DE2706990A1 - Presse zum verdichten eines erzeugnisses, insbesondere eines futtermittels fuer tiere - Google Patents

Description

DlPL-ING. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART ■ HINDENBURGbIKASbI:

Pnlnilnn-.oJI_FI N K- D 7300 twli»Q— [Nftotj. HlndwbwgHroB· «4

1O. Februar 19 77 By P 6392

SOCIETE D'APPROVISIONNEMENTS DES INDUSTRIES ROUTIERES ET PETROLIERES "S.A.I.R.O.", 19, rue Marbeuf, 75OO8 Paris, Frankreich

"Presse zum Verdichten eines Erzeugnisses, insbesondere eines Futtermittels für Tiere"

Beanspruchte Priorität der französischen Patentanmeldung 76 04 740 vom 20. Febr. 1976.

709834/0347

-Jt- 10. Febr. 1977 Ry

P 6392

zylinder (21) aufweist, der durch ein Steuerventil (22) steuerbar ist, das Steuerbefehle vom Drehzahlmpsser (20) durch Zwischenschalten eines Verstärkers (23) erhält, der mit der Steuerung der Schaltkupplung (16) verbunden ist.

709834/0367

1O. Pphr. 1^77 P (.192

Din Erfindung betrifft eine Presse entsprechend den Merkmalen im Oberbegriff des An:.[>rucher, 1.

Es ist bekannt, daß in Pressen dieser Art die goei nm-t-«-· Wahl dr>r Arbeitsneschvi ndi n're.i t und den Motordrehmoi vr t s di- *-'. r'"M el-'T^ der, Produktes unter Vurhiil tni.ssen ir.it: optimaler, Wj iJ m.· isoren.; rrlaut-t.

Fiir Pressen, die einen Presskörper ni.it best irml -^m nui '■·' . -mit gleichen Drück!:an.'ilen aufweisen, kann die Wahl ohm· zu vjol .s« wierigkeiten qetroffen werden, wenn das zu verrli rhtendp Produkt ¹^nstante physikalische Eigenschaften hat. In ..ii-spni Γίιΐ 1 sind t et sachlich die Geschwindigkeit und das Drehmoment konstante flrößen, deren Bestimmung experimentiell oder durch Berechnen erhalten werden kann. Es folgt daraus, daß die installierte Leistung und ihre Aufteilung verhältnismäßig leicht beherrscht werden können.

Eine Schwierigkeit ergibt sich trotzdem bein Anfahren r'ierser Pressen, denn das in dem Preßkörper vorhandene Gut neigt zunKusetzen der Kanüle nach einem mehr oder weniger langen SH lletf^nd cOr Presse. I'm den Widerstand des Verstopfens zu überwinden, ir.t vr, notwunclig, zum. Anlassen eine große Leistung vorzusehen, was leistunasfnhiae Energieanlagen oder leistungsfähige elektrische oder andere Motcro:: voraussetzt.

Wenn Preßkörper unterschiedlicher Durchmesser benutzt werden, wenn Produkte unterschiedlicher Art behandelt werden oder wenn diu Druckkanäle nicht die gleichen Abmessungen aufweisen, müssen die Arbeitsgeschwindigkeit und das Motordrehmoirent ebenfalls oiinstio qewnhlt werden, um die installierte Leistung am besten ausnutzen zu kennen.

Gegenwärtig werden die Geschwindigkeit und das Drehmoment gelegentlich mittels zwischen -dem Antriebsmotor und den aktiven Teilen der Presse eingeschalteten Getrieben mechanisch gesteuert. Tatsächlich ermöglichen die Getriebe» z. B. stufenlos steuerbare Cetriebo, Zahnradgetriebe oder riemengetriebe, die Wahl zahlreicher Kombinationen.

709834/0347 COPY

ORIGINAL INSPECTED

-/- ίο2?069ΘΘ'

V ^3O2

δ"

Dagegen haben die Getriebe den Nachteil, daß die Bentirmunn dos genau richtigen Verhältnisses wenig wahrscheinlich ist.

Die Steuerung der Geschwindigkeit und des Drehmomentes kann ebenfalls mittels eines hydrostatischen Getriebes voruoncü.nen WiT₁ ¹On. Aber in diesem Falle ist es notwendig, eine überdimensionierte hydraulische Einrichtung vorzusehen, un cino nrnHhrr"'' konst-antr Arbeitsleistung zur VerfMiguna zu stellen.

