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Verfahren zur Herstellung von Presslingen und Anordnung zur Herstellung von Presslingen insbesondere für die Verarbeitung von nachwachsenden, fossilen und mineralischen Rohstoffen, sowie im Bereich der Rest- und Abfallstoffe.
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Es sind bereits Pressverfahren und Pressanordnungen bekannt.
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So beschreibt die
DE 33 33 766 A1 eine Brikettierpresse zum Brikettieren von ungleichmäßigem Feingut, insbesondere span-, faser- oder blattförmigem pflanzlichen Material zu formbeständigen Briketts, mit einer Aufnahmekammer, der das Material über einen Vorverdichter, der aus einem in einem Zylinder bewegbaren Kolben besteht, zugeführt und aus der das vorverdichtete Material mittels eines senkrecht zur Bewegung des Verdichterkolbens hin- und herbewegbaren Presskolbens in ein Formwerkzeug gepresst wird, wobei der Querschnitt der Aufnahmekammer und des Formwerkzeugs in Richtung des Presskolbens gesehen annähernd rechteckig ist, so dass der Vorverdichterkolben mit seiner Stirnfläche im Wesentlichen eine ganze Seitenwand der Aufnahmekammer bildet. Zudem wird eine rotierende Scheibe mit Formräumen offenbart.
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In der
DE 10 2010 012 300 A1 wird eine Vorrichtung zum Verpressen von losem Material offenbart, die einen Presskolben hat, der das Material in einen in einer Pressstellung befindlichen Formraum eines Formwerkzeugs presst. Das Formwerkzeug bringt den Formraum durch eine Drehbewegung von der Presstellung in eine Auswerfstellung. Dabei wird das gepresste Brikett durch Abgabe von Wärme an das Vollmaterial des Formwerkzeuges gekühlt. Zur Verbesserung der Abfuhr der während des Pressvorganges entstehenden Wärme wird vorgeschlagen, die Kavität in einem als Vollscheibe ausgeführten Formwerkzeug anzuordnen.
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Die
US 3 980 014 offenbart eine Brikettierpresse, welche Briketts durch einen Pressvorgang unter Einsatz von zwei sich gegenüberliegend angeordneten und gegenläufig arbeitenden Pressstempeln bzw. Presszylindern herstellt.
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Die
DE 10 2011 116 031 A1 offenbart ein schleusenloses Feststoffeintragssystem für druckaufgeladene Vergasungsreaktoren, das den kontinuierlichen Eintrag des festen Brennstoffes, insbesondere von Braunkohle und anderen brikettierbaren festen Brennstoffen und Brennstoffgemischen, in einen mit bis 65 bar druckbespannten Vergasungsreaktor gestattet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Materialeintragsvorrichtung ohne aufwändige Absaugvorrichtungen zu entwickeln, wobei eine Strangpresse die Kohle kontinuierlich und schleusenlos in einen druckbespannten Vergasungsreaktor fördert. Der im Formkanal der Strangpresse fest verspannte Brikettstrang bildet einen nahezu gasdichten Brikettpfropfen und dichtet den druckbespannten Reaktor gegenüber dem Eintragssystem ab. Dazu ist das Presswerkzeug mit einem starren Formkanal versehen, weist Kühlkanäle um den gesamten Pressraum herum auf und der Formkanal besteht aus Verschleißhülsen, die eine allseitig angeordnete Geometrie aufweisen und ist in einen Pressbereich, einen Bereich der Verengung und in einen Bereich der Erweiterung untergliedert.
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Der Stand der Technik zeigt, dass beim Aufgabegut vor dem eigentlichen Pressvorgang jeweils nur eine Volumenreduzierung oder unmittelbar der Pressvorgang erfolgt, wobei es nachteilig zu einem sehr langen Zylinder- oder Stempelweg oder es zum Einsatz von zwei gegenläufigen Stempeln bzw. Zylindern kommt. Es hat sich gezeigt, dass ein einzelner Zylinder bzw. Stempel, um die gesamte Pressaufgabe erfüllen zu können, sehr weit ausfahren muss. Versuche haben gezeigt, dass je nach Aufgabegut deutlich variierende Zylinder- bzw. Stempelwege, beispielsweise von über 70 % des Zylinder- bzw. Stempelweges, nur eine Verdrängung des luftgefüllten Lückenvolumens des Schüttgutes bewirken würde, bevor der Zylinder bzw. der Stempel anfängt einen Pressdruck aufzubauen. Dabei hätte dieser einzelne Zylinder einen großen Durchmesser, damit er am Ende den vollen Pressdruck aufbauen kann. Es würde also sehr viel Öl in den Zylinder gefördert werden müssen. Diese Umsetzung hat sich als höchst ineffizient erwiesen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Presslingen und eine Anordnung zur Herstellung von Presslingen zu schaffen, wobei die Nachteile im Stand der Technik überwunden werden und ein effizientes Verfahren und ein zugleich einfacher Aufbau und eine einfache Umsetzung erreicht werden.
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Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass ein Verfahren als Pressprozess zur Herstellung von Presslingen geschaffen wird, wobei nach dem Zuführen des Aufgabeguts eine Vorpressung zu einem Voragglomerat mit zumindest einem Vorpressstempel oder mit zumindest einer Stopfschnecke und anschließend die Hauptpressung des Voragglomerats zu einem Pressling in zumindest einer Pressform mit zumindest einem Hauptpressstempel und anschließend der Auswurf des Presslings aus der zumindest einen Pressform erfolgen, wobei die Vorpressung, die Hauptpressung und der Auswurf mit einer jeweils zueinander parallelen Arbeitsrichtung erfolgen. Die Pressformen sind zumindest in einer Formwerkzeugaufnahme vorhanden.
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Entsprechend umfasst weiterhin die Erfindung eine Anordnung zur Herstellung von Presslingen, wobei in zumindest einer Formwerkzeugaufnahme zumindest eine Pressform mit einer Zuführung für das Aufgabegut vorhanden ist, wobei die zumindest eine Pressform zu zumindest ein Vorpressstempel oder zumindest eine Stopfschnecke und zumindest ein Hauptpressstempel korrespondierend anordbar ist. Hierfür lässt sich die jeweilige Pressform an den zumindest einen Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke und den zumindest einen Hauptpressstempel bewegen. Weiterhin ist die Arbeitsrichtung des zumindest einen Vorpressstempels oder der zumindest einen Stopfschnecke und des zumindest einen Hauptpressstempels zueinander parallel, wobei auf der dem Vorpressstempel gegenüberliegenden oder zugewandten Seite der Pressform eine Gegenpressplatte und der dem zumindest einen Hauptpressstempel gegenüberliegenden Seite der Pressform eine Gegenpressplatte und/oder ein Formkanal mit einem Bereich einer Verengung vorhanden ist, wobei die zumindest eine Pressform in Arbeitsrichtung durchgängig ist.
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Die jeweilige Gegenpressplatte steht kräfteaufnehmend und damit kräfteausgleichend mit den jeweiligen Antrieben zumindest des Vorpressstempels und des Hauptpresstempels in Verbindung, so dass an dem die Pressform enthaltenden Formwerkzeugkomponente sowie deren konstruktiver Umsetzung keine oder nur geringe axiale Kräfte bzw. keine in Arbeitsrichtung der jeweiligen Pressung wirkenden Kräfte auftreten oder in diese geleitet werden. Die Pressformen bewegen sich relativ an die und zu den jeweiligen Gegenpressplatten bzw. Vorpressstempel und Hauptpressstempel und soweit vorhanden an den Auswurfstempel.
Alternativ oder zusätzlich zu der dem zumindest einen Hauptpressstempel gegenüberliegenden Seite der Pressform angeordneten Gegenpressplatte ist ein Formkanal mit einem Bereich einer Verengung vorhanden, welcher beispielsweise ein kontinuierlich arbeitendes schleusenloses Feststoffeintragssystem für druckaufgeladene Reaktoren und Behälter speist. Durch die Verjüngung wird einerseits die an sich bekannte Gasdichtheit und andererseits der Gegendruck für den Hauptpressvorgang erreicht. Der Formkanal in Kombination mit einer Gegenpressplatte auf der dem zumindest einen Hauptpressstempel gegenüberliegenden Seite der Pressform ermöglicht eine je nach Aufgabegut zuverlässigere Hauptpressung. Hierdurch lässt sich der Formkanal hinsichtlich des für die Hauptpressung erforderlichen Gegendruckes bzw. der Gegenkraft vereinfachen, da die Gegenpressplatte diese Kräfte beim Hauptpressen aufnimmt.
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Vorteilhaft erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie mittels der Anordnung eine zumindest Zweiteilung des Pressprozesses, indem beispielsweise ein Hydraulikzylinder kleinen Durchmessers die Vorpressung des Schüttgutes zu einem Voragglomerat vornimmt, die auch eine Volumenreduzierung bewirkend deutlich über eine Vorverdichtung, die ebenfalls eine Volumenreduzierung bewirkt, hinausgeht, wobei beispielsweise dieser Hydraulikzylinder für die Vorpressung sehr schnell ausfahren kann. Das Voragglomerat besitzt bereits eine verfestigtere Struktur als bei einer Vorverdichtung, welche bei einer Vorverdichtung weder erreicht wird oder noch gewollt ist. Bei einer Vorverdichtung bleibt eine lockere Struktur des Aufgabeguts erhalten. Hierbei kommen Drücke von einem Bruchteil des eigentlichen Hauptpressvorganges zum Einsatz. Erst im Anschluss wird im Bereich hoher Drücke beispielsweise ein Hydraulikzylinder großen Durchmessers verwendet, welcher nur noch einen sehr kleinen Weg zurücklegen muss. Somit kann der nötige Ölvolumenstrom drastisch reduziert werden, was zu einem stark sinkenden Leistungsbedarf führt.
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Während der ersten Pressung als Vorpressung findet eine große Relativbewegung des Vorpressstempels sowie zwischen Aufgabegut und Formwerkzeugoberfläche statt, wobei die Vorpressung nur bei einem geringem Druck abläuft. Während der zweiten Pressung als Hauptpressung wird ein sehr hoher Druck aufgebaut, der zurückgelegte Weg des Hauptpressstempels beläuft sich jedoch nur auf wenige Millimeter.
Als Antriebe für die jeweiligen Vorpressstempel oder die Hauptpressstempel oder die Auswurfstempel kommen beispielsweise Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder oder Linearmotoren sowie andere vergleichbar wirkende Antriebe in Betracht.
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Mit der Stopfschnecke als Vorpressschnecke lassen sich aufgrund des kontinuierlichen Förderns und Vorpressens des Aufgabeguts keine klar abgrenzbaren Voragglomerate bilden. Dennoch wird in der Pressform ein Vorpressdruck erreicht, welcher lagestabile Voragglomerate bildet. Die Stopfschnecke kommt beispielsweise bei entsprechenden Materialien zum Einsatz, bei denen ein Abscheren zu keinen oder zu vertretbaren Abscherbildern an den jeweils sich bildenden Grenzfläche des Voragglomerats führt.
