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Die
Erfindung betrifft eine Zweiwalzen-Rollenpresse zur Druckbehandlung
von Schüttgütern zum
Zwecke der Zerkleinerung oder der Kompaktierung bzw. Brikettierung
mit zwei in einem Maschinenrahmen drehbar gelagerten Walzen, die
zwischen sich einen Walzenspalt ausbilden, in den das Schüttgut eingezogen
und dabei gepreßt
wird, wobei der Walzenspalt durch gegen die Stirnflächen der
Walzen geführte
Seitenwände
seitlich begrenzt wird.
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Bei
dieser Druckbehandlung der Schüttgüter zum
Zwecke der Zerkleinerung oder der Kompaktierung bzw. Brikettierung
wird das Schüttgut
infolge seiner inneren Reibung und der Reibung zwischen dem Schüttgut und
den Walzenoberflächen
unter Zwang durch den zwickelförmigen
Walzenspalt gezogen, und dabei wird innerhalb des Schüttgutes
ein in Richtung des engsten Walzenspaltes steigender hoher Druck
aufgebaut. Dieser sich aufbauende Druck wirkt verschleißend gegen
die Walzenoberflächen und
drückt
das Schüttgut
seitlich aus dem Walzenspalt heraus. Deshalb sind üblicherweise
seitlich dicht an den Stirnflächen
der beiden Walzen Seitenwände,
angeordnet, die dieses seitliche Herausdrücken des Schüttgutes
verhindern sollen.
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Auf
seinem Weg durch den Walzenspalt wird das Schüttgut auch mit hohem Druck
an den Seitenwänden
vorbei geführt,
wodurch bei abrasiven Schüttgütern ein
Verschleiss der Seitenwände
stattfindet, der im Bereich des engsten Walzenspaltes am größten ist.
Die Seiten wände
sind deshalb in diesem Bereich, also an ihrem unteren Ende, bei
bekannten Zweiwalzen-Rollenpressen mit einem Verschleißschutz
versehen, beispielsweise mit einer Hartpanzerung, und so ausgebildet,
dass dieser Bereich der Seitenwände
leicht ausgewechselt werden kann. Bei starkem Verschleiss kommt
es beim notwendigen Auswechseln der gesamten Seitenwände oder
nur deren unteren Enden zwangsläufig
aber zu unerwünschten
Stillständen
der Zweiwalzen-Rollenpresse,
verbunden mit einem Produktionsausfall.
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Insbesondere
bei Zweiwalzen-Rollenpressen, deren Seitenwände mit dem Gutaufgabeschacht fest
verbunden sind, besteht nicht nur der Nachteil des häufigen Auswechselns,
sondern zusätzlich
die Gefahr, dass im Betrieb der Zweiwalzen-Rollenpresse bei auftretender
Schrägstellung
der einen Walze gegenüber
der anderen Walze es zu Verklemmungen zwischen der Walze und der
gesamten aus Gutaufgabeschacht und Seitenwänden bestehenden Vorrichtung
kommt. Um hier Abhilfe zu schaffen sind unterschiedliche Vorrichtungen
bereits bekannt.
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So
wird in der
DE PS 665141 vorgeschlagen, in
die Spitzen der Seitenwände
verstellbare Abnutzungsschutzmittel einzusetzen, die aus sich selbsttätig oder
durch zusätzliche
Federn oder Gewichte anpressende Einsatzstücke bestehen, und aus unterschiedlich
zusammengesetzten Platten, oder aus mehreren in einem Rahmen untereinander
angeordneten, bei Vorschub des Pressgutes umlaufenden Rollen oder
aus ein auf Rollen umlaufendes Rollenband in einem sich anpressenden
Einsatzrahmen gebildet sind.
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Aus
der
DE 4037816 A1 ist
eine Zweiwalzen-Rollenpresse bekannt, bei der zur seitlichen Begrenzung
und Abdichtung des Walzenspaltes ein über Reibschluss mit einer der
Walzen umlaufender, in Richtung der Walzenachsen axial beweglicher Kreisring
angeordnet ist, der die andere Walze im Bereich des Walzenspaltes
stirnseitig mit überdeckt.
Bei einer Schrägstellung
der einen Walze gegenüber
der anderen Walze oder auch bei Eindringen von unzerbrechlichen
Materialien zwischen den Walzen und dem umlaufenden Kreisring kann
der Kreisring vorteilhaft zur Seite hin entsprechend ausweichen.
Ferner wird durch das Umlaufen des Kreisrings die den Verschleiß verursachende
Differenzgeschwindigkeit zwischen Kreisring und Aufgabegut im Walzenspalt erheblich
reduziert, so dass die Schleißteile
des umlaufenden Kreisrings im Vergleich zu fest angeordneten Seitenwänden erheblich
weniger oft ausgewechselt werden müssen.
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Eine
konstruktiv einfachere Vorrichtung zur genannten Problemstellung
wird in der
DE 3705051 A1 vorgeschlagen.
