WO2012066105A1 - Vorrichtung zum pressen eines materials - Google Patents

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WO2012066105A1
WO2012066105A1 PCT/EP2011/070409 EP2011070409W WO2012066105A1 WO 2012066105 A1 WO2012066105 A1 WO 2012066105A1 EP 2011070409 W EP2011070409 W EP 2011070409W WO 2012066105 A1 WO2012066105 A1 WO 2012066105A1
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WO
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roller
support
rollers
bearing
radial force
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/070409
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tom De Rooster
Sten Anders Eriksson
Thomas Heege
Burkard Heil
Fabian Hudert
Original Assignee
Aktiebolaget Skf
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/20—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring
    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material
    • B30B11/208—Roller constructions; Mounting of the rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/20—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring
    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material

Definitions

  • the present invention relates to pressing devices, in particular pelleting devices.
  • the production of wood pellets can be done by pressing.
  • the raw materials are first crushed, e.g. through a hammer mill.
  • the pellets can then be formed in a pelleting plant (pellet press).
  • the material is pressed under high pressure through a steel matrix (round or flat die) with holes in the desired pellet diameter (depending on the die 6 to 10 mm, possibly larger).
  • the pressure causes a warming which heats and liquefies the lignin contained in the wood so that it can act as a binder. It may be necessary to add further binder (starch or molasses) in proportions of 0.2 to 2%.
  • a doctor blade cuts the strands into pellets of the desired length (10 to 30 mm).
  • Pelleting plants which work with a ring die, usually have at least two rollers which press the material to be pelletized by the principle of press agglomeration through a die.
  • a pelletizing plant is shown in simplified form in FIG. 7.
  • the pelleting plant 700 shows the material 710 to be pressed and three rollers 720, 721 and 722.
  • the material 710 to be pressed may be, for example, pelletizing material such as wood.
  • the three Koller 720, 721 and 722 are along their axes of rotation 730, 731 and 732 stored and press the material 710 against a ring die 740.
  • the ring die 740 for example, rotate clockwise.
  • the three rollers 720, 721, 722 may rotate counterclockwise about their fixed axes 73, 0.731, and 732.
  • the object of the present invention is to provide an improved concept for presses, in particular for pelleting plants.
  • a central idea of the present invention is to distribute the radial forces which arise during pressing of the material in a pelleting plant to several bearings.
  • high radial forces arise in pelleting plants when material is pressed between a roller and a ring mat.
  • These forces can be at least partially compensated, for example, by a support roller.
  • the support roller can be arranged with its axis of rotation parallel to the axis of rotation of the roller.
  • the radial force can now be divided into two camps, namely on the one hand to the bearing of the actual roller or the mulcher and on the other to the bearing of the support roller.
  • the support roller it is also conceivable to use the support roller to transfer a radial force from one roller to another roller.
  • the support roller then acts as a switching or transmission element.
  • the core idea is to use the bearings of several rollers or Koller to intercept the radial forces. Since the treads that may have gearing do not contact the individual rolls, backing rolls may be used to impart the radial forces of individual rolls or rollers.
  • the load may e.g. distributed on the opposite Koller and so be partially compensated.
  • several support rollers and several rollers or rollers can be used in embodiments.
  • radial forces arising on a roller or roller can be imparted to a plurality of back-up rollers and other rollers.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a device for pressing
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a device for pressing
  • 3 shows a further embodiment of a device for pressing
  • 4 shows a further embodiment of a device for pressing
  • FIG. 5 shows an embodiment of a flexibly adjustable two-part support roller.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a support roller
  • Fig. 7 shows a conventional apparatus for pressing.
  • Fig. 1 shows a device 100 for pressing a material 110.
  • the material 110 may be, for example, wood, such as in the manufacture of pellets.
  • the device 100 comprises a roller 120, which is mounted along its axis of rotation 130 in a bearing.
  • This bearing may be a conventional rolling bearing, such as a needle or ball bearing. Often, however, tapered roller bearings or spherical roller bearings are used. Embodiments are not limited in the choice of this camp. 1 further shows a ring die 140, wherein the roll 120 is formed in the ring die 140 such that the material 110 between the roll 120 and the ring die 140 can be pressed.
  • the material 110 can be clamped between the roller 120 and the ring die 140.
  • the roller 120 has a toothing on its running surface, so that the material 110 can also be ground or comminuted.
  • the directions of rotation of the ring die 140 and the rollers 120 and Koller can be the same or opposite. Embodiments are not intended to be limited to certain directions of rotation or Drehkonstellationen.