Die Steuerung kann schließlich mittels eines iivdrokinottscbrn Wandlers erreicht werden, der ermöglicht, daß die aktiven '!'eile dir Presse mit einer Geschwindigkeit angetrieben v/erden, die mit den entgegenstehenden Drehmoment verträglich ist. Ein*³ solche Lösunn ist nicht ganz zufriedenstellend, denn die optimale Arbeitsui-M«-hv/i n- digkeit, die in der Tat von den Abmessungen des Preßkörpers abhängt, kann nicht gewählt werden. Ein hydrokinetischer Wandler hat darHber- hinaun nur für einen bestimmten Ausgangsdrehzahlbereich einen guten Wirkungsgrad. Sein Wirkungsgrad ist bei niederen oder i.ohen Ceschwin unannehmbar.

Die vorliegende Erfindung hat die Beseitigung dieser Nachteile zur Aufgabe. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kcnr.zcichnunasteil des Anspruches 1 erfindungsgemnß gelöst.

Die Schaltkupplung wird durch den Antriebsmotor mit konstanter Antriebsgeschwindigkeit angetrieben und treibt ihrerseits den Wandler an, jedoch mit einer Geschwindigkeit, die laufend vom Wert Mull bis zu einem Maximalwert geändert werden kann, der von der Cesrrhwindigkeit des Antriebsmotors abhängt.

Eine Änderung der Geschwindigkeit am Eingang des Wandlers führt zur Verschiebung von Kurven, welche die Änderungen des Wirkungsgrads und des Motordrehmoments am Ausgang des Wandlers abhängig von der Geschwindigkeit darstellen, ebenfalls am Ausgang den Wandlers. Oder diese Verschiebung ist von Bedeutung, da der Wirkungsgrad des Wandlers so lange zufriedenstellend bleibt, solange die Werte der

709834/0347

COPY

ORIGINAL INSPECTED

-M- 1O. Febr. 1977 By

P 6392

Arbeitsgeschwindigkeit und des Motordrehmoments in einem sehr großen Bereich liegen. Es folgt daraus, daß durch die günsti· Wahl des Übersetzungsverhältnisses die aktiven Teile der Prer.se mit täner konstanten Geschwindigkeit angetrieben werden können, welche der maximal möglichen Geschwindigkeit bei bestimmten Durchmessern des Preßkörpers und der Druckkanäle entspricht, wenn oin ?ri überwindendes Drehmoment keinen maximalen Grenzwert iiberschrei L^t.

Tatsächlich verringert sich die Arbei tsgeschwindiqkei t- , wenn das entgegenstehende Drehmoment den maximalen Grenzwert überschreitet. Jedoch bleibt wegen der Abmessungen des vorgenannten Bereiches der Wirkungsgrad des Wandlers so lange annehmbar, solange die Geschwindigkeit nicht unter einen Minimalwert fällt.

Um zu verhindern, daß dieser Minimalwert unterschritten wire¹, ist die Drehzahlabnähme am Ausgang des Wandlers vorgesehen, um die in den PreBkörper eintretende Menge des Produktes zu steuern und das entgegenstehende Drehmoment zu verringern.

Es wird außerdem noch darauf hingewiesen, daß dank zahlreicher Größen, welche der Geschwindigkeit in dem vorgenannten Bereich gegeben werden können, möglich ist, mit einem bestimmten Preßkörper und mit einer konstanten Einspeisung komprimierte Produkte zu erhalten, die unterschiedliche Lebensdauer haben. Diene Besonderheit wird wie folgt erklärt.

Das bereits komprimierte Produkt, das sich in jedem Kanal df-s Preßkörpers befindet und das leicht elastisch ist, klebt an der Innenwand des Kanales an und setzt seiner Bewegung einen bestimmten Widerstand entgegen, welcher offensichtlich von der Länge des Kanals abhängt.

Wenn neues Produkt durch die Rollen komprimiert wird, so kommt es zur Abstützung auf dem Produkt, das sich schon im Kanal befindet. Die Kraft der während dieser Zeit erzeugten Pressung vergrößert sich und endet durch Überwinden der ursprünglichen Klebekraft des

709834/0347

ORIGINAL INSPECTED

j? - 1O. Febr. 1977 P.y

P 6 3O:>

Produkts. Demzufolge ist bei der Bewegung des ganzen Produktes in dem Kanal die notwendige Schiebekraft zum Bewegen sehr viel schwächer als die, um es in Bewegung zu setzen.

