EP3551445B1

EP3551445B1 - Pressing head, device for pressing material to be pressed, and method for pressing material to be pressed

Info

Publication number: EP3551445B1
Application number: EP16809381.3A
Authority: EP
Inventors: Hans Ruf
Original assignee: Ruf Maschinenbau & Co KG GmbH
Current assignee: Ruf Maschinenbau & Co KG GmbH
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2026-01-21
Anticipated expiration: 2036-12-09

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Presskopf, eine Vorrichtung zum Pressen von Pressgut und ein Verfahren zum Pressen von Pressgut gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to a press head, a device for pressing material and a method for pressing material according to the preambles of the independent claims.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Werkstücken aus Metallen, fallen Abfallstoffe in der Form von Spänen an. Je nach bearbeitetem Werkstoff findet sich in diesen Spänen ein wichtiges Glied der Wertschöpfungskette. Einerseits sollen keine Rohstoffe verschwendet werden, andererseits sollen oder können die Rohstoffe und vorliegend die Späne wieder verwendet werden.When machining workpieces, especially metal workpieces, waste materials in the form of shavings are produced. Depending on the material being machined, these shavings represent an important link in the value chain. On the one hand, raw materials should not be wasted; on the other hand, the raw materials, and in this case the shavings, should or can be reused.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, diese anfallenden Späne zu pressen, um einerseits das Volumen zu reduzieren. Andererseits können so Schmierstoffe wie Öle oder dergleichen sowie Kühlflüssigkeit aus den Spänen herausgepresst werden. Derartige Pressen sind dem Fachmann als Brikettierpressen bekannt. Brikettierpressen werden insbesondere auch zum Brikettieren von Holzschnitzeln oder auch Trockenhäckseln wie gehäckseltem Gras oder Heu eingesetzt.It is known from the prior art to compress these shavings in order to reduce their volume. Furthermore, lubricants such as oils or similar substances, as well as coolant, can be squeezed out of the shavings. Such presses are known to those skilled in the art as briquetting presses. Briquetting presses are used in particular for briquetting wood chips or dry shredded materials such as chopped grass or hay.

Eine derartige Presse ist mit der DE1627914 bekannt geworden. Die DE1627914 zeigt einen Presskopf mit einem Presskanal und einem, im Presskanal beweglich angeordneten, Presselement. Das bewegliche Presselement übt eine Kraft auf das zu pressende Gut aus, welche mit einer Schraubenspindel einstellbar ist.Such a press is associated with the DE1627914 became known. DE1627914 The figure shows a press head with a press channel and a press element movably arranged within the press channel. The movable press element exerts a force on the material to be pressed, which can be adjusted using a screw spindle.

Die Vorrichtung aus der DE1627914 erweist sich als nicht geeignet zum Pressen von Pressgut, welches eine hohe Inhomogenität aufweist, wie sie bei Spänen vorhanden ist. Klee oder Grasschnitzel, für die der Presskopf gemäss DE1627914 ausgelegt ist, sind gleichmässig gehäckselt und weisen eine homogene Grössenverteilung auf. Pressgut, welches beispielweise bei der mechanischen Bearbeitung von Werkstücken anfällt, weist einen hohen Grad an Inhomogenität auf. Dies ist bedingt durch beispielsweise das Bearbeiten des Werkstückes mit unterschiedlichen Werkzeugen. So können beispielsweise gleichermassen sehr grosse als auch sehr kleine Späne anfallen.The device from the DE1627914 proves unsuitable for pressing materials with high inhomogeneity. exhibits the characteristics present in wood chips. Clover or grass chips, for which the press head according to DE1627914 Chips that are designed for this purpose are uniformly chopped and exhibit a homogeneous size distribution. Pressed material, which is produced, for example, during the mechanical processing of workpieces, exhibits a high degree of inhomogeneity. This is due, for example, to machining the workpiece with different tools. Thus, very large as well as very small chips can be produced simultaneously.

Der Presskopf aus der DE1627914 ist mit einer Feder ausgerüstet, die eine gleichbleibende statische Vorspannkraft auf das Presselement ausübt. Diese Vorspannkraft kann mittels einer Stellschraube vorgängig eingestellt werden, bleibt dann aber unverändert. Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtung betrifft die begrenzte Menge an Pressgut, welches pro Hub verarbeitet oder gepresst werden kann.The press head from the DE1627914 It is equipped with a spring that exerts a constant static preload force on the pressing element. This preload force can be preset using an adjusting screw, but then remains unchanged. Another disadvantage of this known device concerns the limited amount of material that can be processed or pressed per stroke.

DE260831C offenbart einen Presskopf für eine Vorrichtung zum Pressen von Pressgut nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zeigt eine Brikettstrangpresse zur Brikettierung von Braunkohle oder Torf. Sie verfügt über Druckstück zur Verteilung des Druckes. DE260831C Disclosing a press head for a device for pressing material according to the preamble of claim 1, in particular a briquette extrusion press for briquetting lignite or peat. It has a pressure piece for distributing the pressure.

US 3,090,182 zeigt eine Presse zur Pressung von Heu. US 3,090,182 shows a press for pressing hay.

Es ist Aufgabe der Erfindung diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu beheben.The purpose of the invention is to eliminate these and other disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierten Vorrichtungen und Verfahren gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.This problem is solved by the devices and methods defined in the independent claims. Further embodiments are described in the dependent claims.

Ein erfindungsgemässer Presskopf für eine Vorrichtung zum Pressen von Pressgut und insbesondere zum Pressen von Spänen, vorzugsweise eine Strangpresse, umfasst die Merkmale des Anspruchs 1.A press head according to the invention for a device for pressing material and in particular for pressing chips, preferably an extrusion press, comprises the features of claim 1.

Vorzugsweise weist der Presskopf eine Matrize auf, welche vor der Eintrittsöffnung des Presskanales angeordnet ist. Die Eintrittsöffnung des Presskanales fällt dann mit einer Eintrittsöffnung der Matrize zusammen. Das heisst, der Presskanal umfasst die Matrize oder deren Öffnung. Die Matrize weist für jeden Presskanal eine Öffnung auf.Preferably, the press head has a die positioned in front of the entry opening of the press channel. The entry opening of the press channel then coincides with an entry opening of the die. That is, the press channel encompasses the die or its opening. The die has one opening for each press channel.

