EP0330003A1 - Schneckenpresse - Google Patents

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EP0330003A1
EP0330003A1 EP89101988A EP89101988A EP0330003A1 EP 0330003 A1 EP0330003 A1 EP 0330003A1 EP 89101988 A EP89101988 A EP 89101988A EP 89101988 A EP89101988 A EP 89101988A EP 0330003 A1 EP0330003 A1 EP 0330003A1
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EP
European Patent Office
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screw
press according
core
section
press
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EP89101988A
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EP0330003B1 (de
EP0330003B2 (de
Inventor
Josef Frauscher
Franz Groisböck
Wolfgang Leposa
Manfred Pöcherstorfer
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Alois Poettinger Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Alois Poettinger Maschinenfabrik GmbH
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Application filed by Alois Poettinger Maschinenfabrik GmbH filed Critical Alois Poettinger Maschinenfabrik GmbH
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Publication of EP0330003B1 publication Critical patent/EP0330003B1/de
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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
    • B30B11/246—Screw constructions

Definitions

  • the invention relates to a screw press with a cantilevered screw that can be driven into a conical press nozzle and is arranged in a screw trough with a feed opening.
  • Screw presses of this type are used to compact goods with a low bulk density or to mix and plasticize substances using a high compression pressure.
  • the object of the invention is to sustainably reduce the removal on the screw using a relatively simple design thereof in a screw press of the type mentioned at the outset and to enable simple replacement of the part of the screw located in the wear zone without disadvantageously shaping the screw winding to change.
  • a securing device is particularly advantageous, which secures the two assembled screw parts against axial glazing, in the former case much greater forces being secured.
  • a particularly simple and effective securing is achieved with the aid of several setscrews which are screwed into the screw part with the polygonal bore and against the corresponding flanks of counterbores or bores on Polygonal pegs of the other screw part are brought into contact with the generation of a preload.
  • the set screws can be inserted perpendicular to the longitudinal axis of the screw. If particularly high pre-tensioning forces are to be used, an attachment at an acute angle obliquely to the longitudinal axis in the direction of the pre-tensioning force is particularly advantageous because of the longer available pin length and the stress from shear to pressure.
  • the setscrews can also be replaced by clamping sleeves that are lined out if a particularly simple construction is necessary.
  • the coupling For the resilience of the coupling, it is favorable to arrange the grub screws in the central area of the polygon surfaces and to separate them particularly advantageously from the transmission surfaces in order to avoid areas of particularly high stress and to increase the permanent resilience of the worm, especially the free end.
  • the design of the second screw part with the free screw end with regard to the flank angle of the conveying flank of the screw flight for the direction of action of the pressing force in the axial direction as possible and the opening angle of the screw flight for the conveyance of the pressed material and the low-loss compression of the same, these two having a flank angle the support Define the flank of the worm gear, which is important for the resilience and stability of the worm.
  • the formation of the area at the free screw end is of particular importance. It is particularly favorable to taper the screw flight and the screw core of the second screw part at an angle to the longitudinal axis of the screw in order to keep the friction work and thus the load on the screw within limits and to smooth the transition between compression and conveyance and advance of the compact shape.
  • the free end of the second screw part is a spherical section which merges into the screw flight and the screw core, the screw is supported so that bending stresses are reduced and at the same time excessive hole formation and inadequate compression of the compact is prevented by the termination of the Press work is done gradually.
  • the dividing surfaces between the first and second screw parts are of particular importance, whereby special forms of training, such as a particularly conical design, offer advantages for the transmission of the pressing forces and for sealing against penetrating substances.
  • the particularly careful finishing of the dividing surfaces is inexpensive, but also reduces bending loads on the first screw part, which is sensitive and made of special material.
  • the establishment of a metered addition of water is of particular advantage because the mixing and pressing process is thereby facilitated and improved, while the water supplied, due to the energy also supplied, essentially evaporates after the compacts emerge from the press.
  • the screw 1 is arranged in a screw trough 2 which has an upper feed opening 3 through which the material to be pressed is fed.
  • the screw 1 is overhung and can be driven in both directions by means of a drive, not shown.
  • the screw 1 conveys the material to be pressed through a conical press nozzle 4, in which it is mixed and compressed, which exits through an outlet opening 5 as a strand between the jaws of a pliers press 34 in the form of compacts 35.
  • the worm 1 consists of a first worm part 13 with a first region 8 of the worm core 7 with a constant diameter and a first section 11 of the worm gear 10 with a large pitch and from a second worm part 14 adjoining it with a second region 9 of the worm core 7 with the free Screw end 6 tapering diameter, which carries a second, tapering section 12 of the screw flight 10, which are detachably connected to each other by means of a surface-supporting coupling 15 with a polygonal profile.
  • the conveyor flanks 16, 17 of the first and second screw parts 13, 14 are flush with one another at the dividing point 20.
