EP0119208B1

EP0119208B1 - Schneckenpresse

Info

Publication number: EP0119208B1
Application number: EP83902419A
Authority: EP
Inventors: Raimund Falkner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-16
Filing date: 1983-08-01
Publication date: 1988-03-30
Also published as: AU1824183A; EP0119208A1; DE3376102D1; IT1193148B; WO1984001125A1; IT8367958A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Schneckenpresse ist beispielsweise aus der GB-A-1034/1909 bekannt, die in der Wandung des Schneckenrohres mehrere Längsschlitze für den Flüssigkeitsaustritt und mehrere in diese eingesetzte gezahnte Scheiben aufweist, die eine Längsführung des zu verdichtenden Materials bewirken. Die Schnecke und damit die Längsführungselemente enden vor dem Verdichtungsabschnitt, in dem die Längsführung an sich am wichtigsten wäre, da gerade dort der Reibungsschluss zwischen dem verpressten Material und der Wandung des Schneckenrohres am ehesten bricht.
Eine weitere Schneckenpresse ist beispielsweise in der DE-A-2 736 810 beschrieben, bei der als Längsführung eine gezahnte Scheibe oder eine Kette im konischen Verdichtungsabschnitt vorgesehen ist, wobei für die Abführung der ausgepressten Flüssigkeit eigene siebähnliche Austrittsöffnungen vorgesehen sind, deren Verstopfung unvermeidlich ist. Eingeschlossene Flüssigkeit bewirkt jedoch Festigkeitsunterschiede des entstehenden Stranges, sodass es zu einem Zerfall des Stranges kommen kann. Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt mindert natürlich auch den Heizwert bzw. die Brenneigenschaften des Produktes, wenn es als Brennmaterial Verwendung finden soll.
Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Schneckenpresse der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine kontinuierliche Strangbildung mit möglichst gleicher Festigkeit erzielt wird, wobei ausgepresste Flüssigkeit jederzeit austreten kann.
Erfindungsgemäss wird das Problem nun dadurch gelöst, dass die Längsführung zumindest ein Paar von mit Zähnen bestückten und jeweils wechselweise zur Schneckenachse hin beaufschlagten Leisten aufweist, die einander diametral gegenüberliegend und in der Axialebene derart miteinander bewegungsgekoppelt angeordnet sind, dass eine Eingriffsbewegung der Zähne der ersten Leiste eine Aussereingriffsbewegung der Zähne der zweiten Leiste mit den Schneckengängen bewirkt.
Vorzugsweise entspricht dabei die Länge jedes Zahnes maximal dem halben Abstand zwischen dem zugeordneten Paar von Schneckengängen.
Die Verwendung gekoppelter, gezahnter Leisten vereinigt nicht nur die Vorteile der beiden bekannten Möglichkeiten, da sie einerseits die Stabilität und Festigkeit einer gezahnten Scheibe und andererseits aber auch eine beliebig wählbare Eingriffslänge aufweisen, wie sie bei einer Kette gegeben ist, deren Stabilität und Festigkeit durch die Vielzahl der Glieder naturgemäss geringer ist, sondern es wird auch die Zwangsführung der Leisten erzielt, da nach Durchgang jedes Schneckenganges unterhalb des ausgewichenen Zahnes der leiste diese durch die Ausweichbewegung der zweiten Leiste wieder zur Schneckenachse hin gedrückt wird.
Zur Koppelung kann das Leistenpaar an zumindest einer Seite durch einen das Schneckenrohr mit Abstand umgebenden Ring verbunden sein, der vorzugsweise verschiebbar geführt ist. Je ein derartiger Ring kann selbstverständlich die Leisten an beiden Seiten miteinander verbinden, wobei die Schneckengangtiefe über die gesamte Schneckenlänge gleich gross ist.
Die Zwangsführung jeder Leiste kann weiters auch durch ein exzentrisch umlaufendes angetriebenes Element erzielt werden, wobei die Drehzahlen des exzentrischen Elementes und der Schnecke gleich gross sind.
Eine bevorzugte Ausführung kombiniert die vorstehenden Möglichkeiten dadurch, dass der Ring über ein Wälzlager auf dem exzentrischen Element gelagert ist, das koaxial mit der Schneckenachse angeordnet ist.
Dabei kann das exzentrische Element an einem Tragring ausgebildet sein, der mit der Schnecke über einen verstärkten, eine Speiche bildenden Abschnitt des Schneckenganges verbunden ist. Der Tragring steht allseitig aus dem Schneckenrohr vor, das somit in zwei Teile geteilt ist, wobei die Innenfläche des Tragringes mit der Innenfläche des Schneckenrohres fluchtet, sodass der durch die Speiche unterbrochene Ringspalt keine wesentliche Änderung des Förderquerschnittes bewirkt.
Weiters erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Leiste sich über den letzten Schneckengang in das Mundstück erstreckt, sodass eine möglichst lange und vor allem auch in den Mundstückbereich wirksame achsparallele Führung des sich bildenden Stranges erzielt wird.
Bei konstanter Ganghöhe wird eine progressive Verdichtung des Gutes erzielt, wenn ein Endabschnitt der Schnecke sich zum Mundstück hin verjüngt. Dies ermöglicht es für einen derartigen Endabschnitt einer Schnecke, jede Leiste an einer Seite am Schneckenrohr anzulenken und an der anderen Seite radial verschiebbar zu führen, wobei das Leistengelenk in axialer Richtung über den sich verjüngenden Endabschnitt der Schnekke nach aussen versetzt ist. Dadurch können alle Zähne der Leiste gleich tief zwischen die Schnekkengänge eindringen, da im unmittelbaren Bereich des Leistengelenkes, in dem der Ausschwenkweg nicht ausreichen würde, um die Passage eines Schneckenganges zu ermöglichen, der radiale Abstand zur Schnecke grösser ist, wenn das Leistengelenk einfülltrichterseitig vorgesehen ist bzw. mit axialem Abstand zum verjüngten Schneckenende liegt, wenn das Leistengelenk mundstückseitig vorgesehen ist.
Nachstehend wird nun die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer Schneckenpresse,
die Fig. 2 und 3 im Längsschnitt eine von den Patentansprüchen nicht umfasste Ausführung in zwei verschiedenen Stellungen zur Verdeutlichung des Eingriffs und Aussereingriffs der gezahnten Leisten, und
die Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

