EP0326684A2 - Schneckenpresse - Google Patents

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EP0326684A2
EP0326684A2 EP88120509A EP88120509A EP0326684A2 EP 0326684 A2 EP0326684 A2 EP 0326684A2 EP 88120509 A EP88120509 A EP 88120509A EP 88120509 A EP88120509 A EP 88120509A EP 0326684 A2 EP0326684 A2 EP 0326684A2
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EP
European Patent Office
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screw
scraper
wheel
conical
trough
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EP88120509A
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EP0326684A3 (en
EP0326684B1 (de
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Sigurd Rauscher
Wolfgang Leposa
Franz Groisböck
Manfred Pöcherstorfer
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Alois Poettinger Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Alois Poettinger Maschinenfabrik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/24—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
    • B30B11/248—Means preventing the material from turning with the screw or returning towards the feed hopper

Definitions

  • the invention relates to a screw press with a screw trough and a scraper wheel, in particular with the features of the preamble of claim 1.
  • the scraper wheel engages between the turns of the conical screw part of the cantilevered screw to prevent the pressed material from rotating.
  • the toothing or the worm gear is exposed to great wear and the friction that occurs is significant.
  • Another screw press with a cylindrical screw is provided with several scraper wheels on the underside, which engage between the screw flights and are driven in a manner derived from the main gearbox, but have a diameter the size of the screw core diameter, so that each scraper wheel engages only once in the screw flight.
  • the loss of material to be pressed becomes large, as does the drive energy to be used.
  • the object of the invention is to reduce or eliminate the disadvantages described in a screw press, such as high losses of pressed material, high frictional forces and thus energy losses and high wear of the scraper wheel, both with forward and backward running of the machine with little effort.
  • the low speed of the scraper wheel and the covering and stripping of the same prevents the loss of pressed material, high energy losses and the wear of the scraper wheel are greatly reduced. Furthermore, the stripping on the gap walls is significantly improved by the special design of the scraper wheel on the end faces.
  • the transfer of the pressed material into the open screw trough on the inlet side of the screw is significantly improved by the design of the gaps on both sides of the stripping wheel.
  • the design and arrangement of the scraper wheel in such a way that it extends into the screw trough enables particularly good return of the pressed material to the input side of the screw.
  • the enlargement of the diameter is favorable, but this is limited in relation to the core diameter of the screw at the point of engagement of the scraper wheel, because with increasing diameter of the scraper wheel the number of interventions in the screw increases and the scraper effect is thereby less favorable becomes;
  • the length of the longitudinal gap for the scraper wheel becomes larger and thus the amount of material to be returned, so that the disadvantages of further enlargement outweigh the advantages over an upper limit of the diameter.
  • it is advantageous to drive the scraper wheel synchronously with the worm whereby the play of the drive arrangement can be kept low by a worm gear, which in turn is favorable for reducing wear.
  • a particularly advantageous embodiment of the housing consists of a cover, which in turn is designed as a scraper for the scraper wheel, with which the scraper wheel is stripped in the housing both when the machine runs forwards and backwards, so that the return of No material is pressed into the conical mouthpiece, which reduces friction, energy and wear.
  • a one-sided screw (not shown) with its cylindrical conveying part 2 is arranged in an open-top screw trough 3, to which a conical mouthpiece 4 is attached, which is arranged in a housing 5, which in turn is fastened to the machine frame 6.
  • a conical screw part 7 is arranged in the conical mouthpiece 4 and forms the conical mixing and compression part of the screw 1.
  • a wiper wheel 9 engages from above through a longitudinal gap 8 of the conical mouthpiece 4 with its - indicated - toothing between the - indicated - screw flights, the shaft 10 of which has an axis 11 perpendicular to the longitudinal axis 12 of the screw 1.
  • the scraper wheel 9 has an approximately five times larger diameter than the core 13 of the screw 1 at the point of engagement 14 of the scraper wheel 9, so that the number of revolutions can be kept correspondingly low.
  • the scraper wheel 9 is mounted with the shaft 10 in bilateral bearings 15, 15 'in the housing 5, the side walls 16, 16' with the two end faces 18, 18 'of the scraper 9 in the direction of a through opening 17 in the machine frame 6, one each widening gap 19,19 'form, through which the space 20 in the housing 5 is connected to the space 21 of the open screw trough 3 above the screw 1.
  • the two end faces 18, 18 'of the scraper wheel 9 are each provided with four recesses 22 which are arranged in a regularly distributed manner and extend radially from the hub 23 to the region of the toothing 24.
