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Die Erfindung betrifft eine Walzenpresse bzw. Hochdruck-Walzenpresse, insbesondere eine Gutbettwalzenmühle oder Kompaktiermaschine, mit zwei in einem Pressengestell drehbar gelagerten (und gegenläufig angetriebenen) Presswalzen, zwischen denen eine Druckzone mit einem auf Höhe der Walzenachsen angeordneten Walzenspalt gebildet ist, dessen Spaltweite während des Betriebes veränderlich ist, wobei die Druckzone zwischen den Presswalzen (bzw. der Walzenspalt) walzenstirnseitig von (zwei) seitlich neben den Presswalzen angeordneten Begrenzungsplatten begrenzt wird, wobei die Begrenzungsplatten derart beweglich und kraftbeaufschlagt (bzw. vorgespannt) an dem Pressengestell befestigt sind, dass die Begrenzungsplatten während des Betriebes der Walzenpresse (z. B. im Zuge einer Schiefstellung einer Walze) gegen die Kraftbeaufschlagung zurück drückbar sind und sich damit auch schräg stellen können.
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Eine solche Walzenpresse dient insbesondere der Zerkleinerung von Material, insbesondere von stark abrasivem Material, z.B. Erz, Zementklinker, Schlacke oder Keramikgrundstoffe oder der Kompaktierung von z. B. Düngemitteln. Die Walzenpresse dient z. B. der Hochdruckzerkleinerung und wird dann auch als Gutbettwalzenmühlen bezeichnet. Alternativ kann die Walzenpresse aber auch für die Kompaktierung von Material eingesetzt werden. Bei Gutbettwalzenmühlen werden die einzelnen Partikel des Aufgabegutes nicht wie bei einem Brecher zwischen den Oberflächen der beiden Walzen gebrochen, sondern sie werden in einem Gutbett bzw. Materialbett unter hohem Druck verpresst und damit hocheffizient zerkleinert. Bei der Kompaktierung von Material in einer Walzenpresse wird das Aufgabegut zwischen den Walzen zu einer Schülpe verpresst (z. B. bei der Kompaktierung von Düngemitteln). Die beiden Walzen einer Walzenpresse werden gegenläufig angetrieben. Eine der Presswalzen ist als Festwalze und die andere Presswalze als Loswalze ausgebildet, wobei die Loswalze relativ zu der Festwalze beweglich, nämlich gegen die Festwalze mit veränderlicher Spaltweite anstellbar ist. Dazu ist die Loswalze über Krafterzeugungsmittel, z. B. hydraulisch und/oder pneumatisch, gegen die Festwalze anstellbar und so gleichsam gegen eine hydro-pneumatische Feder abgestützt. Der Spalt zwischen den Walzen stellt sich selbstständig ein, bis ein bestimmter Druck zwischen den Walzen wirkt. Die Spaltweite ergibt sich dabei durch das Verhältnis der Presskraft des hydraulischen Systems zu den von dem zu verarbeitenden Material ausgehenden Reaktionskräften.
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Seitlich wird der Walzenspalt bzw. die Druckzone durch Begrenzungsplatten begrenzt, die am Pressengestell befestigt sind und die in der Praxis auch als „cheek plates“ oder Fülltrichterbegrenzungen bzw. Fülltrichter-Begrenzungsplatten bezeichnet werden. Sie sind häufig in ihrer Form an die sich in der Drehrichtung der Presswalzen bzw. in der Förderrichtung trichterförmig verjüngende Druckzone (dem „Fülltrichter“) zwischen den Presswalzen angepasst.
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Sofern sich in der Praxis eine gleichmäßige Zuführung des Aufgabegutes über die Walzenbreite nicht sicherstellen lässt, wird eine Schiefstellung der Walzen relativ zueinander bzw. der Loswalze relativ zu der Festwalze zugelassen, so dass sich während des Betriebes auch ein Walzspalt mit über die Walzenbreite nicht identischer Spaltweite einstellen kann. Solche Schiefstellungen liegen bei Presswalzen üblicher Größe in den Randbereichen in einer Größenordnung von mehreren Millimeter bis mehreren Zentimeter. Aus diesem Grund sind die seitlichen Begrenzungsplatten nicht starr an dem Pressengestell befestigt, sondern kraftbeaufschlagt zurückdrückbar, z. B. federbelastet oder auch hydraulisch vorgespannt. Der Einsatz solcher federnd gelagerter Fülltrichterbegrenzungsplatten hat sich in der Praxis hervorragend bewährt.
