EP4294572B1 - Hochdruck-walzenpresse - Google Patents

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Publication number
EP4294572B1
EP4294572B1 EP21839491.4A EP21839491A EP4294572B1 EP 4294572 B1 EP4294572 B1 EP 4294572B1 EP 21839491 A EP21839491 A EP 21839491A EP 4294572 B1 EP4294572 B1 EP 4294572B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
roll
rollers
press
press according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21839491.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4294572A1 (de
Inventor
Gereon Wollenhaupt
Malte Ebermann
Oliver Fischer
Eggert De Weldige
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Publication of EP4294572A1 publication Critical patent/EP4294572A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4294572B1 publication Critical patent/EP4294572B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/02—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/283—Lateral sealing shields

Definitions

  • the invention relates to a roller press or high-pressure roller press, in particular a material bed roller mill or compacting machine, with two press rollers rotatably mounted in a press frame (and driven in opposite directions), between which a filling funnel with a pressure zone with a roller gap arranged at the level of the roller axes is formed, the gap width of which can be changed during operation, wherein the filling funnel between the press rollers (or the roller gap) is limited on the roller face side by (two) limiting plates arranged laterally next to the press rollers, wherein the limiting plates are attached to the press frame in such a way that they are movable and subjected to force (or pre-tensioned) that the limiting plates can be pressed back against the force during operation of the roller press (e.g. in the course of a tilted position of a roller) and can therefore also be positioned at an angle.
  • Such a roller press is used in particular for crushing material, especially highly abrasive material, e.g. ore, cement clinker, slag or ceramic raw materials, or for compacting e.g. fertilizers.
  • the roller press is used for high-pressure crushing, for example, and is then also referred to as a material bed roller mill.
  • the roller press can also be used for compacting material.
  • material bed roller mills the individual particles of the feed material are not broken between the surfaces of the two rollers as in a crusher, but they are pressed in a material bed or material bed under high pressure and thus crushed highly efficiently.
  • the feed material is pressed between the rollers to form a slug (e.g. when compacting fertilizers).
  • the two rollers of a roller press are driven in opposite directions.
  • one of the Press rollers are designed as fixed rollers and the other press roller as a loose roller, whereby the loose roller is movable relative to the fixed roller, namely can be adjusted against the fixed roller with a variable gap width.
  • the loose roller can be adjusted against the fixed roller using force generating means, e.g. hydraulically and/or pneumatically, and is thus supported against a hydro-pneumatic spring.
  • the gap between the rollers adjusts itself until a certain pressure acts between the rollers.
  • the gap width is determined by the ratio of the pressing force of the hydraulic system to the reaction forces emanating from the material to be processed.
  • roller gap or the filling funnel with the pressure zone is delimited at the sides by limiting plates that are attached to the press frame and are also referred to in practice as "cheek plates” or filling funnel limits or filling funnel limiting plates.
  • Their shape is often adapted to the zone between the press rollers that tapers in a funnel shape in the direction of rotation of the press rollers or in the conveying direction (the "filling funnel”).
  • the rollers may be inclined relative to one another or the loose roller relative to the fixed roller, so that during operation a roller gap with a gap width that is not identical across the width of the roller may occur.
  • inclinations are in the order of several millimeters to several centimeters in the edge areas.
  • the side limiting plates are not rigidly attached to the press frame, but can be pushed back by applying force, e.g. spring-loaded or hydraulically pre-tensioned.
  • force e.g. spring-loaded or hydraulically pre-tensioned.
  • the use of such spring-mounted hopper limiting plates has proven to be extremely effective in practice.
  • the limiting plates are subject to high levels of wear. It is therefore known to provide the limiting plates with a wear-resistant layer.
  • a wear-resistant layer For example, in the EN 10 2018 113 440 A1 A roller press is described in which plate-shaped wear protection elements on the one hand and pin-shaped wear protection elements on the other hand are used in the high-pressure zone for the wear protection layer of the limiting plates.
  • the WO 2006/124425 A1 It is proposed to provide a large number of movable elements arranged in a matrix on the side boundary plates, which can be designed as rollers, for example.
  • the rollers distributed in a matrix on the "cheek plates” are intended to allow the surface to move with the material, thus reducing friction and consequently wear.
  • the side limiting plates attached to the press frame are dispensed with and instead limiting elements, e.g. circumferential flanges, are attached to one of the rollers, which are connected to one of the rollers in a rotationally fixed manner, so that these side flanges rotate with the rollers and are therefore moved at the speed of the material.
  • limiting elements e.g. circumferential flanges
  • the disadvantage is that these side flanges do not easily allow the idler roller to be tilted, so that a homogeneous material feed across the width of the machine must be ensured.
  • Such a roller mill with side flanges to limit the roller gap is used, for example, in the EN 37 01 965 A1 described.
  • the EN 10 2018 108 690 A1 elastic deformation of the flanges is permitted.
  • such measures are relatively complex.
  • roller press with "cheek plates” that are permanently mounted on the sides, whereby in the area of the lower sections of the “cheek plates” that are usually provided, rollers are provided instead, which limit the press gap at the sides. They therefore replace the lower part of the conventional limiting plates and are intended in particular to reduce wear.
  • both the cheek plates and the rollers are mounted in a fixed position during operation. The rollers can only be moved using screw bolts for the purpose of adjustment.
  • side filling shaft limits are provided which are provided with special wear protection agents.
  • a frame can be inserted into a cutout of the filling shaft limiting plates in which several rollers are arranged one below the other (see. DE 665 141 ).
  • a device for rolling strips of metal powder in which a loose disc rotating with the roller is arranged on each side of one of the rollers to laterally limit the rolling calibre (cf. EN 11 16 036 ). Similar devices are known from the US$ 2,904,829 and the US$ 4,231,729 known.
  • Roller presses are also known for the compaction of directly reduced iron at high temperatures (cf. EP 2 314 723 B1 and EP 3 358 024 A1 ). These presses also have lateral “cheek plates” The “cheek plates” are provided with recesses in the upper area, which allow the inclined arrangement of the screw conveyors.
  • the DE 36 35 762 A1 describes a roller mill in which the front walls of the feed chute are provided with special baffle elements that are intended to have an open honeycomb structure.
  • boundary plates for the briquetting of material with a high moisture content are described, whereby the boundary plates have a curved area into which special bodies are integrated so that drainage channels are formed.
  • the invention is based on the object of creating a high-pressure roller press, in particular a material bed roller mill or compacting machine, of the type described above, which, with a simple structure, is characterized by an improved mode of operation and are particularly characterized by high shredding or compacting performance.
  • the invention teaches that in a generic high-pressure roller press equipped with force-loaded limiting plates, in addition to the limiting plates, (only) one single roller is arranged to the side of the rollers and consequently at the front at the height of the roller gap, which is mounted so as to be rotatable about its roller axis and which laterally limits the roller gap, wherein the rollers are movable relative to the respective limiting plate (e.g. in a horizontal direction) and are each subjected to a force in the direction against the roller front face such that the rollers can be pressed back against the force during operation of the press.
  • Each of the two lateral limiting plates is therefore assigned a single roller, so that in total there are (only) two rollers, each of which is movable relative to the limiting plates (in a horizontal direction).
  • the roller axes are oriented perpendicular to the roller axes or perpendicular to the fixed roller axis of the fixed roller (and perpendicular to the transport direction of the material through the roller gap).
  • the invention is based on the realization that it is advantageous to provide the basically known, force-loaded cheek plates so that - unlike the solutions with limiting flanges on a roller - a tilting of the rollers or a tilting of the loose roller relative to the fixed roller can be easily permitted.
  • This design has the great advantage that overloading of the machine or the filling hopper limiting devices is reliably avoided without having to ensure a uniform feed of the feed material across the roller width.
  • the friction in the area of the high-pressure zone is reduced by additionally arranging a single roller in the area of these push-back limiting plates.
  • Such a single roller in the area of a limiting plate means that not several rollers are arranged one above the other, but only a single roller is arranged to rotate in the area of the high-pressure zone.
  • this configuration does not rule out such a single roller being composed of several roller sections or roller parts that rotate next to one another about the same axis.
  • these rollers or roller sections which may rotate next to one another about the same axis, preferably have a (one-piece) roller casing that is continuous across the width and circumference, so that in particular there is no risk of material becoming stuck in a gap between the individual rollers or roller sections.
  • the roller is not directly rotatably mounted on the respective limiting plate, but is also movable relative to the respective limiting plate in the horizontal direction, i.e. can be adjusted against the roller face independently of the limiting plate.
  • This is preferably achieved in terms of construction by the rollers being attached to the press frame so that they can move and be subjected to force independently of the respective limiting plate.
  • Both the limiting plates and the rollers can therefore be pressed against the respective roller face using, for example, a spring device or can be subjected to force in the direction of the roller face, but preferably with separate spring devices.
  • the limiting plates can therefore preferably be pressed back through the material independently of the rollers.
  • the spring devices acting on the rollers on the one hand and the spring devices acting on the limiting plates on the other hand are preferably coordinated with one another in such a way that the rollers can exert greater pressure on the material (in the hopper) than with the limiting plates.
  • the limiting plates are therefore easier to push back than the rollers during operation of the roller press.
  • the rollers are each rotatably mounted on or in at least one roller holder, which is movably and force-loadedly attached to the press frame, preferably independently of the respective limiting plate.
  • the roller holder therefore carries the rotatable roller and preferably the bearings in which the roller is rotatably mounted.
  • the roller holder itself is force-loaded, e.g. with a corresponding spring device. This makes it possible to position the roller against the end face of the rollers independently of the limiting plate, e.g. with its own spring device.
  • the limiting plates each have an opening through which the associated roller reaches through.
  • the roller is preferably rotatably mounted in an area behind the limiting plate, e.g. on the roller holder already mentioned. The opening allows the roller to reach through the limiting plate in some areas, namely in the area of the end faces of the press rollers.
  • the roller holder is preferably designed as a roller holder that can pivot about an axis of rotation, preferably as a swing arm that is pivotably connected to the press frame about an axis of rotation.
  • the respective roller holder can be arranged so that it can be moved linearly (on the press frame), e.g. on a horizontal linear guide, ie the roller holder(s) are formed by linearly movable components or linearly movable roller bearings. Both the limiting plates and the roller holders are therefore each attached to the press frame and, according to the invention, are subjected to forces independently of one another.