  • the conveying flank 17 of the second screw part 14 can be offset in relation to the direction of rotation 18 of the screw 1 by a fraction of the winding thickness 19 of the screw flight 10, but the assignment of the two screw parts 13, 14 cannot be changed.
  • the pressing force is transmitted via a polygon pin 22 and a polygon bore 23, the length of the coupling being determined by the forces that occur.
  • the coupling 15 is provided with a securing device 25 which comprises three setscrews 26 which are screwed into threaded bores 27 perpendicular to the longitudinal axis 21 of the screw 1 and with their ends against the facing flank 29 of the counterbore 28 come in a cylindrical rotation 30,30 'of the polygon pin 22 to the system.
  • the position of the setscrews 26 in relation to the polygon profile is at the apex 36 of the polygon surface 40 of the polygon pin 22.
  • the two dividing surfaces 39, 39 ' are perpendicular to the longitudinal axis 21 of the screw 1 in FIGS. 2 and 3.
  • the conical press nozzle 4 extends over the area of the second screw part 14, so that the dividing point 20 is arranged at the end of the first section 11 of the screw flight 10 and the first area 8 of the screw core 7, and the second screw part 14 with the free screw end 6, the polygon pin 22 carries.
  • the conical press nozzle 4 is pulled further back and extends into the area 8 of the screw core 7 with a constant diameter and the first section 11 of the screw flight 10, with a dividing point 20 which is moved further away from the free screw end 6 is, whereby a larger diameter of the screw core 7 is available, so that here the first screw part 13 can carry the polygon pin 22.
  • the cylindrical rotation 30,30 has, depending on the position at the base 31 or at the end 32 of the polygon pin 22, a diameter which circumscribes the polygon profile or this is inscribed.
  • the conveying flank 17 of the second screw part 14 has a flank angle 37 of 75 ° approaching 90 °, through which the pressing pressure is directed sufficiently axially.
  • the opening angle 38 between the screw turns of the screw flight 10 is 30 degrees with which the conveying of the pressed material is ensured.
  • the second screw part 14 has a second region 9 of the screw core 7, which tapers towards the free screw end 6 with an angle to the longitudinal axis 21 of the screw 1 of 5 angular degrees, while the second section 12 of the screw thread 10 tapers with an angle of 20 angular degrees tapered towards the free screw end 6.
  • the free screw end 6 is formed by a spherical section 42, the radius of which is large in comparison with the second region 9 of the screw core 7 and which causes the centering and the smooth transition from compression and conveyance to pure conveyance.

Abstract

Schneckenpresse mit einer Schnecke (1) bestehend aus zwei Abschnitten (11, 12), deren Verbindung mit einer flächentragenden Kupplung hergestellt ist, die mit einer Sicherungsvorrichtung unter Vorspannung gehalten ist. Das zweite Schneckenteil (12) am freien Schneckenende besteht aus verschleißfestem Material, bei dem die Bemessung von Schneckenkern, Schneckengang, sowie vom Schneckenende nach den Erfodernissen des Preßgutes gestaltet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse mit fliegend gelagerter, zur Förderung in eine konische Preß­düse antreibbarer, in einem Schneckentrog mit Speiseöff­nung angeordneter Schnecke.
  • Schneckenpressen dieser Art dienen zum Verdichten von Gütern mit geringem Schüttgewicht oder zum Mischen und Plastifizieren von Stoffen unter Anwendung eines hohen Preßdruckes.
  • Bei diesen Schneckenpressen treten durch die Art der In­haltsstoffe, insbesonders stark abtragenden Stoffen, wie beispielsweise Quarz oder TiO2 u.a.m. und infolge der hohen anzuwendenden Preßdrücke sehr hohe Reibungskräfte an der Förderflanke des Schneckenganges auf, die zu sehr rascher Abtragung des Schneckenganges führen, wobei die Zone größten Verschleißes entgegen dem Gutstrom immer neue Bereiche der Schnecke erfaßt, bis der Eintritt der Preß­düse erreicht ist.
  • Zur Bewältigung dieses Problems hat man neben den üblichen Maßnahmen der Oberflächenvergütung durch Auftragen von Schichten besonders verschleißfesten Materials auch auf­wendigere Methoden vorgeschlagen, indem man die Schnecke in aufeinanderfolgende Segmente aufteilte und diese aus gegossenem Hartstoff herstellte, die auf ein Kernstück aufgeschoben wurden. Der Nachteil dieser Anordnung liegt vor allem darin, daß der Schneckendurchmesser erheblich vergrößert werden mußte, so!lte der tragende Kern die er­forderliche Belastbarkeit aufweisen. Des weiteren treten bei Schnecken größerer Baulänge Schwierigkeiten auf, die nötigen Vorspannkräfte, die zum Abdichten gegen das Ein­dringen von Material an den Teilungsstellen erforderlich sind, aufzubringen und überdies ist die Belastungsgrenze bei hohlen Schneckenstücken aus Hartstoff leicht über­schritten und führt damit zur Zerstörung der Schnecke und schweren Störungen an der Maschine.
