DE3139760A1

DE3139760A1 - Walzwerk mit regulierbarer drehzahl der in einem festen drehzahlverhaeltnis stehenden, den einzugsspalt fuer das gut bildenden walzen sowie verfahren zu dessen gebrauch

Info

Publication number: DE3139760A1
Application number: DE19813139760
Authority: DE
Inventors: Werner 9244 Niederuzwil Kuster
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1981-10-06
Publication date: 1983-03-31
Also published as: US4746070A; GB2105611A; IT1152584B; IT8223274A0; CH653862A5; DE3153304C2; FR2512691A1; GB2105611B

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk mit mindestens vier Walzen zur Bearbeitung durch Zerkleinerung und Homogenisierung von zähflüssigem Gut, insbesondere von Schokoladenmassen, Druckfarben und dgl= sowie Verfahren zum Gebrauch dieses Walzwerkes,

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die technische Aufgabe zugrunde,es zu ermöglichen, dass mit einfachem Mittel in Vergleich mit dem bekannten Stand der Technik, die zu erreichende Feinheit und/oder der Durchsatz des Gutes reguliert, insbesondere, dass bei zeitlichen Variationen physikalischer Eigenschaften, wie die Zähigkeit des zu bearbeitenden Gutes, die zu erreichende Feinheit und/oder der Durchsatz des Gutes konstant gehalten werden können/oder kann.

Walzwerke, bei welchen die Drehzahl einer oder mehrerer seiner Walzen regulierbar ist, sind an sich bekannt.

Durch die FR-PS 1115823 ist ein Walzwerk mit drei Walzen bekannt, bei welchem die Drehzahl der Abnahmewalze gegenüber der der mittleren Walze regulierbar ist.

In einer Ausführungsform desselben stehen die Einzugswalzen in einem festen Drehzahlverhältnis und die Drehzahlen derselben und/oder die der Abnahmewalze können stufenlos reguliert werden. Zweck dieser Regulierung sei das Ausstrecken des Gutes, welches vom Unterschied der Drehzahlen zwischen der mittleren und der letzten Walze abhängig sei, zu beeinflussen.

Bei diesem Walzwerk wird im letzten Walzenspalt das Ausmass der Bearbeitung des Gutes beeinflusst, bei einer Regulierung der Drehzahl der zweiten bzw. dritten Walze.

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Durch die DE-AS 10 33 995 ist ein. Walzwerk bekannt, bei welchem die Drehzahl einer beliebigen Walze, insbesondere eine der beiden Einzugswalzen, stufenlos regulierbar ist.

Zum Zweck einer Regulierung der pro Zeiteinheit eingezogene Menge eines Gutes ins Walzwerk, wirkt sich eine Regulierung der Drehzahlen beider Einzugswalzen wirkungsvoller aus als die einer einzigen beliebigen Einzugswalze. Insbesondere falls die beiden Einzugswalzen in einem festen Drehzahlverhältnis stehen, wird der durch eine Regulierung umfasste Bereich von Drehzahlen, und somit pro Zeiteinheit eingezogene Menge eines Gutes, breiter als bei einer Regulierung einer einzigen beliebigen Einzugswalze.

Durch die GB-PS 10 80 782 ist ein Walzwerk bekannt, bei welchem die Drehzahlen der Einzugswalzen wohl stufenlos regulierbar sind, das Walzwerk aber für Chargenbetrieb mit Rückfluss vorgesehen ist.

Durch die DE-PS 10 30 553 zuletzt, ist ein Kalanderwalzwerk bekannt, bei welchem die Drehzahl jeder Walze unabhängig von der der übrigen oder gemeinsam gleichsinnig mit diesen regulierbar ist.

Ein solches Regulierungssystem ist somit verhältnismässig kompliziert, was an den Anforderungen der von diesem Walzwerk bearbeiteten Güter angepasst ist

Die des Anmeldegegenstandes zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden in einem festen Drehzahlverhältnis stehenden, den Einzugsspalt für das Gut bildenden Walzen des Walzwerkes mit einem derartigen gemeinsamen Antrieb versehen sind, daß die Drehzahlen derselben gegenüber der der übrigen Walzen regulierbar, vorzugsweise stufenlos regulierbar sind.

Da die Spaltbreite zwischen den beiden letzten Walzen bei konstanten Drehzahlen derselben, ein Maß für die zu erreichende Feinheit und den Durchsatz des Gutes ist, kann diese Spaltbreite als Steuerparameter dienen.

Die Steuerung des Walzwerkes kann mit der Kombination folgender Mittel erfolgen:

1. einem Meßgerät, zur Messung der Spaltbreite zwischen den beiden letzten Walzen, das angeschlossen ist an

2. einen Komparator zur Fassung des Unterschiedes zwischen dem aktuellen und dem gewünschten Wert dieser Spaltbreite, sowie

3. einem Regulator, der angeschlossen ist an den Komparator zur Regulierung der Drehzahl der Antriebsquelle mit variabler Drehzahl für die Einzugswalzen.

