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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Granulierung von grobstückigem Material gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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In der Chemie-, Pharma- und Grundstoffindustrie werden pulverförmige Feststoffe wie Pulver, Korn oder Gemische dergleichen als Rohstoffe zu kleineren Einheiten, z.B. Tabletten, weiterverarbeitet. Probleme bei der Weiterverarbeitung können insbesondere durch den hohen Luftanteils oder mangelnde Rieselfähigkeit entstehen. Daher wird der pulverförmige Rohstoff vor einer Weiterverarbeitung üblicherweise zunächst kompaktiert und granuliert. Dazu wird das Rohmaterial regelmäßig mittels einer Schneckeneinspeisung exakt dosiert und konstant den Presswalzen einer Walzenpresse zugeführt. Durch das Verpressen des pulverförmigen Rohstoffs zwischen zwei Presswalzen wird ein homogenes, festes, hoch dichtes und in der Regel bandförmiges grobstückiges Material als Zwischenprodukt, auch „Schülpe“ genannt, erhalten. Die durch die Kompaktierung hergestellte Schülpe wird über ein- oder mehrstufige Granulatoren, welche die Schülpe mittels eines Rotors durch ein Sieb drücken, zum gewünschten Kornspektrum granuliert. Ein gut rieselfähiges Granulat mit sehr geringem Luftanteil und definierter Korngröße kann so erhalten werden, welches in der Regel auch ohne den Einsatz chemischer Zusatzstoffe wie Bindemittel zu kleineren Einheiten, wie Tabletten, weiterverarbeitet bzw. verpresst werden kann. Ein solcher Granulator kann als eine gesonderte Maschine bereitgestellt werden oder zusammen mit einer Kompaktiereinrichtung in einer einzigen Maschine kombiniert werden.
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Die Druckschrift
WO 0172425 A1 offenbart einen Siebgranulator für grobstückiges Material.
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Üblicherweise erfolgt ein Einstellen eines Abstands zwischen Rotor und Sieb manuell. Die Produktionseffizienz und Granulatqualität ist daher in der Regel Schwankungen unterworfen.
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Die vorgenannten, aus dem Stand der Technik bekannten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination mit einem der nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Gegenstände kombiniert werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Vorrichtung zur Granulierung bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe dient eine Vorrichtung zur Granulierung gemäß dem Hauptanspruch. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe dient eine Vorrichtung zur Granulierung von grobstückigem Material, welches pulverförmige Feststoffe wie beispielsweise Pulver, Korn oder Gemische dergleichen umfassen kann und welche durch Verpressen oder Kompaktieren mittels Presswalzen des pulverförmigen Feststoffes erzeugt werden kann, wobei die Vorrichtung zur Granulierung einen drehbaren und/oder oszillierenden Rotor und ein Sieb umfasst und der Rotor so beschaffen ist, dass der Rotor das grobstückige Material durch das Sieb befördern oder drücken kann, um ein Granulat mit einer geringeren Granulatstückabmessung verglichen mit dem grobstückigen Material erhalten zu können, wobei die Vorrichtung zur Granulierung eine automatische Abstandseinstelleinrichtung zum Einstellen eines Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb umfasst, die so beschaffen ist, dass der Abstand zwischen dem Rotor und dem Sieb bis zu einem unmittelbaren Kontakt des Rotors mit dem Sieb verkleinert wird oder werden kann und anschließend der Abstand auf einen vorgegebenen Zielabstand vergrößert wird oder werden kann.
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Mit Sieb ist üblicherweise ein flächiges Bauteil geringer Dicke mit Sieböffnungen gemeint- Ein gelochtes Blech ist daher genauso wie ein durch Drähte gebildetes Netz ein Sieb im Sinne der vorliegenden Anmeldung und kann auch vorteilhaft auf diese Weise umgesetzt werden.
