EP0359285B1

EP0359285B1 - Vorrichtung zum Brikettieren von pflanzlichem Halmgut, insbesondere Stroh

Info

Publication number: EP0359285B1
Application number: EP89117142A
Authority: EP
Inventors: Franz Haimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1989-09-15
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-09-15
Also published as: EP0359285A3; DE58907939D1; DE3831528A1; EP0359285A2; ATE107576T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brikettieren von pflanzlichem Halmgut, insbesondere Stroh.
Aus der DE-OS 34 22 658 ist eine Strohbrikettierungsvorrichtung mit einem Schneckenverdichter bekannt, dessen rotierend antreibbare Schnecke an ihrem in Förderrichtung vorderen Ende eine in Förderrichtung kegelförmig sich verjüngende, durch mehrere Windungen von zwei von einem kegelförmigen Schneckenkern abstehenden Schneckenwendeln bestimmte Außenkontur hat. Der Kegelabschnitt der ansonsten zylindrischen Schnecke ragt in einen konusförmigen Verdichterraum eines Schneckengehäuses, in welches die fliegend gelagerte Schnecke hineinragt.
Über dem zylindrischen Teil der Schnecke ist ein Einfülltrichter für das zu brikettierende Stroh angebracht, das von der rotierenden Schnecke in dem Kegelschneckenabschnitt verdichtet und über eine Auslaßöffnung am verjüngten Ende der Konusfläche des Schneckengehäuses herausgedrückt wird. Über eine an die Auslaßöffnung der Konusfläche anschließende, rohrförmige Preßmatrize mit veränderbarem Auslaßquerschnitt kann der Preßdruck des Kegelschneckenverdichters gesteuert werden.
Das zu brikettierende Stroh wird unter dem Preßdruck des Kegelschneckenverdichters stark komprimiert, wobei es sich erwärmt und aufgrund seines Ligningehalts in der Wärme zu einem auch in warmem Zustand nur wenig fließfähigen Strohkuchen verbäckt. Da es insbesondere am Übergang des Innenkonus des Schneckengehäuses zur Preßmatrize zu Stauungen kommen kann, die die Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters verstopfen, ist in der Schnecke der aus der DE-OS 34 22 658 bekannten Vorrichtung ein Preßstempel axial verschiebbar angeordnet, der periodisch das in dem Schneckengehäuse sich ansammelnde verdichtete Stroh in die Preßmatrize ausschiebt. Es hat sich allerdings gezeigt, daß der Ligningehalt des Strohs nicht nur die Brikettierung ermöglicht, sondern auch den in der Schnecke verschiebbar geführten Preßstempel bis zur Unbeweglichkeit mit der Schnecke verklebt. Die bekannte Vorrichtung kann damit nur in vergleichsweise kurzen Betriebsintervallen betrieben werden, bevor sie zerlegt und gereinigt werden muß.
Aus US-A 4 632 795 ist eine Strohpresse mit einem vergleichsweise langen Schneckenverdichter bekannt, dessen Verdichterschnecke in einem langen zylindrischen Abschnitt zum Auslaßende hin abnehmende Steigung ihrer Schneckenwendel hat und lediglich in einem kurzen Bereich unmittelbar vor dem Auslaßende in eine Kegelschnecke übergeht. Die Kegelschnecke endet in einem konischen Ansatz, der in eine konische Öffnung eines axial zur Kegelschnecke verschiebbaren Kolbenkopfs eingreift. Der Kolbenkopf wird von einem Hydraulikantrieb abhängig vom Förderdruck der Kegelschnecke verstellt. Der Förderdruck wird mittels eines Drucksensors erfaßt. Die Kegelschnecke ist ihrerseits in einem ebenfalls konischen Schneckengehäuse untergebracht, welches auf seiner Innenseite wendelförmige Rippen trägt, deren Windungssinn entgegengesetzt dem Windungssinn der Schneckenwendel ist. Die bekannte Strohpresse vermahlt das Stroh in der sehr langen zylindrischen Förderschnecke und preßt das vermahlene Gut zu Granulat. Der konische Ringspalt zwischen dem Kegelvorsprung und der konischen Öffnung des Kolbenkopfs sorgt hierbei für den Rückstau des von der Kegelschnecke geförderten Materials.
Aus WO 84/03252 ist es ferner bei einer mit einem Preßkolben komprimierenden Brikettiervorrichtung für Stroh oder dergleichen bekannt, das aus zwei Zungen zusammengesetzte Matrizenrohr durch Antriebe, die über ein Regelventil aus einer Druckquelle gespeist werden, so zu steuern, daß die Belastung des den Preßkolben antreibenden Motors in vorbestimmten Grenzen gehalten wird.
Eine weitere Vorrichtung zur Herstellung von Briketts aus Pflanzenfasern ist aus dem deutschen Patent 627 048 bekannt. Bei dieser Vorrichtung beschickt eine Kegelschnecke einen konusförmigen Verdichterraum, der zu einem Matrizenrohr hin durch einen mit der Kegelschnecke rotierenden Messerkopf abgeschlossen ist. Der Messerkopf erzeugt den Rückhaltedruck des Schneckenverdichters und schält mit einer Schneide das in dem Verdichterraum verdichtete Material ab. Das abgeschälte Material wird über einen Spalt nacheinander in Matrizenrohre einer schrittweise drehbaren Revolvermatrize eingeführt.
Schließlich ist aus dem Schweizer Patent 261 187 eine Presse zur Verfestigung von Holzabfällen bekannt, die über einen Trichter einem Zylinderraum zugeführt werden, in welchem sie von einem Kolben über einen vorbestimmten Hub verdichtet werden. An den Ausgang des Zylinders schließt sich eine durch axiale Stangen gebildete, konisch sich verjüngende Preßmatrize an, in die die im Zylinder komprimierten Preßlinge nacheinander ausgeschoben werden. Zwischen den durch Ringe miteinander verbundenen, axialen Stangen erstrecken sich axiale Schlitze, über die beim Komprimieren zwischen den Holzabfällen eingeschlossene Luft aus den Preßlingen entweichen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Brikettierung von pflanzlichem Halmgut, insbesondere Stroh, zu schaffen, die es bei kontinuierlichem, nicht zu Betriebsstörungen neigenden Betriebsablauf erlaubt, das pflanzliche Halmgut zu sehr harten Körpern zu brikettieren.
Ausgang der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Brikettieren von pflanzlichem Halmgut, insbesondere Stroh, mit einem Kegelschneckenverdichter, dessen rotierend antreibbare Schnecke zumindest an ihrem in Förderrichtung vorderen Ende eine in Förderrichtung kegelförmig sich verjüngende, durch mehrere Windungen wenigstens einer von einem kegelförmigen Schneckenkern abstehenden Schneckenwendel bestimmte Außenkontur hat und in einem konusförmigen Verdichterraum eines Schneckengehäuses hineinragt, dessen Innenkonusfläche mit zumindest einer zur Schnecke hin vorstehenden Führungsleiste für das Halmgut versehen ist und am verjüngten Ende der Innenkonusfläche eine Auslaßöffnung für das verdichtete Halmgut hat, und mit einer mit dem Schneckengehäuse verbundenen, in Förderrichtung gleichachsig zur Kegelachse der Kegelschnecke auf die Auslaßöffnung des Verdichterraums folgenden, im wesentlichen rohrförmigen Preßmatrize mit mehreren radial beweglichen Zungen, die von einem hydraulischen Stellantrieb zur Änderung des Auslaßquerschnitts des Matrizenrohrs der Preßmatrize gegeneinander bewegbar sind.