Dies ermöglicht das Pressen von je einem Brikett pro Presskanal, das heisst mindestens zwei Briketts gleichzeitig, wobei der Querschnitt von jedem Presskanal für jedes Brikett separat einstellbar ist, oder verändert werden kann.This allows one briquette to be pressed per press channel, meaning at least two briquettes simultaneously, whereby the cross-section of each press channel can be adjusted or changed separately for each briquette.

Durch die Veränderung des Querschnittes des Presskanals an seiner Austrittsöffnung relativ zum Querschnitt des Presskanals an seiner Eintrittsöffnung ermöglicht ein mehr oder weniger starkes Festklemmen eines sich im Presskanal befindlichen Briketts. Das Brikett weist beim Pressvorgang zwar naturgemäss einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Presskanals an seiner Eintrittsöffnung entspricht. Durch die Inhomogenität des Pressgutes, welches zu einem Brikett gepresst wird, ist das Brikett aber in seinen Querschnitt mehr oder weniger elastisch, das heisst, einzelnen Briketts weisen eine zueinander unterschiedliche Elastizität auf.The change in the cross-section of the press channel at its outlet relative to the cross-section at its inlet allows for a more or less pronounced clamping of a briquette within the press channel. While the briquette naturally has a cross-section during the pressing process that essentially corresponds to the cross-section of the press channel at its inlet, the inhomogeneity of the material being pressed into a briquette means that the briquette's cross-section is more or less elastic; that is, individual briquettes exhibit different degrees of elasticity.

Durch die Veränderung des Querschnittes des Presskanals ist es damit möglich, eine Halte- oder Klemmkraft auf das Brikett auszuüben, die unabhängig von der Beschaffenheit des Briketts im Wesentlichen gleichbleibend ist. Damit ist gewährleistet, dass ein zweites Brikett, welches nachfolgend im Presskanal gepresst wird, auf einen genügend grossen Widerstand durch das erste Brikett trifft. Damit kann die Qualität des nachfolgenden Briketts verbessert werden. Der Querschnitt der Presskanäle ist dabei für jeden Presskanal individuell einstellbar. Die Qualität der Briketts ist dabei unabhängig von der Beschaffenheit des zu pressenden Pressgutes im Wesentlichen gleichbleibend auf einem hohen Niveau.By changing the cross-section of the press channel, it is possible to exert a holding or clamping force on the briquette, which is independent of the briquette's composition. The cross-section of the press channels is essentially constant. This ensures that a second briquette, subsequently pressed in the press channel, encounters sufficient resistance from the first briquette. This improves the quality of the subsequent briquette. The cross-section of the press channels is individually adjustable for each channel. The quality of the briquettes remains essentially constant and at a high level, regardless of the nature of the material being pressed.

Vorzugsweise sind die Presskanäle in ihren Querschnitt im Wesentlichen hälftig durch das Stützelement und das Presselements gebildet. Dabei ist es vorstellbar, dass sich zwischen dem Stützelement und dem Presselement ein Spalt einstellt, der auch bei einer Verringerung des Querschnitts an der Austrittsöffnung nicht vollständig geschlossen sein muss.Preferably, the press channels are formed in their cross-section essentially half by the support element and half by the press element. It is conceivable that a gap forms between the support element and the press element, which need not be completely closed even if the cross-section at the outlet opening is reduced.

Alternativ wäre es ebenso vorstellbar, dass zwar die Querschnittsfläche des Presskanals durch das Stützelement und das Presselement im Wesentlichen halbiert wird, das Presselement aber lediglich etwa dem Durchmesser des Presskanales entspricht und als Einschubelement am Presskopf ausgebildet ist, welches den Querschnitt des Presskanales vervollständigt.Alternatively, it would also be conceivable that although the cross-sectional area of the press channel is essentially halved by the support element and the press element, the press element only corresponds approximately to the diameter of the press channel and is designed as an insertion element on the press head, which completes the cross-section of the press channel.

Der Presskanal weist dabei zwischen seiner Eintrittsöffnung und seiner Austrittsöffnung eine Längsachse auf und ist entlang dieser, in einer rechtwinkligen Richtung zur Längsachse, offen. Das heisst, die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung sind durch einen offenen Kanal miteinander verbunden. Das Presselement kann sich dabei in diesem offenen Kanal befinden und ist insbesondere darin beweglich angeordnet.The press channel has a longitudinal axis between its inlet and outlet openings and is open along this axis at a right angle to it. This means that the inlet and outlet openings are connected by an open channel. The press element can be located within this open channel and is, in particular, movably arranged within it.

Vorzugsweise weisen die Presskanäle ein gemeinsames Stützelement auf. Dieses Stützelement ist vorzugsweise einteilig, insbesondere einstückig ausgebildet.Preferably, the press channels have a common support element. This support element is preferably one-piece, in particular formed in one piece.

Dies ermöglicht einerseits eine einfache Fertigung und andererseits eine Verbesserung der Kraftaufnahme. Das gemeinsame Stützelement bringt die Presskanäle zudem in eine relativen Lage zueinander, die unveränderlich ist.This allows for simpler manufacturing on the one hand and improved force absorption on the other. The common support element also positions the press channels relative to each other in a fixed position.

Da die Presskanäle jeweils ein separates Presselement aufweisen, ist eine ungleichmässige Abnutzung der Teile oder Bereiche der jeweiligen Presskanäle, welche sich in Stützelement befinden, unproblematisch. Die Haltekraft kann für jeden Presskanal unabhängig eingestellt werden.Since each press channel has a separate pressing element, uneven wear of the parts or areas of the respective press channels located in the support element is not a problem. The holding force can be adjusted independently for each press channel.

Alternativ wäre es ebenso vorstellbar, für jeden Presskanal ein separates Stützelement vorzusehen, oder am Stützelement einzelne Einsätze vorzusehen.Alternatively, it would also be conceivable to provide a separate support element for each press channel, or to provide individual inserts on the support element.

