-
Die Erfindung betrifft eine Rollenpresse mit zwei einen Walzenspalt ausbildenden Walzen und mindestens einer den Walzenspalt in Richtung der Längsachsen der Walzen begrenzenden Seitenwand.
-
Bei einer Rollenpresse wird eine Materialschüttung, das sogenannte Aufgabegut, von oben zugeführt, in den zwischen den Walzen ausgebildeten Walzenspalt eingezogen und dabei verdichtet und zerkleinert.
-
Zugeführt wird das Aufgabegut über einen über dem Walzenspalt angeordneten Aufgabeschacht. Dabei ragen Seitenwände des Aufgabeschachts regelmäßig an den Stirnseiten der Rollenwalzen bis in die Hochdruckzone im engsten Teil des Walzenspalts und verhindern dort ein Austreten des verdichteten Walzguts. Diese fungieren somit auch als stirnseitige Abdichtung zu den Rollenwalzen.
-
Der fortschreitenden Verdichtung entsprechend steigt der Druck, den das Walzgut in Richtung der Längsachsen der Rollenwalzen auf die Seitenwände des Aufgabeschachts ausübt, an und ist im Hochdruckbereich am höchsten. Insbesondere dort stellt sich durch den von dem Walzgut ausgeübten Druck, der Relativbewegung des Walzguts zu den Seitenwänden und den abrasiven Eigenschaften des Walzguts ein erheblicher Verschleiß der Seitenwände ein.
-
Diesem erhöhten Verschleiß wird durch eine Bestückung der Seitenwände mit harten, verschleißfesten Materialien begegnet. In Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Rollenpressen, insbesondere der Art und damit der Abrasivität des zu walzenden Materials und der eingestellten Breite des Walzenspalts, muss ein solcher Verschleißschutz für die Seitenwände in definierten zeitlichen Abständen ausgewechselt werden. Dazu ist regelmäßig ein Stillstand der Rollenpresse erforderlich, was einen Produktionsausfall bedeutet.
-
In der
DE 100 12 696 B4 ist eine Rollenpresse beschrieben, bei der die dem Walzenspalt benachbarten Abschnitte der Seitenwände von den Stirnseiten von kolbenförmigen Verschleißschutzelementen ausgebildet werden. Mit fortschreitendem Verschleiß der Stirnseiten dieser Verschleißschutzelemente können diese über eine Nachstellvorrichtung in Richtung der Walzen nachgeführt werden. Dadurch sollen die zum Auswechseln der Verschleißschutzelemente erforderlichen Stillstandzeiten der Rollenpresse gegenüber denjenigen Rollenpressen, bei denen Verschleißschutzelemente einfach auswechselbar an den Innenseiten der Seitenwände angeordnet sind, deutlich reduziert werden können.
-
Nachteilig an der aus der
DE 100 12 696 B4 bekannten Rollenpresse ist der erhebliche konstruktive Aufwand für die Integration und insbesondere die Abdichtung des zwischen den Verschleißschutzelementen und den Seitenwänden ausgebildeten Spalte.
-
Eine dazu ähnliche Rollenpresse ist zudem aus der
DE 665 141 bekannt. Bei dieser sind ebenfalls in Aussparungen der Seitenwände angeordnete Verschleißschutzelemente bekannt, die in Richtung der Stirnflächen der Walzen beweglich gelagert sind. Dabei ist vorgesehen, die Verschleißschutzelemente über Gewichte oder von Federn belastet gegen die Stirnseiten der Walzen zu pressen, wodurch ein Nachführen bei zunehmendem Verschleiß der Verschleißschutzelemente erreicht wird.
-
Auch bei dieser Ausgestaltung einer Rollenpresse stellt die Abdichtung des zwischen den Verschleißschutzelementen und der restlichen Seitenwand ausgebildeten Spalte ein Problem dar. Zudem kann ein Anpassen der Gewichts- oder Federbelastung an wechselnde Betriebsbedingungen erforderlich werden, um zu verhindern, dass die Verschleißschutzelemente von dem Druck in dem Walzenspalt zu weit von den Stirnseiten der Walzen abgehoben werden oder unter zu großem Druck an den Walzen anliegen.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik hat der Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegen, Stillstandzeiten einer Rollenpresse, die bei konventionellen Rollenpressen durch das Auswechseln von Verschleißschutzelementen entstehen, auf konstruktiv einfache Weise möglichst weitgehend zu reduzieren.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Rollenpresse gemäß dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Rollenpresse sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
-
Bei einer Rollenpresse mit zwei einen Walzenspalt ausbildenden Walzen und mindestens einer den Walzenspalt in Richtung der Längsachsen der Walzen begrenzenden Seitenwand, ist erfindungsgemäß ein Verschleißschutzelement für die Seitenwand vorgesehen, das quer, vorzugsweise senkrecht, zu den Längsachsen der Walzen verschiebbar ist, wobei durch ein Verschieben unterschiedliche Abschnitte des Verschleißschutzelements wenigstens benachbart des engsten Teils des Walzenspalts positionierbar sind.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer solchen Rollenpresse sieht vor, dass das Verschleißelement in Abhängigkeit von dessen Verschleißzustand in wenigstens den dem Walzenspalt, insbesondere dem engsten Teil des Walzenspalts, benachbarten Abschnitt verschoben wird.