  • an intermediate conveyor 25 for the material to be pressed is arranged in the space 21 of the open screw trough 3, the axis of rotation 26 of which runs parallel to the axis 12 of the screw 1 and the front end 27 of which scrapes the circumference of the scraper wheel 9.
  • the housing 5 has above the scraper wheel 9 an opening 28 which can be closed with a housing cover 29 which is provided on the inside with a scraper 30 which surrounds the scraper wheel 9 over part of its circumference and at its two ends 31 and 32 Scraper wheel 9 scrapes on forward and reverse.
  • the scraper wheel 9 is driven in synchronism with the drive of the worm 1 by a motor 33 of the main gear 34 of the machine via an intermediate shaft 35 and an intermediate gear 36, which is expediently designed as a worm gear, on the shaft 10.
  • the stripping wheel 9 strips off most of the material to be pressed. A small part is taken through the longitudinal gap 8 into the space 20 of the housing 5 and stripped from the lower end 31 of the scraper 30 on the circumference. At the end faces 18, 18 'of the scraper wheel 9, the walls of the longitudinal gap 8 of the conical mouthpiece 4 act as a scraper.
  • the recesses 22 reduce the frictional forces that occur and act in the space 20 of the housing 5 as a conveying aid for conveying the extruded material through the two widening gaps 19, 19 'and the passage opening 17 into the space 21 of the open screw trough 3 above the conveying part 2 of the Screw 1.
  • the circumference of the stripping wheel 9 is stripped from the upper end 32 of the stripper 30 and from the walls of the longitudinal gap 8, and thus the backflow of the extruded material into the mixing and compression part is prevented.
  • the synchronous drive of the scraper wheel 9 ensures the position of its toothing in relation to the worm gear.

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Abstract

Schneckenpresse mit einer in einem offenen Schneckentrog (3) laufenden Schnecke (1), deren konischer Schneckenteil (7) in einem konischen Mundstück (4) angeordnet ist und zwischen dessen Schneckenwindung ein Abstreifrad (9) durch die Wandung des Mundstückes (4) hindurch mit seiner Verzahnung eingreift, das um eine Senkrechte zur Drehachse (12) der Schnecke synchron mit dieser angetrieben umläuft und durch eine Durchgangs­öffnung (8) in den Raum des Schneckentroges (3) oberhalb der Schnecke reicht, wobei an den Stirnseiten (18, 18') des Abstreif­rades (9) beiderseits mit den Wandungen (16, 16') eines Gehäuses (5) je ein Spalt (19, 19') gebildet ist, der in Richtung auf die Durchgangs­öffnung (17) zunimmt und das vom Abstreifer (30) eines Gehäusedeckels (29) teilweise umgeben ist, der in beiden Laufrichtungen des Abstreifrades als Abstreifer wirkt und wobei der Antrieb des Abstreifrades (9) vom Hauptgetriebe der Maschine aus über ein Zwischengetriebe (36) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse mit einem Schneckentrog und Abstreifrad, insbesonders mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
  • Bei Vorrichtungen dieser Art greift das Abstreifrad zwischen die Windungen des konischen Schneckenteiles der fliegend gelagerten Schnecke um das Mitdrehen des Preßgutes zu ver­hindern. Dabei ist die Verzahnung, bzw. der Schneckengang großem Verschleiß ausgesetzt und die auftretende Reibung ist bedeutend.
  • Eine solche bekannte Schneckenpresse weist zur Verringerung der Reibungskräfte eine Freistellung der Verzahnung auf der Seite des Abstreifrades auf, an der die Schnecke abläuft. Die auftretenden Verluste an Preßgut durch den Längsspalt in dem Pressenmundstück und die damit verbundenen Verluste können aber nicht beeinflußt werden.
  • Eine weitere Schneckenpresse mit zylindrischer Schnecke ist mit mehreren Abstreifrädern an der Unterseite versehen, die zwischen die Schneckengänge greifen und vom Hauptgetriebe abgeleitet angetrieben sind, jedoch einen Durchmesser in der Größe des Schneckenkerndurchmessers aufweisen, sodaß jedes Abstreifrad nur einmal in den Schneckengang greift. Bei hohem Verdichtungsdruck werden dadurch die Austritts­verluste an Preßgut groß, ebenso wie die aufzuwendende An­triebsenergie.
