wesentliche Eigenschaft der Durchbrüche der Stützmittel, dass diese möglichst groß, ggf. sogar als Nuten oder Aussparungen in dem Stützmittel eingebracht werden, so dass die statische Tragfähigkeit für die Matrize im Wesentlichen ausreichend ist und diese keine oder nur eine unschädliche Durchbiegung erfährt. Für einen sinnvollen Austausch und gerade bei einer Vielzahl an Matrizensegmenten ist es bevorzugt, dass die einzelnen Matrizensegmente im Wesentlichen identisch oder ähnlich sind. Diese lassen sich durch die bevorzugte Verwendung der Spannhülsen an den Stoßkanten zwischen den Matrizensegmenten und/oder an den Schnittstellen von Matrizensegmenten und der Stützmittel problemlos austauschen. Die Matrize ist vorzugsweise rechteckig oder kreisförmig ausgeführt, kann aber auch als Ringmatrize ausgeführt sein. Besonders bevorzugt wird dabei die Matrize und/oder die Stützmittel in Teilen oder vollständig gehärtet und/oder aus gehärtetem Material ausgeführt. Das Stützmittel kann im Übrigen mehrteilig ausgeführt sein. In diesem Falle sollten sich die Stoßkanten der Trägersegmente im Wesentlichen von den Stoßkanten der Matrizensegmente in ihrer Lage zueinander und/oder in ihrer Ausführungsform unterscheiden. Zur Vermeidung der Übertragung von Vibrationen und/oder Wärme kann zwischen der Matrize respektive den Matrizensegmenten und/oder dem Stützmittel eine isolierende und/oder dämpfende Zwischenschicht angeordnet sein. Dies kann besonders bevorzugt zur Bildung einer gleichmäßigen Abrollfläche aus unterschiedlichen hohen Matrizensegmenten dienen. Als Zwischenschicht wären zumindest ein Kunststoff, eine Isolierung oder ein Metallblech denkbar. Bei der Verwendung einer Zwischenschicht weist diese vorzugsweise Öffnungen zum Durchgang der Spannhülsen auf.
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Es ist weiter in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sinnvoll, wenn zwischen dem Stützmittel und der Matrize zumindest ein weiteres Führungsmittel zur Fixierung der Lage und/oder des Spielraums der Matrize zu dem Stützmittel angeordnet ist. Ein derartiges Führungsmittel kann eine umlaufende oder nur teilweise angeordnete Seitenwand an zumindest einem Teil der Kante der Matrize sein. Besonders bevorzugt bestehen die Matrize im Wesentlichen aus einem ersten Material und die Stützmittel aus einem zweiten Material, wobei die Stützmittel gegenüber der Matrize aus einem Material geringerer Qualität und/oder geringerer Härte und/oder größerer Dicke bestehen.
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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 Draufsicht auf eine rechteckige mehrteilige Flachmatrize und einer darunter liegenden Trägerplatte in einer Pelletierpresse mit einer reversierenden Walze,
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2 Schnitt nach einer Schnittlinie in 1 durch die mehrteilige Matrize und die Trägerplatte,
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3 Draufsicht auf eine mehrteilige Kreismatrize mit einer mehrteiligen darunter angeordneten Trägerplatte in einer Pelletierpresse mit einer umlaufenden Walze,
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4 Schnitt nach einer Schnittlinie in 3 durch die mehrteilige Matrize und die mehrteilige Trägerplatte,
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5 eine vereinfachte Darstellung möglicher Stoßkanten der Matrizensegmente zur Verbesserung des Abrollens der Walze,
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6 einen Schnitt durch eine mehrteilige Matrize mit unterschiedlich hohen Matrizensegmenten,
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7 eine vereinfachte Darstellung einer aktiv beweglichen und einjustierbaren Stellvorrichtung für die Matrizensegmente oder eine Matrize in einer Trägerplatte und
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8 eine Vergrößerung eines Teilschnitts nach 7 mit Darstellung einer Spannhülse.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine rechteckige mehrteilige flache Matrize 4, die auf einem flächigen Stützmittel 9 aufgelegt ist. Das Stützmittel 9 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel als Trägerplatte ausgebildet. Auf der Matrize 4 rollt eine Walze 5 ab und/oder die Matrize 4 wird mit dem Stützmittel 9 zusammen reversierend von links nach rechts und zurück bewegt. In der Zeichnung ist gerade eine Bewegung nach rechts in Abrollrichtung 6 dargestellt. Die mehrteilige Matrize 4 besteht nach der Zeichnung aus sechs Matrizensegmenten 7, 7' ... 7''''', die jeweils um 180° gedreht an den Stoßkanten 2 zueinander liegend angeordnet sind. Die winkelige Anordnung der Stoßkanten 2 mit einem Winkel 16 zu der Abrolllinie 14 der Walze 5 ermöglicht ein sanftes Abrollen auf der Matrize 4. Dabei ist es unerheblich ob die Matrize 4 bewegt wird, oder ob die Walze 5 bewegt wird und/oder die Walze 5 zusätzlich zur Bewegungsrichtung noch einen Eigenantrieb zur Eigenrotation aufweist. In der Matrize 4 sind Bohrungen 13 angeordnet, die vorzugsweise mit den Durchbrüchen 8 des Stützmittels 9 korrespondieren. Natürlich ist es möglich, dass ein größerer Durchbruch 8 mit mehreren Bohrungen 13 korrespondiert, wie in 1 links oben mit Hilfe eines nutenförmigen Durchbruches 8 dargestellt ist. Nach 2 wird die Biomasse 1 während der Produktion auf die Matrize 4, vorzugsweise vor jeder Walze 5, gestreut und durch die abrollende Walze 5 in die Bohrungen 13 in Richtung der Durchleitungsrichtung 12 gedrückt. Auf der Abrollfläche 19 kann sich dabei eine Restschicht 11 nach dem passieren der Walze 5 bilden. Nach Durchtritt durch die Bohrungen 13 bilden sich Stränge oder Pellets 10 beim Austritt aus den Bohrungen 13 an der Flächenseite 20 aus, die einer weiteren Behandlung oder einem Weitertransport bedürfen.
