DE2139547C3 - Labor-Walzenpresse zum Brikettieren, Kompaktieren und Pelletieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Labor-Walzenpresse zum Brikettieren, Kompaktieren oder Pelletieren von staubförmigem oder feinkörnigem, trockenem oder angefeuchtetem Gut mit oder ohne Bindemittel mit zwei gegeneinander anpreßbaren Glatt-Profil-, Brikettierwalzen oder Zahnrad-Granulatformwalzen (Hohlwalzen) und bezieht sich auf die Lagerung und Abstützung der Preßwalzen.

Die Preßwalzen von Versuchspressen sind im allgemeinen zweiseitig oder einseitig gelagert und werden über ihre Wellen gegeneinander gepreßt. Die Lager, über die die Anpressung erfolgt, müssen ebenso wie die Wellen sehr kräftig ausgebildet sein, da insbesondere beim Brikettieren und Kompaktieren hohe Drücke im Preßspalt zwischen den Preßwalzen auftreten. Für das Auswechseln der Preßwalzen sind nicht unerhebliche Montagearbeiten durch geschulte Schlosser, gegebenenfalls mit Spezialwerk.'eugen, wegen der seitlichen Lagerung erforderlich.

Zur Entlastung. Abstützung oder zum Andrücken der Walzen und zum Ausgleich deren Durchbiegung, sofern sie eine vergleichsweise große Längserstreckung aufweisen, ist es von Walzenmaschinen an sich bekannt, in der durch die Achsen der beiden Preßwalzen gehenden Mittelebene außen Stütz- oder Andruckwalzen anzuordnen. Zur guten Zug^nglichkeii an den Preßspalt ist auch schon eine Dreipunktabstützung jeder der beiden aneinander preßbaren Vollwalzen bei Rollenwalzwerken und bei Walzenpressen der Textil- und Papierindustrie (Kalander) angegeben worden (DT-PS 5 53 524, 6 45 167. 9 47 065. 9 70 383. FR-PS 10 18 583). wobei die jeweils auf der vom Walzenspalt abgelegenen Seite andrückbaren An- bzw. Außendruckwalzen in gegeneinander anpreßbaren Schwenkbügeln gelagert sein können. Ebenso ist das Andrücken einer Druckwalze — gegebenenfalls Hohlwalze (ringförmige Matrize) — mit zwei in Umfangsrichtung mit Abstand anppordneten Andruckrollen oder -walzen gegen eine Preßwalze (z. B. Granulierwalzenpresse, bei der eine in einer gelochten Granulierhohlwalze gelagerte, gegebenenfalls profilierte Preßwalze das eingebrachte Gut durch die Lochung der Hohlwalze nach außen drückt) « bei Granulier- oder Brikeitiervorrichiungen bekannt (DT-PS 7 29 102, 8 55 515, US-PS 32 07 090. 32 34 494). wobei eine seitliche Fixierung der Preßwalze gegenüber der Hohlwalze durch Spurrillen oder -kränze vorgenommen sein kann (DT-PS 8 31 820). Die bei derartigen Vorrichtungen vorgesehenen Abstützungen und Lagerungen lassen ebenfalls eine für einen vielseitigen Labor-Versuchsbetrieb erforderliche bequeme Auswechslung der Preßwerkzeuge nicht zu.
Gleiches gilt für eine Walzenbrikettiermaschine (FR-PS 9 78 059). deren Walzen in konventioneller Weise stirnseitig gelagert sind, d. h. mit Wellen und Lagerböcken, und bei der Stützrollen an der Festwalze angebracht sind, um die durch das Anpressen der Loswalze erzeugten, radial wirkenden Querkräfte aufzu-

jo fangen. Für die Anpressung ist ein die Loswalze sowie die Stützwalzen der Festwalze umschlingendes, hydraulisch anspannbares Band vorgesehen. Die seitliche Fixierung der Walzen erfolgt durch die Lagerböcke.
Schließlich ist eine zweiw-alzige Formmaschine zum Herstellen von Futterkügelchen in Form einer Zahnrad-Granulalformwalzenmaschine bekannt (DT-PS 5 64 638), bei der am Umfang der stirnseitig gelagerten Hohlwalzen zu beiden Seiten der verzahnten Arbeitsfläche Flansche angebracht sind, die mit entsprechende» den Aussparungen an der anderen Walze zusammenwirken, so daß auf diese Weise verhindert ist, daß das Preßgut durch den Druck im Arbeitsspali seitlich von den Walzen heruntergepreßt wird.