  • Aufgabe der Erfindung ist es bei einer Schneckenpresse die beschriebenen Nachteile wie hohe Preßgutverluste, hohe Reibungskräfte und damit Energieverluste und hoher Ver­schleiß des Abstreifrades, sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtslauf der Maschine mit geringem Aufwand zu ver­mindern oder zu beseitigen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Schneckenpresse der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Für besonders vorteilhafte Ausgestaltungen wird auf die Unteransprüche 2 bis 8 verwiesen.
  • Durch Verbindung der angegebenen Maßnahmen wird durch ge­ringe Drehzahl des Abstreifrades und der Abdeckung und Ab­streifung desselben, sowie durch Schaffung einer Durchtritts­öffnung in den Schneckentrog der Verlust an Preßgut ver­mieden, hohe Energieverluste und der Verschleiß des Ab­streifrades werden stark herabgesetzt. Weiters wird durch die besondere Ausgestaltung des Abstreifrades an den Stirn­seiten die Abstreifung an den Spaltwänden wesentlich ver­bessert.
  • Die Überführung des Preßgutes in den offenen Schneckentrog an der Eingangsseite der Schnecke wird durch die Ausgestal­tung der Spalte beiderseits des Abstreifrades wesentlich verbessert.
  • Die Gestaltung und Anordnung des Abstreifrades derart, daß es bis in den Schneckentrog reicht, ermöglicht eine beson­ders gute Rückführung des Preßgutes auf die Eingangsseite der Schnecke. Für die Wahl des Durchmessers des Abstreif­rades ist zwar die Vergrößerung des Durchmessers günstig, doch ist dieser in Bezug zum Kerndurchmesser der Schnecke an der Eingriffstelle des Abstreifrades begrenzt, weil mit zunehmendem Durchmesser des Abstreifrades die Zahl der Ein­griffe in die Schnecke zunimmt und die Abstreifwirkung da­durch ungünstiger wird; ebenso wird die Länge des Längs­spaltes für das Abstreifrad größer und damit die Menge der Preßgutrückführung, so daß über eine Obergrenze des Durch­messers die Nachteile einer weiteren Vergrößerung die Vor­teile aufwiegen.
    Zur Herabsetzung des Verschleißes ist es von Vorteil das Abstreifrad synchron mit der Schnecke anzutreiben, wodurch durch ein Schneckengetriebe das Spiel der Antriebsanordnung gering gehalten werden kann, was wiederum für die Herab­setzung des Verschleißes günstig ist.
  • Die Anordnung des Abstreifrades im Bereich des offenen Schneckentroges so, daß ein dort vorgesehener Zwischenför­derer für die Beschickung der Schnecke an dieses heran­reicht und als Abstreifer wirkt, vermeidet das Wiederzurück­führen von Preßgut in den Gehäusebereich hinter den Längs­spalt des konischen Mundstückes und dient damit in vorteil­hafter Weise der Herabsetzung der Reibungskräfte und des Energieverbrauches, sowie des Verschleißes, sowohle bei Vorwärts-als auch bei Rückwärtslauf der Maschine.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Gehäuses be­steht in einem Deckel, der seinerseits als Abstreifer für das Abstreifrad gestaltet ist, mit dem das Abstreifrad so­wohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtslauf der Maschine im Gehäuse abgestreift wird, sodaß die Rückführung von Preßgut in das konische Mundstück unterbleibt, wodurch Reibungskraft, Energie und Verschleiß verringert werden.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist an Hand der Zeich­nung nachstehend beschrieben.
  • Es zeigt :
    • Fig. 1 einen Schnitt durch eine Schneckenpresse im Aufriß und
    • Fig. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse des Abstreif­rades in Draufsicht nach Schnitt A-B und die Antriebsanordnung schematisch.
  • Von der Schneckenpresse ist nur der verdichtungsseitige Teil dargestellt. Dabei ist eine einseitig gelagerte (nicht dargestellt) Schnecke 1 mit ihrem zylindrischen Förderteil 2 in einem oben offenen Schneckentrog 3 ange­ordnet, an den ein konisches Mundstück 4 angesetzt ist, das in einem Gehäuse 5 angeordnet ist, das seinerseits am Maschinenrahmen 6 befestigt ist.
  • In dem konischen Mundstück 4 ist ein konischer Schnecken­teil 7 angeordnet, der den konischen Misch-und Verdichtungs­teil der Schnecke 1 bildet.
  • In den konischen Schneckenteil 7 greift von oben durch einen Längsspalt 8 des konischen Mundstückes 4 ein Abstreif­rad 9 mit seiner - angedeuteten - Verzahnung zwischen die - angedeuteten - Schneckengänge,dessen Welle 10 eine Achse 11 senkrecht zur Längsachse 12 der Schnecke 1 aufweist.