  • Zur Vermeidung dieser Nachteile ist vorgeschlagen worden, bei einer Schnecke eine Teilung anzubringen und die beiden Schneckenteile jeweils mit einer Bohrung mit Gewinde zu versehen und mit einem Gewindebolzen beidseitig zu ver­schrauben, wobei eine zusätzliche Einstellschraube vor­gesehen ist, die sicherstellen soll, daß die Schnecken­windungen der beiden Schneckenteile durchgehend, d.h. ohne hervortretende Stoßstelle, zusammensetzbar sind.
  • Abgesehen davon, daß diese Einrichtung umfangreiche Ein­stellmaßnahmen erforderlich macht, muß ein genügend großer Schneckenkerndurchmesser zur Verfügung stehen, damit die auftretenden Kräfte übertragen werden können. Diese Quer­schnitte stehen bei der Anwendung von konischen Preßdüsen wegen des sich gegen das freie Ende der Schnecke zu ver­ringernden Durchmessers des Schneckenkerns regelmäßig nicht zur Verfügung - eine Vergrößerung des Düsendurchmessers hätte eine überproportionale Steigerung der Preßkräfte zur Folge, so daß dadurch das Problem nicht gelöst werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Schneckenpresse der eingangs genannten Gattung die Abtragung an der Schnecke unter Anwendung einer verhältnismäßig einfachen Gestaltung derselben nachhaltig herabzusetzen und einen einfachen Austausch des in der Verschleißzone liegenden Teiles der Schnecke zu ermöglichen, ohne die genaue Formgebung der Schneckenwindung dadurch nachteilig zu verändern.
  • Diese Aufgabe wird an einer Schneckenpresse der eingangs genannten Art mit den Mitteln des Anspruches 1 gelöst.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 30 beansprucht.
  • Die Anwendung einer Preßfläche tragenden Kupplung zwischen den Schneckenteilen in Verbindung mit einer festgelegten Zuordnung der Schneckenteile in Bezug auf ihre Lage in Umlaufrichtung ermöglicht eine sichere Übertragung der großen Kräfte und stellt sicher, daß keine strömungs­technisch ungünstige Übergänge im Teilungsbereich der Schnecke entstehen, die die Abtragung und den Reibungs­widerstand erhöhen.
  • Besonders vorteilhaft ist die Anwendung eines Polygonprofiles, das die Anwendung genügend großer Flächen für die Kupplung gestattet.
  • Besonders vorteilhaft ist es, die Teilung entweder am Über­gang zwischen dem Schneckenteil mit konstantem Kerndurch­messer und demjenigen mit sich verringerndem Durchmesser oder am Übergang zwischen hoher und niedriger Steigung des Schneckenganges anzuordnen oder beide Übergänge in eine senkrechte Teilungsebene zusammenfallen zu lassen; die niedrige Steigung des Schneckenganges im Bereich des freien Schneckenendes, das innerhalb der konischen Preßdüse ange­ordnet ist, ermöglicht die Übertragung der notwendigen Kraft für die dort ablaufenden Misch-und Verdichtungsvor­gänge. Von diesem Teilungsbereich bis zum freien Ende der Schnecke steigen die auf die Schnecke einwirkenden Kräfte außerordentlich stark an. Es ist dies der Bereich der konischen Preßdüse in dem das Gut stark gemacht und ver­dichtet oder sogar plastifiziert wird.
  • Bei Bearbeitung von Preßgütern, bei denen die Fließfähig­keit am Ende der konsichen Preßdüse nicht immer ausreicht, oder wenn Fremdkörper durch ihre Lage besonders große Widerstandsfähigkeit erzeugen, ist es besonders wichtig, die Schnecke entgegengesetzt zur Umlaufrichtung für die Förderung in die konische Preßdüse, also zur Förderung von dieser in Richtung auf die Speiseöffnung hin zumindest kurzzeitig anzutreiben.
  • Bei der Bearbeitung von Preßgütern, bei denen Material flüssig oder feinteilig in Spalten eindringen kann, müssen im Teilungsbereich der Schnecke aneinanderstoßende Flächen besonders sorgfältig bearbeitet und gegeneinander vorgespannt sein. In beiden Fällen ist eine Sicherungsvorrichtung von besonderem Vorteil, welche die beiden zusammengesetzten Schneckenteile gegen axiale Verscheibung sichert, wobei im ersteren Fall wesentlich größere Kräfte abzusichern sind.
  • Eine besonders einfache und wirksame Sicherung ergibt sich mit Hilfe mehrerer Gewindestifte, die im Schneckenteil mit der Polygonbohrung eingeschraubt sind und gegen die ent­sprechenden Flanken von Senkbohrungen oder Ausdrehungen am Polygonzapfen des anderen Schneckenteiles unter Erzeugung einer Vorspannung zur Anlage gebracht sind.