Damit wäre es möglich, am Stellelement lediglich die Teile oder Bereiche zu ersetzen, die eine entsprechende Abnutzung aufweisen und andere Teile oder Bereiche länger zu nutzen.This would make it possible to replace only those parts or areas of the actuator that show corresponding wear and tear, and to use other parts or areas for a longer period.

Die Presskanäle können im Presskopf nebeneinander angeordnet sein.The press channels can be arranged side by side in the press head.

Dies ermöglicht einerseits, das Pressgut in einem im Vergleich zum Stand der Technik breiteren Abschnitt zu sammeln und zu pressen. Andererseits erleichtert dies die Fertigung des Presskopfes. Ein gemeinsames Stützelement muss so beispielsweise nur einseitig bearbeitet werden. Die Presselemente können dabei ebenso nebeneinander angeordnet sein. Dabei können sie gemeinsame Befestigungselemente aufweisen.This allows, on the one hand, the material to be collected and pressed in a wider section compared to the prior art. On the other hand, it simplifies the manufacturing of the press head. For example, a common support element only needs to be machined on one side. The pressing elements can also be arranged side by side and can share common fastening elements.

Alternativ ist es vorstellbar, dass die Presskanäle einander gegenüberliegend angeordnet sind. Das heisst die Presskanäle liegen in einer gemeinsamen Ebene, weisen eine gemeinsame Pressrichtung auf, die Presselemente sind aber einander gegenüberliegend oder diametral angeordnet.Alternatively, it is conceivable that the press channels are arranged opposite each other. This means that the press channels lie in a common plane, have a common pressing direction, but the pressing elements are arranged opposite each other or diametrically.

Nebeneinander angeordnet heisst dabei, dass die Presskanäle in einer ersten Ebene liegen, und die Presselemente in einer zweiten dazu parallelen Ebene.Arranged side by side means that the press channels lie in a first plane, and the press elements in a second plane parallel to it.

Bei einander gegenüberliegenden Presskanälen ergibt sich der Vorteil, dass die Reaktionskraft am Stützelement, die auftritt, wenn das Presselement eine Kraft auf die Briketts ausübt, jeweils durch das gegenüberliegende Presselement bereitgestellt wird. Das heisst, dass in einem idealen Pressvorgang sich das Stützelement im Prinzip in einer kraftneutralen Lage befinden würde. Eine solche ideale Kraftverteilung tritt naturgemäss in der Praxis zwar nicht ein, jedoch können die Kräfte am Stützelement beim gleichzeitigen Betätigen der Presselemente zumindest verkleinert werden.With opposing press channels, the advantage arises that the reaction force on the support element, which occurs when the press element exerts a force on the briquettes, is provided by the opposing press element. This means that in an ideal pressing process, the support element would, in principle, be in a force-neutral position. While such an ideal force distribution naturally does not occur in practice, the forces on the support element can at least be reduced when the press elements are actuated simultaneously.

Vorzugsweise ist der Presskopf derart ausgebildet, dass jedes Presselement um eine, vorzugsweise relativ zum Stützelement fixierte, Drehachse schwenkbar gelagert ist. Diese Achse befindet sich insbesondere im Bereich der Eintrittsöffnung des Presskanals. Die Drehachse ist im Wesentlichen rechtwinklig zum Presskanal angeordnet. Das heisst, die Drehachse befindet sich in einer Ebene parallel zu einer Ebene durch die Längsachse des Presskanals und weist dabei eine Richtung auf, die rechtwinklig zur Längsachse des Presskanales ist. Bei mehreren Presskanälen ist die Ebene durch die mehreren Längsachsen der jeweiligen Presskanäle definiert.Preferably, the press head is designed such that each pressing element is pivotably mounted about a rotational axis, preferably fixed relative to the support element. This axis is located, in particular, in the area of the inlet opening of the press channel. The rotational axis is arranged essentially perpendicular to the press channel. That is, the rotational axis lies in a plane parallel to a plane through the longitudinal axis of the press channel and has a direction perpendicular to the longitudinal axis of the press channel. In the case of multiple press channels, the plane is defined by the multiple longitudinal axes of the respective press channels.

Erfindungsgemäss ist jedem Presselement ein Stellelement zum Verstellen des Presselementes zugeordnet. Dies ermöglicht das Einstellen der Press- oder Haltekraft an jedem Presselement.According to the invention, each pressing element is assigned an adjusting element for adjusting the pressing element. This enables the pressing or holding force to be adjusted at each pressing element.

Dabei ist erfindungsgemäss jedes Stellelement unabhängig einstellbar und insbesondere ebenso unabhängig ansteuerbar.According to the invention, each actuating element is independently adjustable and, in particular, can be controlled independently.

Somit kann, wie vorliegend dargelegt, die Presskraft in jedem Presskanal unabhängig angestellt werden. Dies ermöglicht die Einflussnahme auf das Brikett während des Pressvorganges. Die Stellelemente können dabei beispielsweise als hydraulische oder pneumatische Elemente ausgebildet sein. Ebenso ist vorstellbar, eine Feder vorzusehen. Elektrische oder mechanische Stellelemente sind ebenfalls vorstellbar.As explained above, the pressing force in each press channel can therefore be adjusted independently. This allows for control over the briquette during the pressing process. The actuating elements can be designed, for example, as hydraulic or pneumatic components. A spring can also be used. Electrical or mechanical actuating elements are also conceivable.

Vorzugsweise sind drei Presskanäle nebeneinander angeordnet. Es sind aber auch mehr als drei Presskanäle nebeneinander vorstellbar.Preferably, three press channels are arranged side by side. However, more than three press channels side by side are also conceivable.

Dies erhöht die Kapazität des Presskopfes.This increases the capacity of the press head.

Es ist ebenso vorstellbar, dass zwei Paare von Presskanälen einander gegenüberliegend angeordnet sind. Vorzugweise sind je drei Presskanäle einander gegenüberliegend angeordnet.It is also conceivable that two pairs of press channels are arranged opposite each other. Preferably, three press channels are arranged opposite each other.

Es ist aber auch vorstellbar, dass mehr als drei Presskanäle aneinander gegenüberliegend angeordnet sind.However, it is also conceivable that more than three press channels are arranged opposite each other.