-
Demnach kann das Verschleißschutzelement solange mit einem Abschnitt benachbart des engsten Teils des Walzenspalts angeordnet sein, bis eine Verschleißgrenze erreicht wird. Daraufhin kann das Verschleißschutzelement soweit verschoben werden, bis ein neuer Abschnitt, der noch nicht die Verschleißgrenze erreicht hat, benachbart des engsten Teils des Walzenspalts angeordnet ist. Ein solches Verschieben des Verschleißschutzelements kann ohne Stillstand der Anlage und somit ohne dadurch bedingten Produktionsausfall durchgeführt werden. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, das mehrere Verschleißschutzelemente vorgesehen sind, die direkt nacheinander genutzt werden, so dass ein erstes Verschleißschutzelement, nachdem dessen letzter Abschnitt die Verschleißgrenze erreicht hat, aus dem dem engsten Teil des Walzenspalts benachbarten Bereich verschoben und gleichzeitig oder darauf folgend ein zweites Verschleißschutzelement verschoben wird, um dieses mit einem Abschnitt benachbart des engsten Teils des Walzenspalts zu positionieren.
-
Das Verschieben des Verschleißschutzelements erfolgt vorzugsweise diskontinuierlich und somit in regelmäßigen oder unregelmäßigen zeitlichen Abständen um jeweils eine definierte Distanz. Möglich ist aber auch ein (langsames) kontinuierliches Verschieben des Verschleißschutzelements.
-
Bei dem Verschleißschutzelement kann es sich insbesondere um ein von der Seitenwand separates Bauteil handeln. Dabei kann das Verschleißschutzelement vorzugsweise in einer Führung an der zu den Stirnseiten der Walzen benachbarten Seite der Seitenwand beweglich geführt sein. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Integration des Verschleißschutzelements in die Seitenwand erzielt werden. Zudem können dadurch Abdichtungsprobleme, wie sie bei der aus der
DE 100 12 696 B4 oder aus der
DE 665 141 bekannten Integration von in Richtung der Längsachsen der Walzen beweglich geführten Verschleißschutzelementen in Öffnungen der Seitenwände auftreten, vermieden werden.
-
Es ist aber auch möglich, das Verschleißschutzelement als integraler Teil der Seitenwand, bei der dieses in einer Öffnung relativ zu der Restseitenwand verschiebbar ist, auszubilden. Ebenso ist es möglich, die gesamte Seitenwand als Verschleißschutzelement auszubilden und entsprechend in einer Richtung quer zu den Längsachsen der Walzen verschiebbar auszubilden.
-
Um sicher zu stellen, dass das Verschleißschutzelement nicht von dem relativ zu diesem bewegten Walzgut verschoben wird, solange in dem dem engsten Teil des Walzenspalts benachbarten Abschnitt die Verschleißgrenze noch nicht erreicht ist, können in einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rollenpresse Mittel zur bedarfsweisen Fixierung des Verschleißschutzelements in unterschiedlichen Positionen relativ zu den Walzen vorgesehen sein. Diese Mittel zur Fixierung können in beliebiger Weise, beispielsweise als passive Mittel, wie beispielsweise form- und/oder kraftschlüssige Halterungen (z.B. eine Verschraubung) ausgebildet sein.
-
Als „Verschleißschutzelement“ wird grundsätzlich ein Element verstanden, das funktional dafür vorgesehen ist, die Seitenwand in zumindest einem Abschnitt vor einem schnellen Verschleiß durch das Walzgut und/oder die Walzen zu schützen. Dabei sollte (muss jedoch nicht) das Verschleißschutzelement zumindest auf der dem Walzenspalt benachbarten Seite aus einem Werkstoff bestehen, der im Vergleich zu einem Basiswerkstoff, aus dem die Seitenwand im Wesentlichen ausgebildet ist, verschleißfester ist.