Schneckenpressen sind insbesondere für die Verdichtung von brennbaren Abfällen aller Art geeignet und weisen ein Schneckenrohr 1 mit einer Schnecke 6, einen Einfülltrichter 2 oberhalb des einen Endes der Schnecke 6 und ein Mundstück 3 auf, das sich am anderen Ende der Schnecke 6 an das Schneckenrohr 1 anschliesst. Die Schnecke 6 ist mit Schneckengängen 7 versehen, die im Bereich zwischen dem Einfülltrichter 2 und dem mundstückseitigen Ende eine flache Steigung aufweisen, während sie im Bereich des Einfülltrichters 2 wesentlich steiler ansteigen. Die über den Einfülltrichter 2 zugeführten Materialien, beispielsweise Kunststoff-, Karton- oder Holzverpackungen, Altpapier, Lebensmittelabfälle von Gewerbebetrieben, Rindenstücke, Sägespäne und Holzabfälle von Sägewerken, Stroh, Reisig und sonstige Abfälle aus der Landwirtschaft usw., werden nun im Schneckenrohr 1 durch die Schneckengänge 2 verdichtet und verlassen es als Strang durch das mit der Schneckenachse 12 koaxiale Mundstück 3. Dieser Strang zerbricht nach dem Verlassen der Schneckenpresse in handliche Teile bzw. wird gegebenenfalls auch in solche Teile geteilt, die eine transportfähige Festigkeit aufweisen und als Brennstoff mit einem mittleren bis hohen Heizwert eingesetzt werden können. Dieser liegt mit materialbedingten Schwankungen etwa in der Höhe des Braunkohlebriketts, wobei die Strangteile annähernd auch ähnliche Verbrennungseigenschaften aufweisen.
Als Längsführung 9 für das zu verpressende Gut wird zumindest ein Paar von in Längsrichtung starren Leisten 14 vorgesehen, die zwischen die Schneckengänge 7 eingreifen und so, in Umfangsrichtung gesehen, einen Formschluss zwischen dem sich bildenden Strang und dem Schneckenrohr 1 ergeben. Jede Leiste 14 ist zu diesem Zweck mit Zähnen 8 bestückt und in einer Axialebene der Schneckenachse 12 beweglich ausgebildet, sodass es den wandernden Schneckengängen 7 ausweichen kann. Die Axialebene verläuft dabei durch Längsschlitze 4 in der Wandung des Schneckenrohres 1, durch die auch ausgepresste Flüssigkeit austreten kann, sodass die Leisten 14 aussen am Schneckenrohr 1 gelagert werden können. Durch die ständige Bewegung der Leisten 14 wird weiters jeder Längsschlitz 4 ständig freigehalten und dessen Verstopfung durch das Material, die den Flüssigkeitsaustritt unterbinden würde, vermieden. Die Schnecke 6 endet mundstückseitig mit Abstand vom Mundstück 3, und die Leisten 14 übertragen die Schnecke 6, sodass die Führungswirkung der Leisten 14 etwa unmittelbar bis zum Mundstück 3 erhalten bleibt.
Zur Erzielung eines höheren Entwässerungsgrades bei stark wasserhältigen Abfällen, beispielsweise bei Rindenstücken, die bisher bei der Brikettierung vorgetrocknet werden müssen, ist eine progressive Verdichtung des Materials notwendig. Diese könnte durch eine stetige Verringerung der Steigung der Schneckengänge 7 erzielt werden. Da es jedoch günstiger ist, die Steigung konstant zu halten, wird zumindest der Endabschnitt der Schnecke 6 zum Mundstück 3 hin verjüngt.
