WO2011050987A2 - Pelletierpresse zur herstellung von pellets - Google Patents

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WO2011050987A2
WO2011050987A2 PCT/EP2010/006644 EP2010006644W WO2011050987A2 WO 2011050987 A2 WO2011050987 A2 WO 2011050987A2 EP 2010006644 W EP2010006644 W EP 2010006644W WO 2011050987 A2 WO2011050987 A2 WO 2011050987A2
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die
pelleting press
press
drive
pelleting
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PCT/EP2010/006644
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Frank Heymanns
Gernot Von Haas
Günter NATUS
Detlef Kroll
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Dieffenbacher Gmbh + Co. Kg
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    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
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    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/047—C-shaped frames

Definitions

  • the invention relates to a pelleting press for the production of pellets according to the preamble of claim 1.
  • pellets also known as pellets or granules, from fines or compacted and / or molten material is already known.
  • pellets respectively wood pellets, from
  • comminuted biomass such as sawdust, dust or
  • the raw material used is usually chipboard from the woodworking industry, but it is also possible to utilize freshly felled stocks or non-recoverable types of wood or waste in the woodworking industry.
  • pelleting presses in which the material to be pressed is pressed by moving and / or active rolling rolls, also called roll-up rolls, through bores of a die. Through the holes, the material (biomass) is formed and discharged as strands from the holes. Holes are understood to mean all openings which, preferably of substantially cylindrical design, are arranged in a die for passage and shaping of the material. The holes can also have larger inlet areas (reductions) to improve the pressing process and be hardened or have hardened sleeves in the holes.
  • the rotating Kollerwalzen are mounted on the hollow shaft or the drive over projecting from the hollow shaft stub axles. Due to the centrifugal forces and the one-sided loads in the flying storage wear the bearings between the very fast
  • the object of the invention is to provide a pelleting press for the production of pellets, which offers over the prior art advantages in the accessibility of essential machine elements and at the same time allows the quick replacement of essential machine elements or modules.
  • the structure and operation of the pelleting press should be modular, so that the production capacity is variably adjustable and / or independent of repairs of individual modules.
  • the solution to the problem for a pelleting press is that in the pelleting press at least one pressing device is arranged consisting of at least one roller and / or the die within a press frame, wherein at least one C-frame and / or at least one window frame is arranged as a press frame.
  • a spreader may be provided which feeds each roller or a press frame separately biomass, which is additionally mounted on the press frame and is correspondingly in a built-in or a removal with or removed.
  • actuators usually hydraulic piston and cylinder arrangements
  • these can be installed in a large number of possible places in the press frame, which is altogether dependent on the structure of the pelleting press.
  • the actuators usually hydraulic piston and cylinder arrangements
  • Pelleting press provided with a circumferential die, so that the die is movably mounted in the press frame by means of bearings and the rollers stationary, but the die or moved away, are arranged.
  • the bearing of the die can be arranged movable in this sense.
  • the rollers move in a circle (flat circular matrix) or alternately linear (square matrix) and the die or a die table is firmly stored in the press racks.
  • a combination of both movements is conceivable, but probably very expensive in the mechanical engineering design. In this sense, therefore, at least the roller and / or the die would be movable by means of at least one drive to generate a relative movement arranged.
  • At least two or even more drives are arranged in a large pelleting press with more than three, preferably with more than five, more preferably with more than seven Kollerwalzen.
  • at least one within the pelleting press preferably within at least one press frame
  • Guiding means for guiding the movable die and / or the roller arranged.
  • the guide means may be arranged with adjusting devices and / or dampers for adjusting the barrel and / or the orientation of the movable machine elements.
  • At least one bearing of the movable machine elements can also be arranged outside of a press frame in order to provide a sufficient support of the movable machine elements, in particular with a small number of press frames.
  • a single or a multi-part press frame can be arranged as pressing device.
  • a multi-part press frame is formed at least from a crosshead and two pull tabs. The second crosshead can either stand alone or by the Arrangement of at least one roller or die or their
  • unlockable connections are connected to spend at least parts of the press frame quickly and easily from or into the pelleting press.
  • at least one engagement surface for the forks of a fork-lift truck or for a crane hook is preferably arranged on the press frame of the pressing device.
  • Pelleting press several pressing devices arranged. These are preferably arranged uniformly along the die. At least one spreading device, a scattering guide and / or a side wall can be arranged on at least one pressing device.
  • the production capacity can be adjusted by varying the press racks as needed during a longer production period, so that in a simple manner more or less capacity can be avoided to be delivered pellets.
  • Pelleting press with several pressing devices or press racks on the press frame means for receiving a drive, so that when expanding the capacity of a pelleting press per pressing device and a drive or all two pressing devices drive etc. can be installed or removed.
  • the rollers and / or the die can perform a stroke. If, for example, the rollers have adjusting devices for a stroke, it is very simple in terms of process engineering to move the roller into a rest position in the event of a malfunction in a press frame and to hold it there.
  • the production can, if necessary, stop or block the spreading device responsible for this roll, while continuing to run. This is particularly advantageous if a planned maintenance cycle is pending or A production cycle will be completed in the near future and for these reasons production must be halted. It is also conceivable in a 24/7 operation that the production may continue to run slightly less in a late or night shift until the corresponding maintenance or repair crew takes up duty on the morning of the next day.
  • Frame construction also a suitable, preferably to the necessary
  • At least one drive can be arranged as a direct drive with a rotor and at least one stator for producing the relative movement between the roller and the die, preferably for moving the die, the rotor of the drive on a support plate and / or at least on a support ring and / or is arranged on the die itself and / or that for simultaneous movement of a plurality of rollers, the rotor of the drive is arranged on a shaft which is operatively connected to the axes of the rollers.
  • the drive can be modularly extended and / or reduced and can respond to sudden stoppages or blockages in production, especially a moving die table without damage.
  • the drive can be adapted in its necessary properties to the production circumstances, be it by partial connection / disconnection or installation / removal of driving components.
  • the disadvantage is solved that large gear or conversions for the drive with a concomitant noise pollution and maintenance can be avoided. By minimizing the noise, it is also easier to detect problems during pressing on the basis of noise.
  • the power carriers can be constructed so that even around the circumference of a stator even multiples of
  • Service providers can be arranged.
  • a series of presses could be offered which, for example, offer an engine power of 640, 320, 160, 80 kW, so that a customer can order a small pelleting press with 160 kW and later upgraded to 320 KW or 640 KW without further difficulty by purchasing additional service providers, for example, in the compression of unyielding material or retrofitting of other press racks.
  • the repair can be easier, because in case of faults or defects in the drive of a pelleting press no longer the entire engine needs to be replaced, but only in the case of a defect of a service provider this service provider removed and replaced by a new service provider.
  • the invention means, for example, a drive coil winding for the rotor mounted on the power carrier
  • the engine does not exist as a unit, but from a large number of units that can be exchanged or installed sequentially. This is particularly useful in a tight space. This favors in the broader sense but also the storage of the same components
  • the high-performance carriers are preassembled on prefabricated segments, for example four 45 ° elements for forming a stator, and these four segments are installed successively in the pelleting press.
  • the hollow shaft or parts of the hollow shaft
  • the power carrier which is advantageous in accordance with the progress of the construction of the pelleting press.
  • a parallel assembly for example, two segments or multiple power carrier, then the introduction of the hollow shaft and then the subsequent assembly of the remaining elements conceivable.
  • the hollow shaft is first roughly stored in the pelleting press, then mounted the remaining power carrier and then the
  • the necessary space of the pelleting press with a direct drive can be significantly optimized and reduced and it can be simple measures for noise reduction substantially realize the drive train by encapsulation.
  • the pelleting press can be designed with a low overall height, resulting in particular advantages for supplying the pelleting press with biomass and the removal of the pellets
  • the hollow shaft If the hollow shaft is driven as a main drive shaft by far outboard motors, the torsion of the hollow shaft adversely affects the entire drive system. The longer the distance between the motor and the die plane or the roll plane, the softer the drive system becomes and it comes to Control vibrations, since the driven hollow shaft acts like a torsion spring.
  • Angular position control of the drive can process data from the
  • the press has no additional mechanical transmission elements (e.g., gear stages) due to the direct drive and less vibration and noise. Frictional losses, torsion, backlash, etc. are eliminated. Permanent magnet motors,
  • the preferred arrangement of the direct drive would be provided between the die plane and at least one further substantially parallel spaced boundary plane, wherein the distance between the die plane and the boundary plane is +/- 500 mm along the die axis.
  • the force introduction regions would be arranged essentially in a transmission region, the suitable transmission region lying between the matrix plane and at least one further boundary plane, wherein the boundary planes are arranged with a limiting angle of 0 to 30 ° with respect to the matrix plane and with the matrix plane has a common point of intersection S on the die axis.
  • the die and / or at least one roller can be moved in at least one press frame by means of the drive.
  • the stator is operatively connected to a press frame.
  • the direct drive is preferably a permanent magnet motor with permanent magnets arranged on the rotor.
  • Other direct drives with direct shaft drive, other or newer direct drives can be provided, as a shaft here preferably the hollow shaft or an equivalent support structure for the
  • stator of the drive is designed in a segmented embodiment, wherein in combination at least two electrotechnically separately controllable power carrier are arranged. at several service providers can be installed individually or in groups. Even with a segmented stator can at least one
  • Power carrier to be arranged on at least one press frame. It is further preferred that the rotor of the drive integral with the die and / or the support plate and / or the support structure of the
  • roller connection or the die is executed.