Eine ungleichmässige Anzahl an gegenüberliegend angeordneten Presskanäle ist ebenfalls vorstellbar, beispielsweise können sich auf einer Seite drei und auf der anderen Seite zwei Presskanäle befinden. Weitere Kombinationen sind denkbar.An uneven number of opposing press channels is also conceivable; for example, there could be three press channels on one side and two on the other. Other combinations are possible.

Damit lässt sich ein Presskopf individuell auf eine zugehörige Pressvorrichtung oder auf das zugehörige Pressgut ausrichten. Dies kann beispielsweise von Vorteil sein, wenn bei der Projektierung das zu pressende Gut bekannt ist und dieses beispielsweise eine bestimmte Verteilung oder Grösse aufweist oder ein bestimmtes Gemisch von Pressgut, beispielsweise grosse und kleine Späne. Sind beispielsweise die Presskanäle einander gegenüberliegend in einer Fallrichtung des Pressgutes angeordnet, so kann angenommen werden, dass sich in einem unterem Bereich der Vorrichtung kleinere Späne sammeln und in einem oberen Bereich eher grössere Späne. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn beispielsweise im unteren Bereich zwei und im oberen Bereich drei Presskanäle angeordnet sind. So kann ggf. eine gewünschte Pressung erreicht werden.This allows a press head to be individually aligned with a specific press or the material being pressed. This can be advantageous, for example, if the material to be pressed is known during the design phase and has a specific distribution or size, or is a mixture of materials, such as large and small chips. If, for instance, the press channels are arranged opposite each other in the direction the material falls, it can be assumed that smaller chips will collect in a lower section of the device and larger chips in an upper section. In this case, it can be advantageous to have, for example, two press channels in the lower section and three in the upper section. This allows the desired compression to be achieved.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft daher ebenfalls eine Vorrichtung zum Pressen von Pressgut, insbesondere zum Pressen von Spänen und insbesondere eine Strangpresse, wobei die Vorrichtung zum Pressen von Pressgut wenigstens einen Presskopf wie vorliegend beschrieben umfasst.Another aspect of the invention therefore also relates to a device for pressing material, in particular for pressing chips and in particular an extrusion press, wherein the device for pressing material comprises at least one press head as described above.

Die Vorteile einer derartigen Vorrichtung sind ebenfalls vorliegend bereits erläutert.The advantages of such a device have already been explained.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung einen Presskopf wie vorliegend beschrieben, wobei jeden Presselement ein Stellelement zum Verstellen des Presselementes zugeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Steuervorrichtung zum Einstellen des Stellelementes.Preferably, the device comprises a press head as described herein, wherein each press element is assigned an adjusting element for adjusting the press element. The device includes a control device for adjusting the adjusting element.

Dies ermöglicht das individuelle Einstellen der Vorrichtung und insbesondere der Presskanäle und ebenso das unabhängige Betreiben der Vorrichtung.This allows for individual adjustment of the device and, in particular, the press channels, as well as independent operation of the device.

Vorteilhaft ist jedem Presskanal ein Presskolben zum Pressen des Pressgutes zugeordnet.Advantageously, each press channel is assigned a press piston for pressing the material being pressed.

Dies ermöglicht und vereinfacht die Wartung der Vorrichtung und insbesondere die Wartung des Presskopfes.This enables and simplifies the maintenance of the device and, in particular, the maintenance of the press head.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die Presskolben mittels eines gemeinsamen Zylinders bewegbar sein.In a preferred embodiment, the press pistons can be moved by means of a common cylinder.

Somit sind mit einem einzigen Presshub des Zylinders mehrere Briketts gleichzeitig herstellbar oder pressbar.Thus, several briquettes can be produced or pressed simultaneously with a single press stroke of the cylinder.

Der Aufbau oder die Herstellung der Vorrichtung wird dadurch vereinfach und erleichtert.This simplifies and facilitates the construction or manufacture of the device.

Es wäre aber auch vorstellbar, mehrere Zylinder vorzusehen, die unterschiedliche Gruppen von Presskolben betätigen. Damit wäre beispielsweise ein alternierender Betrieb der Presskolben vorstellbar. Zudem wäre es möglich, die jeweiligen Kräfte an Zylinder zu verringern.However, it would also be conceivable to provide multiple cylinders that actuate different groups of press pistons. This would allow, for example, for alternating operation of the press pistons. Furthermore, it would be possible to reduce the respective forces on the cylinders.

Die Vorrichtung wie vorliegend beschrieben kann einen Vorsammelraum zur Aufnahme und/oder zum Vorverdichten von Pressgut aufweisen. Dabei ist der Vorsammelraum vorzugsweise allen Presskanälen gleichzeitig zugeordnet.The device as described herein may have a pre-collection chamber for receiving and/or pre-compacting the material to be pressed. The pre-collection chamber is preferably assigned to all pressing channels simultaneously.

Typischerweise weist eine Vorrichtung zum Pressen von Pressgut eine Einfüllvorrichtung auf, welche typischerweise als Trichter ausgebildet ist.Typically, a device for pressing material has a filling device, which is typically designed as a funnel.

Dabei wird typischerweise das zu pressende Pressgut im Trichter gesammelt und zum Presskopf geleitet. Dabei kann das Pressgut beispielsweise lediglich durch die Gravitation bis zum Presskopf gefördert werden. Alternativ oder zusätzlich sind weitere Elemente vorstellbar, die das Pressgut befördern, wie beispielsweise Förderschnecken oder dergleichen. Typischerweise befindet sich innerhalb des Trichters in Verbindung zum Presskopf mindestens ein mechanisches Förderelement, welches gewährsleistet, dass immer genügend Pressgut zum Pressen vorhanden ist.Typically, the material to be pressed is collected in the hopper and guided to the press head. The material may then be transported to the press head solely by gravity. The material to be pressed is conveyed. Alternatively or additionally, other elements are conceivable that convey the material, such as screw conveyors or the like. Typically, at least one mechanical conveying element is located within the hopper in connection with the press head, which ensures that there is always enough material available for pressing.