  • Das Abstreifrad 9 weist einen etwa fünffach größeren Durch­messer auf als der Kern 13 der Schnecke 1 an der Eingriff­stelle 14 des Abstreifrades 9, sodaß die Umdrehungszahl entsprechend niedrig gehalten werden kann.
  • Das Abstreifrad 9 ist mit der Welle 10 in beidseitigen Lagern 15,15′ im Gehäuse 5 gelagert,dessen Seitenwände 16, 16′ mit den beiden Stirnseiten 18,18′des Abstreifers 9 in Richtung auf eine Durchgangsöffnung 17 im Maschinenrahmen 6 zu jeweils einen sich erweiternden Spalt 19,19′ bilden,durch den der Raum 20 im Gehäuse 5 mit dem Raum 21 des offenen Schneckentroges 3 oberhalb der Schnecke 1 verbunden ist.
  • Die beiden Stirnseiten 18,18′ des Abstreifrades 9 sind mit je vier Ausnehmungen 22 versehen, die regelmäßig verteilt angeordnet sind und radial von der Nabe 23 bis in den Be­reich der Verzahnung 24 reichen.
  • Oberhalb der Schnecke 1 ist im Raum 21 des offenen Schnecken­troges 3 ein Zwischenförderer 25 für das zu pressende Gut angeordnet, dessen Drehachse 26 parallel zur Achse 12 der Schnecke 1 verläuft und dessen vorderes Ende 27 den Umfang des Abstreifrades 9 abstreift.
  • Das Gehäuse 5 besitzt oberhalb des Abstreifrades 9 eine Öffnung 28, die mit einem Gehäusedeckel 29 verschließbar ist, der an seiner Innenseite mit einem Abstreifer 30 ver­sehen ist, der das Abstreifrad 9 über einen Teil seines Umfanges umgibt und an seinen beiden Enden 31 und 32 das Abstreifrad 9 bei Vor- und bei Rücklauf abstreift.
  • Der Antrieb des Abstreifrades 9 erfolgt synchron zum An­trieb der Schnecke 1 von einem Motor 33 des Hauptgetriebes 34 der Maschine aus über eine Zwischenwelle 35 und ein Zwischengetriebe 36, das zweckmäßig als Schneckengetriebe ausgebildet ist, auf die Welle 10.
  • Beim Pressenlauf streift das Abstreifrad 9 den größten Teil des Preßgutes ab. Ein kleiner Teil wird durch den Längsspalt 8 in den Raum 20 des Gehäuses 5 mitgenommen und vom unteren Ende 31 des Abstreifers 30 am Umfang abgestreift. An den Stirnseiten 18,18′ des Abstreifrades 9 wirken die Wandungen des Längsspaltes 8 des konischen Mundstückes 4 als Abstreifer. Die Ausnehmungen 22 verringern dabei die auftretenden Reibungskräfte und wirken im Raum 20 des Ge­häuses 5 als Förderhilfsmittel zur Beförderung des ausge­tretenen Preßgutes durch die beiden sich erweiternden Spalte 19,19′ und die Durchgangsöffnung 17 in den Raum 21 des offenen Schneckentroges 3 oberhalb des Förderteiles 2 der Schnecke 1. Beim Rücklauf wird der Umfang des Abstreif­rades 9 vom oberen Ende 32 des Abstreifers 30, sowie von den Wandungen des Längsspaltes 8 abgestreift und so der Rückfluss des ausgetretenen Preßgutes in den Misch-und Verdichtungsteil verhindert.
  • Der synchrone Antrieb des Abstreifrades 9 sichert die Stellung von dessen Verzahnung zu dem Schneckengang.