Die erfindungsgemäße Verbesserung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiste die Schnecke in Form einer Kegelwendel mit zum Windungssinn der Schnecke entgegengesetztem Windungssinn umschließt, daß an die Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters ein Ringteil anschließt, an dessen Innenmantel eine Vielzahl zur Umgebung hin offener, axial verlaufender, enger Entgasungsschlitze münden, daß dem Kegelschneckenverdichter ein Preßdrucksensor zugeordnet ist und daß der Stellantrieb abhängig von dem Preßdrucksensor derart steuerbar ist, daß der Auslaßquerschnitt des Matrizenrohrs bei Überschreiten eines Preßdrucksollwerts erweitert und bei Unterschreiten verengt wird.
Die Erfindung geht hierbei von einer an der Innenkonusfläche des Schneckengehäuses der bekannten Vorrichtung angeordneten, zur Schnecke hin vorstehenden Führungsleiste aus. Bei der bekannten Vorrichtung sind an dem Konusinnenmantel mehrere in Achsrichtung der Schnecke sich erstreckende Führungsleisten vorgesehen, durch die das Verdrehen des Strohkuchens während des Verdichtens verhindert werden soll. Die Erfindung geht von diesem Prinzip ab und läßt eine Drehbewegung des Strohkuchens in dem Kegelschneckenverdichter zu. Die Führungsleiste umschließt die Schnecke in Form einer Kegelwendel mit zum Windungssinn der Schnecke entgegengesetztem Windungssinn, womit die Führungsleiste den sich drehenden Strohkuchen zur Auslaßöffnung des Innenkonus des Schneckengehäuses schraubt und für einen gleichmäßigen und störungsfreien Abfluß zur Preßmatrize sorgt. Preßstempel oder dergleichen, die bei der bekannten Vorrichtung vorgesehen sind, können damit entfallen.
Unter einer Führungsleiste soll hier und im folgenden ein langgestrecktes Element verstanden werden, welches in der Lage ist, auf das verdichtete, rotierende Halmgut in Förderrichtung zu schrauben. Das Element kann insbesondere auch die Form einer Rippe oder eines Stegs haben, der zum Beispiel durch Nuten des Schneckengehäuses auch einteilig an dem Schneckengehäuse angeformt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Brikettierung pflanzlichen Halmguts aller Art und Konsistenz; sie wird aber insbesondere zur Brikettierung trockenen Halmguts, wie zum Beispiel Stroh, eingesetzt.
Durch die Verdichtungswirkung des Kegelschneckenverdichters wird das Stroh vielfach so weit erwärmt, daß sein Wasseranteil zumindest teilweise verdampft. Durch die Erfindung wird vermieden, daß sich aufgrund der Stauwirkung der Dampfdruck im Bereich der Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters so weit erhöhen kann, daß es zu Überdruckschäden an der Vorrichtung kommt. Auch wird die Gefahr vermieden, daß das verdichtete Stroh durch übermäßigen Dampfdruck explosionsartig aus der Preßmatrize herausgetrieben wird. Schäden und Gefahren dieser Art verhindert das zwischen der Auslaßöffnung des konusförmigen Verdichterraums des Kegelschneckenverdichters und der an die Auslaßöffnung in Förderrichtung anschließenden Preßmatrize angeordnete Ringteil, an dessen Innenmantel eine Vielzahl zur Umgebung hin offene Entgasungskanäle münden. Bei den Entgasungskanälen handelt es sich um Kapillarkanäle mit sehr geringer Breite, beispielsweise in der Größenordnung von einem Zehntel Millimeter, durch die sich entwickelnder Dampf entweichen kann. Bei dem Ringteil handelt es sich zweckmäßigerweise um ein in Funkenerosionstechnik hergestelltes Bauteil.
Die Entgasungskanäle sollen im wesentlichen nur den Durchtritt von Dampf und gegebenenfalls auch Feinstaub zulassen. Sie haben die Form axial verlaufender Schlitze, die zur Verbesserung der Dampfableitung in radial darüberliegende, axial verlaufende breitere Abführkanäle übergehen. Während die Entgasungskanäle an axial beiden Stirnseiten des Ringteils durch daran anliegende Flächen benachbarter Bauteile abgeschlossen sind, liegen die Abführkanäle zumindest an einer Stirnseite des Ringteils zur Umgebung hin offen, wozu gegebenenfalls in dem benachbarten Bauteil, beispielsweise dem Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters, ein zur Umgebung offener Ringkanal eingearbeitet sein kann.
Um das Ringteil leichter herstellen zu können, ist es zweckmäßigerweise nicht integraler Bestandteil des Schneckengehäuses oder der Preßmatrize sondern sitzt als gesondertes Bauteil in einer zum Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters hin offenen Kammer eines Matrizenrohrs der Preßmatrize.
Dem Kegelschneckenverdichter der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Preßdrucksensor zugeordnet, und der Stellantrieb ist abhängig von dem Preßdrucksensor steuerbar. Der Preßdrucksensor kann auf den tatsächlichen, zwischen der Schnecke und dem Schneckengehäuse wirkenden Druck ansprechen, läßt sich aber einfacher realisieren, wenn er den Preßdruck über einen indirekten Parameter erfaßt, beispielsweise über das Antriebsdrehmoment der Schnecke des Kegelschneckenverdichters.
Die an die Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters der z.B. aus der DE-OS 34 22 658 bekannten Vorrichtung sich anschließende Preßmatrize hat ein im wesentlichen gleichachsig zur Kegelachse des Kegelschneckenverdichters sich erstreckendes, durch zwei axiale Schlitze in zwei Hälften unterteiltes Matrizenrohr, dessen Auslaßquerschnitt durch eine radial angreifende, hydraulische Zange variiert werden kann. Der Auslaßquerschnitt einer solchen Preßmatrize läßt sich jedoch nur relativ ungenau justieren. Darüberhinaus muß zur Einstellung des Auslaßquerschnitts ein vergleichsweise hoher Hydraulikdruck ständig aufgebracht werden.
Eine exaktere Justierung des Auslaßquerschnitts bei verringerten Stellkräften läßt sich erreichen, wenn auf der Außenseite des durch die axial verlaufenden Schlitze in radial bewegliche Zungen unterteilten Matrizenrohrs Keilflächen vorgesehen sind, die ein Spannring gemeinsam umschließt. Der Spannring und das Matrizenrohr sind relativ zueinander axial beweglich geführt und werden von Federn in axialer Richtung gegeneinander vorgespannt. Der Stellantrieb des durch den Spannring und die Keilflächen gebildeten Keilgetriebes verstellt den Spannring gegen die Kraft der Federn. Der Neigungswinkel der Keilflächen ist vorzugsweise so gewählt, daß Selbsthemmung eintritt, womit der Stellantrieb nicht mehr den Preßdruck des Strohs aufnehmen muß. Die vom Stellantrieb aufzubringende Stellkraft kann noch weiter verringert werden, wenn die Federn den Spannring und das Matrizenrohr in Richtung einer Verengung des Auslaßquerschnitts der Preßmatrize gegeneinander vorspannen. Diese Gestaltung der Preßmatrize ist auch bei anderen Halmgut-Brikettiervorrichtungen als der vorstehend erläuterten Vorrichtung einsetzbar.