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Unter der Volumenreduzierung wird ein Vorverdichten des Aufgabeguts verstanden, wobei hierbei nur eine Volumenreduzierung unter sehr geringem Druck erfolgt und das Aufgabegut weiterhin in loser oder lockerer oder instabiler Form vorliegt. Hingegen erfolgt die Vorpressung im Vergleich zur Volumenreduzierung unter einem erhöhten Druck, welcher neben einer Volumenreduzierung zudem bewirkt, dass das Aufgabegut mit der Vorpressung zu einem lagestabilen Voragglomerat verpresst wird, welches selbsthemmend und an sich stabil bzw. lagestabil in der Pressform verbleibt, damit also neben der Volumenreduzierung auch eine Verfestigung erfolgt, wobei die Endfestigkeit noch nicht erreicht ist.
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Erst mit der Hauptpressung, also dem Pressen mit einem sehr hohen Druck, wird ein hochverdichteter, formstabiler und formbeständiger Pressling erreicht.
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Das Verfahren und die Anordnung eignen sich zur Herstellung von Presslingen hoher Festigkeit und Formstabilität verschiedener Form und Größe aus unterschiedlichsten Aufgabegütern. Diese lassen sich in die folgenden beispielhaften Gruppen einteilen:
- - nachwachsende Rohstoffe
- - fossile Rohstoffe
- - mineralische Rohstoffe
- - Rest- und Abfallstoffe
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Im Einzelnen können dies beispielsweise sein:
- - jegliche Hölzer und Rinden
- - landwirtschaftlich erzeuget Biomasse, Ernterückstände und Nebenprodukte der Nahrungs- und Futtermittelproduktion, wie Stroh, beispielsweise Weizenstroh, Rapsstroh, Haferstroh, Reisstroh; Gräser, beispielsweise Miscanthus, Rohrglanzgras; Bagasse; Spelzen; Heu; Fruchtabfälle; Schalen
- - getrocknete Gärreste
- - Torf, Kohlen unterschiedlichen Alters und Inkohlungsgrades wie Weichbraunkohlen, Hartbraunkohlen, Steinkohlen, Anthrazit
- - Kalk, Branntkalk, Düngemittel, Kalisalz, Dolomit, Bentonit
- - Klärschlämme, Haushaltsmüll, Kunststoffmüll, Metallspäne, Metalllocken, Eisenschwamm, Hüttenreststoffe, Graphit
- - sowie Mehrstoffmischungen aus diesen Komponenten
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Die Herstellung der Presslinge kann sowohl bindemittellos als auch unter Verwendung verschiedenster natürlicher oder synthetischer Bindemittel erfolgen, wie beispielsweise Stärke, Teer, Pech und/oder Melasse.
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Der Begriff Pressling umfasst gleichermaßen Briketts und andere Bezeichnungen von gepressten Rohstoffen.
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Das Verfahren aus Vorpressen, Hauptpressen und Auswerfen läuft kontinuierlich und sich wiederholend ab. Nachdem ein Pressling aus einer Pressform ausgeworfen wurde, folgt ein erneutes Vorpressen und Hauptpressen in der jeweiligen freigewordenen Pressform und danach ein erneutes Auswerfen. Kommen eine Vielzahl von Pressformen zum Einsatz, ist es nicht ausgeschlossen, dass zwischen den einzelnen Pressschritten die Pressform jeweils nur bewegt wird, um zum jeweils nachfolgenden Pressschritt oder zum Auswerfen zu gelangen. Leerbewegungen der Pressform oder Bewegungen der Pressform mit einem Voragglomerat oder Bewegungen der Pressform mit einem Pressling sind nicht ausgeschlossen.
Die Pressform kann beliebige Formen, Querschnitte und Tiefen besitzen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahren sowie der Anordnung sind in den Unteransprüchen darge stellt.
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Vorteilhaft erfolgt der Auswurf mittels des zumindest einen Auswurfstempels, da mit dem Auswurf vergleichsweise längere Wege als beim Hauptpressvorgang zurückgelegt werden. Es ist jedoch dennoch oder auch vorgesehen, dass der Auswurf mittels des zumindest einen Hauptpressstempels erfolgt, da dessen Antrieb bereits für große Kräfte ausgelegt ist. Dieser Hauptpressstempel und dessen Antrieb hätten dann längere Wege, als für Hauptpressung erforderlich sind, zurückzulegen.
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Vorteilhaft ist zumindest ein Auswurfstempel vorhanden, wobei auf der dem zumindest einen Auswurfstempel gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Pressform ein Formkanal mit einem Bereich einer Verengung oder eine Vorrichtung zum Abtransport oder zur Weiterverarbeitung vorhanden ist und somit die Vorrichtung für unterschiedliche Anwendungen einsetzbar ist. Neben der Herstellung von einzeln fallenden Presslingen und der Ausgabe in feste Aufnahmen, ist der Einsatz ebenfalls beispielsweise an einem kontinuierlich arbeitenden schleusenlosen Feststoffeintragssystem für druckaufgeladene Reaktoren und Behälter möglich. Der Antrieb des Auswurfstempels wäre dann entsprechend der notwendigen Kräfte auszulegen.
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Zusätzlich oder alternativ zum Formkanal mit einem Bereich einer Verengung auf der dem zumindest einen Auswurfstempel gegenüberliegende Seite der Pressform ist eine Stützplatte vorhanden, wobei diese Stützplatte gegebenenfalls auftretende Kräfte beim Auswerfen aufnimmt und dafür eine den Auswurf des Presslings ermöglichende Öffnung entsprechend der Form bzw. Querschnitts des Pressling umfasst.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass die Vorpressung, die Hauptpressung und/oder der Auswurf unabhängig voneinander in einer gleichen oder in einer gegenläufigen Arbeitsrichtung erfolgen, wodurch die einzelnen Schritte je nach Anforderung an das Verfahren entsprechend in eine gleiche Richtung oder in gegenläufige Richtungen sowie gleichzeitig parallel oder sequentiell nacheinander ablaufen können.
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Indem der zumindest eine Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke, der zumindest eine Hauptpressstempel und/oder der zumindest eine Auswurfstempel jeweils die gleiche oder eine gegenläufige Arbeitsrichtung besitzen, wird erreicht, dass die auf die Pressform wirkenden Kräfte gleich gerichtet sind. Zudem kann die Anordnung der Stempel vereinfacht werden. Gleichzeitige Pressvorgänge bzw. der Auswerfvorgang werden begünstigt. Weiterhin können Nachfolgeprozesse effizient bedient werden.
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Indem die zumindest eine Pressform nacheinander jeweils an den zumindest einen Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke und an den zumindest einen Hauptpressstempel oder dass die zumindest eine Pressform nacheinander jeweils an den zumindest einen Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke, an den zumindest einen Hauptpressstempel und an den zumindest einen Auswurfstempel bewegt wird, lassen sich die jeweiligen Pressvorgänge bzw. der Auswerfvorgang individuell für die jeweilige Pressform vornehmen. Zudem wird erreicht, dass nur vergleichsweise geringe Massen bewegt und die jeweiligen die Kräfte aufnehmenden Komponenten nicht aktiv bewegt werden müssen. Dieser jeweilige Ablauf erfolgt umlaufend bzw. sich jeweils wiederholend, so dass die Pressform entsprechend nach dem Hauptpressstempel oder dem Auswurfstempel wieder zum Vorpressstempel bewegt wird.
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Indem jeweils ein, zwei oder mehr Vorpressungen, Hauptpressungen und/oder Auswürfe parallel oder zeitgleich erfolgen, wird der Durchsatz erhöht und damit der Herstellungsprozess effizienter. Vor- und Hauptpressung, sowie das Auswerfen des Presslings können damit gleichzeitig ablaufen. Bisher sind dies bei anderen zum Stand der Technik gehörenden hydraulischen Pressen aufeinander aufbauende bzw. sequentielle Schritte. Trotz des sich erhöhenden Durchsatzes der Maschine, vergrößern sich weder die Hydraulikzylinder, noch das Hydraulikaggregat deutlich.
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Vorteilhaft erfolgt ein Vorverdichten des Aufgabeguts für die Vorpressung und/oder es erfolgt die Vorpressung zu zumindest einem vorgepressten Aufgabegut oder Voragglomerat in der Pressform und/oder in einem Vorpresskanal, so dass einerseits ein Vorverdichten für die Vorpressung, wofür je nach Aufgabegut unterschiedliche lange Wege erforderlich sind, und anderseits im Vorpresskanal eine Reihe von Vorpressungen als Mehrfachverpressung nacheinander erfolgen können, welche nacheinander im Vorpresskanal vorgehalten werden und nacheinander in die jeweilige Pressform für die finale Vorpressung geschoben werden und dabei ihre Form und Festigkeit erhalten. Begünstigend ist, dass in entsprechenden Phasen von prozessbedingten Pausen des Verfahrens nacheinander mehrere Vorpressungen erfolgen. Durch die Reihe von Vorpressungen als Mehrfachverpressung wird eine zusätzliche Volumenreduzierung der Voragglomerate erreicht.
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Indem nacheinander zwei oder mehr Vorpressungen erfolgen, wobei das jeweilige Aufgabegut gegen das jeweils davor liegende Voragglomerat gepresst wird, wird der Durchsatz beim Vorpressen erhöht.
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Die Vorpressung mittels Vorpressstempel erfolgt neben der Vorpressung in der Pressform auch und bereits im Vorpresskanal.
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Indem bei zwei oder mehr Vorpressungen bei der Vorpressung die Voragglomerate eine Position weiter geschoben werden, wobei jeweils ein Voragglomerat in die Pressform geschoben wird, erfolgt das Vorpressen des jeweils voranstehenden Voragglomerats jeweils auch in der Pressform. Somit wird die zuverlässige Vorpressung zusätzlich begünstigt.
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Bei zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Hauptpressungen oder Auswürfen werden die Presslinge aus der Pressform oder aus der Pressform in einen Formkanal mit einem Bereich einer Verengung geschoben, wobei die jeweiligen Presslinge in den Formkanal eine Position weiter geschoben werden, wodurch ein eng anliegender Stapel bzw. eine eng anliegende Reihe von Presslingen erreicht wird, welcher den Folgeprozess beispielsweise durch Aufrechterhalten eines Prozessdruckes durch Dichtheit begünstigt.
