DE4217730A1 - Vorrichtung zum Pelletieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pelletieren von Biomaterialien, wie Stroh oder dergleichen, be­ stehend aus einer Matrize, die durch ein Maschinenge­ stell gehaltert ist und auf der mindestens eine Koller­ walze abrollt, wobei sich ein Träger durch die Matrize erstreckt und mit der Kollerwalze verbunden ist.

Derartige Vorrichtungen werden verwendet, um Stroh oder anderes organisches Material zunächst zu zerkleinern, anschließend zu einem strangförmigen Verbund zu formen und danach den Strang in Abschnitte vorgebbarer Länge zu unterteilen. Hierdurch kann beispielsweise im land­ wirtschaftlichen Bereich Tierfutter hergestellt werden. Der Zerkleinerungsvorgang wird dadurch durchgeführt, daß die Kollerwalzen auf der Matrize abrollen und dabei das Material an den Rändern der Durchgangsöffnungen abscheren und in die Durchgangsausnehmungen hinein­ drücken. Im Bereich der Durchgangsausnehmungen wird dann das strangförmige Material geformt und unterhalb der Matrize kann das Zerteilen der Stränge erfolgen.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist es üblich, einen Antrieb unterhalb der Matrize anzuordnen und über eine den Träger ausbildende Welle mit den Kollerwalzen zu verbinden. Aufgrund des vergleichsweise großen Volumens des Antriebsmotors wird hierdurch der Raum unterhalb der Matrize im wesentlichen Bereich seiner Ausdehnung eingenommen. Dies verhindert einen einfachen Ab­ transport des pelletierten Materials. Darüber hinaus weisen die bekannten Antriebe eine vergleichsweise große Masse auf, so daß in Anbetracht der erforder­ lichen Leistung ein erhebliches Gewicht der gesamten Vorrichtung hervorgerufen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor­ richtung der einleitend genannten Art derart auszubil­ den, daß ein größerer Freiraum unterhalb der Matrize bereitgestellt wird und ein günstiges Verhältnis von Leistung zu Masse realisiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kollerwalze als Gehäuse eines direkt wirkenden Motors ausgebildet ist, der über den Träger mit Energie versorgbar und im Bereich eines Kollerkopfes in lot­ rechter Richtung pendelfähig gelagert wobei die Koller­ walze relativ zur Matrize nachgiebig verspannbar ist.

Durch die Integration des Motors in die Kollerwalze ist es lediglich erforderlich, für den Motor eine ent­ sprechende Energieversorgung vorzusehen. Bei einer Energiezuführung von unten befinden sich somit unterhalb der Matrize lediglich ein Teil des Trägers und Leitungen für die Energiezufuhr. Durch eine geeig­ nete Dimensionierung des Gehäuses des Motors kann eine für die Durchführung des Pelletiervorganges geeignete Masse der Kollerwalzen bereitgestellt werden. Es wird somit im wesentlichen lediglich in den Bereichen der Vorrichtung eine Masse angeordnet, in der diese auch zur Durchführung des Pelletiervorganges erforderlich ist. Eine ausschließlich der Erzeugung der Antriebs­ energie zugeordnete Masse unterhalb der Matrize wird jedoch vermieden. Durch die pendelfähige Lagerung des Kollerkopfes wird es ermöglicht, daß nachgiebig auf Materialanhäufungen oder Materialverdickungen des zu pelletierenden Materials im Bereich der Matrize rea­ giert werden kann. In den Träger eingeleitete hohe Ver­ windungs- oder Scherkräfte können dadurch vermieden werden. Darüber hinaus werden auch unzulässig hohe Druckbelastungen der Matrize ausgeschlossen.

Durch die nachgiebige Verspannbarkeit des Kollerkopfes relativ zur Matrize ist es möglich, die für die Durch­ führung eines jeweiligen Pelletiervorganges erforder­ liche Andruckkraft bereitzustellen. Zum Pelletieren unterschiedlichen Materials ist es somit lediglich er­ forderlich, unterschiedliche Andruckkräfte vorzugeben. Durch die Nachgiebigkeit der Verspannung werden Beschä­ digungen der Vorrichtung bei variierenden Betriebsbe­ dingungen vermieden.

Eine besonders hohe Leistungsdichte bei vergleichsweise geringem Gewicht kann dadurch realisiert werden, daß der Motor als ein Hydromotor ausgebildet ist.

Zur Realisierung einer kompakten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die Energieversorgung in lotrechter Richtung von unten erfolgt.

Zur Gewährleistung einer ausreichenden Reibung zwischen der Kollerwalze und der Matrize wird vorgeschlagen, daß eine hydraulische Vorspanneinheit vorgesehen ist.