Diese bekannten Maschinen sind Produktionsmaschinen, von denen für einzelne Laborversuche verkleinerte Versuchspressen gefertigt werden. Derartige Maschinen eignen sich aber nicht für einen Versuchs-Laborbetrieb, bei dem eine Vielzahl von Materialien, Lebensmittel, Arzneimittel, Pharmazeutika u. dgl. sowohl mit glatten Walzen als auch mit Fonnwalzen oder gelochten Walzen kompaktiert bzw. pelletisiert werden soll. Ausschließlich für vielseitige Versuche im Labor bestimmte Walzenpressen stellen besondere Anforderungen, wie sie bei Produktionspressen oder verHeinerten Versuchspressen bestimmter Produktionspressen nicht vorhanden sind. In die Labor-Walzenpresse müssen Walzen verschiedener Art leicht eingebaut oder gegeneinander ausgetauscht werden können, also Glatt-, Profil-, Brikettierwalzen oder Zahnrad-Granulatformwalzen. Diese müssen schnell und leicht zur Säuberung freilegbar sein. Für das Auswechseln der Walzen soll es nicht erforderlich sein, daß speziell hierzu ausgebildete Maschinenschlosser gebraucht werden. Auch soll nicht mit mit Auswechseln ein Lagerwechsel oder ein Abbau von Dichtungen einschließlich der Fortnahme des Herzstücks erforderlich sein Produktionsmaschinen sind daher nicht als Vorbild für die konstruktive Ausbildung von Labor-Walzenpressen geeignet, "veshalb keine befriedigenden Lösungen bekanntgeworden sind. Zum Beispiel kann die Lagerung der Walzen einer Labor-Pelletierpresse nicht so ausgebildet sein, wie bei einer Produktionsmaschine, bei der die Trommeln fliegend gelagert sind.

Bei den verschiedenen Arten der Kornvergrößerung, die auf einer Labor-Walzenpresse durchführbar sein soll, also dem Pelletieren. Brikettieren oder Granulieren, sind teilweise sehr hohe Walzenspaltdrücke erforderlich, da diese in der Größenordnung von 4 bis 6 t/cm

Arbeitsbreite betragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lubor-Walzenpresse zum Brikettieren, Kontaktieren oder Pelletieren, die also auch Pelletisierirommeln aufnehmen kann, zu schaffen, die eine gute Z'igänglichkeit. leichte Anstellung und Reinigungsmöglichkeit der Preßwalzen, auch wenn Hohlwalzen verwendet sind, bietet. Die Konstruktion soll einfach sein. Das Auswechseln der PreßwLslzen muß ohne Spezialwerkzeuge ohne weiteres vom Laborpersonal ausgeführt werden können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist für die eingangs genannte Walzenpresse gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Hohlwalze, wie an sich bekannt, durch eine Dreipunktabstützung fixiert ist, die durch ihre gegenseitige Anlage sowie jeweils zwei auf der vom Walzenspalt abgelegenen Seite andrückbare Außendruckrollen gebildet ist, die paarweise in anpreßbaren Schwenkbügeln gelagert sind und in zu beiden Seiten der Walzenarbeitsfläche ausgebildeten Spurrillen laufen, neben denen jeweils ein Spurkranz zur Walzenabstützung vorgesehen ist. Die Außen- bzw. Andruckrollen sind zweckmäßigerweise unter einem Stützwinkel von 60 bis 65" zum Walzenspalt am Umfang der Preßwalzen vorgesehen. Durch das Zusammenwirken der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale ist die Erfindungsaufgabe in einfacher Weise gelöst, weshalb ein Schutz nur für die Gemeinsamkeit der Merkmale des Hauptanspruchs beansprucht wird.