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Ein Befördern von grobstückigen Material durch das Sieb meint, dass das grobstückige Material durch den Rotor veranlasst wird, Sieböffnungen, welche enger sind als der überwiegende Anteil des grobstückigen Materials, zu durchqueren und somit zerkleinert zu werden. In der Regel erfolgt ein solches Befördern durch unmittelbares Drücken des grobstückigen Materials durch den Rotor oder einen Teil des Rotors entgegen einer Seite des Siebs in einem Bereich mit Sieböffnungen, wobei der Rotor relativ zum Sieb während des Prozesses zu jedem Zeitpunkt planmäßig beabstandet bleibt und somit die Druckkraft über das gegen das Sieb gedrückte grobstückige Material selbst auf die Materialanteile übertragen wird, die sich innerhalb der Sieböffnungen befinden.
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Mit automatisch ist gemeint, dass es sich bei der Abstandseinstelleinrichtung zum Einstellen des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb nicht um ein manuelles Einstellen, sondern ein maschinenbetriebenes Einstellen handelt.
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Als Abstand zwischen dem Rotor und dem Sieb ist der Abstand an der Stelle gemeint, an welchem der Rotor und das Sieb als erstes in Kontakt kommen, wenn der Rotor und das Sieb aufeinander zu bewegt werden.
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Bis zu einem unmittelbaren Kontakt verkleinert meint bis zu einem unmittelbaren Zusammentreffen eines Teils des Rotors mit einem Teil des Siebs.
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Ein vorgegebener Zielabstand ist ein Soll-Abstand zwischen Rotor und Sieb, also nicht ein willkürlicher oder willkürlich gewählter Abstand.
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Dadurch, dass mithilfe der automatischen Abstandseinstelleinrichtung ein Abstand zwischen dem Rotor und dem Sieb bis zu einem unmittelbaren Kontakt verkleinert werden kann und anschließend der Abstand auf einen vorgegebenen Zielabstand vergrößert werden kann, wird ermöglicht, dass der Abstand besonders schnell und mit wenig Aufwand eingestellt werden kann, weil die Einstellung nicht mehr zeitaufwändig von Hand vorzunehmen ist. Zudem kann so besonders reproduzierbar und präzise insbesondere im zehntel Millimeterbereich eingestellt werden. Insbesondere beträgt der Zielabstand 0,05 bis 10 mm, vorzugsweise wenigstens 0,1 mm, vorzugsweise bis zu 1 mm.
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Eine stets hohe Effektivität der Vorrichtung zur Granulierung und reproduzierbare Granulatqualität kann so erzielt werden. Denn die Effektivität und Granulatqualität werden regelmäßig von dem Abstand zwischen Rotor und Sieb beeinflusst. Zudem kann ein geringer Abstand zum Beispiel zu Schäden an der Vorrichtung führen und ein zu großer Abstand ein Verpappen und unplanmäßigem Materialfluss durch die Vorrichtung bewirken.
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Eine schonende Granulierung mit besonders geringem Feinanteil, der sonst ausgesondert und kompaktiert werden müsste, kann so erzielt werden. Zudem kann so ein besonders enger Pulver- bzw. Korngrößenverteilung für eine besonders hohe Fließfähigkeit des Granulates ermöglicht werden.
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Ferner kann eine besonders hohe Fließ- und Haftfähigkeit z.B. beim Verpressen zu Tabletten erzielt werden und die so erreichbare Gleichmäßigkeit der Granulate ermöglicht eine hohe Dosiergenauigkeit und homogene Verteilung der Wirkstoffe. Schließlich kann so auch die gesundheitliche Belastung für die Mitarbeiter in der Produktion sowie Verschleiß der Maschinen durch Feinstaubbildung besonders gering gehalten werden.
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Bevorzugt umfasst die Abstandseinstelleinrichtung einen Kontaktsensor zum Detektieren eines unmittelbaren Kontakts zwischen dem Rotor und dem Sieb.