Die Rückführung jeder Leiste 14 nach der Passage jedes Schneckenganges 7 kann durch ein exzentrisch umlaufendes Element, dessen Drehzahl gleich der Schneckendrehzahl ist, erzielt werden. Das exzentrische Element kann dabei durch eine Nockenscheibe oder Nockenwelle gebildet sein, die von aussen an der Leiste 14 anliegt, wobei die Nocke die Rückführung der Leiste 14 bewirkt. Beispielsweise könnte an jedem Ende jeder Leiste 14 eine derartige Nockenscheibe angeordnet werden.
In der gezeigten Ausführung ist das exzentrische Element 15 an einem Tragring 32 ausgebildet, der mit der Schnecke 6 verbunden ist. Das Schneckenrohr 1 ist in diesem Bereich unterbrochen, d.h. in zwei Teile geteilt, und der Tragring 32 ragt aus dem Förderraum der Schnecke 6 nach aussen vor. Die Innenfläche des Tragringes 32 fluchtet dabei mit der Innenwandung des Schneckenrohres 1 und die Verbindung zwischen dem Tragring 32 und der Schnecke 6 erfolgt über den verstärkten Abschnitt 33 des Schneckenganges 7, der demzufolge eine Art von Speiche bildet (Fig. 4), sodass der Förderquerschnitt nur geringfügig verkleinert ist. Auf dem exzentrischen Element 15 ist ein Wälzlager 17 angeordnet, das von einem Ring 16 umschlossen wird, von dem radial zwei Laschen 26 abstehen. Jede wird von einem Bolzen 25 lose durchsetzt, der an einer Leiste 14 vorgesehen ist. Der in die Lasche 26 ragende Bolzen 25 verhindert die Mitnahme des Ringes 16 bei der Drehung des exzentrischen Elementes 15, sodass der Ring 16 ohne Eigendrehung die Schneckenachse 12 exzentrisch umkreist. Da für die kreisende Bewegung des Ringes 16 ein zweiter Freiheitsgrad vorteilhaft ist, ist jede Lasche 26 um einen Achsbolzen 27 begrenzt verschwenkbar am Ring 16 angeordnet, der parallel zur Schnekkenachse 12 verläuft. Die Bewegung des exzentrischen Elementes 15 drückt daher die Leisten 14 und damit deren Zähne 8 wechselweise radial nach aussen und innen. Der zahnnahe Bereich jeder Leiste 14, kann, soweit er in den Längsschlitz 4 eingreift, mit die Reinigung des Längsschlitzes 4 unterstützenden Unebenheiten, wie Rippen, scharfkantigen Vorsprüngen od.dgl. versehen sein. Eine derartige Führung für die Leisten 14 kann an beiden Enden vorgesehen sein. Der Einfachheit halber ist jedoch bei einem sich verjüngenden Endabschnitt jede Leiste am oberen Ende, also mundstückseitig angelenkt, sodass ihre Bewegung eine Schwenkbewegung um die Gelenkachse 28 darstellt. Der Bolzen 25 ist demzufolge in der Lasche 26, wie erwähnt, mit etwas Spiel angeordnet und daher beweglich und längsverschiebbar, um die Schwenkbewegung nicht zu behindern. Die Zähne 8 sind an den beiden Leisten 14 gegenüberliegend angeordnet, wobei durch die jeweils halbe Versetzung der Schnekkengänge 7 die eine Leiste 14 (in Fig. 1 die obere) eingeschwenkt und die andere Leiste 14 ausgeschwenkt ist, deren Zähne 8 gerade von den Schneckengängen 7 passiert werden. Die Ausbildung eines exzentrischen Elementes 15 wäre nicht unbedingt erforderlich, da die beiden Leisten 14 einander zwangsführen und auf Grund der Drehung der Schnecke 6 die Schneckengänge 7 wechselweise die beiden Leisten 14, die in einer gemeinsamen Ebene verschiebbar sind, verdrängen.