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Vorteilhaft wird das Voragglomerat in eine lagestabile Form vorgepresst, so dass es nicht aus der Pressform fällt oder lose vorliegt und nicht aus der Pressform rieselt. Durch die Vorpressung bzw. die lagestabile Form werden an den zur Pressrichtung axialen Enden des Voragglomerats glatte bzw. abgrenzbare Oberflächen als Grenzfläche oder als Kontaktfläche von jeweils zwei Voragglomeraten erreicht, welche eine saubere Trennung oder Scherung erlauben, ohne dass die Form des Voragglomerats beeinträchtigt wird. Somit lassen sich auch die einzelnen im Vorpresskanal vorgepressten Voragglomerate vorteilhaft in die Pressform verschieben und dort weiterverarbeiten.
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Insbesondere bei Aufgabegütern mit einer erhöhten Elastizität oder noch vorhandenen Restelastizität kommt es vor, dass nach dem Vorpressen eine Ausdehnung des Voragglomerats erfolgt, was dazu führt, dass das Voragglomerat zumindest einseitig aus der Pressform ragt und die Bewegung der Pressform zum Hauptpresstempel behindert oder unmöglich wird oder dass das Voragglomerat beschädigt wird und ausfällt. Entsprechend ist eine Positionierung vorgesehen, mit welcher das Voragglomerat in der Pressform in seiner Position korrigiert wird. Weiterhin wird mit der Positionierung erreicht, dass bei Voragglomeraten, welche beispielsweise als Stapel im Vorpresskanal vorgepresst wurden, das jeweils in die Pressform gepresste Voragglomerat soweit wieder in Richtung des Vorpresskanals oder des Vorpresstempels gedrückt werden kann, dass die Kontaktfläche zwischen dem Voragglomerat in der Pressform und dem Voragglomerat im Vorpresskanal der Ebene bzw. der Ebene oder der Fläche des Überganges zwischen dem Vorpresskanal und der Pressform entspricht, so dass bei Bewegung der Pressform zum Hauptpressstempel keine nachteilige Abscherung des Voragglomerats erfolgt.
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Indem vor der Vorpressung eine Vorverdichtung erfolgt, wird zusätzlich eine Vorverdichtung und insbesondere eine Volumenreduzierung des Aufgabeguts erreicht, welche den Vorpressvorgang begünstigt und die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit der Vorpressung erhöht. Die Vorverdichtung kann beispielsweise, nicht abschließend mittels Vorverdichtungsstempel oder Stopfschnecke als Vorverdichtungsschnecke erfolgen.
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Mit einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt eine Regelung der Zufuhr des Aufgabeguts für die Vorpressung dynamisch, wobei die Menge des zugeführten Aufgabeguts mittels des zumindest einen Vorpressstempel oder mittels der Vorverdichtung beeinflusst wird. Hierdurch lassen sich jeweils gleichmäßige Voragglomerate bzw. Voragglomerate in definierter Größe erreichen, da die jeweils erforderliche Menge an Aufgabegut angepasst wird.
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Vorteilhaft wird für gleichmäßige Voragglomerate bzw. Voragglomerate in definierter Größe anhand des Vorpressweges die Menge des Aufgabeguts eingestellt.
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Vorteilhaft wirken der zumindest eine Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke und/oder der zumindest eine Hauptpressstempel und/oder der zumindest eine Auswurfstempel zeitgleich auf jeweils zugeordnete Pressformen, wodurch zeitgleich eine Vorpressung in einer Pressform, eine Hauptpressung in einer anderen Pressform und gegebenenfalls ein Auswurf in einer dritten Pressform erfolgen kann, wodurch ein effizientes Verfahren und ein hoher Durchsatz erreicht werden.
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Indem die Hauptpressung wechselseitig zwischen zumindest zwei Pressformen zueinander beabstandeter Formwerkzeugaufnahmen erfolgt, wird erreicht, dass beim Zurückfahren des Hauptpressstempels mittels Hauptpresszylinder nach dem Pressen eines Presslings, gleichzeitig auf der anderen Seite des Hauptpresszylinders an einem daran angeordneten zweiten Hauptpressstempel ein neuer Pressling hergestellt werden kann. Dies verhindert, dass das Zurückfahren des Hauptpresszylinders nach der Pressaufgabe ein Leerhub ist, bei welchem keine Arbeit verrichtet wird.
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Die Formwerkzeugaufnahme ist vorteilhaft beispielsweise eine um eine Rotationsachse drehbare runde oder vieleckige Formwerkzeugscheibe oder ein Formwerkzeugkranz, wobei zumindest eine Pressform in zumindest einer um eine Rotationsachse drehbaren runden oder vieleckigen Formwerkzeugscheibe oder einem Formwerkzeugkranz angeordnet ist, wodurch eine gleichmäßige Bewegung der Pressform zu den jeweiligen Pressstempeln vereinfacht wird, da der gesamte Prozess zumindest aus Vorpressen, Hauptpressen und Auswerfen kontinuierlich und sich wiederholend abläuft und damit ein Hin- und Herbewegen mit der jeweils leeren Pressform vermieden wird. Indem statt einer Scheibe ein Kranz zum Einsatz kommt, kommt es zur Vereinfachung der Ausführung des Formwerkzeugs und zu geringeren zu bewegenden Massen.
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Vorteilhaft sind bei zwei und mehr Pressformen die Pressformen in der Formwerkzeugaufnahme als drehbare runde oder vieleckige Formwerkzeugscheibe oder dem Formwerkzeugkranz in Umfangsrichtung verteilt oder jeweils um 120 Grad oder um 60 Grad oder um 30 Grad auf der Formwerkzeugscheibe oder auf dem Formwerkzeugkranz versetzt angeordnet, wodurch die jeweiligen Pressformen gleichmäßig und sich nicht gegenseitig behindernd bedient werden können. Weiterhin kommen auch Anordnungen der Pressformen jeweils um 180 Grad oder um 90 Grad oder um 45 Grad in Frage.
Neben Scheibe und Kranz ist die zumindest eine Pressform vorteilhaft beispielsweise in zumindest einem sich von der Rotationsachse erstreckenden um die Rotationsachse drehbaren radial angeordneten Formwerkzeugarm als Formwerkzeugaufnahme angeordnet. Bei zwei oder mehr sich von der Rotationsachse erstreckenden um die Rotationsachse drehbaren radial angeordneten Formwerkzeugarmen als Formwerkzeugaufnahme sind die Formwerkzeugarme um die Rotationsachse verteilt oder jeweils um 120 Grad oder um 60 Grad oder um 30 Grad versetzt angeordnet. Damit wird eine einfache und materialsparende Umsetzung erreicht, mit welcher ebenfalls die jeweiligen Pressformen gleichmäßig und sich nicht gegenseitig behindernd bedient werden können. Zudem kommen jeweils um 180 Grad oder um 90 Grad oder um 45 Grad versetzte bzw. in Umfangsrichtung verteilte Formwerkzeugarme in Frage.
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Die Verteilung der Pressformen in der jeweiligen Formwerkzeugaufnahme in Umfangsrichtung bzw. die Verteilung der Formwerkzeugarme kann geordnet gleichmäßig oder ungeordnet oder unregelmäßig sein. Dies geben der jeweilige Prozess und/oder der konstruktive Aufbau vor.
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Kommt beispielsweise kein separater Auswurfstempel zum Einsatz lassen sich die Pressformen bzw. die Formwerkzeugarme jeweils um 180 Grad oder um 90 Grad oder um 45 Grad versetzt anordnen, da beispielsweise auf das Vorpressen das Hauptpressen mit einhergehendem Auswurf folgt.
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Jeweils andere nicht genannte Winkelangaben oder Abstufungen sind eingeschlossen und ergeben sich nach den jeweiligen konstruktiven Umsetzungen und Anforderungen.
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Weitere bzw. andere Formen und Querschnitte der Formwerkzeugaufnahme sind möglich, sofern die jeweilige Ausführung der Formwerkzeugaufnahme das jeweilige Vorpressen, Hauptpressen und Auswerfen ermöglicht. So kommen neben beispielsweise Ellipsoiden auch unregelmäßige Formen mit oder ohne Ecke in Frage. Wenngleich sich die Formwerkzeugaufnahme auf die Formwerkzeugscheibe, den Formwerkzeugkranz oder den zumindest einen Formwerkzeugarm bezieht, sind andere ebenfalls geeignete Formen und Querschnitte der Formwerkzeugaufnahme mit eingeschlossen.
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Die zumindest eine Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm lässt sich senkrecht, wobei demnach die Rotationsachse waagerecht ausgerichtet ist, oder waagerecht, wobei demnach die Rotationsachse senkrecht ausgerichtet ist, anordnen. Dementsprechend sind bei einer senkrechten Anordnung der zumindest einen Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm die jeweiligen Stempel waagerecht und bei einer waagerechten Anordnung der zumindest einen Formwerkzeugaufnahme als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm die jeweiligen Stempel senkrecht angeordnet.
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Eine Weiterbildung der Anordnung sieht vor, dass die zumindest eine Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm um die Rotationsachse sequenziell rotierend ist, so dass für den jeweiligen Pressschritt oder das Auswerfen die jeweilige Pressform in der zumindest einen Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm gegenüber und relativ zu dem jeweiligen Stempel stillsteht. Vorteilhaft kommen beispielsweise verschleißarme Servomotoren zum Einsatz, welche auf der Rotationsachse und damit auf der Rotationswelle wirken und die Bewegung beeinflussen. Andere ebenfalls geeignete Antriebe sind dennoch nicht ausgeschlossen.
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Je nach Ausführung und Notwendigkeit ist einerseits die jeweilige auf der dem jeweiligen Vorpressstempel gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Pressform angeordneteGegenpressplatte ortsfest angeordnet.
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Anderseits ist vorteilhaft die jeweilige Gegenpressplatte schwenkbar oder verschiebbar angeordnet, wenn diese auf der dem zumindest einen Vorpressstempel zugewandten Seite der jeweiligen Pressform angeordnet ist, damit diese nach dem Vorpressen im Formkanal oder im Füllkanal die jeweilige Pressform freigibt und das Einschieben des Voragglomerats in die Pressform erfolgen kann. Damit ist es möglich unabhängig von der Lage der Pressformen eine Reihe von Voragglomerate vorzupressen und vorzuhalten. Diese lassen sich dann unkompliziert und schnell in die jeweilige Pressform einschieben auf die Pressformen verteilen. Es lässt sich dadurch das Vorpressen und auch der gesamte Pressprozess optimieren.
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Für eine weitere Flexibilität sind beiderseits der Pressform, also auf der dem jeweiligen Vorpressstempel gegenüberliegenden und zugewandten Seite der jeweiligen Pressform Gegenpressplatten vorhanden, wobei die auf der dem zumindest einen Vorpressstempel zugewandten Seite der jeweiligen Pressform vorhandene Gegenpressplatte schwenkbar oder verschiebbar ist. Somit lassen sich je nach Notwenigkeit einerseits sowohl unabhängig von der Pressform Voragglomerate vorpressen als auch andererseits die Pressform zum Vorpressen einsetzen.