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Durch einen Kontaktsensor zum Detektieren eines unmittelbaren Kontakts zwischen dem Rotor und dem Sieb kann eine zuverlässige Detektion eines Null-Abstands gewährleistet und so Beschädigungen des Rotors oder des Siebs aufgrund einer Kollision vermieden werden. Ein Nullabstand meint, dass das Sieb den Rotor kontaktiert.
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Bevorzugt umfasst die Abstandseinstelleinrichtung einen Wegsensor, der die Veränderung des Abstands zwischen Rotor und Sieb zu erfassen bzw. zu messen vermag. Mit Hilfe des Wegsensors wird in einer Ausführungsform die Vergrößerung des Abstands auf einen vorgegebenen Zielabstand gesteuert, um so den gewünschten Zielabtstand mit verbesserter Genauigkeit einstellen zu können. Mit Hilfe des Wegsensors wird in einer Ausgestaltung die Verkleinerung des Abstands bis zu einem unmittelbaren Kontakt des Rotors mit dem Sieb gesteuert, um so Beschädigungen bei Erreichen eines Nullabstands verbessert zu vermeiden. Im Fall der Verkleinerung des Abstands wird der Abstand bevorzugt zunächst mit einer höheren Geschwindigkeit verkleinert. Bei Unterschreiten eines Mindestabstands wird die Verkleinerung des Abstands verlangsamt. Diese Ausführungsform ermöglicht es, in besonders kurzer Zeit den Abstand bis zu einem unmittelbaren Kontakt des Rotors mit dem Sieb zu verkleinern, ohne ein erhöhtes Beschädigungsrisiko in Kauf nehmen zu müssen.
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Der Wegsensor kann ein optischer Sensor sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem Wegsensor um einen induktiven Sensor, da dieser unempfindlicher gegenüber Verschmutzungen ist.
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Bevorzugt umfasst die Abstandseinstelleinrichtung einen Antrieb zum Vergrößern oder Verkleinern des Abstands zwischen Rotor und Sieb und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Regeln des Antriebs auf Basis von Signalen des Kontaktsensors.
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Mit Antrieb ist insbesondere ein elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Motor üblicherweise mit Getriebe gemeint, der eine Antriebskraft auf Basis eines Ansteuerungssignals auf eine Welle, z.B. Rotorwelle, übertragen kann.
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Regeln des Antriebs meint ein planmäßiges Vergrößern oder Verkleinern des Abstands zwischen Rotor und Sieb, also z.B. ein Anhalten des Antriebs bei einem Abstand von Null (Null-Abstand) sowie ein Anhalten des Antriebs bei Erreichen des Zielabstands.
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Ein automatisches Reduzieren des Abstands auf Null kann so besonders einfach erzielt werden.
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Bevorzugt ist die Datenverarbeitungseinrichtung so eingerichtet, dass ein aktueller Abstandswert beim Ansteuern des Antriebs zum Vergrößern des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb auf Basis des Ansteuerungssignals an den Antrieb berechnet und zum Regeln des Antriebs verwendet werden kann. Insbesondere kann die Anzahl der Ansteuersignale oder die Dauer und Stärke des Ansteuerungssignals für die Berechnung zugrunde gelegt werden.
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Ein automatisches Vergrößern des Abstands auf den Zielabstand kann so besonders einfach und zuverlässig umgesetzt werden.
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Insbesondere sieht die Abstandseinstelleinrichtung eine Eingabeeinheit, z.B. Tastatur, und/oder Ausgabeeinheit, z.B. Anzeige, vor, um einen Zielabstand einstellen zu können.
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Bevorzugt können in einer Datenverarbeitungseinrichtung der Abstandseinstelleinrichtung mehrere Zielabstände als Basis zum Regeln des Antriebs gespeichert werden oder es sind mehrere Zielabstände gespeichert und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung ist so eingerichtet, dass mindestens ein Parameter durch den Benutzer in die Datenverarbeitungseinrichtung eingegeben werden kann und die Datenverarbeitungseinrichtung selbstständig in Abhängigkeit von dem mindestens einen eingegebenen Parameter einen bestimmten Zielabstand auswählt und zum Regeln des Antriebs zugrunde legt.