  • Dabei können die Gewindestifte senkrecht zur Längsachse der Schnecke eingesetzt sein. Sind besonders hohe Vospannkräfte anzuwenden, so ist eine Anbringung unter einem spitzen Winkel schräg zur Längsachse in Richtung der Vorspannkraft wegen der längeren zur Verfügung stehenden Stiftlänge und der Beanspruchung von Scher- auf Druckbelastung, von be­sonderem Vorteil.
  • Die Gewindestifte können auch durch Spannhülsen die ausge­füttert werden, ersetzt sein, wenn eine besonders einfache Bauweise notwendig ist.
  • Für die Belastbarkeit der Kupplung ist es günstig, die Ge­windestifte im mittleren Bereich der Polygonflächen anzu­ordnen und besonders vorteilhaft diese von den Übertragungs­flächen örtlich zu trennen, um Bereiche besonders hoher Belastung zu vermeiden und die Dauerbelastbarkeit der Schnecke, besonders des freien Endes, zu vergrößern.
  • Besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung von Sonderwerk­stoff erwiesen, durch den sehr hohe Standfestigkeit des freien Schneckenendes erzielbar ist, während der weniger belastete Schneckenteil aus einem einfacher herstellbaren, billigeren Material hergestellt werden kann.
  • Von besonderer Bedeutung ist die Gestaltung des zweiten Schneckenteiles mit dem freien Schneckenende hinsichtlich des Flankenwinkels der Förderflanke des Schneckenganges für die Wirkungsrichtung der Preßkraft in möglichst axialer Richtung und des Öffnungswinkels des Schneckenganges für die Förderung des Preßgutes und die verlustarme Verdichtung desselben,wobei diese beiden einen Flankenwinkel der Stütz­ flanke des Schneckenganges definieren, der für die Belast­barkeit und Standfestigkeit der Schnecke von Wichtigkeit ist.
  • Bei festem, wenig oder nicht flüssigem Preßgut, wie z.B. vorzerkleinertem Abfallpapier ist die Ausbildung des Be­reiches am freien Schneckenende von besonderer Bedeutung. Dabei ist es besonders günstig den Schneckengang und den Schneckenkern des zweiten Schneckenteiles in einem Winkel zur Längsachse der Schnecke verjüngt auszubilden, um die Reibungsarbeit und damit die Belastung der Schnecke in Grenzen zu halten und um den Übergang zwischen Verdichtung und Förderung und Vorschub des Preßlings gleichmäßiger zu gestalten.
  • Durch die Gestaltung des freien Endes des zweiten Schnecken­teiles als Kugelabschnitt, der in den Schneckengang und den Schneckenkern übergeht, wird eine Stützung der Schnecke er­reicht, so daß Biegebelastungen vermindert sind und gleich­zeitig wird eine übermäßige Lochbildung und mangelhafte Verdichtung beim Preßling verhindert, indem die Beendigung der Preßarbeit allmählich erfolgt.
  • In Bezug auf die Abmessungen von Schneckenkern und Kugel­abschnitt sind bestimmte Verhältnisse für einwandfreie Preßarbeit und störungsfreien Betrieb besonders günstig.
  • Besondere Bedeutung kommt den Teilungsflächen zwischen erstem und zweiten Schneckenteil zu, wobei besondere Aus­bildungsformen, wie besonders kegelige Gestaltung Vorteile für die Übertragung der Preßkräfte und für die Abdichtung gegen eindringende Stoffe bieten. Die besonders sorgfältige Feinbearbeitung der Teilungsflächen ist dabei günstig, vermindert aber auch Biegebelastungen des diesbezüglich empfindlichen, aus Sonderwerkstoff bestehenden, ersten Schneckenteiles.
  • Die Herstellung eines Korrosionsschutzüberzuges auf dem ersten Schneckenteil, dessen Material weniger korrosions­fest ist als das des zweiten Schneckenteiles, der der hohen Pressung standhält, ist für die Standfestigkeit der Schnecke in geteilter Ausführung von großer Bedeutung.
  • Für die einwandfreie Herstellung von Preßlingen aus festem, vorzerkleinerten Material wie insbesonders Abfallpapier, ist es wichtig das freie ende der Schnecke an das Ende der Verdichtungsstrecke in der konischen Preßdüse zu verlegen, damit der Preßvorgang ein genügend vergleichmäßigtes Preß­material ergibt. Für dieses Material ist eine oben liegende Speiseöffnung genügender Größe besonders vorteilhaft.
  • Für die Verarbeitung von vorzerkleinertem Abfallpapier ist die Einrichtung einer dosierten Wasserzugabe von besonderem Vorteil, weil dadurch der Misch-und Preßvorgang erleichtert un verbessert wird, während das zugeführte Wasser infolge der ebenfalls zugeführten Energie nach austritt der Preßlin­ge aus der Presse im wesentlichen ausdampft.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung einer erfindungs­gemäßen Ausführungsform beschrieben.