Vorzugsweise mündet eine derartige Förderschnecke in einem Vorsammelraum, der das Pressgut vor dem Pressen aufnimmt. Durch die zwingende Förderung der Förderschnecke kann dabei eine Vorverdichtung des Pressgutes entstehen.Preferably, such a screw conveyor leads into a pre-collection chamber that receives the material to be pressed before pressing. The forced conveying action of the screw conveyor can result in a pre-compaction of the material.

Das Pressgut wird aus dem Vorsammelraum in Briketts gepresst und zur Weiterverarbeitung beispielsweise in einer Mulde gesammelt.The material is pressed from the pre-collection chamber into briquettes and collected for further processing, for example in a trough.

Die Vorrichtung kann dabei als ein anderer Bestandteil einer weiteren Maschine, wie beispielsweise eines Bearbeitungszentrums, ausgebildet sein. Eine separate Ausführung ist ebenfalls vorstellbar. Dabei kann die Vorrichtung zusätzliche Elemente zum Aufstellen, wie beispielsweise ein Maschinengestell, aufweisen.The device can be designed as an integral component of another machine, such as a machining center. A separate version is also conceivable. In this case, the device can include additional elements for setup, such as a machine frame.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen von Pressgut insbesondere mit einer Vorrichtung wie vorliegend beschrieben und bevorzugt mit einem Presskopf wie vorliegend beschrieben.Another aspect of the invention relates to a method for pressing material, in particular with a device as described herein and preferably with a press head as described herein.

Das Verfahren umfasst die in Anspruch 14 aufgelisteten Schritte.The method comprises the steps listed in claim 14.

Die Presskraft auf die zweite Portion des Pressgutes wird durch das bewegliche Presselement eingestellt, insbesondere durch eine Haltekraft der ersten Portion des Pressgutes im Presskanal. Vorzugsweise wird das Pressgut gleichzeitig durch zwei oder mehr Presskanäle gepresst. Vorzugsweise durch eine Anordnung von Presskanälen wie vorliegend beschrieben.The pressing force on the second portion of the material being pressed is adjusted by the movable pressing element, in particular by a holding force of the first portion of the material being pressed in the pressing channel. Preferably, the material to be pressed is pressed simultaneously through two or more pressing channels. Preferably by an arrangement of pressing channels as described herein.

Die Ausgangslage entspricht der Lage der Presskolben im eingefahrenen Zustand, wenn der Presskolben den Vorsammelraum freigibt oder sich in seiner von der Eintrittsöffnung des Presskanals am weitesten möglichen entfernten Lage befindet. Die Endlage des Presskolbens kann einerseits definiert sein, wenn eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt ist, die beispielsweise über eine Messung am Zylinder oder Presskolben bestimmt wird. Es wäre ebenso vorstellbar, dass die Endlage an das Erreichen einer bestimmten Kraft gekoppelt wird.The starting position corresponds to the position of the press piston in its retracted state, when the press piston releases the pre-collection chamber or is in its position furthest possible from the inlet opening of the press channel. The final position of the press piston can be defined, on the one hand, by when a certain distance has been traveled, which is determined, for example, by a measurement on the cylinder or press piston. It would also be conceivable to link the final position to reaching a specific force.

Das Verfahren kann anschliessend wiederholt werden, wobei dabei die vormals zweite Portion zur ersten Portion wird. In der Praxis stellt sich dieses Gleichgewichts zwischen ersten und zweiten Portion erst nach einigem Durchlaufen des Verfahrens ein. Die ersten dieser Takte können somit als Anfahren bezeichnet werden, bis sich ein stabiler Zustand einstellt.The process can then be repeated, with the portion that was previously second becoming the first. In practice, this equilibrium between the first and second portions is only established after several iterations of the process. The first few of these cycles can therefore be described as the start-up phase, until a stable state is reached.

Im laufenden Verfahren ist aber möglich, einen hohen Grad der Qualität der Briketts sowie ebenso eine hohe Stetigkeit der Qualität der Briketts zu erreichen.However, in the ongoing process it is possible to achieve a high degree of quality of the briquettes as well as a high consistency of the quality of the briquettes.

Dieses Verfahren ermöglicht es, dass bei mehreren nebeneinander oder übereinander angeordneten Presskanälen für jeden Presskanal eine entsprechend gleichwertige Qualität der Briketts, die gepresst werden, erreicht wird.This process makes it possible to achieve a correspondingly equivalent quality of briquettes for each press channel when several press channels are arranged next to or above each other.

Erfindungsgemäss wird ein Stellelement zum Einstellen der Haltekraft in Abhängigkeit einer Stellgrösse am Presszylinder oder am Presskolben für jedes Presselement unabhängig eingestellt.According to the invention, an adjusting element for setting the holding force as a function of an adjusting variable on the press cylinder or on the press piston is set independently for each press element.

Dies ermöglicht die individuelle Qualitätssicherung für jeden Presskanal.This enables individual quality assurance for each press channel.

Vorzugsweise wird die Stellgrösse in Abhängigkeit einer Kraft am Presskolben definiert. Die Kraft am Presskolben ist ein unmittelbares Indiz für die Beschaffenheit des Briketts und erlaubt eine klare Aussage über den Pressvorgang.Preferably, the control variable is defined as a function of the force applied to the press piston. The force applied to the press piston is a direct indicator of the briquette's properties and allows for a clear statement about the pressing process.

Dabei können beispielsweise am Presskolben Kraftmessstreifen ähnliche Vorrichtung angebracht sein, die einen Wert zur Definition der Stellgrösse bereitstellen.For example, force measuring strips or similar devices can be attached to the piston, providing a value for defining the manipulated variable.

Vorzugsweise werden die Presskolben hydraulisch betrieben. Dabei kann die Stellgrösse in Abhängigkeit des hydraulischen Druckes definiert werden.Preferably, the press pistons are hydraulically operated. The actuating variable can be defined as a function of the hydraulic pressure.

Anhand der nachfolgenden Figuren werden unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.The following figures describe different embodiments of the present invention.

Dabei zeigt

Figur 1:: eine Vorrichtung zum Pressen von Pressgut
Figur 2:: einen Teil der Vorrichtung aus Figur 1 mit einem Presskopf
Figur 3:: einen Querschnitt durch einen Presskanal der Figur 2 in einer perspektivischen Ansicht
Figur 4:: der Querschnitt aus Figur 3 in einer orthogonalen Ansicht
Figur 5a bis 5c:: unterschiedliche Ausführungsformen eines Presskopfes.