Es ist auch die Anordnung mehrerer über den Umfang verteilter Leisten 14 möglich.
Da im Verbindungsbereich zwischen dem Tragring 32 und der Schnecke 6 das zu verpressende Material zwangsläufig in Umfangsrichtung mitgenommen würde, ist ein weiterer Teil der Längsführung 9 in Form eines abgewinkelten Hebels 36 vorgesehen, der an einem schneckenrohrfesten, ein Aussenlager 34 für den Tragring 32 bildenden Teil der Schneckenpresse angelenkt ist. Der Hebel 36 erstreckt sich an der dem Einfülltrichter 2 zugewandten Seite des Tragringes 32 in einem weiteren Längsschlitz 4 der Wandung des Schnekkenrohres 1 und ist mit einem in den Zwischenraum 41 zwischen Tragring 32 und Schnecke 6 schwach geneigt zur Schneckenachse 12 eingreifenden Zahn 37 bestückt, der eine grosse Länge aufweist, da die Steigung der Schneckengänge 7 im Zuführbereich, wie erwähnt, hoch ist. Das andere Ende des Hebels 36 ist mit einem Längsschlitz versehen, durch den ein an der Lasche 26 vorgesehener Führungsstift ragt, wobei die Lasche 26 um den Achsbolzen 27 verschwenkbar ist. Zwischen dem Tragring 32 und dem Aussenlager 34 ist ein Walzlager 35 vorgesehen. Zwischen dem Tragring 32 und dem Schneckenrohr 1 ist beidseitig noch ein Ringspalt 40 vorgesehen, durch die ebenfalls ausgepresste Flüssigkeit austreten kann. Zur Reinigung der Ringspalte 40 ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, auch der benachbarte Bereich des exzentrischen Elementes 15 bzw. des Tragringes 32 mit Unebenheiten, wie scharfkantigen Rippen, oder Schneiden 39 versehen, die zusätzlich noch gebogen sein können.
Fig. 2 zeigt im Längsschnitt die ausgeschwenkte Stellung der unteren Leiste 14, in der die Schneckengänge 7 unterhalb der Zähne 8 angeordnet sind und gleichzeitig der Hebel 36 mit dem Zahn 37 eingeschwenkt ist. Fig. 3 zeigt hingegen die eingeschwenkte Stellung der unteren Leiste 14, in der die Zähne 8 zwischen die Schneckengänge 7 eingreifen, sowie die ausgeschwenkte Stellung des Hebels 36, in der der Zahn 37 den Schneckengang 7 und den Abschnitt 33 passieren lässt. Die Zähne 8, 37 weisen vorzugsweise eine Länge auf, die etwa der halben Ganghöhe entspricht, sodass ein ausreichendes Spiel gegeben ist. Die Gelenkachse 28 ist näher beim Mundstück 3 angeordnet als das vordere Ende der Schnecke 6, sodass die Zähne 8 alle mit derselben Tiefe ausgebildet sein können, da beim ersten zwischen die beiden vordersten Schneckengänge 7 eingreifenden Zahn 8 bereits ein ausreichender Abstand zur Schnecke 8 erzielt wird, der den Durchgang des Schneckenganges 7 gestattet.
Die gezeigte Anordnung bzw. Führung der Leiste 14 könnte auch umgekehrt sein, sodass die Gelenkachse 28 an der Seite des Einfülltrichters 2 und der Ring 16 und das exzentrische Element 15 mundstückseitig ist. Auch bei einer derartigen Ausführung treten keine Hindernisse bei der Schwenkbewegung auf, wenn die Gelenkachse 28 in bezug auf den sich verjüngenden Abschnitt der Schnecke 6 näher beim Einfülltrichter 2 angeordnet ist.