Auch ist die Härte des Produktes um so größer, v/enn es in der Kanal in sehr kleinen Mengen und sehr häufig eingebracht wird. Wenn sich die Arbeitsgeschwindigkeit vergrößert, so verrinoert sich die Dauer des Einführens des Produktes in jeden Kanal, und ('as in der Zeiteinheit eingebrachte Volumen vergrößert sich ebenfalls. Das kcrprimierte Produkt hat deshalb eine sehr viel größere Härte. Umgekehrt, wenn die Arbeitsgeschwindigkeit sich verringert, so hat das krr.primierte Produkt offensichtlich eine wesentliche geringere Häru,.

Auf diese Weise kann mit einem einen bestimmten Durchmesser aufweisenden Preßkörper jetzt ein komprimiertes Produkt erhalten werden, das die gewünschte Härte hat.

Daraus ist ersichtlich, daß es nicht notwendig ist, die Preßkörper auszuwechseln, um die Presse mit maximalem Wirkunqsgrad zu betreiben, wenn sich die Rezepte des zu komprimierenden Produktes ändern.

Die Merkmale des Anspruches 2 betreffen eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung.

Diese Organe sind sehr einfach und haben außerdem den vorteil, daß sie eine große Betriebssicherheit für die Presse bilden. Wenn in der Tat deren aktive Teile zufällig blockiert worden sind, z. B. durch einen in den Preßkörper eingedrungenen Fremdkörper, so nimmt die Arbeitsgeschwindigkeit sehr schnell den minimalen Wert an, während dem die Steuereinrichtung des Einlasses das Einbringen von neuem Produkt in den Preßkörper unterbindet, während der Verstärker das augenblickliche Auskuppeln des Kraftantriebes steuert.

Eine Bauform der vorliegenden Erfindung ist als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

709834/03U

ORIGINAL INSPECTED

10. Febr. 1977 By P 6 39 2

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Presse entsprechend der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 Änderungen des Drehmomentes und des Wirkungsgrades am Ausgang des Wandlers abhängig von der Geschwindigkeit, während am Ausgang des Wandlers die Schaltkupplung nicht zugleich benutzt wird,

Fig. 3 Ändt.Tunaen der gleichen Parameter im Fall der Benutzung der Schaltkupplung und

Fig. 4 die Wirkungsweise einer Presse, die mit einem hrstinuni-oin Preßkörper ausgerüstet ist und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit benutzt wird, entsprechend Fig. 3.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Presse nach Fig. 1 hat einen ringförmigen Preßkörper 1, der radiale Druckkanäle hat, eine Eirlaufschurre 3, die eine Einrichtung zum Steuern des Durchlasses für ein zu verdichtendes Produkt aufweist, und Rollen 6, die mit der inneren Fläche des Preßkörpers unter dem Antrieb eines Vorgeleges 7 zusammenarbeiten, das durrh einen Antriebsmotor 8, ζ. Π. einen Elektromotor, angetrieben ist.

Bei der dargestellten Bauform sind die Rollen 6 drehbar auf Zapfen 9 angeordnet, die von einer Welle 10 getragen werden, welche mittels eines Sicherungsstiftes 11, der sie mit dem Rahmen der Presse verbindet, gegen Drehen gesichert ist. Was den Preßkörix-r anbetrifft, so ist er mit einem Verbindungsstück 13 fest verbunden, das die Welle 10 koaxial umgibt und das unter Zwischenschalten zweier Zahnräder 14 und 15 des Vorgeleges 7 angetrieben werden kann.

Wenn also der Motor 8 läuft, so treiben die Zahnräder 14 und 15 das Verbindungsstuck 13 an, das seinerseits den Preßkörper 1 antreibt. Während dieser Zeit laufen die Rollen selbst auf ihren jeweiligen Zapfen 9 und arbeiten mit der Innenfläche des Preßkörpers zusammen, der unter ihnen durchläuft.

709834/0347

ORIGINAL INSPECTED COPY ^

- sf - ΙΟ. Fnhr. 197 "^: Ry

P r, 3*» 2

Es versteht sich von seihst, daß der Preßkörper ortsfest sein . ann und daß die Rollen sich im Gegensatz dazu gegenüber der Innenfloche dos Preßkörpers bewegen können.