Die Seitenwände
der aus diesem Dokument bekannten Zweiwalzen-Rollenpresse sind mit
den Seitenwandungen des Gutaufgabeschachts lösbar verbunden. Die Verbindung
der Seitenwände mit
den Seitenwandungen des Gutaufgabeschachts besteht aus Lenkern und
Federelementen, wodurch die unteren Enden der Seitenwände in Achsrichtung der
Walzen elastisch nachgiebig angeordnet sind.
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Durch
die gelenkige Verbindung der Seitenwände mit den Seitenwandungen
des Gutaufgabeschachtes wird nicht nur ein vorteilhaftes Ausweichen
der Seitenwände,
beispielsweise bei einer Schrägstellung
einer Walze, herbeigeführt,
sondern diese Gelenke stellen auch eine leicht lösbare Verbindung dar, die im
Bedarfsfall ein einfaches Auswechseln der Seitenwand ermöglicht.
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Ausgehend
von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung,
die Betriebssicherheit von Zweiwalzen-Rollenpressen zu erhöhen, speziell
das untere Ende der Seitenwände von
Rollenpressen in einfacher Weise und ohne erheblichen Konstruktions-
und Betriebskostenaufwand so weiter auszubilden, dass die sonst üblichen Stillstandzeiten
der Zweiwalzen-Rollenpressen durch Auswech seln von Seitenwandteilen
deutlich gegenüber
bekannten Seitenwänden
reduziert werden.
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Die
gestellte Aufgabe wird bei Zweiwalzen-Rollenpressen der genannten
Art erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der
im Anspruch 1 beanspruchte Kolben, der aus einem hochverschleißfesten
Material, beispielsweise einem Hartmetall gefertigt ist, stellt
mit seiner der Stirnfläche
der Walzen zugewandten Kolbenfläche
einen Teil der Seitenwand zur seitlichen Begrenzung des Walzenspaltes
dar.
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Bei
einer Verschleißbeanspruchung
durch ein abrasives Schüttgut
wird nun auch der Kolben an seiner Kolbenstirnfläche – trotz seiner hochverschleißfesten
Materialbeschaffenheit – entsprechend mit
verschleißen,
so dass der Walzenspalt seitlich nicht mehr abgedichtet ist. Da
der Kolben aber entsprechend der Erfindung in Richtung der Stirnwand beweglich
ausgebildet ist, ist es möglich,
durch entsprechendes Verschieben des Kolbens die Kolbenfläche wieder
gegen den Walzenspalt zu führen
und diesen damit erneut abzudichten.
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Der
Kolben, der vorzugsweise nach einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ähnlich
einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange
ausgebildet ist, wird mit Hilfe einer Pumpe, die über ein
Fluid, beispielsweise ein hochviskoses Fett, mit dem Kolben in Wirkverbindung steht,
entsprechend verschoben.
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Wann
der Kolben auf Grund seines Verschleißes nachgestellt, d. h. erneut
verschoben werden muß,
kann nach Erfahrungswerten in bestimmten Zeitabständen erfolgen.
Es ist aber nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
auch möglich,
mit Hilfe von geeigneten Sensoren den Verschleißzustand des Kolbens zu erfassen
und das erhaltene Ergebnis als Steuergröße für das Verschieben des Kolbens
zu nutzen.
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Weitere
Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend
an einem in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
die Walzen einer Zweiwalzen-Rollenpresse in einer Seitenansicht,
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2:
eine Walze der Zweiwalzen-Rollenpresse mit Seitenwand in einer Vorderansicht,
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3:
einen Teilausschnitt der 2.
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In
der 1 sind in einer Seitenansicht die Walzen 1, 2 einer
Zweiwalzen-Rollenpresse schematisch dargestellt. Die beiden Walzen 1, 2,
die sich im Betrieb in Pfeilrichtung 9 gegeneinander drehen,
bilden zwischen sich einen sich zwickelförmig nach oben öffnenden
Walzenspalt 3 aus. Das Schüttgut 7, welches der
Zweiwalzen-Rollenpresse von oben in Pfeilrichtung 6 in
den Gutaufgabeschacht 17 aufgegeben wird, wird durch diesen
Walzenspalt 3 nach unten gezogen, dabei gepresst und verläßt die Zweiwalzen-Rollenpresse
als druckbehandeltes Gut 8.
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Zur
oberen Abdichtung des Walzenspaltes 3 ist an den Stirnwänden 5 der
Walzen 1, 2 seitlich jeweils eine Seitenwand 4 mit
Abstand angeordnet (nur die vordere Seitenwand ist dargestellt),
wobei der obere Teil der Seitenwand 4 dabei Teil des Aufgabetrichters 17 für das Schüttgut 7 ist.
Dabei können
die Seitenwände 4 in
Achsrichtung der Walzen in Richtung zu deren Stirnwänden ggf.
elastisch nachgiebig angeordnet sein.