Claims

1. Schneckenpresse zur Herstellung von strangförmigen Stücken von gepresstem Gut, die einen Einfülltrichter (2), eine Schnecke (6) und ein Schneckenrohr (1) mit einem axialen Mundstück (3) aufweist, dessen Wandung durchbrochen ist, so dass ausgepresste Flüssigkeit austreten kann, mit einer mehrteiligen gezahnten Längsführung (9) für den sich bildenden Strang (10), die die Wandung durchsetzt, wobei deren Zähne (8, 37) in die Schneckengänge (7) eingreifen und diesen bei Drehung der Schnecke (6) in einer Axialebene ausweichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsführung (9) zumindest ein Paar von mit Zähnen (8) bestückten und jeweils wechselweise zur Schneckenachse (12) hin beaufschlagten Leisten (14) aufweist, die einander diametral gegenüberliegend und in der Axialebene derart miteinander bewegungsgekoppelt angeordnet sind, dass eine Eingriffsbewegung der Zähne (8) der ersten Leiste (14) eine Aussereingriffsbewegung der Zähne (8) der zweiten Leiste (14) mit den Schneckengängen (7) bewirkt.

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge jedes Zahnes (8) maximal dem halben Abstand zwischen dem zugeordneten Paar von Schneckengängen (7) entspricht.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar von Leisten (14) an zumindest einer Seite mit einem das Schneckenrohr (1) mit Abstand umgebenden Ring (16) verbunden ist, der vorzugsweise zur Ebene der Leisten (14) parallel verschiebbar geführt ist.

4. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leiste (14) durch ein exzentrisch umlaufendes Element (15) zwangsgeführt ist, wobei die Drehzahlen des exzentrischen Elementes (15) und der Schnecke (6) gleich sind.

5. Schneckenpresse nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (16) über ein Wälzlager (7) auf dem exzentrischen Element (15) gelagert ist, das koaxial mit der Schneckenachse (12) angeordnet ist.

6. Schneckenpresse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das exzentrische Element (15) an einem aus dem Schneckenrohr (1) vorstehenden Tragring (32) ausgebildet ist, der mit der Schnecke (6) über einen verstärkten, eine Speiche bildenden Abschnitt (33) des Schneckenganges (7) verbunden ist.

7. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Bereich des Längsschlitzes (4) sich bewegende Teil der Leiste (14) mit scharfkantigen Vorsprüngen, Erhebungen, Schneiden versehen ist.

8. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiste (14) sich über den letzten Schneckengang (7) in das Mundstück (3) erstreckt.