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Weiterhin ist die jeweilige Gegenpressplatte für das Hauptpressen schwenkbar oder verschiebbar angeordnet, wenn diese insbesondere in Kombination mit einem Formkanal auf der dem zumindest einen Hauptpressstempel gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Pressform angeordnet sind, damit diese nach dem Hauptpressen in der jeweiligen Pressform den Weg in den Formkanal freigibt und das Einschieben oder Weiterschieben des Presslings in den Formkanal erfolgen kann.
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Ist kein Formkanal auf der dem zumindest einen Hauptpressstempel gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Pressform vorhanden, kann die jeweilige Gegenpressplatte auf der dem jeweiligen Hauptpressstempel gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Pressform ortsfest sein. Sie kann jedoch auch schwenkbar oder verschiebbar angeordnet sein.
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Die schwenkbar oder verschiebbar angeordnete Gegenpressplatte ist, um aus der Position des jeweiligen Pressens in eine Freigabe- oder Öffnungsposition geschwenkt oder verschoben zu werden, entsprechend angetrieben. Der jeweilige Antrieb richtet sich nach den jeweiligen individuellen Besonderheiten der Anordnung.
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Vorzugsweise ist eine Arretierung der schwenkbaren oder verschiebbaren Gegenpressplatte für eine zuverlässigere Kräfteaufnahme und zuverlässigeren Kräfteausgleich in Verbindung zu dem Vorpressstempels bzw. dem Hauptpresstempels vorgesehen.
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Indem der zumindest eine Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke, der zumindest eine Hauptpressstempel und der zumindest eine Auswurfstempel zur zumindest einen Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe oder als Formwerkzeugkranz in Umfangsrichtung der zumindest einen Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe oder als Formwerkzeugkranz oder als Anordnung der Formwerkzeugarme verteilt oder jeweils um 120 Grad oder sich wiederholend jeweils um 60 Grad oder 30 Grad versetzt angeordnet sind, wird erreicht, dass für den jeweiligen Pressschritt oder das Auswerfen der oder die jeweiligen Pressstempel und Auswerfstempel für die jeweiligen Pressformen gleichmäßig und sich nicht gegenseitig behindernd angeordnet sind. Die Pressstempel lassen sich beispielsweise auch jeweils um 180 Grad oder um 90 Grad oder um 45 Grad versetzt anordnen.
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Die Verteilung der jeweiligen Pressstempel in Umfangsrichtung der jeweiligen Formwerkzeugaufnahme kann zudem geordnet gleichmäßig oder ungeordnet oder unregelmäßig oder versetzt sein. Dies geben der jeweilige Prozess und/oder der konstruktive Aufbau vor. Kommt beispielsweise kein separater Auswurfstempel zum Einsatz lassen sich die Pressstempel beispielswiese auch jeweils um 180 Grad oder um 90 Grad oder um 45 Grad versetzt anordnen.
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Jeweils andere Winkelangaben zwischen 1 und 90 Grad sowie Vielfache von diesen Winkelangaben sind eingeschlossen und ergeben sich auch nach den jeweiligen konstruktiven Umsetzungen und Anforderungen.
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Indem bei zwei und mehr Pressformen jeweils der zumindest eine Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke, der zumindest eine Hauptpressstempel und der zumindest eine Auswurfstempel einer der Pressformen zugeordnet ist, lassen sich zeitgleich an einer jeweiligen Pressform die Vorpressung, an einer anderen jeweiligen Pressform die Hauptpressung und an einer anderen jeweiligen Pressform das Auswerfen durchführen, wodurch die Effizient der Anordnung gesteigert wird.
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In einer Weiterbildung der Anordnung sind für die jeweilige Pressform eine Zuführung von Aufgabegut oder für zwei oder mehr Pressformen eine gemeinsame Zuführung von Aufgabegut vorhanden, wobei bei einer gemeinsamen Zuführung von Aufgabegut die jeweiligen Pressformen im Bereich der Zuführung von Aufgabegut und/oder der Vorpressung in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordnet sind. Indem Pressformen, bei welchen gleichzeitig Aufgabegut zugeführt wird, in einer horizontalen Ebene liegen, wird die gleichmäßige Zuführung von Aufgabegut begünstigt, da durch unterschiedliche Relativhöhen der Pressformen oder durch eine Schieflage einer langestreckten Pressform es zu einer ungleichmäßigen Befüllung bzw. Zuführung kommen würde und damit die Voragglomerate bzw. die Presslinge ungleichmäßig ausfallen würden.
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Bei einer waagerechten Anordnung der zumindest einen Formwerkzeugaufnahme als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm liegen die jeweiligen Pressformen in einer horizontalen Ebene, die sich durch die jeweilige zumindest eine Formwerkzeugaufnahme als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm ergibt. Dabei ist die Lage innerhalb der gebildeten Ebene für die jeweilige Zuordnung der jeweiligen Press- oder Auswurfstempel relevant.
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Bei einer senkrechten Anordnung der zumindest einen Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm liegen die jeweiligen Pressformen im Bereich der Zuführung von Aufgabegut und/oder der Vorpressung in einer horizontalen Ebene nebeneinander innerhalb der jeweiligen zumindest einen Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe, als Formwerkzeugkranz oder als zumindest ein Formwerkzeugarm.
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Die Anordnung erfährt eine Weiterbildung indem zwei Formwerkzeugaufnahmen beispielsweise als Formwerkzeugscheibe oder als Formwerkzeugkranz vorhanden sind. Ebenso können auch zwei Formwerkzeugaufnahmen beispielsweise als Anordnungen von zumindest einem Formwerkzeugarm vorhanden sein. Nicht ausgeschlossen ist, dass die Formwerkzeugaufnahmen beispielsweise als Formwerkzeugkranz, als Formwerkzeugscheibe oder als Anordnung von Formwerkzeugarmen jeweils miteinander für die zweifache Anordnung kombiniert werden, so dass eine Kombination aus Formwerkzeugkranz und Formwerkzeugscheibe oder der Anordnung von Formwerkzeugarmen oder eine Kombination aus Formwerkzeugscheibe und Anordnung von Formwerkzeugarmen umgesetzt werden. Da die Formwerkzeugaufnahmen beispielsweise als Formwerkzeugkranz, als Formwerkzeugscheibe oder als Anordnung von Formwerkzeugarmen ausgebildet sind, haben diese jeweils eine übereinstimmende oder jeweils unterschiedliche Rotationsachsen. Ebenso können die jeweilige Form und Größe der Formwerkzeugaufnahmen beispielsweise als Formwerkzeugkranz, als Formwerkzeugscheibe oder als Anordnung von Formwerkzeugarmen gleich oder verschieden sein.
Die jeweiligen Formwerkzeugaufnahmen beispielsweise als Formwerkzeugscheiben oder als Formwerkzeugkränze oder als Anordnungen der Formwerkzeugarme sind zueinander beabstandet. Zumindest der eine jeweilige der zumindest einen Pressform in der jeweiligen Formwerkzeugaufnahme beispielsweise als Formwerkzeugscheibe oder als Formwerkzeugkranz oder als Anordnungen der Formwerkzeugarme zugeordnete Hauptpressstempel ist von einem gemeinsamen zwischen den Formwerkzeugaufnahmen beispielsweise als Formwerkzeugscheiben oder als Formwerkzeugkränzen oder als zwei Anordnungen der Formwerkzeugarme angeordneten Hauptpresszylinder oder einem Antrieb wechselseitig antreibbar. Hierdurch wird ein Betrieb des Hauptpresszylinders als Gleichgangzylinder ermöglicht. Würde der Zylinder als Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange betrieben werden, würde während des Zurückfahrens das gleiche Ölvolumen in den Zylinder gefördert werden müssen, welches er zum Ausfahren benötigt hat. Dieser Leerhub, bei welchem keine Arbeit verrichtet wird, bedeutet einen zusätzlichen energetischen Aufwand und hat somit einen negativen Einfluss auf die Anlageneffizienz. Neben dem Hauptpresszylinder kommen auch andere geeignete Antriebe in Betracht, welche eine individuell gesteuerte Linearbewegung des Hauptpressstempels mit der erforderlichen Kraft bewirken.
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Der gesamte Aufbau aus zumindest einem Vorpressstempel oder zumindest einer Stopfschnecke, sowie dem zumindest einen Auswurfstempel ist auf der anderen gegenüberliegenden Seite des Hauptpresszylinder nochmals vorhanden.
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Wird die Anlage als einzelne Anlage auf kleine Durchsätze ausgelegt, kann der Betrieb mittels Hauptpresszylinder mit einseitiger Kolbenstange realisiert werden.
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Indem jeweils in die Pressform ein Vorpresskanal mündet, wobei der zumindest eine Vorpressstempel oder die zumindest eine Stopfschnecke in zumindest einem Vorpresskanal angeordnet ist oder in diesen mündet, wird erreicht, dass eine Reihe von Agglomeraten vorgehalten werden kann, welche nacheinander in die Pressform geschoben werden und das in die Pressform geschobene und zumindest ein weiteres Agglomerat vorgepresst wird. Damit werden die Voragglomerate doppelt vorgepresst, wobei der angewandte Druck nicht erhöht wird.
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Indem der Vorpresskanal in Arbeitsrichtung, also in Richtung der Pressform, eine Verjüngung aufweist, wird das Vorpressen des Agglomerats begünstigt. Die Verjüngung bietet den Vorteil, dass die Voragglomerate innerhalb des Vorpresskanals weiter verdichtet werden, was insbesondere bei Aufgabegütern von geringer Schüttdichte vorteilhaft ist.
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Indem mit der zumindest einen Pressform ein Positionierungsstempel in Verbindung steht, wird erreicht, dass einerseits Voragglomerate in eine günstige Mittenposition innerhalb der Pressform geschoben werden können und dass anderseits die Voragglomerate bei beispielsweise unvollständiger oder gestaffelter Füllung der Pressform und/oder bei Einsatz des Vorpresskanals in eine Stellung zurückgeschoben werden können, welche der Kontaktfläche zwischen zwei Voragglomeraten oder der Grenzfläche eines Voragglomerats und der Ebene der Oberfläche der Formwerkzeugaufnahme um die Pressform oder der Ebene zwischen dem Vorpresskanal und der Pressform entspricht und damit keine nachteilige Abscherung des Voragglomerats erfolgt. Der Positionierungsstempel ist beispielsweise in der Gegenpressplatte vorhanden oder ein Teil von ihr.
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Hierbei ist die Arbeitsrichtung des Positionierungsstempels entgegen der des Vorpressstempels.
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Vorzugsweise ist der Positionierungsstempel mit dem Vorpressstempel fluchtend angeordnet.