Sobald das Produkt 5 in den PreiSkörp. r 1 ti 1.1.1 itt, nc-}-1 gs ?"i dessen Innenfläche und den Rollen durch, die <ss ii; die Kan;ii»· 2 führen, v/o es komprimiert wird. Es ist leicht verstönn I ich, c.aß seine volumetrische Dosierung durch ^if ^l «-a^reii ; i cht- nr/; 4 '«nichert ist, die z. B. aus einer Klappe beült-l.cn kann, no rk.n ^r'urrhtrittsquerschnitt in der Flnlaufschiirre. mehr oder wen ι eier absperrt, oder aus einer endlosen Schnecke, v/o 1 chi; d <■;.·: Produkt r'irch rrhpel leres oder langsameres Drehen heranh>ringt.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat das Vorgelege 7 eine Schaltkupplung 16 und einen Drehmomentenv/aridlt-;r 17. Diese Orgnr.e sind am Ausgang des Antriebsmotors hintereinander anaeordnet, der den Wandler 17 unter Zwischenschalten der Schaltkuppl t'p.n antreibt, während der Wandler seinerseits den Preßkörper unter ZwiscLcjr.rtchal ten zweier koaxialer Wellen 18 und 19 antreibt, din ntarr miteinander verbunden und zwischen seinem Ausyant; und rif r "ahnra'¹ 1^C ftngeordnet sind.

Außerdem ist mit dem Ausgang des Momentenv/andlers oin ''rohza»!]nesser 20 verbunden, um die Steuerung der Zuführeinrichtung 4 in der Weise zu ermöglichen, daß die Arbei tsgeschwi ndi nkei t der Presse p..l t einem Maximalwert gewählt werden kann, der mit dem Durchmesser den Prrßkörpers, dem Querschnitt der Kanäle 2 und der Art üe.s zu v<._:rdj chtenden Produktes 5 übereinstimmt.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Γ» teuerei nrichtung 4 durch einen hydraulischen Arbeitszylinder 21 betätigbar, der seinerseits durch ein Steuerventil 22 gesteuert ist, das vom Drehzahlmesser unter Zwischenschalten eines Verstärkers 23 Informationen erhält, wobei der Verstärker mit der nicht dargestellten Steuerung der Schaltkupplung 16 verbunden ist.

709834/0347

OR(GlNAL INSPECTED _c

- äf - 10. Febr. 1977 By

P 6 39 2

AO

In Fig. 2 sind Kurven A und B dargestellt, die jeweils die Änderungen des Drehmoments des Motors bzw. des Wirkungsgrades am Ausgang des Wandlers abhängig von der Geschwindigkeit ebenfalls am Ausgangs de. 'andlers darstell on. Die Buchstaben C und N bestimmen jeweils das nominale Drehmoment, des Motors bzw. die Drehzahl des Motors 8.

Die besten Arbeitsverhältsnisse des Wandlers treten dann auf, wenn sein Wirkungsgrad etwa 0,72 ist. Man stellt fest, daß das Drehmoment an seinem Ende alle Werte annehmen kann, die in dem Bereich liegender durch die Buchstaben A1 und Λ2 der Kurve A bestimmt ist.

Die Fig. 3 zeigt, \;ie sich die Kurven A und B der Fig. 2 verschieben, wenn die Geschwindigkeit am Eingang des Wandlers sich vom Wert N zum Wert 9/15 N ändert.

Man sieht also, daß sich die Kurve B nach links verschiebt und zu den Kurven B¹I, B'2 ..., führt, wahrend die Kurve A sich nach unten verschiebt und sich die Kurven A¹I, A'2 ...,ergeben.

Indem auf die Kurven A, A¹I, A¹2, ..., die Punkte der Kurve B, B¹I, B¹2, ...., projiziert werden, für welche der Wirkungsgrad am Ausgang des Wandlers 0,72 ist, erhält man die Kurven Al, A¹61 und A2, A'62, welche die Grenzen bestimmen, in deren Bereich der Wandler benutzt werden muß, damit der Wirkungsgrad der Presse optimal ist.

Schließlich zeigt die Fig. 4, daß durch die Wahl eines brauchbaren Reduktionsverhältnisses zwischen dem Motor 8 und d<.m Preßkörper es in Verfolg des Weges D möglich ist, mit konstanter Geschwindigkeit zu arbeiten, die auf den Maximalwert eingesteuert ist, der vom Durchmesser des Preßkörpers und dem Querschnitt der Kompressionskanäle abhängt. Sie zeigt zugleich, daß bei der Benutzung der maxi mal möglichen Leistung, welche dem Punkt D1 entspricht, der durch den Schnitt des Weges D mit der Kurve Ά bestimmt ist, der Wandler

- 1O -

709834/0347

ORIGINAL INSPECTED

10. Febr. 1977 Dy P 6392

Al

mit einem annehmbaren Wirkungsgrad so lange betrieben werden kann, solange eine Vergrößerung des entgegenstehenden Momentes keine Verringerung der Geschwindigkeit des Preßkörpers unter einen Minimumgrenzwert erzwingt, der durch den Punkt E1 des Wegen E bestimmt ist. In dem Augenblick, wo der Punkt E1 erreicht ist, löst r'er Drehzahlmesser 20 die Steuerung des hydraulischen Arbeitszylinders in dem Sinne aus, der einer Verringerung der in der Zeiteinheit eintretender Menge den Produktes entnnricht, was nine Verringerung des entgegenstehenden Drehmomentes erlaubt und deinzufolqe eine Rückkehr zu normalen BetriebsverhSltnissen.

