DE3521926A1

DE3521926A1 - Brikettiermaschine zum brikettieren von fasrigen stoffen

Info

Publication number: DE3521926A1
Application number: DE19853521926
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schaefer; Siegfried Koeb
Original assignee: Koeb & Schaefer oHG
Current assignee: Koeb & Schaefer oHG
Priority date: 1985-06-19
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1987-01-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Brikettiermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Brikettiermaschine in ihrer Ausbildung als Extrudierpresse hat sich als vorteilhaft zum Verpressen von fasrigen Stoffen gezeigt, denn hinsichtlich der Herstellungskosten ist eine derartige Presse günstiger als eine hydraulisch arbeitende Presse, wie sie ebenfalls zum Brikettieren verwendet wird.

Beim Einsatz derartiger Brikettiermaschinen in ihrer Ausbildung als Extrudierpresse hat sich gezeigt, daß das Brikettieren von fasrigen Stoffen mit Schwierigkeiten verbunden ist. Derartige fasrige Stoffe, insbesondere Woll- und Baumwollabfälle, neigen zum Quellen im Pressbereich und es ist relativ schwierig, die der Extrudierpresse nachgeschaltete Presszange so einzustellen, daß eine genügende Rückhaltekraft gegeben ist, wodurch eine dichte Konsistenz der brikettierten Materialien gewährleistet ist und daß es andererseits aber nicht zu Verstopfungen in der Preßzange kommt.

Versuche des Anmelders haben ergeben, daß sich der Reibungskoeffizient der den Preßbereich der Schnecke verlassenden Materialien um etwa das Zehnfache im Bereich der Preßzange ändert, und zwar in Abhängigkeit vom Preßdruck, von der Temperatur und von der Art der verwendeten Materialien.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Brikettiermaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein Brikettieren von fasrigen Stoffen ohne wesentliche Gefahr von Betriebsstörungen erfolgen kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang des Außenrohrs der Preßzange mit einer nicht-metallischen Gleitbeschichtung ausgekleidet ist.

Kern der vorliegenden Erfindung ist also die nicht-metallischen Gleitbeschichtung am Innenumfang des Außenrohres, welche dafür sorgt, daß im Bereich der Preßzange ein niedriger und gleichbleibender Reibungskoeffizient gegeben ist. Metallische Gleitbeschichtungen (z.B. Verchromungen) haben sich als unbrauchbar erwiesen. Es ist jedoch möglich und auch vorgesehen, statt einer Kunststoff-Auskleidung auch eine Keramik-Auskleidung zu verwenden. Ebenso sind andere nicht-metallische Gleitbeschichtungen möglich.

Es wird hierbei nach dem Gegenstand des Anspruches 2 bevorzugt, wenn die nicht-metallische Gleitbeschichtung aus einem Innenrohr besteht, welches koaxial in das Außenrohr der Preßzange eingesteckt ist und welches aus einem Polytetrafluoräthylen besteht. Die Ausbildung dieser Gleitbeschichtung aus dem besagten Kunststoffmaterial und deren Formgebung als Innenrohr hat sich als besonders montagegünstig erwiesen.

Zur Beibehaltung eines gleichbleibenden Reibungskoeffizienten ist es jedoch auch nach dem Gegenstand des Anspruches 4 erforderlich, daß das Außenrohr der Preßzange mit in axialer Richtung verlaufenden Schlitzen versehen ist, welche gleichmässig am Umfang des Außenrohres radial verteilt angeordnet sind und wobei das Innenrohr gleichartige, mit den Schlitzen des Außenrohrs fluchtende Schlitze aufweist.

Das Schlitzen von Außenrohr und Innenrohr der Preßzange gibt der Preßzange ein gewisses Volumen-Änderungsvermögen, was gewährleistet, daß, wenn es zu in der Dichte unterschiedlichen Materialanhäufungen in der Preßzange kommt, derartige Materialanhäufungen nicht zu Verstopfungen im Bereich der Preßzange führen, denn die Preßzange kann sich abschnittweise radial aufweiten (sozusagen atmen), so daß Diskontinuitäten in der Dichte des gepressten Materials hierdurch ausgeglichen werden.

Derartige Diskontinuitäten in der Dichte des abgepreßten Materials können jedoch nicht nur in radialer Richtung zu einer Volumenvergrößerung oder Verkleinerung (Aufweiten oder Vernengen der Preßzange) führen, sondern sie können auch in axialer Richtung vorliegen.