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Die Begrenzungsplatten unterliegen jedoch in der Praxis einem hohen Verschleiß. Es ist daher bekannt, die Begrenzungsplatten mit einer Verschleißschutzschicht zu versehen. So wird z. B. in der
DE 10 2018 113 440 A1 eine Walzenpresse beschrieben, bei der für die Verschleißschutzschicht der Begrenzungsplatten einerseits plattenförmige Verschleißschutzelemente und andererseits stiftförmige Verschleißschutzelemente in der Hochdruckzone verwendet werden.
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Um die Reibung im Bereich der Seitenbegrenzungsplatten und damit den Verschleiß zu reduzieren, wird in der
WO 2006/124425 A1 vorgeschlagen, an den seitlichen Begrenzungsplatten eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten beweglichen Elementen vorzusehen, die z. B. als Rollen ausgebildet sein können. Die auf den „cheek plates“ matrixartig verteilten Rollen sollen eine Bewegung der Oberfläche mit dem Material zulassen und damit die Reibung und folglich den Verschleiß reduzieren.
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Die
DE 20 2009 014 656 U1 beschreibt eine Rollenpresse zur Hochdruckzerkleinerung von Mahlgut, die mit einer Seitenwandanordnung ausgerüstet ist, welche eine Seitenwand und eine Aufhängung aufweist, wobei die Seitenwand durch die Aufhängung federnd gelagert ist. Die Aufhängung ist bei dieser Ausführungsform als Schwinge ausgebildet.
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In einem alternativen Konzept wird auf die am Pressengestell befestigten, seitlichen Begrenzungsplatten verzichtet und stattdessen werden an einer der Walzen selbst Begrenzungselemente, z. B. umlaufende Flansche befestigt, die mit einer der Walzen drehfest verbunden sind, so dass sich diese seitlichen Flansche mit den Walzen drehen und folglich mit der Geschwindigkeit des Materials bewegt werden. Damit lässt sich zwar der Verschleiß im Bereich der Begrenzungselemente reduzieren. Nachteilig ist jedoch, dass diese seitlichen Flansche nicht ohne weiteres eine Schiefstellung der Loswalze zulassen, so dass eine homogene Materialaufgabe über die Maschinenbreite sichergestellt werden muss. Eine solche Walzenmühle mit seitlichen Flanschen zur Walzspaltbegrenzung wird z. B. in der
DE 37 01 965 A1 beschrieben. Um auch bei einer solchen Lösung mit seitlichen Flanschen eine gewisse Schiefstellung der Walzen zu ermöglichen, wird in der
DE 10 2018 108 690 A1 eine elastische Deformation der Flansche zugelassen. Derartige Maßnahmen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig.
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Im Übrigen kennt man aus der
US 647 894 eine Rollenpresse mit seitlich fest montierten „cheek plates“, wobei im Bereich der üblicherweise vorgesehenen unteren Abschnitte der „cheek plates“ stattdessen Rollen vorgesehen sind, die den Pressspalt seitlich begrenzen. Sie ersetzen folglich den unteren Teil der herkömmlichen Begrenzungsplatten und sollen insbesondere der Reduzierung des Verschleißes dienen. Sowohl die cheek plates als auch die Rollen sind jedoch im Betrieb ortsfest montiert. Lediglich zum Zwecke der Justage ist eine Bewegung der Rollen mithilfe von Schraubenbolzen möglich.
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Bei einer Walzenpresse, die der Herstellung von Briketts dient, sind seitliche Füllschachtbegrenzungen vorgesehen, die mit speziellen Abnutzungsschutzmitteln versehen sind. Dazu kann in einen Ausschnitt der Füllschachtbegrenzungsplatten ein Rahmen eingesetzt werden, in dem mehrere Rollen untereinander angeordnet sind (vgl.
DE 665 141 ).
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Ferner kennt man eine Vorrichtung zum Walzen von Bändern aus Metallpulver, bei der zur seitlichen Begrenzung des Walzkalibers an jeder Seite der einen Walze eine lose, mit dieser Walze umlaufende Scheibe angeordnet ist (vgl.
DE 11 16 036 ). Ähnliche Vorrichtungen sind aus der
US 2 904 829 und der
US 4 231 729 bekannt.
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Im Übrigen sind auch Walzenpressen für die Kompaktierung von direkt reduziertem Eisen bei hohen Temperaturen bekannt (vgl.