  • the ring die 140 may rotate clockwise and the roll 120 counterclockwise.
  • Embodiments are not limited to the nature of the exact processing. 1 illustrates by the arrow 160 the radial force that arises, when the material 110 is pinched between the roller 120 and the ring die 140. This force 160 acts directly on the roller 120 and thus also directly on its axis of rotation 130. The bearing of the roller 120 is thus also charged directly.
  • the apparatus 100 in FIG. 1 further comprises a back-up roll 150 disposed with respect to the roll 120 such that the radial force 160 is applied to the bearing of the roll 120 by pressing the material 110 between the ring die 140 and the roller 120 is formed, by the support roller 150 is at least partially compensated.
  • a back-up roll 150 disposed with respect to the roll 120 such that the radial force 160 is applied to the bearing of the roll 120 by pressing the material 110 between the ring die 140 and the roller 120 is formed, by the support roller 150 is at least partially compensated.
  • the force 170 which is also symbolized by an arrow.
  • the backup roller 150 may exert a force 170 directed counter to the radial force 160 on the roller 120.
  • the radial force 160 acting on the roller 120 is partially or completely compensated.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a device 100.
  • the device 100 in FIG. 2 further comprises one or more further support rollers 250, which are arranged with respect to the roller 120 in such a way that a radial force 160 on the bearing of the roller 120 by the support roller 150 and the other support rollers 250 350 is at least partially compensated.
  • Fig. 2 shows an arrangement in which further support rollers 250 and 350 are used to at least partially compensate for the radial force 160 acting on the roller 120.
  • Each of the three support rollers 150, 250 and 350 can provide a part or a component of a compensation force, which is provided in FIG. 2 with the character 270 and the dotted circle represents the sum of these forces. Again, it should be noted that this sum is vectorial.
  • the force 160 can not always be completely predicted neither in its direction nor in its magnitude. Therefore, the partial compensation of the force 160 should also be understood here such that deviations in magnitude and direction in comparison to the force 160 can occur with regard to the compensation forces exerted by the support rollers 150, 250 and 350. In other words, the sum of the force exerted by the support rollers is not necessarily opposite to the radial force 160 to be compensated.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a device 100.
  • the device 100 according to FIG. 3 further comprises one or more further rollers 220, which are mounted along one of their axes of rotation 230 in one or more further bearings and in the ring die 140 in such a way are formed such that the material 110 between the one or more further rollers 220 and the ring die 140 is pressable, wherein the support roller 150 is arranged with respect to the roller 120 and the one or more further rollers 220, that a radial force 160 on the bearing the roller 120 is at least partially compensated by the one or more further rollers 220.
  • the embodiment of Fig. 3 differs from the above-described embodiments, in that the support roller 150 now mediates forces between the two rollers 120 and 220. This is indicated in FIG.
  • FIG. 3 by the two forces 160 and 260. If a radial force 160 acts on the roller 120 shown in FIG. 3 below, this force is transmitted to the support roller 150 and from the support roller 150 to the roller 220. wear.
  • a radial force 160 acts on the roller 120 shown in FIG. 3 below, this force is transmitted to the support roller 150 and from the support roller 150 to the roller 220. wear.
  • the radial force 160 does not have to be completely absorbed by a bearing of the roller 120, but rather is further distributed to another bearing, here the bearing of the roller 220.
  • the embodiment of FIG. 3 can also be designed such that a part of the force 160 is compensated by the bearing of the support roller 150 and another part of the bearing of the top-mounted roller 220.
  • the backup roll 150 may be flexibly supported between the rolls 120 and 220. This is to be understood that the back-up roller 150 can yield to some extent. In the embodiment of FIG. 3, this would mean that the radial force 160 of the roller 120 is imparted to the second roller 220 via the support roller 150, without the support roller 150 itself compensating for part of this force 160. The compensation of the force 160 is then done by the second roller 220 via the force 260.
  • the support roller 150 may of course be mounted rigidly and thus contribute at least a partial force to compensate. Embodiments are not limited by the support of the backup roller 150. It is also conceivable not to store the support roller, especially as it is positioned by the Koller. Such an embodiment will be explained in more detail with reference to FIG. 4.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the device 100.
  • three rollers 120, 220 and 320 are shown, which are arranged around the support roller 150 around.
  • the rollers are mounted along their axes of rotation 130, 230 and 330, respectively.