Hierzu ist es nach dem Gegenstand des Anspruches 5 vorgesehen, daß das Außenrohr der Preßzange in mehrere axiale Abschnitte unterteilt ist, welche voneinander durch radiale Ringnuten abgeteilt sind, welche querschnittsschwächend im Außenrohr angeordnet sind.

Hierdurch kann die Preßzange also nicht nur in radialer Richtung "atmen", sondern sie kann sich auch in axialer Richtung geringfügig verbiegen, was dazu führt, daß Inkonsistenzen in der Dichte des abgepressten Materials - in axialer Richtung gesehen - nicht zu einer Verstopfung der Preßzange führen.

Wichtig hierbei ist jedoch, daß nach dem Gegenstand des Anspruchs 5 jedem axialen Abschnitt des Außenrohres mehrere am Außenumfang gleichmässig verteilt angeordnete Spannvorrichtungen zugeordnet sind, welche einen radial einwärts gerichteten Spanndruck auf den Außenumfang des Außenrohres ausüben. Hiermit ist also das Atmen der Preßzange in radialer Richtung begrenzt. Die erwähnten Spannvorrichtungen sorgen für einen gleichbleibenden Rückhaltedruck in Richtung zum Preßbereich der Schnecken, so daß durch feinfühlige Einstellung der abschnittsweise axial hintereinander angeordneten Spannvorrichtungen ein in der Dichte relativ gleichmässiger, fortlaufender Preßstrang aus dem abgepreßten, fasrigen Material erzielt wird.

Zur Erzeugung eines gleichbleibenden Reibungskoeffizienten im Bereich der Preßzange ist es jedoch wesentlich, daß eine möglichst gleichmässige Zuführung des Materials - ohne Knäuelbildung und ohne Verstopfung - im Einlaufbereich der Schnecke gewährleistet ist. Hierzu ist nach dem Gegenstand des Anspruches 8 vorgesehen, daß die Einlaufseite der Matritze mit einer konischen Schräge versehen ist, in deren Bereich Abstreifer angeordnet sind, welche gleichmässig am Umfang verteilt an der Matritze angeordnet sind und welche mit ihren Kanten die Schräge in axialer Richtung zur Einlaufseite hin überragen. Durch die Abstreifer wird gewährleistet, daß das in den Preßbereich gelangende Material in seiner Dichte vergleichmässigt ist. Schädliche Knäuel werden durch die Abstreifer entfernt und wieder in den Einlaufbereich zurückgeführt, wo die Schnecke mit entsprechenden radialen Nocken versehen ist, welche diese Knäuel zerschlägt und verteilt.

Eine weitere Vergleichmässigung des Materialstromes wird im Preßbereich dadurch erreicht, daß im Bereich des Konus der Matritze in axialer Richtung verlaufende, am Innenumfang der Matritze gleichmässig voneinander angeordnete Taschen vorgesehen sind, welche gewährleisten, daß das Material sich in radialer Richtung im Preßbereich ausdehnen kann.

Sollte es also dennoch im Preßbereich dazu kommen, daß Faserknäuel noch vorhanden sind, dann können diese Faserknäuel in die radial am Innenumfang der Matritze angeordneten Taschen verdrängt werden, wobei der Taschenboden einen größeren Durchmesser von der Mitten-Längsachse aufweist als der Innenumfang der Matritze. Die Faserknäuel werden also in diese Taschen hineinbefördert und an den Taschenrändern zerschlagen und zerkleinert, wodurch ebenfalls eine Vergleichmässigung des Materialstromes gegeben ist und der Materialstrom damit mit schon relativ gleichmässiger Konsistenz in die Preßzange hinein abgepresst wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte, räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig, 1: die linke Seite einer Brikettiermaschine nach der Erfindung im Schnitt;

Fig. 2: die rechte Seite der Brikettiermaschine im Schnitt;

Fig. 3: Schnitt gemäss der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4: Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 1.

Die Antriebsseite der Extrudierpresse wird durch ein Getriebe 20 gebildet, an dessen einen Seite eine Antriebswelle 21 angesetzt, auf der (nicht näher dargestellt) eine Keilriemenscheibe aufgekeilt ist, über welche ein nicht näher dargestellter Keilriemen läuft, der die Antriebsscheibe eines Elektromotors umschlingt. Das Getriebe macht eine Untersetzung von 1 : 10, so daß in einer bevorzugten Ausführungsform die Schnecke 9 eine Umdrehungszahl von 20 Umdrehungen pro Minute ausführt.

