DE69003581T2

DE69003581T2 - Pelletpresse.

Info

Publication number: DE69003581T2
Application number: DE1990603581
Authority: DE
Inventors: Gerardus Hubertus Smeets; Hendrikus Hubertus Vries
Original assignee: AARSEN MASCHF BV
Current assignee: AARSEN MASCHF BV
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2010-05-03
Also published as: NL8901130A; DE69003581D1; EP0396200B1; EP0396200A1; DK0396200T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Pelletpresse, die eine ringförmige Extrusionsform umfaßt, die gelagert an einer stationären Welle angebracht ist und angetrieben werden kann, sowie Quetschwalzen, die in dieser Extrusionsform angeordnet sind, in Lagerzapfen angebracht sind und von der Extrusionsform angetrieben werden können, wobei die Achsen der Quetschwalzen in bezug auf die Lagerzapfen exzentrisch sind und jeder Lagerzapfen einer Quetschwalze eine Klemmscheibe umfaßt, die den Lagerzapfen in einer vorgegebenen gewünschten Stellung festklemmt, wobei eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der Position jeder Quetschwalze in bezug auf die Extrusionform vorhanden ist.
Eine derartige Pelletpresse ist aus der europäischen Patentanmeldung 0,246,710 bekannt. Die Einstellvorrichtung, die an dieser bekannten Pelletpresse angebracht ist, ermöglicht die Einstellung der Position jeder Quetschwalze in bezug auf die Extrusionsform während des Betriebes der Pelletpresse, so daß eine optimale Stellung von Quetschwalze und Extrusionsform zueinander leicht und schnell auf der Grundlage des von der Pelletpresse abgegebenen Endprodukts erreicht werden kann. Die genaue Position der Quetschwalzen kann dann nicht ermittelt werden. Die einzige Anzeige der richtigen Stellung der Quetschwalze in bezug auf die Form läßt sich durch das abgegebene extrudierte Erzeugnis oder bei einer hydraulischen Einstellvorrichtung möglicherweise durch Messen des hydraulischen Drucks in der Einstellvorrichtung entnehmen. Die beiden oben beschriebenen Verfahren basieren auf einer indirekten Anzeige der Position der Quetschwalzen.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Pelletpresse zu schaffen, bei der die Stellung der Quetschwalze und der Extrusionsform zueinander direkt bestimmt werden kann, das heißt, nicht durch ein indirektes Verfahren. Zu diesem Ziel umfaßt die erfindungsgemäße Pelletpresse eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Position des exzentrischen Lagerzapfens in bezug auf die Position der Quetschwalze, wobei die Meßvorrichtung eine Reihe von Vorsprüngen umfaßt, die am Umfang der Klemmscheibe vorhanden sind, sowie einen elektromagnetischen Meßwandler, der den Vorsprüngen gegenüberliegend in der stationären Welle angebracht ist.
Eine Anzeigevorrichtung zur Bestimmung der Stellung von Quetschwalze und Form zueinander ist an sich aus der US-Patentbeschreibung 2,626,576 bekannt. Diese Anzeigevorrichtung umfaßt eine graduierte Skala, die über eine mechanische Übertragungseinrichtung mit dem Lagerzapfen der Quetschwalze gekoppelt ist.
Die Beziehung zwischen der Winkelverschiebung eines Lagerzapfens einer Quetschwalze und der Veränderung des Abstandes zwischen dem Umfang der Quetschwalze und der Innenumfangswand der Form ist nicht linear. Um diese Beziehung zur linearisieren und damit eine Verarbeitung der durch den elektromagnetischen Meßwandler zugeführten Signale zu vereinfachen, sind die Längen der Vorsprünge in der Umfangsrichtung der Klemmscheibe voneinander so verschieden, daß eine Verschiebung der Klemmscheibe über eine beliebige Vorsprungslänge einer festen Änderung des Abstandes zwischen der Innenumfangswand der Form und dem Umfang der Quetschwalze entspricht.
Durch Verbindung des elektromagnetischen Wandlers, der beim Durchgang jeder Vorsprungsflanke einen Impuls erzeugt, mit einer Impulszählvorrichtung ergibt sich eine Situation, in der jeder Impuls einer festen Änderung des Abstandes zwischen dem Umfang der Quetschwalze und der Innenumfangswand der Form entspricht.