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Ein Parameter kann z.B. das zu verarbeitende grobstückige Material, der eingesetzte Siebtyp und/oder die Sieböffnungsweite und/ oder die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors sein.
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Insbesondere können ein Algorithmus, eine Eichkurve oder logische Auswahlkriterien in der Datenverarbeitungseinrichtung zur selbstständigen Auswahl eines Zielabstands in Abhängigkeit des mindestens einen eingegebenen Parameters hinterlegt sein.
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Dadurch, dass durch Eingabe von ein oder mehreren Parametern automatisch bzw. selbstständig ein Zielabstand unter mehreren gespeicherten Zielabständen bzw. Zielabstandswerten durch die Datenverarbeitungseinrichtung ausgewählt wird, kann eine kontinuierliche gleiche Einstellung und gleichbleibende Produktionsweise bei gleichen Produkten aber auseinanderliegenden Produktionszeitpunkten ermöglicht werden. Zielabstände können auf diese Weise für den Benutzer besonders anwenderfreundlich, leicht und mit wenig Aufwand anhand des einzugebenden und dem Benutzer in der Regel bekannten Parameters, z.B. zu verarbeitendes Material und/oder aktuell verwendetes Sieb, ausgewählt werden. Der Benutzer kann so auf ein Auswählen des Zielabstandes anhand von Tabellen oder Algorithmen etc. auf Basis des mindestens einen Parameters verzichten.
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In einer Ausgestaltung ermittelt die Vorrichtung selbstständig ein oder mehrere Parameter wie zum Beispiel der Typ des eingesetzten Siebs.
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Bevorzugt ist der Kontaktsensor ein Vibrationssensor zur Messung von Vibrationsamplituden und/oder die Vorrichtung zur Granulierung ist so eingerichtet, dass für ein Einstellen des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb durch die Abstandseinstelleinrichtung der Rotor insbesondere automatisch in Rotation und/oder Oszillation versetzt werden kann oder versetzt wird oder eine Rotation und/oder Oszillation für die Zeit des Einstellens fortführt.
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Mit Vibration ist ein hochfrequentes, alternierendes Bewegen oder Vibrieren eines Bauteils gemeint. Eine Vibrationsamplitude beschreibt die Auslenkung in Längeneinheiten eines vibrierenden Elements zur Normalstellung.
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Durch den Einsatz eines Vibrationssensors als Kontaktsensor können mehrere Vorteile erzielt werden.
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Erstens können dadurch die Voraussetzungen dafür geschaffen werden, den Kontaktsensor bzw. Vibrationssensor außerhalb solcher Bereiche angeordnet werden, die mit dem zu verarbeitenden Material in Berührung kommen. Eine Verschmutzung, Beschädigung oder Beeinträchtigung des Sensors kann so vermieden und eine besonders hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit erzielt werden.
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Zweitens kann ein Vibrationssensor nicht nur zur Null-Abstandsdetektion von Rotor und Sieb, sondern gleichzeitig als Bonuseffekt zur Überwachung des Produktionsprozesses bzw. Granulierprozesses verwendet werden. Durch eine solche Überwachung können Verstopfungen des Siebes, unerwünschte Fremdkörper im zu verarbeitendem Material sowie Rotorlagerverschleiß oder Rotor-Sieb-Kollisionen detektiert werden.
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Insbesondere können zum Zwecke einer solchen Überwachung mitlaufende obere und/oder untere Toleranzschwellen der Vibrationsamplitude oder Vibrationscharakteristika hinsichtlich z.B. der ermittelbaren Frequenzen oder Frequenzspektren genutzt werden. Insbesondere kann eine Rotationsgeschwindigkeit und/oder Oszillationsgeschwindigkeit für den Rotor für den Zeitraum des Einstellens einstellbar sein.