  • the direct drive is preferably arranged in its, in particular in the central (geometric center), plane perpendicular to the die axis, wherein the plane
  • At least the stator of the drive should consist of at least two power sources, the power carrier should be designed as a separate and interchangeable units and the performers should be individually or partially operatively connected to a control unit by means of supply lines. In terms of the many possibilities, procedures can also be
  • FIG. 1 shows a plan view of a circular flat die and a plurality of rolls rolling thereon in four pressing devices or press racks, wherein the flat die is movably mounted in the press racks in this preferred embodiment and rotates about its axis,
  • FIG. 2 shows a side view in section according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a comparison of two different press racks with a C-frame (left) and a one-piece window frame (right),
  • Figure 4 shows two side views of a multi-part press frame
  • Figure 5 shows a multi-part construction of a movable but also stationary
  • Supporting device for a die consisting of a support table and two coaxial support rings with an original drive
  • Figure 6 shows an exemplary embodiment of a foundation-based
  • FIG. 7 shows a possible embodiment of the embodiment of the rotor or the arrangement of a stator on a separate stator carrier
  • FIG. 8 shows a further variation of the drive with an expanded composite of the rotor not only with the support structure (support rings) but with a support plate supporting the die for the most direct possible transmission of drive force to the die, without the replaceable die being part of the rotor,
  • Figure 9 shows an alternative pelleting press with a coaxial with the central
  • Die axis arranged hollow shaft for receiving the driving forces of the direct drive outside the diameter of the die for moving the rollers
  • Figure 10 shows four schematic sectional views of a direct drive
  • Figure 11 shows a possible representation of a direct drive with a the
  • FIG. 12 shows another possible alternative of a direct drive with radially outer permanent magnets for simplified disassembly and assembly
  • FIG. 13 shows a particularly preferred arrangement of two direct drives for mutual magnetic force compensation.
  • FIG. 1 shows a pelleting press 3 with four pressing devices 12 in a preferred exemplary embodiment. However, a plurality of pressing devices 12 may preferably be arranged in the pelleting press 3, in some cases depending on the inner or outer diameter of the die.
  • the die 4 is movably mounted with the rolling surface 19 for the rollers 5 in the pressing devices 12 and by at least one motor (not shown) for
  • Pressing devices 12 are not shown.
  • FIG 2 can be seen in a section of Figure 1, the pelleting press 3 on a foundation 14, wherein in the schematic sectional view of a press frame 21 with a multi-part press frame, which is arranged at least from a lower crosshead 7 and two pull tabs 6, wherein in the Pull tabs mounted axle 16 of the roller 5 by means of corresponding machine elements, respectively bearing, is movably held.
  • the biomass 1 is pressed through the holes 13 to pellets 10.
  • the entry of the biomass 1 between the side walls 11 of the pelleting press 3 is shown only schematically.
  • the die 4 driven in this example is supported by bearings on the lower crosshead 7 and thus effectively and uniformly closes the present load flow.
  • Next to the Self-weight of the rollers 5 can also be arranged adjusting devices (22 visible in Figure 4), in addition to any necessary
  • Press frame 21 attack surfaces 17 have, with which a
  • Lifting device such as a crane hook (not shown) and / or at least one forklift fork, with a part of the press frame 21 is operatively connected and at least remove this part of the pelleting press 3 or can also bring. If, for example, the bolts 15 are released at the lower crosshead 7 of the press frame 7, the two pull tabs 6 with the roller 5 and the axis 16 are easily pulled out of the pelleting press 3 upwards. Particularly advantageous is this method, because the lower crosshead 7 continues on the
  • Foundation 14 may remain and the storage of the die 4 during a resumed operation of the pelleting press 3 can continue to perform. It is particularly preferred that this variant with an additional or in the case of insertion or removal of a segment of the multi-part press frame 21 attachable or existing upper crosshead 8. It should be noted that when using a multi-part annular die this can be disassembled and a closed window frame 20th can also be removed from the pelleting press, if necessary.
  • Figure 3 shows a comparison of two different press racks 21 with a C-frame 18 and a one-piece window frame 20. Also shown in contrary, that the roller 5, respectively the axis 16, is mounted on the left side of the figure in its own support arms 26, whereas on the right side of the figure, the roller 5 are arranged in the vertical branches of the closed window frame 20.
  • FIG. 4 shows two side views of a multi-part press frame 21 of a pressing device 12 with a prominent illustration of possible adjusting devices 22 for adjusting the position of the die 4 and / or the rollers 5 relative to one another.
  • a window 25 or an equivalent opening or attached thereto a projection on which at least one actuator 22 and / or a bearing 24 is arranged so that the roller 5 as with a double arrow shown in the vertical of the die 4 away or on the die 4 is movable.
  • the bearings 9 of the die 4 can be adjustably arranged by means of an adjusting device 22.
  • an adjusting device 22 In particular, with a hydraulic cylinder-piston arrangement, forces in the pressing device for promoting the pressing of the biomass can be effected.
  • the adjusting device can also act as a vibration damper of the pelleting press 3.
  • An exemplary radially arranged guide means 23 may be arranged on the press frame 21 in order to assist in the guidance or in the concentricity of the die 4.
  • a height-adjustable die 4 is particularly advantageous that the expansion of a bearing 9 is simplified from the press frame 21 when the actuators extend 22 further press racks 21 and raise the die.
  • the die 4 can also be raised by means of external aids or it will be the first Pull tabs 6 raised after removal of the bolt 15 and then changed the bearings 6.
  • this is rarely necessary because according to the teachings of the invention improved accessibility of the pressing device 12 in the pelleting press is possible, which greatly facilitates cleaning and maintenance.
  • it is possible within the Matrizenringes 5 perform work in circular matrices.
  • a pelleting press 3 with a moving die 4 and stationary rolls 5 it makes sense at least two
  • Pressing devices 12 to provide.
  • the number of pressing devices is dependent on the size or the size of the die 5.
  • the necessary drive power which is usually dependent on the number of rollers directly to the number of pressing devices (rollers) can be adjusted.
  • a pressing device 12 may also be composed of a plurality of press racks if it requires the layout of the pelleting press 3.
  • Window frame exist.
  • a preferred embodiment is when in a pressing device 12 always only one die 4 or at least one roller 5 is arranged stationary, wherein each of the compressive
  • Pressing device 12 respectively stored the press frame.
  • the supported counter bearing (usually the die) passes through in the course of
  • rollers 5 may be movably mounted in the pressing device and the die 4 stands still.
  • the support means of the rollers 5 in the course of manufacture, the other pressing devices or press racks, if present.
  • a C or U frame which is open on one side is arranged such that the open side is in the direction of
  • Foundation 14 is arranged and the die 4 is guided through the resulting opening.
  • the bearings 9 can be arranged directly on the foundation 14, or on the foundation a corresponding guide is arranged when the bearings 9 are arranged on the table device, respectively the support rings 8 and / or the support plate 31.
  • the pull tabs 6 or the press frame could by means of bolts 15 at one of the foundation 14th be arranged fixed fastener. Both press racks can be lifted off the foundation, preferably after opening a quick release device. In both variants, the foundation substitutes the necessary lower crosshead.
  • FIG. 5 shows a multi-part construction of a movable support device for a die 4 consisting of a support plate 31 and two coaxial
  • Supporting rings 30 shown with an exemplary drive 27 may be necessary to make the teeth of the transmission as large as possible and to overlap several machine elements.
  • FIG. 6 shows an exemplary application of a
  • a cantilevered C- or U-frame is arranged on the right side in such a way that the open side is arranged in the direction of the foundation 14 and the die 4 is guided through the opening thus created.
  • the bearings 9 can be arranged directly on the foundation 14, or on the foundation is a
  • Table device respectively the support rings 8 and / or the support plate 31, are arranged.
  • a multi-part press frame On the left side of a multi-part press frame is shown, which is fixed by means of bolts 15 to a fastening means arranged on the foundation 14.
  • Both press racks can, preferably after opening a quick-release device, lift off the foundation.
  • the foundation substitutes the necessary lower crosshead.
  • the die 4 is mounted only on the support plate 31, in which case clearly the opposite openings 28 should be shown per bore 13, wherein the apertures are larger than the holes 13 and accordingly no verpressender component of the die 4.
  • a pressing device 12 may also be constructed of a plurality of press racks 21, as required by the design of the pelleting press 3.
  • a press frame can consist of several C and / or window frames 18, 20 or multi-part window frames 6, 7 (8) arranged parallel to one another.
  • the press frame can consist of several C and / or window frames 18, 20 or multi-part window frames 6, 7 (8) arranged parallel to one another.
  • Press racks 21 operatively connected by means of a connection in the region of the foundation 14 and / or substantially in the region of the rollers 5 (not shown). It is also conceivable that bearings 9 bearings on
  • Press frame 21 or on the support rings 8 or on the support plate 31 are arranged, wherein in an arrangement of the rolling bearing to the
  • connecting rolling surface is arranged for the bearing.
  • FIG. 7 shows an indirect drive of the die 4, which is mounted on at least one, preferably two concentrically mounted support rings 30 is. At least one of the support rings 30 forms a part of the rotor 37 and is driven by means of the stator 36 of the drive 27, wherein the stator 36 is fixedly mounted on a stator support 38 operatively connected to the foundation.
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment in which the die 4 is arranged on a support plate 31, which in turn is connected to the support rings 30
  • the rotor 37 is directly operatively connected to the support plate 31 and / or with the support rings 30th
  • FIG. 9 shows an alternative of a pelleting press 3 with an externally arranged hollow shaft 39 and a direct drive attached thereto as the drive 27.
  • the hollow shaft 39 additionally or at least partially forms the rotor 37, which projects beyond the fixed stator 36 and therein
  • a support structure in which the shafts 5 and their axes are supported could also be driven via the rotor 37.
  • FIG. 10 shows in four schematic sectional views of a drive 27 designed as a direct drive, consisting of a stator 36 comprising a plurality of power carriers 34 and a rotor 37, operatively connected to a die, a die holding the die 4 (support plate) or the like shown.
  • the stator 36 of the motor 27 consists of twenty-eight (FIG. 10a), twelve (FIG. 10b), eight (FIG. 10c) or optionally six (FIG. 10d) power carriers 34, which are independent and
  • the power carrier 34 are arranged radially to the die axis 35 and the power carrier 34 are individually or in sections with a control unit 41 by means of
  • Shaping is understood to mean the external size or the arrangement of significant mounting elements.