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In 3 ist eine alternative Ausführungsform der Pelletierpresse 3 dargestellt, die nun umlaufende Walzen 5 verwendet und eine kreisförmige Matrize 4 aus mehreren kuchenartig angeordneten Matrizensegmenten 7 bis 7'''''''. Auch hier bildet die ein flächiges Stützmittel 9, wieder als Trägerplatte ausgeführt, die Grundlage für eine vorzugsweise dünne Matrize 4, die aus mehreren Matrizensegmenten 7 bis 7''''''' gebildet ist. Auch bei kuchenförmigen Matrizensegmenten 7 bis 7''''''' besteht bei gleicher Ausführungsform die Möglichkeit zum direkten Austausch beschädigter Matrizenteile und die Reparatur während des Betriebes. Vorzugsweise wird hierzu zumindest ein Matrizensegment 7 bis 7''''''' im Bereich der Pelletierpresse 3 vorgehalten und im Bedarfsfall nach Entnahme eines beschädigten Matrizensegmentes ausgetauscht.
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4 zeigt wieder eine Schnittansicht, wobei in einer weiteren Ausführungsform die Trägerplatte 9, 9' mehrteilig ausgeführt ist und Durchbrüche 8 zur Durchleitung der Pellets 10 in Durchleitungsrichtung 12 aufweist.
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5 zeigt mehrere beispielhafte Möglichkeiten um Matrizensegmente 7 bis 7''''''' derart zu verbinden, dass die Abrolllinie 14 der Walze 5 nicht identisch ist mit der Ausrichtung der Stoßkanten 2. Hierzu kann eine Stoßkante 2 wie links in der Figur ersichtlich als Pfeilkante ausgebildet sein. Damit rollt die Walze 5 mit seiner Abrolllinie 14 nicht schlagartig über die Stoßkante 2 ab, sondern über einen längeren Bereich. Auf der rechten Seite ist eine Zick-Zack-Verbindung zwischen mehreren Matrizensegmenten 7 bis 7''' dargestellt. Um nun Verschiebungen zwischen den Matrizensegmenten zu vermeiden und um insbesondere eine Führung zwischen den Matrizensegmenten zu erhalten können wie in 5 punktiert dargestellt unterhalb der Abrollfläche 19 Spannhülsen 22 in Öffnungen angeordnet sein.
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Eine beispielhafte Anordnung dieser Spannhülsen 22 in einer anderen Ansicht findet sich in 6. Dabei kann zur Bildung eines Führungsmittels 21 an den Kanten 15 einer Matrize die Flächenseite 20 der Matrize 4 beispielhaft in einer Art „Flächennut” in der Trägerplatte 9 eingebettet sein. Die Führungsmittel 21 können natürlich auch anderweitig ausgeführt werden.