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Dadurch, dass die Vorrichtung zur Granulierung so eingerichtet ist, dass ein Einstellen des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb durch die Abstandseinstelleinrichtung bei rotierendem und/oder oszillierendem Rotor erfolgt, kann besonders einfach gewährleistet werden, dass ein besonders starkes und konsistentes Vibrationssensorsignal erhalten werden kann.
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Insbesondere ist die Vorrichtung zur Granulierung so eingerichtet ist, dass bei einem Einstellen des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb durch die Abstandseinstelleinrichtung dem Rotor kein Material zugeführt wird.
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Ein besonders präzises Einstellen des Zielabstands kann so erzielt werden.
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Bevorzugt ist der Vibrationssensor an einer Rotorwelle des Rotors angeordnet oder befestigt, vorzugsweise unmittelbar an der Rotorwelle, und/oder in einem nicht mit den grobstückigen Material oder Granulat in Berührung kommenden Bereich der Vorrichtung zur Granulierung.
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Dadurch, dass der Vibrationssensor an der Rotorwelle des Rotors angeordnet ist und/oder in einem nicht mit den grobstückigen Material oder Granulat in Berührung kommenden Bereich der Vorrichtung zur Granulierung, also nicht etwa am Sieb oder am Rotor oder an der Rotorwelle jenseits einer Abdichtung zum Vorrichtungsgehäuse, können Verschmutzung, Beschädigung oder Beeinträchtigung des Sensors vermieden und eine besonders hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit erzielt werden. Zudem ist eine besonders zuverlässige Überwachung des Herstellungsprozesses möglich.
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Bevorzugt ist die Abstandseinstelleinrichtung so eingerichtet, dass eine Verkleinerung oder Vergrößerung des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb durch eine Bewegung oder ein Schwenken des Siebs erfolgt.
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Mit Bewegung ist eine Relativbewegung relativ zum Rotor gemeint. Ein Schwenken ist in der Regel ein Drehen um eine insbesondere außermittige Achse.
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Dadurch dass der Abstand durch Bewegung oder ein Schwenken des Siebs umgesetzt ist und nicht etwa durch Bewegungen des Rotors nebst Rotorwelle, kann eine nach wie vor besonders zuverlässige Abdichtung der Rotorwelle gegen ein Eindringen von Verarbeitungsmaterial in das Vorrichtungsgehäuse besonders einfach erzielt werden.
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Ferner können dadurch Vorrichtungen zur Granulierung mit besonders geringem Aufwand nachgerüstet werden.
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Alternativ oder ergänzend kann dennoch auch eine Verkleinerung oder Vergrößerung des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb durch eine Bewegung des Rotors erfolgen, auch wenn diese Ausführungsform weniger zu bevorzugen ist.
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Bevorzugt umfasst ein Antrieb der Abstandseinstelleinrichtung einen Schrittmotor und/oder ein Getriebe mit Exzenter.
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Ein Schrittmotor ist ein Elektromotor, welcher durch ein definiertes Ansteuerungssignal eine Umdrehung um einen genau vorbestimmten Winkelbereich, z.B. ¼ Umdrehung ausführt. Die Anzahl der Ansteuerungssignale können somit besonders einfach mit der Umdrehungsanzahl korreliert werden. Ein Schrittmotor kann ein Synchronmotor sein. Ein Getriebe mit Exzenter kann durch eine Antriebswelle mit ovalem Querschnitt oder außermittiger Lagerung realisiert werden. Eine besonders einfache Umwandlung einer Antriebsdrehbewegung des Motors in eine Translationsbewegung oder eine Verschwenken des Siebes kann so ermöglicht werden.
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Durch den Einsatz eines Schrittmotors kann der aktueller Abstandswert beim Ansteuern eines Antriebs zum Vergrößern des Abstands zwischen dem Rotor und dem Sieb auf Basis der Dauer und/oder der Stärke des Ansteuerungssignals an den Antrieb besonders leicht und zuverlässig ermittelt werden.