  • the rollers or the respective roller holder are each subjected to force by at least one spring device, which is supported, for example, on the press frame and acts against the respective roller or roller holder.
  • this is not the spring device with which the side limiting plate is subjected to force, but rather a separate spring device assigned to the respective roller.
  • the spring device for applying force to the roller can be designed as a mechanical spring device, e.g. as a metallic spring or the like.
  • this spring device is preferably designed as a hydraulic spring device or alternatively as a pneumatic spring device, e.g. as a hydraulic cylinder.
  • a spring device whose spring force can be variably adjusted e.g. in the embodiment as a hydraulic cylinder or alternatively as a pneumatic cylinder.
  • the spring force in particular can be adapted to the respective conditions (e.g. during assembly), in particular in comparison to the spring force of the spring device with which the side limiting plate is acted upon. It is possible to variably adjust the spring force during assembly and not to change it during operation.
  • a spring device whose spring force is adjustable during operation or, if necessary, controllable or regulateable, e.g. depending on operating parameters of the roller press and/or measured values, e.g. B. depending on the inclination of the rollers or the pressure in the roller gap.
  • spring devices are provided for the side limiting plates, which can also be used as mechanical or hydraulic or pneumatic spring devices.
  • Simple mechanical spring devices e.g. coil springs or the like, are preferably used for the side limiting plates.
  • spring devices for the side limiting plates whose spring force is adjustable during operation or, if necessary, also controllable or adjustable.
  • the individual force-loaded rollers and the individual force-loaded side limiting plates are therefore of particular importance.
  • the limiting plates each have a material guide pocket that is integrated into the limiting plate, specifically above the roller arranged in the region of the limiting plate, so that the roller is or can be supplied with material from above via this material guide pocket.
  • the recessed material guide pocket means that the pocket is recessed relative to a front plane of the limiting plate, the front plane being the plane of the limiting plate facing the roller face and oriented parallel to the roller face.
  • the material guide pocket therefore has a rear wall that is recessed relative to this front plane and (at least) partially spaced from the front plane, and which is preferably curved.
  • the material guide pocket is particularly preferably funnel-shaped in a side view with a width that tapers downwards. Alternatively or additionally, the material guide pocket has a depth that tapers downwards, so that overall a funnel-shaped material guide pocket is realized, with which the material is fed from above to the roll located underneath.
  • the limiting plate can have a material guide pocket which, in a side view, is partially funnel-shaped with a width that tapers downwards, but which does not have a tapering depth.
  • the rear wall can preferably be curved.
  • the material guide pockets integrated into the limiting plates which are particularly important in combination with the rollers, create an oversupply of feed material or ground material in the front, outer areas of the rollers and at the same time the location where the friction between the feed material and the limiting plate occurs is moved "outwards" from the roller face by the recessed rear wall of the material guide pocket. This means that the material flows better at the roller edges and is better drawn into the roller gap. This counteracts the effect observed in practice with conventional "cheek plates” or limiting plates, whereby less material is drawn into the roller gap in the edge areas and thus less material is crushed or compacted. Overall, the effectiveness of the roller press is improved across the width of the roller gap.
  • the rotation of the rollers provided significantly reduces friction in the area of the high-pressure zone, thus minimizing wear on the limiting plates on the one hand and improving material distribution across the gap width on the other. This increases the overall crushing or compacting performance of the roller press.
  • the force-loaded roller in the area of the limiting plate is therefore of particular importance in combination with the material guide pockets.
  • the roller is preferably dimensioned and positioned so that the upper apex of the roll is arranged above the roll axis and/or that the lower apex of the roll is arranged below the roll axis or axes.
  • the two rolls arranged in the area of the two limiting plates are arranged - in terms of height - in the area of the pressure zone of the roll press.
  • the pressure zone is defined as the lower zone of the hopper of the roll press, which extends between the two rolls preferably over a circumferential angle of -5° to +15°, in each case in the direction of the roll gap and in relation to a straight line through the centers of the two rolls.
  • the roll gap is at the height of the roll axes and consequently in each case at a circumferential angle of 0°.
  • the pressure zone is therefore preferably, by definition, the area which lies between +15° above the roll axis and -5° below the roll axis.
  • the rolls are arranged in the area of the roll axes and consequently also in the area of the pressure zone.
  • the rollers are dimensioned and arranged in such a way that the upper vertices of the rollers are arranged above the pressure zone (relative to the height of the pressure zone). Alternatively or additionally, the lower vertices of the rollers are arranged below the pressure zone.
  • the roller axes of the rollers are arranged (approximately) at the height of the roller axis(es).
  • the diameter of the rollers is preferably adapted to the roller diameter of the press rollers in that the roller diameter is at least 5% of the roller diameter, preferably at least 10% of the roller diameter.
  • the roller diameter can be, for example, about 5% to 35%, e.g. 10% to 30% of the roller diameter.
  • the roller diameter of the press rollers is typically between 1000 mm and 3000 mm, e.g. 1200 mm to 2000 mm.
  • the diameter of the roller can be at least 50 mm, preferably at least 100 mm, particularly preferably at least 200 mm.
  • the roll diameter can be e.g. 50 mm to 1000 mm, preferably 100 mm to 600 mm, e.g. 200 mm to 450 mm.
  • the width of the roll is preferably greater than the maximum gap width of the roll gap and consequently greater than the preset zero gap plus at least the distance by which the roll gap opens during machine operation.
  • the width of the roll can be at least 1%, preferably at least 2% of the roll diameter, e.g. at least 50 mm, preferably at least 60 mm.
  • the width of the roll is particularly preferably about 1% to 10%, e.g. 2% to 8% of the roll diameter.
  • the roll can have a width of 50 mm to 200 mm, e.g. 60 mm to 100 mm.
  • the width of the roll here means the width of the (circumferential) working surface of the roll and consequently the width of the roll's barrel.
  • the roller is intended to reduce lateral friction in the pressure zone or high-pressure zone.
  • the roller is also intended to transport additional material from the funnel or material guide pocket above the roller into the gap and thus convey material into the area of the roll gap. This is achieved by appropriate dimensioning and also by arranging the roller at the height described.
  • the effect can be further improved by providing the roller with a profiled or structured surface (on the circumference of the roller).
  • pin-like wear elements can be used, which, for example, are made from the EP0 516 952 are used for equipping the roller surface of press rollers of a material bed roller mill or which are EN 10 2018 113 440 A1 can also be used as wear protection elements in the area of boundary plates or cheek plates.
  • the supply of material to the rolls via the material guide pockets or material hoppers can also be improved by using guide fittings that are integrated into the material guide pockets in a suitable manner.
  • the limiting plates can be provided with additional sealing plates that run parallel to the front plane or in the front plane and partially cover the front of the material guide pocket.
  • rollers without a drive, so that the rollers rotate passively as the material is fed in and moved by the press rollers.
  • the rollers are preferably driven (indirectly) via the rollers by pressing the rollers with their peripheral surfaces against the front surfaces of the rollers.
  • the peripheral surfaces of the rollers are always larger or wider than the roller gap, so that the rollers can be pressed with their peripheral surfaces or ball surfaces (working surfaces) against the front surfaces of the rollers, for example by applying force to the rollers, and can thus be driven via the rollers.
  • the speed or peripheral speed can also be slightly faster than that of the roller surfaces in order to optimize the conveying effect of the material in the roller gap.
  • the preferred implementation of the recessed material guide pockets in the area of the limiting plates also means that material is pushed over the front faces of the rollers into the material guide pockets and via this path into the grinding gap.
  • This has the advantage that the grinding gap is additionally supplied with material. It can be advantageous to additionally protect the front faces of the rollers against wear, so that optional measures to reduce wear can be provided in the area of the front faces that are usually used in the area of the peripheral surface of the rollers, e.g. suitable armoring.
  • structuring in the area of the front faces of the rollers can also be useful in order to increase the effect of pulling in material.
  • the figures show a high-pressure roller press 1 which is designed as a material bed roller mill or compacting machine. It has a press frame 2 and two press rollers 3, 4 which are driven in the direction of the arrow and mounted in the press frame. Between the press rollers there is a funnel-shaped tapering area, the so-called filling funnel. In the lower area of this filling funnel there is the pressure zone 5 with a roller gap S arranged at the level of the roller axes X, X ⁇ , the gap width W of the roller gap S being variable during operation of the roller press 1.
  • One of the press rollers is designed as a fixed roller 3 and the other press roller as a floating roller 4, the floating roller 4 being adjustable against the fixed roller 3 (in a horizontal plane) via force generating means, e.g.
  • roller gap S changes within certain limits during operation.
  • the roller gap S or the gap width W adjusts itself along the roller gap until a certain pressure acts between the rollers.
  • the roller axes X, X ⁇ are arranged in a common horizontal plane and are oriented parallel to each other in a basic position (at "zero gap”).
  • the loose roller 4 can tilt relative to the fixed roller 3 about a vertical axis and consequently in a horizontal plane, so that the roller axes X, X ⁇ are always at the same height and consequently in a horizontal plane during operation. are arranged, but can be oriented at a certain angle to each other within this plane.
  • the material is fed from above via a feed chute (not shown in detail) and is drawn into the pressure zone by the counter-rotating rollers and is crushed (or compacted) there under the influence of the existing grinding pressure.
  • the filling funnel formed between the rollers and in particular the pressure zone 5 arranged at its lower end is limited on the roller face side by limiting plates 8 arranged laterally next to the press rollers 3, 4, which in practice are also referred to as filling funnel limits or "cheek plates”.
  • These limiting plates 8 are movably attached to the press frame 2 and are subjected to force, e.g. by springs 9, with the force acting in the direction of the roller faces 6. During operation, the limiting plates 8 can be pushed back against the force applied, e.g. against the force of the springs 9. This is important because in such a roller press the already mentioned misalignment of the rollers or of a roller 4 is deliberately permitted.
  • a single roller 10 is attached at the level of the roller gap S and consequently at the level of the roller axes X, X ⁇ , which is mounted so as to be rotatable about its roller axis Y and which laterally limits the roller gap S.
  • the rollers 10 are not attached to the limiting plates 8, but are independently subjected to a force in the direction of the respective roller face, so that the roller 10 can be pushed back against the force during operation of the roller press.
  • both the limiting plates 8 can be pushed back against a force during operation of the roller press.
  • the rollers 10 can be pushed back against a force during operation of the roller press, but independently of one another and in particular with different forces.
