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Die Erfindung betrifft eine Presswalzenanordnung für eine Pelletiervorrichtung, beispielsweise zur Herstellung von Holz- oder Futtermittelpellets sowie eine zugehörige Presswalze. Die Arbeitsweise der Pelletiervorrichtungen nach dem Stand der Technik besteht darin, dass mittels einer oder mehreren in einer hohlzylinderförmigen Lochmatrize umlaufenden Presswalzen das zu pelletierende Gut durch die Löcher der Matrize nach außen gedrückt und abgeführt wird. Die Presswalzen, die auch als Koller bezeichnet werden, sind dabei mittels Lagern auf einer Presswalzenachse gelagert. Dabei liegt es in der Natur der Sache, dass aufgrund der anspruchsvollen Einsatzbedingungen der Presswalzen, insbesondere im Hinblick auf Staub und Hitze, die Lager besonderen Belastungen ausgesetzt sind. So besteht ein verbreitetes Problem beispielsweise darin, dass eindringender Staub die Lager schädigt, so dass diese einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind und in kurzen Abständen ausgetauscht werden müssen. Dieser Problematik wird nach dem Stand der Technik beispielsweise durch die in der
deutschen Patentschrift 20 49 648 gezeigte Lösung begegnet. In der genannten Schrift wird eine Presswalzenanordnung offenbart, bei welcher Presswalzen von Pelletpressen mittels einer Luftkühlung temperiert werden, dabei dienen die Kanäle ja einer Schmiermittelzuführung zur Abdichtung und Kühlung der den Presswalzen zugeordneten Lager. Die Kanäle weisen dabei einen genügend großen Querschnitt auf, um eine Luftströmung zu erzeugen; durch die Zentrifugalkräfte entsteht insbesondere in den Zuführungskanälen eine Pumpwirkung, so dass sich bei entsprechender Luftzuführung eine Luftströmung ausbildet, die auf dem gleichen Weg wie das Schmiermittel in die Lager gelangt, dort eine Kühlung bewirkt und an den Spaltdichtungen zwischen Maschinenkörper und Presswalze mit einer Sperrwirkung austritt. Hierdurch wir die Verschmutzungs- und Korrosionsgefahr gemindert. Die in der genannten Schrift offenbarte Lösung hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, insbesondere die schwere Steuer- bzw. Regelbarkeit des kühlenden Luftstroms, der von einer Vielzahl von Parametern, wie beispielsweise Schmiermittelzufuhr oder Umlaufgeschwindigkeit der Presswalzen abhängt.
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Eine weitere Lösung zu der geschilderten Problematik ist in der Internationalen Patentanmeldung
WO 2010/020382A2 vorgestellt. Dort ist eine Presswalzenanordnung für eine Pelletiervorrichtung mit mindestens einer Presswalze gezeigt, welche mittels Lagern auf einer Presswalzenachse gelagert ist. Die Presswalzenachse weist eine ins Innere der Presswalzenachse verlaufende Axialbohrung auf, die mit einer vom Inneren der Presswalzenachse her in Richtung einer Mantelfläche der Presswalzenachse verlaufenden Radialbohrung in Verbindung steht.
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Die Axialbohrung steht dabei mit Mitteln zum Zuführen eines druckbeaufschlagten Gases in Verbindung. Dabei schließen sich an die Lager seitlich Presswalzenachskragen an, wobei zwischen den Lagern und den Presswalzenachskragen ringförmige Hohlräume ausgebildet sind. Zur Kühlung wird den genannten Hohlräumen über die genannte Axialbohrung und gegebenenfalls weiteren Bohrungen das genannte druckbeaufschlagte Gas zugeführt.