  • the power carriers 34 are preferably arranged in groups of at least two. Not shown is the ability to connect the power carrier 34 directly or indirectly via a suitable support with the press frame 21 of a pressing device 12 or a stator 38.
  • FIGS. 10b and 10c show the possibility that either centrally on the stator 36 or on at least one power carrier 34 at least one cooling device 34 is arranged.
  • FIGS. 10c and 10d show the individual supply lines and their exemplary path to a control unit 41, which preferably consists of at least one frequency converter.
  • the supply lines 42 are to supply segments 44
  • control unit 41 is optionally supplied directly or a combined station of control unit 41 and cooling device 43. This is particularly useful if the control unit 41 requires constant cooling. It is not shown that at least parts of the stator 36 and / or supply lines 42 can form a mounting unit.
  • FIG. 11 and 12 show a conventional and a particularly preferred embodiment of the direct drive as a drive 18.
  • a drive 27 is arranged as a direct drive on a hollow shaft.
  • a stator 36 is arranged, the plurality of drive units respectively
  • the power carrier 34 are U-shaped, wherein the stator 36 engages with the permanent magnet disposed thereon in the opening of the U-shaped power carrier 34.
  • the permanent magnets 33 are particularly preferably arranged on both sides or on the axial outer-side end faces of the rotor 36.
  • the power carrier 34 in your Property for providing a drive torque over the
  • Power carrier 34 is made in the field of drive. Particularly preferably, the power carriers 34 are connected individually or in sections to a control unit 41 by means of supply lines 42.
  • the power carriers 34 essentially correspond to a motor coil with which the permanent magnets 33 can be driven.
  • Direct drive especially with problematic space conditions result, which require a special type of drive itself or only allow.
  • At least two, preferably separately controllable, drives 27 are provided as a direct execution along the die axis, wherein in a one-sided spoke arrangement (FIG. 11 is a two-sided spoke arrangement for the permanent magnets) as shown in this figure, the permanent magnets only on one surface side of the rotor are arranged. This results in uncompensated
  • Segmented stator could be suitably put over such a rotor.
  • the stator does not have to be executed in the drawn U-shape, but also other common geometric

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets (10) aus zu verpressendem Material, wobei in der Pelletierpresse (3) mittels zumindest einer Pressvorrichtung (12), bestehend aus einer auf einer Matrize (4) abrollenden Walze (5), die Biomasse (1) durch die Bohrungen (13) der Matrize (4) zu Pellets (10) verpresst wird und wobei die Matrize (4) und/oder die Walze (5) während der Herstellung in einer Relativbewegung zueinander bewegbar sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine einfache Erreichbarkeit und gleichzeitig den Schnellaustausch wesentlicher Maschinenelemente oder -module zu ermöglichen. Zusätzlich sollen der Aufbau und der Betrieb der Pelletierpresse modular sein, so dass die Produktionsleistung variabel einstellbar und/oder die Produktion unabhängig von Reparaturen einzelner Module ist. Die Erfindung besteht darin, dass in der Pelletierpresse (3) zumindest eine Pressvorrichtung (12) bestehend aus zumindest einer Walze (5) und/oder der Matrize (4) innerhalb eines Pressengestells (21) angeordnet ist, wobei als Pressengestell (21) zumindest ein C-Rahmen (18) und/oder zumindest ein Fensterrahmen (20) angeordnet ist (1390/1409).

Description

Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Herstellung von Pellets, auch Presslinge oder Granulat genannt, aus Feingut oder verdichtetem und/oder aufgeschmolzenem Material ist bereits bekannt. Die Herstellung von Pellets, respektive Holzpellets, aus
vorzugsweise zerkleinerter Biomasse, wie Sägespäne, Staub oder
dergleichen ist ebenfalls bereits hinreichend bekannt und wird im Bereich der erneuerbaren Energien als zukunftsweisende Technologie für den
Klimaschutz, besonders in Europa, propagiert. Als Rohstoff wird in der Regel Spanmaterial aus der holzverarbeitenden Industrie genutzt, es können aber auch frisch geschlagene Bestände oder in der holzverarbeitenden Industrie nicht verwertbare Holzarten oder Abfallstoffe verwertet werden. Für den
Markt an Holzpellets zur Versorgung von Kleinfeuerungsanlagen in Ein- oder Mehrfamilienhäusern ist vorzugsweise schadstofffreies Grundmaterial zu verwenden. Blockkraftwerke oder spezielle
Hochtemperaturfeuerungsanlagen zur Wärmeerzeugung und/oder
elektrischen Energie Gewinnung (Kombikraftwerke) können aber auch in geringen Mengen schadstoffbelastetes Material (Pellets aus Span- oder MDF-Platten mit oder ohne einer Beschichtung oder einer Lackierung) sauber verbrennen. Die Holzpellets werden üblicherweise in so genannten Pelletierpressen hergestellt, in denen das zu verpressende Material durch bewegte und/oder aktive abrollende Walzen, auch Kollerrollen genannt, durch Bohrungen einer Matrize gedrückt wird. Durch die Bohrungen wird das Material (Biomasse) geformt und als Stränge aus den Bohrungen ausgetragen. Unter Bohrungen werden alle Öffnungen verstanden, die, vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt, in einer Matrize zur Durchleitung und Formung des Materials angeordnet sind. Die Bohrungen können dabei auch größere Einlaufbereiche (Senkungen) zur Verbesserung des Pressvorganges aufweisen und gehärtet sein oder gehärtete Hülsen in den Bohrungen aufweisen.
Im Bereich der Matrizen werden Flach- und Ringmatrizen unterschieden. An Ringmatrizen laufen zur Verpressung außen oder innen Walzen um, an Flachmatrizen rollen die Kollerwalzen kreisförmig (Mühlenbauweise) oder linear reversierend ab. Die Erfindung befasst sich vorzugsweise mit
Flachmatrizen letzterer Bauart, kann aber ggf. auch bei Ringmatrizen verwendet werden.
Auf die Möglichkeiten der Aufbereitung und der Streuung der Biomasse, bzw. der Nachbereitung (Zerkleinerung der Stränge, Kühlung, Lagerung, Transport) der Pellets muss nicht weiter eingegangen werden. Hierzu wird auf den Stand der Technik verwiesen. Durch die mittlerweile weltweit anerkannte Klimaerwärmung ist die Industrie gezwungen die großindustrielle Herstellung von Holzpellets zu forcieren. Gerade aber bei großen Produktionsanlagen, die teilweise dem
Sondermaschinen- oder Schwermaschinenbau zuzuordnen sind, werden große und schwere Maschinenteile verwendet.
Herkömmliche und bekannte Pelletierpresse mit einer oder mehreren auf einer kreisförmigen Flachmatrize umlaufenden Kollerwalzen weisen in der Regel einen Antrieb auf, der über eine durch die Flachmatrize
hindurchtretende Hohlwelle die Flachmatrize oder die Kollerwalzen antreibt. In der Regel sind die umlaufenden Kollerwalzen fliegend an der Hohlwelle oder dem Antrieb über von der Hohlwelle abstehende Steckachsen gelagert. Durch die Fliehkräfte und die einseitigen Belastungen bei der fliegenden Lagerung verschleißen sehr schnell die Wälzlager zwischen den
Steckachsen und den Kollerwalzen. In der zentralen Antriebslösung, ausgehend von der zentralen Mittelachse der Flachmatrize liegt auch die
Beschränkung des grundsätzlichen Systems verborgen, da aus Gründen der auftretenden Momente bzw. der maximal sinnvollen Größe der Hohlwelle der Umfang einer derartigen Pelletierpresse begrenzt ist. Gleichzeitig ergibt sich durch den begrenzten Umfang eine sehr kompakte Bauweise, die dazu führt, dass Wartungsarbeiten oder Reparaturen auf engem Raum durchgeführt werden müssen, was zeit- und kostenintensiv ist. Bei Schäden an der Matrize, den Walzen, den Lagern oder bei Verstopfungen des Streuraumes vor den Walzen ist sind diese Maschinenelemente nur von außen her zugänglich, da die Mittelöffnung der Kreismatrize zu klein oder durch die Antriebshohlwelle okkupiert ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik Vorteile in der Erreichbarkeit wesentlicher Maschinenelemente bietet und gleichzeitig den Schnellaustausch wesentlicher Maschinenelemente oder -module ermöglicht. Zusätzlich soll der Aufbau und der Betrieb der Pelletierpresse modular sein, so dass die Produktionsleistung variabel einstellbar und/oder unabhängig von Reparaturen einzelner Module ist.
Die Lösung der Aufgabe für eine Pelletierpresse besteht darin, dass in der Pelletierpresse zumindest eine Pressvorrichtung bestehend aus zumindest einer Walze und/oder der Matrize innerhalb eines Pressengestell angeordnet ist, wobei als Pressengestell zumindest ein C-Rahmen und/oder zumindest ein Fensterrahmen angeordnet ist.
In einer Erweiterung der Aufgabe soll es nun durch die modulare Gestaltung und den einfachen Aufbau der Pressenrahmen möglich sein, einzelne Pressengestelle aus der Pelletierpresse zu entnehmen und während deren Reparatur den Betrieb mit den verbleibenden Pressengestellen fortzusetzen. Eine nicht näher beschriebene Streuung der Biomasse auf die Matrize wird entsprechend verändert, dass die Menge an auf der Matrize liegenden Biomasse weiterhin vor jeder Walze in den Grenzbereichen verbleibt, die für einen Betrieb zulässig sind. Beispielsweise kann eine Streuvorrichtung vorgesehen sein, die jeder Walze respektive einem Pressengestell separat Biomasse zuführt, welche zusätzlich an dem Pressengestell montiert ist und entsprechend bei einem Ein- oder einem Ausbau mit ein oder ausgebaut wird.