This shows

Figure 1:: a device for pressing material
Figure 2:: a part of the device Figure 1 with a press head
Figure 3:: a cross-section through a press channel of the Figure 2 in a perspective view
Figure 4:: the cross-section from Figure 3 in an orthogonal view
Figures 5a to 5c:: Different designs of a press head.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Pressen von Pressgut S. Die Vorrichtung 200 weist einen Trichter 202 auf, zum Aufnehmen des Pressgutes S. Der Trichter 202 ist mit einer Presseinheit verbunden, welche einen Presskopf 100 beinhaltet. Die Vorrichtung 200 steht auf einem Maschinengestell 201. Figure 1 Figure 200 shows a device 200 for pressing material S. The device 200 has a funnel 202 for receiving the material. of the material to be pressed. The hopper 202 is connected to a pressing unit which includes a pressing head 100. The device 200 stands on a machine frame 201.

Figur 2 zeigt einen Teil der Vorrichtung 200 aus Figur 1. Ein Presskopf 100 befindet sich innerhalb der Presseinheit. Die Presseinheit beginnt hier mit einem Stutzen 101, an den der Einfülltrichter 202 (Figur 1) angeschlossen ist. Innerhalb dieses Stutzens 101 und des Einfülltrichters 202 befindet sich eine Förderschnecke 203 (Figur 3). In der Figur oberhalb und unterhalb des Presskopfes 100 ist je eine Stellvorrichtung 30, 30' angeordnet. Der Presskopf 100 umfasst ein gemeinsames Stützelement 2 sowie sechs Presselemente 3. Gezeigt sind sechs Presselemente 3, wobei zur besseren Übersicht aber jeweils nur eines bezeichnet ist und ebenso beschrieben wird. Das Presselement 3 bildet zusammen mit dem Stützelement 2 den Presskanal 1. Vorliegend sind drei Presskanäle 1 gegenüberliegend zu drei weiteren Presskanälen 1 angeordnet. Jeweils drei der Presskanäle sind nebeneinander angeordnet. Die Stellvorrichtungen 30, 30' wirken mit den Presselemente 3 zusammen. Der Presskopf 100 ist vorliegend aus zwei Seitenplatten gebildet, zwischen denen das Stützelement (2) angeordnet ist. Zum Presskopf 100 gehören ebenso die Presselemente 3, welche zusammen mit dem Stützelement 2 sechs Presskanäle 1 bilden. Figure 2 shows part of the device 200 Figure 1 A press head 100 is located inside the press unit. The press unit begins here with a nozzle 101, to which the filling funnel 202 ( Figure 1 ) is connected. Inside this nozzle 101 and the filling hopper 202 is a screw conveyor 203 ( Figure 3 In the figure, an adjusting device 30, 30' is arranged above and below the press head 100. The press head 100 comprises a common support element 2 and six pressing elements 3. Six pressing elements 3 are shown, but for clarity, only one is labeled and described at any given time. The pressing element 3, together with the support element 2, forms the pressing channel 1. In this case, three pressing channels 1 are arranged opposite each other and three further pressing channels 1. Three of the pressing channels are arranged side by side. The adjusting devices 30, 30' interact with the pressing elements 3. The press head 100 is formed from two side plates, between which the support element (2) is arranged. The pressing elements 3, which together with the support element 2 form six pressing channels 1, also belong to the press head 100.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Längsachse des in Figur 2 gezeichneten Presskanales. Dabei zeigt Figur 3 weitere Details der Vorrichtung gemäss der Figur 1, die in Figur 2 nicht gezeigt sind. So ist in Figur 3 das Maschinengestell 201 ersichtlich, auf dem die Presseinheit mit dem Presskopf 100 angeordnet ist. Die Förderrichtung des Pressgutes ist dabei durch die Förderschnecke 203 und den Presskopf 100 definiert, das heisst die Förderrichtung ist von der Förderschecke 202 in Richtung des Presskopfes 100 mit den Austrittsöffnungen 12. Figure 3 shows a cross-section along the longitudinal axis of the in Figure 2 drawn press channel. This shows Figure 3 further details of the device according to the Figure 1 , which in Figure 2 are not shown. Thus, in Figure 3 The machine frame 201 is visible, on which the press unit with the press head 100 is arranged. The conveying direction of the material being pressed is defined by the auger 203 and the press head 100. This means the conveying direction is from the conveying slot 202 towards the press head 100 with the outlet openings 12.

Zur besseren Übersicht sind jeweils nur einige der gleichen Teile (analog zur Figur 2) beschriftet.For clarity, only some of the same parts are shown (analogous to the Figure 2 ) labelled.

Nicht sichtbar ist in der Figur 3 der Einfülltrichter, in den sich die Förderschnecke 203 erstreckt. Das zu pressende Gut wird in den Einfülltrichter 202 (siehe Figur 1) gegeben und mit der Förderschnecke 203 in den Vorsammelraum 204 gefördert. Das Pressgut wird im Vorsammelraum 204 gesammelt und mittels der Presskolben 4, 4' im Presskopf 100 gepresst. Dazu bewegen sich die Presskolben 4, 4' in Förderrichtung in die Matrize 6 und drücken das zu pressende Gut durch die Matrize 6. Nachgelagert zur Matrize 6 ist der Presskopf 100 angeordnet. Die Presselemente 3 und 3' des Presskopfes 100 sind am Drehachsen 5 und 5' gelagert. Die Presselemente 3 und 3' sind dabei so an den Drehachsen 5 und 5' gelagert, dass sie sich hinzu und von den jeweiligen Stellvorrichtungen 30, 30' wegbewegen können. Nach mehrmaligen Durchführen eines einzelnen Pressvorganges bildet sich innerhalb des Presskanales 1, 1' eine Ansammlung aus einzelnen, immer dichter werdenden Briketts. Diese Briketts werden durch die Presselemente 3, 3' in ihrer Lage im Presskanal 1, 1' gehalten. Durch das Einstellen der Haltekraft durch die Stellelemente 31, 31' an den jeweiligen Presselementen 3, 3' wird ebenso die Reaktionskraft auf die Kraft der Presskolben eingestellt, und damit unmittelbar die Pressung am Brikett in der Matrize 6.What is not visible in the Figure 3 the filling hopper into which the screw conveyor 203 extends. The material to be pressed is fed into the filling hopper 202 (see Figure 1 The material is fed into the pre-collection chamber 204 by the screw conveyor 203. The material is collected in the pre-collection chamber 204 and pressed in the press head 100 by means of the press pistons 4, 4'. For this purpose, the press pistons 4, 4' move in the conveying direction into the die 6 and force the material to be pressed through the die 6. The press head 100 is located downstream of the die 6. The pressing elements 3 and 3' of the press head 100 are mounted on the pivot axes 5 and 5'. The pressing elements 3 and 3' are mounted on the pivot axes 5 and 5' in such a way that they can move towards and away from the respective adjusting devices 30, 30'. After several pressing operations, an accumulation of individual briquettes, becoming increasingly dense, forms within the press channel 1, 1'. These briquettes are held in their position in the press channel 1, 1' by the pressing elements 3, 3'. By adjusting the holding force by the adjusting elements 31, 31' on the respective pressing elements 3, 3', the reaction force to the force of the press pistons is also adjusted, and thus directly the pressing of the briquette in the die 6.