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Vorteilhaft ist in dem Vorpresskanal oder in der Zuführung zumindest ein Vorverdichter angeordnet. Somit ist es insbesondere möglich bei großvolumigen Aufgabegütern soweit eine Volumenreduzierung zu ermöglichen, dass die Zufuhr des Aufgabeguts und anschließend der Vorpressvorgang begünstigt werden. Ein mehrfaches Zuführen von Aufgabegut und dessen Vorpressen bis zur gewünschten Größe eines Voragglomerats für einen Pressling wäre nachteilig, da sich an den jeweils gebildeten zusammengesetzten Voragglomeraten Kontaktflächen oder Grenzflächen bilden, die Schwachstellen am Pressling ergeben können. Als Vorverdichter kommen beispielsweise und nicht abschließend Vorverdichtungsstempel oder Stopfschnecke als Vorverdichtungsschnecke zum Einsatz.
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Indem der Vorverdichter in einem Winkel von kleiner gleich 90 Grad zur Arbeitsrichtung des Vorpressstempels, also in Richtung des Antriebes des Vorpressstempels geneigt angeordnet ist, wird die Zuführung des vorverdichteten Aufgabeguts begünstigt, da die Vorverdichtung damit auch in Arbeitsrichtung des Vorpressens geneigt oder gerichtet ist und nicht ihr entgegen. Ebenso ist eine Vorverdichtung quer zur Arbeitsrichtung des Vorpressens vorgesehen.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung für einen Pressprozess mit einer Zuführung für Aufgabegut, einem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder, einem Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder und einem Auswurfstempel mit Auswurfzylinder an einer antreibbaren, drehbaren Formwerkzeugscheibe mit darin angeordneten Pressformen und mit einer schematischen Darstellung einer kräfteaufnehmenden Verbindung zwischen den Gegenpressplatten und den Zylindern des Vorpressstempels und des Hauptpresstempels, wobei der Vorpressstempel mit Vorpresszylinder, der Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder und der Auswurfstempel mit Auswurfzylinder parallel und mit gleicher Arbeitsrichtung angeordnet sind,
- 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung für einen Pressprozess mit jeweils einer Zuführung für Aufgabegut, jeweils einem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder, jeweils einem Hauptpressstempel an einem Hauptpresszylinder als Gleichgangzylinder und jeweils einem Auswurfstempel mit Auswurfzylinder an zwei antreibbaren, drehbaren Formwerkzeugscheiben mit darin angeordneten Pressformen, wobei die Formwerkzeugscheiben eine übereinstimmende Rotationsachse aufweisen,
- 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung für einen Pressprozess mit einer Zuführung für Aufgabegut, einem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder, einem Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder und einem Auswurfstempel mit Auswurfzylinder an einer antreibbaren, drehbaren Formwerkzeugscheibe mit darin angeordneten Pressformen, wobei der Vorpressstempel mit Vorpresszylinder und der Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder parallel und mit gleicher Arbeitsrichtung angeordnet sind und der Auswurfstempel mit Auswurfzylinder zu dem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder und dem Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder parallel und jedoch mit entgegengesetzter also gegenläufiger Arbeitsrichtung angeordnet ist sowie mit schwenkbarer Gegenpressplatte zwischen Vorpressstempel bzw. Füllkanal und Pressform,
- 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung für einen Pressprozess mit jeweils einer Zuführung für Aufgabegut, jeweils einem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder, jeweils einem Hauptpressstempel an einem Hauptpresszylinder als Gleichgangzylinder und jeweils einem Auswurfstempel mit Auswurfzylinder an zwei antreibbaren, drehbaren Formwerkzeugscheiben mit darin angeordneten Pressformen, wobei die Formwerkzeugscheiben eine übereinstimmende Rotationsachse aufweisen und wobei der Vorpressstempel mit Vorpresszylinder und der Auswurfstempel mit Auswurfzylinder parallel und mit gleicher Arbeitsrichtung angeordnet sind und der Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder jeweils zu dem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder und dem Auswurfstempel mit Auswurfzylinder parallel und jedoch mit entgegengesetzter also gegenläufiger Arbeitsrichtung angeordnet ist,
- 5 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit Zuführung des Aufgabegutes in einen Füllkanal,
- 6 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit vorgepresstem Aufgabegut als Voragglomerat in der Pressform,
- 7 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit Zuführung und vertikaler Vorverdichtung des Aufgabegutes mittels eines Vorverdichtungsstempels, wobei vor der Pressform ein Vorpresskanal vorhanden ist, in welchem vorverdichtetes Aufgabegut und bereits vorgepresstes Aufgabegut vorhanden ist und eine leere Pressform zur Aufnahme eines vorgepresstes Aufgabegut als Voragglomerat vorhanden ist,
- 8 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit Zuführung und vertikaler Vorverdichtung des Aufgabegutes, wobei vor der Pressform ein Vorpresskanal vorhanden ist, in welchem vorverdichtetes Aufgabegut vorgepresst ist und bereits vorgepresstes Aufgabegut vorhanden ist und eine Pressform vorhanden ist, in welche ein Voragglomerat hineingepresst ist und loses und unverdichtetes Aufgabegut über dem in Pressstellung befindlichen Vorpressstempel bereits zugeführt ist, wobei der Positionierungsstempel das Voragglomerat in den Grenzbereich bzw. Übergangsbereich zwischen Vorpresskanal und Pressform positioniert hat,
- 9 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit Zuführung und vertikaler Vorverdichtung des Aufgabegutes mittels einer Stopfschnecke als Vorverdichtungsschnecke, wobei vor der Pressform ein Vorpresskanal vorhanden ist, in welchem vorverdichtetes Aufgabegut und bereits vorgepresstes Aufgabegut vorhanden ist und eine leere Pressform zur Aufnahme eines vorgepressten Aufgabegutes als Voragglomerat vorhanden ist,
- 10 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit Zuführung und vertikaler Vorverdichtung des Aufgabegutes, wobei vor der Pressform ein Vorpresskanal vorhanden ist, in welchem vorverdichtetes Aufgabegut vorgepresst ist und bereits vorgepresstes Aufgabegut vorhanden ist und eine Pressform vorhanden ist, in welche ein Voragglomerat hineingepresst ist und loses und durch die Stopfschnecke als Vorverdichtungsschnecke verdichtetes Aufgabegut über dem in Pressstellung befindlichen Vorpressstempel bereits zugeführt ist,
- 11 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit Zuführung des Aufgabegutes, wobei vor der Pressform ein Vorpresskanal mit einem sich im Verlauf verjüngendem Querschnitt vorhanden ist, in welchem bereist verdichtetes Aufgabegut, bereits vorgepresstes Aufgabegut und eine leere Pressform zur Aufnahme eines vorgepressten Aufgabeguts als Voragglomerat vorhanden ist,
- 12 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einem Vorpressstempel und mit Zuführung des Aufgabegutes, wobei vor der Pressform ein Vorpresskanal mit einem sich im Verlauf verjüngenden Querschnitt vorhanden ist, in welchem bereits vorgepresstes Aufgabegut und eine Pressform vorhanden ist, in welche ein Voragglomerat hineingepresst ist und ein im Vorpresskanal in Pressstellung befindlicher Vorpressstempel vorhanden ist,
- 13 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einer Stopfschnecke als Vorpressschnecke mit sich verjüngendem Querschnitt und mit Zuführung des Aufgabeguts in und durch die Stopfschnecke als Vorpressschnecke, wobei bereits vorgepresstes Aufgabegut vor der Pressform und eine leere Pressform zur Aufnahme eines vorgepressten Aufgabegutes als Voragglomerat vorhanden ist,
- 14 eine schematische Darstellung in Schnittdarstellung einer Vorpressung mit einer Stopfschnecke als Vorpressschnecke mit sich verjüngendem Querschnitt und mit Zuführung des Aufgabeguts in und durch die Stopfschnecke als Vorpressschnecke, wobei teilweise vor und in die Pressform ein Voragglomerat vor- und hineingepresst ist,
- 15 eine schematische Darstellung einer Anordnung für einen Pressprozess mit einer Zuführung für Aufgabegut, einem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder, einem Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder und einem Auswurfstempel mit Auswurfzylinder an einer antreibbaren, drehbaren Formwerkzeugscheibe mit darin angeordneten Pressformen, wobei auf der dem zumindest einen Auswurfstempel gegenüberliegenden Seite der Pressform ein Formkanal mit einem Bereich einer Verengung vorhanden und ein vergrößerter Zylinder als Antrieb für den Auswurfstempel vorgesehen ist,
- 16 eine schematische räumliche Darstellung einer Anordnung für einen Pressprozess mit einem Vorpressstempel mit Vorpresszylinder mit einer auf der dem zumindest einen Vorpresszylinder gegenüberliegenden Seite der Pressform vorhandenen Gegenpressplatte und einem Hauptpressstempel mit Hauptpresszylinder mit einem auf der dem zumindest einen Hauptpressstempel gegenüberliegenden Seite der Pressform vorhandenen Formkanal mit einem Bereich einer Verengung, wobei zwischen Formkanal und Pressform eine verschiebbare Gegenpressplatte vorhanden ist und darüber ein Gegendruck für die Hauptpressung aufgebaut wird und zudem aufgrund der Verengung im Formkanal ein weiterer Gegendruck für die Hauptpressung ohne Gegenpressplatte aufgebaut wird und der Auswurf in den Formkanal erfolgt,
- 17 eine Formwerkzeugaufnahme als Formwerkzeugscheibe mit Pressformen,
- 18 eine Formwerkzeugaufnahme als Formwerkzeugarme mit Pressformen und
- 19 eine Formwerkzeugaufnahme als Formwerkzeugkranz mit Pressformen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in einem zumindest zweistufigen Pressprozess in einem Formwerkzeug folgenden Ablauf vor, wobei Aufgabegut 11 zugeführt wird und nach dem Zuführen des Aufgabeguts 11 eine Vorpressung zu einem Voragglomerat 12 in zumindest einer Pressform 3 erfolgt. Damit erfolgt auch eine Volumenreduzierung des Aufgabeguts 11. Die Vorpressung erfolgt je nach Aufgabegut 11 und Prozessgestaltung mit zumindest einem Vorpressstempel 1 oder mit zumindest einer Stopfschnecke 17. Anschließend erfolgt eine Hauptpressung des Voragglomerats 12 zu einem Pressling in der zumindest einen Pressform 3 mit zumindest einem Hauptpressstempel 21. Nach der Hauptpressung erfolgt ein Auswurf des Presslings aus der zumindest einen Pressform 3. Die Vorpressung, die Hauptpressung und der Auswurf erfolgen in einer jeweils zueinander parallelen Arbeitsrichtung.
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In einem konkreten Ausführungsbeispiel erfolgen die Vorpressung und die Hauptpressung gleichzeitig und in der gleichen Richtung. Neben der gleichzeitig und in der gleichen Richtung erfolgenden Vorpressung und die Hauptpressung, sind auch unabhängig voreinander gegenläufige oder gleichgerichtete Pressrichtungen und/oder unabhängig voreinander gleichzeitige oder sequenziell nacheinander folgende Pressvorgänge vorgesehen.