Insbesondere gilt für die nicht in allen Variationen und Einzelheiten beschriebene Anordnung der Stellglieder (meist hydraulische Kolben- Zylinderanordnungen), dass diese im Pressengestell an einer Vielzahl an möglichen Stellen verbaut sein können, was insgesamt vom Aufbau der Pelletierpresse abhängig ist. In der Zeichnung ist bevorzugt eine
Pelletierpresse mit einer umlaufenden Matrize vorgesehen, so dass die Matrize im Pressengestell mittels Lager bewegbar gelagert ist und die Walzen stationär, aber zur Matrize hin- oder weg verfahrbar, angeordnet sind. Natürlich kann auch das Lager der Matrize in diesem Sinne verfahrbar angeordnet sein. In einer anderen Variante bewegen sich die Walzen im Kreis (flache Kreismatrize) oder alternierend linear (viereckige Matrize) und die Matrize respektive ein Matrizentisch ist fest in den Pressengestellen gelagert. Natürlich ist auch eine Kombination beider Bewegungen denkbar, aber wohl sehr aufwendig in der maschinentechnischen Ausführung. In diesem Sinne wäre also zur Erzeugung einer Relativbewegung zumindest die Walze und/oder die Matrize mittels zumindest eines Antriebes bewegbar angeordnet. Vorzugsweise sind bei einer großen Pelletierpresse mit mehr als drei, bevorzugt mit mehr als fünf, insbesondere bevorzugt mit mehr als sieben Kollerwalzen zumindest zwei oder sogar mehr Antriebe angeordnet. Bei bewegbaren/rotierenden Walzen bzw. deren Lagerungen und/oder einer rotierenden/bewegbaren Matrize sind innerhalb der Pelletierpresse, bevorzugt innerhalb zumindest eines Pressengestells, zumindest ein
Führungsmittel zur Führung der bewegbaren Matrize und/oder der Walze angeordnet. Die Führungsmittel können mit Stellvorrichtungen und/oder Dämpfern zur Einstellung des Laufes und/oder der Ausrichtung der bewegbaren Maschinenelemente angeordnet sein. Bevorzugt ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen die Walzen und/oder die Matrize in zumindest einem Pressengestell mittels Stellvorrichtungen in Ihrer Lage zueinander bewegbar anzuordnen. Es ist offensichtlich, dass die
Stellvorrichtung damit nicht nur Verstellung dienen können sondern auch Kräfte zur Verpressung der Biomasse durch die Matrize einbringen können. Zumindest ein Lager der beweglichen Maschinenelemente (Matrize und/oder Walzen) kann auch außerhalb eines Pressengestells angeordnet sein, um insbesondere bei einer geringen Anzahl an Pressengestellen für eine ausreichende Abstützung der bewegbaren Maschinenelemente zu sorgen. Vorzugsweise kann als Pressvorrichtung ein ein- oder ein mehrteiliges Pressengestell angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist ein mehrteiliges Pressengestell zumindest aus einem Querhaupt und zwei Zuglaschen gebildet. Das zweite Querhaupt kann entweder eigenständig oder durch die Anordnung zumindest einer Walze oder der Matrize respektive deren
Lagerungen substituiert sein. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang der mehrteiligen Pressengestelle, dass diese durch schnell ver- und
entriegelbare Verbindungen, besonders bevorzugt Bolzen, verbunden sind, um zumindest Teile des Pressengestells schnell und einfach aus oder in die Pelletierpresse zu verbringen. Bevorzugt ist hierzu an dem Pressengestell der Pressvorrichtung zumindest eine Angriffsfläche für die Gabeln eines Gabelstaplers oder für einen Kranhaken angeordnet.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in der
Pelletierpresse mehrere Pressvorrichtungen angeordnet. Diese sind bevorzugt gleichmäßig entlang der Matrize angeordnet. An zumindest einer Pressvorrichtung kann zumindest eine Streuvorrichtung, eine Streuführung und/oder eine Seitenwand angeordnet sein. In vorteilhafter Weise können nun nach der Lehre der Erfindung
Pelletierpresse modular aufgebaut werden. Damit kann beispielsweise während eines längeren Produktionszeitraumes die Produktionskapazität durch Variation der Pressengestelle je nach Bedarf angepasst werden, so dass in einfacher Art und Weise Mehr- oder Minderkapazitäten an zu liefernden Pellets vermieden werden können. Auch ist es bei entsprechender Auslegung möglich eine später ohne Probleme nachrüstbare Pelletierpresse einem Kunden anzubieten, der beispielsweise erst eine Pelletierpresse mit fünf Pressvorrichtungen kauft, die später mit weiteren Pressvorrichtungen respektive Pressengestellen nachgerüstet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Wirkung der Erfindung können eine Vielzahl an Teilen anlagen- und maschinentechnisch vereinfacht ausgelegt werden, wobei durch die Vielzahl gleicher Teile (Pressenrahmen, Zuglaschen, Querhäupter, Wälzlager, Antriebe) die Fertigung in Serie und auch die Ersatzteillagerhaltung deutlich vereinfacht und kostengünstig zu
verwirklichen ist. Besonders bevorzugt weist bei einer modularen
Pelletierpresse mit mehreren Pressvorrichtungen bzw. Pressengestellen das Pressengestell Mittel zur Aufnahme eines Antriebes auf, so dass bei Erweiterung der Kapazität einer Pelletierpresse je Pressvorrichtung auch ein Antrieb oder alle zwei Pressvorrichtungen ein Antrieb usw. verbaut oder ausgebaut werden kann.
Durch die Stellvorrichtungen in den Pressvorrichtungen respektive den Pressengestellen können die Walzen und/oder die Matrize einen Hub ausführen. Weisen beispielsweise die Walzen Stellvorrichtungen für einen Hub aus, so ist es verfahrenstechnisch sehr einfach bei einer Störung in einem Pressengestell die Walze in eine Ruhestellung zu verfahren und dort zu halten. Die Produktion kann, ggf. wird die für diese Walze zuständige Streuvorrichtung angehalten oder blockiert, indes weiterlaufen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn ein geplanter Wartungszyklus ansteht oder ein Produktionszyklus in naher Zukunft abgeschlossen wird und schon aus diesen Gründen die Produktion angehalten werden muss. Auch ist bei einem 24/7-Betrieb denkbar, dass die Produktion geringfügig vermindert in einer Spät- oder Nachtschicht weiterlaufen kann bis die entsprechende Wartungs- bzw. Reparaturmannschaft am Morgen des nächsten Tages ihren Dienst antritt.
Problematisch ist aber, dass für eine derartige modulare Pelletierpresse kein geeignetes einstellbares Antriebssystem vorgesehen ist, dass mit der Pelletierpresse wachsen oder schrumpfen kann. Einzelantriebe müssten beispielsweise alle 2 oder 3 Pressengestelle ausgetauscht werden um diese an die Leistung anzupassen. Insbesondere Getriebeübersetzungen können aber auch nicht beliebig an unterschiedliche Antriebe angepasst werden. Mehrfachantriebe an einem großen Zahnkranz bedingen aber steuerungs- und regelungstechnischen Mehraufwand, da beispielsweise ein Antrieb
Drehzahl- und die weiteren Antriebe Drehmomentgesteuert arbeiten müssen.
In Erweiterung der Aufgabe kann nun eine Pelletierpresse mit bewegbarer Matrize und/oder mehreren im Verbund bewegbaren Walzen so
weiterentwickelt werden, dass in Verbindung mit einem modularen
Rahmenaufbau auch ein geeigneter, vorzugsweise an die notwendige
Leistung anpassbarer, Antrieb Verwendung finden kann. Damit kann zur Herstellung der Relativbewegung zwischen der Walze und der Matrize zumindest ein Antrieb als Direktantrieb mit einem Rotor und zumindest einem Stator angeordnet sein, wobei vorzugsweise zur Bewegung der Matrize der Rotor des Antriebs an einer Tragplatte und/oder zumindest an einem Tragring und/oder an der Matrize selbst angeordnet ist und/oder dass zur gleichzeitigen Bewegung mehrerer Walzen der Rotor des Antriebes an einer mit den Achsen der Walzen wirkverbunden Hohlwelle angeordnet ist. Damit ist es möglich einen Antrieb auf eine unterschiedliche Anzahl von Pressengestellen und/oder Walzenanordnungen variabel einzustellen und der Antrieb modular erweitert und/oder verkleinert werden kann und auf plötzliche Stillstände oder Blockaden in der Produktion, insbesondere eines bewegten Matrizentisches, ohne Schäden reagieren kann. Weiter ist der Antrieb in seinen notwendigen Eigenschaften an die Produktionsumstände anpassbar, sei es durch partielle Zu-/Abschaltung oder Ein-/Ausbau von antreibenden Komponenten. Insbesondere wird der Nachteil gelöst, dass große Getriebe oder Umsetzungen für den Antrieb mit einhergehender Lärmbelastung und auch Wartungsaufwand vermieden werden können. Durch die Minimierung der Nebengeräusche ist es auch leichter Probleme während des Verpressens anhand der Geräuschentwicklung zu erkennen.
Bei einer vorzugsweisen Anwendung gleichartiger Leistungsträger in Form, Aufbau und/oder Leistungsaufnahme ergibt sich die Möglichkeit einer verbesserten Verbaubarkeit, Lagerhaltung und Reparaturmöglichkeit. Insbesondere ist es bei einer Pressenbaureihe möglich unterschiedliche Leistungskonzepte (Leistungsaufnahme der Motoren in Kilowatt) anzubieten, die auch im Nachhinein leicht und komplikationslos veränderlich sind.
Beispielsweise können die Leistungsträger so aufgebaut sein, dass um den Umfang eines Stators beispielsweise geradzahlige Vielfache der
Leistungsträger angeordnet werden können.