In einer ersten Variante der Preßmatrize ist das Matrizenrohr fest mit dem Schneckengehäuse und einer Maschinenbasis des Kegelschneckenverdichters verbunden. Um den Umfang des Matrizenrohrs herum sind mehrere Federn verteilt, die sich an einem Stützflansch des Matrizenrohrs einerseits und an Köpfen von axial verlaufenden, fest mit der Preßmatrize oder der Maschinenbasis verbundenen Zugstangen abstützen. Eine solche Preßmatrize kommt mit vergleichsweise wenigen Bauteilen aus.
In einer zweiten Variante bilden das Matrizenrohr und das Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters eine Baueinheit, die in Achsrichtung der Schnecke relativ zur Schnecke und der Maschinenbasis beweglich geführt ist. Diese Variante hat den Vorteil, daß nicht nur der Auslaßquerschnitt der Preßmatrize variiert werden kann, sondern auch das freie Innenvolumen des Kegelschneckenverdichters. Die Keilflächen sind so angeordnet, daß bei einer Erweiterung des Auslaßquerschnitts der Preßmatrize das Schneckengehäuse in Förderrichtung der Schnecke von dieser entfernt wird. Der Druck in dem Verdichterraum nimmt damit unmittelbar auf die Verstellbewegung aufgrund der Erweiterung des Verdichterraums ab und unterstützt augenblicklich die Entlastungswirkung der sich öffnenden Preßmatrize. Im umgekehrten Fall wird beim Schließen der Preßmatrize der Druckanstieg im Verdichterraum beschleunigt.
Bei den vorstehend erläuterten Matrizenrohren wird das in dem Matrizenrohr gestaute Material an dem der Auslaßöffnung gegenüberliegenden Ende des Matrizenrohrs durch den Förderdruck des Kegelschneckenverdichters ausgeschoben. Das Matrizenrohr muß deshalb so lang sein, daß das verdichtete Material an seinem Auslaßende zu einer festen Masse erkaltet ist. Dies setzt vergleichsweise lange Matrizenrohre voraus, um die Preßmasse unter Druck in dem Matrizenrohr erstarren zu lassen.
Unter Berücksichtigung dieser Problematik betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung von Brikettieren von pflanzlichem Halmgut, insbesondere Stroh, mit einem Kegelschneckenverdichter, dessen rotierend antreibbare Schnecke zumindest an ihrem in Förderrichtung vorderen Ende in eine in Förderrichtung kegelförmig sich verjüngende, durch mehrere Windungen wenigstens einer von einem kegelförmigen Schneckenkern abstehenden Schneckenwendel bestimmte Außenkontur hat und in einen konusförmigen Verdichterraum eines Schneckengehäuses hineinragt, dessen Innenkonusfläche mit zumindest einer zur Schnecke hin vorstehenden Führungsleiste für das Halmgut versehen ist und am verjüngten Ende der Innenkonusfläche eine Auslaßöffnung für das verdichtete Halmgut hat, und mit einer vor der Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters angeordneten Preßmatrizenanordnung, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Führungsleiste die Schnecke in Form einer Kegelwendel mit zum Windungssinn der Schnecke entgegengesetztem Windungssinn umschließt, daß die Preßmatrizenanordnung als Revolver-Preßmatrize ausgebildet ist, deren an einem gemeinsamen, drehbar gelagerten Revolverkopf angeordnete Matrizenrohre einzeln nacheinander zur Auslaßöffnung ausrichtbar sind und daß zwischen der Auslaßöffnung des Verdichterraums und der Revolverpreßmatrize ein Ringteil angeordnet ist, an dessen Innenmantel eine Vielzahl zur Umgebung hin offene, axial verlaufende, enge Entgasungsschlitze münden.
Der Revolver-Preßmatrize kann eine gegen die Auslaßöffnung in Umfangsrichtung des Revolverkopfs versetzte Ausstoßstation zugeordnet sein. Die Revolver-Preßmatrize umfaßt dann eine Vielzahl Matrizenrohre, die ausschließlich unter dem Gesichtspunkt der Brikettformung und der Erzielung eines ausreichend hohen Rückhaltedrucks des Kegelschneckenverdichters bemessen sind, was die Steuerung des Brikettierungsprozesses erleichtert, da der Verdichtungsprozeß unabhängig von dem Ausstoßschritt ab läuft.
Zweckmäßigerweise hat der Revolverkopf eine der Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters axial gegenüberliegende, ortsfeste Verschlußwand, die zumindest das jeweils zur Auslaßöffnung ausgerichtete Matrizenrohr auf der von der Auslaßöffnung abgewandten Seite verschließt. Das Matrizenrohr bildet zusammen mit der Verschlußwand eine Kammer, in die der Schneckenverdichter hineinfördert und die vorzugsweise bereits die endgültige Größe der zu fertigenden Briketts hat. Auf diese Weise entfällt der bei den vorstehend erläuterten, endseitig offenen Matrizenrohren erforderliche Zerteilungsschritt. Zweckmäßigerweise bildet der zur Auslaßöffnung weisende Mündungsrand jedes Matrizenrohres eine Ringmesserschneide, die den aus der Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters austretenden Materialstrang bei der Fortschaltbewegung des Revolverkopfs abschert.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Matrizenrohre in Umfangsrichtung im Abstand voneinander an dem Revolverkopf angeordnet und bilden zwischen sich radial offene Kühlluftdurchlässe. Ein Kühlluftgebläse fördert von radial innen nach radial außen Kühlluft durch diese Kühlluftdurchlässe, so daß das brikettierte Material während der schrittweisen Annäherung an die Ausstoßstation abkühlen kann. Die Ausstoßstation ist zu diesem Zweck in Förderrichtung gesehen um eine möglichst große Zahl an Matrizenrohren gegen die zur Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters ausgerichtete Position winkelversetzt.
Für den schrittweisen Antrieb des Revolverkopfs hat sich ein gegebenenfalls hydraulisch angetriebenes Klinkenschrittschaltwerk als geeignet erwiesen.
Die Innenkonusfläche des Schneckengehäuses erstreckt sich unter beiden vorstehend erläuterten Aspekten der Erfindung normalerweise in Förderrichtung der Schnecke über die Schnecke hinaus. Auf diese Weise verbleibt in dem Schneckengehäuse vor der Schnecke am Eingang zur Preßmatrize eine verjüngende Kammer, durch die der Preßdruck der Schnecke das bereits verdichtete Stroh treiben muß. Dies wird beträchtlich erleichtert, wenn sich die Führungsleiste bis in den über die Schnecke hinausreichenden Bereich der Innenkonusfläche erstreckt und zweckmäßigerweise bis an die Auslaßöffnung heranreicht. Es versteht sich, daß der Kegelwendel gegebenenfalls auch als mehrgängiger, aus mehreren Führungsleisten bestehender Kegelwendel ausgebildet sein kann.