  • Es zeigt :
    • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Schnecken­presse als Brikettiermaschine,
    • Fig. 2 den vorderen Teil einer Schnecke mit deren ge­teiltem Aufbau, teilweise im Schnitt,
    • Fig. 3 den vorderen Teil einer Schnecke mit einem abge­änderten Aufbau der Teilung, teilweise im Schnitt und
    • Fig. 4 einen Querschnitt durch die Schnecke im Bereich der Teilung nach I-II.
  • Bei einer Schneckenpresse ist die Schnecke 1 in einem Schneckentrog 2 angeordnet, der eine obere Speiseöffnung 3 aufweist, durch die das Preßgut zugeführt wird.
  • Die Schnecke 1 ist fliegend gelagert und mittels eines nicht dargestellten Antriebes in beiden Umlaufrichtungen antreibbar.
  • Die Schnecke 1 fördert das Preßgut durch eine konische Preßdüse 4, in der dieses gemischt und verdichtet wird,das durch eine Austrittsöffnung 5 als Strang zwischen die Backen einer Zangenpresse 34 aus dieser in Form von Preß­lingen 35 austritt.
  • Die Schnecke 1 besteht aus einem ersten Schneckenteil 13 mit einem ersten Bereich 8 des Schneckenkerns 7 mit gleich­bleibendem Durchmesser und einem ersten Abschnitt 11 des Schneckenganges 10 mit großer Steigung und aus einem daran anschließenden zweiten Schneckenteil 14 mit einem zweiten Bereich 9 des Schneckenkerns 7 mit zum freien Schnecken­ende 6 hin sich verjüngendem Durchmesser, der einen zweiten, sich verjüngenden Abschnitt 12 des Schneckenganges 10 trägt, die miteinander mittels einer flächentragenden Kupplung 15 mit Polygonprofil lösbar verbunden sind. Die Förderflanken 16,17 des ersten und des zweiten Schneckenteiles 13,14 schließen an der Teilungsstelle 20 bündig aneinander an.
  • Die Förderflanke 17 des zweiten Schneckenteiles 14 kann in Bezug auf die Umlaufrichtung 18 der Schnecke 1 um einen Bruchteil der Windungsstärke 19 des Schneckenganges 10 nacheilend versetzt sein, doch ist die Zuordnung der beiden Schneckenteile 13,14 unveränderlich.
  • Die Übertragung der Preßkraft erfolgt über einen Polygon­zapfen 22 und eine Polygonbohrung 23, wobei die Länge der Kupplung von den auftretenden Kräften bestimmt ist.
  • Zur Herstellung eines Anspreßdruckes zwischen den Teilungs­flächen 39,39′ der Schneckenteile 13,14 an der Teilungs­stelle 20 und zum Schutz gegen Herausziehen beim Rücklauf der Schnecke 1 in einer Umlaufrichtung 24, bei der die Förderung von der konischen Preßdüse 4 weg und zur Speise­öffnung 3 hin gerichtet ist - wenn Verstopfungen beseitigt werden sollen - ist die Kupplung 15 mit einer Sicherungs­vrorichtung 25 versehen, die drei Gewindestifte 26 umfaßt, die senkrecht zur Längsachse 21 der Schnecke 1 in Gewinde­bohrungen 27 eingeschraubt sind und mit ihrem Ende jeweils gegen die zugewandte Flanke 29 der Senkbohrung 28 in einr zylindrischen Andrehung 30,30′ des Polygonzapfens 22 zur Anlage kommen. Die Lage der Gewindestifte 26 in Bezug auf das Polygonprofil ist dabei im Scheitelpunkt 36 der Polygonfläche 40 des Polygonzapfens 22.
  • Die beiden Teilungsflächen 39,39′ sind in Fig. 2 und 3 senkrecht zur Längsachse 21 der Schnecke 1 verlaufend.
  • Diese Teilungsflächen 39,39′ können unter einem größeren Übergangswinkel 41 geneigte Kegelflächen bilden, die größere Kupplungsflächen und einen günstigeren Übergang zwischen Polygonzapfen 22 und Teilungsfläche 39,39′ ergeben.
  • Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform reicht die konische Preßdüse 4 über den Bereich des zweiten Schnecken­teiles 14, so daß die Teilungsstelle 20 am Ende des ersten Abschnittes 11 des Schneckenganges 10 und des ersten Be­reiches 8 des Schneckenkerns 7 angeordnet ist und der zweite Schneckenteil 14 mit dem freien Schneckenende 6, den Polygonzapfen 22 trägt.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die konische Preß­düse 4 weiter nach hinten gezogen und reicht in den Bereich 8 des Schneckenkerns 7 mit gleichbleibendem Durchmesser und des ersten Abschnittes 11 des Schneckenganges 10, mit einer Teilungsstelle 20, die weiter vom freien Schnecken­ende 6 weg verlegt ist, wodurch ein größerer Durchmesser des Schneckenkerns 7 zur Verfügung steht, so daß hier der erste Schneckenteil 13 den Polygonzapfen 22 tragen kann.