  • the backup roller 150 is formed to center between the rollers.
  • the back-up roll 150 may be flexibly supported so as to center itself between the rolls. In an extreme embodiment, the back-up roll 150 may also be unsupported.
  • the support roller 150 can also be designed with a significantly larger diameter than the rollers 120, 220 and 320. Then In particular, further rollers or rollers may be arranged in the outer region.
  • the roller 120 may have a support surface for transmitting force, which is bevelled with respect to its axis of rotation and is adapted to transmit an at least partially radial force.
  • Fig. 5 shows a two-part support roller 150 and support bearings, wherein the two parts are designated by 150a and 150b. Both parts of the support bearing 150 have contact surfaces 510 for power transmission, i. for support, on. The support roller 150 is adapted in this respect to the bearing surfaces of the roller 120.
  • the support surface of the support roller 150 for power transmission can therefore also be bevelled with respect to its axis of rotation and adapted to transmit an at least partially radial force.
  • this refers to both parts of the back-up roll 150, i. 150a and 150b and the roller 120.
  • the two parts of the support bearing 150 are furthermore arranged displaceable relative to one another.
  • the arrow 520 indicates that the two parts 150a and 150b can be moved towards and away from each other. You can define the necessary gap / contact between rollers 120 and ring die 140 and so on different rollers 120, or Koller or Kollerfelgen adjusted.
  • the two parts 150a and 150b can be connected to each other.
  • the arrow 530 in FIG. 5 indicates that any toothing of the roller 120 is not in communication with the support roller 150. The toothing of the Kollerfelge 120 does not touch the support roller 150.
  • the support roller 150 can accordingly have two parts 150a and 150b which are displaceable relative to each other in the axial direction of the roller 120.
  • FIG. Fig. 6 shows the roller 120, or Kollerfelge, and a now integrally running support roller 150.
  • this support roller 150 may be made in two parts.
  • the bearing surfaces 510 of the Kollerfelge 120 are now aligned parallel to the axis of rotation. This makes them suitable for transmitting radial forces.
  • the support roller 150 can be designed such that any toothing 530 of the roller rim 120 does not touch the support roller 150.
  • the bearing surfaces 510 on both the roller 120 and the support roller 150 may be designed such that they engage with each other so that a non-positive connection is.
  • Embodiments of this connection can also be used to drive the respective rollers, although this does not necessarily have to be provided in this way.
  • embodiments of the device 100 can be designed as a pelleting press and the roller 120 as a roller.
  • Embodiments may include a roller 120 for a press which has a support surface for power transmission which is chamfered with respect to its axis of rotation and adapted to transmit at least a partial radial force.
  • embodiments may include a support roller 150 for a press having a support surface for power transmission, which is chamfered with respect to its axis of rotation and adapted for transmitting an at least partially radial force.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung 100 zum Pressen eines Materials 110 mit einer Walze 120, die entlang ihrer Rotationsachse 130 in einem Lager gelagert ist. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Ringmatrize 140, wobei die Walze 120 in der Ringmatrize 140 derart ausgebildet sind, dass das Material 110 zwischen der Walze 120 und der Ringmatrize 140 pressbar ist. Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Stützwalze 150 auf, die derart bezüglich der Walze 120 angeordnet ist, dass eine radiale Kraft 160 auf das Lager der Walze 120, die durch das Pressen des Materials 110 zwischen der Ringmatrize 140 und der Walze 120 entsteht, durch die Stützwalze 150 zumindest teilweise kompensierbar ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Vorrichtung zum Pressen eines Materials
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pressvorrichtungen, insbesondere auf Pelletiervorrichtungen.
In der konventionellen Technik ist eine Vielzahl von Press Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise kann die Herstellung von Holzpellets durch Pressen erfolgen. Die Rohstoffe werden zunächst zerkleinert, z.B. durch eine Hammermühle. In einer Pelletieranlage (Pelletpresse) können dann die Pellets geformt werden. Das Material wird unter hohem Druck durch eine Stahlmatrize (Rund- oder Flachmatrize) mit Bohrungen im gewünschten Pelletdurchmesser (je nach Matrize 6 bis 10 mm, ggf. größer) gepresst. Im fall von Holz findet durch den Druck eine Erwärmung statt, die das im Holz enthaltene Lignin erhitzt und verflüssigt, so dass es als Bindemittel fungieren kann. Unter Umständen ist eine Zugabe von weiterem Bindemittel (Stärke oder Melasse) mit Anteilen von 0,2 bis 2 % notwendig. Beim Austreten aus der Matrize schneidet ein Abstreifmesser die Stränge zu Pellets der gewünschten Länge (10 bis 30 mm).