Die Welle der Schnecke 9 ist linksseitig in einem Axiallager gelagert, hinter dem eine axial einstellbare Gewindemutter 14 angeordnet ist, die mit einem zugeordneten Innengewinde in einem Zwischenstück 17 zusammenwirkt, welches Teil des Maschinengehäuses ist. Die Verbindung des Zwischenrings 17 zum Maschinengehäuse erfolgt hierbei über vier axiale Schrauben 15, welche einerseits mit einem Aufnahmeteil 10 und andererseits mit einem Ring des Getriebes 20 verbunden sind.

Das Axiallager 13 wird in herkömmlicher Weise über einen Schmiernippel 12 geschmiert, wobei in Richtung zur Schnecke 9 mehrere Dichtringe 11 auf der Schneckenwelle aufgebracht sind, um einen Austritt von Schmiermittel am Aufnahmeteil 10 zu vermeiden.

Es ist noch gezeigt, daß das Axiallager 14 durch einen Sicherungsbolzen 18 gesichert ist, so daß es einfach demontierbar ist.

In nicht näher dargestellter Weise ist jenseits des Aufnahmeteils 10 ein Einlauftrichter angeordnet, der einen Einlaufbereich 22 für das zuzuführende fasrige Material bildet.

In nicht näher dargestellter Weise wird der Aufnahmetrichter nach oben hin von einem Rührwerk abgeschlossen, welches aus einem umlaufenden Rührflügel besteht, der das dem Einlaufbereich 22 zuzuführende Material gleichmässig über diesen Einlaufbereich 22 verteilt.

Die Schnecke 9 ist im Einlaufbereich mit radial auswärts weisenden Nocken 23 versehen, welche einer zerkleinernde und verteilende Wirkung auf das fasrige Material haben.

Die einen gegenseitigen Abstand voneinander aufweisenden Schneckenwindugen 24 schließen zwischen sich das fasrige Material ein und transportieren es in Pfeilrichtung 45 in Richtung zu einer Matritze 5, welche einen inneren Konus 19 ausbildet, welcher den Preßbereich 28 für das Material bildet.

Die Einlaufseite der Matritze 5 ist durch eine Schräge 27 gebildet, deren Schrägen-Winkel größer ist als der Konuswinkel des Konus 19.

Im Bereich der Schräge 27 sind mehrere am Umfang verteilt angeordnete Abstreifer 6 vorgesehen, welche mit axial in den Einlaufbereich 22 ragenden Kanten 29 die Schrägen 27 überragen. Die Kanten 29 gewährleisten eine zerkleinernde und verteilende Wirkung auf das in den Preßbereich 28 gelangende Material.

Zusätzlich ist im Einlaufbereich 22 an einem rohrförmigen Fortsatz des Aufnahmeteils 10 ein rechteckig profilierter Abstreifer 7 vorgesehen, welcher mittels einer Senkkopfschraube 8 mit dem rohrförmigen Fortsatz des Aufnahmeteils 10 (Maschinengehäuse) verbunden ist. Der Abstreifer 7 weist eine seitliche Stirnkante 26 auf, an welcher das in axialer Richtung (Pfeilrichtung 45) von den Schneckenwindungen 24 transportierte Material abgestriffen und vergleichmässigt wird.

Der durch den Konus 19 definierte Preßbereich 28 gewährleistet eine Verpressung des zugeführten Materials dadurch, daß zunächst das Material durch den Konus 19 in radialer Richtung einwärts verdichtet wird und zusätzlich die in axialer Richtung eng zusammenstehenden Schneckenwindungen eine zusätzliche Verpressung des Materials gewährleisten. Die eigentliche Verpressung des Materials beginnt etwa ab Position 16 (kurz vor der letzten Schneckenwindung 24), so daß am Auslaufende 31 ein Stopfen relativ gleichmässiger Dicke erzeugt wird, der in Pfeilrichtung 45 in die nachgeschaltete Preßzange 3 eingeschoben wird.

Zur weiteren Vergleichmässigung der Dichte des abzupressenden Materials im Preßbereich 28 sind gemäß Fig. 4 Taschen 30 gleichmässig radial am Innenumfang verteilt im Bereich des Konus 19 angeordnet, wobei der Boden der Taschen 30 einen größeren Durchmesser aufweist, als der Innenumfang des Konus 19 an dieser Stelle.

Evtl. im Preßbereich 28 noch vorhandene Faserknäuel werden dann in diese Taschen 30 verdrängt und an den Rändern der Taschen 30 zerschlagen und zerkleinert. Verstopfungen im Preßbereich werden somit sicher vermieden.