  • Die zylindrische Andrehung 30,30′ weist je nach der Lage am Grund 31 oder am Ende 32 des Polygonzapfens 22 einen Durchmesser auf, der das Polygonprofil umschreibt oder diesem eingeschrieben ist.
  • Die Förderflanke 17 des zweiten Schneckenteiles 14 weist einen in der Wirkung an 90° herankommenden Flankenwinkel 37 von 75° auf, durch den der Preßdruck hinreichend axial gerichtet ist.
  • Der Öffnungswinkel 38 zwischen den Schneckenwindungen des Schneckenganges 10 beträgt dabei 30 Winkelgrad, mit dem die Förderung des Preßgutes sichergestellt ist.
  • Der zweite Schneckenteil 14 weist einen zweiten Bereich 9 des Schneckenkerns 7 auf, der sich zum freien Schnecken­ende 6 hin mit einem Winkel zur Längsachse 21 der Schnecke 1 von 5 Winkelgraden verjüngt, während der zweite Abschnitt 12 des Schneckenganges 10 sich mit einem Winkel von 20 Win­kelgraden gegen das freie Schneckenende 6 hin verjüngt.
  • Das freie Schneckenende 6 ist von einem Kugelabschnitt 42 gebildet, dessen Halbmesser groß im Vergleich zum zweiten Bereich 9 des Schneckenkerns 7 ist und der die Zentrierung und den gleitenden Übergang von Verdichtung und Förderung in reine Förderung bewirkt.
  • Mit Vergrößerung des Öffnungswinkels 38 zwischen den Schneckenwindungen wird die Stützflanke 44 flacher gelegt und dadurch eine Verstärkung des Schneckenganges 10 er­zielt.
    • Bezugszeichenverzeichnis : EM 81 005
    • 1 Schnecke
    • 2 Schneckentrog
    • 3 Speiseöffnung
    • 4 konische Preßdüse
    • 5 Austrittsöffnung
    • 6 freies Schneckenende
    • 7 Schneckenkern
    • 8 erster Bereich des Schneckenkerns 7
    • 9 zweiter Bereich des Schneckenkerns 7
    • 10 Schneckengang
    • 11 erster Abschnitt des Schneckenganges 10
    • 12 zweiter Abschnitt des Schneckenganges 10
    • 13 erster Schneckenteil
    • 14 zweiter Schneckenteil oder Schneckenkopf
    • 15 Kupplung
    • 16 Förderflanke des ersten Schneckenteiles 13
    • 17 Förderflanke des zweiten Schneckenteiles 14
    • 18 Umlaufrichtung für die Förderung in die Preßdüse 4
    • 19 Windungsstärke des Schneckenganges 10
    • 20 Teilungsstelle der Schnecke 1
    • 21 Längsachse der Schnecke 1
    • 22 Polygonzapfen
    • 23 Polygonbohrung
    • 24 Umlaufrichtung für die Förderung von der Preßdüse 4 weg gerichtet
    • 25 Sicherungsvorrichtung
    • 26 Gewindestift
    • 27 Gewindebohrung
    • 28 Senkbohrung
    • 29 Flanke der Senkbohrung
    • 30,30′ zylindrische Andrehung
    • 31 Grund des Polygonzapfens 22
    • 32 Ende des Polygonzapfens 22
    • 33 Schneckenende
    • 34 Zangenpresse
    • 35 Preßlinge
    • 36 Scheitelpunkt der Polygonfläche 40
    • 37 Flankenwinkel
    • 38 Öffnungswinkel
    • 39,39′ Teilungsflächen der Schneckenteile 13 und 14
    • 40 Polygonfläche
    • 41 Übergangswinkel der Teilungsflächen 39,39′
    • 42 Kugelabschnitt
    • 43 Erzeugende des Schneckenkerns 7
    • 44 Stützflanke

Claims (30)

1. Schneckenpresse mit einer fliegend gelagerten, zur För­derung in eine konische Preßdüse antreibbaren Schnecke, die in einem Schneckentrog mit Speiseöffnung, an den sich eine zu wenigstens einer Austrittsöffnung hin verjüngende Preßdüse anschließt, angeordnet ist, die einen ersten Be­reich des Schneckenkerns mit im wesentlichen gleichblei­bendem Durchmesser und einen daran anschließenden zweiten Bereich mit sich bis zum freien Schneckenende hin verjün­gendem Kerndurchmesser umfaßt und deren, mit wenigstens einem Schneckengang versehener und bis zum freien Ende reichender Teil, zumindest aus zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten mit unterschiedlichen Schneckenwindungen be­steht, von denen der zum freien Schneckenende hin angeord­nete zweite Abschnitt eine geringere Steigung als der davor liegende erste Abschnitt aufweist und die zumindest mit dem zweiten Abschnitt von der konischen Preßdüse umgeben ist und aus zwei Schneckenteilen besteht, von denen der zweite, zum freien Ende der Schnecke hin angeordnete Schneckenteil mit dem ersten Schneckenteil mit einer das auftretende Drehmoment übertragenden Kupplung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als eine großflächig Kräfte übertragende Kupplung (15) ausgebildet ist, bei der der zweite Schneckenteil (14) und der erste Schneckenteil (13) in fester Zuordnung zueinander ange­ordnet sind, so daß die Förderflanke (17) der Schnecken­windungen des zweiten Schneckenteiles (14) an die Förder­flanke (16) der Schneckenwindungen des ersten Schnecken­teiles (13) genau bündig anschließt, oder in Bezug auf den Drehsinn der Schnecke (1) in Umlaufrichtung (18) um ein, im Verhältnis zur Windungsstärke (19) des Schneckenganges (109)geringes Maß, vorzugsweise ein Zehntel, nacheilend versetzt ist und die einmal hergestellte Zuordnung unver­änderlich ist.