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Im
unteren Teil der Seitenwand 4, der den engsten Bereich
des Walzenspaltes 3 überdeckt,
ist in der Seitenwand 4 erfindungsgemäß ein Kolben 10 angeordnet,
der mit seiner Stirnfläche 11 einen
Teil der Seitenwand 4 bildet.
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In
der 2 ist in einer Vorderansicht die Walze 1 der
Zweiwalzen-Rollenpresse
gemäß der 1 dargestellt.
Seitlich neben den Stirnflächen 5 der
Walze 1 ist mit Abstand jeweils eine Seitenwand 4 angeordnet,
deren Ende bis kurz unterhalb der Walzenachse, – dies entspricht auch dem
engsten Bereich des Walzenspaltes – reicht. Das obere Ende der Seitenwand 4 (in
der Zeichnung nicht mehr sichtbar) reicht über die Oberkante der Walze 1 hinaus
und ist Teil des Aufgabetrichters 17 (in 2 nicht
mehr sichtbar).
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Im
unteren Ende der Seitenwand 4 ist erfindungsgemäß der in
Richtung der Stirnflächen 5 der Walzen 1, 2 verschiebbare
Kolben 10 angeordnet (siehe hierzu 3), dessen
Kolbengehäuse 12 über eine
Anstellvorrichtung mit vorgegebenem Abstand zur Stirnfläche 5 der
Walze 1 am Maschinengehäuse 15 stützend gehalten
wird. Die Anstellvorrichtung besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einer Anstellstange 13, die das Kolbengehäuse 12 mit
einem Tellerfederpaket 14, das außen am Maschinengehäuse 15 angeordnet
ist, verbindet.
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In
der 3 ist das Kolbengehäuse 12 sowie seine
Abstützung
am Maschinengehäuse 15 mit
Hilfe der Anstellstange 13 und dem Tellerfederpaket 14 als vergrößerter Teilausschnitt
der 2 darge stellt. Das Kolbengehäuse 12 befindet sich
am unteren Ende der Seitenwand 4, die in diesem Bereich
mit einer Verschleißschicht 20 versehen
ist.
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Innerhalb
des Kolbengehäuses 12 befindet sich
der in Richtung der Stirnfläche 5 der
Walze 1 verschiebbare Kolben 10, der gemäß der Erfindung
aus einem hochverschleißfesten
Material gefertigt ist und der an seiner Rückseite 24 durch ein
Fluid 18 abgestützt
wird. Dieses Fluid 18, vorzugsweise ein hochviskoses Fett,
gewährleistet
die im oftmals rauhen Betrieb der Zweiwalzen-Rollenpresse erforderliche Beweglichkeit
des Kolbens 10. Zur Erhöhung
dieser Beweglichkeit befindet sich um den Kolben 10, der ein
gestufter Kolben sein kann, innerhalb des Kolbengehäuses 12 zusätzlich eine
mit dem gleichen Fluid 18 gefüllte Ringkammer 23,
wodurch die Gefahr der Kolbenverklemmung minimiert wird.
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Die
Verschiebung des Kolbens 10, die notwendig wird, wenn die
Stirnfläche 11 des
Kolbens 10 soweit abgeschlissen ist, dass eine Abdichtung
des Walzenspaltes nicht mehr gewährleistet
ist, wird mit Hilfe des Fluids 18 durchgeführt. Zu
diesem Zweck ist das Fluid 18 des Kolbengehäuses 12 über eine
Bohrung 21 des Kolbengehäuses 12 und eine Leitung 22 mit
einer Pumpe 16 verbunden, durch die das Fluid 18 mit
dem notwendigen Förderdruck
beaufschlagt wird.
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Die
Steuerung der Pumpe zum Verschieben bzw. Nachschieben des Kolbens 10 – was ohne
Stillstand der Zweiwalzen-Rollenpresse durchgeführt werden kann – geschieht
in regelmäßigen Zeitabständen oder
erfindungsgemäß mit Hilfe
von Sensoren, die den Verschleißzustand
des Kolbens 10 erfassen (die Sensoren sind in der Zeichnung
nicht dargestellt).
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Die
mit Vorteil mit einem Fluid wie z. B. Fett gefüllte Ringkammer 23 gibt
beim Verschieben des Kolbens 10 das verdrängte Fett über die
Bohrung 19 des Kolbengehäuses 12 an die Umgebung
ab.
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Durch
das vergleichsweise große
Verschleißvolumen
des Kolbens 10 sind bei der erfindungsgemäßen Zweiwalzen-Rollenpresse
die Betriebsrisiken deutlich reduziert, und es kann nicht wie bei
bisherigen Konstruktionen, wenn die aus technischen Gründen begrenzte übliche Verschleißschutzdicke
durchbrochen wird, zu gravierenden Folgeschäden an den Seitenwänden 4 und
ihrer Aufhängung
kommen.