Die Preßzange 3 besteht aus einem hohlzylindrischen Außenrohr 32, welches in radialer Richtung verlaufende Schlitze 33 aufweist, die gemäss Fig. 3 gleichmässig am Umfang verteilt das Außenrohr 32 durchsetzen. Die Preßzange 3 ist hierbei fest mit einem Flansch 25 versehen, der seinerseits mir einem Ring 49 verbunden ist, wobei der Ring 49 über zugeordnete Schrauben 4 mit dem Maschinengehäuse 50 verbunden ist. Der Flansch 25 übergreift hierbei die Matritze 5 und dient deren Lagerung und Halterung im Maschinengehäuse 50.

Die axialen Schlitze 33 gewährleisten ein Aufweiten des Außenrohrs 32 in radialer Richtung,wobei durch in axialer Richtung in gleichmässigem Abstand voneinander angeordnete Ringnuten 34 das Außenrohr 32 in hintereinanderliegende, axiale Abschnitte 46,47, 48 unterteilt ist.

Jedem Abschnitt 46,47,48 ist eine Federspannvorrichtung zugeordnet, wobei jede Federspannvorrichtung aus mehreren einzelnen, gleichmässig am Umfang radial verteilten, Spannvorrichtungen 1,2 besteht, wie dies Fig. 3 zeigt.

Der Einfachheit halber wird lediglich eine Spannvorrichtung 1,2 beschrieben, nachdem alle Spannvorrichtungen 1,2 identisch sind.

Jede Spannvorrichtung 1,2 besteht aus einem kastenförmigen Federgehäuse 41, in dessem Inneren mehrere übereinandergeschichtete Tellerfedern 40 angeordnet sind.

Die Tellerfedern 40 sind als Paket geschichtet und drücken bodenseitig auf einen Boden 42, der gemäß Fig. 3 lose am Außenumfang des Außenrohres 33 aufliegt.

Die Oberseite der Tellerfedern 40 wird durch einen Druckteller 39 gebildet, auf dessen Oberseite wiederum das bolzenseitige Ende einer Stellschraube 38 sitzt, welche drehbar im Druckteller 39 gelagert ist. Die Stellschraube 38 sitzt jeweils in einer Gewindebohrung 37 eines Rings 36, welcher koaxial das Außenrohr 32 gemäss Fig. 3 umgibt.

Der Vergleich von Fig. 2 und Fig. 3 macht deutlich, daß jedem durch die Schlitze 33 abgeteilten axialen Abschnitt des Außenrohres eine Spannvorrichtung 1,2 in jedem Abschnitt 46,47,48 zugeordnet ist. Damit kann man also jeden axialen Abschnitt des Außenrohres in jedem Abschnitt 46,47, 48, über die Länge des Außenrohres gesehen, mit einer radial einwärts gerichteten Federkraft vorbelasten.

Die ferner noch vorhandenen Ringnuten 34 , welche die einzelnen Abschnitte 46,47,48 unter sich abtrennen, gewährleisten eine gewisse Verbiegung des Außenrohres in axialer Richtung, wodurch die Reibung von ungleichmässig in der Länge des Außenrohres 32 wandernden Materialanhäufungen ausgeglichen werden, denn , wenn an einer bestimmten Stelle des Außenrohres ein bestimmter hoher Druck erzeugt wird, der größer ist als der Druck in anderen Stellen, so verbiegt sich das Außenrohr 32 geringfügig und es wird damit ein relativ gleichmässiger Reibungskoeffizient über die gesamte axiale Länge des Außenrohres erreicht.

Erfindungsgemäss ist nun vorgesehen, daß der Innenumfang des Außenrohres 32 mit einer nicht-metallischen Gleitbeschichtung versehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Gleitbeschichtung aus einem aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Innenrohr 35, welches koaxial in das Außenrohr 32 eingeschoben ist. Das Innenrohr 35 besteht bevorzugt aus einem Polytetrafluoräthylen, was einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten bei hoher Verschleißfestigkeit aufweist.

Wichtig ist, daß das Innenrohr 35 gleichartige Schlitze 43 aufweist, die mit den Schlitzen 33 des Außenrohres 32 fluchten. Auf diese Weise wird dem Innenrohr 35 das gleiche mechanische Verhalten wie dem Außenrohr 32 über die Spannvorrichtungen 1,2 mitgeteilt.