-
Selbstverständlich kann das Verschleißschutzelement auch vollständig aus einem solchen relativ verschleißfesten Werkstoff bestehen. Gegebenenfalls kann sich die Ausbildung des Verschleißschutzelements mit einem aus einem kostengünstigen Werkstoff bestehenden Grundkörper und einer relativ verschleißfesten Verschleißschutzschicht jedoch als wirtschaftlich vorteilhafter zeigen. Dabei kann die Verschleißschutzschicht beispielsweise durch eine verschleißfeste Auftragsschweißung ausgebildet werden. Möglich ist auch ein Besatz des Grundkörpers mit verschleißfesten Elementen, wie beispielsweise Hartmetallelementen.
-
Das Verschleißschutzelement kann auch auf mehreren Seiten aus einem Werkstoff bestehen, der im Vergleich zu dem Basiswerkstoff der Seitenwand oder einem Grundkörper des Verschleißschutzelements verschleißfester ist. Dies kann ermöglichen, das Verschleißschutzelement, nachdem auf der dem Walzenspalt benachbarten Seite alle Abschnitte die Verschleißgrenze erreicht haben, durch Wenden weiter zu benutzen.
-
Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Verschleißschutzelement auf der dem Walzenspalt benachbarten Seite mehrere, sich hinsichtlich der Verschleißfestigkeit unterscheidenden Verschleißschutzzonen ausbildet. Somit kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine mittlerer Zone des Verschleißschutzelements, die den engsten Teil des Walzenspalts überdeckend angeordnet ist, aus einem besonders verschleißfesten und daher gegebenenfalls vergleichsweise teueren Werkstoff ausgebildet ist, während randseitige Zonen des Verschleißschutzelements, die nicht in Überdeckung des engsten Teil des Walzenspalts angeordnet sind, aus einem weniger verschleißfesten und dadurch gegebenenfalls kostengünstigeren Werkstoff ausgebildet sind.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rollenpresse kann vorgesehen sein, dass sich das Verschleißschutzelement von einem Aufgabeschacht, über den Aufgabegut in die Rollenpresse einbringbar ist, in Richtung des engsten Teils des Walzenspalts erstreckt. Dies kann ein einfaches Einbringen und/oder Handhaben des Verschleißschutzelements über den Aufgabeschacht ermöglichen.
-
Die Bewegungsrichtung des Verschleißschutzelements kann vorzugsweise parallel zu Tangentialen der Walzen im engsten Teil des Walzenspalts und insbesondere senkrecht zu der von den (parallelen) Längsachsen der Walzen definierten Ebene ausgerichtet sein.
-
Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Verschleißschutzelement durch Antriebsmittel automatisch verschiebbar ist. Dies kann ein komfortables, insbesondere auch automatisches Nachführen des Verschleißschutzelements ermöglichen. Derartige Antriebsmittel können auch die Funktion von Mitteln zur bedarfsweisen Fixierung des Verschleißschutzelements in unterschiedlichen Positionen relativ zu den Walzen ausüben, indem sie im inaktiven Zustand, d.h. wenn diese das Verschleißschutzelement nicht aktiv verschieben, ein ungewolltes Verschieben des Verschleißschutzelements verhindern.
-
Für ein automatisches Nachführen kann weiterhin eine Steuerungseinheit vorgesehen sein, die zur Ansteuerung der Antriebsmittel in Abhängigkeit von dem Verschleißzustand des Verschleißschutzelements in dem dem Walzenspalt und insbesondere dem engsten Teil des Walzenspalts benachbarten Abschnitt ausgebildet ist. Dabei kann der Verschleißzustand besonders bevorzugt mittels eines Verschleißsensor ermittelt werden. Möglich ist aber auch, den Verschleißzustand unter Berücksichtigung der Betriebsparameter der Rollenpresse, insbesondere der Art des verwendeten Aufgabeguts, der Rotationsgeschwindigkeit der Walzen und der Breite des Walzenspalts im engsten Teil, abzuschätzen. Dies kann auch automatisiert mittels der Steuerungseinheit erfolgen.
-
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rollenpresse kann vorgesehen sein, dass das Verschleißschutzelement den Walzenspalt in seinem breitesten Teil zu mindestens 80% überdeckt. Dadurch kann erreicht werden, dass der gesamte, durch das Walz- beziehungsweise Aufgabegut hoch beanspruchte Abschnitt der Seitenwand mittels des Verschleißschutzelements geschützt ist.