  • the rollers 10 are attached to the press frame 2 so that they can move and be subjected to force, independently of the respective limiting plate 8.
  • the rollers 10 are each rotatably mounted on a roller holder 16, whereby the roller holder is attached to the press frame 2 so that it can move and be subjected to force.
  • the roller holder 16 in the exemplary embodiment is designed as a pivotable roller holder and consequently as a rocker 16 which is pivotably connected to the press frame 2 about a rotation axis 17.
  • Such a rocker 16 can, for example - as in the Figures 4 and 5 visible - have two lateral swing arms, which are connected to the roller bearings 19 on both sides of the roller.
  • Fig. 2 an embodiment in which the spring 18 supported on the press frame 2 acts in an area between the roller 10 and the rotation axis 17.
  • the spring 18 can also act on the roller holder at the level of the roller 10 or above.
  • both the springs 9 and the spring 18 are shown in a highly simplified manner as mechanical springs, e.g. coil springs. In the case of the springs 9 which act on the limiting plate 8, mechanical springs are preferably used.
  • hydraulic spring devices e.g.
  • Hydraulic springs or alternatively pneumatic springs
  • Hydraulic cylinders offer the advantage that the spring force or the spring constant is variably adjustable, so that, for example, during assembly, the force applied via the spring 18 can be adapted to the respective requirements.
  • the springs 18 for the rollers on the one hand and the springs 9 for the limiting plates 8 on the other hand are designed in such a way and consequently coordinated with one another with the proviso that the rollers 10 exert greater pressure on the material in the hopper and consequently on the grinding bed or material bed than the limiting plates 8.
  • the spring devices can of course also be connected to the limiting plates or rollers via suitable transmission means, e.g. pressure rods or the like. These are not shown.
  • the rollers 10 are - as explained - attached to the press frame 2 with a force applied independently of the limiting plates. However, they are positioned in the area of the respective limiting plate 8 and are preferably mounted so that they can rotate immediately behind the respective limiting plate. For this purpose, it is expedient for each limiting plate to have an opening 15 through which the roller 10 arranged immediately behind the limiting plate 8 reaches. Even if the limiting plate 8 and the roller 10 are therefore mounted and force applied independently of one another, they nevertheless form a functional unit during operation.
  • each of the two limiting plates 8 has a front plane 11 facing the respective roller end face 6 and oriented parallel to the roller end face 6.
  • a material guide pocket 12 is integrated into the respective limiting plate 8 above the respective roller 10, which is set back relative to the previously defined front plane 11, so that the roller 10 can be loaded with material from above via the material guide pocket 12.
  • the material guide pocket 12 therefore has a recess which is set back relative to the front plane 11 and at least partially separated from the front plane. spaced rear wall 13, which in the embodiment shown in a vertical section Fig.2 as well as in plan view Fig.3 curved.
  • this material guide pocket 12 is in a side view or in a perspective view from the inside (according to Fig.4 ) is thus funnel-shaped, ie it has a width B that tapers downwards.
  • the material guide pocket can have a depth T that decreases downwards (compare Fig. 2 ).
  • the material is fed from above via the material guide pockets 12 into the area of the two rollers 10 arranged to the side of the roller gap S. In the front, outer areas of the rollers 3, 4, an excess of material is created via the material guide pockets 12. Due to the recessed rear wall 13 of the material guide pocket 12, the influence of friction which inhibits the material feed is shifted from the roller gap to the outside, so that the material flows in better at the roller edges and is drawn in better.
  • the rollers 10 significantly reduce the friction in the area of the high-pressure zone 5, thus minimizing wear on the one hand and improving the material distribution across the gap width on the other.
  • the material guide pocket 12 also has a width B that tapers downwards.
  • the material guide pocket has a depth T that is constant over its height, so that the rear wall of the material guide pocket is oriented essentially vertically. Details are not shown.
  • Fig.1 It can also be seen that the upper vertex 10a of the roller 10 is arranged above the roller axes X and X'.
  • the lower vertex 10b of the roller 10 is arranged below the roller axes X and X'.
  • the upper vertex 10a is arranged above the pressure zone 5, while the lower vertex 10b is arranged below the pressure zone 5.
  • the pressure zone 5 is defined as Fig.1 defines the zone of the roller press which extends between the two rollers over a circumferential angle ⁇ of -5° to +15°, in relation to the connecting line through the roller axes X, X ⁇ .
  • the pressure zone 5 is therefore by definition the area which is +15° above the roller axis and -5° below the roller axis X, X'.
  • the roller axis Y of the rollers 10 in the exemplary embodiment is at the height or approximately at the height of the roller axes X, X' of the press rollers 3, 4. It should be noted that the diameters of the press rollers 3, 4 on the one hand and the rollers 10 on the other hand are not shown to scale.
  • the width E of the rollers 10 is in any case greater than the maximum gap width W and consequently greater than the zero gap of the roller gap S plus at least the distance by which the roller gap opens during machine operation due to the horizontal movement of the idler roller 4.
  • the width E or roller width refers to the bale width, i.e. the width of the working surface of the rollers.
  • the roller circumference and consequently the circumferential surface 7 of the press rollers 3, 4 is generally provided with a special surface finish, e.g. with a wear-resistant coating or bandage. Details are not shown in the figures.
  • the roller circumference and consequently the circumferential or bale surface 14 of the rollers 10 can also be provided with a wear-resistant coating.
  • the Circumferential surfaces 14 of the rollers 10 can therefore be designed to be wear-resistant or have wear-resistant plating.
  • known measures for wear-resistant plating of the roller surfaces can be used. For example, a large number of studs can be integrated into the circumferential surface in the form of studs (stud lining).
  • wear-resistant plating can be implemented from a large number of tile-like wear elements attached to the surface. Wear-resistant plating by means of overlay welding can also be considered.
  • the roller itself is always preferably made of steel and the wear-resistant plating made of a hard, wear-resistant material is arranged on the circumference of this roller.
  • the circumferential surface 14 of the rollers can be provided with a profile or structure. Details are not shown.
  • the rollers 10 can be driven by a drive. Such a drive is not shown in the figures.
  • guide fittings for guiding the material onto the roll 10 can also be integrated, whereby such guide fittings are also not shown.
  • the limiting plates 8 can each be provided with one or more additional sealing plates 20, which run, for example, parallel to the front plane 11 or in the front plane 11 and which partially cover the material guide pocket 12 at the front. In this way, the supply of the material into the area of the roll 10 and in the area of the high-pressure zone 5 can be optimized.
  • the limiting plates 8 each have an opening 15 through which the roller 10, which is rotatably mounted behind the limiting plate 8, reaches into an area below the material guide pocket 12.
  • the rollers 10 are consequently mounted on the back of the limiting plates 8 so as to be rotatable about an axis Y.
  • the roll 10 or its bale is thus arranged in a pocket-like recess 12' of the limiting plate, which is arranged below the material guide pocket 12, i.e. the funnel-shaped material guide pocket 12 opens on the underside into the recess 12' or into the recess 15 for the roll 10.
  • the roll 10 or its bale extends through the opening 15.
  • boundary plates e.g. their front plane 11 and the material guide pockets 12, with wear-resistant plating.
  • the boundary plates can be made of steel, for example, and wear-resistant plating can be arranged on the respective surfaces.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Walzenpresse bzw. Hochdruck-Walzenpresse, insbesondere eine Gutbettwalzenmühle oder Kompaktiermaschine, mit zwei in einem Pressengestell drehbar gelagerten (und gegenläufig angetriebenen) Presswalzen, zwischen denen ein Fülltrichter mit einer Druckzone mit einem auf Höhe der Walzenachsen angeordneten Walzenspalt gebildet ist, dessen Spaltweite während des Betriebes veränderlich ist, wobei der Fülltrichter zwischen den Presswalzen (bzw. der Walzenspalt) walzenstirnseitig von (zwei) seitlich neben den Presswalzen angeordneten Begrenzungsplatten begrenzt wird, wobei die Begrenzungsplatten derart beweglich und kraftbeaufschlagt (bzw. vorgespannt) an dem Pressengestell befestigt sind, dass die Begrenzungsplatten während des Betriebes der Walzenpresse (z. B. im Zuge einer Schiefstellung einer Walze) gegen die Kraftbeaufschlagung zurück drückbar sind und sich damit auch schräg stellen können.
  • Eine solche Walzenpresse dient insbesondere der Zerkleinerung von Material, insbesondere von stark abrasivem Material, z.B. Erz, Zementklinker, Schlacke oder Keramikgrundstoffe oder der Kompaktierung von z. B. Düngemitteln. Die Walzenpresse dient z. B. der Hochdruckzerkleinerung und wird dann auch als Gutbettwalzenmühlen bezeichnet. Alternativ kann die Walzenpresse aber auch für die Kompaktierung von Material eingesetzt werden. Bei Gutbettwalzenmühlen werden die einzelnen Partikel des Aufgabegutes nicht wie bei einem Brecher zwischen den Oberflächen der beiden Walzen gebrochen, sondern sie werden in einem Gutbett bzw. Materialbett unter hohem Druck verpresst und damit hocheffizient zerkleinert. Bei der Kompaktierung von Material in einer Walzenpresse wird das Aufgabegut zwischen den Walzen zu einer Schülpe verpresst (z. B. bei der Kompaktierung von Düngemitteln). Die beiden Walzen einer Walzenpresse werden gegenläufig angetrieben. Bevorzugt ist eine der Presswalzen als Festwalze und die andere Presswalze als Loswalze ausgebildet, wobei die Loswalze relativ zu der Festwalze beweglich, nämlich gegen die Festwalze mit veränderlicher Spaltweite anstellbar ist. Dazu ist die Loswalze über Krafterzeugungsmittel, z. B. hydraulisch und/oder pneumatisch, gegen die Festwalze anstellbar und so gleichsam gegen eine hydro-pneumatische Feder abgestützt. Der Spalt zwischen den Walzen stellt sich selbstständig ein, bis ein bestimmter Druck zwischen den Walzen wirkt. Die Spaltweite ergibt sich dabei durch das Verhältnis der Presskraft des hydraulischen Systems zu den von dem zu verarbeitenden Material ausgehenden Reaktionskräften.