Durch Abschwenken der Schwenkbügel lasser sich die Preßwalzen schnell freilegen und ausbauen. Sie lassen sich dann leicht gegen andere Walzen austauschen oder reinigen. Da die Lagerung und Abstützung durch die in den Schwenkbügeln gelagerten Andruckrolien erfolgt und diese in Spurrillen eingreifen und damit die axiale Fixierung der Preßwalzen vornehmen, diese aber ohne weiteres abnehmbar sind, bedarf es nicht des Freilegens oder gar Ausbaus irgendwelcher Lager, wie dies beispielsweise dann der Fall wäre, wenn die Hohlwalzen auf Wellen gelagert wären, von denen sie abzuziehen sind. In einem solchen Falle sind die Lager verscimutzungsgefährdet. Ein Lagerwechsel oder Arbeite! am Lager sind bei Labormaschinen als unzulässig anzusehen. Durch die Abschwenkbarkeit der Schwenkbiigel ist es auch nicht erforderlich, daß die der seitlichen Begrenzung des Preßspalts dienenden Herzstücke ziim Reinigen oder Wechseln der Walzen gelockert oder ausgebaut werden. Die Gestaltung und Dimensionierung der Schwenkbügel sowie der Andruckrollen ist bei bei den zur Anwendung kommenden Größen der Walzen ohne weiteres so dimensionierbar, daß bei einer Arbeitsbreite von 5 cm Anpreßkräfte von 20 bis 301 erzielt werden. Dabei werden die Walzen ausschließlich durch die Andrückrollen und durch die Spurkränze gegeneinander abgestützt und angepreßt. Auf einer Mantellinie der Walzen sind jeweils zwei Andruckrollen vorgesehen, so daß die Abstützung nach außen insgesamt jeweils vier paarweise wirkende Andruckrollen übernehmen. Sollen insgesamt nur niedrigere Andruckkräfte aufbringbar sein, können die Andruckrollen auch durch Andruckschuhc ersetzt sein. Die Außenanordnung der Andrückrollen hat noch den Voiteil, daß beliebige Walzen, also neben Hohlwalzen auch gegebenenfalls Vollvvalzen und solche mit Innenaustrag oder Durchlaufkühlung bzw. Heizung vorgesehen sein können.

Die Lage der Schwenkbügel ist gegenüber den Walzen zweckmäßig mechanisch, insbesondere durch Exzenter, oder hydraulisch einstellbar. Jeder Schwenkbügel ist bei einer Ausgestaltung der Walzenpresse aof einem Exzenter gelagert, wobei ein Schwenkbügel wenigstens elastisch abgestützt ist. beispielsweise dadurch, daß der Exzenter seinerseits elastisch abgestützt ist, um eine präzise Abstimmung der Dreipunktlagerung möglich zu machen. Es kann außer einer hydraulischen Anpressung auch eine rein mechanische Spindelanpressung oder Kernpressung vorgesehen sein. Es empfiehlt sich dann jedoch, eine Überlastsicherung vorzusehen, beispielsweise in Form der elastischen Abstützung der Bügel. Bei hydraulischer Anpressung kar.n die Überlastsicherung in das hydraulische System gelegt sein.

Da die Andruckrollen in zu beiden Seiten der Walzenarbeitsfläche ausgebildeten Spurrillen laufen und der erforderliche Mindestabstand der Walzenarbeitsflächen voneinander durch die Spurkranzabs'.ützung sichergestellt ist, braucht an den Walzen nur noch der Antrieb anzugreifen, wobei je nach Größe und zu übertragendem Drehmoment der Antrieb nur in eine Preßwalze eingeleitet und auf die andere durch Stirnzahn-Radkränze od. dgl. übertragbar sein muß, wenn nicht ein symmetrischer Antrieb beider Preßwalzen mittels in sich geschlossener öldichier Getriebe mit zwei synchronen gegenläufigen Abtriebswellen, die vom Produktdruck unbelastet sind, oder Stirnradverteilergetriebe oder Schnecken-Untersetzungsgetriebe od. dgl. vorgezogen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

Fi g. 1 das Prinzip der Dreipunktlagerung der Preßwalzen,

F i g. 2 die Anwendung der Dreipunktlagerung nach F i g. 1 im Rahmen der Anordnung der Andruckrollen auf schwenkbaren Bügeln und

F i g. 3 eine Labor-Walzenpresse zum Kontaktieren in Explosionsdarstellung im Bereich der Walzen.

In F i g. 1 sind schematisch zwei einander berührende Hohlwalzen 1 und 2 einer Labor-Walzenpresse dargestellt, bei der auf der dem Walzenspalt 3 gegenüberliegenden Seite auf zwei zu beiden Seiten der durch die Achsen 4 und 5 beider Hohlwalzen gehenden Mittelebene liegenden Mantellinien 7 und 8 bzw. 9 und 10 zur Abstützung der Hohlwalzen 1 und 2 jeweils als Außendruckrollen 11 und 12 bzw. 13 und 14 ausgebildete Andruckelemente vorgesehen sind. Die Dreipunktlagerung ist statisch bestimmt, stabil und symmetrisch, so daß die Hohlwalzen 1 und 2 eindeutig gefesselt sind.