Zeichnungs-Legende

1 Spannvorrichtung
2 Spannvorrichtung
3 Preßzange
4 Schraube
5 Matritze
6 Abstreifer
7 Abstreifer
8 Senkkopfschraube
9 Schnecke
10 Aufnahmeteil
11 Dichtring
12 Schmiernippel
13 Axiallager
14 Gewindemutter
15 Schraube
16 Position
17 Zwischenstück
18 Sicherungsbolzen
19 Konus (Matritze 5)
20 Getriebe
21 Antriebswelle
22 Einlaufbereich
23 Nocken
24 Schneckenwindung
25 Flansch
26 Stirnkante (Abstreifer 7)
27 Schräge
28 Preßbereich
29 Kante (Abstreifer 6)
30 Tasche
31 Auslaufende (Schnecke 9)
32 Außenrohr (Preßzange 3)
33 Schlitz
34 Ringnut
35 Innenrohr
36 Ring
37 Gewindebohrung
38 Stellschraube
39 Druckteller
40 Tellerfeder
41 Federgehäuse
42 Boden
43 Schlitz (Innenrohr 35)
44 Auslaufende (Preßzange 3)
45 Pfeilrichtung
46 Abschnitt (Preßzange 3)
47 Abschnitt
48 Abschnitt
49 Ring (Flansch 25)
50 Maschinengehäuse

Claims

1. Brikettiermaschine zum Brikettieren von fasrigen Stoffen, wie z.B. Woll- und Baumwollabfälle, Stroh und dgl. mittels einer Extrudierpresse, welche das über einen Einlaufbereich (22) zwischen die Schneckenwindungen (24) einer Schnecke (9) geförderte Material in eine konisch sich verengende Matritze (5) presst, an deren Auslaufende (31) eine Preßzange (3) ansetzt, welche aus einem Außenrohr (32) mit zylindrischem Innenquerschnitt besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang des Außenrohrs (32) der Preßzange (3) mit einer nicht-metallischen Gleitbeschichtung ausgekleidet ist.

2. Brikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-metallische Gleitbeschichtung aus einem Innenrohr (35) besteht, welches koaxial in das Außenrohr (32) der Preßzange (3) eingesetzt ist und welches aus einem Polytetrafluoräthylen besteht.

3. Brikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-metallische Gleitbeschichtung aus einem Keramik-Material besteht.

4. Brikettiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (32) der Preßzange (3) mit in axialer Richtung verlaufenden Schlitzen (33) versehen ist, welche gleichmäßig am Umfang des Außenrohres (32) verteilt angeordnet sind und daß das Innenrohr (35) gleichartige, mit den Schlitzen (33) des Außenrohres (32) fluchtende, Schlitze (43) aufweist.

5. Brikettiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (32) der Preßzange (3) in mehrere axiale Abschnitte (46,47,48) unterteilt ist, welche voneinander durch radiale Ringnuten (34) abgeteilt sind, welche querschnittsschwächend im Außenrohr (32) angeordnet sind.

6. Brikettiermaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem axialen Abschnitt (46,47,48) des Außenrohres (32) mehrere am Außenumfang gleichmäßig verteilt angeordnete Spannvorrichtungen (1,2) zugeordnet sind, welche einen radial einwärts gerichteten Spanndruck auf den Außenumfang des Außenrohres (32) ausüben.

7. Brikettiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spannvorrichtung (1,2) aus einem Federgehäuse (41) besteht, dessen Boden (42) am Außenumfang des Außenrohres (32) aufsitzt, daß im Federgehäuse (41) mehrere, aufeinander geschichtete Tellerfedern (40) angeordnet sind, welche an ihrer dem Boden (42) gegenüberliegenden Seite von einem Druckteller (39) abgedeckt sind, an dem seinerseits das bolzenseitige Ende einer Stellschraube (38) aufsitzt, welche in einer Gewindebohrung (37) eines geschlossenen Rings (36) gehalten ist, welcher koaxial das Außenrohr (32) umgibt.

8. Brikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufseite der Matritze (5) mit einer konischen Schräge (27) versehen ist, in deren Bereich Abstreifer (6) angeordnet sind, welche gleichmässig am Umfang verteilt an der Matritze (5) angeordnet sind und welche mit ihren Kanten (29) die Schräge (27) in axialer Richtung zur Einlaufseite hin überragen.

9. Brikettiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (9) im Material-Einlaufbereich (22) mit radialen Nocken (23) versehen ist.

10. Brikettiermaschine nach einem der Ansprüche 1,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Konus (19) der Matritze (5) in axialer Richtung verlaufende, am Innenumfang der Matritze gleichmäßig voneinander angeordnete Taschen (30) angeordnet sind.