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Ein Schrittmotor erlaubt zudem eine besonders langsame und präzise Antriebsbewegung, z.B. Verfahren des Siebes. Beschädigung des Rotors und des Siebes bei dem Anfahren des Nullabstands kann so entgegengewirkt werden.
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Bevorzugt umfasst die Vorrichtung zur Granulierung eine Analyseeinrichtung zur Analyse des erzeugten Granulats, z.B. Granulatstückabmessung, und Generierung mindestens eines Analysewertes, z.B. Granulatgröße, und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung ist so eingerichtet, dass mindestens ein Analysewert insbesondere durch die Datenverarbeitungseinrichtung zum Regeln des Antriebs zugrunde gelegt werden kann.
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Durch eine Analyseeinrichtung zur Analyse des erzeugten Granulats und Generierung mindestens eines Analysewertes kann die Voraussetzung für ein Nachregeln des Abstandes zwischen Rotor und Sieb geschaffen werden.
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Durch eine Datenverarbeitungseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass mindestens ein Analysewert, z.B. Granulatgröße, zum Regeln des Antriebs zugrunde gelegt wird, kann ein Nachregeln im laufenden Produktionsprozess realisiert werden, um kontinuierlich eine hohe Effektivität und Produktqualität zu erzielen.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Kompaktieren und Granulieren mit einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale des Hauptanspruchs und der Unteransprüche.
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Grundsätzlich rotiert der Rotor während des Betriebes und kann optional zusätzlich oszillieren. Es kann aber auch eine Oszillation genügen, um zu granulieren. Die in der Beschreibungseinleitung, den Ausführungsformen, der Figurenbeschreibung nebst nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Ausgestaltungen sowie in den Ansprüchen genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Weise miteinander kombiniert einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Granulieren näher erläutert und mit Bezug zu der Zeichnung die Ausführungsformen sowie zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltungen näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1: Detailansicht des Rotor-Sieb-Bereichs einer Vorrichtung zur Granulierung
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Die 1 zeigt eine Teilansicht einer Vorrichtung zur Granulierung, bei der eine Abdeckplatte ausgeblendet ist, welche sonst den Rotor 1 und das Sieb 2 verdecken würde.
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Die dargestellte Vorrichtung zur Granulierung ist eine Kombinationsmaschine, die Kompaktieren und Granulieren kann, wobei das pulverförmige oder feinkörnige Rohmaterial zunächst durch zwei Presswalzen zu einem homogenen, festen, hoch dichten, bandförmigen grobstückigen Material bzw. Schülpe vorverarbeitet wird und anschließend über den Trichter 10 dem Rotor 1 zugeführt wird, welcher die Schülpe durch das Sieb 2 in Form eines gestützten Siebgewebes oder perforierten Spezialbleches gepresst, um ein Granulat mit gewünschter Granulatstückabmessung zu erhalten. Insbesondere ist die Vorrichtung als zweistufiger Granulator mit zwei vertikal übereinander angeordneten Rotor-Sieb-Baugruppen.
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Insbesondere ist der Rotor 1 als ein rotierender Käfig ausgestaltet umfassend einen zwei beabstandete koaxial zur Rotordrehachse 5 angeordnete Rotorringe, die vorzugsweise eine Mehrkantaußenkontur, insbesondere Sechskantaußenkontur, aufweisen. Die beiden Rotorringe werden durch Rotorleisten 9 miteinander verbunden, wodurch eine käfigartige Struktur des Rotors 1 entsteht. Insbesondere sind die Rotorleisten 9 unter einem spitzen Winkel zur Tangentialen ausgerichtet. Grobstückiges Material kann über den über dem Rotor 1 angeordneten Trichter 10 zum Rotor 1 gelangen. Durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 1 wird das auf den Rotor 1 fallende, grobstückige Material durch die Rotorleisten 9 in Rotationsrichtung 12 befördert bzw. umgelenkt und gegen das Sieb 2 geschleudert. Weil die Materialzufuhr schneller erfolgt als der Materialdurchfluss durch das Sieb 2 bildet sich eine Schicht grobstückiges Material auf dem Sieb 2.