  • Seitlich wird der Walzenspalt bzw. der Fülltrichter mit der Druckzone durch Begrenzungsplatten begrenzt, die am Pressengestell befestigt sind und die in der Praxis auch als "cheek plates" oder Fülltrichterbegrenzungen bzw. Fülltrichter-Begrenzungsplatten bezeichnet werden. Sie sind häufig in ihrer Form an die sich in der Drehrichtung der Presswalzen bzw. in der Förderrichtung trichterförmig verjüngende Zone (dem "Fülltrichter") zwischen den Presswalzen angepasst.
  • Sofern sich in der Praxis eine gleichmäßige Zuführung des Aufgabegutes über die Walzenbreite nicht sicherstellen lässt, wird eine Schiefstellung der Walzen relativ zueinander bzw. der Loswalze relativ zu der Festwalze zugelassen, so dass sich während des Betriebes auch ein Walzspalt mit über die Walzenbreite nicht identischer Spaltweite einstellen kann. Solche Schiefstellungen liegen bei Presswalzen üblicher Größe in den Randbereichen in einer Größenordnung von mehreren Millimeter bis mehreren Zentimeter. Aus diesem Grund sind die seitlichen Begrenzungsplatten nicht starr an dem Pressengestell befestigt, sondern kraftbeaufschlagt zurückdrückbar, z. B. federbelastet oder auch hydraulisch vorgespannt. Der Einsatz solcher federnd gelagerter Fülltrichterbegrenzungsplatten hat sich in der Praxis hervorragend bewährt.
  • Die Begrenzungsplatten unterliegen jedoch in der Praxis einem hohen Verschleiß. Es ist daher bekannt, die Begrenzungsplatten mit einer Verschleißschutzschicht zu versehen. So wird z. B. in der DE 10 2018 113 440 A1 eine Walzenpresse beschrieben, bei der für die Verschleißschutzschicht der Begrenzungsplatten einerseits plattenförmige Verschleißschutzelemente und andererseits stiftförmige Verschleißschutzelemente in der Hochdruckzone verwendet werden.
  • Um die Reibung im Bereich der Seitenbegrenzungsplatten und damit den Verschleiß zu reduzieren, wird in der WO 2006/124425 A1 vorgeschlagen, an den seitlichen Begrenzungsplatten eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten beweglichen Elementen vorzusehen, die z. B. als Rollen ausgebildet sein können. Die auf den "cheek plates" matrixartig verteilten Rollen sollen eine Bewegung der Oberfläche mit dem Material zulassen und damit die Reibung und folglich den Verschleiß reduzieren.
  • In einem alternativen Konzept wird auf die am Pressengestell befestigten, seitlichen Begrenzungsplatten verzichtet und stattdessen werden an einer der Walzen selbst Begrenzungselemente, z. B. umlaufende Flansche befestigt, die mit einer der Walzen drehfest verbunden sind, so dass sich diese seitlichen Flansche mit den Walzen drehen und folglich mit der Geschwindigkeit des Materials bewegt werden. Damit lässt sich zwar der Verschleiß im Bereich der Begrenzungselemente reduzieren. Nachteilig ist jedoch, dass diese seitlichen Flansche nicht ohne weiteres eine Schiefstellung der Loswalze zulassen, so dass eine homogene Materialaufgabe über die Maschinenbreite sichergestellt werden muss. Eine solche Walzenmühle mit seitlichen Flanschen zur Walzspaltbegrenzung wird z. B. in der DE 37 01 965 A1 beschrieben. Um auch bei einer solchen Lösung mit seitlichen Flanschen eine gewisse Schiefstellung der Walzen zu ermöglichen, wird in der DE 10 2018 108 690 A1 eine elastische Deformation der Flansche zugelassen. Derartige Maßnahmen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig.
  • Im Übrigen kennt man aus der US 647 894 eine Rollenpresse mit seitlich fest montierten "cheek plates", wobei im Bereich der üblicherweise vorgesehenen unteren Abschnitte der "cheek plates" stattdessen Rollen vorgesehen sind, die den Pressspalt seitlich begrenzen. Sie ersetzen folglich den unteren Teil der herkömmlichen Begrenzungsplatten und sollen insbesondere der Reduzierung des Verschleißes dienen. Sowohl die cheek plates als auch die Rollen sind jedoch im Betrieb ortsfest montiert. Lediglich zum Zwecke der Justage ist eine Bewegung der Rollen mithilfe von Schraubenbolzen möglich.
  • Bei einer Walzenpresse, die der Herstellung von Briketts dient, sind seitliche Füllschachtbegrenzungen vorgesehen, die mit speziellen Abnutzungsschutzmitteln versehen sind. Dazu kann in einen Ausschnitt der Füllschachtbegrenzungsplatten ein Rahmen eingesetzt werden, in dem mehrere Rollen untereinander angeordnet sind (vgl. DE 665 141 ).
  • Ferner kennt man eine Vorrichtung zum Walzen von Bändern aus Metallpulver, bei der zur seitlichen Begrenzung des Walzkalibers an jeder Seite der einen Walze eine lose, mit dieser Walze umlaufende Scheibe angeordnet ist (vgl. DE 11 16 036 ). Ähnliche Vorrichtungen sind aus der US 2 904 829 und der US 4 231 729 bekannt.
  • Im Übrigen sind auch Walzenpressen für die Kompaktierung von direkt reduziertem Eisen bei hohen Temperaturen bekannt (vgl. EP 2 314 723 B1 und EP 3 358 024 A1 ). Auch bei diesen Pressen sind seitliche "cheek plates" vorgesehen. Die "cheek plates" sind im oberen Bereich mit Einformungen versehen, die die schräge Anordnung der Schneckenförderer zulassen.
  • Die DE 36 35 762 A1 beschreibt eine Walzenmühle, bei der die Stirnwände des Aufgabeschachtes mit speziellen Stauelementen versehen sind, die eine offene Wabenstruktur aufweisen sollen.
  • In der EP 2 505 346 A1 werden Begrenzungsplatten für die Brikettierung von Material mit hohem Feuchtegehalt beschrieben, wobei die Begrenzungsplatten einen gekrümmten Bereich aufweisen, in den spezielle Körper integriert sind, so dass Dränagekanäle gebildet werden.
  • Schließlich offenbart die US 1 050 183 eine Walzenpresse mit seitlichen Begrenzungsplatten, die gleichsam kastenförmig ausgebildet sind und Materialtaschen für die Aufnahme von Material bilden.
  • Im Übrigen betrifft die ältere, nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 10 2020 104 526 A1 eine Hochdruck-Walzenpresse der Eingangs beschriebenen Art, mit Begrenzungsplatten, die während des Betriebes der Walzenpresse gegen eine Kraftbeaufschlagung zurückdrückbar sind. An den Begrenzungsplatten ist auf Höhe des Walzenspaltes jeweils eine einzelne Rolle befestigt, die drehbar um ihre Rollenachse gelagert ist und die den Walzenspalt seitlich begrenzt. In jede der Begrenzungsplatten ist folglich jeweils eine einzelne Rolle integriert.
  • Ausgehend von dem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck-Walzenpresse, insbesondere eine Gutbettwalzenmühle oder Kompaktiermaschine, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich bei einfachem Aufbau durch eine verbesserte Betriebsweise und insbesondere eine hohe Zerkleinerungs- oder Kompaktierleistung auszeichnen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Hochdruck-Walzenpresse, die mit kraftbeaufschlagten Begrenzungsplatten ausgerüstet ist, dass zusätzlich zu den Begrenzungsplatten seitlich neben den Walzen und folglich stirnseitig auf der Höhe des Walzenspaltes jeweils (nur) eine einzelne Rolle angeordnet ist, die drehbar um ihre Rollenachse gelagert ist und die den Walzenspalt seitlich begrenzt, wobei die Rollen relativ zu der jeweiligen Begrenzungsplatte (in z. B. horizontaler Richtung) bewegbar sind und jeweils derart in Richtung gegen die Walzenstirnfläche kraftbeaufschlagt sind, dass die Rollen während des Betriebes der Presse gegen die Kraftbeaufschlagung zurückdrückbar sind. Jeder der beiden seitlichen Begrenzungsplatten ist folglich eine einzelne Rolle zugeordnet, so dass insgesamt (nur) zwei Rollen vorhanden sind, die jeweils relativ zu den Begrenzungsplatten (in horizontaler Richtung) bewegbar sind. Die Rollenachsen sind senkrecht zu den Walzenachsen bzw. senkrecht zu der feststehenden Walzenachse der Festwalze (und senkrecht zur Transportrichtung des Materials durch den Walzenspalt) orientiert.
  • Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, dass es vorteilhaft ist, die grundsätzlich bekannten, kraftbeaufschlagten Begrenzungsplatten (cheek plates) vorzusehen, so dass - anders als bei den Lösungen mit Begrenzungsflanschen an einer Walze - auf einfache Weise eine Schiefstellung der Walzen bzw. eine Schiefstellung der Loswalze relativ zu der Festwalze zugelassen werden kann. Diese Ausgestaltung hat den großen Vorteil, dass eine Überlastung der Maschine oder der Fülltrichterbegrenzungseinrichtungen zuverlässig vermieden wird, ohne dass eine gleichmäßige Zuführung des Aufgabegutes über die Walzenbreite sichergestellt werden muss. Zugleich wird erfindungsgemäß die Reibung im Bereich der Hochdruckzone reduziert, indem zusätzlich im Bereich dieser zurückdrückbaren Begrenzungsplatten jeweils eine einzelne Rolle angeordnet ist. Eine solche einzelne Rolle im Bereich einer Begrenzungsplatte meint, dass nicht mehrere Rollen übereinander angeordnet sind, sondern lediglich eine einzelne Rolle im Bereich der Hochdruckzone drehbar angeordnet ist. Diese Ausgestaltung schließt jedoch nicht aus, dass sich eine solche einzelne Rolle aus mehreren nebeneinander um dieselbe Achse drehbaren Rollenabschnitten bzw. Rollenteilen zusammensetzt. Bevorzugt weisen diese gegebenenfalls nebeneinander um dieselbe Achse drehenden Rollen bzw. Rollenabschnitte jedoch einen über die Breite und den Umfang durchgehenden (einstückigen) Rollenmantel auf, so dass insbesondere nicht die Gefahr besteht, dass sich Material in einem Spalt zwischen den einzelnen Rollen oder Rollenabschnitten festsetzt.