Halmgut, insbesondere Stroh, muß für die Brikettierung mit einem vergleichsweise hohen Volumenverhältnis verdichtet werden. Bei der z.B. aus der DE-OS 34 22 658 bekannten Brikettierungsvorrichtung ist dem Kegelschneckenverdichter gleichachsig ein Schneckenvorverdichter zugeordnet, der über einen Fülltrichter von oben her mit dem Halmgut beschickt wird. Die Schnecken des Kegelschneckenverdichters und des Schneckenvorverdichters haben einen gemeinsamen Schneckenkern, so daß sich eine beträchtliche Baulänge der Vorrichtung ergibt.
Zur Verringerung der Abmessungen ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß die Schnecke des Kegelschneckenverdichters annähernd über ihre gesamte Förderlänge Kegelform hat und der Schneckenvorverdichter mit quer, insbesondere senkrecht, zur Schneckenachse des Kegelschneckenverdichters verlaufender Schneckenachse unmittelbar an eine Einlaßöffnung im Schneckengehäuse des Kegelschneckenverdichters anschließt. Die sich ergebende bereits vergleichsweise kompakte Anordnung läßt sich zugunsten einer Verkleinerung des Schneckenvorverdichters noch weiter verkleinern, wenn auf der Seite des Schneckenvorverdichters, auf der die Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters gelegen ist, ein Vorpreß-Walzenwerk mit wenigstens zwei zueinander und zur Schneckenachse des Schneckenvorverdichters achsparallelen, gegensinnig rotierend angetriebenen Vorpreßwalzen angeordnet ist, welche das Halmgut zwischen sich vorpressen und in eine Einlaßöffnung des Schneckenvorverdichters quer zu dessen Schneckenachse einschieben. Das zu verdichtende Stroh wird auf der dem Schneckenvorverdichter abgewandten Seite des Vorpreß-Walzenwerks, beispielsweise über ein Förderband, zugeführt und durchläuft während des Transport- und Verdichtungsvorgangs einen im wesentlichen U-förmigen Weg, auf dem die jeweiligen Bearbeitungskomponenten relativ dicht benachbart angeordnet werden können. Die beiden Vorpreßwalzen können hierbei übereinander achsparallel angeordnet und gegebenenfalls relativ zueinander verstellbar sein, und auch über dem Förderband kann eine rotierend angetriebene Schlagleistenwalze je nach ihrer Drehrichtung entweder für eine zusätzliche Vorpreßwirkung oder aber für eine die Beschickungsrate egalisierende Abkämmwirkung sorgen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1: eine teilweise schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Brikettieren von Halmgut, insbesondere Stroh;
Fig. 2: eine Schnittansicht durch die Vorrichtung, gesehen entlang einer Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 4: eine Schnittansicht durch die Vorrichtung, gesehen entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5: eine Schnittansicht durch die Vorrichtung, gesehen entlang einer Linie V-V in Fig. 3
Fig. 6: eine Schnittansicht durch einen Teil einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Brikettierung von Halmgut, insbesondere Stroh,
Fig. 7: eine Schnittansicht durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Brikettierung von Halmgut, insbesondere Stroh, und
Fig. 8: eine teilweise Schnittansicht durch die Vorrichtung, gesehen entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Strohbrikettiervorrichtung, mit der lose geschüttetes, vorab im wesentlichen nicht zerkleinertes oder vermahlenes Stroh zu kompakten Strohbriketts hoher Dichte von wenigstens 0,5 kg/dm³ verdichtet werden kann. Das Stroh wird über einen Einfülltrichter 1 auf ein in Richtung eines Pfeils 3 sich bewegendes endloses Förderband 5 gelegt, welches das Stroh zwischen zwei übereinander mit horizontaler Achse angeordnete Vorpreßwalzen 7, 9 eines allgemein mit 11 bezeichneten Vorpreßwalzenwerks fördert. Die an ihrem Umfang mit Greifzähnen, Leisten oder dergleichen versehenen Vorpreßwalzen 7, 9 werden gegenläufig zueinander angetrieben. Die obere Vorpreßwalze 9 ist beispielsweise an nicht näher dargestellten Armen vertikal beweglich geführt und wird von Federn oder Gewichten gegen die Vorpreßwalze 7 vorgespannt. In der Nähe der Vorpreßwalze 9 ist oberhalb des Förderbands 5 achsparallel eine Leistenwalze 13 angeordnet, die gleichsinnig zur Vorpreßwalze 9 angetrieben wird und für eine weitere Vorverdichtung des vom Förderband 5 zwischen die Vorpreßwalzen 7, 9 eingeführten Strohs sorgt. Alternativ kann die Leistenwalze 13 auch entgegengesetzt rotierend angetrieben werden, wobei sie dann als Kämmwalze dient und für einen gleichmäßigen Strohfluß auf dem Förderband 5 sorgt. Auf der Auslaßseite des Vorpreßwalzenwerks 11 schließt sich ein Schneckenvorverdichter 15 mit einer in einem Schneckengehäuse 17 achsparallel zu dem Vorpreßwalzenwerk 11 angeordneten Verdichterschnecke 19 an. Der Schneckenvorverdichter 15 lenkt das in Richtung des Pfeils 3 transportierte, vorgepreßte Stroh in Achsrichtung der Verdichterschnecke 19 um und sorgt für eine weitere Verdichtung des Strohs. Die Verdichterschnecke 19 hat einen im wesentlichen zylindrischen Schneckenkern 21 und eine wenigstens eingängige Schneckenwendel 23, die sich an ihrem Abgabeende 25 konisch verjüngt. Ein Motor 26 treibt den Schneckenvorverdichter 15, das Vorpreßwalzenwerk 11, die Leistenwalze 13 und gegebenenfalls das Förderband 5 an. Die vorstehend erläuterten Komponenten sorgen für eine weitgehende Vorverdichtung des Strohs, die jedoch noch nicht für eine Brikettierung ausreicht.
Die Brikettierung erfolgt in einem Kegelschneckenverdichter 27, dessen Kegelschnecke 29 mit zur Achse der Vorverdichterschnecke 19 rechtwinklig verlaufender Schneckenachse 31 in einen konusförmigen Verdichterraum 33 eines mit dem Schneckengehäuse 17 fest verbundenen Schneckengehäuses 35 angeordnet ist. Die über Lager 37 fliegend an dem Schneckengehäuse 35 bzw. einer Maschinenbasis gelagerte Kegelschnecke 29 wird über einen Riementrieb 39 von einem nicht näher dargestellten Antriebsmotor angetrieben. Der konusförmige Verdichterraum 33 mündet mit axialem Abstand vom freien Ende der Kegelschnecke 29 in einer Auslaßöffnung 41, an die sich, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, ein Entgasungsring 43 sowie eine Preßmatrize 45 mit hydraulisch steuerbarem Auslaßquerschnitt anschließt. Der Kegelschneckenverdichter 27 nimmt das vorverdichtete Stroh unmittelbar aus dem Schneckenvorverdichter 15 auf, dessen Verdichterschnecke 19 zu diesem Zweck mit ihrem Ende 25 im Bereich des durchmessergrößeren Endes der Kegelschnecke 29 in eine konische Einlaßöffnung 47 des Schneckengehäuses 35 eingreift. Die Förderrichtung des Kegelschneckenverdichters 27 verläuft horizontal und entgegengesetzt zur Förderrichtung 3 des Förderbands 5. Damit ergibt sich insgesamt ein im wesentlichen U-förmiger Verarbeitungsweg, wobei die Komponenten der Strohbrikettierungsvorrichtung auf vergleichsweise engem Raum angeordnet werden können.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen Einzelheiten des Kegelschneckenverdichters 27, des Entgasungsrings 43 und der Preßmatrize 45. Die Kegelschnecke 29 des Kegelschneckenverdichters 27 hat einen kegelstumpfförmigen Schneckenkern 49, von dem eine ein- oder mehrgängige Schneckenwendel 51 mit kegelstumpfförmiger Außenkontur radial absteht. Nach radial außen wird der konusförmige Verdichterraum 33 durch eine mit radial vorstehenden Leisten oder Rippen 53 versehene Innenkonusfläche 55 begrenzt, die sich in Förderrichtung der Kegelschnecke 29 über deren verjüngtes Ende bis zur Auslaßöffnung 41 hin erstreckt und auch in diesem Bereich mit Rippen 53 versehen ist. Die Rippen 53 umschließen die Kegelschnecke 29 in Form einer ein- oder mehrgängigen Wendel, deren Windungssinn entgegengesetzt dem Windungssinn der Schneckenwendel 51 ist und können durch Nuten begrenzt bzw. gebildet sein, die in das Schneckengehäuse 35 eingearbeitet sind.