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Sobald diese Schicht die Dicke des Abstands 13 zwischen Rotor 1 und Sieb 2 erreicht, wird das grobstückige Material durch den Rotor 1 bzw. die Rotorleisten 9 durch das Sieb 2 bzw. den Siebeinsatz mit Sieböffnungen gedrückt. Über die Rotorleisten 9 erfolgt auf diese Weise eine Vorzerkleinerung durch Zerdrücken und ein befördern in den Arbeitsspalt bzw. Abstand 13 zwischen Rotor 1 und Sieb 2.
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Insbesondere ist das Sieb 2 U-förmig ausgestaltet und/oder 15° bis 45°, bevorzugt 30°, in Rotordrehrichtung 12 geneigt. Dadurch kann eine besonders große effektiv wirkende Arbeitsfläche zur Granulation erhalten werden. Eine besonders hohe Effizienz sowie schonende und feinkornarme Zerkleinerung kann so ermöglicht werden.
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Insbesondere ist das Sieb 2 um eine Siebdrehachse 6 auf gleicher oder zumindest annährend gleicher Höhe wie die Rotordrehachse 5 drehbar gelagert.
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Insbesondere ist der Abstand zwischen der Siebdrehachse 6 und der Rotordrehachse 5 größer als die Summe des halben Rotoraußendurchmesser und des Zielabstandes zwischen Rotor 1 und Sieb 2.
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Insbesondere weist das Sieb 2 auf gleicher oder zumindest annährend gleicher Höhe wie die Siebdrehachse 6 eine radiale Ausnehmung auf, die vorzugsweise in einem Siebstützrahmen 11 des Siebs 2 integriert ist. Bevorzugt hat die Ausnehmung eine 90° in radialer Richtung gedrehte U-Form, vorzugsweise mit v-artig angeschrägten Seitenwänden.
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Insbesondere verläuft innerhalb der U-förmigen Ausnehmung des Siebs 2 und koaxial zur Rotordrehachse 5 ein Exzenter 15 in Form einer außermittig um eine Exzenterdrehachse 7 rotierbare Welle. Bevorzugt ist der Exzenter stets mit mindestens einer Seitenwand, vorzugsweise mit beiden Seitenwänden der Ausnehmung des Siebs 2 in unmittelbarem Kontakt.
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Wird der Exzenter 15 um die Exzenterdrehachse 7 rotiert, so wird durch die Exzenterbewegung 15 das Sieb nach oben oder unten um die Siebdrehachse 6 verschwenkt und der Abstand 13 zwischen Rotor 1 und Sieb 2 wird größer oder kleiner.
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Die gezeigte Vorrichtung zur Granulierung von grobstückigem Material, welches pulverförmige Feststoffe wie beispielsweise Pulver, Korn oder Gemische dergleichen umfassen kann, weist eine automatische Abstandseinstelleinrichtung zum Einstellen eines Abstands 13 zwischen dem Rotor 1 und dem Sieb 2 auf, die so beschaffen ist, dass der Abstand 13 zwischen dem Rotor 1 und dem Sieb 2 bis zu einem unmittelbaren Kontakt verkleinert werden kann und anschließend der Abstand 13 auf einen vorgegebenen Zielabstand vergrößert werden kann.
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Insbesondere ist der Abstand 13 an jenem Ort als maßgeblich für die vorbeschriebene Abstandseinstellung heranzuziehen, an welchem der Rotor 1 und das Sieb 2 beim Verschwenken des Sieb 2 in Richtung Rotor 1 bei rotierendem Rotor 1 mit dem größtmöglichen Außendurchmesser 12 des Rotors 1 als erstes zusammentrifft bzw. in Kontakt kommt.
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Als Antrieb des Exzenters 15, über welchen das Vergrößern und Verkleinern des Abstands 13 durch Verschwenken des Siebs 2 realisiert wird, dient ein Schrittmotor, welcher sich infolge eines Ansteuerungssignals um einen festgelegten Winkel drehen kann.