Die Fiij. 4 zeigt schließlich, daß es im Innern des durch du· Kurven A1, A'61 und A2, A'62 definierten Bereiches möglich ist, daß die Arbeitsgeschwindigkeit zahlreiche Werte annimmt. Unter Bezugnahme auf das nachstehend Angeführte kann man also mit einem PreßVörper bestimmten Durchmessers und mit einer konstanten Einsneisunq Produkte mit der gewünschten HSrte erhalten.

Um die Presse entsprechend der vorliegenden Erfindung zu benutzen, werden versuchsmäßig die Drehzahl und das Drehmoment am Auswar? des Wandlers für unterschiedliche Produkte bestimmt, die mit den Preßkörper komprimiert werden können, welcher bestimmte Durchmesser und bestimmte DruckkanMle aufweist. Die körnerlichen Eigenschaften jedes Preßkörpers und die gesuchte Härte des Produktes erlauben die Bestimmung der optimalen Arbeitsdrehzahl, welche an der Schaltkupplung abgegeben werden soll. Der Werkstoff des zu verdichtenden Produktes erlaubt an sich, die Größe der maximalen Einspeisung zu bestimmen, die vom Verstärker ermittelt werden soll, damit der Wirkungsgrad der Presse annehmbar bleibt.

Darüberhinaus ergibt sich, daß wenn ein Fremdkörner eine zufällige Blockierung des Preßkörpers derart bewirkt, daß dessen Geschwindigkeit einen Wert unterhalb des Wertes annimmt, der durch den Punkt E1 definiert ist, so wird das Signal des Verstärkers zur Steuerung der Schaltkupplung benutzt, welche sofort den Wandler vom Motor trennt. Der Schutz der Presse ist also sehr viel besser als mit

- 11 r

709834/0347

ORIGINAL INSPECTED

10. Febr. 1977 By P 6392

dem Sicherungsstift 11 erreicht werden kann.

Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß es möglich ist, die durch den Verstärker abgegebenen Signale zum Steuern anderer Funk tionen zu benutzen, z. B. für die Zufuhr von Dampf für das zu kom primierende Produkt.

70983^/0347

Lee rseite

Claims (2)

1. DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT - D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART · HINDENBURGSIRASSt 44

   PuUnluii.ull Fl N IC - D 7J00 EnIm₁)Ii (Ν.Λυ<), Hlo^nburgtlfofl« U

   1O. Febr. 1077 By P fi J9 2

   Ansprüche

   ι 1.j Presse zum Komprimieren eines Produktes, insbesondeie eines Futtermittels für Tiere, mit einem ringförmigen Preßkörper, der mit radialen Kanälen versehen ist, mit einer Einlaufschurre, die eine Einrichtung zum Steuern der Abgabe des in den Preßkörper eintretenden Produktes hat, und mit Rollen zum Einbringen und Komprimieren des Produktes in die Kanäle bzw. in Jen Kanälen, wobei die Rollen mit der Innenfläche des Preßkörpers unter dem Antrieb eines Vorgeleges zusammenwirken, das durch einen Antriebsmotor antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorgelege (7) eine Schaltkupplung (16) und einen Momentenwandler (17) aufweist, wobei die Schaltkupplung und der Momentenwandler hintereinander am Ausgang des Motors (8) angeordnet sind, welcher den Wandler unter Zwischenschalten der Schaltkupplung antreibt, daß ein Drehzahlmesser (20) an den Ausgang des Wandlers angeschlossen 1st und die ihm zugegangenen Informationen an ein Organ weiterleitet, welches die Steuereinrichtung (4) für die Einspeisung des Produktes derart steuert, daß die Arbeitsdrehzahl der Presse mit einem maximalen Wert gewählt werden kann, der mit dem Durchmesser des Preßkörpers (1), dem Querschnitt der Kanäle (2) und der Art des zu komprimierenden Produktes (5) kompatibel ist.
2. 2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ, welches die Steuerung der Einrichtung (4) zur Einspeisung des Produktes (5) sichert, einen hydraulischen Arbeits-

   709834/0347

   ORIGINAL INSPECTED