Die Kegelschnecke 29 fördert das über die Einlaßöffnung 47 zugeführte, vorverdichtete Stroh zur Auslaßöffnung, an der es von der nachfolgenden Preßmatrize 45 gestaut und unter hohem Druck verdichtet wird. Die Verdichtungswirkung erhöht die Temperatur des Strohkuchens so weit, daß es den Strohkuchen zu einem nach der späteren Abkühlung kompakten, mechanisch beanspruchbaren Brikettmaterial verbäckt. Da das verdichtete Stroh von der Kegelschnecke 29 nicht nur in Förderrichtung getrieben, sondern auch zumindest teilweise um die Schneckenachse 31 gedreht wird, unterstützen die schraubenlinienförmig angeordneten Rippen 53 die Förderwirkung, da sie das sich drehende Stroh aufgrund des zur Schneckenwendel 51 entgegengesetzten Windungssinns in Förderrichtung schrauben. Insbesondere unterstützen die Rippen 53 im Bereich der Auslaßöffnung 41 den Übertritt des verdichteten Strohs in den im wesentlichen zylindrischen, durch eine Öffnung 57 des Entgasungsrings 43 und ein Matrizenrohr 59 der Preßmatrize 45 gebildeten Austrittskanal 61. Die Rippen 53 verhindern damit unerwünschtes Verstopfen der Austrittsöffnung 41.
Die Erwärmung des verdichteten Strohs im Verdichterraum 33 ist so stark, daß sich insbesondere im Bereich der Austrittsöffnung 41 aufgrund des Trocknungsprozesses Wasserdampf bilden kann, der zu Überdruckschäden an der Vorrichtung führen kann, insbesondere jedoch das in dem Matrizenrohr 59 enthaltene verdichtete Stroh explosionsartig aus dem Verdichtungsrohr 59 austreiben kann. Um dies zu verhindern, sind in dem an die Austrittsöffnung 41 anschließenden Entgasungsring 43 eine Vielzahl in Umfangsrichtung verteilter Entgasungsschlitze 63 vorgesehen. Die Entgasungsschlitze 63 sind als Kapillarschlitze mit einer Schlitzbreite in der Größenordnung von 1/10 mm ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Länge des Entgasungsrings 43. Die radial innen zur Öffnung 57 offenen Entgasungsschlitze 63 münden in radial darüberliegende breitere Abführkanäle 65, die sich zum Kegelschneckenverdichter 27 hin keilförmig erweitern und an der Stirnseite des Entgasungsrings 43 in einen zur Umgebung hin offenen Ringkanal 67 münden. Die Entgasungsschlitze 63 und die Abführkanäle 65 können beispielsweise durch Elektro-Erosionsverfahren in den Entgasungsring 43 eingearbeitet sein. Der zur leichteren Herstellung als gesondertes Bauteil ausgebildete Entgasungsring 43 sitzt in einer zum Schneckengehäuse 35 hin offenen Kammer 69 eines das Matrizenrohr 59 am Schneckengehäuse 35 haltenden Fußteils 71 der Preßmatrize 45.
Um den Auslaßquerschnitt der Preßmatrize 45 einstellen zu können, hat das Matrizenrohr 59 einen zum Kegelschneckenverdichter 27 hin konusförmig sich erweiternden Außenmantel 73, der durch eine Vielzahl in Umfangsrichtung verteilt angeordneter axialer Schlitze 75 in eine Vielzahl, hier acht, radial federnder Zungen 77 unterteilt ist. Den Außenkonus des Matrizenrohrs 59 umschließen zwei Spannringe 79, 81, die durch justierbare Abstandbolzen 83 zu einer längs des Matrizenrohrs 59 verschiebbaren Einheit verbunden sind. Der Spannring 79 trägt einen radial abstehenden Ringflansch 85, der an mehreren, hier drei, in Umfangsrichtung versetzten, vom Fußteil 71 abstehenden Führungsstangen 87 geführt ist. Auf der dem Fußteil 71 axial abgewandten Seite des Ringflansches 85 sind an Führungsstangen 87 Tellerfederpakete 89 geführt, die sich zwischen dem Ringflansch 85 einerseits und Schraubköpfen 91 der Führungsstangen 87 andererseits abstützen. Die Konusfläche 73 des Matrizenrohrs 59 und die Spannringe 79, 81 bilden ein für den Radialdruck in dem Matrizenrohr 59 selbsthemmendes Keilgetriebe, wobei die Tellerfederpakete 89 die Spannringe 79, 81 in Schließrichtung des Matrizenrohrs 59 vorspannen. Die Übersetzungswirkung des Keilgetriebes reicht aus, um das Matrizenrohr 59 gegen den Druck des verdichteten Strohs schließen zu können. Zum Öffnen des Matrizenrohrs 59 sind an dem Fußteil 71 mehrere, hier drei, gegeneinander versetzte, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten 93 vorgesehen, die sich an dem Ringflansch 85 abstützen und die Spannringe 79, 81 entgegen der Kraft der Tellerfederpakete 89 zum verjüngten Ende der Konusfläche 73 hin drücken. Mit verhältnismäßig geringem Hydraulikaufwand kann auf diese Weise der Auslaßquerschnitt der Preßmatrize 45 gesteuert werden. Die Steuerung kann automatisch erfolgen, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt ist, mittels eines auf das Antriebsdrehmoment der Kegelschnecke 29 ansprechenden Schalters 95 der Hydraulikdruck der Zylinder 93 erhöht wird, wenn das Antriebsmoment und dementsprechend der Preßdruck des Kegelschneckenverdichters 27 über einen vorbestimmten Wert ansteigt, bzw. verringert wird, wenn das Antriebsdrehmoment und damit der Preßdruck unter den vorbestimmten Wert absinkt.