Pelletieranlagen, die mit einer Ringmatrize arbeiten, haben in der Regel mindestens zwei Koller die das zu pelletierende Gut nach dem Prinzip der Pressagglomeration durch eine Matrize pressen. Eine solche Pelletieranlage ist vereinfacht in der Fig. 7 dargestellt. Die Pelletieranlage 700 zeigt das zu pressende Material 710 und drei Koller 720, 721 und 722. Bei dem zu pressenden Material 710 kann es sich zum Beispiel um Pelletiergut wie Holz handeln. Die drei Koller 720, 721 und 722 sind entlang ihrer Rotationsachsen 730, 731 und 732 entsprechend gelagert und pressen das Material 710 gegen eine Ringmatrize 740. Dabei kann die Ringmatrize 740 sich beispielsweise im Uhrzeigersinn drehen. Die drei Koller 720,721, 722 können sich beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn um ihre feststehenden Achsen 73 0,731 und 732 drehen.
Bei diesem Pressvorgang entstehen radiale und axiale Kräfte, die auf die Lager der Koller wirken. Dementsprechend unterliegen diese Lager einem hohen Verschleiß und müssen häufig gewechselt werden. Die Lagerung der Koller zeigt häufig schon nach einer relativ kurzen Zeit von 500 bis ca. 2000 Stunden kapitale Lagerschäden, die durch die sehr hohe Last und die unvorhersehbaren Stöße, die beim Pressen entstehen, vor allem in radialer Richtung hervorgerufen werden. Daher werden die Lager in den Kollern häufig (alle 500 bis 2000 Stunden) gewechselt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein verbessertes Konzept für Pressen, insbesondere für Pelletieranlagen, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, eine Walze und eine Stützwalze gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, die radialen Kräfte die beim Pressen des Materials in einer Pelletieranlage entstehen, auf mehrere Lager zu verteilen. Gemäß obiger Beschreibung entstehen beispielsweise in Pelletieranlagen hohe radiale Kräfte, wenn Material zwischen einem Koller und einer Ringmatritze gepresst wird. Diese Kräfte können beispielsweise durch eine Stützwalze zumindest zum Teil kompensiert werden. Die Stützwalze kann dabei mit ihrer Rotationsachse parallel zur Rotationsachse der Walze angeordnet sein. Dabei kann die radiale Kraft auf nunmehr zwei Lager, nämlich zum einen auf das Lager der eigentlichen Walze oder des Kollers und zum anderen auf das Lager der Stützwalze aufgeteilt werden. In Ausführungsbeispielen ist es selbstverständlich auch denkbar, mehrere Stützwalzen einzusetzen und so die radiale Kraft, die auf das Lager des Kollers oder der Walze wirkt, auf eine Mehrzahl von verschiedenen Lagern aufzuteilen. Durch die Aufteilung der Radialkraft auf mehrere Lager wird die Beanspruchung des einzelnen Lagers reduziert und dessen Lebensdauer erhöht.
In weiteren Ausführungsbeispielen ist es darüber hinaus denkbar, die Stützwalze dazu einzusetzen, eine radiale Kraft von einer Walze auf eine andere Walze zu übertragen. Die Stützwalze wirkt dann als Vermittlungs- oder Übertragungselement. Hierbei ist der Kerngedanke, die Lager mehrerer Walzen oder Koller zum Abfangen der radialen Kräfte zu verwenden. Nachdem sich die Laufflächen, die Verzahnungen aufweisen können, der einzelnen Walzen nicht berühren, können Stützwalzen zum Vermitteln der radialen Kräfte einzelner Walzen oder Koller verwendet werden.