Zur Ermöglichung einer einfachen rotatorischen Führung ist vorgesehen, daß die Vorspanneinheit aus mindestens einer Druckscheibe und mindestens einer Druckdose aus­ gebildet ist.

Die nachgiebige Vorspannung kann dadurch aufgebracht werden, daß zwei Druckscheiben relativ zum Träger ring­ förmig ausgebildet und zwischen einem Axiallager und der Matrize angeordnet sind.

Zur einfachen mechanischen Realisierung der Verspann­ barkeit der Kollerwalze relativ zur Matrize wird vorge­ schlagen, daß das Axiallager zur Übertragung von in einer Längsrichtung des Trägers wirkenden Kräften vor­ gesehen ist.

Der konstruktive Aufbau der Vorrichtung sowie die Über­ sichtlichkeit kann wesentlich dadurch erhöht werden, daß die Matrize als tragende Grundplatte ausgebildet ist.

Eine einfache Durchführungsmöglichkeit für die erfor­ derlichen Hydraulikleitungen bei gleichzeitiger hoher mechanischer Stabilität wird dadurch erreicht, daß der Träger als eine Hohlwelle ausgebildet und fest mit dem Kollerkopf verbunden ist.

Der konstruktive Aufbau kann weiter dadurch vereinfacht werden, daß für den Motor und die Vorspanneinheit ein gemeinsames Hydraulikaggregat vorgesehen ist.

Eine hohe Zuverlässigkeit durch Verringerung der Häufigkeit des Auftretens von Störungen kann dadurch realisiert werden, daß in lotrechter Richtung oberhalb der Matrize ein sich mit Fingern in den Bereich von Buchsen erstreckender Reinigungskamm vorgesehen ist und die Buchsen in Durchgangsausnehmungen der Matrize ein­ gesetzt sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Darstellung eines Längs­ schnittes durch die Vorrichtung im Bereich der Kollerwalzen,

Fig. 2 eine teilweise Darstellung eines Längs­ schnittes durch die Vorrichtung im Bereich einer Vorspanneinrichtung und

Fig. 3 eine vollständige Darstellung eines Längs­ schnittes durch die Vorrichtung mit zugeordne­ tem Antriebsaggregat.

Eine Vorrichtung zum Pelletieren besteht im wesent­ lichen aus einer Matrize (8), im Bereich einer Ober­ seite der Matrize (8) abrollenden Kollerwalzen (9) so­ wie einem Motor (1), der die Kollerwalzen (9) antreibt. Die Kollerwalzen (9) sind über einen Kollerkopf (2) mit einem Träger (4) verbunden, der sich durch die Matrize (8) hindurcherstreckt. Insbesondere ist daran gedacht, den Träger (4) als eine Welle auszubilden, die von Lagern (35, 36) im Bereich der Matrize (8) geführt ist.

Durch den Kollerkopf (2) und den Träger (4) hindurch erstrecken sich Versorgungsleitungen (3), die für eine Energiezufuhr zum Motor (1) vorgesehen sind. Bei einer Ausbildung des Motors (1) als Hydromotor werden als Versorgungsleitungen (3) Hydraulikleitungen verwendet. Im Bereich des Kollerkopfes (2) sind die Kollerwalzen (9) in einer lotrechten Richtung pendelfähig aufge­ hängt, um eine nachgiebige Betriebsweise zu ermög­ lichen. Zur Halterung des Motors (1) ist eine Motor­ welle (37) vorgesehen, die sich ausgehend vom Koller­ kopf (2) im wesentlichen in horizontaler Richtung er­ streckt. Auf der Motorwelle (37) ist die Kollerwalze (9) zur Ausbildung eines Motorgehäuses drehbeweglich von Lagern (38, 39) geführt. Der Motor (1) ist von Über­ tragungselementen (40, 41), die beispielsweise als Ver­ zahnungen ausgebildet sind, mit der Kollerwalze (9) verbunden.

Die Kollerwalze (9) bewegt sich innerhalb eines Pelletierraumes (42), der oberhalb der Matrize (8) an­ geordnet ist und seitlich von einem Materialeinlaufge­ häuse (22) begrenzt wird. Zur Halterung der Matrize (8) sind Stützen (21) vorgesehen, die ein Maschinengestell ausbilden.

Unterhalb der Matrize (8) ist zur Führung des Trägers (4) ein Axiallager (12) angeordnet. Zwischen dem Axial­ lager (12) und der Matrize (8) ist eine Vorspanneinheit (43) angeordnet, die im wesentlichen aus Druckscheiben (11) und Druckdosen (13) besteht. Bei einer hydrau­ lischen Ausbildung der Vorspanneinheit (43) sind zur Versorgung mit Hydrauliköl Hydraulikleitungen (15) im Bereich des Trägers (4) verlegt.