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In den genannten Hohlräumen sammelt sich während des Betriebes der Vorrichtung jedoch unter bestimmten Umständen Schmierfett an, was sich auf die Kühlwirkung nachteilig auswirkt, da die Strömung des Gases durch die Ansammlung von Schmierfett beeinträchtigt wird.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine verbesserte Möglichkeit zum Schutz der Lager von Presswalzen vor Überhitzung bzw. Verschleiß zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Presswalzenanordnung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst; die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Presswalzenanordnung für eine Pelletiervorrichtung zeigt mindestens eine Presswalze, die mittels mindestens eines Lagers auf einer Presswalzenachse gelagert ist, wobei die Presswalzenachse eine ins Innere der Presswalzenachse verlaufende Axialbohrung aufweist, die mit mindestens einer vom Inneren der Presswalzenachse her in Richtung einer Mantelfläche der Presswalzenachse verlaufenden Radialbohrung in Verbindung steht, wobei die Axialbohrung mit Mitteln zum Zuführen eines druckbeaufschlagten Mediums, bspw. Pressluft, in Verbindung steht. Die Axialbohrung muss dabei nicht notwendigerweise gerade ausgeführt sein, sondern kann auch andere Geometrien, insbesondere einen spiralförmigen Verlauf, zeigen. An das mindestens eine Lager schließt sich seitlich mindestens ein Presswalzenachskragen an, wobei zwischen dem Lager und dem Presswalzenachskragen ein ringförmiger Hohlraum ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist ein Ausräumelement vorhanden, welches im Betrieb der Presswalzenanordnung den ringförmigen Hohlraum durchläuft und damit den Hohlraum mindestens teilweise freihält. Dadurch wird gewährleistet, dass das zur Kühlung oder ggf. für andere Zwecke verwendete Medium den Hohlraum vollständig durchströmen kann und die Kühlwirkung gleichmäßig über den Umfang der Lager wirksam bleibt.
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Bei dem Medium, welches den Hohlraum durchströmt, muss es sich nicht zwingend um ein Kühlgas wie Pressluft handeln. Es kann unter bestimmten Betriebsbedingungen auch erforderlich sein, dem genannte Hohlraum bspw. ein Löschmittel zuzuführen. Dieser Fall tritt insbesondere bei einer Überhitzung der Lager und einem daraus evt. folgenden Brand auf. In einer derartigen Situation ist ein schnelles, effizientes Löschen nicht nur betriebswirtschaftlich, sondern vor allem auch aus Gründen der Betriebssicherheit erforderlich. Der Löschvorgang wird dabei dadurch, dass erfindungsgemäß möglichst große Bereiche der Umgebung der Lager einem druckbeaufschlagten Medium, im Brandfall dem Löschmedium, zugänglich sind, besonders effektiv gestaltet. Als Löschmedium kommen bspw. Wasser, Kohlendioxid oder auch Löschschaum in Frage.
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Dadurch, dass die Mittel zum Zuführen eines druckbeaufschlagten Mediums mit einer Kühlmittelleitung und/oder einer Löschmittelleitung in Verbindung stehen und insbesondere eine Umschaltvorrichtung vorhanden ist, mit welcher die Mittel zum Zufuhren des druckbeaufschlagten Mediums wahlweise mit der Kühlmittelleitung oder der Löschmittelleitung verbunden werden können, kann ein gegebenenfalls erforderlicher Löschvorgang besonders schnell eingeleitet werden.
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Eine automatische Auslösung des Löschvorgangs kann dadurch erreicht werden, dass die genannte Umschaltvorrichtung mit einem Sensor verbunden ist, der Umgebungsbedingungen im Bereich des mindestens eines Lagers erfasst.
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Insbesondere kann es sich bei dem Sensor um einen Temperatursensor, bspw. den ohnehin oftmals in der Presswalzenachse vorhandenen Temperatursensor handeln; auch die Verwendung eines Gas- oder Rauchsensors ist denkbar.
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Bei dem Ausräumelement kann es sich um ein auf einem ringförmigen Blech angeordnetes Blechplättchen handeln, welches eine Stärke im Bereich von ca. 1–3 mm, insbesondere von ca. 2 mm aufweisen kann.
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Das Blechplättchen kann so ausgebildet und angeordnet sein, dass seine Projektion in Tangentialrichtung des ringförmigen Hohlraums mehr als die Hälfte der radialen Querschnittsfläche des Hohlraums einnimmt. Diese Maßnahme gewährleistet eine besonders effiziente Ausräumung und Freihaltung des Hohlraums.
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Ein Teil des Ausräumelementes kann in den offenen Teil eines Sicherungsringes eingreifen, mittels dem die Presswalze gegen axiales Verschieben gesichert ist. Hierdurch wird erreicht, dass das Ausräumelement zuverlässig durch den ringförmigen Hohlraum entlang seines Umfanges hindurch bewegt wird.
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Die Presswalzenachse kann einen näherungsweise zylindrischen Lagertragekörper zeigen und es können zwei Radialbohrungen vorhanden sein, die jeweils in einem Abstand von weniger als 70 mm, insbesondere von weniger als 40 mm, von der jeweiligen Stirnseite des Lagertragekörpers verlaufen.
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Der Lagertragekörper kann stirnseitige Ausgänge zeigen, die mit den Radialbohrungen in Verbindung stehen.