Bei der in F i g. 2 schematisch dargestellten Anordnung sind die den beiden Hohlwalzen 1 und 2 jeweils zugeordneten Außendruckrollen 11 und 12 bzw. 13 und 14 jeweils in in Lagern 15 und 16 gelagerten Schwenkbügeln 17 und 18 vorgesehen, um durch an ihren oberen Enden 19 und 19' angreifende Anpreß- oder Andrückeinrichtungen zur Anlage an die Hohlwalzen 1 und 2 gemeinsam gebracht werden zu können. Dabei ist vorgesehen, daß entweder die Druckrollen 11 und 13 oder 12 und 14 jeweils durch eine exzentrische Lagerung präzise auf die Dreipunkllagerung eingestellt werden können. Durch elastische Abstützung eines oder beider Schwenkbügel 17 und 18 ist eine Überlastsicherung erzielbar.

F i g. 3 zeigt den praktischen Anwendungsfall dieser Abstützung und Lagerung bei einer Labor-Walzenpresse mit zum Kontaktieren ausgebildeten Hohlwalzen 1 und 2 mit geriffelter Oberfläche. An einem zentralen Rahmenteil 20 sind unten in Exentern 21 jeweils auf der

Vorderseite und auf der Rückseite die Schwenkbiigel 17, 17' und 18, i8' schwenkbar gelagert. Diese nehmen jeweils zwei Außendruckrollen 11, 12 bzw. 11', 12' und 13, 14 bzw. 13', 14' in der dargestellten Weise auf. |cweils eine der beiden Druckrollen eines Schwenkbiigels besitzt eine Einzeleinstellung über einen nicht dargestellten arretierbaren Exzenter. Die Hohlwalzen I und 2 weisen zu beiden Seiten einer profilierten Arbeitsfläche 22 jeweils eine Spurrille 23 und nach außen hin einen Spurkranz 24 zur Begrenzung der Annäherung der Arbeitsflächen auf. In die Spurrille 23 greifen die Außendruckrollen 11 bis 14 ein. Zur seitlichen Preßspaltbegrenzung dienen die abnehmbar befestigten Versehleißstücke 27 (Herzstüeke). Beim Einbau werden die Hohlwalzen 1 und 2 in die Schwenkbügel 17 und 18 eingelegt, diese dann hochgeschwenkt und mil ilirei Nasen 26 in entsprechende Ausnehmungen 27 im Ober teil des zentralen Rahmenteil* 20 eingeführt und mi Hilfe von Exzcnterbolzen 28 mit Handgriffen 29. dii durch entsprechende Bohrungen 30 und 31 in den Bü gelnasen 26 bzw. dem zentralen Rahmenteil 20 ge steckt werden, festgelegt. Um eine gewisse Klastizitä der Schwenkbügelbcfestigung zu gewährleisten, kön nen die Exzenter 21 federnd befestigt werden.

Dieser Grundbaustein wird mit einer Konsole ver schraubt, auf die auch ein Antriebsmotor mit Getriebe kasten vorgesehen ist, welche die Antriebskraft über at die hinteren Stirnflächen jeder Hohlwalze 1 und 2 ge schraubte, nicht dargestellte Stirnzahnräder auf di< Prcßwalzen überträgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Paieniansprüchc:

1. Labor-Walzenpresse zum Brikettieren, Kompaktieren oder Pelletieren von staub- oder feinkörnigem, trockenem oder angefeuchtetem Gut mit oder ohne Bindemittel mit zwei gegeneinander anpreßbaren Glatt-, Profil-, ßrikettierwalzen oder Zahnrad-Granulaiformwalzen (Hohlwalzen), dadurch gekennzeichnet, daß jede Hohlwalze (1, 2), wie an sich bekannt, durch eine Dreipunktabstützung fixiert ist. die durch ihre gejenseitige Anlage s.owie jeweils zwei auf der vom Walzenspalt abgelegenen Seite andrückbare Außendruckrollen (11, W. 12. 12'. 13. 53'. 14. 14') gebildet ist. die paarweise in anpreßbaren Schwenkbügeln (?7. 18) gelagert sind und in zu beiden Sehen der Waizenarbeitsftäche (22) ausgebildeten Spurrillen (23) laufen, neben denen jeweils ein Spurkranz (24) zur Walzenabstützung vorgesehen ist.

2. Labor- Walzenpresse nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwenkbügel (17. 18) auf einem Exenter (21) gelagert ist.

3. Labor-Walzenpresse nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schwenkbügel (17.18) elastisch abgestützt ist.