-
Das Verschleißschutzelement ist vorzugsweise ausschließlich (und besonders bevorzugt ausschließlich in der einen Richtung) quer zu den Längsachsen der Walzen relativ zu diesen beweglich gelagert. Dies kann für die Umsetzung der erfindungsgemäßen Funktionalität ausreichend sein und ermöglicht zudem die Ausbildung einer konstruktiv einfachen Führung für das Verschleißschutzelement.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt jeweils schematisch:
-
1: eine erfindungsgemäße Rollenpresse; und
-
2 bis 5: unterschiedliche Ausführungsformen für ein in der Rollenpresse gemäß der 1 einsetzbares Verschleißschutzelement.
-
Die in der 1 stark vereinfacht dargestellte Rollenpresse umfasst zwei Walzen 1, die derart ausgerichtet sind, dass ihre Längsachsen 2 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dadurch wird zwischen den Walzen 1 ein Walzenspalt 3 mit konstanter Breite ausgebildet, der in der von den beiden Längsachsen 2 ausgebildeten Ebene die geringste Walzenspaltbreite ausbildet. Dieser Bereich stellt den engsten Teil des Walzenspalts 3 dar.
-
Für den Betrieb kann die Rollenpresse derart ausgerichtet sein, dass die von den beiden Längsachsen 2 ausgebildete Ebene möglichst horizontal ausgerichtet ist. Im Betrieb der Rollenpresse wird ein Aufgabegut (nicht dargestellt) über einen Aufgabeschacht in den Walzenspalt 3 geschüttet. Durch einen gegenläufig rotierenden Antrieb der Walzen 1 entsprechend der in der 1 dargestellten Drehrichtungspfeile wird das Aufgabegut dann nach und nach in den Walzenspalt 3 gezogen und dabei verdichtet und zerkleinert. Das zerkleinerte Walzgut kann dann in einen unterhalb des Walzenspalts 3 angeordneten Container (nicht dargestellt) oder auf ein dort positioniertes Förderband fallen.
-
Der Aufgabeschacht wird von vier Wänden ausgebildet. Dabei sind zwei Seitenwände 4 an den längsseitigen Enden der Walzen 1 angeordnet. Die Seitenwände 4 sind randseitig mittels zwei Querwänden (nicht dargestellt), die in etwa parallel zu den Längsachsen 2 der Walzen 1 verlaufen, miteinander verbunden. In der 1 ist lediglich die in Blickrichtung hintere Seitenwand 4 dargestellt.
-
Beim Verdichten wird das Walzgut mit hohem Druck gegen die Seitenwände 4 gedrückt. In Verbindung mit der Relativgeschwindigkeit zu dem Walzgut und den vielfach stark abrasiven Eigenschaften des Walzguts unterliegen die Seitenwände 4 daher hohem Verschleiß, der im Bereich des engsten Teils des Walzenspalts 3 wegen der dortigen stärksten Verdichtung am größten ist.
-
Jeder der Seitenwände 4 ist daher auf ihrer den Walzen 1 zugewandten Seite ein mittig bezüglich der zwei Walzen 1 angeordnetes Verschleißschutzelement 5 zugeordnet. Die Verschleißschutzelemente 5 sind jeweils in einer nicht dargestellten Führung der dazugehörigen Seitenwand 4 in einer Richtung, die senkrecht zu den Längsachsen 2 der Walzen 1 und auch senkrecht zu der von den Längsachsen 2 ausgebildeten Ebene ist, beweglich geführt. Bei einer für den Betrieb der Rollenpresse vorgesehenen, in etwa horizontalen Ausrichtung der von den Längsachsen 2 der Walzen 1 ausgebildeten Ebene ergibt sich somit eine in etwa vertikale Beweglichkeit der Verschleißschutzelemente 5.
-
Die Verschleißschutzelemente 5 sind jeweils mittels einer Antriebsvorrichtung, die beispielsweise in Form eines elektrischen Stellmotors mit einem Antriebsritzel 7, das in eine von dem dazugehörigen Verschleißschutzelement 5 ausgebildete Zahnstange 6 eingreift, vorgesehen sein kann, automatisch verschiebbar.
-
Ein Verschieben der Verschleißschutzelemente 5 erfolgt in Abhängigkeit von dem Verschleißzustand derjenigen Abschnitte der Verschleißschutzelemente 5, die sich aktuell benachbart des engsten Teils des Walzenspalts 3 befinden. Ist eine Verschleißgrenze für diese Abschnitte der Verschleißschutzelemente 5 erreicht, können diese mittels der Antriebsvorrichtungen um eine definierte Distanz verschoben werden, wodurch neue Abschnitte, die noch nicht ihre Verschleißgrenze erreicht haben, benachbart des engsten Teils des Walzenspalts 3 positioniert werden. Der Verschleißzustand kann dazu mittels jeweils eines Verschleißsensors 13 ermittelt werden. Die Ansteuerung der Antriebsvorrichtungen erfolgt dann in Abhängigkeit von Messsignalen der Verschleißsensoren 13 mittels einer Steuerungseinheit 12. Ein Stillsetzen der Rollenpresse ist für ein Verschieben der Verschleißschutzelemente 5 nicht erforderlich.