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Gleiche Pressrichtungen sind in den 1 bis 3, 15 und 16 dargestellt. In 4 sind gegenläufige Pressrichtungen für das Vorpressen und das Hauptpressen dargestellt.
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Der Auswurf bzw. die Auswurfrichtung des Presslings richtet sich beispielsweise nach dem jeweiligen Folgeprozess oder der Peripherie zur Weiterverarbeitung des Presslings. Der Auswurf erfolgt dabei je nach Erfordernis gleichzeitig oder abweichend sequentiell zu zumindest einem der Pressprozesse der Vorpressung oder der Hauptpressung. Zudem erfolgt der Auswurf je nach Erfordernis in der gleichen Richtung oder gegenläufiger Richtung zu zumindest einem der Pressprozesse der Vorpressung oder der Hauptpressung.
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In den 1 und 2 und 15 erfolgt der Auswurf in der gleichen Richtung der Vorpressung und der Hauptpressung. In 3 erfolgt der Auswurf in gegenläufiger Richtung zur Vorpressung und zur Hauptpressung. In 4 erfolgt der Auswurf in gegenläufiger Richtung zur Hauptpressung und in gleicher Richtung zur Vorpressung.
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Alternativ zu den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Anordnung ist es ebenfalls vorgesehen, dass der Hauptpresstempel 21 und der Auswurfstempel 23 in jeweils der gleichen Arbeitsrichtung wirken, während der Vorpressstempel 1 in entgegengesetzter also dazu gegenläufiger Arbeitsrichtung wirkt.
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Das Aufgabegut 11 wird für die Vorpressung in die Pressform 3 befördert und in dieser mittels des Vorpressstempels 1 oder der Stopfschnecke 17 gegen eine dahinter liegende, feste Gegenpressplatte 4 gepresst. Auf diese Weise wird ein Voragglomerat 12 erzeugt. Die Pressform 3 ist durchgängig. Einerseits wird dadurch das Vorpressen und auch das Hauptpressen gegen die Gegenpressplatte 4 und anderseits dass Auswerfen des Presslings aus der Pressform 3 begünstigt. Damit sind auch die jeweiligen Pressrichtungen je nach Prozesserfordernis entsprechend wählbar. Auf der dem jeweiligen Vorpressstempel 1 oder der Stopfschnecke 17 und Hauptpressstempel 21 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ist jeweils die Gegenpressplatte 4 vorhanden. Dies ist in den 1 bis 16 dargestellt.
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Statt der Gegenpressplatte 4 gegenüber des Hauptpressstempels 21 ist auch ein Formkanal 30 mit einer Verengung 31, beispielsweise mit einem im konkreten Ausführungsbeispiel abgestuft reduzierten Verlauf, welcher den notwendigen Gegendruck zur Bildung des Presslings bietet.
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Dies ist in der 16 dargestellt. Mittels des Hauptpressstempels 21 erfolgt in diesem Fall auch der Auswurf des Pressslings aus der Pressform 3 in den Formkanal 30 mit einem Bereich einer Verengung 31. In diesem Formkanal 30 bildet sich ein Strang von Presslingen, wobei bei jedem Auswurf die jeweiligen Presslinge in den Formkanal 30 eine Position weiter geschoben werden.
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Die jeweiligen Pressformen 3 werden je nach Ausführungsform nacheinander jeweils vom Vorpressen des zugeführten Aufgabeguts 11 zum Voragglomerat 12 mittels des jeweiligen Vorpressstempels 1 oder der jeweiligen Stopfschnecke 17 zum jeweiligen Hauptpressstempel 21 zum Pressen des Voragglomerat 12 zu einem Pressling bewegt.
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Alternativ werden die jeweiligen Pressformen 3 nacheinander jeweils vom Vorpressen mittels des zumindest einen Vorpressstempels 1 oder der zumindest einen Stopfschnecke 17 zum Hauptpressen mittels des zumindest einen Hauptpressstempels 21 und zum Auswerfen mittels des zumindest einen Auswurfstempel 23 bewegt.
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Die jeweiligen Pressformen 3 sind hierfür in zumindest einer Formwerkzeugaufnahme 2 angeordnet. Die Formwerkzeugaufnahme 2 ist vorzugsweise eine um eine Rotationsachse 28 drehbare runde oder vieleckige Formwerkzeugscheibe 2 oder ein Formwerkzeugkranz 2 oder zumindest ein sich von einer Rotationsachse 28 erstreckender um die Rotationsachse 28 drehbarer radial angeordneter Formwerkzeugarm 2, in welchen jeweils die durchgängige Pressform 3 oder die durchgängigen Pressformen 3 angeordnet sind.
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Je nach Ausführung und Bedarf sind in der jeweiligen Formwerkzeugaufnahme 2 ein oder mehrere Pressformen 3 verteilt angeordnet. So lassen sich die Pressformen 3 jeweils mehrfach für das Vorpressen und Hauptpressen und sofern separat vorhanden, für das Auswerfen vorsehen. Damit sind bei zwei und mehr Pressformen 3 entsprechend einer Gruppe von Pressformen 3 jeweils Vorpressstempel 1 oder Stopfschnecken 17, einer weiteren Gruppe von Pressformen 3 Hauptpressstempel 21 und wieder einer weiteren Gruppe von Pressformen 3 Auswurfstempel 23 zugeordnet, wodurch eine hohe Effizient des Verfahrens erreicht wird. Die Pressformen 3 können dafür so angeordnet sein, dass bei jeder sequentiellen Rotation der Formwerkzeugaufnahme 2 entweder die nächste Pressung erfolgt oder erst nach einer weiteren oder späteren sequentiellen Rotation der Formwerkzeugaufnahme 2.
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Durch die Drehbewegung der Formwerkzeugaufnahme 2 um die Rotationsachse 28 werden die Pressformen 3 nacheinander vom Vorpressen zum Hauptpressen mit gegebenenfalls folgendem Auswerfen oder vom Hauptpressen zum Auswerfen sowie vom Auswerfen wieder zum Vorpressen bewegt. Die Drehbewegung ist sequenziell, damit ist die Formwerkzeugaufnahme 2 sequentiell rotierend, da für jeden Pressvorgang die Formwerkzeugaufnahme 2 stillsteht.
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Entsprechend den der Vorpressung zugeordneten Pressformen 3 sind Vorpressstempel 1 vorhanden. Ebenso sind den der Hauptpressung zugeordneten Pressformen 3 entsprechend Hauptpressstempel 21 und sofern separat ausgeführt für das Auswerfen entsprechend der Pressformen 3 Auswurfstempel 23 vorhanden. Insofern können mehrere Pressformen vorhanden sein, die vorzugsweise so angeordnet sind, dass das Vorpressen, das Hauptpressen und der Auswurf, sofern es separat erfolgt, gleichzeitig und mehrfach erfolgen können.
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So wird in einem konkreten Ausführungsbeispiel die jeweilige Pressform 3 mit dem darin befindlichen Voragglomerat 12 mittels einer sequenziell rotierenden Formwerkzeugscheibe 2 vor den Hauptpressstempel 21 bewegt. Die Hauptpressung erfolgt nun in der gleichen Pressform 3 bei hohem Druck. Der Druck richtet sich nach dem Aufgabegut 11 und der Auslegung des Hauptpressstempels 21 und des jeweiligen Antriebes des Hauptpressstempels 21.
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Als Antriebe für die jeweiligen Vorpressstempel 1, Hauptpressstempel 21 und Auswurfstempel 23 kommen im konkreten Ausführungsbeispiel Hydraulikzylinder als Vorpresszylinder 9, Hauptpresszylinder 22 und Auswurfzylinder 24 zum Einsatz.
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Der Antrieb der Formwerkzeugaufnahme 2 ist in den konkreten Ausführungsbeispielen ein Schrittmotor oder ein Servomotor.
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Es ist möglich, dass jeweils einzeln oder als Gruppe zwei oder mehr Vorpressungen, Hauptpressungen und/oder Auswürfe parallel sowie zeitgleich erfolgen können.
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Die jeweiligen Vorpressstempel 1 oder die jeweilige Stopfschnecke 17, der zumindest eine Hauptpressstempel 21 sowie die gegebenenfalls jeweils vorhandenen Auswurfstempel 23 wirken entsprechend nacheinander oder jeweils zeitgleich auf die jeweils zugeordnete Pressform 3 oder zugeordneten Pressformen 3.
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In einem konkreten Ausführungsbeispiel wird nach einer weiteren Drehbewegung der Formwerkzeugscheibe 2 der Pressling mittels eines Auswurfstempels 23 mit einem kleinen Hydraulikzylinder als Auswurfzylinder 24 aus der Pressform 3 ausgeworfen oder ausgeformt. Der Auswurf kann lose fallend auf ein Fließband, in eine feste Aufnahme oder in einen Folgeprozess erfolgen.
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Der Auswurf mittels Auswurfstempel 23 erfolgt in einem alternativen Ausführungsbeispiel in einen Formkanal 30, welcher eine Verengung 31 mit einem konischen Verlauf und anschließender Weitung aufweist. Der entstehende Gegendruck kann dabei geringer sein als beim Hauptpressstempel 21, da der Pressling bereits vollständig gepresst ist und nur in den Formkanal 30 zu befördern ist. Je nach peripherem Prozess und Druckverhältnissen ist es gegebenenfalls jedoch erforderlich, dass die Presslinge den Formkanal 30 abdichten. Im Formkanal 30 bildet sich ebenfalls ein Strang von Presslingen aus, wobei beim jeweiligen Auswurf die jeweiligen Presslinge in den Formkanal 30 eine Position weiter geschoben werden.
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Nach dem Auswurf des Presslings beginnt der Pressvorgang wieder von neuem mit dem Zuführen des Aufgabeguts 11, dem Vorpressen des Aufgabeguts 11 zu einem Voragglomerat 12, dem Hauptpressen des Voragglomerats 12 zu einem Pressling und dem anschließenden Auswurf, wobei die Pressform 3 jeweils zum Vorpressen, Hauptpressen und gegebenenfalls zum separaten Auswerfen bewegt wird.
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Das Vorpressen kann, wie in den 5 bis 14 dargestellt, auf unterschiedliche Weise erfolgen.
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Ein Vorpressstempel 1 mit einem Hydraulikzylinder kleinen Durchmessers als Vorpresszylinder 9 nimmt, wie in den 5 und 6 dargestellt, das Aufgabegut 11 lose und unverdichtet im Vorpresskanal 7 unterhalb des Befüllschachtes 8 auf und befördert es direkt in die Pressform 3, welche in oder auf der sequenziell rotierenden Formwerkzeugscheibe 2 vorhanden oder montiert ist. Erst wenn das Aufgabegut 11 in die Pressform 3 befördert wurde, wird der nötige Vorpressdruck aufgebaut und so das Voragglomerat 12 erzeugt. Wie dargestellt, mündet der Vorpresskanal 7 in die Pressform 3.