Das aufgrund der Preßwirkung durch den Kegelschneckenverdichter 27 erhitzte Stroh kühlt während des Ausschiebens durch den Auslaßkanal 61 zu einem Brikettstrang ab, der am Ausgang der Preßmatrize 45 durch geeignete Werkzeuge, beispielsweise eine Säge oder dergleichen, in Stücke geschnitten wird. Die Länge des Matrizenrohrs 59 kann verkürzt werden, wenn die einzelnen Zungen 77 mit axial verlaufenden Kühlwasserkanälen 97 versehen sind. In entsprechender Weise können zum Beispiel am Außenumfang des Entgasungsrings 43 Kühlwasserkanäle 99 vorgesehen sein. Zu- und Ableitungen zu den Kühlwasserkanälen 97, 99 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Fig. 6 zeigt eine Variante einer Vorrichtung zum Brikettieren von Stroh, die sich von der Vorrichtung der Fig. 1 bis 5 im wesentlichen nur durch die Art der Steuerung des Auslaßdrucks des Kegelschneckenverdichters unterscheidet. Gleichwirkende Teile sind in Fig. 1 mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bis 5 bezeichnet und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktion dieser Teile wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 5 Bezug genommen.
Während bei der Vorrichtung der Fig. 1 bis 5 die zu einer Einheit miteinander verbundenen Spannringe 79, 81 relativ zur Konusfläche 73 des Matrizenrohrs 59 verschiebbar sind und das Konusrohr 59 über den Fußteil 71 und das Schneckengehäuse 35 fest mit der Maschinenbasis der Vorrichtung verbunden ist, sind bei der Vorrichtung der Fig. 6 die beiden über Abstandbolzen 83a zu einer Einheit verbundenen Spannringe 79a und 81a mit Hilfe von Abstandbolzen 101 an der bei 103 angedeuteten, die Kegelschnecke 29a lagernden Maschinenbasis unbeweglich befestigt. Das Matrizenrohr 59a ist über sein den Entgasungsring 43a aufnehmendes Fußteil 71a am Schneckengehäuse 35a des Kegelschneckenverdichters 27a befestigt und bildet zusammen mit dem Fußteil 71a und dem Schneckengehäuse 35a eine in Richtung der Schneckenachse 31a relativ zur Maschinenbasis 103 und damit relativ zu den Spannringen 79a und 81a verschiebbare Einheit. Die Einheit umfaßt einen hier am Schneckengehäuse 35a angeordneten, radial nach außen abstehenden Ringflansch 105, der an mehreren in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Führungsstangen 107 verdrehsicher, aber verschiebbar, geführt ist. Die von der Maschinenbasis 103 axial abstehenden Führungsstangen 107 tragen an ihren freien Enden Schraubköpfe 109 und führen Tellerfederpakete 111, die sich zwischen dem Ringflansch 105 und den Schraubköpfen 109 abstützen und die Einheit aus Schneckengehäuse 35a und Matrizenrohr 59a entgegen der Förderrichtung der Kegelschnecke 29a zur Maschinenbasis 103 hin vorspannen. Den Spannringen 79a, 81a sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 anstelle einer kontinuierlich durchgehenden Konusfläche zwei Konusflächenabschnitte 73a zugeordnet, die unter Bildung einer Stufe aufeinanderfolgen. Die Konusflächenabschnitte 73a verjüngen sich zum Kegelschneckenverdichter 27a hin, womit die Tellerfederpakete 111 die Preßmatrize 41a wiederum in Schließrichtung vorbelasten. Bei der den Auslaßquerschnitt schließenden, zur Kegelschnecke 29a hin gerichteten Bewegung des Matrizenrohrs 59a wird jedoch nicht nur der Auslaßquerschnitt der Preßmatrize 45a verringert, sondern auch der radiale Abstand zwischen der Kegelschnecke 29a und der Innenkonusfläche 55a des Schneckengehäuses 35a. Mit der Verringerung des Abstands wächst auch der von der Kegelschnecke 29a erzeugte Druck. Anders als im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 muß sich der Druck im Verdichterraum 33a nicht aufgrund der Stauwirkung der Preßmatrize 45a erst nach und nach aufbauen.
Für die Entlastung des Druckraums 33a sind an der Maschinenbasis 103 mehrere in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten 113 vorgesehen, die sich an dem Ringflansch 105 abstützen und die aus Schneckengehäuse 35a, Entgasungsring 43a und Matrizenrohr 59a bestehende Einheit gegen die Kraft der Tellerfederpakete 111 verschieben. Aufgrund dieser Relativverschiebung wird einerseits der Auslaßquerschnitt der Preßmatrize 45a vergrößert und andererseits das Schneckengehäuse 35a von der Kegelschnecke 29a entfernt. Hierdurch verringert sich einerseits die Stauwirkung der Preßmatrize 45a, und andererseits erfolgt eine sofortige Druckminderung in dem Verdichterraum 33a. Die Tellerfederpakete 111 und die Zylinder-Kolben-Einheiten 113 entsprechen in ihrer Funktion den Komponenten 89 und 93 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 bis 5.
Das Schneckengehäuse 35a ist an seiner Innenkonusfläche 55a wiederum mit Rippen 53a versehen, die die Kegelschnecke 29a in Form einer eingängigen oder mehrgängigen Wendel schraubenförmig umschließen und sich über die Kegelschnecke 29a hinaus bis zur Auslaßöffnung 41a erstrecken. Der Windungssinn der Rippen 53a ist dem Windungssinn der Schneckenwendel 51a entgegengesetzt, wodurch die Förderwirkung der Kegelschnecke 29a insbesondere im Bereich der Auslaßöffnung 41a unterstützt wird. Bei der Vorrichtung der Fig. 6 kommt hinzu, daß die aufgrund der Axialbewegung zwischen Kegelschnecke 29a und Schneckengehäuse 35a sich ergebende Pumpwirkung zusätzlich dazu beiträgt, daß unerwünschtes Verstopfen im Bereich der Auslaßöffnung 41a verhindert wird.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Variante einer Vorrichtung zum Brikettieren von Stroh, bei welcher im Gegensatz zur Vorrichtung der Fig. 1 bis 6 anstelle eines einzigen Matrizenrohrs mit steuerbarem Querschnitt eine Revolver-Preßmatrize 121 vorgesehen ist. Die Revolver-Preßmatrize 121 ersetzt die Preßmatrize 45 der Brikettierungsvorrichtung der Fig. 1 bis 5. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bis 5 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben b bezeichnet. Zur Erläuterung dieser Komponenten wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 5 Bezug genommen.