Durch den Einsatz einer oder mehrerer sich zum Teil selbst zentrierender Stützwalzen, kann die Last z.B. auf die gegenüberliegenden Koller verteilt und so zum Teil kompensiert werden. Generell können in Ausführungsbeispielen mehrere Stützwalzen und mehrere Walzen bzw. Koller zum Einsatz kommen. Mit anderen Worten können in Ausführungsbeispielen radiale Kräfte, die an einem Koller oder einer Walze entstehen auf eine Vielzahl von Stützwalzen und andere Walzen bzw. Koller vermittelt werden. Somit ist es in Ausführungsbeispielen auch denkbar, eine radiale Kraft, die an einer Walze entsteht auf eine Vielzahl von anderen Walzen, und damit auf eine Vielzahl von anderen Lagern zu verteilen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden durch die beiliegenden Figuren im Detail erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Pressen;
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Pressen;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Pressen; Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Pressen;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer flexibel einstellbaren zweigeteilten Stützwalze;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stützwalze; und
Fig. 7 eine konventionelle Vorrichtung zum Pressen.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Pressen eines Materials 110. Bei dem Material 110 kann es sich beispielsweise um Holz handeln, wie zum Beispiel bei der Herstellung von Pellets. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Walze 120, die entlang ihrer Rotationsachse 130 in einem Lager gelagert ist. Bei diesem Lager kann es sich um ein herkömmliches Wälzlager, wie zum Beispiel ein Nadel- oder Kugellager handeln. Oftmals werden jedoch Kegelrollenlager oder Pendelrollenlager eingesetzt. Ausführungsbeispiele sind nicht hinsichtlich der Wahl dieses Lagers eingeschränkt. Die Fig. 1 zeigt ferner eine Ringmatrize 140, wobei die Walze 120 in der Ringmatrize 140 derart ausgebildet ist, dass das Material 110 zwischen der Walze 120 und der Ringmatrize 140 pressbar ist. Wie schon anhand des Standes der Technik, vergleiche Fig. 7, erläutert, kann das Material 110 zwischen der Walze 120 und der Ringmatrize 140 eingeklemmt, bzw. gepresst werden. In Ausführungsbeispielen ist es denkbar, dass die Walze 120 auf ihrer Lauffläche eine Verzahnung aufweist, so dass das Material 110 auch gemahlen oder zerkleinert werden kann. In Ausführungsbeispielen können die Drehrichtungen der Ringmatrize 140 und der Walzen 120 bzw. Koller gleich- oder entgegengerichtet sein. Ausführungsbeispiele sollen dabei nicht auf bestimmte Drehrichtungen oder Drehkonstellationen beschränkt sein. Beispielsweise kann sich die Ringmatrize 140 im Uhrzeigersinn drehen und die Walze 120 gegen den Uhrzeigersinn.
Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf die Art der genauen Verarbeitung eingeschränkt. Die Fig. 1 illustriert durch den Pfeil 160 die radiale Kraft, die entsteht, wenn das Material 110 zwischen der Walze 120 und der Ringmatrize 140 eingeklemmt wird. Diese Kraft 160 wirkt unmittelbar auf die Walze 120 und damit auch unmittelbar auf deren Rotationsachse 130. Das Lager der Walze 120 wird somit ebenso unmittelbar belastet.
Um dieser radialen Kraft entgegenzuwirken, weist die Vorrichtung 100 in der Fig. 1 ferner eine Stützwalze 150 auf, die derart bezüglich der Walze 120 angeordnet ist, dass die radiale Kraft 160 auf das Lager der Walze 120, die durch das Pressen des Materials 110 zwischen der Ringmatrize 140 und der Walze 120 entsteht, durch die Stützwalze 150 zumindest teilweise kompensierbar ist. Dies ist in der Fig. 1 durch die Kraft 170 skizziert, die ebenfalls durch einen Pfeil symbolisiert wird. In anderen Worten kann die Stützwalze 150 eine zu der Radialkraft 160 entgegengerichtete Kraft 170 auf die Walze 120 ausüben. Je nachdem, wie sich die Beträge dieser beiden Kräfte 160 und 170 verhalten, wird die auf die Walze 120 wirkende radiale Kraft 160 zum Teil oder vollständig kompensiert.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass solche Kräfte vektoriell vorliegen. Die genaue radiale Richtung der Kraft 160 hängt unter anderem von der Beschaffenheit des Materials ab. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird das Entstehen der Kraft 160 unter anderem von der Korngröße des Materials 110 abhängen, so dass die Kräfte 160 und 170 nicht immer zwingend gegengerichtet sein müssen. Insofern ist, wenn in dieser Beschreibung von teilweise kompensierbar die Rede ist, davon auszugehen, dass Beträge oder Richtungen der jeweiligen Kräfte nicht hundertprozentig übereinstimmen müssen, bzw. nicht hundertprozentig entgegengesetzt sein müssen. Dies ist im praktischen Einsatz auch nicht notwendig, da eine teilweise Kompensation der beim Pressen entstehenden Radialkräfte bereits dazu führen kann, den Lagerverschleiß erheblich zu reduzieren.
Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 in der Fig. 2 weist ferner ein oder mehrere weitere Stützwalzen 250 350 auf, die derart bezüglich der Walze 120 angeordnet sind, dass eine radiale Kraft 160 auf das Lager der Walze 120 durch die Stützwalze 150 und die weiteren Stützwalzen 250 350 zumindest teilweise kompensierbar ist. In anderen Worten zeigt die Fig. 2 eine Anordnung, in der weitere Stützwalzen 250 und 350 benutzt werden, um die an der Walze 120 angreifende radiale Kraft 160 zumindest zum Teil zu kompensieren. Dabei kann jede einzelne der insgesamt drei Stützwalzen 150, 250 und 350 einen Teil oder eine Teilkomponente einer Kompensationskraft liefern, die in der Fig. 2 mit dem Zeichen 270 versehen ist und der punktierte Kreis die Summe dieser Kräfte darstellt. Auch hier sei darauf hingewiesen, dass diese Summe vektoriell zu betrachten ist. Wie bereits oben näher erläutert, kann die Kraft 160 weder ihrer Richtung noch ihres Betrages nach immer vollständig vorhergesagt werden. Daher ist auch hier die teilweise Kompensation der Kraft 160 so zu verstehen, dass hinsichtlich der durch die Stützwalzen 150, 250 und 350 ausgeübten Kompensationskräfte Abweichungen in Betrag und Richtung im Vergleich zur Kraft 160 auftreten können. In anderen Worten ist die Summe der durch die Stützwalzen ausgeübten Kraft nicht zwangsläufig der zu kompensierenden radialen Kraft 160 entgegengerichtet.
Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 gemäß der Fig. 3 weist ferner ein oder mehrere weitere Walzen 220 auf, die entlang ihrer Rotationsachsen 230 in ein oder mehreren weiteren Lagern gelagert sind und die in der Ringmatrize 140 derart ausgebildet sind, dass das Material 110 zwischen den ein oder mehreren weiteren Walzen 220 und der Ringmatrize 140 pressbar ist, wobei die Stützwalze 150 derart bezüglich der Walze 120 und der ein oder mehreren weiteren Walzen 220 angeordnet ist, dass eine radiale Kraft 160 auf das Lager der Walze 120 durch die ein oder mehreren weiteren Walzen 220 zumindest teilweise kompensierbar ist. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich insofern von den oben erläuterten Ausführungsbeispielen, als dass die Stützwalze 150 nun in Kräfte zwischen den beiden Walzen 120 und 220 vermittelt. Dies ist in der Fig. 3 durch die beiden Kräfte 160 und 260 angedeutet. Wirkt eine radiale Kraft 160 auf die in der Fig. 3 unten dargestellte Walze 120, so wird diese Kraft auf die Stützwalze 150 und von der Stützwalze 150 auf die Walze 220 über- tragen. Auch hier wird von dem Prinzip Gebrauch gemacht, dass die radiale Kraft 160 nicht vollständig von einem Lager der Walze 120 aufgenommen werden muss, sondern zumindest auf ein weiteres Lager, hier das Lager der Walze 220 weiter verteilt wird. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist kann auch derart ausgeführt sein, dass ein Teil der Kraft 160 vom Lager der Stützwalze 150 kompensiert wird und ein weiterer Teil vom Lager der oben angeordneten Walze 220.
In Ausführungsbeispielen kann die Stützwalze 150 flexibel zwischen den Walzen 120 und 220 gelagert sein. Dies ist so zu verstehen, dass die Stützwalze 150 in einem gewissen Maße nachgeben kann. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 würde dies bedeuten, dass die radiale Kraft 160 der Walze 120 über die Stützwalze 150 auf die zweite Walze 220 vermittelt wird, ohne dass die Stützwalze 150 selbst einen Teil dieser Kraft 160 kompensiert. Die Kompensation der Kraft 160 geschieht dann durch die zweite Walze 220 über die Kraft 260. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Stützwalze 150 selbstverständlich auch starr gelagert sein und so zumindest eine Teilkraft zur Kompensation beitragen. Ausführungsbeispiele sind nicht durch die Lagerung der Stützwalze 150 eingeschränkt. Es ist so auch denkbar, die Stützwalze gar nicht zu lagern, zumal diese durch die Koller positioniert wird. Ein solches Ausführungsbeispiel soll anhand der Fig. 4 näher erläutert werden.