Wenn in einem Ausführungsbeispiel in einem Stator eines Direktantriebes 64 Leistungsträger mit je 10 KW verbaubar wären, könnte eine Pressenreihe angeboten werden, die beispielsweise eine Motorleistung von 640, 320, 160, 80 KW anbieten, so dass ein Kunde eine kleine Pelletierpresse mit 160 KW bestellen und später ohne weitere Schwierigkeiten durch Kauf weiterer Leistungsträger auf 320 KW oder 640 KW aufrüsten kann, beispielsweise bei der Verpressung von unnachgiebigerem Material oder der Nachrüstung von weiteren Pressengestellen. In diesem Zusammenhang lässt sich auch die Reparatur erleichtern, weil bei Störungen oder Defekten im Antrieb einer Pelletierpresse nicht mehr der gesamte Motor ausgetauscht werden muss, sondern nur noch im Fall eines Defektes eines Leistungsträgers dieser Leistungsträger entnommen und durch einen neuen Leistungsträger ersetzt wird. Unter Leistungsträger versteht die Erfindung in diesem Zusammenhang beispielsweise eine Antriebsspulenwicklung für die am Rotor befestigten
Permanentmagnete. Insbesondere ist dabei von Vorteil, dass der Motor nicht als eine Einheit, sondern aus einer Vielzahl an Einheiten besteht, die entsprechend ausgetauscht oder nacheinander verbaut werden können. Dies ist insbesondere nützlich bei einem engen Bauraum. Dies begünstigt im weiteren Sinne aber auch die Lagerhaltung von gleichen Bauteilen
(Leistungsträgern) und die Reparaturmöglichkeiten. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Leistungsträger auf vorgefertigen Segmenten, beispielsweise vier 45°-Elementen zur Bildung eines Stators vormontiert sind und diese vier Segmente nacheinander in der Pelletierpresse verbaut werden. Bei einem Rotor mit radial angeordneten Permanentmagneten kann beispielsweise die Hohlwelle (auch Teile der Hohlwelle) vor oder nach dem Einbau der Leistungsträger in der Pelletierpresse platziert werden, was entsprechend dem Baufortschritt der Pelletierpresse selbst von Vorteil ist. Natürlich ist auch eine parallele Montage, beispielsweise zwei Segmente oder mehrere Leistungsträger, dann die Einbringung der Hohlwelle und anschließend die Nachmontage der restlichen Elemente denkbar.
Vorzugsweise wird die Hohlwelle erst grob in der Pelletierpresse gelagert, dann die restlichen Leistungsträger montiert und anschließend die
Ausrichtung der Welle respektive des Rotors gegenüber dem teilweise oder fertig montierten Stator durchgeführt. Anschließend werden die
Statorsegmente respektive einzelne Leistungsträger verbaut. Wenn nicht bereits während des Einbaus geschehen, wird die Hohlwelle oder die
Stützkonstruktion der anzutreibenden Elemente montiert und eine
Ausrichtung des internen Aufbaus des Motors, also des Rotors zum Stator, durchgeführt. Vorteile eines Direktantriebes:
Durch den nahen Aufbau eines Direktmotors, vorzugsweise direkt in der Nähe einer Matrize oder der zu bewegenden Stützkonstruktion können unterschiedliche Belastung im Antriebsstrang abtriebsseitig
systemunschädlicher weitergeleitet werden, wobei gleichzeitig die
Gesamtsteifigkeit des Antriebsstranges signifikant erhöht und/oder die Baulänge des Antriebsstranges minimiert werden kann. Der notwendige Bauraum der Pelletierpresse mit einem Direktantrieb kann wesentlich optimiert und verkleinert werden und es lassen sich einfache Maßnahmen zur Geräuschdämmung im Wesentlichen des Antriebsstranges durch Kapselung verwirklichen. Die Pelletierpresse kann mit einer geringen Bauhöhe ausgeführt werden, was insbesondere Vorteile zur Versorgung der Pelletierpresse mit Biomasse und der Abfuhr der Pellets ergibt
Weiter ergibt sich in der vorteilhaften Anordnung des Direktantriebes, insbesondere innerhalb der notwendigen und aussteifenden Tragstrukturen der Pelletierpresse ein wesentlich steiferes Antriebssystem und
einhergehend eine Reduzierung der Wellentorsion respektive des
Antriebsstranges. Wird die Hohlwelle als Hauptantriebswelle von weit außen liegenden Motoren angetrieben, wirkt sich die Torsion der Hohlwelle nachteilig auf das gesamte Antriebssystem aus. Je länger die Distanz zwischen Motor und der Matrizenebene respektive der Walzenebene ist, desto weicher wird das Antriebssystem und es kommt zu Regelschwingungen, da die angetriebene Hohlwelle wie eine Torsionsfeder wirkt.
Es ergibt sich auch eine verbesserte Steuerungs- und Regelungstechnische Qualität des Gesamtsystems Pelletierpresse. Durch die hohe Steifigkeit des Antriebssystems und die genau einstellbare Momenten- und
Winkelpositionsregelung des Antriebs können Prozeßdaten aus der
Umfangsgeschwindigkeit und damit den Durchsatz pro Stunde unmittelbar erfasst werden. Die Presse weist durch den Direktantrieb keine zusätzlichen mechanischen Übertragungsglieder (z.B. Getriebestufen) auf und es entstehen weniger Schwingungen und Geräusche. Reibverluste, Torsion, Zahnflankenspiel etc. sind eliminiert. Permanentmagnetmotoren,
insbesondere bei einer hohen Antriebsleistung, haben aber immer noch einen recht hohen Geräuschpegel. Aber durch die Verbesserungen hinsichtlich einer kompakten und leichter kapselbaren Bauweise können die Geräuschemissionen einfach reduziert werden und auch der
Gesamtwirkungsgrad der Presse verbessert sich deutlich, da wesentlich weniger unbenutzte Kräfte durch die Torsion oder die Momentenaufnahme in den Lagern bei einer fliegenden Lagerung des Motors auftreten. Weiter kann eine derartige Ausführung einfacher gekapselt werden, um die Geräusche zu dämpfen. Die bevorzugte Anordnung des Direktantriebes wäre vorzusehen zwischen der Matrizenebene und zumindest einer weiteren im Wesentlichen parallelen beabstandeten Begrenzungsebene, wobei der Abstand zwischen der Matrizenebene und der Begrenzungsebene +/- 500 mm entlang der Matrizenachse beträgt. In einer alternativen Bemessungsregel wäre der Krafteinleitungsbereiche im Wesentlichen in einem Übertragungsbereich angeordnet sind, wobei der geeignete Übertragungsbereich zwischen der Matrizenebene und zumindest einer weiteren Begrenzungsebene liegt, wobei die Begrenzungsebenen mit einem Begrenzungswinkel von 0 bis 30° bezogen auf die Matrizenebene angeordnet sind und mit der Matrizenebene einen gemeinsamen Schnittpunkt S an der Matrizenachse aufweist.
Besonders bevorzugt ist dabei ein Begrenzungswinkel von 0 bis 25°, insbesondere von 0 bis 20°.
Wie bereits ausgeführt kann in der Pelletierpresse die Matrize und/oder zumindest eine Walze in zumindest einem Pressengestell mittels des Antriebes bewegbar ein. Bevorzugt ist zumindest teilweise der Stator mit einem Pressengestell wirkverbunden. Der Direktantrieb ist bevorzugt ein Permanetmagnetmotor mit am Rotor angeordneten Permanentmagneten. Andere Direktantriebe mit direktem Wellenantrieb können auch andere oder neuere Direktantriebe vorgesehen werden, wobei als Welle hier bevorzugt die Hohlwelle oder eine äquivalente Stützkonstruktion für den
Antrieb/Lagerung von zumindest zwei Walzen und/oder der Matrize angesehen wird. Bevorzugt ist der Stator des Antriebs in einer segmentierten Ausführungsform ausgeführt, wobei in Kombination zumindest zwei elektrotechnisch separat ansteuerbare Leistungsträger angeordnet sind. Bei mehreren Leistungsträgern können diese einzeln oder in Gruppen verbaut werden. Auch bei einem segmentierten Stator kann zumindest ein
Leistungsträger an zumindest einem Pressengestell angeordnet sein. Weiter ist bevorzugt, dass der Rotor des Antriebs einstückig mit der Matrize und/oder der Tragplatte und/oder der Stützkonstruktion der
Walzenverbindung oder der Matrize ausgeführt ist. Der Direktantrieb ist vorzugsweise in seiner, insbesondere in der zentralen (geometrischen Mitte), Ebene, senkrecht zur Matrizenachse angeordnet, wobei die Ebene
zumindest durch eine Walze, durch eine Achse der Walzen, durch die Matrize, einer hierzu zuzuordnenden Stützkonstruktion und/oder durch eine Hohlwelle geführt ist. Damit wird gleichzeitig gewährleistet, dass unnötige Torsionsmomente auf eine verlängerte Stützkonstruktion oder eine Hohlwelle vermieden werden um Torsionsspannungen zu vermeiden. Zumindest der Stator des Antriebs sollte aus zumindest zwei Leistungsträgern bestehen, die Leistungsträger sollten als eigenständige und austauschbare Baueinheiten ausgeführt sein und die Leistungsträger sollten einzeln oder abschnittsweise mit einer Steuerungseinheit mittels Versorgungsleitungen wirkverbunden sein. In Bezug auf die vielen Möglichkeiten lassen sich auch Verfahren,
insbesondere zum Betreiben einer Pelletierpresse, aus den genannten Möglichkeiten erkennen. Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden
Beschreibung mit der Zeichnung hervor. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine kreisförmige Flachmatrize und mehreren darauf abrollenden Walzen in vier Pressvorrichtungen respektive Pressengestellen, wobei die Flachmatrize in dieser bevorzugten Ausführungsform beweglich in den Pressengestellen gelagert ist und um ihre Achse rotiert,
Figur 2 eine Seitenansicht im Schnitt nach Figur 1
Figur 3 eine Gegenüberstellung zwei verschiedener Pressengestelle mit einem C-Rahmen (links) und einem einteiligen Fensterrahmen (rechts),
Figur 4 zwei Seitenansichten eines mehrteiligen Pressengestells
respektive eines gebauten Pressenrahmens mit hervorgehobener Darstellung möglicher Stellvorrichtungen zur Verstellung der Lage der Matrize und/oder der Walzen zueinander,
Figur 5 ein mehrteiliger Aufbau einer bewegbaren aber auch stationären
Tragvorrichtung für eine Matrize bestehend aus einem Tragtisch und zwei koaxialen Tragringen mit einem ursprünglichen Antrieb, Figur 6 eine beispielhafte Ausführung einer fundamentbasierten
Pelletierpresse, Figur 7 eine mögliche Ausführungsform der Ausbildung des Rotors respektive der Anordnung eines Stators auf einem eigenständigen Statorträger,
Figur 8 eine weitere Variation des Antriebes mit einer erweiterten Verbund des Rotors nicht nur mit der Stützkonstruktion (Stützringe), sondern mit einer die Matrize abstützenden Tragplatte zur möglichst direkten Antriebskraftübertragung auf die Matrize, ohne dass die austauschbare Matrize Teil des Rotors ist,
Figur 9 eine alternative Pelletierpresse mit einer koaxial zur zentrale
Matrizenachse angeordneten Hohlwelle zur Aufnahme der Antriebskräfte des Direktantriebes außerhalb des Durchmessers der Matrize zur Bewegung der Walzen,
Figur 10 vier schematische Schnittansichten eines Direktantriebes
bestehend aus einem Stator und einem Rotor an einer Hohlwelle mit unterschiedlicher Anzahl der Leistungsträger,
Figur 11 eine mögliche Darstellung eines Direktantriebes mit einem die
Permanentmagneten an einem Rotor umhüllenden
Leistungsträger,
Figur 12 eine weitere mögliche Alternative eines Direktantriebes mit radial außen liegenden Permanentmagneten zur vereinfachten De- und Montage,
Figur 13 eine besonders bevorzugte Anordnung zweier Direktantriebe zur gegenseitigen Magnetkraftkompensation. In Figur 1 ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Pelletierpresse 3 mit vier Pressvorrichtungen 12 dargestellt. Bevorzugt können aber, teilweise abhängig vom Innen- bzw. Außendurchmesser der Matrize eine Vielzahl von Pressvorrichtungen 12 in der Pelletierpresse 3 angeordnet sein. In vorliegendem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dabei die Matrize 4 mit der Abrollfläche 19 für die Walzen 5 beweglich in den Pressvorrichtungen 12 gelagert und wird durch zumindest einen Motor (nicht dargestellt) zur
Ausführung einer kreisförmigen Bewegung um die Achse der Matrize 4 angetrieben. Optionale Motoren zum Antrieb der Walzen 5 in den
Pressvorrichtungen 12 sind nicht dargestellt.