Die Revolver-Preßmatrize 121 schließt unmittelbar an einen Entgasungsring 43b der bereits vorstehend erläuterten Art an, der seinerseits auf die Auslaßöffnung 41b des Kegelschneckenverdichters 27b folgt. Der Kegelschneckenverdichter 27b entspricht der Konstruktion des Verdichters 27 der Fig. 1 bis 5. Die Revolver-Preßmatrize 121 hat einen Revolverkopf 123, der um eine zur Schneckenachse 31b achsparallele Drehachse 125 drehbar an einem Maschinenrahmen 127 gelagert ist. Auf einen Kreis um die Drehachse 125 sind in Umfangsrichtung versetzt eine Vielzahl Matrizenrohre 129 zueinander und zur Drehachse 125 achsparallel angeordnet, derart, daß jeweils eines der Matrizenrohre 129 gleichachsig zur Auslaßöffnung 41b ausgerichtet ist, während gleichzeitig ein anderes Matrizenrohr zu einer Ausstoßstation 131 ausgerichtet ist, in der ein von einem Hydraulikzylinder 133 verschiebbarer Stempel 135 das Matrizenrohr entleeren kann. Ein bei 137 schematisch dargestelltes, am Revolverkopf 123 direkt angreifendes Klinkenschrittschaltwerk 137 transportiert die Matrizenrohre 129 aufeinanderfolgend durch die zur Auslaßöffnung 41b ausgerichtete Position, in der der Schneckenverdichter 27b verdichtetes Material in das Matrizenrohr 129 fördert und nachfolgend in die Ausstoßstation 131. Der dem Entgasungsring 43b zugewandte Öffnungsrand 139 jedes Matrizenrohrs 129 bildet eine ringförmige Messerschneide, die den verdichteten Materialstrang zusammen mit einer durch den Entgasungsrings 43b gebildeten Gegenschneide bei der schrittweisen Drehung des Revolverkopfs 123 abschert. Die einzelnen Matrizenrohre 129 haben einen in Ausstoßrichtung der Ausstoßstation 131 geringfügig konisch sich erweiternden Innenmantel 141, um das Ausstoßen des von dem Matrizenrohr 129 bereits in seine endgültige Form gepreßten Briketts zu erleichtern. Zumindest in der axial der Auslaßöffnung 41b gegenüberliegenden Stellung verschließt eine maschinenrahmenfeste Verschlußwand 143, die aufeinanderfolgend durch diese Position transportierten Matrizenrohre 129.
Die in den Matrizenrohren 129 geformten Briketts erkalten, während die Matrizenrohre 129 von der durch die Auslaßöffnung 41b des Kegelschneckenverdichters 27b bestimmten Position in die durch die Ausstoßstation 131 bestimmte Position transportiert werden. Die Ausstoßstation 131 befindet sich, um eine möglichst lange Kühlzeit zu erreichen, in Drehrichtung 145 (Fig. 8) möglichst weit von der durch den Schneckenverdichter 27b bestimmten Füllposition entfernt. Die Anzahl der in Drehrichtung 145 zwischen der Füllposition und der Ausstoßposition gelegenen Matrizenrohre 129 sollte deshalb möglichst groß sein, verglichen mit der übrigen bzw. in Gegenrichtung zwischen diesen beiden Positionen verbleibenden Matrizenrohre.
Die Matrizenrohre 129 sind in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet, und begrenzen zwischen sich radiale Kühlluftöffnungen 147, durch die hindurch ein gleichachsig zur Drehachse 125 angeordneter Lüfter 149 Kühlluft von radial innen nach radial außen fördert.
Die vorstehend erläuterte Revolver-Preßmatrize 121 kann, nachdem sie mit vergleichsweise kurzen Matrizenrohren 129 auskommt, auch ohne den vorstehend erläuterten Entgasungsring 43b eingesetzt werden. Der Revolverkopf 123 schließt dann im wesentlichen unmittelbar an die Auslaßöffnung 41b des Kegelschneckenverdichters 27b an.

Claims

Vorrichtung zum Brikettieren von pflanzlichem Halmgut, insbesondere Stroh,
mit einem Kegelschneckenverdicher (27), dessen rotierend antreibbare Schnecke (29) zumindest an ihrem in Förderrichtung vorderen Ende eine in Förderrichtung kegelförmig sich verjüngende, durch mehrere Windungen wenigstens einer von einem kegelförmigen Schneckenkern (49) abstehenden Schneckenwendel (51) bestimmte Außenkontur hat und in einen konusförmigen Verdichterraum (33) eines Schneckengehäuses (35) hineinragt, dessen Innenkonusfläche (55) mit zumindest einer zur Schnecke (29) hin vorstehenden Führungsleiste (53) für das Halmgut versehen ist und am verjüngten Ende der Innenkonusfläche (55) eine Auslaßöffnung (41) für das verdichtete Halmgut hat,
und mit einer mit dem Schneckengehäuse (35) verbundenen, in Förderrichtung gleichachsig zur Kegelachse (31) der Kegelschnecke auf die Auslaßöffnung des Verdichterraums (33) folgenden, im wesentlichen rohrförmigen Preßmatrize (45) mit mehreren radial beweglichen Zungen (77), die von einem hydraulischen Stellantrieb (93; 113) zur Änderung des Auslaßquerschnitts des Matrizenrohrs (59) der Preßmatrize (45) gegeneinander bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiste (53) die Schnecke (29) in Form einer Kegelwendel mit zum Windungssinn der Schnecke (29) entgegengesetztem Windungssinn umschließt,
daß an die Auslaßöffnung des Kegelschneckenverdichters (27) ein Ringteil anschließt, an dessen Innenmantel eine Vielzahl zur Umgebung hin offener, axial verlaufender, enger Entgasungsschlitze münden,
daß dem Kegelschneckenverdichter (27) ein Preßdrucksensor (95) zugeordnet ist
und daß der Stellantrieb (93; 113) abhängig von dem Preßdrucksensor (95) derart steuerbar ist, daß der Auslaßquerschnitt des Matrizenrohrs (59) bei Überschreiten eines Preßdrucksollwerts erweitert und bei Unterschreiten verengt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrizenrohr (59) der Preßmatrize (45) auf seiner Außenseite mit Keilflächen (73) versehen ist, daß der radiale Achsabstand der Zungen (77) durch wenigstens einen die Keilflächen (73) gemeinsam umschließenden Spannring (79, 81) bestimmt ist, und daß der Spannring (79, 81) und das Matrizenrohr (59) relativ zueinander axial beweglich und von Federn (89; 111) gegeneinander vorgespannt sind sowie von einen Stellantrieb (93; 113) gegen die Vorspannkraft der Federn (89; 111) gegeneinander bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (89; 111) den Spannring (79, 81) und das Matrizenrohr (59) in Richtung einer Verengung des Auslaßquerschnitts der Preßmatrize (45) gegeneinander vorspannen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrizenrohr (59) fest mit dem Schneckengehäuse (35) des Kegelschneckenverdichters (27) verbunden ist und sich die Keilflächen (73) vom Schneckengehäuse (35) weg verjüngen, daß der Spannring (79, 81) einen radial abstehenden Stützflansch (85) aufweist und um das Matrizenrohr (59) herum mehrere achsparallel zum Matrizenrohr (59) verlaufende Zugstangen (87) fest mit dem Schneckengehäuse (35) verbunden sind, und daß die insbesondere als Tellerfedern ausgebildeten Federn (89) an den Zugstangen (87) geführt und zwischen dem Stützflansch (85) und einem Kopf (91) an vom Schneckengehäuse fernen Ende der Zugstange (87) eingespannt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnechengehäuse (35a) und das Matrizenrohr (59a) zu einer Baueinheit verbunden sind, die relativ zur Schnecke (29a) des Kegelschneckenverdichters (27a) in Richtung der Schneckenachse (31a) verschiebbar an einer die Schnecke (29a) lagernden Maschinenbasis (103) geführt ist, daß der Spannring (79a, 81a) fest mit der Maschinenbasis (103) verbunden ist und daß die Federn (111) zwischen der Baueinheit (35a, 59a) und der Maschinenbasis (103) eingespannt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (35a, 59a) einen radial abstehenden Stützflansch (105) aufweist und um die Baueinheit (35a, 59a) herum mehrere achsparallel zur Schneckenachse (31a) verlaufende Zugstangen (107) fest mit der Maschinenbasis (103) verbunden sind und daß die insbesondere als Tellerfedern ausgebildeten Federn (111) an den Zugstangen (107) geführt und zwischen dem Stützflansch (105) und einem Kopf (109) am von der Maschinenbasis (103) fernen Ende der Zugstange (107) eingespannt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Achsrichtung des Matrizenrohrs (59) gegeneinander versetzte Spannringe (79, 81) zu einer Baueinheit verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdrucksensor (95) auf das Antriebsdrehmoment der Schnecke (29) des Kegelschneckenverdichters (27) anspricht.