Figur 4 zeigt den Querschnitt gemäss Figur 3 in einer orthogonalen Ansicht. Dabei sind jeweils der Übersichtlichkeit halber nur die Elemente eines einzelnen Presskanales 1 bezeichnet. Der Presskanal 1 weist eine Eintrittsöffnung 11 und eine Austrittsöffnung 12 auf. Im Bereich der Eintrittsöffnung 11 weist der Eintrittskanal 1 einen Querschnitt QA auf, im Bereich der Austrittsöffnung 12 weist der Presskanal 1 einen Querschnitt QE auf. Der Presskanal 1 ist dabei durch das Stellelement 2 und das Presselement 3 gebildet. Das Presselement 3 ist an der Drehachse 5 drehbar gelagert. Dabei ergibt sich im Bereich der Drehachse 5 ein regulärer Querschnitt Q des Presskanals 1. Wenn nun das Stellelement 31 im Bereich des Austrittsöffnung 12 auf das Presselement 3 wikt, so verändert sich naturgemäss der Querschnitt QE an der Austrittsöffnung 12 in Verhältnis zum Querschnitt QA an der Eintrittsöffnung 11. Das Brikett, welches durch die Presskolben 4 in der Matrize 6 geformt wird, weist im Wesentlichen einen Durchmesser auf, der dem Querschnitt der Matrize 6 entspricht. Aufgrund der unterschiedlichen Beschaffenheit der Briketts ist aber die Elastizität der Briketts in Querschnitts- richtung unterschiedlich. Das einmal gepresste Brikett wird durch das nachfolgende Brikett in den Presskanal 1 gefördert. Im Presskanal 1 muss dieses Brikett gehalten werden. Da die Inhomogenität der Briketts untereinander bedeutend ist, kann durch das Einstellen des Presselementes 3 mit dem Stellelement 31 aber trotzdem eine im Wesentlichen gleichbleibende Haltekraft auf die Briketts im Presskanal 1 ausgeübt werden, wodurch innerhalb der Matrize eine bestimmte Gegenkraft oder Reaktionskraft zum Presskolben 4 bereitgestellt wird. Figure 4 shows the cross-section according to Figure 3 in an orthogonal view. For the sake of clarity, only the elements of a single press channel 1 are labelled. The press channel 1 has an inlet opening 11 and an outlet opening 12. In the area of the inlet opening 11, the The inlet channel 1 has a cross-section QA, while in the area of the outlet opening 12, the press channel 1 has a cross-section QE. The press channel 1 is formed by the actuating element 2 and the pressing element 3. The pressing element 3 is rotatably mounted on the axis of rotation 5. This results in a regular cross-section Q of the press channel 1 in the area of the axis of rotation 5. When the actuating element 3 acts on the pressing element 3 in the area of the outlet opening 12, the cross-section QE at the outlet opening 12 naturally changes relative to the cross-section QA at the inlet opening 11. The briquette, which is formed by the press pistons 4 in the die 6, essentially has a diameter that corresponds to the cross-section of the die 6. However, due to the different properties of the briquettes, their elasticity varies in the cross-sectional direction. The briquette that has been pressed is conveyed into the press channel 1 by the following briquette. This briquette must be held in the press channel 1. Since the inhomogeneity of the briquettes among themselves is significant, a substantially constant holding force can nevertheless be exerted on the briquettes in the press channel 1 by adjusting the press element 3 with the adjusting element 31, thereby providing a certain counterforce or reaction force to the press piston 4 within the die.

Die Figuren 5a bis 5c zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Presskopfes. Der Übersichtlichkeit halber sind jeweils nur einzelne von mehreren gleichen Elementen mit Referenzzeichen versehen.The Figures 5a to 5c The figures show different versions of the press head. For clarity, only some of the identical elements are marked with reference symbols.

Figur 5a zeigt nun einen Presskopf mit zwei nebeneinander liegenden Presskanälen 1. Das Stützelement 2 ist vorliegend mit einer Seitenwandung des Presskopfes einstückig ausgebildet. Innerhalb des Presskopfes sind Presskanäle 1 sichtbar, welche mit dem Presselement 3 abgeschlossen sind. Vorliegend bilden zwei Presselemente 3 nebeneinander den Abschluss des nach oben offenen Presskanales 1. Figure 5a Figure 1 shows a press head with two adjacent press channels 1. The support element 2 is formed integrally with a side wall of the press head. Press channels 1 are visible inside the press head, which are connected to the Pressing element 3 are closed. In this case, two pressing elements 3 side by side form the closure of the upwardly open pressing channel 1.