Diese Steuerung kann aus an sich bekannten Elementen verwirklicht werden.

Im Vergleich mit einem Walzwerk ohne die vorliegende Regulierung bedarf es nur einer zusätzlichen Antriebsquelle sowie eines Steuersystems für die zu regulierenden Walzen. Dafür aber kann ein Antriebsmotor mit entsprechend kleinerer Kapazität für die Walzen mit festen Drehzahlen eingesetzt werden. Bei schlecht einzuziehenden Gütern können die Einzugsverhältnisse derselben durch die Regulierung verbessert werden.

Sofern die Massendichte des zu bearbeitenden Gutes unverändert bleibt, kann die zu erreichende Feinheit sowohl als der Durchsatz des Gutes konstant gehalten werden.

Es ist im allgemeinen wünschenswert, dass die Gutqualität, insbesondere die zu erreichende Feinheit, d.h. die maximale Partikelgrösse des Gutes möglichst konstant gehalten werden.

In zweiter Linie ist auch ein konstanter Durchsatz des Gutes wünschenswert.

Die zu erreichende Feinheit des Gutes wird in der Praktik hauptsächlich durch die Breite des letzten Walzenspaltesverbunden mit den Drehzahlen der beiden letzten Walzen des Walzwerkes bestimmt.

Beim zu bearbeitenden Gut können zeitliche Variationen physikalischer Eigenschaften, wie die Zähigkeit, eintreten. Diese beeinflussen den Gegendruck sowie die Einzugsverhältnisse des Gutes, weshalb die Breite des ersten Walzenspaltes beeinflusst wird. (Der Gegendruck eines Gutes, ist der vom Gut ausgeübte, entgegen dem Walzenanpressdruck wirkende Druck.) Dies führt dann gleichzeitig zu einer Variation des Durchsatzes des Gutes, was schliesslich auch die Breite des letzten Walzenspaltes beeinflussen wird.

Um letztgenannte Breite aber unverändert zu halten, werden die Drehzahlen der Einzugswalzen reguliert. Die Drehzahlregulierung kompensiert dann die eingetretene Veränderung der Breite des Einzugsspaltes, bezogen auf die pro Zeiteinheit eingezogene Menge von Gut.

Es ist zu bemerken, dass da das Drehzahlverhältnis der Einzugswalzen konstant ist, und da die zweite Walze als Funktionsbedingung eine höhere Drehzahl als die erste hat, wird gewährleistet, dass das Gut bei jeder Regulierung auf die zweite Walze übernommen wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Walzwerkes anhand der einzigen Figur erläutert:

Die Walzen 1 bis 5 des Walzwerkes 1 und 2, 3 und 4, sowie 5, sind die sogenannten Einzugswalzen, die Mahlwalzen, sowie die Abnahraewalze der Reihe nach. Sie sind in einem nicht gezeigten Walzwerksgerüst aufgehängt und gelagert.

Die Walze 2 ist relativ zum Walzwerksgerüst örtlich fest, die übrigen, 1 sowie 3 bis 5, beweglich gelagert.

Mittels den hydraulischen Anpressvorrichtungen 6 und 7 werden die Walzen 1 und 5 gegen die Walze 2 angepresst. Die Lage der Walzen 3 und 4 stellt sich dabei zum Ausgleich von Druckunterschieden zwischen den Walzen ein. Diese Walzen sind deshalb Bestandteile eines Floating-Roll-Systems.

8 ist der erste, 9 bis 11 sind die zweiten bis vierten Walzenspalten, der sogenannte Einzugsspalt und die Mahlspalten.

Der Walzenspalt ist definiert, wo der Abstand zwischen den entsprechenden Walzen am kleinsten ist.

21 ist ein Messgerät, 22 ist ein Komparator und 24 ist ein Regulator, welche der Reihe nach durch die Verbindungen 23 und 25 miteinander kommunizieren.

Die Walzen 1,2 und 3 bis 5 für sich sind untereinander mit Zahnrädern 12-13, bzw. 14-17, den gewünschten Drehzahlenverhältnissen entsprechend verbunden.

Die Walzen 1 und 2 sind von einem Antriebsmotor mit variabler Drehzahl 19, und die Walzen 3 bis 5 von einem mit fester Drehzahl 20 angetrieben. 18 ist ein Abstreifmesser für das Gut.

Bei der Bearbeitung eines Gutes im Walzwerk ist der Vorgang der folgende:

Die Walzen 1 bis 5 drehen in der Richtung der Pfeile ^ . Die Drehzahlen der Walzen steigen von Walze zu Walze der Reihe nach. Dies ist eine notwendige Bedingung dafür, dass das Gut von einer auf die nächstfolgende Walze übernommen wird.

Gut wird dem Aufschütt-Trog 27, welcher mit dem Einzugsspalt kommuniziert, zugeführt. Von dort wird es zwischen den Ein-· zugswalzen 1 und 2 eingezogen und bearbeitet und wird nach Passage des Einzugsspaltes 8 auf die zweite Walze 2 übernommen. Darauf passiert das Gut zwischen den Walzen 2 und 3 und durch den Mahlspalt 9. Es wird dabei weiter bearbeitet und nachher auf die dritte Walze übernommen.