Vorrichtung zum Brikettieren von pflanzlichem Halmgut, insbesondere Stroh,
mit einem Kegelschneckenverdicher (27), dessen rotierend antreibbare Schnecke (29) zumindest an ihrem in Förderrichtung vorderen Ende eine in Förderrichtung kegelförmig sich verjüngende, durch mehrere Windungen wenigstens einer von einem kegelförmigen Schneckenkern (49) abstehenden Schneckenwendel (51) bestimmte Außenkontur hat und in einen konusförmigen Verdichterraum (33) eines Schneckengehäuses (35) hineinragt, dessen Innenkonusfläche (55) mit zumindest einer zur Schnecke (29) hin vorstehenden Führungsleiste (53) für das Halmgut versehen ist und am verjüngten Ende der Innenkonusfläche (55) eine Auslaßöffnung (41) für das verdichtete Halmgut hat,
und mit einer vor der Auslaßöffnung (41b) des Kegelschneckenverdichters (27b) angeordneten Preßmatrizenanordnung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiste (53) die Schnecke (29) in Form einer Kegelwendel mit zum Windungssinn der Schnecke (29) entgegengesetztem Windungssinn umschließt,
daß die Preßmatrizenanordnung als Revolver-Preßmatrize (121) ausgebildet ist, deren an einem gemeinsamen, drehbar gelagerten Revolverkopf (123) angeordnete Matrizenrohre (129) einzeln nacheinander zur Auslaßöffnung (41b) ausrichtbar sind,
und daß zwischen der Auslaßöffnung (41b) des Verdichterraums und der Revolver-Preßmatrize (121) ein Ringteil (43b) angeordnet ist, an dessen Innenmantel eine Vielzahl zur Umgebung hin offene, axial verlaufende, enge Entgasungsschlitze münden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Revolver-Preßmatrize (121) eine gegen die Auslaßöffnung (41b) des Kegelschneckenverdichters (27b) in Umfangsrichtung des Revolverkopfs (123) versetzte Ausstoßstation (131) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Revolver-Preßmatrize (121) eine der Auslaßöffnung (41b) des Kegelschneckenverdichters (27b) axial gegenüberliegende, ortsfeste Verschlußwand (143) aufweist, die zumindest das jeweils zur Auslaßöffnung (41b) ausgerichtete Matrizenrohr (129) auf der von der Auslaßöffnung (41b) abgewandten Seite verschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Innenmantel (141) der Matrizenrohre (129) in Ausstoßrichtung der Ausstoßstation (131) konisch erweitert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Auslaßöffnung (41b) weisende Mündungsrand jedes Matrizenrohrs (129) eine Ringmesserschneide (139) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenrohre (129) in Umfangsrichtung im Abstand von einander an dem Revolverkopf (123) angeordnet sind und zwischen sich radial offene Kühlluftdurchlässe (147) bilden und daß ein Kühlluftgebläse (149) vorgesehen ist, welches von radial innen nach radial außen Kühlluft durch die Kühlluftdurchlässe (147) fördert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Matrizenrohre (129) zwischen dem zur Auslaßöffnung (41b) ausgerichteten Matrizenrohr (129) und dem zur Ausstoßstation (131) ausgerichteten Matrizenrohr (129) in Drehrichtung (145) des Revolverkopfs (123) gesehen größer ist als gegen die Drehrichtung (145) gesehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Revolverkopfs (123) ein Klinkenschrittschaltwerk (137) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkonusfläche (55) des Schneckengehäuses (35) in Förderrichtung der Schnecke (29) über die Schnecke (29) hinausreicht und daß sich die Führungsleiste (53) bis in den über die Schnecke (29) hinausreichenden Bereich der Innenkonusfläche (55) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiste (53) bis an die Auslaßöffnung (41) heranreicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Führungsleisten (53) zusammen einen mehrgängigen Kegelwendel bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (29) des Kegelschneckenverdichters (27) annähernd über ihre gesamte Förderlänge Kegelform hat und der Kegelschneckenverdichter (27) mit einer Einlaßöffnung (47) seines Schneckengehäuses (35) unmittelbar an einen Schneckenvorverdichter (15) anschließt, dessen Schneckenachse quer, insbesondere senkrecht, zur Schneckenachse (31) des Kegelschneckenverdichters (27) anschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des Schneckenvorverdichters (15), auf der die Auslaßöffnung (41) des Kegelschneckenverdichters (27) gelegen ist, ein Vorpreß-Walzenwerk (11) mit wenigstens zwei zueinander und zur Schneckenachse des Schneckenvorverdichters (15) achsparallelen, gegensinnig rotierend angetriebenen Vorpreßwalzen (7, 9) angeordnet ist, welche das Halmgut zwischen sich vorpressen und in eine Einlaßöffnung des Schneckenvorverdichters (15) quer zu dessen Schneckenachse einschieben.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorpreßwalzen (7, 9) übereinander angeordnet sind und die obere Vorpreßwalze (9) vertikal beweglich gelagert und von einer Vorspannkraft nachgiebig zur unteren Vorpreßwalze (7) hin vorbelastet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Schneckenvorverdichter (15) abgewandten Seite des Vorpreß-Walzenwerks (11) ein Förderband (5) angeordnet ist, über dem eine rotierend angetriebene Schlagleistenwalze (13) dem Vorpreß-Walzenwerk (11) achsparallel benachbart angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (63) des Ringteils (43) in radial darüberliegende, axial verlaufende breitere Abführkanäle (63) übergehen, die an einer Stirnseite des Ringteils (43) zur Umgebung hin offen liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführkanäle (63) axial in einen zur Umgebung offenen Ringkanal (67) des Schneckengehäuses (35) des Kegelschneckenverdichters (27) münden.
Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführkanäle (63) Keilform haben und sich von dem Kegelschneckenverdichter (27) weg in axialer Richtung verjüngen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmatrize (45) auf ihrer dem Kegelschneckenverdichter (27) zugewandten Seite ihres Matrizenrohrs (59) eine zum Kegelschneckenverdichter (27) hin offene Kammer (69) aufweist, in die der Ringteil (43) eingesetzt und zusammen mit der Preßmatrize (45) am Schneckengehäuse (35) des Kegelschneckenverdichters (27) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Bereich des Ringteils (43) als auch der Preßmatrize (45) jeweils über den Umfang verteilt mehrere Kühlwasserkanäle (97, 99) vorgesehen sind.