-
Ein Verschieben der Verschleißschutzelemente 5 erfolgt vorzugsweise von oben nach unten (bezogen auf die Schwerkraftrichtung). Dadurch können die Verschleißschutzelemente 5, nachdem diese über ihre gesamte Länge die Verschleißgrenze erreicht haben, durch ein letztmaliges Verschieben aus den dazugehörigen Führungen freigegeben werden und von der Rollenpresse herabfallen. Dann können diese entsorgt, für eine erneute Verwendung gewendet oder aufbereitet werden. Gleichzeitig mit dem Freigeben eines abgenutzten ersten Verschleißschutzelements 5 wird ein zweites Verschleißschutzelement (nicht dargestellt), das sich direkt an das erste Verschleißschutzelement 5 in Verschieberichtung anschließt, mit einem ersten Abschnitt benachbart des engsten Teils des Walzenspalts 3 positioniert. Dadurch wird ein ununterbrochener Schutz der Seitenwände 4 mittels Verschleißschutzelementen 5 realisiert.
-
Die 2 bis 5 zeigen verschiedene Möglichkeiten zur Ausbildung der als Riegel mit rechteckigem Querschnitt ausgebildeten Verschleißschutzelemente 5.
-
Dabei zeigt die 2 ein Verschleißschutzelement 5 in Form eines massiven Verschleißschutzkörpers. Dieses besteht somit vollständig aus einem vergleichsweise verschleißfesten Werkstoff, z.B. einem Hartmetall.
-
Bei den Verschleißschutzelementen 5 gemäß den 3 und 4 ist dagegen ein Grundkörper 8 vorgesehen, der einseitig (vgl. 3) oder auf zwei gegenüberliegenden Seiten (vgl. 4) mit einer Verschleißschutzschicht 9 aus einem verschleißfesten Werkstoff versehen ist. Das Verschleißschutzelement 5 mit beidseitiger Anordnung einer Verschleißschutzschicht 9 (vgl. 4) eignet sich für eine doppelte Nutzung durch ein Wenden, nachdem die eine Seite vollständig abgenutzt wurde.
-
Die 5 zeigt die Möglichkeit, zumindest die den Stirnseiten der Walzen 1 zugewandte, verschleißfest ausgebildete Seite eines Verschleißschutzelements 5 mit unterschiedlichen Verschleißschutzzonen 10, 11 auszubilden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, eine mittige (bezogen auf die senkrecht zur Verschieberichtung ausgerichtete Querrichtung des Verschleißschutzelements 5) Verschleißschutzzone 10 vorzusehen, die gegenüber randseitigen Verschleißschutzzonen 11 durch eine höhere Verschleißfestigkeit gekennzeichnet ist. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass, wie dies aus der 1 verdeutlicht ist, bei größerer Breite der Verschleißschutzelemente 5 im Vergleich zu der Breite des Walzenspalts 3 in seinem engsten Teil nur jeweils ein mittiger Abschnitt (mit der Verschleißschutzzone 10) der Verschleißschutzelemente 5 dem Walzgut direkt ausgesetzt ist. Über die volle Breite werden die Verschleißschutzelemente 5 dagegen lediglich in breiteren Abschnitten des Walzenspalts 3 mit entsprechend reduzierter Druckbelastung durch das Walzgut beaufschlagt.
-
Die Ausbildung eines Verschleißschutzelement 5 mit unterschiedlichen Verschleißschutzzonen 10, 11 ist sowohl bei einer Ausbildung als massiver Verschleißschutzkörper gemäß der 2 als auch bei einer Ausbildung mit einer oder mehrerer Verschleißschutzschichten 9 auf einem Grundkörper 8 gemäß den 3 und 4 möglich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Walze
- 2
- Längsachse der Walze
- 3
- Walzenspalt
- 4
- Seitenwand
- 5
- Verschleißschutzelement
- 6
- Zahnstange
- 7
- Antriebsritzel
- 8
- Grundkörper
- 9
- Verschleißschutzschicht
- 10
- Verschleißschutzzone
- 11
- Verschleißschutzzone
- 12
- Steuerungseinheit
- 13
- Verschleißsensor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10012696 B4 [0006, 0007, 0016]
- DE 665141 [0008, 0016]
