DE3127506C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Matrize für Granulierpressen, insbesondere zum Herstellen von Futtermittelgranulaten, bestehend aus einem zylin­ drischen, im Querschnitt kreisförmigen Mittelteil mit einer Vielzahl von Granulierbohrungen und an den beiden Enden des Mittelteils ausgebildeten Befestigungs­ flanschen.

Die bekannten Granulierpressen bestehen aus einer vor­ stehend beschriebenen Matrize, in der zwei Druck­ rollen, sogenannte Koller, exzentrisch drehbar gelagert sind, wobei die Matrize um die Druckrollen mit einer Geschwindigkeit von ca. 200 bis 300 Umdrehungen pro Minute rotiert. Mittels der Befestigungsflansche wird die Matrize einseitig auf dem Antriebsteil angeklemmt und anderseitig wird auf dem Flansch ein Deckel aufgesetzt. Durch die beim Pressen der Produkte zwischen den Rollen und dem Mittelteil entstehenden Drücke von bis zu maximal 200 Tonnen unterliegt die Matrize einer hohen dauernden Walkarbeit. Um eine hohe Abriebfestigkeit der Matrize im Mittelteil zu gewährleisten, wird die gesamte Matrize aus Chromstahl in gehärteter Ausführung herge­ stellt, wobei im Arbeitsbereich des Mittelteils Granu­ lierbohrungen mit einem Durchmesser von 2 bis 20 mm und in einer Anzahl von ca. 3000 bis 18 000 Stück aufweisen kann. Durch die dauernde Walkbelastung treten bei den be­ kannten Matrizen aus gehärtetem Chromstahl nach ca. 200 bis 600 Arbeitsstunden bereits Dauerbrüche auf. Aufgrund dieses großen Streubereichs für das Auftreten der Brüche ist eine exakte Begrenzung der Benutzungs­ dauer nicht möglich, so daß damit durch die beim Bruch fortfliegenden Materialstücke mit einem Gewicht bis zu 100 kg eine fortlaufende Verletzungs- bzw. Zerstörungs­ gefahr für das Bedienungspersonal bzw. für die Maschinen besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und eine Ma­ trize zu schaffen, die sich durch eine hohe Benutzungs­ dauer bei wesentlich verringerter Bruchgefahr aus­ zeichnet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Mittelteil und die Befestigungsflansche aus getrennten Teilen bestehen, wobei das Mittelteil aus einem ab­ riebfesten Stahl und die Flansche aus einem Stahl mit hoher Zähigkeit bestehen.

Die Erfindung liegt dabei in der Erkenntnis, daß durch die Dreiteiligkeit der Matrize praktisch zwischen den einzelnen Matrizenteilen eine Bruchbremse erzeugt wird, da sich bei einem z. B. in einem der Teile ent­ stehenden Bruch sich dieser nicht ohne weiteres in den anderen Teil fortpflanzen kann, vielmehr beim Über­ gang in das andere Teil der Bruch gestoppt wird. Hier­ durch wird eine wesentliche Verminderung der Gefahr einer kompletten Zerstörung und der damit verbundenen Unfallgefahr erreicht. Durch die erfindungsgemäße Materialkombination wird dieser Effekt noch unterstützt, denn durch die Herstellung der Flansche aus einem sehr zähen, ungehärteten Stahl sind diese viel besser in der Lage, die auftretenden Walkbeanspruchungen, die eine elliptische Verformung verursachen, aufzunehmen als das bisher verwendete, relativ spröde, gehärtete Ma­ terial des Mittelteils. Dabei macht sich die erfindungs­ gemäße Matrize jedoch die Vorteile dieses Materials in bezug auf dessen hohe Abriebfestigkeit zunutze, da das Mittelteil nach wie vor aus diesem Material ge­ fertigt ist.

Weiterhin ergibt sich der zusätzliche Vorteil, durch die Ausgestaltung nach der Erfindung, daß eine wesentliche Materialersparnis erzielt wird. Denn bei den bekannten Matrizen wurde das Mittelteil aus dem Vollmaterial, das die Dicke der Flansche besaß, in spanender Ver­ formung hergestellt, wodurch sich ein erheblicher Ma­ terialabfall des relativ teuren Chromstahls einstellte. Durch die Dreiteiligkeit der Matrize nach der Erfindung tritt dieser Materialabfall nicht mehr auf, da das Mittelteil nun unmittelbar aus Material mit passender Wandstärke hergestellt werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Matrize wird demnach die Rißgefahr insbesondere im Mittelteil wesentlich vermindert, das durch in ihm befindlichen Löcher insbesondere auf Bruch gefährdet ist, da die auf­ tretenden Kräfte im wesentlichen von den aus elastischerem Material bestehenden Flanschen aufgenommen werden können. Damit wird nicht nur ein wesentlicher Beitrag in bezug auf die Unfallverringerung am Arbeits­ platz durch die Erfindung erbracht, sondern darüber hinaus wird eine Erhöhung der Maschinenstandzeiten und damit eine Reduzierung der Ausfallzeiten erzielt, wo­ durch sich insgesamt eine wesentliche Kosteneinsparung ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 enthalten.

Anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Ma­ trize,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht eine erfindungsge­ mäße Matrize aus einem Mittelteil 1, das als Zylinder ausgebildet ist und einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. An den beiden Enden des Mittelteils 1 sind jeweils ein Befestigungsflansch 2, 3 aufgesetzt. Dabei dient der obere Befestigungsflansch 3 zur Befestigung der Matrize auf dem Antriebsteil einer nicht darge­ stellten Granulierpresse. Auf dem unteren Befestigungs­ flansch 2 wird im Gebrauchszustand ein Deckel, der ebenfalls nicht gezeigt ist, befestigt. In dem Mittel­ teil 1 sind eine Vielzahl von Granulierbohrungen 4 aus­ gebildet, die durch die Wandung des Mittelteils 1 hin­ durch verlaufen und in bekannter Weise ausgebildet sind. Das Mittelteil 1 besteht vorzugsweise aus einem Ma­ terial mit hoher Abriebfestigkeit, insbesondere aus einem gehärteten Chromstahl. Die Wandstärke des Mittel­ teils beträgt ca. 35 bis 70 mm. Die beiden Befestigungs­ flansche 2, 3 bestehen vorzugsweise aus einem zähen, unge­ härteten Material; dabei sind geeignet unlegierte Bau­ stähle niedriger Festigkeit, insbesondere ein St-37-Stahl.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, sind die beiden Befesti­ gungsflansche 2, 3 auf die Enden des Mittelteils aufge­ schrumpft. Hierzu sind die Mittelteilenden jeweils mit einem Absatz 5 versehen, der eine zylindrische Schrumpffläche an seinem Umfang bildet. Das Aufschrump­ fen erfolgt als Heißschrumpfung. Die beiden Befesti­ gungsflansche 2, 3 besitzen jeweils eine zylindrische Ausnehmung 6, die dem Absatz 5 des Mittelteils ange­ paßt sind, wobei jedoch der Innendurchmesser der Aus­ nehmung 6 mit einem geringen Untermaß von etwa 3 bis ⁵/₁₀ mm hergestellt ist, um nach dem Schrumpfen einen Preßsitz auf dem Mittelteil einzunehmen. Durch die Aufschrumpfung der Befestigungsflansche üben diese eine Schrumpfspannung auf das Mittelteil 1 aus, die die Spannungen ausgleicht, die im Material des Mittelteils aufgrund der mechanischen Belastung und auftretender Wärmespannungen auftreten. Hierdurch ergibt sich der überraschende zusätzliche Effekt, daß das Mittelteil aus einem härteren und damit spröderen Material herge­ stellt werden kann als die Mittelteile der Matrizen des Standes der Technik, so daß hierdurch eine weitere Steigerung der Benutzungsdauer der erfindungsgemäßen Matrize erreicht wird, da ein geringerer Abrieb des Mittelteils erfolgt. Weiterhin ermöglicht die Be­ festigung der Befestigungsflansche durch Schrumpfen eine Abnahme der Befestigungsflansche durch entsprechen­ de Erwärmung. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da es damit möglich wird, die Befestigungsflansche, die in der Regel nur geringen Verschleißerscheinungen unterliegen, in Kombination mit einem neuen Mittel­ teil oder mit einem um 180 Grad gedrehten Mittelteil wieder verwenden zu können. Hierdurch ergibt sich eine nicht unerhebliche Kostenersparnis.

Weiterhin sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Be­ festigungsflansche 2, 3 an den Seitenteilen mittels Schraubbolzen 7 zusätzlich gesichert. Diese Schraub­ bolzen 7 verlaufen in axialer Richtung des Mittelteils 1 und sind am Umfang der Flansche in gleichen Abständen verteilt. Vorzugsweise sind sechs bis zwölf derartiger Schraubbolzen vorhanden. Zum Eindrehen der Schraub­ bolzen 7 weisen die Flansche und das Mittelteil jeweils entsprechende Durchgangsbohrungen 8 bzw. Gewindelöcher 9 auf. Die Schraubbolzen 7 bestehen vorteilhafterweise aus einem zähen Material mit hoher Elastizität, so daß sie die auftretenden Stoßbeanspruchungen ohne Bruch­ gefahr aufnehmen können.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, sind die Befestigungs­ flansche 2, 3 mit verschieden großen Außendurchmessern ausgebildet. Auch hierin liegt ein wesentlicher Vor­ teil der Erfindung, nämlich, daß es möglich ist, diese Flansche ohne wesentlichen Mehraufwand an Material­ kosten stabiler auszuführen, als dies bei den Matrizen des Standes der Technik geschah, um bei diesen den Materialabfall möglichst gering zu halten.

Claims (7)

1. Matrize für Granulierpressen, insbesondere zum Herstellen von Futtermittelgranulaten, bestehend aus einem zylindrischen, im Querschnitt kreisförmigen Mittelteil mit einer Vielzahl von Granulierbohrungen und an den beiden Enden des Mittelteils ausgebildeten Befestigungsflanschen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mittelteil (1) und die Be­ festigungsflansche (2, 3) aus getrennten Teilen be­ stehen, wobei das Mittelteil (1) aus abriebfestem Stahl und die Flansche (2, 3) aus einem Stahl mit hoher Zähigkeit bestehen.

2. Matrize nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungsflansche (2, 3) auf die Enden des Mittelteils (1) heiß aufgeschrumpft sind.

3. Matrize nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungsflansche (2, 3) an dem Mittelteil (1) mittels in Richtung der Ma­ trizenlängsachse verlaufender Schraubbolzen umfangs­ gemäß gesichert sind.

4. Matrize nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubbolzen (7) aus einem Stahl mit hoher Zähigkeit bestehen.

5. Matrize nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfflächen (5) des Mittelteils (1) der Be­ festigungsflansche (2, 3) zylindrisch sind und der Innendurchmesser der Befestigungsflansche (2, 3) ³/₁₀ bis ⁵/₁₀ mm Untermaß aufweist.

6. Matrize nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (1) eine Wandstärke zwischen 35 bis 70 mm besitzt.

7. Matrize nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsflansche (2, 3) gleiche oder unter­ schiedliche Außendurchmesser aufweisen.