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (15) ein Polygonprofil aufweist.
3. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polygonprofil über eine axiale Erstreckung der Kupplung (15) eingearbeitet ist, die wenigstens dem größ­ten Durchmesser des Schneckenkerns (7) entspricht.
4. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (1) zwischen dem zweiten Schneckenteil(14) und dem ersten Schneckenteil (13) am Übergang zwischen dem ersten Bereich (8) des Schneckenkerns (7) mit konstantem Durchmesser und dem zweiten Bereich (9) des Schneckenkerns (7) mit sich verringerndem Durchmesser geteilt ist.
5. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (1) zwischen dem zweiten Schneckenteil (14) und dem ersten Schneckenteil (13) am Übergang zwischen dem ersten Abschnitt (11) des Schneckenganges (10) mit größerer Steigung und dem zweiten Abschnitt (12) des Schneckenganges (10) mit geringerer Steigung geteilt ist.
6. Schneckenpresse nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeich­net, daß die Übergänge zwischen dem ersten Bereich (8) und dem zweiten Bereich (9) des Schneckenkerns (7) und dem ersten Abschnitt (11) und dem zweiten Abschnitt (12) des Schneckenganges (10) im wesentlichen mit der Teilungsstelle (20) der Schnecke (1) zusammenfallen.
7. Schneckenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsstelle (20) eine senkrecht zur Längs­achse (21) der Schnecke (1) verlaufende Ebene bildet.
8. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (15) mit Polygonprofil aus dem Polygonzapfen (22) am zweiten Schneckenteil (14) und der Polygonbohrung (23) im ersten Schneckenteil (13) gebildet ist, wenn nicht mehr als der zweite Bereich (9) des Schneckenkerns (7) mit dem sich verringernden Durchmesser und/oder der zweite Abschnitt(12) des Schneckenganges (10) von der konischen Preßdüse (4) umgeben ist.
9. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, daß die Kupplung (15) mit Polygonprofil aus dem Polygonzapfen (22) am ersten Schneckenteil (13) und der Polygonbohrung (23) im zweiten Schneckenteil (14) gebildet ist, wenn zusätzlich zum zweiten Bereich (9) des Schnecken­kerns (7) und/oder zum zweiten Abschnitt (12) des Schnecken­ganges (10) ein Teil des ersten Bereiches (8)des Schnecken­kerns (7) und/oder des ersten Abschnittes (11)des Schnecken­ganges (10) von der konischen Preßdüse (4) umgeben ist.
10. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (1) zusätzlich zur Umlaufrichtung (18) in entgegengesetzter Umlaufrichtung (24) wenigstens kurzzeitig antreibbar einge­richtet ist, während der die Förderung von der konischen Preßdüse (4) in Richtung auf die Speiseöffnung (3) hin er­folgt.
11. Schneckenpresse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (1) im Bereich der Kupplung (15) mit einer Sicherungsvorrichtung (25) versehen ist, die den ersten Schneckenteil (13) und den zweiten Schneckenteil (14) gegen axiale Verschiebung sichert.
12. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehen­den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungs­vorrichtung (25) wenigstens einen, vorzugsweise mehrere und insbesonders drei, Gewindestift(e) (26) umfaßt, die in (einer) Gewindebohrung(en) (27) des Teiles der Schnecke (1) eingesetzt ist (sind), der die Polygonbohrung (23) umfaßt.
13. Schneckenpresse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrichtung (25) mit jedem Gewindestift (26) in eine Senkbohrung (28) oder eine Ausdrehung des Polygonzapfens (22) greift, wobei der Gewindestift (26) mit seiner Endfläche gegen die zugewandte Flanke (29) der Senkbohrung (28) oder Ausdrehung unter Ausübung einer zwischen den Schneckenteilen (13,14) wirksam werdenden Vorspannkraft, zur Anlage kommt.