Ausführungen der erfindungsgemäßen Pelletpresse mit der daran angebrachten Meßvorrichtung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert, wobei:
Fig. 1 eine schematische Zeichnung der Pelletpresse ist;
Fig. 2 die Form mit Quetschwalzen gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Meßprinzips ist;
Fig. 4 eine erste Ausführung der eingesetzten Meßvorrichtung zeigt;
Fig. 5 eine zweite Ausführung der Meßvorrichtung zeigt; und
Fig. 6 eine Variante der Meßvorrichtung gemäß Fig. 5 zeigt.
Figur 1-2 zeigen eine ringförmige Form 1, die an einem Formhalter 5 angebracht ist, der gelagert an einer stationären Hauptwelle 2 angebracht ist. Die Hauptwelle 2 wird von einem Maschinenrahmen 10 getragen. An dem Formhalter 5 ist eine antreibende Riemenscheibe 9 angebracht, die von einem Elektromotor angetrieben wird und zur Drehung der ringförmigen Düse 1 um die stationäre Hauptwelle 2 eingesetzt wird. In der Form 1 sind zwei Quetschwalzen 3 angeordnet, die auf Quetschwalzenwellen 8 angebracht sind. Die Lagerzapfen 4, die sich auf der rechten Seite der Zeichnung befinden, sind in Aussparungen angebracht, die sich in der Endplatte der stationären Hauptwelle 2 befinden. Die Lagerzapfen, die auf der linken Seite der Quetschwalzenwellen 8 vorhanden sind, sind an einer Vorderplatte 12 angebracht, die auf nicht dargestellte Weise mit der Hauptwelle 2 verbunden ist. Die Enden 13 der Quetschwalzenwelle 8, die sich außerhalb der Vorderplatte 12 erstrecken, haben Vieleckform. Die fakultative Einstellvorrichtung, die an der Vorderplatte 12 angebracht ist, ist mit diesen Wellenenden 13 in Eingriff, um die Quetschwalzen 3 einstellen zu können. An den Enden der Lagerzapfen 4 sind die Klemmscheiben 6 schematisch dargestellt. In der stationären Hauptwelle 2 ist gegenüber einer Klemmscheibe 6 ein Wandler 7 vorhanden, der über eine elektrische Leitung in Hauptwelle 2 mit einer elektrischen Kontrolleinrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist.
Das in der Pelletpresse zu verarbeitende Material wird in der Richtung von Pfeil X in das Innere der sich drehenden ringförmigen Form 1 geleitet, die die Quetschwalzen 3 antreibt. Die Quetschwalzen 3 drücken das Material durch die Kanäle, die in der ringförmigen Form 1 vorhanden sind, worauf das Erzeugnis die Pelletpresse in körniger oder Pelletform in der Richtung verläßt, die mit einem Pfeil Y angedeutet ist.
Zur Erläuterung des verwendeten Meßprinzips stellt Fig. 3 schematisch die Position einer Reihe von in Fig. 1-2 dargestellten Teilen zueinander dar. Die Form 1, in der Öffnungen 15 vorhanden sind, hat eine Innenwand 14, die sich in einem Abstand S vom Umfang 16 der Quetschwalze 3 befindet. Am Punkt 17 ist die Achse der Quetschwalzenwelle 8 angedeutet. Der Wellenzapfen 4 hat eine Achse 18, und der Abstand zwischen den Achsen 17, 18 entspricht E, womit die Exzentrizität dargestellt ist. In der in Fig. 3 gezeigten Stellung hat der Abstand S zwischen der Innenwand 14 der Form 1 und dem Umfang 16 der Quetschwalze 3 einen Maximalwert. Dieser maximale Abstand S ist kleiner als die maximale Verschiebung der Quetschwalzen 3 in der Richtung der Form 1, die dem zweifachen Wert der Exzentrizität E entspricht. Das heißt, daß selbst wenn der Quetschwalzenumfang 16 oder die Innenwand 14 der Form 1 in einem bestimmten Maß verschlissen sind, es dennoch möglich bleibt, die Quetschwalze 3 an der Innenwand 14 der Form 1 in Stellung zu bringen. Im Punkt 19 ist die Achse der Form 1 angedeutet. Zwischen der Quetschwalze 3 und der Form 1 befindet sich das Material M, das durch die Quetschwalze 3 über die Öffnungen 15 in der Form 1 ausgedrückt wird.