In Figur 2 erkennt man in einem Schnitt nach Figur 1 die Pelletierpresse 3 auf einem Fundament 14, wobei in der schematischen Schnittdarstellung ein Pressengestell 21 mit einem mehrteiligen Pressenrahmen, der zumindest aus einem unteren Querhaupt 7 und zwei Zuglaschen 6 angeordnet ist, wobei die in den Zuglaschen gelagerte Achse 16 der Walze 5 mit Hilfe entsprechender Maschinenelemente, respektive Lager, beweglich gehalten ist. Während des Abrollens auf der Abrollfläche 19 der Matrize 4 wird die Biomasse 1 durch die Bohrungen 13 zu Pellets 10 verpreßt. Der Eintrag der Biomasse 1 zwischen die Seitenwände 11 der Pelletierpresse 3 ist nur schematisch dargestellt. Die in diesem Beispiel angetriebene Matrize 4 ist mittels Lager auf dem unteren Querhaupt 7 abgestützt und schließt somit effektiv und gleichmäßig den vorliegenden Lastfluss. Neben dem Eigengewicht der Walzen 5 können auch Stellvorrichtungen (22 in Figur 4 ersichtlich) angeordnet sein, die neben einer ggf. notwendigen
Abstandseinstellung zwischen Walze 5 und Matrize 4 auch für eine notwendige Krafteinleitung auf das zu verpressende Material, respektive die Biomasse 1 , sorgen können. Es ist nachvollziehbar, dass in der Zeichnung die Darstellung der Pressvorrichtung 12 bzw. der Pressengestelle 21 Priorität aufweist und aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung nahe liegender und bekannter mechanischer Anlagenteile verzichtet wurde. Zur Darstellung möglicher Varianten eines gebauten Pressengestells 21 weist die Pressvorrichtung 12 auf der linken Seite kein eigenes oberes Querhaupt 8 auf, wie es in der rechten Darstellung gezeigt ist. Mit Hilfe entsprechender Lager kann die Achse 16 der Walze 5 die Funktion des oberen Querhauptes 8 übernehmen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen mehrteilige
Pressenrahmen Verriegelungen bzw. Bolzen 15 auf, mit denen diese schnell zerlegt werden können. Dabei ist es hilfreich, wenn Teile des
Pressengestells 21 Angriffsflächen 17 aufweisen, mit denen eine
Hebevorrichtung, beispielsweise ein Kranhaken (nicht dargestellt) und/oder zumindest eine Gabelstaplergabel, mit einem Teil des Pressengestells 21 wirkverbunden wird und zumindest diesen Teil aus der Pelletierpresse 3 einfach entfernen oder auch einbringen kann. Werden beispielsweise die Bolzen 15 am unteren Querhaupt 7 des Pressengestells 7 gelöst, können die zwei Zuglaschen 6 mit der Walze 5 und deren Achse 16 problemlos aus der Pelletierpresse 3 nach oben herausgezogen werden. Besonders vorteilhaft ist dieses Verfahren, weil das untere Querhaupt 7 weiterhin auf dem
Fundament 14 verbleiben kann und die Lagerung der Matrize 4 während eines wieder aufgenommenen Betriebes der Pelletierpresse 3 weiterhin durchführen kann. Besonders bevorzugt ist diese Variante mit einem zusätzlichen oder im Falle der Ein- oder Ausbringung eines Segmentes des mehrteiligen Pressengestells 21 aufsteckbaren oder vorhandenen oberen Querhauptes 8. Es wird darauf hingewiesen, dass bei Verwendung einer mehrteiligen ringförmigen Matrize diese zerlegt werden kann und ein geschlossener Fensterrahmen 20 ebenfalls aus der Pelletierpresse entnommen werden kann, wenn notwendig.
Figur 3 zeigt eine Gegenüberstellung zwei verschiedener Pressengestelle 21 mit einem C-Rahmen 18 und einem einteiligen Fensterrahmen 20. Ebenfalls konträr dargestellt ist, dass die Walze 5, respektive die Achse 16, auf der linken Seite der Figur in eigenen Stützarmen 26 gelagert ist, wohingegen auf der rechten Seite der Figur die Walze 5 in den vertikalen Ästen des geschlossenen Fensterrahmens 20 angeordnet sind. Diese beiden
Alternativen wären selbst-verständlich austauschbar und je nach
Ausführungsform der Pelletierpresse 3 auch noch in anderen Varianten denkbar, insbesondere bei einer nicht dargestellten Rotation der Walzen 5 und einer feststehenden Matrize 4. Figur 4 zeigt zwei Seitenansichten eines mehrteiligen Pressengestells 21 einer Pressvorrichtung 12 mit hervorgehobener Darstellung möglicher Stellvorrichtungen 22 zur Verstellung der Lage der Matrize 4 und/oder der Walzen 5 zueinander. Dabei ist zur Verstellung der Walze 5 in oder am Pressengestell 21 in zumindest einer Zuglasche ein Fenster 25 oder eine äquivalente Öffnung oder daran eine Auskragung angebracht, an der zumindest eine Stellvorrichtung 22 und/oder ein Lager 24 angeordnet ist, damit die Walze 5 wie mit einem Doppelpfeil dargestellt in der vertikalen von der Matrize 4 weg oder auf die Matrize 4 zu bewegbar ist. Auch die Lager 9 der Matrize 4 können verstellbar mittels einer Stellvorrichtung 22 angeordnet sein. Insbesondere mit einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung können Kräfte in der Pressvorrichtung zur Förderung der Verpressung der Biomasse bewirkt werden. In vorteilhafter Weise können die Stellvorrichtung auch als Schwingungsdämpfer der Pelletierpresse 3 wirken. Ein beispielhaft radial angeordnetes Führungsmittel 23 kann an dem Pressengestell 21 angeordnet sein, um bei der Führung bzw. beim Rundlauf der Matrize 4 unterstützend zu helfen.
Bei einer höhenverstellbaren Matrize 4 ist besonders von Vorteil, dass der Ausbau eines Lagers 9 aus dem Pressengestell 21 vereinfacht wird, wenn die Stellvorrichtungen 22 weiterer Pressengestelle 21 ausfahren und die Matrize anheben. Alternativ kann natürlich die Matrize 4 auch mittels externer Hilfsmittel angehoben werden oder es werden zuerst die Zuglaschen 6 nach Entfernung der Bolzen 15 angehoben und anschließend die Lager 6 gewechselt. Dies ist aber eher selten notwendig, da nach der Lehre der Erfindung ein verbesserte Zugänglichkeit der Pressvorrichtung 12 in der Pelletierpresse möglich ist, die eine Reinigung und eine Wartung deutlich erleichtert. Insbesondere besteht die Möglichkeit innerhalb des Matrizenringes bei kreisförmigen Matrizen 5 Arbeiten durchzuführen. Bei einer Ausführungsform einer Pelletierpresse 3 mit einer bewegten Matrize 4 und feststehenden Walzen 5 ist es sinnvoll zumindest zwei
Pressvorrichtungen 12, besonders bevorzugt zumindest drei
Pressvorrichtungen 12, vorzusehen. Für eine hohe Produktionsleistung ist die Anzahl der Pressvorrichtungen abhängig vom Umfang oder der Grösse der Matrize 5. Bei einer geringen Anzahl an Pressvorrichtungen kann es notwendig sein zusätzliche Lager außerhalb der Pressvorrichtungen vorzusehen um die Stabilität der bewegten Teile während des Betriebes sicherzustellen. Im Übrigen kann es sinnvoll sein die Motoren zum Antrieb der Matrize und/oder der Walzen direkt in den Pressengestellen vorzusehen. Damit kann die notwendige Antriebsleistung, die in der Regel abhängig ist von der Anzahl der Walzen direkt an die Anzahl der Pressvorrichtungen (Walzen) angepasst werden.