Figur 5b zeigt eine Anordnung gemäss Figur 5a, wobei jeweils zwei Paare von Presskanälen 1 einander gegenüber liegen. Dabei ist es vorstellbar, dass beide Paare der Presskanäle 1 wie in der Figur 5a beschrieben ausgebildet sind. Alternativ wäre es vorstellbar, die Presskanäle 1 und die Presselement 3 wie in der Figur 5c unten abgebildet auszuführen. Dabei wäre es vorstellbar, dass das Stützelement 2 einen zusätzlichen Steg 21 aufweist, der die Presskanäle zueinander unterteilt. Dabei können die Presselemente 3 lediglich mit der Breite des Durchmessers des Presskanals 1 ausgebildet werden, so dass die Presselemente 3 ein Einschubelement für den Presskanal 1 bilden. Figure 5b shows an arrangement according to Figure 5a , wherein two pairs of press channels 1 are located opposite each other. It is conceivable that both pairs of press channels 1 are arranged as in the Figure 5a are designed as described. Alternatively, it would be conceivable to design the press channels 1 and the press element 3 as described in the Figure 5c The design shown below is to be implemented as follows. It would be conceivable for the support element 2 to have an additional web 21 that divides the press channels from each other. The press elements 3 can then be designed with a width equal to the diameter of the press channel 1, so that the press elements 3 form an insertion element for the press channel 1.

Die Figur 5c zeigt eine weitere Ausbildung des Presskopfes, wobei dieser im Wesentlichen der Ausbildung gemäss Figur 5b entspricht, mit dem Unterschied, dass jeweils drei Presskanäle 1 einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei jeweils drei Presskanäle 1 nebeneinander angeordnet sind. Das Stützelement 2 ist hier ebenfalls einstückig mit Seitenwänden des Presskopfes ausgebildet. Die Presselemente 3 entsprechen jeweils der Ausbildung wie zu Figur 5a beschrieben.The Figure 5c shows a further development of the press head, whereby this is essentially the same as the development according to Figure 5b This corresponds to the design, with the difference that three press channels 1 are arranged opposite each other, and three press channels 1 are arranged side by side. The support element 2 is also formed in one piece with the side walls of the press head. The press elements 3 each correspond to the design as described above. Figure 5a described.

Claims

Press head (100) for a device for pressing material, in particular for pressing chips, in particular an extrusion press, comprising
at least two pressing channels (1, 1'), each with an inlet opening (11, 11') and an outlet opening (12, 12') each pressing channel (1, 1') having a supporting element (2, 2'), in particular a fixed supporting element, and a movable pressing member (3, 3'), the pressing member (3, 3') being movable on one side, preferably relative to the supporting element (2, 2'), in particular in the region of the outlet opening (12, 12'), such that a cross section (QA) of the pressing channel at its outlet opening is variable relative to the cross section (QE) of the pressing channel at its inlet opening, characterized in that each pressing element (3, 3') is assigned an adjustment element (31, 31') for adjusting the pressing element (3, 3'), each adjustment element (31, 31') being independently adjustable, in particular independently controllable, so that a pressing or holding force on each pressing element is independently adjustable.
Press head (100) according to claim 1
characterized in that
the pressing channels (1, 1') are formed in their crosssection (Q) essentially half by the supporting element (2, 2') and half by the pressing element (3, 3').
Press head (100) according to claim 1 or 2,
characterized in that
the pressing channels (1, 1') have a common supporting element (2, 2'), wherein the supporting elements (2, 2') are preferably formed in one piece, in particular in one piece.
The press head (100) according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that
the pressing channels (1, 1') are arranged next to each other.
The press head (100) according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that
the pressing channels (1, 1') are arranged opposite each other.
Press head (100) according to any one of claims 1 to 5,
characterized in that
the pressing element (3, 3') is pivotably mounted about an axis of rotation, preferably fixed relative to the supporting element (2, 2'), in particular in the region of the inlet opening (11, 11'), wherein the axis of rotation is arranged substantially perpendicular to the pressing channel.
Press head (100) according to any one of claims 1 to 6,
characterized in that
three pressing channels (1, 1') are arranged next to each other.
Press head (100) according to any one of claims 1 to 7,
characterized in that
three pressing channels (1, 1') are arranged opposite each other.
Device (200) for pressing material, in particular for pressing chips, in particular an extrusion press, comprising at least one press head (100) according to one of claims 1 to 8.
Device (200) according to claim 9 with a press head according to claim 7, comprising a control device for adjusting the adjustment element (31, 31').
Device (200) according to claim 9 or 10, characterized in that a pressing piston (4, 4') for pressing the pressing material is assigned to each pressing channel (1, 1').
Device (200) according to claim 11, characterized in that the pressing pistons (4, 4') are movable by means of a common cylinder.
The device (200) according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the device has a pre-collection chamber (204) for receiving and/or pre-compacting pressing material.
Method for pressing material with a device (200) for pressing material with at least two pressing channels, in particular a device (200) according to one of claims 10 to 13 or a press head according to one of claims 1 to 8, wherein each pressing channel has an inlet opening and an outlet opening, a fixed supporting element and a movable pressing member movable on one side in each case, comprising the steps of
- Feeding pressing material, preferably into a pre-collection chamber

- Pressing of a first portion of the pressing material through at least a first of the at least two pressing channels (1, 1') with a first pressing stroke from an initial position by a forward movement in the direction of a longitudinal axis of the pressing channel (1, 1') of a pressing piston (4, 4'), preferably up to an end position of the pressing piston (4, 4')

- Holding the pressed first portion of the pressing material in the first pressing channel (1, 1') by a movable pressing element (3, 3')

- Return movement of the pressing piston (4, 4') to the starting position

- Feeding a second portion of pressing material

- Pressing the second portion of the pressing material with a second pressing stroke of the pressing piston (4, 4')
whereby
the pressing force on the second portion of the pressing material is adjusted by the movable pressing member (3, 3'), in particular by a holding force of the first portion of the pressing material in the pressing channel (1, 1'), characterized in that an adjustment element (31, 31') for adjusting the holding force is adjusted independently for each pressing member (3, 3') as a function of an adjusting parameter on the pressing cylinder.
Method according to claim 14, characterized in that the adjusting parameter is defined as a function of a force on the pressing piston (4, 4').
Method according to claim 14, characterized in that the pressing piston (4, 4') is operated hydraulically and the adjusting parameter is defined as a function of the pressure.