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In den 7 bis 10 ist dargestellt, dass ein Vorpressstempel 1 mit einem Hydraulikzylinder kleinen Durchmessers als Vorpresszylinder 1 das Aufgabegut 11, welches bereits im Befüllschacht 8 beispielsweise mittels einer Stopfschnecke 17, wie in den 9 und 10 dargestellt, oder mittels eines vertikalen Verdichters 27 als Vorverdichtungsstempel 14, wie in den 7 und 8 dargestellt, vorverdichtet wurde, aufnimmt und das vorverdichtete Aufgabegut 11 in die Pressform 3 befördert, wodurch dann der entsprechende Vorpressdruck aufgebaut wird und das Voragglomerat 12 für den nachfolgenden Hauptpressvorgang gebildet wird. Die Vorverdichtung mit dem Vorverdichter 27 kann in einem Winkel von kleiner gleich 90 Grad zur Bewegungsrichtung des Vorpressstempels 1, also in Richtung des Antriebes des Vorpressstempels 1 geneigt bzw. von der Pressform 3 weggeneigt, wodurch das Vorverdichten in Richtung des nach folgenden Vorpressens erfolgt, oder wie dargestellt, von oben erfolgen. Der Antrieb für die Vorverdichtung lässt sich mittels Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, Linearmotor oder mittels einer schneckengetriebenen Vorverdichtungseinheit realisieren.
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In den 7 bis 10 ist weiterhin dargestellt, dass die Vorpressung mittels Vorpressstempel 1 bereits auch außerhalb der Pressform 3 im Vorpresskanal 7 erfolgt. Hierbei liegen mehrere Voragglomerate 12 im Vorpresskanal 7 an und bei jeder Vorpressung von zugeführten Aufgabegut 11wird der „Strang“ von Voragglomeraten 12 eine Position weiter geschoben. Dabei wird jeweils genau ein Voragglomerat 12 in die Pressform 3 befördert. Der für die Vorpressung nötige Druckaufbau wird am losen, zuletzt zugeführten Aufgabegut 11 schon im Vorpresskanal 7 aufgebaut, indem das Aufgabegut 11 gegen das davor liegende Voragglomerat 12 gepresst wird. Es erfolgen damit eine Reihe von Vorpressungen als Mehrfachvorpressungen. Indem das jeweilige Voragglomerat 12 in die Pressform 3 befördert wird, ist dessen Vorpressung abgeschlossen. Wie dargestellt, mündet der Vorpresskanal 7 in die Pressform 3.
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Die jeweiligen Antriebe der in den 5 bis 12 dargestellten Vorpressstempel 1 oder der Vorverdichtungsstempel 14 können Hydraulikzylinder als Vorpresszylinder 9 oder als Vorverdichtungszylinder 15 sein, wobei zur Vereinfachung nur die Kolbenstangen 9 der jeweiligen Vorpressstempel 1 bzw. des Vorpresszylinder 9 sowie die Kolbenstangen 15 der jeweiligen Vorverdichtungsstempel 14 bzw. des Vorverdichtungszylinder 15 dargestellt sind.
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Ebenso ist jeweils für den Positionierungsstempel 5 in den 5 bis 14 vereinfachend nur die Kolbenstange 6 des Positionierungsstempels 5 bzw. des Positionierungszylinder 6 beispielhaft dargestellt.
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Wie in den 13 und 14 dargestellt besitzt der Vorpresskanal eine Verjüngung, wodurch die Voragglomerate innerhalb des Vorpresskanals weiter verdichtet werden. Die Verjüngung des Vorpresskanals 7 lässt sich auch mit einer Vorverdichtung kombinieren.
Die Vorpressung mittels einer Stopfschnecken 17 ist in den 13 und 14 dargestellt. In diesem Fall wird auf den Betrieb eines Vorpressstempels 9 verzichtet und stattdessen mittels der Stopfschnecke 17 ein kontinuierlicher Strang verdichteten Aufgabegutes 11 in die Pressform 3 befördert. Dieser Strang wird bei der sequenziellen Drehung oder Rotation der Formwerkzeugaufnahme 2 abgeschert. Wie dargestellt, mündet der Vorpresskanal 7 in die Pressform 3.
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Das Zuführen des Aufgabeguts 11 für die Vorpressung erfolgt dynamisch, wobei die Menge des zugeführten Aufgabeguts 11 mittels des zumindest einen Vorpressstempels 1 oder mittels der Vorverdichtung 27 beeinflusst wird, so dass die Größe der Voragglomerate 12 vorzugsweise jeweils angeglichen wird. Hierfür wird der Fahrweg des Vorpressstempels 1 bzw. des Antriebs gemessen und anhand der Messung die Menge des Aufgabeguts 11 eingestellt. So wird beispielsweise der Vorpressstempel 1 anhand der Messung des Fahrweges nur so weit zurückgefahren, dass die gewünschte Menge des Aufgabeguts 11 vor den Vorpressstempel 1 oder in den Vorpresskanal 7 vor den Vorpressstempel 1 gelangen kann. Je nach Aufgabegut 11 fällt dieses bereits in Richtung Pressform 3, so dass der Vorpressstempel 1 je nach Aufgabegut 11 nicht vollständig die Eintragsöffnung 10 oder Zuführung 10 des Aufgabeguts 11 freizugeben hat. Je nach Aufgabegut 11 und dessen individuellen Zustandes variiert dies. Je nach Menge des zugeführten Aufgabeguts 11 variiert der Fahrweg des Vorpressstempels 1 beim Vorpressen. Entsprechend wird für einen nachfolgenden Vorpressvorgang der Vorpressstempel 1 so angepasst verfahren, dass die erforderliche Menge an Aufgabegut 11 zugeführt wird bzw. vor den Vorpressstempel 1 gelangt.
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Mit dem Vorpressen wird das Aufgabegut 11 in ein Voragglomerat 12 mit einer lagestabilen Form gepresst.
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Durch die modulare Bauweise des Aggregates kann die für das jeweilige Aufgabegut 11 optimale Vorpresseinrichtung implementiert werden. Welche Vorpresseinrichtung zum Einsatz kommt, hängt stark von den Fördereigenschaften des jeweiligen Aufgabegutes 11, sowie vom Verhältnis der Schüttdichte zur späteren Dichte des Presslings ab. Es bietet sich damit die Möglichkeit, in Abhängigkeit des Aufgabegutes 11 die energetisch und verfahrenstechnisch optimale Lösung anzuwenden.
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Für eine genaue Positionierung des Agglomerats 12 in der Pressform 3 ist eine Positionierung vorgesehen. Dafür ist auf der dem jeweiligen Vorpressstempel 1 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ein Positionierungsstempel 5 vorhanden, dessen Hauptarbeitsrichtung entgegengesetzt zum Vorpressstempel 1 ist. In den 5 bis 14 ist jeweils ein Positionierungsstempel 5 vorhanden. Der Positionierungsstempel 5 ist jeweils in der Gegenpressplatte 4 angeordnet.
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In 8 ist der Positionierungsstempel 5 soweit ausgefahren, dass das Voragglomerat 12 in der Pressform 3 soweit wieder zurückgeschoben wird, dass dessen Grenzfläche 17 als Kontaktfläche 17 zum im Vorpresskanal 7 nachfolgenden Voragglomerat 12 in der Flucht der Oberfläche der Formwerkzeugaufnahme 2 beispielsweise als Formwerkzeugscheibe 2 ist.
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Eine Positionierung des Voragglomerats 12 kann weiterhin erforderlich sein, wenn das Aufgabegut eine Restelastizität besitzt und sich nach dem Vorpressen sowohl in Richtung des Vorpressstempels 1 als auch in Richtung der Gegenpressplatte 4 entspannt und ausdehnt. Mit der Positionierung wird das Voragglomerat 12 in eine Mittenposition in der Pressform 3 geschoben, so dass das Voragglomerat 12 nicht aus der Pressform 3 ragt. Die Positionierung kann auch erforderlich sein, wenn die Voragglomerate 12 aufgrund unterschiedlicher Aufgabegutmengen oder Vorpresszyklen unterschiedliche Größen oder, je nach Aufgabegut 11, jeweils eine einheitliche geringe Größe besitzen und innerhalb des Vorpresskanals 7 eine Vielzahl von Voragglomeraten 12 vorhanden sind, welche jedoch je nach Größe gegebenenfalls gemeinsam in die Pressform 3 passen. So kann es erforderlich sein, ebenfalls eine Korrektur in der Position vorzunehmen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Herstellung von Presslingen umfasst in zumindest einer Formwerkzeugaufnahme 2 zumindest eine Pressform 3 mit einer Zuführung 10 für Aufgabegut 11. Zu der jeweiligen Pressform 3 korrespondierend ist, wie in den 1 bis 12, 15 und 16 dargestellt, ein Vorpressstempel 1 oder, wie in den 13 und 14 dargestellt, eine Stopfschnecke 17 angeordnet. Weiterhin ist wie in den 1 bis 4 und 15 und 16 dargestellt, zu einer Pressform 3 korrespondierend ein Hauptpressstempel 21 angeordnet. Die Formwerkzeugaufnahme 2 ist, wie in den 1 bis 4, 15 und 16 dargestellt drehbar ausgeführt, so dass die Pressformen 3 jeweils vom Vorpresstempel 1, zum Hauptpresstempel 21 und sofern vorhanden zum Auswurfstempel und wieder an den Vorpresstempel 1 sich bewegen lassen.
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Die Arbeitsrichtung des jeweiligen Vorpressstempels 1 oder der jeweiligen Stopfschnecke 17 und des jeweiligen Hauptpressstempels 21 ist, wie in den 1 bis 4, 15 und 16 dargestellt, zueinander parallel. Die zumindest eine Pressform 3 ist in Arbeitsrichtung durchgängig.
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Auf der dem Vorpressstempel 1 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ist, wie in den 1 bis 16, eine den Querschnitt der Pressform 3 überdeckende Gegenpressplatte 4 vorhanden. Die Gegenpressplatte 4 ist die Vorpresskräfte aufnehmend angeordnet, so dass diese nicht oder nur minimal auf die Formwerkzeugaufnahme 2 wirken. Die Gegenpressplatte 4 und der Antrieb des Vorpressstempel 1, beispielsweise ein Hydraulikzylinder, sind konstruktiv über eine kräfteaufnehmende Verbindung 26 so gekoppelt, dass der Pressvorgang gegenüber der Formwerkzeugaufnahme 2 nahezu spannungsfrei erfolgt. Die kräfteaufnehmende Verbindung 26 ist in der 1 schematisch dargestellt.