  • Erfindungsgemäß ist die Rolle nicht unmittelbar drehbar an der jeweiligen Begrenzungsplatte gelagert, sondern sie ist zusätzlich relativ zu der jeweiligen Begrenzungsplatte in horizontaler Richtung bewegbar, d. h. unabhängig von der Begrenzungsplatte gegen die Walzenstirnfläche anstellbar. Dieses wird konstruktiv bevorzugt dadurch realisiert, dass die Rollen unabhängig von der jeweiligen Begrenzungsplatte beweglich und kraftbeaufschlagt am Pressengestell befestigt sind. Sowohl die Begrenzungsplatten als auch die Rollen sind folglich jeweils mithilfe z. B. einer Federeinrichtung gegen die jeweilige Walzenstirnfläche andrückbar bzw. in Richtung gegen die Walzenstirnfläche kraftbeaufschlagt, jedoch bevorzugt mit jeweils separaten Federeinrichtungen. Im Zuge des Betriebes der Walzenpresse lassen sich die Begrenzungsplatten folglich bevorzugt unabhängig von den Rollen durch das Material zurück drücken. Die auf die Rollen wirkenden Federeinrichtungen einerseits und die auf die Begrenzungsplatten wirkenden Federeinrichtungen andererseits sind bevorzugt derart aufeinander abgestimmt, dass mit den Rollen ein größerer Druck auf das Material (im Fülltrichter) ausgeübt wird als mit den Begrenzungsplatten. Die Begrenzungsplatten sind folglich während des Betriebes der Walzenpresse bevorzugt leichter zurückdrückbar als die Rollen.
  • In bevorzugter Ausführungsform sind die Rollen jeweils an oder in zumindest einem Rollenhalter drehbar gelagert, welcher beweglich und kraftbeaufschlagt an dem Pressengestell befestigt ist, und zwar bevorzugt unabhängig von der jeweiligen Begrenzungsplatte. Der Rollenhalter trägt folglich die drehbare Rolle und vorzugsweise die Lager, in denen die Rolle drehbar gelagert ist. Der Rollenhalter selbst ist kraftbeaufschlagt, z. B. mit einer entsprechenden Federeinrichtung. Damit gelingt es, die Rolle unabhängig von der Begrenzungsplatte mit z. B. einer eigenen Federeinrichtung gegen die Stirnfläche der Walzen anzustellen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Begrenzungsplatten jeweils eine Durchbrechung aufweisen, durch welche die zugeordnete Rolle hindurchgreift. Die Rolle ist bevorzugt in einem Bereich hinter der Begrenzungsplatte drehbar gelagert, z. B. an dem bereits erwähnten Rollenhalter. Durch die Durchbrechung greift die Rolle bereichsweise durch die Begrenzungsplatte hindurch, und zwar in den Bereich der Stirnflächen der Presswalzen.
  • Der Rollenhalter ist bevorzugt als schwenkbar um eine Drehachse ausgebildeter Rollenhalter realisiert, vorzugsweise als Schwinge, die schwenkbar um eine Drehachse an dem Pressengestell angelenkt ist. Alternativ kann der jeweilige Rollenhalter linear verschiebbar (am Pressengestell) angeordnet sein, z.B. an jeweils einer horizontalen Linearführung, d. h. der oder die Rollenhalter werden von linear verschiebbaren Komponenten oder den linear verschiebbaren Rollenlagern gebildet. Sowohl die Begrenzungsplatten als auch die Rollenhalter sind folglich jeweils am Pressengestell befestigt und erfindungsgemäß unabhängig voneinander kraftbeaufschlagt.
  • Bevorzugt sind die Rollen oder der jeweilige Rollenhalter jeweils durch zumindest eine Federeinrichtung kraftbeaufschlagt, welche z. B. am Pressengestell abgestützt ist und gegen die jeweilige Rolle oder den Rollenhalter wirkt. Dabei handelt es sich jedoch nicht um die Federeinrichtung, mit der die Seitenbegrenzungsplatte kraftbeaufschlagt ist, sondern um eine separate, der jeweiligen Rolle zugeordnete Federeinrichtung.
  • Die Federeinrichtung für die Kraftbeaufschlagung der Rolle kann als mechanische Federeinrichtung, z. B. als metallische Feder oder dergleichen ausgebildet sein. Bevorzugt ist diese Federeinrichtung jedoch als hydraulische Federeinrichtung oder alternativ auch als pneumatische Federeinrichtung ausgebildet, z. B. als Hydraulikzylinder. Besonders bevorzugt wird eine Federeinrichtung verwendet, deren Federkraft variabel einstellbar ist, z. B. in der Ausführungsform als Hydraulikzylinder oder alternativ auch als Pneumatikzylinder. So lässt sich insbesondere die Federkraft (z. B. im Zuge der Montage) an die jeweiligen Gegebenheiten anpassen, und zwar insbesondere im Vergleich zu der Federkraft der Federeinrichtung, mit der die Seitenbegrenzungsplatte beaufschlagt ist. Es besteht die Möglichkeit, die Federkraft variabel im Zuge der Montage einzustellen und während des Betriebes nicht zu verändern. Alternativ liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, eine Federeinrichtung zu verwenden, deren Federkraft während des Betriebes verstellbar oder gegebenenfalls auch steuerbar oder regelbar ausgeführt ist, z. B. in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Walzenpresse und/oder von Messwerten, z. B. in Abhängigkeit von der Schiefstellung der Walzen oder des Druckes im Walzenspalt.
  • Unabhängig von der Federeinrichtung für die Rollen sind Federeinrichtungen für die Seitenbegrenzungsplatten vorgesehen, die ebenfalls als mechanische oder hydraulische oder pneumatische Federeinrichtung ausgebildet sind. Bevorzugt wird für die Seitenbegrenzungsplatten auf einfache mechanische Federeinrichtungen, z.B. Schraubenfedern oder dergleichen zurückgegriffen. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, für die Seitenbegrenzungsplatten Federeinrichtungen zu verwenden, deren Federkraft während des Betriebes verstellbar oder gegebenenfalls auch steuerbar oder regelbar ausgeführt ist.
  • Erfindungsgemäß kommt folglich den einzelnen kraftbeaufschlagten Rollen und den einzelnen kraftbeaufschlagten Seitenbegrenzungsplatten (in Kombination) besondere Bedeutung zu.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Begrenzungsplatten jeweils eine Materialführungstasche auf, die in die Begrenzungsplatte integriert ist, und zwar oberhalb der im Bereich der Begrenzungsplatte angeordneten Rolle, so dass die Rolle über diese Materialführungstasche von oben mit Material beaufschlagt wird bzw. beaufschlagbar ist. Mit der zurückversetzten Materialführungstasche ist gemeint, dass die Tasche gegenüber einer Frontebene der Begrenzungsplatte zurückversetzt ist, wobei die Frontebene die der Walzenstirnfläche zugewandte und parallel zu der Walzenstirnfläche orientierte Ebene der Begrenzungsplatte ist. Die Materialführungstasche weist folglich eine gegenüber dieser Frontebene zurückversetzte und von der Frontebene (zumindest) bereichsweise beabstandete Rückwand auf, die vorzugsweise gekrümmt ist. Besonders bevorzugt ist die Materialführungstasche in einer Seitenansicht trichterförmig mit sich nach unten verjüngender Breite ausgebildet. Alternativ oder ergänzend weist die Materialführungstasche eine sich nach unten verjüngende Tiefe auf, so dass insgesamt eine trichterförmige Materialführungstasche realisiert ist, mit der das Material von oben der darunter befindlichen Rolle zugeführt wird.
  • Alternativ kann die Begrenzungsplatte eine Materialführungstasche aufweisen, die in einer Seitenansicht bereichsweise trichterförmig mit sich nach unten verjüngender Breite ausgebildet ist, die jedoch keine verjüngende Tiefe aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform (mit vertikaler Rückwand) kann die Rückwand vorzugsweise gekrümmt ausgebildet sein.
  • Durch die in die Begrenzungsplatten integrierten Materialführungstaschen, denen in Kombination mit den Rollen bevorzugte Bedeutung zukommt, wird in den stirnseitigen, äußeren Bereichen der Walzen ein Überangebot an Aufgabegut bzw. Mahlgut erzeugt und zugleich wird der Ort, an dem die Reibung zwischen dem Aufgabegut und der Begrenzungsplatte auftritt, durch die zurückversetzte Rückwand der Materialführungstasche von der Walzenstirnfläche "nach außen" verlegt. So fließt das Material an den Walzenrändern besser ein und wird besser in den Walzenspalt eingezogen. Damit wird dem in der Praxis bei herkömmlichen "cheek plates" bzw. Begrenzungsplatten beobachteten Effekt entgegengewirkt, wonach in den Randbereichen weniger Material in den Walzenspalt eingezogen und damit auch weniger Material zerkleinert oder kompaktiert wird. Insgesamt wird folglich die Effektivität der Walzenpresse über die Breite des Walzenspaltes verbessert. Zugleich wird über die Rotation der vorgesehenen Rollen die Reibung im Bereich der Hochdruckzone erheblich reduziert und damit einerseits der Verschleiß an den Begrenzungsplatten minimiert und andererseits die Materialverteilung über die Spaltbreite verbessert. Damit wird die Zerkleinerungs- oder Kompaktierleistung der Walzenpresse insgesamt erhöht.
  • Der kraftbeaufschlagten Rolle im Bereich der Begrenzungsplatte kommt folglich in Kombination mit den Materialführungstaschen besondere Bedeutung zu. Bevorzugt ist die Rolle so dimensioniert und so positioniert, dass der obere Scheitelpunkt der Rolle oberhalb der Walzenachse angeordnet ist und/oder dass der untere Scheitelpunkt der Rolle unterhalb der Walzenachse bzw. der Walzenachsen angeordnet ist. Jedenfalls sind die im Bereich der beiden Begrenzungsplatten angeordneten beiden Rollen - bezogen auf die Höhe - im Bereich der Druckzone der Walzenpresse angeordnet. Als Druckzone ist die untere Zone des Fülltrichters der Walzenpresse definiert, die sich zwischen den beiden Walzen bevorzugt über einen Umfangswinkel von -5° bis +15° erstreckt, und zwar jeweils in Richtung auf den Walzenspalt und bezogen auf eine Gerade durch die Mittelpunkte der beiden Walzen. Der Walzspalt liegt auf der Höhe der Walzenachsen und folglich jeweils auf einem Umfangswinkel von 0°. Die Druckzone ist folglich bevorzugt definitionsgemäß der Bereich, der zwischen +15° oberhalb der Walzenachse und -5° unterhalb der Walzenachse liegt. Die Rollen sind im Bereich der Walzenachsen und folglich auch im Bereich der Druckzone angeordnet. Bevorzugt erfolgt die Dimensionierung und Anordnung der Rollen so, dass die oberen Scheitelpunkte der Rollen oberhalb der Druckzone (bezogen auf die Höhe der Druckzone) angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend sind die unteren Scheitelpunkte der Rollen unterhalb der Druckzone angeordnet. Die Rollenachsen der Rollen sind (in etwa) auf der Höhe der Walzenachse(n) angeordnet.