Schließlich zeigt die Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100. In der Fig. 4 sind drei Walzen 120, 220 und 320 dargestellt, die um die Stützwalze 150 herum angeordnet sind. Die Walzen sind entlang ihrer Rotationsachsen 130, 230 und 330 entsprechend gelagert. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Stützwalze 150 ausgebildet, um sich zwischen den Walzen zu zentrieren. In anderen Worten, kann die Stützwalze 150 derart flexibel gelagert sein, dass sie sich zwischen den Walzen selbst zentriert. In einem extremen Ausführungsbeispiel kann die Stützwalze 150 auch ungelagert sein.
Alternativ zu Darstellung der Figur 4 kann die Stützwalze 150 auch mit deutlich größerem Durchmesser ausgeführt sein als die Walzen 120, 220 und 320. Dann können insbesondere weitere Walzen oder Koller im äußeren Bereich angeordnet sein.
Im Folgenden soll anhand von Ausführungsbeispielen die Kraftübertragung zwischen der Stützwalze 150 und den Walzen, zum Beispiel der Walze 120, näher erläutert werden. In Ausführungsbeispielen kann die Walze 120 eine Auflagefläche zur Kraftübertragung aufweisen, die gegenüber ihrer Rotationsachse abgeschrägt ist und zur Übertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst ist. Dies ist in der Fig. 5 dargestellt. Fig. 5 zeigt eine zweigeteilte Stützwalze 150 bzw. Stützlager, wobei die beiden Teile mit 150a und 150b bezeichnet sind. Beide Teile des Stützlagers 150 weisen Auflageflächen 510 zur Kraftübertragung, d.h. zur Abstüt- zung, auf. Die Stützwalze 150 ist insofern an die Auflageflächen der Walze 120 angepasst. Die Auflagefläche der Stützwalze 150 zur Kraftübertragung kann demnach ebenfalls gegenüber ihrer Rotationsachse abgeschrägt sein und zur Übertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst sein. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bezieht sich dies auf beide Teile der Stützwalze 150, d.h. 150a und 150b und die Walze 120.
In dem Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 5 dargestellt ist, sind die beiden Teile des Stützlagers 150 ferner gegeneinander verschiebbar angeordnet. Der Pfeil 520 deutet an, dass die beiden Teile 150a und 150b aufeinander zu, bzw. voneinander weg verschoben werden können. Sie können den nötigen Spalt/Kontakt zwischen Walzen 120 und Ringmatrize 140 definieren und so auf verschiedene Walzen 120, bzw. Koller oder Kollerfelgen, eingestellt werden. Die beiden Teile 150a und 150b können dabei miteinander verbunden werden. Der Pfeil 530 in der Fig. 5 deutet an, dass eine etwaige Verzahnung der Walze 120, nicht mit der Stützwalze 150 in Verbindung steht. Die Verzahnung der Kollerfelge 120 berührt die Stützwalze 150 nicht. In Ausführungsbeispielen kann die Stützwalze 150 demnach zwei zueinander in axialer Richtung der Walze 120 verschiebbare Teile 150a und 150b aufweisen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 6 gezeigt. Die Fig. 6 zeigt die Walze 120, bzw. Kollerfelge, sowie eine nunmehr einteilig ausgeführte Stützwalze 150. In Ausführungsbeispielen kann auch diese Stützwalze 150 zweiteilig ausgeführt sein. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die Auflageflächen 510 der Kollerfelge 120 nunmehr parallel zur Rotationsachse ausgerichtet. Dadurch eignen sie sich zur Übertragung radialer Kräfte. In Ausführungsbeispielen kann auch hier die Stützwalze 150 so ausgelegt sein, dass eine etwaige Verzahnung 530 der Kollerfelge 120 die Stützwalze 150 nicht berührt.
In Ausführungsbeispielen können die Auflageflächen 510 sowohl an der Walze 120 als auch an der Stützwalze 150 derart ausgeführt sein, dass diese ineinandergreifen so dass eine kraftschlüssige Verbindung steht. Diese Verbindung können Ausführungsbeispielen auch zum Antrieb der jeweiligen Walzen verwendet werden, wobei dies nicht zwingend so vorgesehen sein muss.
Wie bereits oben erwähnt, können Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 100 als Pelletierpresse und die Walze 120 als Koller ausgeführt sein. Ausführungsbeispiele können einen Koller 120 für eine Presse umfassen, der eine Auflagefläche zur Kraftübertragung aufweist, die gegenüber seiner Rotationsachse abgeschrägt ist und zur Übertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst ist. Ferner können Ausführungsbeispiele eine Stützwalze 150 für eine Presse umfassen, die eine Auflagefläche zur Kraftübertragung aufweist, die gegenüber ihrer Rotationsachse abgeschrägt ist und zur Übertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst ist.