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Ein Vibrationssensor ist innerhalb des Gehäuses 4 (in 1 auf der gegenüberliegenden Seite der dargestellten Wand des Gehäuses 4) an der Rotorwelle des Rotors 1 angebracht und ist dort vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt. Die Rotorwelle ist durch eine zur Rotordrehachse 5 koaxiale Verschraubung 14 mit dem Rotor 1 fest verbunden, wo dass Vibrationen des Rotors 1 mit nur geringem Verlust auf die Rotorwelle übertragen werden.
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Insbesondere ist eine Analyseeinrichtung zur Granulatstückabmessung, also zur Messung der Ausdehnungen einzelner Granulatstücke, vorgesehen. Ein Analysewert in Form eines fortlaufenden Mittelwertes über mehrere Messungen kann durch die Analyseeinrichtung berechnet und ausgegeben werden.
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Die Abstandseinstelleinrichtung umfasst eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, welche die Signale des Vibrationssensors und einen Analysewert der Analyseeinrichtung verarbeiten kann und über ein Ansteuerungssignal den Schrittmotor aktivieren und betreiben kann.
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Die Datenverarbeitungseinrichtung umfasst eine Benutzerschnittstelle mit Tastatur und Anzeige. So können mehrere Zielabstände hinterlegt und mit Parametern, z.B. zu verarbeitendes Rohmaterial, in der Weise logisch verknüpft werden, dass durch die Eingabe eines oder mehrerer Parameter automatisch der entsprechende Zielabstand für eine besonders Effektive Granulierung ausgewählt und bei der Einstellung des Abstand 13 zugrunde gelegt wird.
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In der Praxis gibt der Benutzer z.B. das aktuell zu verarbeitende Material ein und aktiviert die automatische Einstellung. Daraufhin wird der Rotor 1 in Rotation versetzt. Als nächstes wird die Datenverarbeitungseinrichtung solange Ansteuerungssignale an den Schrittmotor schicken, bis der Vibrationssensor Vibrationsamplituden misst, welche auf Basis von voreingestellten Schwellwerten ein unmittelbaren Kontakt zwischen Rotor 1 und Sieb 2 indizieren. Im Moment des unmittelbaren Kontakts des Rotors 1 mit dem Sieb 2 erfolgt nämlich ein rapider Anstieg der Vibrationsamplitude, welcher ein zuverlässiges Detektieren ohne nennenswerten Zeitversatz ermöglicht.
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Der Schrittmotor wird dann sofort gestoppt und die Drehrichtung umgekehrt, um den Abstand 13 zwischen Rotor 1 und Sieb 2 wieder zu vergrößern. Es folgt eine vorbestimmte Anzahl von Ansteuerungssignalen an den Schrittmotor, wobei die vorbestimmte Anzahl der Ansteuerungssignale dem zugrundeliegenden Zielabstand entsprechen. Alternativ kann die Anzahl der Ansteuerungssignale in einen Abstandswert umgerechnet werden und bei Erreichen des Zielabstands der Schrittmotor angehalten werden. Die automatische Abstandseinstellung der Vorrichtung zur Granulierung ist damit abgeschlossen. Die Granulierung von Material kann nun begonnen werden.
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Die Datenverarbeitungseinrichtung wird auch während des ordnungsgemäßen Produktionsbetriebs die Signale des Vibrationssensors weiterhin hinsichtlich vorprogrammierter Überwachungsalgorithmen zur Detektion von Materialstaus bis beschädigten Rotorlagern überwachen.
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Ist eine Analyseeinrichtung implementiert, so wird die Datenverarbeitungseinrichtung während des ordnungsgemäßen Produktionsbetriebs auch den Analysewert in ähnlicher Weise überwachen, um gegebenenfalls während des Betriebs den Abstand 13 zwischen Rotor 1 und Sieb 2 zu optimieren.
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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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