EP 2 314 723 B1 und
EP 3 358 024 A1 ). Auch bei diesen Pressen sind seitliche „cheek plates“ vorgesehen. Die „cheek plates“ sind im oberen Bereich mit Einformungen versehen, die die schräge Anordnung der Schneckenförderer zulassen.
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Die
DE 36 35 762 A1 beschreibt eine Walzenmühle, bei der die Stirnwände des Aufgabeschachtes mit speziellen Stauelementen versehen sind, die eine offene Wabenstruktur aufweisen sollen.
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In der
EP 2 505 346 A1 werden Begrenzungsplatten für die Brikettierung von Material mit hohem Feuchtegehalt beschrieben, wobei die Begrenzungsplatten einen gekrümmten Bereich aufweisen, in den spezielle Körper integriert sind, so dass Dränagekanäle gebildet werden.
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Schließlich offenbart die
US 1 050 183 eine Walzenpresse mit seitlichen Begrenzungsplatten, die gleichsam kastenförmig ausgebildet sind und Materialtaschen für die Aufnahme von Material bilden.
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Ausgehend von dem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck-Walzenpresse, insbesondere eine Gutbettwalzenmühle oder Kompaktiermaschine, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich bei einfachem Aufbau durch eine verbesserte Betriebsweise und insbesondere einen hohen Durchsatz auszeichnen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Hochdruck-Walzenpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei einer gattungsgemäßen Hochdruck-Walzenpresse, die mit kraftbeaufschlagten Begrenzungsplatten ausgerüstet ist, ist an den Begrenzungsplatten auf Höhe des Walzenspaltes jeweils (nur) eine einzelne Rolle befestigt , die drehbar um ihre Rollenachse gelagert ist und die den Walzenspalt seitlich begrenzt. Jede der beiden seitlichen Begrenzungsplatten ist folglich mit einer einzelnen Rolle versehen, so dass insgesamt (nur) zwei Rollen vorhanden sind. Die Rollenachsen sind senkrecht zu den Walzenachsen bzw. senkrecht zu der feststehenden Walzenachse der Festwalze (und senkrecht zur Transportrichtung des Materials durch den Walzenspalt) orientiert.
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Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, dass es vorteilhaft ist, die grundsätzlich bekannten, kraftbeaufschlagten Begrenzungsplatten (cheek plates) vorzusehen, so dass - anders als bei den Lösungen mit Begrenzungsflanschen an einer Walze - auf einfache Weise eine Schiefstellung der Walzen bzw. eine Schiefstellung der Loswalze relativ zu der Festwalze zugelassen werden kann. Diese Ausgestaltung hat den großen Vorteil, dass eine Überlastung der Maschine oder der Fülltrichterbegrenzungseinrichtungen zuverlässig vermieden wird, ohne dass eine gleichmäßige Zuführung des Aufgabegutes über die Walzenbreite sichergestellt werden muss. Zugleich wird erfindungsgemäß die Reibung im Bereich der Hochdruckzone reduziert, indem in diesen zurückdrückbaren Begrenzungsplatten jeweils eine einzelne Rolle als Transportrolle integriert ist. Eine solche einzelne Rolle im Bereich einer Begrenzungsplatte meint, dass nicht mehrere Rollen übereinander angeordnet sind, sondern lediglich eine einzelne Rolle im Bereich der Hochdruckzone an der Begrenzungsplatte drehbar angeordnet ist. Diese Ausgestaltung schließt jedoch nicht aus, dass sich eine solche einzelne Rolle aus mehreren nebeneinander um dieselbe Achse drehbaren Rollenabschnitten bzw. Rollenteilen zusammensetzt. Bevorzugt weisen diese gegebenenfalls nebeneinander um dieselbe Achse drehenden Rollen bzw. Rollenabschnitte jedoch einen über die Breite und den Umfang durchgehenden (einstückigen) Rollenmantel auf, so dass insbesondere nicht die Gefahr besteht, dass sich Material in einem Spalt zwischen den einzelnen Rollen oder Rollenabschnitten festsetzt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Begrenzungsplatten - zusätzlich zu der jeweils vorgesehenen Rolle - jeweils eine Materialführungstasche auf, die in die Begrenzungsplatte integriert ist, und zwar oberhalb der an der Begrenzungsplatte befestigten Rolle, so dass die Rolle über diese Materialführungstasche von oben mit Material beaufschlagt wird bzw. beaufschlagbar ist. Zurückversetzte Materialführungstasche meint, dass die Tasche gegenüber einer Frontebene der Begrenzungsplatte zurückversetzt ist, wobei die Frontebene die der Walzenstirnfläche zugewandte und parallel zu der Walzenstirnfläche orientierte Ebene der Begrenzungsplatte ist. Die Materialführungstasche weist folglich eine gegenüber dieser Frontebene zurückversetzte und von der Frontebene (zumindest) bereichsweise beabstandete Rückwand auf, die vorzugsweise gekrümmt ist. Besonders bevorzugt ist die Materialführungstasche in einer Seitenansicht trichterförmig mit sich nach unten verjüngender Breite ausgebildet. Alternativ oder ergänzend weist die Materialführungstasche eine sich nach unten verjüngende Tiefe auf, so dass insgesamt eine trichterförmige Materialführungstasche realisiert ist, mit der das Material von oben der an der Begrenzungsplatte befestigten Transportrolle zugeführt wird.