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Insbesondere können die stirnseitigen Ausgänge in einer Rundumrille in einem Presswalzenachskragen münden, wobei die Rundumrille mit Radialrillen in dem Presswalzenachskragen in Verbindung steht.
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Alternativ können die Radialbohrungen auf der Mantelfläche der Presswalzenachse in einer im Innenumfang eines Presswalzenachskragens angeordneten Rille oder Fase münden, wobei die Rille oder Fase in Verbindung mit mindestens einer Fräsung in dem Presswalzenachskragen steht.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
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Es zeigt:
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1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung für eine Pelletiervorrichtung;
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1a eine Draufsicht auf einen Presswalzenachskragen mit Rundumrille und Radialrillen;
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2 eine Detaildarstellung mit dem erfindungsgemäßen Ausräumelement, und
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3 eine gegenüber 1 leicht abgewandelte Version der erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung.
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1 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung für eine Pelletiervorrichtung, mit einer Presswalze 9, die über zwei Lager 15 auf einer Presswalzenachse 17 abrollt. Die Presswalze ist dabei mittels der beiden Sicherungsringe 156 gegen eine axiale Verschiebung gegenüber den Lagern 15 gesichert. Die Presswalzenachse 17 zeigt einen näherungsweise zylindrischen Lagertragekörper 171, der an seinen beiden Stirnseiten den maschinenseitigen Zapfen 172 und den maschinenabgewandten Zapfen 173 aufweist. Dabei können beide Zapfen 172 und 173 ebenfalls als im Wesentlichen zylindrische Körper mit geringerem Radius als der Lagertragekörper 171 insbesondere einstückig mit dem Lagertragekörper gebildet sein. Die Presswalzenachse 17 zeigt die Bohrung für Fettschmierung 19, die von der Stirnseite des maschinenseitigen Zapfens 172 in das Innere der Presswalzenachse 17 und dort ungefähr im mittleren Bereich des Lagertragekörpers 171 radial in Richtung des Zwischenraums zwischen den beiden Lagern 15 verläuft, so dass von der Maschinenseite her die beiden Lager über die Bohrung 19 geschmiert werden können. Daneben zeigt die Presswalzenachse 17 eine weitere Bohrung 21, die sich von der Stirnseite des maschinenabgewandten Zapfens 173 her axial bis in den inneren Bereich der Presswalzenachse 17 erstreckt. In der Bohrung 21 kann beispielsweise ein Temperaturfühler angeordnet sein. Erfindungsgemäß ist nun die weitere Axialbohrung 22 in der Presswalzenachse 17 eingebracht, die sich ebenfalls von der Stirnseite des maschinenabgewandten Zapfens 173 her in axialer Richtung bis in den Bereich der dem maschinenseitigen Zapfen 172 zugewandten Stirnseite des Lagertragekörpers 171 erstreckt. Die Axialbohrung 22 steht dabei in Verbindung mit den beiden Radialbohrungen 25, die sich im Bereich der Stirnseiten des Lagertragekörpers 171 in radialer Richtung bis zum Mantel des im Wesentlichen zylinderförmigen Lagertragekörpers 171 erstrecken. Dabei sind zusätzlich im Außenbereich der Stirnseiten des Lagertragekörpers 171 die stirnseitigen Ausgänge 251 als Bohrungen realisiert, die jeweils mit den Radialbohrungen 25 in Verbindung stehen. Wie aus der Figur ersichtlich ist, wird die Öffnung der Radialbohrung 25 auf der Mantelfläche des zylinderförmigen Lagertragekörpers 171 in eingebautem Zustand von den Lagern 15 belegt und damit abgedichtet; es ist auch denkbar, die mantelseitigen Ausgänge der Radialbohrungen 25 zusätzlich, beispielsweise durch einen Stopfen, zu verschließen. Die stirnseitigen Ausgänge 251 münden in der Rundumrille 26 in dem Presswalzenachskragen 18, welche ihrerseits mit den Radialrillen 27 in Verbindung steht. In 2 ist zur Verdeutlichung eine Draufsicht auf den Presswalzenachskragen 18 mit Rundumrille 26 und Radialrillen 27 dargestellt. Wird nun die Axialbohrung 22 von der Stirnseite des maschinenabgewandten Zapfens 173 her mit Druckluft beaufschlagt, so strömt diese durch die Axialbohrung 22 und nachfolgend durch die beiden Radialbohrungen 25 und tritt an der Stirnseite des Lagertragekörpers 171 durch die stirnseitigen Ausgänge 251 aus, von wo aus sie in die umlaufenden Rundumrillen 26 in dem Presswalzenachskragen 18 gelangt, wonach sie durch die Radialrillen 27 durch den ringförmige Hohlraum 178 in Richtung des Spalts 23 zwischen der Presswalze 9 und dem Presswalzenachslager 15 strömt und dort aus der Anordnung austritt, wie es durch die Pfeile 24 dargestellt ist. Die in 1 und 1a beschriebene Luftführung hat den Vorteil, dass die Luft nicht die Lager durchströmen muss und somit keine Entfettung der Lager durch den Luftstrom erfolgt. Dennoch wird das Innere der Presswalzenanordnung aufgrund der Luftführung effizient von eindringenden Schmutzpartikeln freigehalten. In dem ringförmigen Hohlraum ist auf einem ringförmigen Blech 170 das Blechplättchen 174 angeordnet. Im Betrieb der Vorrichtung wird das Blech 170 und damit das Blechplättchen 174 durch die Rotation der Presswalze 9 in Rotation versetzt, wodurch der Hohlraum 178 ständig ausgeräumt wird. Tests haben gezeigt, dass die in 1 gezeigte Lösung zu einer Verlängerung der Haltbarkeit der Lager um mehr als das Doppelte führt.