Eine Pressvorrichtung 12 kann im Übrigen, wenn es die Auslegung der Pelletierpresse 3 erfordert, auch aus mehreren Pressengestellen aufgebaut sein. Beispielsweise kann ein Pressengestell aus mehreren zueinander parallel angeordneten C- und/oder Fensterrahmen bzw. mehrteiligen
Fensterrahmen bestehen. Eine bevorzugte Ausführungsform ist, wenn in einer Pressvorrichtung 12 immer nur eine Matrize 4 oder zumindest eine Walze 5 stationär angeordnet ist, wobei jeweils das verpressende
Gegenlager eine Relativbewegung ausführt und entsprechend in der
Pressvorrichtung 12 respektive dem Pressengestell gelagert ist. Dabei durchläuft das gelagerte Gegenlager (meist die Matrize) im Zuge der
Herstellung weitere Pressvorrichtungen bzw. Pressengestelle. Natürlich können auch die Walzen 5 in der Pressvorrichtung beweglich gelagert sein und die Matrize 4 steht still. In diesem Falle durchlaufen die Stützmittel der Walzen 5 im Zuge der Herstellung die weiteren Pressvorrichtungen bzw. Pressengestelle, sofern vorhanden.
Eine bevorzugte Anwendung wäre eine fundamentgebundenen
Pelletierpresse. Dabei ist in einer Pressvorrichtung 12 ein einseitig offener C- oder U-Rahmen derart angeordnet, dass die offene Seite in Richtung
Fundament 14 angeordnet ist und die Matrize 4 durch die so entstehende Öffnung geführt ist. Dabei können die Lager 9 direkt auf dem Fundament 14 angeordnet sein, oder auf dem Fundament ist eine entsprechende Führung angeordnet, wenn die Lager 9 an der Tischvorrichtung, respektive den Tragringen 8 und/oder der Tragplatte 31 , angeordnet sind. Bei einem mehrteiligen oder einem einteiligen Pressenrahmen könnten die Zuglaschen 6 oder der Pressenrahmen mittels Bolzen 15 an einem am Fundament 14 angeordnetem Befestigungsmittel fixiert sein. Beide Pressengestelle können, vorzugsweise nach Öffnung einer Schnellspannvorrichtung, vom Fundament abgehoben werden. Bei beiden Varianten substituiert das Fundament das notwendige untere Querhaupt.
In Figur 5 wird ein mehrteiliger Aufbau einer bewegbaren Tragvorrichtung für eine Matrize 4 bestehend aus einer Tragplatte 31 und zwei koaxialen
Tragringen 30 mit einem beispielhaften Antrieb 27 dargestellt. Je nach aufzubringenden Momenten kann es notwendig sein die Verzahnung des Getriebes möglichst gross auszubilden und mehrere Maschinenelemente dabei zu übergreifen.
In Figur 6 findet sich eine beispielhafte Anwendung einer
fundamentgebundenen Pelletierpresse 3. Dabei ist rechts ein einseitig offener C- oder U-Rahmen derart angeordnet, dass die offene Seite in Richtung Fundament 14 angeordnet ist und die Matrize 4 durch die so entstehende Öffnung geführt ist. Dabei können die Lager 9 direkt auf dem Fundament 14 angeordnet sein, oder auf dem Fundament ist eine
entsprechende Führung angeordnet, wenn die Lager 9 an der
Tischvorrichtung, respektive den Tragringen 8 und/oder der Tragplatte 31 , angeordnet sind. Auf der linken Seite ist ein mehrteiliger Pressenrahmen dargestellt, der mittels Bolzen 15 an einem am Fundament 14 angeordnetem Befestigungsmittel fixiert ist. Beide Pressengestelle können, vorzugsweise nach Öffnung einer Schnellspannvorrichtung, vom Fundament abgehoben werden. Bei beiden Varianten substituiert das Fundament das notwendige untere Querhaupt. In Figur 6 links ist die Matrize 4 nur auf der Tragplatte 31 gelagert, wobei hier deutlich die gegenüberliegenden Durchbrüche 28 je Bohrung 13 dargestellt sein sollen, wobei die Durchbrüche größer sind als die Bohrungen 13 und dementsprechend kein verpressender Bestandteil der Matrize 4 sind.
Eine Pressvorrichtung 12 kann im Übrigen, wenn es die Auslegung der Pelletierpresse 3 erfordert, auch aus mehreren Pressengestellen 21 aufgebaut sein. Beispielsweise kann ein Pressengestell aus mehreren zueinander parallel angeordneten C- und/oder Fensterrahmen 18, 20 bzw. mehrteiligen Fensterrahmen 6, 7 (8) bestehen. Vorzugsweise sind die
Pressengestelle 21 mittels einer Verbindung im Bereich des Fundaments 14 und/oder im Wesentlichen im Bereich der Walzen 5 wirkverbunden (nicht dargestellt). Auch ist es denkbar, dass als Lager 9 Wälzlager am
Pressengestell 21 oder an den Tragringen 8 oder an der Tragplatte 31 angeordnet sind, wobei bei einer Anordnung der Wälzlager an den
Tragringen 8 oder an der Tragplatte 31 eine die Pressengestelle 21
verbindende Abrollfläche für die Lager angeordnet ist.
Figur 7 stellt einen indirekten Antrieb der Matrize 4 dar, die auf zumindest einem, vorzugsweise zwei konzentrisch gelagerten Tragringen 30, gelagert ist. Dabei bildet zumindest einer der Tragringen 30 einen Teil des Rotors 37 aus und wird mittels des Stators 36 des Antriebes 27 angetrieben, wobei der Stator 36 an einer mit dem Fundament wirkverbundenen Statorstütze 38 feststehend gelagert ist.
Figur 8 zeigt eine alternative Ausführungsform, in der die Matrize 4 auf einer Tragplatte 31 angeordnet ist, die wiederum mit den Tragringen 30
wirkverbunden ist. Der Rotor 37 ist dabei direkt wirkverbunden mit der Tragplatte 31 und/oder mit den Tragringen 30.
Figur 9 zeigt eine Alternative einer Pelletierpresse 3 mit einer außen angeordneten Hohlwelle 39 und daran angeordetem Direktantrieb als Antrieb 27. Die Hohlwelle 39 bildet dabei zusätzlich oder zumindest teilweise den Rotor 37 aus, der über den feststehenden Stator 36 und den darin
angeordneten Leistungsträgern 34 angetrieben wird. Die Walzen sind dabei fliegend an der außen liegenden Hohlwelle 39 gelagert. Alternativ zu dieser Anordnung könnte auch eine Stützkonstruktion, in der die Wellen 5, respektive deren Achsen gelagert sind, über den Rotor 37 angetrieben werden.
In Figur 10 ist in vier schematische Schnittansichten eines als Direktantrieb ausgeführten Antriebes 27, bestehend aus einem Stator 36 aus mehreren Leistungsträgern 34 und einem Rotor 37, wirkverbunden mit einer Matrize, einer die Matrize 4 haltenden Konstruktion (Tragplatte) oder dergleichen, dargestellt. Dabei besteht der Stator 36 des Motors 27 aus achtundzwanzig (Figur 10a), aus zwölf (Figur 10b), aus acht (Figur 10c) oder wahlweise aus sechs (Figur 10d) Leistungsträgern 34, die als eigenständige und
austauschbare Baueinheiten ausgeführt sind. Die Leistungsträger 34 sind radial zur Matrizenachse 35 angeordnet und die Leistungsträger 34 sind einzeln oder abschnittsweise mit einer Steuerungseinheit 41 mittels
Versorgungsleitungen 42 wirkverbunden. Die nicht durch ein Blitzzeichen markierten und damit freien Bereiche für optionale Leistungsträger 34 sind der Übersichtlichkeit und der besseren Darstellung der untereinander austauschbaren Leistungsträger 34 geschuldet. Es ist natürlich auch vorstellbar, dass beispielsweise immer drei Leistungsträger 34
nebeneinander unter Freilassung eines freien Bereiches angeordnet sind. Insbesondere ist von Vorteil, wenn bei mehreren Leistungsträgern 34 zumindest zwei Leistungsträger 34 mit einer äquivalenten Leistung und/oder einer äquivalenten äußeren Formgebung angeordnet sind. Unter
Formgebung versteht man dabei die äußere Größe oder die Anordnung von signifikanten Montageelementen. Bevorzugt sind die Leistungsträger 34 in Gruppen von zumindest zweien angeordnet. Nicht gezeigt ist die Möglichkeit die Leistungsträger 34 direkt oder indirekt über eine geeignete Halterung mit dem Pressengestell 21 einer Pressvorrichtung 12 oder einem Statorträger 38 zu verbinden. In Figur 10b und 10c ist die Möglichkeit dargestellt, dass entweder zentral am Stator 36 oder an zumindest einem Leistungsträger 34 zumindest eine Kühlvorrichtung 34 angeordnet ist.
In den Figuren 10c und 10d sind die einzelnen Versorgungsleitungen und deren beispielhafter Weg zu einer Steuerungseinheit 41 , die bevorzugt zumindest aus einem Frequenzumrichter besteht, dargestellt. In Figur 10c sind die Versorgungsleitungen 42 zu Versorgungssegmenten 44
zusammengefasst und werden wahlweise direkt oder einer kombinierten Station aus Steuerungseinheit 41 und Kühlvorrichtung 43 zugeführt. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn auch die Steuerungseinheit 41 einer ständigen Kühlung bedarf. Nicht dargestellt ist, dass zumindest Teile des Stators 36 und/oder Versorgungsleitungen 42 eine Montageeinheit ausbilden können.