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7 zeigt besonders die Anordnung der Spannhülsen 22 zwischen der Matrize oder einem Matrizensegment 7 und dem Stützmittel 9. Gleichzeitig wird auch die Anordnung von Zwischenlagen 17 dargestellt, wenn ungleiche Höhen der Matrizensegmente nach längerem Verschleiß und/oder Polier- oder Schleifvorgängen auftreten. Der Höhenunterschied zu den benachbarten Matrizensegmenten 7 und 7'' wird damit ausgeglichen und es entsteht dennoch eine optimale Abrollfläche 19. Die Zwischenschicht 17 kann dabei formschlüssig mit den Öffnungen und/oder den Spannhülsen korrespondieren, sollte aber die Bohrungen 13 der Matrize 4 weitgehend frei lassen, um den Durchtritt der Pellets 10 nicht zu behindern. In 7 ist weiter eine Alternative zu einem Führungsmittel 21 zur Fixierung der Lage und/oder des Spielraums der Matrize 4 zum Stützmittel 9 dargestellt. Dies kann zumindest eine aufstehende montierte oder zum Stützmittel 9 gehörende Seitenwand sein, die durchgehend oder ggf. in regelmäßigen Abständen vorhanden ist. Das Führungsmittel 21 ist in der Zeichnung links geschnitten und rechts weiter hinten stehend auf der Trägerplatte 9 als Draufsicht mit Bezugszeichen 21' sichtbar. Alternativ wäre auch ein L-Profil denkbar, das die Matrize 4 zumindest im Außenbereich übergreift. Das Führungsmittel 21 kann auch als Seitenwand zur Begrenzung des Einfüllbereichs respektive der Abrollfläche 19 der Biomasse 1 ausgeführt sein. Auch eine Verbindung der Führungsmittel 21 mit der Matrize und/oder dem Stützmittel 9 mittels zumindest einer Spannhülse 22 wäre eine denkbare Variante.
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8 zeigt in einer geschnitten Draufsicht eine Vergrößerung Sacklochbohrung 23 aus 7 mit einer eingesetzten Spannhülse 22.
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Nicht in den Figuren verwirklicht ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Optimierung des Bohrungsmusters auf der Abrollfläche 19 bei extremen Kräften und/oder bei einer großen Anzahl an Bohrungen 13. Hierzu werden die Bohrungen 13 im Bereich einer Stoßkante 2 eines Matrizensegmente 7, 7', ... zur Bildung eines gleichmäßigen Bohrungsmusters auf der Abrollfläche 19 derart schräg innerhalb des Matrizensegments 7, 7', ... angeordnet, dass die Trägerplatte 9 im Bereich der Stoßkante 2 nicht tangiert wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die im Wesentlichen von einer Flächenseite (Abrollfläche 19) zur anderen Flächenseite 20 verlaufenden Bohrungen 13 am Rand eines Matrizensegmentes bei gleich bleibendem Bohrungsmuster von der Abrollfläche 19 schräg in Richtung der benachbarten Bohrungen 13 angeordnet sind. Damit erhöht sich an den Stoßkanten 2 der mögliche Auflagerbereich für die Trägerplatte 9 an der Unterseite der Matrizensegmente. Die schräg verlaufenden Bohrungen 13 sind aber nicht auf diesen Bereich oder diese Anwendung beschränkt. Die Vergrößerung des Auflagerbereiches kann auch dazu dienen die Spannhülsen 22 und die korrespondierenden Öffnungen, respektive die Sacklochbohrungen 23, zu verwirklichen oder größer auszuführen.
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Nicht dargestellt ist eine aus mehreren Teilen gebildete Matrize 4 oder ein mehrteiliges Matrizensegment 7, dass beispielsweise als Abrollfläche 19 eine gehärtete Schicht aufweist und als Trägermaterial für die Abrollfläche 19 auf der Flächenseite 20 ein anderes Material aufweist. Auch hier besteht die Möglichkeit die beiden Einzelteile sinnvoll mit den Spannhülsen zu verbinden um gerade hier, beim Auftreten unterschiedlicher Temperaturen (Abrollfläche, Unterseite) Bewegungen zu kompensieren aber auch in geringem Maße zuzulassen. Auch ist zeichnerisch nicht dargestellt, dass als korrespondierende Öffnung eine mehreckige oder elliptische Öffnung angeordnet sein kann und/oder die Spannhülse 22 mit einer elliptischen Form ausgeführt sein kann.
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Es bestehen grundsätzliche Bestrebungen eine Matrize vorzugsweise aus einem einheitlichen Stahl herzustellen. Besonders geeignet ist hierfür beispielsweise ein so genannter Messerstahl wie der X46Cr13 (1.4034), der mit einem martensitischen Gefüge und rostfrei einen guten Kompromiss zwischen Korrosionsbeständigkeit, Lebensdauer und Sprödbruchanfälligkeit darstellt.
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Die Pelletierpresse 3 ist besonders bevorzugt zur Herstellung von Pellets 10 aus Biomasse 1 zur Verwendung in Feuerstellen geeignet, kann aber auch in anderen Bereichen sicher sinnvoll eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Biomasse
- 2
- Stoßkante von 7
- 3
- Pelletierpresse
- 4
- Matrize
- 5
- Walze
- 6
- Abrollrichtung
- 7
- Matrizensegment
- 8
- Durchbruch
- 9
- Stützmittel
- 10
- Pellets
- 11
- Restschicht
- 12
- Durchleitungsrichtung
- 13
- Bohrungen
- 14
- Abrolllinie
- 15
- Kanten von 7
- 16
- Winkel
- 17
- Zwischenschicht
- 18
-
- 19
- Abrollfläche
- 20
- Flächenseite
- 21
- Führungsmittel
- 22
- Spannhülse
- 23
- Sacklochbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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