  • Der Durchmesser der Rollen wird bevorzugt an den Walzendurchmessers der Presswalzen angepasst, indem der Rollendurchmesser zumindest 5 % des Walzendurchmessers, vorzugsweise zumindest 10 % des Walzendurchmessers beträgt. Der Rollendurchmesser kann z.B. etwa 5 % bis 35 %, z. B. 10 % bis 30 % des Walzendurchmessers betragen. Der Walzendurchmesser der Presswalzen liegt typischerweise zwischen 1000 mm und 3000 mm, z.B. 1200 mm bis 2000 mm. Beispielhaft kann der Durchmesser der Rolle zumindest 50 mm, vorzugsweise zumindest 100 mm, besonders bevorzugt zumindest 200 mm betragen. So kann der Rollendurchmesser z. B. 50 mm bis 1000 mm, vorzugsweise 100 mm bis 600 mm betragen, z. B. 200 mm bis 450 mm.
  • Die Breite der Rolle ist bevorzugt größer als die maximale Spaltweite des Walzenspaltes und folglich größer als der voreingestellte Nullspalt zuzüglich mindestens der Wegstrecke, um die sich der Walzenspalt während des Maschinenbetriebes öffnet. Die Breite der Rolle kann zumindest 1 %, vorzugsweise zumindest 2 % des Walzendurchmessers betragen, z. B. zumindest 50 mm, vorzugsweise zumindest 60 mm. Besonders bevorzugt beträgt die Breite der Rolle etwa 1 % bis 10 %, z. B. 2 % bis 8 % des Walzendurchmessers. So kann die Rolle z. B. eine Breite von 50 mm bis 200 mm, z. B. 60 mm bis 100 mm aufweisen. Mit der Breite der Rolle ist dabei die Breite der (umfangsseitigen) Arbeitsfläche der Rolle und folglich die Breite des Ballens der Rolle gemeint.
  • Die Rolle soll die seitliche Reibung in der Druckzone bzw. Hochdruckzone verringern. Außerdem soll die Rolle zusätzliches Material aus dem oberhalb der Rolle liegende Trichter bzw. der Materialführungstasche in den Spalt transportieren und folglich Material in den Bereich des Walzspaltes fördern. Dies gelingt unter anderem durch die entsprechende Dimensionierung und auch die Anordnung der Rolle auf der beschriebenen Höhe. Der Effekt kann weiter verbessert werden, indem die Rolle mit einer (auf dem Rollenumfang) profilierten oder strukturierten Oberfläche versehen wird. So können z. B. stiftartige Verschleißelemente (sogenannte "studs") eingesetzt werden, die z. B. aus der EP 0 516 952 für die Ausrüstung der Walzenoberfläche von Presswalzen einer Gutbettwalzenmühle eingesetzt werden oder die gemäß DE 10 2018 113 440 A1 auch als Verschleißschutzelemente im Bereich von Begrenzungsplatten bzw. cheek plates eingesetzt werden.
  • Die Zuführung des Materials zu den Rollen über die Materialführungstaschen bzw. Materialtrichter kann im Übrigen durch den Einsatz von Leiteinbauten verbessert werden, die in geeigneter Weise in die Materialführungstaschen integriert werden. Alternativ oder ergänzend können die Begrenzungsplatten mit zusätzlichen Dichtplatten versehen sein, die parallel zur Frontebene bzw. in der Frontebene verlaufen und die Materialführungstasche frontseitig partiell abdecken. Diese Dichtplatten, die ebenfalls die Zuführung des Materials aus den Materialführungstaschen in den Bereich der Rolle verbessern, werden in der Figurenbeschreibung näher erläutert.
  • Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, Rollen ohne Antrieb zu verwenden, so dass sich die Rollen durch das hinzugeführte und von den Presswalzen bewegte Material gleichsam passiv drehen. Bevorzugt werden die Rollen (mittelbar) über die Walzen angetrieben, indem die Rollen mit ihren Umfangsflächen gegen die Stirnflächen der Walzen gedrückt werden. Denn die Umfangsflächen der Rollen sind in jedem Fall größer bzw. breiter als der Walzenspalt, so dass sich die Rollen mit ihren Umfangsflächen bzw. Ballenflächen (Arbeitsflächen) z. B. über die Kraftbeaufschlagung der Rollen gegen die Stirnflächen der Walzen drücken lassen und damit über die Walzen antreiben lassen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Rollen jeweils mit einem Antrieb zu versehen, so dass aktiv angetriebene Rollen verwendet werden, die bevorzugt mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, wie die Presswalzen. Auf diese Weise lässt sich die Reibung im Bereich der Rollen besonders gut reduzieren. Optional kann die Drehzahl bzw. die Umfangsgeschwindigkeit auch etwas schneller sein als die der Walzenoberflächen, um den Fördereffekt des Materials in dem Walzenspalt zu optimieren.
  • Die bevorzugt vorgesehene Realisierung der zurückversetzten Materialführungstaschen im Bereich der Begrenzungsplatten führt auch dazu, dass Material über die Stirnflächen der Walzen in die Materialführungstaschen und über diesen Weg in den Mahlspalt geschoben wird. Dieses hat den Vorteil, dass der Mahlspalt zusätzlich mit Material versorgt wird. Es kann dazu vorteilhaft sein, die Stirnflächen der Walzen zusätzlich gegen Verschleiß zu schützen, so dass optional im Bereich der Stirnflächen die Maßnahmen zur Reduzierung des Verschleißes vorgesehen werden, die üblicherweise im Bereich der Umfangsfläche der Walzen eingesetzt werden, z. B. eine geeignete Panzerung. Optional kann auch eine Strukturierung im Bereich der Stirnflächen der Walzen zweckmäßig sein, um den Effekt des Einziehens von Material zu erhöhen.
  • Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass im Rahmen der Erfindung eine Schiefstellung der Walzen zueinander bzw. eine Schiefstellung der Loswalze gegenüber der Festwalze explizit zugelassen wird. Die jeweilige Walze drückt die Seitenbegrenzungsplatte in herkömmlicher Weise zur Seite bzw. zurück, so dass sich die Begrenzungsplatte an die beiden Walzenstirnflächen bzw. Walzenflanken anlegt. Gleiches gilt für die vorzugsweise separat federbeaufschlagten Rollen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert, die jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Es zeigen
    • Fig. 1
    einen stark vereinfachten schematischen Vertikalschnitt durch beide Walzen einer Walzenpresse,
    Fig. 2
    einen Vertikalschnitt durch den Walzenspalt einer erfindungsgemäßen Walzenpresse in einer detaillierteren Darstellung (Ausschnitt),
    Fig. 3
    eine Ansicht von oben auf den Gegenstand nach Fig. 2,
    Fig. 4
    eine erfindungsgemäße Seitenbegrenzungsplatte mit der Rolle in einer perspektivischen Ansicht von innen,
    Fig. 5
    die Seitenbegrenzungsplatte mit der Rolle nach Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht von außen.
  • In den Figuren ist eine Hochdruck-Walzenpresse 1 dargestellt, die als Gutbettwalzenmühle oder Kompaktiermaschine ausgebildet ist. Sie weist ein Pressengestell 2 sowie zwei in Pfeilrichtung angetriebene und in dem Pressengestell gelagerte Presswalzen 3, 4 auf. Zwischen den Presswalzen ist ein sich trichterförmig verjüngender Bereich, der sogenannte Fülltrichter gebildet. Im unteren Bereich dieses Fülltrichters ist die Druckzone 5 mit einem auf Höhe der Walzenachsen X, X` angeordneten Walzenspalt S gebildet, wobei die Spaltweite W des Walzenspaltes S während des Betriebes der Walzenpresse 1 veränderlich ist. Denn eine der Presswalzen ist als Festwalze 3 und die andere Presswalze als Loswalze 4 ausgebildet, wobei die Loswalze 4 über Krafterzeugungsmittel, z. B. hydraulisch, gegen die Festwalze 3 (in einer horizontalen Ebene) anstellbar ist, so dass sich die Spaltweite W des Walzenspaltes S während des Betriebes in gewissen Grenzen ändert. Der Walzenspalt S bzw. die Spaltweite W stellt sich längs des Walzenspaltes selbstständig ein, bis ein bestimmter Druck zwischen den Walzen wirkt. Das bedeutet, dass die Walzenachsen X, X` in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet und in einer Grundstellung (bei "Nullspalt") parallel zueinander orientiert sind. Während des Betriebes kann jedoch die Loswalze 4 relativ zu der Festwalze 3 um eine vertikale Achse und folglich in einer horizontalen Ebene verkippen, so dass die Walzenachsen X, X` während des Betriebes zwar stets auf einer Höhe und folglich in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, jedoch innerhalb dieser Ebene unter einem gewissen Winkel zueinander orientiert sein können.
  • Das Material wird von oben über einen nicht näher dargestellten Aufgabeschacht zugeführt und wird durch die gegenläufige Rotation der Walzen in die Druckzone eingezogen und dort unter Einwirkung des bestehenden Mahldruckes zerkleinert (oder kompaktiert). Der sich zwischen den Walzen ergebende Fülltrichter und insbesondere die an seinem unteren Ende angeordnete Druckzone 5 wird walzenstirnseitig von seitlich neben den Presswalzen 3, 4 angeordneten Begrenzungsplatten 8 begrenzt, die in der Praxis auch als Fülltrichterbegrenzungen oder "cheek plates" bezeichnet werden. Diese Begrenzungsplatten 8 sind beweglich an dem Pressengestell 2 befestigt, und zwar kraftbeaufschlagt, z. B. durch Federn 9, wobei die Kraftbeaufschlagung in Richtung auf die Walzenstirnflächen 6 wirkt. Während des Betriebes sind die Begrenzungsplatten 8 gegen die Kraftbeaufschlagung, z. B. gegen die Kraft der Federn 9, zurückdrückbar. Dieses ist deshalb wesentlich, weil bei einer derartigen Walzenpresse bewusst die bereits erwähnte Schiefstellung der Walzen bzw. einer Walze 4 zugelassen wird.