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Durch diese in die Begrenzungsplatten integrierten Materialführungstaschen, denen in Kombination mit den Transportrollen besondere Bedeutung zukommt, wird in den stirnseitigen, äußeren Bereichen der Walzen ein Überangebot an Aufgabegut bzw. Mahlgut erzeugt und zugleich wird der Ort, an dem die Reibung zwischen dem Aufgabegut und der Begrenzungsplatte auftritt, durch die zurückversetzte Rückwand der Materialführungstasche von der Walzenstirnfläche „nach außen“ verlegt. So fließt das Material an den Walzenrändern besser ein und wird besser in den Walzenspalt eingezogen. Damit wird dem in der Praxis bei herkömmlichen „cheek plates“ bzw. Begrenzungsplatten beobachteten Effekt entgegengewirkt, wonach in den Randbereichen weniger Material in den Walzenspalt eingezogen und damit auch weniger Material zerkleinert oder kompaktiert wird. Insgesamt wird folglich die Effektivität der Walzenpresse über die Breite des Walzenspaltes verbessert. Zugleich wird über die Rotation der vorgesehenen Transportrollen die Reibung im Bereich der Hochdruckzone erheblich reduziert und damit einerseits der Verschleiß minimiert und andererseits die Materialverteilung über die Spaltbreite verbessert. Damit wird der Durchsatz der Walzenpresse insgesamt erhöht.
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Der Transportrolle an der kraftbeaufschlagten (zum Beispiel die federbelasteten) Begrenzungsplatte kommt folglich in Kombination mit den Materialführungstaschen besondere Bedeutung zu. Bevorzugt ist die Rolle so dimensioniert und so positioniert, dass der obere Scheitelpunkt der Rolle oberhalb der Walzenachse angeordnet ist und/oder dass der untere Scheitelpunkt der Rolle unterhalb der Walzenachse bzw. der Walzenachsen angeordnet ist. Jedenfalls sind die an den beiden Begrenzungsplatten befestigten beiden Transportrollen - bezogen auf die Höhe - im Bereich der Druckzone der Walzenpresse angeordnet. Als Druckzone ist die Zone des Arbeitsraumes der Walzenpresse definiert, die sich zwischen den beiden Walzen über einen Umfangswinkel von -5° bis +15° erstreckt, und zwar jeweils in Richtung auf den Walzenspalt und bezogen auf eine Gerade durch die Mittelpunkte der beiden Walzen. Der Walzspalt liegt auf der Höhe der Walzenachsen und folglich jeweils auf einem Umfangswinkel von 0°. Die Druckzone ist folglich definitionsgemäß der Bereich, der zwischen +15° oberhalb der Walzenachse und -5° unterhalb der Walzenachse liegt. Die Transportrollen sind im Bereich der Walzenachsen und folglich auch im Bereich der Druckzone angeordnet. Bevorzugt erfolgt die Dimensionierung und Anordnung der Transportrollen so, dass die oberen Scheitelpunkte der Rollen innerhalb der Druckzone (bezogen auf die Höhe der Druckzone) angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend sind die unteren Scheitelpunkte der Rollen unterhalb der Druckzone angeordnet. Die Rollenachsen der Transportrollen sind in etwa auf der Höhe der Walzenachse(n) angeordnet.