Die Figuren 11 und 12 zeigen eine übliche und eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Direktantriebes als Antrieb 18 auf. In Figur 11 ist dabei ein Antrieb 27 als Direktantrieb auf einer Hohlwelle angeordnet. Direkt gegenüber ist koaxial zur Hohlwelle, respektive zur Matrizenachse 35, ein Stator 36 angeordnet, der mehrere Antriebseinheiten respektive
Leistungsträger 34 aufweist. Nach Figur 12 sind die Leistungsträger 34 U-förmig ausgeführt, wobei der Stator 36 mit den daran angeordneten Permanentmagneten in die Öffnung des U-förmigen Leistungsträgers 34 eingreift. Besonders bevorzugt sind dabei die Permanentmagneten 33 beidseits respektive an den axialen außenseitigen Stirnseiten des Rotors 36 angeordnet. Vorzugsweise weisen die Leistungsträger 34 in Ihrer Eigenschaft zur Erbringung eines Antriebsmomentes gegenüber den
Permanentmagneten Antriebswicklungen oder Spulen auf, die mit Strom durchflössen sind. Betreffend einem nicht näher in den Figuren dargestellten Verfahren zür Herstellung einer Pelletierpresse 3 wird zumindest der Rotor 37 ohne oder zumindest mit einem Teil der Hohlwelle in die zumindest teilweise montierte Pelletierpresse 3 verbracht und im Wesentlichen im Bereich des Motors 27 vorläufig gehalten oder betriebsfertig angeordnet, wobei anschließend der Stator 36 durch die Montage einzelner Leistungsträger 34 oder durch die Montage einer vorgefertigter Montagegruppe aus zumindest zwei
Leistungsträgern 34 im Bereich des Antriebs hergestellt wird. Besonders bevorzugt werden die Leistungsträger 34 einzeln oder abschnittsweise mit einer Steuerungseinheit 41 mittels Versorgungsleitungen 42 verbunden.
Die Leistungsträger 34 entsprechen im Wesentlichen einer Motorspule, mit der die Permanentmagnete 33 angetrieben werden können. Je mehr Motorspulen angeordnet sind, umso mehr Leistung kann am Rotor 37 erzeugt werden und die Antriebsleistung erhöht sich entsprechend.
Bevorzugt werden die Permanentmagnete und/oder die
Leistungsträger/Motorspulen in der Pelletierpresse 3 derart angeordnet, dass sich eine Magnetkraftkompensation ergibt (Figuren 11 und 12). Diese Magnetkraftkompensation ist natürlich nicht immer umsetzbar, wenn beispielsweise der Bauraum für den Antrieb beschränkt ist oder im Rahmen der Konstruktion und Auslegungen der Maschinenelemente ortsbezogen ist. Auch können sich Probleme bei der Installation eines großen
Direktantriebes, insbesondere mit problematischen Bauraumbedingungen, ergeben, die eine besondere Art des Antriebes selbst bedingen oder aber auch erst ermöglichen.
Nach Figur 13 sind entlang der Matrizenachse zumindest zwei, vorzugsweise separat voneinander ansteuerbare, Antriebe 27 als Direktausführung vorgesehen, wobei bei einer einseitigen Speichenanordnung (Figur 11 ist eine zweiseitige Speichenanordnung für die Permanentmagneten) wie in dieser Figur dargestellt die Permanentmagneten nur auf einer Flächenseite des Rotors angeordnet sind. Es ergeben sich somit unkompensierte
Magnetkräfte, die an der Hohlwelle respektive dem Rotor entlang der Matrizenachse wirken, da die Matrizenachse lotrecht zur Matrizenoberfläche steht und der Rotationsachse der Matrize entspricht. Diese Darstellung ist sehr schematisch und nicht mit Bezugszeichen versehen. Hinsichtlich des Verfahrens lässt sich ausführen, dass ein partieller respektive ein
segmentierter Stator sich über einen derartigen Rotor entsprechend überstülpen lassen könnte. Der Stator muss aber nicht in der gezeichneten U-Form ausgeführt sein, sondern auch andere gängige geometrische
Formen sind abgestimmt auf die Eigenschaften des Antriebes und des Bauraumes denkbar. Bezugszeichenliste 1390/1409:
1. Biomasse 23. Führungsmittel
2. Verdichtungsraum 24. Lager Achse 16
3. Pelletierpresse 25. Fenster
4. Matrize 26. Stützarme
5. Walze 27. Antrieb
6. Zuglasche 28. Durchbrechungen
7. unteres Querhaupt 29. Ringraum
8. oberes Querhaupt 30. Tragring
9. Lager Matrize 31. Tragplatte
10. Pellets 32. Pressrichtung
11. Seitenwand 33. Permanentmagnet
12. Pressvorrichtung 34. Leistungsträger
13. Bohrungen 35. Matrizenachse
14. Fundament 36. Stator
15. Bolzen 37. Rotor
16. Achse Walze 5 38. Statorträger
17. Angriffsfläche 39. Hohlwelle
18. C-Rahmen 40. Ebene des Antriebs 18
19. Abrollfläche 41. Steuerungseinheit
20. Fensterrahmen 42. Versorgungsleitung
21. Pressengestell 43. Kühlvorrichtung
22. Stellvorrichtung 44. Versorgungssegment

Claims

Patentansprüche
Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets (10) aus zu
verpressendem Material, vorzugsweise aus Biomasse (1) zur Verwendung als Brennmaterial in Feuerstellen, wobei die Biomasse (1) aus Zellulose- und/oder lignozellulosehaltigen Fasern, Spänen, oder Schnitzeln besteht, wobei in der Pelletierpresse (3) mittels zumindest einer Pressvorrichtung (12), bestehend aus einer auf einer Matrize (4) abrollenden Walze (5), die Biomasse (1) durch die Bohrungen (13) der Matrize (4) zu Pellets (10) verpresst wird, wobei die Matrize (4) und/oder die Walze (5) während der Herstellung in einer Relativbewegung zueinander bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Pelletierpresse (3) zumindest eine Pressvorrichtung (12) bestehend aus zumindest einer Walze (5) und/oder der Matrize (4) innerhalb eines Pressengestells (21) angeordnet ist,
wobei als Pressengestell (21) zumindest ein C-Rahmen (18) und/oder zumindest ein Fensterrahmen (20) angeordnet ist.
Pelletierpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer Relativbewegung zumindest die Walze (5) und/oder die Matrize (4) mittels zumindest eines Antriebes bewegbar angeordnet ist.
3. Pelletierpresse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Pelletierpresse (3), bevorzugt innerhalb des Pressengestells (21), zumindest ein Führungsmittel (23) zur Führung der bewegbaren Matrize (4) und/oder der Walze (5) angeordnet ist.
Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (5) und/oder die Matrize (4) in dem Pressengestell (21) mittels Stellvorrichtungen (22) in Ihrer Lage zueinander bewegbar angeordnet sind.
Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressvorrichtung (12) ein ein- oder ein mehrteiliges Pressengestell (21) angeordnet ist.
6. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Pressengestell (21 ) der Pressvorrichtung (12) Angriffsflächen (17) für die Gabeln eines Gabelstaplers oder für Kranhaken angeordnet sind. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Pressvorrichtungen (12), in der Pelletierpresse (3) angeordnet sind. 8. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Pressvorrichtungen (12) vorzugsweise gleichmäßig entlang der Matrize (4) angeordnete sind. 9. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Pressvorrichtung (12) zumindest eine
Streuvorrichtung, eine Streuführung und/oder eine Seitenwand (11) angeordnet ist.
10. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lager (9, 24) und/oder ein Führungsmittel (23) für die Walzen (5) und/oder die Matrize (4) außerhalb eines Pressengestells (12) angeordnet ist.
11. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Matrize (4) und dem Lager (9) zwei die Bohrungen (13) freilassende koaxiale Tragringe angeordnet sind.
Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Herstellung der Relativbewegung zwischen der Walze (5) und der Matrize (4) zumindest ein Antrieb (27) als Direktantrieb mit einem Rotor (37) und zumindest einem Stator (36) angeordnet ist und dass zur Bewegung der Matrize (4) der Rotor (37) des Antriebs (27) an einer Tragplatte (31) und/oder zumindest an einem Tragring (30) und/oder an der Matrize (4) selbst angeordnet ist
und/oder dass zur gleichzeitigen Bewegung mehrerer Walzen (5) der Rotor (37) des Antriebes (27) an einer mit den Achsen (16) der Walzen (5) wirkverbunden Hohlwelle (39) angeordnet ist.
Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (36) mit zumindest einem Pressengestell (21) wirkverbunden ist. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als
Direktantrieb ein Permanetmagnetmotor angeordnet ist und die Permanentmagneten (33) am Rotor (37) angeordnet sind.
14. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator
(36) des Antriebs (27) in einer segmentierten Ausführungsform angeordnet ist.
15. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem segmentierten Stator (36) zumindest zwei elektrotechnisch separat ansteuerbare Leistungsträger (34) angeordnet sind.
16. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem segmentierten Stator (36) zumindest ein Leistungsträger (34) an zumindest einem Pressengestell (21) angeordnet ist.
17. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor
(37) des Antriebes (27) einstückig mit der Matrize (4) und/oder mit der Tragplatte (31 ) der Matrize (4) und/oder zumindest einem Tragring (30) der Matrize (4) oder einer Hohlwelle (39) für die
Achsen (16) der Walzen (5) oder die Matrize (4) ausgeführt ist. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Stator (36) des Antriebs (27) aus zumindest zwei
Leistungsträgern (34) besteht, die Leistungsträger (34) als
eigenständige und austauschbare Baueinheiten ausgeführt sind und die Leistungsträger (34) einzeln oder abschnittsweise mit einer Steuerungseinheit (41 ) mittels Versorgungsleitungen (42)
wirkverbunden sind. 19. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dad urch gekennzeichnet, dass bei mehreren Leistungsträgern (34) zumindest zwei Leistungsträger (34) mit einer äquivalenten Leistung und/oder einer äquivalenten äußeren Formgebung angeordnet sind.
20. Pelletierpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Leistungsträger (34) in Gruppen von zumindest zweien angeordnet sind.
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