    • Verzeichnis der Bezugszeichen:
    • 1 Schnecke
    • 2 Förderteil der Schnecke 1
    • 3 Schneckentrog
    • 4 konisches Mundstück
    • 5 Gehäuse
    • 6 Maschinenrahmen
    • 7 konischer Schneckenteil
    • 8 Längsspalt des konischen Mundstückes 4
    • 9 Abstreifrad
    • 10 Welle des Abstreifrades 9
    • 11 Achse der Welle 10
    • 12 Achse der Schnecke 1
    • 13 Kern des konischen Schneckenteiles 7 an der Eingriffstelle 14
    • 14 Eingriffstelle des Abstreifrades 9
    • 15,15′ Lager der Welle 10
    • 16,16′ Seitenwand des Gehäuses 5
    • 17 Durchgangsöffnung im Maschinenrahmen 6
    • 18,18′ Stirnseiten des Abstreifrades 9
    • 19,19′ Spalt zwischen Seitenwand 16,16′ und Stirnseite 18,18′ des Abstreifrades 9
    • 20 Raum des Gehäuses 5
    • 21 Raum im offenen Schneckentrog 3 oberhalb der Schnecke 1
    • 22 Ausnehmung an der Stirnseite 18,18′
    • 23 Nabe des Abstreifrades 9
    • 24 Verzahnung des Abstreifrades 9
    • 25 Zwischenförderer
    • 26 Drehachse des Zwischenförderers 25
    • 27 vorderes Ende des Zwischenförderers 25
    • 28 Öffnung des Gehäuses 5
    • 29 Gehäusedeckel
    • 30 Abstreifer des Gehäusedeckels 29
    • 31 unteres Ende des Abstreifers 30
    • 32 oberes Ende des Abstreifers 30
    • 33 Motor
    • 34 Hauptgetriebe
    • 35 Zwischenwelle
    • 36 Zwischengetriebe

Claims (8)

1. Schneckenpresse, deren Schnecke von einem Hauptgetriebe aus angetrieben, in einem offenen Schneckentrog einseitig gelagert umläuft und einen Förderteil und einen konischen Misch-und Verdichtungsteil umfaßt, der in einem konischen Mundstück angeordnet ist , das neben einer Austrittsöff­nung für das Preßgut einen Längsspalt für ein Abstreifrad aufweist, das zwischen die Schneckenwindungen des konischen Schneckenteiles greift und dessen Drehachse senkrecht auf die Schwenkachse gerichtet ist und das von einem Gehäuse abgedeckt ist, das das Abstreifrad umgibt, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Abstreifrad (9), das einen wesentlich größeren Durchmesser als der Kern (13) des konischen Schneckenteiles (7) an dessen Eingriffsstelle (14) aufweist, von einem Gehäuse (5) umgeben ist, das in Richtung auf den offenen Schneckentrog (3) zu mit einer Durchgangsöffnung (17) versehen ist und das in radialer Richtung des Abstreif­rades (9) dieses im Raum (20) außerhalb der Wandungen des konischen Schneckenteiles (7) und außerhalb des offenen Schneckentroges (3) eng als Abstreifer für das Abstreifrad (9) wirkend umgibt.
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifrad (9) in den axialen Richtungen beiderseits zwischen den Seitenwänden (16,16′) des Gehäuses (5) einen Spalt (19,19′) frei läßt, der in Richtung auf den offenen Schneckentrog (3) hin zunimmt.
3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß das Abstreifrad (9) an seinen Stirnseiten (18,18′) mit mehreren, vorzugsweise vier bis acht radial verlaufen­den scharfkantigen Ausnehmungen (22) versehen ist, die die Abstreifwirkung an der Wand des konischen Mundstückes (4) verbessern.
4. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifrad (9) in den offenen Schneckentrog (3) hineinreichend angeordnet ist.
5. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifrad (9) einen Durchmesser aufweist, der wenigstens dem dreifachen und höchstens dem siebenfachen, vorzugsweise dem fünffachen Durchmesser des Kernes (13) des konischen Schneckenteiles (7) an dessen Eingriffstelle (14) entspricht.
6. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifrad (9) vom Hauptgetriebe (34) her gleichlaufend mit der Schnecke (1) über ein Zwischengetriebe (36), vorzugsweise einem Schneckengetriebe, angetrieben umläuft, wobei das gesamte Spiel des Abstreifrades (9) in dem konischen Schneckenteil (7) entspricht.
7. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifrad (9) mit seinem Umfang bis nahe an das vordere Ende (27) eines Zwischenförderers (25) heranreicht, der im offenen Schneckentrog (3) oberhalb des Förderteiles (2) der Schnecke (1) angeordnet ist und das Abstreifrad (9) seinerseits ab­streift.
8. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß das Gehäuse (5) mit einem abnehmbaren Gehäusedeckel (29) versehen ist, der das Abstreifrad (9) im Raum (20) außerhalb der Wandungen des konischen Mundstückes (4) und außerhalb des offenen Schneckentroges (3) mit einem an den Umfang des Abstreif­rades (9) angepaßten Abstreifer (30) abdeckt, welcher das Abstreifrad (9) am Umfang abstreift.
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DE3879925D1 (de) 1993-05-06
DE3743350A1 (de) 1989-06-29
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