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Der Durchmesser der Rollen wird bevorzugt an den Walzendurchmessers der Presswalzen angepasst, indem der Rollendurchmesser zumindest 5 % des Walzendurchmessers, vorzugsweise zumindest 10 % des Walzendurchmessers beträgt. Der Rollendurchmesser kann z.B. etwa 5 % bis 35 %, z. B. 10 % bis 30 % des Walzendurchmessers betragen. Der Walzendurchmesser der Presswalzen liegt typischerweise zwischen 1000 mm und 3000 mm, z.B. 1200 mm bis 2000 mm. Beispielhaft kann der Durchmesser der (Transport-)Rolle zumindest 50 mm, vorzugsweise zumindest 100 mm, besonders bevorzugt zumindest 200 mm betragen. So kann der Rollendurchmesser z. B. 50 mm bis 1000 mm, vorzugsweise 100 mm bis 600 mm betragen, z. B. 200 mm bis 450 mm.
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Die Breite der (Transport-)Rolle ist bevorzugt größer als die maximale Spaltweite des Walzenspaltes und folglich größer als der voreingestellte Nullspalt zuzüglich mindestens der Wegstrecke, um die sich der Walzenspalt während des Maschinenbetriebes öffnet. Die Breite der Rolle kann zumindest 1 %, vorzugsweise zumindest 2 % des Walzendurchmessers betragen, z. B. zumindest 50 mm, vorzugsweise zumindest 60 mm. Besonders bevorzugt beträgt die Breite der Rolle etwa 1 % bis 10 %, z. B. 2 % bis 8 % des Walzendurchmessers. So kann die Rolle z. B. eine Breite von 50 mm bis 200 mm, z. B. 60 mm bis 100 mm aufweisen. Breite der (Transport-)Rolle meint dabei die Breite der (umfangsseitigen) Arbeitsfläche der Rolle und folglich die Breite des Ballens der Rolle.
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Die Rolle soll die seitliche Reibung in der Druckzone bzw. Hochdruckzone verringern. Außerdem soll die Rolle zusätzliches Material aus dem oberhalb der Rolle liegende Trichter bzw. der Materialführungstasche in den Spalt transportieren und folglich Material in den Bereich des Walzspaltes fördern. Dies gelingt unter anderem durch die entsprechende Dimensionierung und auch die Anordnung der Rolle auf der beschriebenen Höhe. Der Effekt kann weiter verbessert werden, indem die Rolle mit einer (auf dem Rollenumfang) profilierten oder strukturierten Oberfläche versehen wird. So können z. B. stiftartige Verschleißelemente (sogenannte „studs“) eingesetzt werden, die z. B. aus der
EP 0 516 952 für die Ausrüstung der Walzenoberfläche von Presswalzen einer Gutbettwalzenmühle eingesetzt werden oder die gemäß
DE 10 2018 113 440 A1 auch als Verschleißschutzelemente im Bereich von Begrenzungsplatten bzw. cheek plates eingesetzt werden.
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Die Zuführung des Materials zu den Rollen über die Materialführungstaschen bzw. Materialtrichter kann im Übrigen durch den Einsatz von Leiteinbauten verbessert werden, die in geeigneter Weise in die Materialführungstaschen integriert werden. Alternativ oder ergänzend können die Begrenzungsplatten mit zusätzlichen Dichtplatten versehen sein, die parallel zur Frontebene bzw. in der Frontebene verlaufen und die Materialführungstasche frontseitig partiell abdecken. Diese Dichtplatten, die ebenfalls die Zuführung des Materials aus den Materialführungstaschen in den Bereich der Rolle verbessern, werden in der Figurenbeschreibung näher erläutert.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, Transportrollen ohne Antrieb zu verwenden, so dass sich die Rollen durch das hinzugeführte und von den Presswalzen bewegte Material gleichsam passiv drehen. Bevorzugt werden die Rollen (mittelbar) über die Walzen angetrieben, indem die Rollen mit ihren Umfangsflächen gegen die Stirnflächen der Walzen gedrückt werden. Denn die Umfangsflächen der Rollen sind in jedem Fall größer bzw. breiter als der Walzenspalt, so dass sich die Rollen mit ihren Umfangsflächen bzw. Ballenflächen (Arbeitsflächen) z. B. über die Kraftbeaufschlagung der Begrenzungsplatten gegen die Stirnflächen der Walzen drücken lassen und damit über die Walzen antreiben lassen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Rollen jeweils mit einem Antrieb zu versehen, so dass aktiv angetriebene Rollen verwendet werden, die bevorzugt mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, wie die Presswalzen. Auf diese Weise lässt sich die Reibung im Bereich der Transportrollen besonders gut reduzieren. Optional kann die Drehzahl bzw. die Umfangsgeschwindigkeit auch etwas schneller sein als die der Walzenoberflächen, um den Fördereffekt des Materials in dem Walzenspalt zu optimieren.