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Weiterhin auf der dem Hauptpressstempel 21 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ist je nach Ausführungsform ebenfalls eine Gegenpressplatte 4, wie dies in den 1 bis 4 und 15 dargestellt ist, oder ein Formkanal 30 mit einem Bereich einer Verengung 31, wie dies in der 16 dargestellt ist, vorhanden. Die Gegenpressplatte 4 und der Antrieb des Hauptpressstempels 1, beispielsweise ein Hydraulikzylinder als Hauptpresszinder 22, sind ebenfalls konstruktiv über eine kräfteaufnehmende Verbindung 26 gekoppelt, so dass der Pressvorgang gegenüber der Formwerkzeugaufnahme 2 nahezu spannungsfrei erfolgt. Die kräfteaufnehmende Verbindung 26 ist ebenfalls in der 1 schematisch dargestellt.
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Erfolgt der Auswurf nicht über den Hauptpressstempel 21, ist weiterhin zumindest ein Auswurfstempel 23 vorhanden, wie dies in den 1 bis 4 und 15 dargestellt ist. Auf der dem zumindest einen Auswurfstempel 23 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ist, wie in der 15 dargestellt, ein Formkanal 30 mit einem Bereich einer Verengung 31 oder eine Vorrichtung zum Abtransport oder zur Weiterverarbeitung vorhanden (nicht dargestellt). Diese Vorrichtung zum Abtransport oder zur Weiterverarbeitung kann beispielsweise ein Fließband oder eine Sammelkiste sein.
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Die Formwerkzeugaufnahme 2 ist in einem Ausführungsbeispiel, wie in 17 dargestellt, eine um eine Rotationsachse 28 drehbare runde Formwerkzeugscheibe 2. Eine alternative Ausführung der Formwerkzeugaufnahme 2 ist ein Formwerkzeugkranz 2, wie in 19 dargestellt. Die jeweiligen Pressformen 3 sind in der runden Formwerkzeugscheibe 2 jeweils um 120 Grad und im Formwerkzeugkranz 2 um 90 Grad in Umfangsrichtung verteilt bzw. versetzt angeordnet. In der Formwerkzeugscheibe 2 sind, wie in 17 dargestellt, jeweils zwei Pressformen 3 zusammen bzw. paarweise angeordnet.
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Im Ausführungsbeispiel, wie in 18 dargestellt, umfasst die Formwerkzeugaufnahme 2 vier sich von einer Rotationsachse 28 radial erstreckende um die Rotationsachse 28 drehbar angeordnete Formwerkzeugarme 2. Die jeweiligen Pressformen 3 sind in den Formwerkzeugarmen 2 angeordnet. Die um die Rotationsachse 28 drehbaren radial angeordneten Formwerkzeugarme 2 der Formwerkzeugaufnahme 2 sind jeweils um 90 Grad verteilt oder versetzt angeordnet.
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Es ist beispielsweise vorgesehen, dass einerseits für jede Pressform 3 eine Zuführung von Aufgabegut 11 vorhanden ist oder dass für zwei oder mehr Pressformen 3 eine gemeinsame Zuführung 10 von Aufgabegut 11 vorhanden ist. Bei einer gemeinsamen Zuführung 10 von Aufgabegut 11 sind die jeweiligen Pressformen 3 im Bereich der Zuführung 10 von Aufgabegut 11, wie beispielsweise in 17 dargestellt, in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordnet.
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Gemäß des Ausführungsbeispiels wie in 1 dargestellt, sind der Vorpressstempel 1, der Hauptspressstempel 21 und der Auswurfstempel 23 jeweils zueinander parallel und in der gleichen Arbeitsrichtung an einer Formwerkzeugaufnahme 2 als Formwerkzeugscheibe 2 angeordnet. Von einem Befüllschacht 8 aus erfolgt die Zuführung 10 des Aufgabegutes 11 in den Vorpresskanal 7. Die jeweiligen Stempel 1, 21, 23 werden von Hydraulikzylindern angetrieben. Ein Motor 25 treibt die Formwerkzeugaufnahme 2 als Formwerkzeugscheibe 2 sequentiell bzw. schrittweise an. An den den jeweiligen Presstempeln 1, 21 gegenüberliegenden Seiten der Pressformen 3 sind Gegenpressplatten 4 vorhanden.
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Beim Ausführungsbeispiel in 2 ist zusätzlich zur Anordnung, wie in 1 dargestellt, eine weitere Formwerkzeugaufnahme 2 als Formwerkzeugscheibe 2 vorhanden, welche beabstandet zur ersten Formwerkzeugscheibe 2 angeordnet ist und die gleiche Rotationsachse 28 aufweist. Der zumindest eine jeweilige Hauptpressstempel 21 ist von einem gemeinsamen zwischen den Formwerkzeugaufnahmen 2 angeordneten Hauptpresszylinder 22 wechselseitig als Gleichgangzylinder antreibbar.
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Das Ausführungsbeispiel in 3 weist abweichend zur 1 einen Auswurfstempel 23 mit einer entgegengesetzten Arbeitsrichtung zu den Pressstempeln 1, 21 auf. Zudem ist zwischen Vorpresstempel 1 bzw. Füllkanal 7 und Pressform 3 eine schwenkbare Gegenpressplatte 4 vorhanden, gegen welche die Vorpressung bereits im Füllkanal 7 bzw. soweit vorhanden auch im Vorpresskanal erfolgt. Nach erfolgter Vorpressung wird die Gegenpressplatte 4 weggeschwenkt und gibt die jeweilige Pressform 3 den Weg zur jeweiligen Pressform 3 zum Einschieben des Voragglomerats 12 in die Pressform 3 frei.
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Das Ausführungsbeispiel in 4 weist abweichend zur 2 einen Vorpressstempel 1 und einen Auswurfstempel 23 mit entgegengesetzter Arbeitsrichtung zum jeweiligen Hauptpressstempel 21 auf. Der den Hauptpressstempel 21 antreibende Hauptpresszylinder 22 arbeitet wechselseitig als Gleichgangzylinder.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 15 ist abweichend zur 1 auf der dem Auswurfstempel 23 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ein Formkanal 30 mit einer konischen und örtlichen Verjüngung 31 angeordnet, in welche beim Auswurf die Presslinge befördert werden.
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In 16 ist eine Anordnung zur Herstellung von Presslingen dargestellt, wobei in einer Formwerkzeugaufnahme 2 als Formwerkzeugscheibe 2 drei Pressformen 3 vorhanden sind, wobei zwei der Pressformen 3 korrespondierend ein Vorpressstempel 1 und ein Hauptpressstempel 21 angeordnet ist. Die Arbeitsrichtung des Vorpressstempels 1 und des zumindest einen Hauptpressstempels 21 ist zueinander parallel und gleichgerichtet. Auf der dem Vorpressstempel 1 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ist eine Gegenpressplatte 4 und auf der dem Hauptpressstempel 21 gegenüberliegenden Seite der Pressform 3 ein Formkanal 30 mit einem Bereich einer Verengung 31 angeordnet. Zwischen Formkanal 30 und Pressform 3 ist zudem eine verschiebbare Gegenpressplatte 4 angeordnet. Die Pressformen 3 sind in Arbeitsrichtung durchgängig. Der Vorpressstempel 1 ist in einem Vorpresskanal 7 verschiebbar angeordnet. Der Vorpresskanal 7 mündet in die Pressform 3 und weist eine Zuführung 10 für Aufgabegut 11 auf.
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Wenngleich in 16 ein Vorpressstempel 1 und ein Hauptpressstempel 21 dargestellt sind, lassen sich in Umfangsrichtung der Drehbewegung der Formwerkzeugscheibe 2, des Formwerkzeugkranzes 2 oder des Formwerkzeugarmes 2 jeweils einzeln oder gruppiert oder abwechselnd mehr als ein Vorpressstempel 1 und ein Hauptpressstempel 21 gleichmäßig verteilt anordnen. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass der gegebenenfalls entstehende Krafteintrag in die Formwerkzeugscheibe 2, den Formwerkzeugkranz 2 oder den Formwerkzeugarm 2 gleichmäßig wirkt und damit Hebelkräfte auf den Antrieb und die Lagerung vermieden oder zumindest reduziert werden. Entsprechend der Anordnung der Vorpressstempel 1 und der Hauptpressstempel 21 sind in entsprechender Verteilung bzw. Anordnung auch die jeweiligen Pressformen angeordnet oder umgekehrt, entsprechend der Anordnung der Pressformen in einer gleichmäßigen Verteilung in Umfangsrichtung der Drehbewegung der Formwerkzeugscheibe 2, des Formwerkzeugkranzes 2 oder des Formwerkzeugarmes 2 sind der Vorpressstempel 1 und der Hauptpressstempel 21 entsprechend angeordnet um die Pressformen zumindest für einen Schritt, beispielsweise dem Hauptpressen oder dem Vorpressen, jeweils gleichzeitig bedienen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Vorpressstempel
- 2 -
- Formwerkzeugscheibe, Formwerkzeugkranz, Formwerkzeugarm, Formwerkzeugaufnahme
- 3 -
- Pressform
- 4 -
- Gegenpressplatte
- 5 -
- Positionierungsstempel
- 6 -
- Kolbenstange Positionierungsstempel, Positionierungszylinder
- 7 -
- Vorpresskanal, Füllkanal
- 8 -
- Befüllschacht
- 9 -
- Kolbenstange Vorpressstempel, Vorpresszylinder
- 10 -
- Eintragsöffnung, Zuführung für Aufgabegut
- 11 -
- Aufgabegut
- 12 -
- Voragglomerat
- 13 -
- Schüttungsfreier Raum
- 14 -
- Vertikaler Vorverdichtungsstempel
- 15 -
- Kolbenstange Vorverdichtungsstempel, Vorverdichtungszylinder
- 16 -
- Vorverdichtetes Aufgabegut
- 17 -
- Stopfschnecke
- 18 -
- Kontaktfläche zweier Voragglomerate, Grenzfläche eines Voragglomerates
- 19 -
- Bewegungsrichtung Aufgabegut
- 20 -
- Bewegungsrichtung Stempel
- 21 -
- Hauptpressstempel
- 22 -
- Kolbenstange Hauptpressstempel, Hauptpresszylinder
- 23 -
- Auswurfstempel
- 24 -
- Kolbenstange Auswurfstempel, Auswurfzylinder
- 25 -
- Motor
- 26 -
- kräfteaufnehmende Verbindung
- 27 -
- Vorverdichtung
- 28 -
- Rotationsachse
- 29 -
- Drehbewegung
- 30 -
- Formkanal
- 31 -
- Verengung
- 32 -
- Vorverdichtungsstempel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3333766 A1 [0003]
- DE 102010012300 A1 [0004]
- US 3980014 [0005]
- DE 102011116031 A1 [0006]