Am Ende des Wellenzapfens 4 ist eine Klemmscheibe 6 vorhanden, die in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Der Mittelpunkt der Klemmscheibe 6 liegt auf der Achse 18 des Wellenzapfens 4.
Durch Drehung des Wellenzapfens 4 um seine Achse 18 verändert sich der Abstand S. Die Achse 17 von Quetschwalze 3 durchläuft dann den Kreisbogen P-Q-R. Während dieser Verschiebung dreht sich die Klemmscheibe 6 um die Achse 18 des Wellenzapfens 4. Es ist klar, daß es keine lineare Beziehung zwischen der Veränderung des Abstands S und der Verschiebung der Achse 17 um einen gegebenen Winkel entlang des Bogens P- Q-R gibt. Wenn die Verschiebung von Punkt P beginnt, ist die Änderung des Abstandes S zunächst außerordentlich gering, während in der Nähe des Punktes Q die Beziehung zwischen der Winkelverschiebung der Klemmscheibe 6 und der Veränderung des Abstandes S ungefähr linear ist. Diese nichtlineare Beziehung kann linearisiert werden, indem am Umfang der Klemmscheibe 6 eine Vielzahl von Vorsprüngen 20 angebracht werden, deren Längen sich in der Umfangsrichtung unterscheiden (siehe Fig. 4). Dies trifft nicht nur auf die Vorsprünge 20 zu, sondern auch auf die Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vorsprüngen 20. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vorsprungsflanken kann so festgelegt werden, daß der Abstand zwischen diesen beiden Flanken einer Änderung des Abstandes S von x mm entspricht, wobei x beispielsweise 0,25 oder 0,5 mm beträgt oder einen anderen Wert hat. An den Punkten P und R sind sowohl die Vorsprünge als auch die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen in der Umfangsrichtung erheblich länger als am Punkt Q. Natürlich erfordert dies, daß die als Meßscheibe dienende Klemmscheibe 6 wie in Fig. 4 dargestellt angebracht wird. Wenn die Scheibe 6 um ein Viertel einer Umdrehung in bezug auf den Wellenzapfen 4 gedreht würde, gäbe es keine lineare Beziehung zwischen der Winkelverschiebung der Scheibe 6 und der Veränderung des Abstandes S mehr.
In der stationären Hauptwelle 2 befindet sich gegenüber dem Umfang der Meßscheibe 6 ein Wandler 7, der in der Lage ist, jedesmal, wenn eine Vorsprungsflanke den Wandler 7 passiert, einen Impuls zu erzeugen. Diese Wandler sind an sich bekannt und normalerweise von magnetisch-induktiven Typ. Der Wandler 7 ist mit einer Impulszähl-Kontrolleinheit 21 verbunden, an die auch eine Anzeigevorrichtung 22 angeschlossen werden kann.
Wenn eine Quetschwalze, die eine Meßvorrichtung gemäß Fig. 3-4 umfaßt, an der Innenwand 14 der Form 1 angebracht wird, und die Zählvorrichtung 21 dann auf Null gestellt wird, kann der genaue Abstand vom Umfang 16 der Quetschwalze 3 zur Innenwand 14 der Form 1 nach Verschiebung der Quetschwalze durch Zählen der Anzahl von Impulsen, die vom Wandler 7 erzeugt werden, bestimmt werden. Die Messung, die auf diese Weise ausgeführt wird, ist gegen Spiel im Einstellmechanismus zur Einstellung der Quetschwalzen unempfindlich, wobei dieses Spiel bei einer indirekten Messung von Bedeutung sein kann.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführung eines Meßsystems, die auf direkter Abstandsmessung beruht. An der Klemmscheibe 6 ist eine Meßscheibe 23 angebracht, deren Mittelpunkt sich beispielsweise auf der Achse 17 der Quetschwalze 3 befindet.
Am Punkt 18 ist die Achse des Wellenzapfens 4 angedeutet. In der stationären Hauptwelle 2 ist ein Abstandsmeßwandler 24 angebracht, der in der Lage ist, direkt den Abstand 51 zwischen dem Wandler 24 und dem Umfang der Scheibe 23 zu bestimmen. Der veränderliche Abstand S1 steht auf die eine oder andere Weise im Verhältnis zum Abstand S, der in Fig. 3 dargestellt ist. Die in Fig. 5 gezeigte Stellung entspricht einem maximalen Abstand S. Bei Einstellung der Quetschwalze 3 durchläuft die Achse 17 und damit der Mittelpunkt der Meßscheibe 23 einen Halbkreisweg, wie er in Fig. 3 mit P-Q-R dargestellt ist. Der Abstandsmeßwandler 24 ist in der Lage, ein analoges Signal zu erzeugen, das eine Messung des Betrages des Abstandes S1 und damit des Abstandes S darstellt. Der Wandler 24 ist mit einem Analog/Digital-Wandler 25 verbunden, der seinerseits mit einer Impulszähl-Kontrolleinheit 26 verbunden ist, die mit einer Anzeigeeinheit 28 verbunden ist.