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Die bevorzugt vorgesehene Realisierung der zurückversetzten Materialführungstaschen im Bereich der Begrenzungsplatten führt auch dazu, dass Material über die Stirnflächen der Walzen in die Materialführungstaschen und über diesen Weg in den Mahlspalt geschoben wird. Dieses hat den Vorteil, dass der Mahlspalt zusätzlich mit Material versorgt wird. Es kann dazu vorteilhaft sein, die Stirnflächen der Walzen zusätzlich gegen Verschleiß zu schützen, so dass optional im Bereich der Stirnflächen die Maßnahmen zur Reduzierung des Verschleißes vorgesehen werden, die üblicherweise im Bereich der Umfangsfläche der Walzen eingesetzt werden, z. B. eine geeignete Panzerung. Optional kann auch eine Strukturierung im Bereich der Stirnflächen der Walzen zweckmäßig sein, um den Effekt des Einziehens von Material zu erhöhen.
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Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass im Rahmen der Erfindung eine Schiefstellung der Walzen zueinander bzw. eine Schiefstellung der Loswalze gegenüber der Festwalze explizit zugelassen wird. Die jeweilige Walze drückt die Seitenbegrenzungsplatte in herkömmlicher Weise zur Seite bzw. zurück, so dass sich die Begrenzungsplatte mit der Rolle an die beiden Walzenstirnflächen bzw. Walzenflanken anlegt. Eine Beschädigung der Seitenbegrenzungsplatte und der Rolle ist jedoch nicht zu befürchten, weil die Relativgeschwindigkeit zwischen (Press-)Walze einerseits und (Transport-)Rolle jedenfalls geringer ist, als die Relativgeschwindigkeit zwischen (Press-)Walze und Begrenzungsplatte ohne Rollen andererseits.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert, die jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Es zeigen
- 1 einen stark vereinfachten schematischen Vertikalschnitt durch beide Walzen einer Walzenpresse,
- 2 einen Vertikalschnitt durch den Walzenspalt einer erfindungsgemäßen Walzenpresse in einer detaillierteren Darstellung (Ausschnitt),
- 3 eine Ansicht von oben auf den Gegenstand nach 2,
- 4 eine erfindungsgemäße Seitenbegrenzungsplatte in einer perspektivischen Ansicht von innen und
- 5 die Seitenbegrenzungsplatte nach 4 in einer perspektivischen Ansicht von außen.
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In den Figuren ist eine Hochdruck-Walzenpresse 1 dargestellt, die als Gutbettwalzenmühle oder Kompaktiermaschine ausgebildet ist. Sie weist ein Pressengestell 2 sowie zwei in Pfeilrichtung angetriebene und in dem Pressengestell gelagerte Presswalzen 3, 4 auf. Zwischen den Presswalzen ist eine Druckzone 5 mit einem auf Höhe der Walzenachsen X, X` angeordneten Walzenspalt S gebildet, wobei die Spaltweite W des Walzenspaltes S während des Betriebes der Walzenpresse 1 veränderlich ist. Denn eine der Presswalzen ist als Festwalze 3 und die andere Presswalze als Loswalze 4 ausgebildet, wobei die Loswalze 4 über Krafterzeugungsmittel, z. B. hydraulisch, gegen die Festwalze 3 (in einer horizontalen Ebene) anstellbar ist, so dass sich die Spaltweite W des Walzenspaltes S während des Betriebes in gewissen Grenzen ändert. Der Walzenspalt S bzw. die Spaltweite W stellt sich längs des Walzenspaltes selbstständig ein, bis ein bestimmter Druck zwischen den Walzen wirkt. Das bedeutet, dass die Walzenachsen X, X` in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet und in einer Grundstellung (bei „Nullspalt“) parallel zueinander orientiert sind. Während des Betriebes kann jedoch die Loswalze 4 relativ zu der Festwalze 3 um eine vertikale Achse und folglich in einer horizontalen Ebene verkippen, so dass die Walzenachsen X, X` während des Betriebes zwar stets auf einer Höhe und folglich in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, jedoch innerhalb dieser Ebene unter einem gewissen Winkel zueinander orientiert sein können.