Durch die Matrize (8) hindurch erstrecken sich in lot­ rechter Richtung Durchgangsausnehmungen (44). Die Durchgangsausnehmungen (44) verbinden den Pelletierraum (42) mit der Unterseite der Matrize (8). Zur Zerteilung von aus den Durchgangsausnehmungen (44) austretenden Pelletiersträngen ist eine Abschereinrichtung (31) vor­ gesehen, die unterhalb der Matrize (8) rotiert und mit dem Träger (4) verbunden sein kann. In lotrechter Rich­ tung oberhalb der Matrize (8) ist ein Reinigungskamm (30) angeordnet, der ebenfalls rotiert und Verunreini­ gungen und Materialansammlungen entfernt, die sich zwischen Buchsen (54) ansammeln, die in die Durchgangs­ ausnehmungen (44) eingesetzt sind.

In lotrechter Richtung unterhalb der Matrize (8) ist eine Fördereinrichtung (23) zum Abtransport des pelletierten Materials angeordnet. Zur Ermöglichung einer Zufuhr von Hydrauliköl für die Motoren (1) durch den rotierenden Träger (4) hindurch ist im Bereich des in lotrechter Richtung unteren Endes des Trägers (4) ein Schleifring (5) angeordnet, der über Verbindungs­ leitungen mit einem Hydraulikaggregat (6) verbunden ist, das mit einem Antrieb (7) versehen ist.

Die im Bereich der Vorspanneinheit (43) aufgebrachten Kräfte werden derart vorgegeben, daß in Abhängigkeit von jeweils zu verarbeitendem Material ein reibungs­ schlüssiger Kontakt zwischen den Kollerwalzen (9) und der Matrize (8) gewährleistet ist. Durch die Andruck­ kräfte werden somit die bezüglich der Kollerlauffläche auftretenden Normalkräfte relativ zur Matrize (8) einer Anpassung an die jeweils vorliegenden Arbeitsbedingun­ gen unterworfen. Die von den Motoren (1) bereitge­ stellte Antriebskraft wird somit rutschfrei auf die Ablauffläche übertragen.

Durch die Integration der Motoren (1) in die Koller­ walzen (9) ist es möglich, die Matrize (8) als zentrale Grundplatte der Vorrichtung auszubilden, die lediglich mit den Stützen (21), dem Materialeinlaufgehäuse (22) sowie den Antriebs- und den Andruckaggregaten versehen werden muß. Ein eigenständiges Maschinengehäuse, das einen entsprechenden Platz- und Kostenaufwand zur- Folge hätte, ist somit entbehrlich. Darüber hinaus wird eine sehr hohe Übersichtlichkeit realisiert, so daß gegebe­ nenfalls erforderliche Wartungs- und Reparaturarbeiten mit geringem Arbeitsaufwand durchgeführt werden können. Schließlich ist auch eine direkte Versorgung der Fördereinrichtung (23) durch das aus der Matrize (8) austretende Material möglich. In Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden Aufstellungsbedingungen ist es möglich, den Materialstrom der pelletierten Substanz beliebig in eine vorgebbare Richtung zu lenken.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Pelletieren von Biomaterialien, wie Stroh oder dergleichen, bestehend aus einer Matrize, die durch ein Maschinengestell gehaltert ist und auf der mindestens eine Kollerwalze ab­ rollt, wobei sich ein Träger durch die Matrize er­ streckt und mit der Kollerwalze verbunden ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kollerwalze (9) als Gehäuse eines direkt wirkenden Motors (1) ausge­ bildet ist, der über den Träger (4) mit Energie versorgbar und im Bereich eines Kollerkopfes (2) in lotrechter Richtung pendelfähig gelagert wobei die Kollerwalze (9) relativ zur Matrize (8) nachgiebig verspannbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Motor (1) als ein Hydromotor ausgebil­ det ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Energieversorgung in lotrechter Richtung von unten erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Vor­ spanneinheit (43) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinheit (43) aus mindestens einer Druckscheibe (11) und min­ destens einer Druckdose (13) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei Druckscheiben (11) relativ zum Träger (4) ringförmig ausgebildet und zwischen einem Axiallager (12) und der Matrize (8) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Axiallager (12) zur Übertragung von in einer Längsrichtung des Trägers (4) wirkenden Kräften vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Matrize (8) als tra­ gende Grundplatte ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (4) als eine Hohlwelle ausgebildet und fest mit dem Kollerkopf (2) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß für den Motor (1) und die Vorspanneinheit (43) ein gemeinsames Hydraulik­ aggregat (6) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß in lotrechter Richtung oberhalb der Matrize (8) ein sich mit Fingern in den Bereich von Buchsen (45) erstreckender Reini­ gungskamm (30) vorgesehen ist und die Buchsen (45) in Durchgangsausnehmungen (44) der Matrize (8) ein­ gesetzt sind.