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2 zeigt eine Detaildarstellung mit dem erfindungsgemäßen Ausräumelement, das als ein auf das ringförmige Blech 170 aufgeschweißtes Blechplättchen 174 ausgebildet ist. Gut erkennbar in 2 ist eine mögliche Lösung, mittels derer auf besonders einfache Weise sichergestellt werden kann, dass sich das Ausräumelement 174 im Betrieb der Vorrichtung durch den ringförmigen Hohlraum 170 entlang seines Umfanges hindurchbewegt. Dabei greift ein Teil des Blechplättchens 174 in den offenen Teil des Sicherungsringes 156 ein, mittels dem die Presswalze 9 gegen axiales Verschieben gesichert ist. Auf diese Weise wird ein Kraftschluss zwischen der Presswalze 9 und dem Blechplättchen 174 geschaffen, der ausreicht, um die genannte Bewegung des Blechplättchens 174 während des Betriebes der Vorrichtung sicher zu stellen.
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3 zeigt eine gegenüber 1 leicht abgewandelte Version der erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung. Auch hier läuft die Presswalze 9' auf den Lagern 15', die ihrerseits auf dem Lagertragekörper 171' der Presswalzenachse 17' gelagert sind. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Variante liegen jedoch in dem in 3 dargestellten Beispiel die Presswalzenachskragen 18' nicht seitlich am Lagertragekörper 171' an, sondern sind auf ihn in der gezeigten Weise aufgeschoben, so dass der Innendurchmesser der Presswalzenachskragen 18' am Außendurchmesser des Lagertragekörpers 171' anliegt. Die mit der Axialbohrung 22' in Verbindung stehenden beiden Radialbohrungen 25', die ebenfalls im Bereich der dem maschinenabgewandten bzw. dem maschinenseitigen Zapfen 173' bzw. 172' angebracht sind, treffen bei ihrem Austritt aus der Presswalzenachse 17' auf eine im Innenumfang der Presswalzenachskragen 18' angeordnete Rille 26', die ihrerseits mit einer Fräsung 27' im Presswalzenachskragen 18' in Verbindung steht. Hierdurch wird gewährleistet, dass die durch die Axialbohrung 22' und die Radialbohrungen 25' zugeführte Pressluft den Hohlraum 178' zwischen den Presswalzenachskragen 18' und den Lagern 15' erreicht und anschließend durch die bestehenden Spalte aus der Presswalzenanordnung austritt. In der in 3 gezeigten Anordnung ist das Ausräumelement 174' auf dem Blechring 170' in der aus 1 bekannten Weise angeordnet. Auch hier steht ein Teil des Ausräumelementes 174' in Eingriff mit dem offenen Teil des Sicherungsringes 156'.
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Die gezeigte Lösung ist nicht auf die in den vorliegenden Figuren vorgestellten Ausführungsformen beschränkt. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo sich zwischen Lagern einer Presswalze und einem Presswalzenachskragen ein ringförmiger Hohlraum befindet. Beispiele für derartige weitere Bauformen finden sich in der Internationalen Patentanmeldung
WO2010/020382A2 , die auf den Anmelder zurückgeht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2049648 [0001]
- WO 2010/020382 A2 [0002, 0028]