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Das Material wird von oben über einen nicht näher dargestellten Aufgabeschacht zugeführtund wird durch die gegenläufige Rotation der Walzen in die Druckzone eingezogen und dort unter Einwirkung des bestehenden Mahldruckes zerkleinert (oder kompaktiert). Die zwischen den Walzen angeordnete Druckzone 5 wird walzenstirnseitig von seitlich neben den Presswalzen 3, 4 angeordneten Begrenzungsplatten 8 begrenzt, die in der Praxis auch als Fülltrichterbegrenzungen oder „cheek plates“ bezeichnet werden. Diese Begrenzungsplatten 8 sind beweglich an dem Pressengestell 2 befestigt, und zwar kraftbeaufschlagt, z. B. durch Federn 9, wobei die Kraftbeaufschlagung in Richtung auf die Walzenstirnflächen 6 wirkt. Während des Betriebes sind die Begrenzungsplatten 8 gegen die Kraftbeaufschlagung, z. B. gegen die Kraft der Federn 9, zurückdrückbar. Dieses ist deshalb wesentlich, weil bei einer derartigen Walzenpresse bewusst die bereits erwähnte Schiefstellung der Walzen bzw. einer Walze 4 zueinander zugelassen wird.
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An jeder der beiden Begrenzungsplatten 8 ist jeweils auf Höhe des Walzenspaltes S und folglich auf Höhe der Walzenachsen X, X` eine einzelne Rolle 10 als Transportrolle befestigt, die drehbar um ihre Rollenachse Y gelagert ist und die den Walzenspalt S seitlich begrenzt. Außerdem weist jede der beiden Begrenzungsplatten 8 jeweils eine der jeweiligen Walzenstirnfläche 6 zugewandte und parallel zu der Walzenstirnfläche 6 orientierte Frontebene 11 auf. Im Ausführungsbeispiel ist in die jeweilige Begrenzungsplatte 8 oberhalb der daran befestigten Rolle 10 eine Materialführungstasche 12 integriert, die gegenüber der zuvor definierten Frontebene 11 zurückversetzt ist, so dass die Rolle 10 über die Materialführungstasche 12 von oben mit Material beaufschlagbar ist. Die Materialführungstasche 12 weist folglich eine gegenüber der Frontebene 11 zurückversetzte und von der Frontebene zumindest bereichsweise beabstandete Rückwand 13 auf, die im Ausführungsbeispiel sowohl in einem Vertikalschnitt nach 2 als auch in der Draufsicht nach 3 gekrümmt ausgebildet ist. In dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Materialführungstasche 12 in einer Seitenansicht oder in einer perspektivischen Ansicht von innen (gemäß 4) somit trichterförmig ausgebildet, d. h. sie weist eine sich nach unten verjüngende Breite B auf. Außerdem weist die Materialführungstasche eine sich nach unten verringernde Tiefe T auf (vergleiche 2). Diese Ausgestaltung führt dazu, dass das Material über die Materialführungstaschen 12 von oben in den Bereich der beiden seitlich des Walzenspaltes S angeordneten Rollen bzw. Transportrollen 10 zugeführt wird. In den stirnseitigen, äußeren Bereichen der Walzen 3, 4 entsteht über die Materialführungstaschen 12 ein Überangebot an Material. Durch die zurückversetzte Rückwand 13 der Materialführungstasche 12 wird der die Materialzuführung hemmende Einfluss der Reibung gleichsam vom Walzenspalt nach außen verlegt, so dass das Material an den Walzenrändern besser einfließt und besser eingezogen wird. Über die Rollen bzw. Transportrollen 10 wird zugleich die Reibung im Bereich der Hochdruckzone 5 erheblich reduziert und damit einerseits der Verschleiß minimiert und andererseits die Materialverteilung über die Spaltbreite verbessert.
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In 2 ist im Übrigen erkennbar, dass der obere Scheitelpunkt 10a der Rolle 10 oberhalb der Walzenachse X bzw. X` angeordnet ist. Der untere Scheitelpunkt 10b der Rolle 10 ist unterhalb der Walzenachse X bzw. X` angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach 1 ist der obere Scheitelpunkt 10a innerhalb der Druckzone 5 angeordnet, während der untere Scheitelpunkt 10b unterhalb der Druckzone 5 angeordnet ist. Als Druckzone 5 wird gemäß 1 die Zone der Walzenpresse definiert, die sich zwischen den beiden Walzen über einen Umfangswinkel α von -5° bis +15° erstreckt, und zwar bezogen auf die Verbindungsgerade durch die Walzenachsen X, X`. Die Druckzone 5 ist folglich definitionsgemäß der Bereich, der um +15° oberhalb der Walzenachse und -5° unterhalb der Walzenachse X, X` liegt. Dabei liegt die Rollenachse Y der Rollen 10 z. B. etwa auf Höhe der Walzenachsen X, X` der Presswalzen 3, 4.