14. Schneckenpresse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Gewindestifte (26) am Umfang des Schneckenkerns (7) so angeordnet sind, daß sie im Quer­schnitt der Schnecke (1) gesehen, im mittleren Bereich, vorzugsweise im Scheitelpunkt (36) der Polygonfläche (40) angeordnet sind.
15. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestifte (26) senkrecht zur Längsachse (21) der Schnecke (1) einge­schraubt sind.
16. Schneckenpresse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestifte (26) unter einem spitzen Winkel in Richtung der Vorspannkraft schräg zur Längsachse (21) der Schnecke (1) eingeschraubt sind.
17. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Gewindestifte (26) durch Spannhülsen ersetzt sind.
18. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvor­richtung (25) auf einer zylindrischen Andrehung (30,30′) am Grund (31) oder am Ende (32) des Polygonzapfens (22) angeordnet ist und je nach dem einen den Polygonquerschnitt umschreibenden oder eingeschriebenen Umfang aufweist.
19. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schnecken­teil (14) aus besonders verschleißfestem Material und zwangsweise geringerer Belastbarkeit, vorzugsweise aus heißisostatisch gepreßtem Stahl mit hohem Gehalt an fein verteilten Vanadiumkarbiden, oder aus einem Material mit gleichwertigen Eigenschaften, besteht und vorzugsweise aus einem geschmiedeten Rohling hergestellt ist.
20. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderflanke (17) des zweiten Schneckenteiles (14) einen Flankenwinkel (37) von 60 bis 90° aufweist, der vorzugsweise nahe an 90° liegt und 75° betragen kann.
21. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aufeinander­folgenden Windungen des Schneckenganges (10) ein Öffnungs­winkel (38) von 15 bis 45°, vorzugsweise von 30°, eingehal­ten ist.
22. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schnecken­teil (14) zumindest im Bereich des freien Schneckenendes(6) eine Verjüngung des Schneckenganges (10) aufweist, die zur Längsachse (21) der Schnecke (1), gemessen an einer Tangen­te an den Schneckengang (10),zwischen 15 und 30 und vor­zugsweise 20 Winkelgrade beträgt.
23. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schnecken­teil (14) zumindest im Bereich des freien Schneckenendes(6) eine Verjüngung des Schneckenkerns (7) aufweist, die zur Längsachse (21) der Schnecke (1), gemessen an einer Erzeu­genden (43) des Schneckenkerns (7), zwischen 2 und 10 und vorzugsweise 5 Winkelgrade beträgt.
24. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schnecken­teil (14) an seinem freien Schneckenende (6) mit einer Form abschließt, die einem Rotationskörper stetiger Krümmung mit dem Scheitelpunkt in der Schneckenlängsachse (21) ent­spricht, der vorzugsweise einen Kugelabschnitt(42) bildet, dessen Halbmesser zwischen Schneckenkerndurchmesser am freien Schneckenende (6) ein Verhältnis von 1: 0,3 bis 1 : 0,8 und vorzugsweise 1 : 0,5 bildet.
25. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsflächen (39,39′) der Schneckenteile (13,14) unter einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel zur Längsachse (21) der Schnecke (1) verlaufend ausgebildet sind, so daß zwischen dieser und der Polygonfläche (40) des Polygonzapfens (22) an dessen Grund (31) ein größerer Übergangswinkel (41) als 90 Winkel­grad hergestellt ist, wobei die Teilungsflächen (39,39′) kegelige oder kugelige Gestalt aufweisen, oder Flächen höherer Ordnung bilden.
26. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsflächen (39,39′) der Schneckenteile (13,14) an der Teilungsstelle (20) der Schnecke (1) fein geschliffen ausgeführt sind.
27. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsfläche (39) des ersten Schneckenteiles (13) der Schnecke (1), sowie die Fläche der Polygonbohrung (23) und vorzugsweise die Außenfläche des ersten Schneckenteiles (13) zumindest in dem Bereich, in dem sie vom Preßgut beaufschlagt wird, mit einem gegen Korrosion schützenden Überzug versehen ist, der auf der Teilungsfläche (39) der auftretenden Pressung standhält und vorzugsweise durch Gasnitrierung des ersten Schneckenteiles (13) erhalten wird.
28. Schneckenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehen­den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schneckenteil (14) mit dem Schneckenende (33) im wesent­lichen bei der Stelle der konischen Preßdüse (4) endet, an der deren Verjüngung, d.h. den geringsten Durchmesser aufweisend, aufhört.
29. Schneckenpresse mit einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (1) von einer oben liegenden Speiseöffnung (3) mit Preßgut beaufschlagt wird und vorzugsweise den ersten Schnecken­teil (13) im wesentlichen überstreicht.
30. Schneckenpresse mit einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (1) zur Herstellung von Preßlingen (35) aus vorzerkleinertem Abfallpapier mit einer Vorrichtung für die Zugabe von Wasser während des Misch-und Preßvorganges im Bereich der konischen Preßdüse (4) ausgestattet ist.
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