Durch den Einsatz der Stützwalze 150 kann die Lebensdauer der Lager der Walze 120, bzw. der Koller, vervielfacht werden, da so eine Lastreduzierung erreicht werden kann. Mit dieser Erhöhung der Lebensdauer der Lager kann der Aufwand zum Lager/Kollerwechsel stark reduziert und ein Produktionsausfall vermieden werden. Bezugszeichenliste
100 Vorrichtung
110 Material
120 Walze/Koller
130 Rotationsachse
140 Ringmatrize
150 Stützwalze
150a Stützwalzenteil
150b Stützwalzenteil
160 Radialkraft
170 Kompensationskiaft
220 Walze/Koller
230 Rotationsachse
250 Stützwalze
260 Kompensationskraft
270 Kompensationskiaft
320 Walze/Koller
330 Rotationsachse
350 Stütz walze
510 Auflagefläche/ Abstützung
530 Verzahnung
700 Presse 710 Material
720 Walze/Koller
721 Walze/Koller
722 Walze/Koller 730 Rotationsachse
731 Rotationsachse
732 Rotationsachse 740 Ringmatrize

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung zum Pressen eines Materials
Vorrichtung (100) zum Pressen eines Materials (110), mit
einer Walze (120), die entlang ihrer Rotationsachse (130) in einem Lager gelagert ist;
einer Ringmatrize (140), wobei die Walze (120) in der Ringmatrize (140) derart ausgebildet ist, dass das Material (110) zwischen der Walze (120) und der Ringmatrize (140) pressbar ist; und
einer Stützwalze (150), die derart bezüglich der Walze (120) angeordnet ist, dass eine radiale Kraft (160) auf das Lager der Walze (120), die durch das Pressen des Materials (110) zwischen der Ringmatrize (140) und der Walze (120) entsteht, durch die Stützwalze (150) zumindest teilweise kompensierbar ist.
Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, die ferner ein oder mehrere weitere Stützwalzen (250; 350) aufweist, die derart bezüglich der Walze (120) angeordnet sind, dass eine radiale Kraft (160) auf das Lager der Walze (120) durch die Stützwalze (150) und die weiteren Stützwalzen (250; 350) zumindest teilweise kompensierbar ist.
Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, die ferner ein oder mehrere weitere Walzen (220), die entlang ihrer Rotationsachsen (230) in ein oder mehreren weiteren Lagern gelagert sind und die in der Ringmatrize (140) derart ausgebildet sind, dass das Material (110) zwischen den ein oder mehreren weiteren Walzen (220) und der Ringmatrize (140) pressbar ist, wobei die Stützwalze (150) derart bezüglich der Walze (120) und der ein oder mehreren weiteren Walzen (220) angeordnet ist, dass eine radiale Kraft (160) auf das Lager der Walze (120) durch die ein oder mehreren weiteren Walzen (220) zumindest teilweise kompensierbar ist.
4. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 3, bei der die Stützwalze (150) flexibel zwischen den Walzen (120; 220) gelagert ist.
5. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 4, bei der die Stützwalze (150) ausgebildet ist, um sich zwischen den Walzen (120; 220) zu zentrieren.
6. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Walze (120) eine Auflagefläche zur Kraftübertragung aufweist, die gegenüber ihrer Rotationsachse abgeschrägt ist und zur Übertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst ist, und /oder bei der die Stützwalze (150) eine Auflagefläche zur Kraftübertragung aufweist, die gegenüber ihrer Rotationsachse abgeschrägt ist und zur Übertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst ist.
7. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die
Stützwalze (150) zwei zueinander in axialer Richtung der Walze (120) verschiebbare Teile aufweist.
8. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die als Pelletierpresse und die Walze (120) als Koller ausgeführt ist.
9. Koller (120) für eine Presse, der eine Auflagefläche zur Kraftübertragung aufweist, die gegenüber seiner Rotationsachse abgeschrägt ist und zur Ü- bertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst ist.
10. Stützwalze (150) für eine Presse, die eine Auflagefläche zur Kraftübertragung aufweist, die gegenüber ihrer Rotationsachse abgeschrägt ist und zur Übertragung einer zumindest teilweise radialen Kraft angepasst ist.
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