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Die Breite E der Rollen 10 ist in jedem Fall größer als die maximale Spaltbreite W und folglich größer als der Nullspalt des Walzenspaltes S zuzüglich wenigstens der Wegstrecke um die sich der Walzenspalt während des Maschinenbetriebes öffnet. Breite E bzw. Rollenbreite meint dabei die Ballenbreite, das heißt, die Breite der Arbeitsfläche der Rollen.
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Der Walzenumfang und folglich die Umfangsfläche 7 der Presswalzen 3, 4 ist bei einer solchen Presswalze in der Regel mit einer speziellen Oberflächenbeschaffenheit, z. B. mit einer verschleißbeständigen Beschichtung oder Bandage versehen. Einzelheiten sind in den Figuren nicht dargestellt. In bevorzugter Ausführungsformen kann auch der Rollenumfang und folglich die Umfangs- oder Ballenoberfläche 14 der Rollen 10 mit einer verschleißbeständigen Beschichtung versehen sein. Die Umfangsflächen 14 der Rollen 10 können folglich verschleißgepanzert ausgebildet sein bzw. eine Verschleißpanzerung aufweisen. Bei dieser Verschleißpanzerung der Rollen 10 kann auf bekannte Maßnahmen für die Verschleißpanzerung der Walzenoberflächen zurückgegriffen werden. So können z. B. in die Umfangsfläche eine Vielzahl von Bolzen noppenartig integriert werden (stud lining). Alternativ kann eine Verschleißpanzerung aus einer Vielzahl von auf der Oberfläche befestigten kachelartigen Verschleißelementen realisiert werden. Ferner kommt eine Verschleißpanzerung durch eine Auftragsschweißung in Betracht. Stets ist die Rolle selbst bevorzugt aus Stahl gefertigt und auf dem Umfang dieser Rolle die Verschleißpanzerung aus einem harten, verschleißfesten Material angeordnet. Optional oder ergänzend kann die Umfangsfläche 14 der Rollen mit einer Profilierung oder Strukturierung ausgerüstet sein. Einzelheiten sind nicht dargestellt. Im Übrigen besteht die Möglichkeit, dass die Rollen 10 jeweils mit einem Antrieb angetrieben sind. Ein solcher Antrieb ist in den Figuren nicht dargestellt. In den Materialführungstaschen 12 können im Übrigen Leiteinbauten für die Führung des Materials auf die Rolle 10 integriert sein, wobei auch solche Leiteinbauten nicht dargestellt sind. In 4 ist jedoch vereinfacht angedeutet, dass die Begrenzungsplatten 8 jeweils mit einer oder mit mehreren zusätzlichen Dichtplatten 17 versehen sein können, die z. B. parallel zu der Frontebene 11 bzw. in der Frontebene 11 verlaufen und die die Materialführungstasche 12 frontseitig partiell abdecken. Auf diese Weise kann die Zuführung des Materials in den Bereich der Rolle 10 und in dem Bereich der Hochdruckzone 5 optimiert werden.
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Schließlich ist in 4 und 5 dargestellt, dass die Begrenzungsplatten 8 jeweils eine Durchbrechung 15 aufweisen, durch welche die rückseitig an der Begrenzungsplatte 8 drehbar gelagerte Rolle 10 hindurchgreift, und zwar in einen Bereich unterhalb der Materialführungstasche 12. Die Rollen 10 sind folglich auf der Rückseite der Begrenzungsplatten 8 drehbar um eine Achse Y gelagert.
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Die Rolle 10 bzw. deren Ballen ist damit in einer taschenartigen Einformung 12` der Begrenzungsplatte angeordnet, welche unterhalb der Materialführungstasche 12 angeordnet ist, d. h. die trichterförmige Materialführungstasche 12 mündet unterseitig in die Einformung 12` bzw. in die Ausnehmung 15 für die Rolle 10. Die Rolle 10 bzw. deren Ballen greift durch die Durchbrechung 15 hindurch.
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Im Übrigen besteht optional auch die Möglichkeit, die Begrenzungsplatten, z. B. deren Frontebene 11 und die Materialführungstaschen 12 mit einer Verschleißpanzerung auszurüsten. Die Begrenzungsplatten können dabei z. B. aus Stahl gefertigt sein und auf den jeweiligen Flächen kann eine Verschleißpanzerung angeordnet sein.