  • Im Bereich jeder der beiden Begrenzungsplatten 8 ist jeweils auf Höhe des Walzenspaltes S und folglich auf Höhe der Walzenachsen X, X` eine einzelne Rolle 10 befestigt, die drehbar um ihre Rollenachse Y gelagert ist und die den Walzenspalt S seitlich begrenzt. Die Rollen 10 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht an den Begrenzungsplatten 8 befestigt, sondern unabhängig davon jeweils selbstständig kraftbeaufschlagt in Richtung gegen die jeweilige Walzenstirnfläche, sodass die Rolle 10 während des Betriebes der Walzenpresse gegen die Kraftbeaufschlagung zurückdrückbar ist. Erfindungsgemäß sind folglich sowohl die Begrenzungsplatten 8 gegen eine Kraftbeaufschlagung während des Betriebes der Walzenpresse zurückdrückbar als auch die Rollen 10 während des Betriebes der Walzenpresse gegen eineKraftbeaufschlagung zurückdrückbar, jedoch unabhängig voneinander und insbesondere mit unterschiedlicher Kraftbeaufschlagung. Dazu sind die Rollen 10 unabhängig von der jeweiligen Begrenzungsplatte 8 beweglich und kraftbeaufschlagt am Pressengestell 2 befestigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rollen 10 jeweils an einem Rollenhalter 16 drehbar gelagert, wobei der Rollenhalter beweglich und kraftbeaufschlagt an dem Pressengestell 2 befestigt ist. In den Figuren ist erkennbar, dass der Rollenhalter 16 im Ausführungsbeispiel als schwenkbarer Rollenhalter und folglich als Schwinge 16 ausgebildet ist, welche um eine Drehachse 17 schwenkbar an dem Pressengestell 2 angelenkt ist. Eine solche Schwinge 16 kann z. B. - wie in den Figuren 4 und 5 erkennbar - zwei seitliche Schwingenschenkel aufweisen, die jeweils beidseitig der Rolle an die Rollenlager 19 angeschlossen sind. Während die Seitenbegrenzungsplatte 8 mit den in Fig. 2 angedeuteten Federeinrichtungen 9 beaufschlagt ist, ist die korrespondierende Rolle 10 über die separate Federeinrichtung 18 beaufschlagt, wobei diese Federeinrichtung 18 im Ausführungsbeispiel an dem Rollenhalter angreift und folglich den schwenkbaren Rollenhalter kraftbeaufschlagt. Dabei zeigt Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der die am Pressengestell 2 abgestützte Feder 18 in einem Bereich zwischen der Rolle 10 und der Drehachse 17 angreift. In einer optionalen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Feder 18 aber auch auf Höhe der Rolle 10 oder darüber an den Rollenhalter angreifen. In den Zeichnungen sind sowohl die Federn 9 als auch die Feder 18 stark vereinfacht als mechanische Federn, z. B. Schraubenfedern, dargestellt. Im Falle der Federn 9, die die Begrenzungsplatte 8 beaufschlagen, werden vorzugsweise mechanische Federn eingesetzt. Für die Beaufschlagung der Rolle 10 bzw. des Rollenhalters werden jedoch bevorzugt hydraulische Federeinrichtungen, z. B. Hydraulikzylinder eingesetzt, die in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellt sind. Hydraulische Federn (oder alternativ auch pneumatische Federn), z. B. Hydraulikzylinder, bieten den Vorteil, dass die Federkraft bzw. die Federkonstante variabel einstellbar ist, sodass z. B. während der Montage die Kraftbeaufschlagung über die Feder 18 an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden kann. Besonders bevorzugt werden die Federn 18 für die Rollen einerseits und die Federn 9 für die Begrenzungsplatten 8 andererseits derart ausgelegt und folglich mit der Maßgabe aufeinander abgestimmt, dass mit den Rollen 10 ein größerer Druck auf das Material im Fülltrichter und folglich auf das Mahlbett bzw. Gutbett ausgeübt wird, als mit den Begrenzungsplatten 8. Im Übrigen können die Federeinrichtungen natürlich auch über geeignete Übertragungsmittel an die Begrenzungsplatten bzw. Rollen angeschlossen sein, z. B. Druckstangen oder dergleichen. Diese sind nicht dargestellt.
  • Die Rollen 10 sind - wie erläutert - unabhängig von den Begrenzungsplatten kraftbeaufschlagt am Pressengestell 2 befestigt. Sie sind jedoch im Bereich der jeweiligen Begrenzungsplatte 8 positioniert und bevorzugt unmittelbar hinter der jeweiligen Begrenzungsplatte drehbar gelagert. Dazu ist es zweckmäßig, dass jede Begrenzungsplatte eine Durchbrechung 15 aufweist, durch welche die unmittelbar hinter der Begrenzungsplatte 8 angeordnete Rolle 10 hindurchgreift. Auch wenn die Begrenzungsplatte 8 und die Rolle 10 folglich unabhängig voneinander gelagert und kraftbeaufschlagt sind, so bilden sie jedoch während des Betriebes funktionell eine Einheit. Im Ausführungsbeispiel weist jede der beiden Begrenzungsplatten 8 jeweils eine der jeweiligen Walzenstirnfläche 6 zugewandte und parallel zu der Walzenstirnfläche 6 orientierte Frontebene 11 auf. Im Ausführungsbeispiel ist in die jeweilige Begrenzungsplatte 8 oberhalb der jeweiligen Rolle 10 eine Materialführungstasche 12 integriert, die gegenüber der zuvor definierten Frontebene 11 zurückversetzt ist, so dass die Rolle 10 über die Materialführungstasche 12 von oben mit Material beaufschlagbar ist. Die Materialführungstasche 12 weist folglich eine gegenüber der Frontebene 11 zurückversetzte und von der Frontebene zumindest bereichsweise beabstandete Rückwand 13 auf, die im Ausführungsbeispiel sowohl in einem Vertikalschnitt nach Fig. 2 als auch in der Draufsicht nach Fig. 3 gekrümmt ausgebildet ist. In dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Materialführungstasche 12 in einer Seitenansicht oder in einer perspektivischen Ansicht von innen (gemäß Fig. 4) somit trichterförmig ausgebildet, d. h. sie weist eine sich nach unten verjüngende Breite B auf. Außerdem kann die Materialführungstasche eine sich nach unten verringernde Tiefe T aufweisen (vergleiche Fig. 2). Das Material wird über die Materialführungstaschen 12 von oben in den Bereich der beiden seitlich des Walzenspaltes S angeordneten Rollen 10 zugeführt. In den stirnseitigen, äußeren Bereichen der Walzen 3, 4 entsteht über die Materialführungstaschen 12 ein Überangebot an Material. Durch die zurückversetzte Rückwand 13 der Materialführungstasche 12 wird der die Materialzuführung hemmende Einfluss der Reibung gleichsam vom Walzenspalt nach außen verlegt, so dass das Material an den Walzenrändern besser einfließt und besser eingezogen wird. Durch die Rollen 10 wird zugleich die Reibung im Bereich der Hochdruckzone 5 erheblich reduziert und damit einerseits der Verschleiß minimiert und andererseits die Materialverteilung über die Spaltbreite verbessert.
  • Die im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 4 beschriebenen Vorteile lassen sich auch mit einer nicht im Detail dargestellten, Ausführungsform realisieren. Bei dieser weist die Materialführungstasche 12 ebenfalls eine sich nach unten verjüngende Breite B auf. Im Unterschied zu der Darstellung in Fig. 2 kann jedoch vorgesehen sein, dass die Materialführungstasche eine über ihre Höhe konstante Tiefe T aufweist, so dass die Rückwand der Materialführungstasche im Wesentlichen senkrecht orientiert ist. Einzelheiten sind nicht dargestellt.
  • In Fig. 1 ist im Übrigen erkennbar, dass der obere Scheitelpunkt 10a der Rolle 10 oberhalb der Walzenachsen X bzw. X' angeordnet ist. Der untere Scheitelpunkt 10b der Rolle 10 ist unterhalb der Walzenachsen X bzw. X' angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der obere Scheitelpunkt 10a oberhalb der Druckzone 5 angeordnet, während der untere Scheitelpunkt 10b unterhalb der Druckzone 5 angeordnet ist. Als Druckzone 5 wird gemäß Fig. 1 die Zone der Walzenpresse definiert, die sich zwischen den beiden Walzen über einen Umfangswinkel α von -5° bis +15° erstreckt, und zwar bezogen auf die Verbindungsgerade durch die Walzenachsen X, X`. Die Druckzone 5 ist folglich definitionsgemäß der Bereich, der um +15° oberhalb der Walzenachse und -5° unterhalb der Walzenachse X, X' liegt. Dabei liegt die Rollenachse Y der Rollen 10 im Ausführungsbeispiel auf der Höhe oder etwa auf der Höhe der Walzenachsen X, X' der Presswalzen 3, 4. Dabei ist zu beachten, dass die Durchmesser der Presswalzen 3, 4 einerseits und der Rollen 10 andererseits nicht maßstabsgerecht dargestellt sind.
  • Die Breite E der Rollen 10 ist in jedem Fall größer als die maximale Spaltbreite W und folglich größer als der Nullspalt des Walzenspaltes S zuzüglich wenigstens der Wegstrecke um die sich der Walzenspalt während des Maschinenbetriebes durch die horizontale Bewegung der Loswalze 4 öffnet. Dabei ist mit der Breite E bzw. Rollenbreite die Ballenbreite, das heißt, die Breite der Arbeitsfläche der Rollen gemeint.