Das Meßsystem gemäß Fig. 5 erfordert eine sehr genaue Einstellung des analogen Signals, das vom Wandler 24 für die Beziehung zwischen dem Signalpegel und einem anzuzeigenden Abstand S erzeugt wird. Nach der Einstellung des Systems stellt das von dem Abstandsmeßwandler 24 erzeugte analoge Signal ein direktes Maß des Betrages des Satzes des Abstands S dar.
Als Meßscheibe kann anstelle einer kreisrunden Meßscheibe 23 auch eine Kurvenscheibe 23' (Fig. 6) verwendet werden. Die Kurvenscheibe 23' kann so geformt sein, daß die Beziehung zwischen der Winkelverschiebung der Scheibe 23' und der Veränderung des Abstandes S1 und damit des Abstandes S wie bei der Meßscheibe gemäß Fig. 4 linear ist. Elektronische Linearisierung des von dem Abstandsmeßwandler 24 erzeugten analogen Signals kann dann weggelassen werden.

Claims

1. Pelletpresse, die eine ringförmige Extrusionsform (1) umfaßt, die gelagert an einer stationären Welle (2) angebracht ist und angetrieben werden kann, sowie Quetschwalzen (3), die in dieser Extrusionsform angeordnet sind, in Lagerzapfen (4) angebracht sind und von der Extrusionsform (1) angetrieben werden können, wobei die Achsen der Quetschwalzen in bezug auf die Lagerzapfen exzentrisch sind und jeder Lagerzapfen (4) einer Quetschwalze (3) eine Klemmscheibe (6) umfaßt, die den Lagerzapfen (4) in einer vorgegebenen gewünschten Stellung festklemmt, wobei eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der Position der Quetschwalze in bezug auf die Extrusionsform vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pelletpresse eine Meßvorrichtung (6, 7) zur Bestimmung der Position des exzentrischen Lagerzapfens (4) in bezug auf die Position der Quetschwalze (3) umfaßt, wobei die Meßvorrichtung (6, 7) eine Reihe von Vorsprüngen (20) umfaßt, die am Umfang der Klemmscheibe (6) vorhanden sind, sowie einen elektromagnetischen Meßwandler (7), der den Vorsprüngen (20) gegenüberliegend in der stationären Welle (2) angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Vorsprünge (20) in der Umfangsrichtung der Klemmscheibe (6) voneinander so verschieden sind, daß eine Drehung der Klemmscheibe (6) über eine beliebige Vorsprungslänge einer festen Änderung des Abstandes (S) zwischen der Innenumfangswand (14) der Form (1) und dem Umfang (16) der Quetschwalze (3) entspricht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Wandler (7) mit einer Impulszähl-Kontrolleinheit (21) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine Meßscheibe (23) umfaßt, die exzentrisch auf der Klemmscheibe (6) angebracht ist, wobei der Mittelpunkt der Scheibe (23) auf der Achse (17) der Quetschwalze (3) liegt, sowie einen Abstandsmeßwandler (24) der in der stationären Welle (2) gegenüber dem Umfangsrand der Meßscheibe (23) angeordnet ist, wobei der Wandler (24) in der Lage ist, ein analoges Signal zu erzeugen, das ein Maß des Abstandes (S) zwischen dem Innenumfang (14) der Form (1) und dem Umfang (16) der Quetschwalze (3) darstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsmeßwandler (24) mit einem Analog/Digital- Wandler (25) verbunden ist, der mit einer Impulszähl- Kontrolleinheit (26) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßscheibe (23') eine Kurvenscheibe ist, die eine solche Form hat und so an der Klemmscheibe angebracht ist, daß es eine lineare Beziehung zwischen der Winkelverschiebung der Kurvenscheibe (23') und der Änderung des Abstands (S) zwischen dem Innenumfang (14) der Form (1) und dem Umfang (16) der Quetschwalze (3) gibt.