Auf diese Weise geht das Verfahren weiter bis das Gut auf die fünfte Walze 5 übernommen worden ist. Von dort wird es schliesslich mit Hilfe des Abstreifmessers 18 vom Walzwerk abgenommen.

Das System zur Regulierung der Drehzahlen der Einzugswalzen arbeitet kontinuierlich mit dem Walzwerk zusammen. Das Messgerät 21 misst und registriert da, die gemessene Breite des letzten Walzenspaltes 11. Dieser Wert da wird über die Verbindung 23 dem Komparator 22 zugeführt. Im Komparator 22 wird der Unterschied Δ zwischen dem gemessenen Wert da und einem von aussen zugeführten, gewünschten Wert ds der Breite des letzten Walzenspaltes 11, berechnet.

Der Wert Δ wird dem Regulator 24 über die Verbindung 25 zugeführt. Im Regulator 24 wird ein Signal S vom Wert Δ. abgeleitet.

Das Signal S wird über die Verbindung 26 dem Antriebsmotor mit variabler Drehzahl 19, zur Regulierung dessen Drehzahl und folglich auch der Drehzahlen der Einzugswalzen 1-2, zu-

geführt.

Tritt bei der Bearbeitung eines Gutes im Walzwerk momentan eine Veränderung beim einzuziehenden Gut ein, beispielsweise eine Erhöhung dessen Zähigkeit, dann wird sich wahrscheinlich der Einzugsspalt 8 vergrössern.

Demzufolge wird pro Zeiteinheit eine grössere Menge von Gut ins Walzwerk eingezogen. Sobald dieses Gut am letzten Walzenspalt 11 eingezogen wird, wird auch dieser Spalt vergrössert, was zu einer gröberen Gut-Qualität oder einer kleineren Feinheit des Gutes führt. Dies ist nicht wünschenswert und ohne irgendeine Regulierung würde die gewünschte Gut-Qualität, bzw. Feinheit, nicht mehr erreicht werden.

Mittels dem Signal S vom Regulator 24, erhalten vom Messgerät 21 über den Komparator 22, aber wird eine Regulierung in diesem Falle wahrscheinlich eine Abnahme der Drehzahlen der Einzugswalzen 1-2 über den Antriebsmotor 19 vorgenommen.

Demzufolge wird nachher eine kleinere Gutmenge pro Zeiteinheit ins Walzwerk eingezogen, so dass auf diese Weise der aktuelle Wert da kontinuierlich überwacht und dem gewünschten Wert ds angenähert wird.

Bei einer anderen Anwendung des Walzwerkes kann ganz einfach ein beliebiger gewünschter Wert ds der Breite des letzten Walzenspaltes 11, der gewünschten zu erreichenden Feinheit des Gutes entsprechend, dem Komparator 22 zugeführt werden.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Walzwerk mit wenigstens vier Walzen zur Bearbeitung durch Homogenisierung und Zerkleinerung von zähflüssigem Gut, insbesondere von Schokolademassen, Druckfarben und dgl., dadurch gekennzeichnet , daß die beiden den Einzugsspalt für das Gut bildenden Walzen mit einem von den übrigen Walzen unabhängigen, gemeinsamen Antrieb versehen sind, derart, daß diese beiden Walzen in einem festen Drehzahlverhältnis stehen, und daß die Drehzahlen derselben gegenüber der der übrigen Walzen regulierbar, vorzugsweise stufenlos regulierbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden, den Einzugsspalt für das Gut bildenden Walzen über ein Zahnradgetriebe von einer Antriebsquelle mit variabler Drehzahl angetrieben sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Walzen von einer Antriebsquelle mit fester Drehzahl angetrieben sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen mit einer hydraulischen Stellvorrichtung versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination folgender Mittel zur Steuerung des Walzwerkes vorgesehen ist:

1. ein Meßgerät zur Messung der Spaltbreite zwischen den beiden letzten Walzen, das angeschlossen ist an

2. einen Komparator zur Erfassung des Unterschiedes zwischen dem aktuellen und dem gewünschten Wert dieser Spaltbreite sowie

3. ein Regulator, angeschlossen am Komparator, zur Regulierung der Drehzahl der genannten Antriebsquelle mit variabler Drehzahl.

6. Verfahren, welches mit einer Vorrichtung nach Anspruch 5 ausgeübt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß durch Regulierung der Drehzahlen der beiden den Einzugsspalt bildenden Walzen die zu erreichende Feinheit des Gutes eingestellt und insbesondere konstant gehalten wird.

7. Verfahren, welches mit einer Vorrichtung nach Anspruch 5 ausgeübt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß durch Regulierung der Drehzahlen der beiden den Einzugsspalt für das Gut bildenden Walzen der Durchsatz des Gutes eingestellt insbesondere konstant gehalten wird.