  • Der Walzenumfang und folglich die Umfangsfläche 7 der Presswalzen 3, 4 ist in der Regel mit einer speziellen Oberflächenbeschaffenheit, z. B. mit einer verschleißbeständigen Beschichtung oder Bandage versehen. Einzelheiten sind in den Figuren nicht dargestellt. In bevorzugter Ausführungsformen kann auch der Rollenumfang und folglich die Umfangs- oder Ballenoberfläche 14 der Rollen 10 mit einer verschleißbeständigen Beschichtung versehen sein. Die Umfangsflächen 14 der Rollen 10 können folglich verschleißgepanzert ausgebildet sein bzw. eine Verschleißpanzerung aufweisen. Bei dieser Verschleißpanzerung der Rollen 10 kann auf bekannte Maßnahmen für die Verschleißpanzerung der Walzenoberflächen zurückgegriffen werden. So können z. B. in die Umfangsfläche eine Vielzahl von Bolzen noppenartig integriert werden (stud lining). Alternativ kann eine Verschleißpanzerung aus einer Vielzahl von auf der Oberfläche befestigten kachelartigen Verschleißelementen realisiert werden. Ferner kommt eine Verschleißpanzerung durch eine Auftragsschweißung in Betracht. Stets ist die Rolle selbst bevorzugt aus Stahl gefertigt und auf dem Umfang dieser Rolle die Verschleißpanzerung aus einem harten, verschleißfesten Material angeordnet. Optional oder ergänzend kann die Umfangsfläche 14 der Rollen mit einer Profilierung oder Strukturierung ausgerüstet sein. Einzelheiten sind nicht dargestellt. Im Übrigen besteht die Möglichkeit, dass die Rollen 10 jeweils mit einem Antrieb angetrieben sind. Ein solcher Antrieb ist in den Figuren nicht dargestellt. In den Materialführungstaschen 12 können im Übrigen Leiteinbauten für die Führung des Materials auf die Rolle 10 integriert sein, wobei auch solche Leiteinbauten nicht dargestellt sind. In Fig. 4 ist jedoch vereinfacht angedeutet, dass die Begrenzungsplatten 8 jeweils mit einer oder mit mehreren zusätzlichen Dichtplatten 20 versehen sein können, die z. B. parallel zu der Frontebene 11 bzw. in der Frontebene 11 verlaufen und die die Materialführungstasche 12 frontseitig partiell abdecken. Auf diese Weise kann die Zuführung des Materials in den Bereich der Rolle 10 und in dem Bereich der Hochdruckzone 5 optimiert werden.
  • Schließlich ist in Figur 4 und 5 dargestellt, dass die Begrenzungsplatten 8 jeweils eine Durchbrechung 15 aufweisen, durch welche die rückseitig hinter der Begrenzungsplatte 8 drehbar gelagerte Rolle 10 hindurchgreift, und zwar in einen Bereich unterhalb der Materialführungstasche 12. Die Rollen 10 sind folglich auf der Rückseite der Begrenzungsplatten 8 drehbar um eine Achse Y gelagert.
  • Die Rolle 10 bzw. deren Ballen ist damit in einer taschenartigen Einformung 12' der Begrenzungsplatte angeordnet, welche unterhalb der Materialführungstasche 12 angeordnet ist, d. h. die trichterförmige Materialführungstasche 12 mündet unterseitig in die Einformung 12' bzw. in die Ausnehmung 15 für die Rolle 10. Die Rolle 10 bzw. deren Ballen greift durch die Durchbrechung 15 hindurch.
  • Im Übrigen besteht optional auch die Möglichkeit, die Begrenzungsplatten, z. B. deren Frontebene 11 und die Materialführungstaschen 12 mit einer Verschleißpanzerung auszurüsten. Die Begrenzungsplatten können dabei z. B. aus Stahl gefertigt sein und auf den jeweiligen Flächen kann eine Verschleißpanzerung angeordnet sein.

Claims (21)

  1. Hochdruck-Walzenpresse (1), insbesondere Gutbettwalzenmühle oder Kompaktiermaschine, mit zwei in einem Pressengestell (2) drehbar gelagerten Presswalzen (3, 4), zwischen denen ein Fülltrichter mit auf Höhe der Walzenachse (X, X') angeordnetem Walzenspalt (S) gebildet ist, dessen Spaltweite (W) während des Betriebes der Walzenpresse (1) veränderlich ist,
    wobei der Fülltrichter zwischen den Presswalzen (3, 4) walzenstirnseitig von seitlich neben den Presswalzen (3, 4) angeordneten Begrenzungsplatten (8) begrenzt wird,
    wobei die Begrenzungsplatten (8) derart beweglich und kraftbeaufschlagt an dem Pressengestell (2) befestigt sind, dass die Begrenzungsplatten (8) während des Betriebes der Walzenpresse (1) gegen die Kraftbeaufschlagung zurückdrückbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass seitlich neben den Presswalzen (3, 4) auf der Höhe des Walzenspaltes (S) jeweils eine einzelne Rolle (10) angeordnet ist, die drehbar um ihre Rollenachse (Y) gelagert ist und die den Walzenspalt (S) seitlich begrenzt, wobei die Rollen (10) relativ zu der jeweiligen Begrenzungsplatte (8) bewegbar sind und jeweils derart in Richtung gegen die jeweilige Walzenstirnfläche kraftbeaufschlagt sind, dass die Rollen (10) während des Betriebes der Walzenpresse (1) gegen die Kraftbeaufschlagung zurückdrückbar sind.
  2. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (10) unabhängig von der jeweiligen Begrenzungsplatte (8) beweglich und kraftbeaufschlagt am Pressengestell (2) befestigt sind.
  3. Walzenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (10) jeweils in oder an zumindest einem Rollenhalter drehbar gelagert sind, welcher beweglich und kraftbeaufschlagt an dem Pressengestell (2) befestigt ist.
  4. Walzenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenhalter als schwenkbar um eine Drehachse (17) an dem Pressengestell (12) angelenkte Schwinge (16) ausgebildet ist.
  5. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (10) oder der jeweilige Rollenhalter jeweils mit zumindest je einer Federeinrichtung (18) kraftbeaufschlagt sind, welche z. B. am Pressengestell (2) abgestützt sind und gegen die jeweilige Rolle (10) oder den Rollenhalter wirken.
  6. Walzenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (18) als mechanische, hydraulische oder pneumatische Federeinrichtung ausgebildet ist, vorzugsweise mit einstellbarer Federkraft, z. B. mit steuerbarer oder regelbarer Federkraft.
  7. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (10) einerseits und die Begrenzungsplatten (8) andererseits mit Federeinrichtungen (18, 9) mit der Maßgabe kraftbeaufschlagt sind, dass mit den Rollen (10) ein größerer Druck auf das Material ausgeübt wird als mit den Begrenzungsplatten (8).
  8. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine der Presswalzen (3) als Festwalze (3) und eine der Presswalzen (4) als relativ zu der Festwalze (3) bewegliche Loswalze (4) ausgebildet ist, wobei die Loswalze (4) über Krafterzeugungsmittel, z.B. hydraulisch, mit sich während des Betriebes veränderlicher Spaltweite (W) gegen die Festwalze (3) anstellbar ist.
  9. Walzenpresse nach einem Ansprüche 1 bis 8, wobei die Begrenzungsplatten jeweils eine der jeweiligen Walzenstirnfläche (6) zugewandte und parallel zu der Walzenstirnfläche (6) orientierte Frontebene (11) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass in die Begrenzungsplatte (8) z. B. oberhalb der der jeweiligen Begrenzungsplatte zugeordneten Rolle (10) eine gegenüber der Frontebene (11) zurückversetzte Materialführungstasche (12) integriert ist, so dass die Rolle (10) über die Materialführungstasche (12) von oben mit Material beaufschlagbar ist.
  10. Walzenpresse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialführungstasche (12) in der Seitenansicht trichterförmig mit sich nach unten verjüngender Breite (B) ausgebildet ist und/oder dass die Materialführungstasche (12) eine nach unten abnehmende Tiefe (T) aufweist.
  11. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Scheitelpunkt (10a) der Rolle (10) oberhalb der Walzenachse (X, X') angeordnet ist und/oder dass der untere Scheitelpunkt (10b) der Rolle (10) unterhalb der Walzenachse (X, X') angeordnet ist.
  12. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Scheitelpunkt (10a) der Rolle (10) oberhalb der Druckzone (5) angeordnet ist und/oder dass der untere Scheitelpunkt (10b) der Rolle (10) unterhalb der Druckzone (5) angeordnet ist.
  13. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenachse (y) der Rolle (10) auf der Höhe der Walzenachse bzw. auf der Höhe der Walzenachsen der Walzen ist.
  14. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) der Rolle (10) bzw. der Rollen zumindest 5 %, vorzugsweise zumindest 10 % des Walzendurchmessers beträgt und z. B etwa 5 % bis 35 %, z.B. 10 % bis 30 % des Walzendurchmessers (M) beträgt und/oder dass der Durchmesser (D) der Rolle (10) bzw. der Rollen zumindest 50 mm, vorzugsweise zumindest 100 mm beträgt und z. B. 50 mm bis 1000 mm, vorzugsweise 100 mm bis 600 mm beträgt.
  15. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (E) der Rolle größer als die maximale Spaltweite (W) des Walzenspaltes (S) ist und/oder dass die Breite der Rolle bzw. der Rollen etwa 1 % bis 10 %, zum Beispiel 2 % bis 8 % des Walzendurchmessers beträgt und/oder dass die Breite (E) der Rolle (10) bzw. der Rollen zumindest 50 mm, z. B. 50 mm bis 200 mm beträgt.
  16. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle auf ihrem Rollenumfang (14) eine profilierte oder strukturierte Oberfläche aufweist und/oder dass die Rolle (10) auf ihrem Rollenumfang (14) mit einer Verschleißpanzerung versehen ist.
  17. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsplatten (8) jeweils eine Durchbrechung (15) aufweisen, durch welche die z. B. rückseitig hinter der Begrenzungsplatte (8) drehbar gelagerte Rolle (10) hindurchgreift, z. B. in den Bereich der Materialführungstasche (12) oder in einen Bereich unterhalb der Materialführungstasche (12).
  18. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (10) ohne eigenen Antrieb über das Material oder über die angetriebenen Walzen angetrieben wird, z. B. indem die jeweilige Rolle (10) gegen die Stirnflächen (6) der Walzen (3, 4) gedrückt wird.
  19. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (10) mit einem Antrieb angetrieben ist.
  20. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in die Materialführungstaschen (12) jeweils ein oder mehrere Leiteinbauten für die Führung des Materials auf die Rolle (10) integriert sind.
  21. Walzenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsplatten (8) jeweils mit einer oder mehreren zusätzlichen Dichtplatten (17) versehen sind, die z. B. parallel zur Frontebene (11) bzw. in der Frontebene (11) verlaufen und die Materialführungstasche (12) frontseitig partiell abdecken.
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