EP0043140A1

EP0043140A1 - Pellet press

Info

Publication number: EP0043140A1
Application number: EP19810105095
Authority: EP
Inventors: Jürg Zuber
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1980-07-02
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1982-01-06
Also published as: EP0043140B1; DE3162429D1

Abstract

1. A pelleting press, in particular a feed pelleting press with a shaft (24) which carries a support (21) for two or more press rollers (13, 14) which are arranged inside an annular press die (11), and with a die carrier (42) for the press die, with the die carrier being arranged around the shaft (24) and being relatively rotatable thereto, wherein the shaft (24) and the die carrier (42) are so supported relative to each other that a uniform loading or deformation of the press die (11) is ensured, characterised in that the support of the shaft (24) and/or of the die carrier (42) takes place by journalling the elastically constructed shaft, and/or the elastically constructed die carrier, in an overhung manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Uürfelpresse, insbesondere Futterwürfelpresse, mit einer Welle, die einen Support für zwei oder mehr Preßrollen trägt, welche innerhalb einer ringförmigen Preßform angeordnet sind, und mit einem Formträger für die Preßform, der um die Welle relativ drehbar zu dieser angeordnet ist.The invention relates to a cube press, in particular a feed cube press, with a shaft which carries a support for two or more press rolls which are arranged within an annular press mold, and with a mold carrier for the press mold which is arranged about the shaft so as to be rotatable relative to the latter.

Bei der meistverbreiteten Konstruktion von Würfelpressen ist die Welle in einem Ständer fest eingespannt. Der Formträger wird auf der Welle drehbar gelagert. Damit ist auf der anderen Seite der Preßform der Zugang zu ihrem Innern frei und erlaubt eine günstige Anordnung der Speisevorrichtung, sowie einen bequemen Zugang zu den Preßrollen und ihrer Verstelleinrichtung, die den Abstand zwischen Preßrollen und Preßform bestimmt. Ein Nachteil ergibt sich durch die wegen der Lagerung kurze freie Biegungslänge der Welle gegenüber dem Formträger. Wenn die Abstände der Preßrollen zur Innenseite der Form ungleich sind, ergibt sich eine Überbelastung der am nächsten liegenden Preßrolle und die Preßform wird an dieser Stelle entsprechend mehr belastet. Die steife gegenseitige Lagerung von Formträger und Welle verhindert ein Ausweichen der überbelasteten Preßrolle, und somit bleibt die Form einseitig überbelastet. Auch die Lagerung wird stark beansprucht. Es ist vorgeschlagen worden, diesen Nachteil durch eine Einrichtung für den Kräfteausgleich zwischen den Preßrollen zu vermeiden, aber dafür bedarf es einer besonderen Einrichtung, die aber kompliziert ist und sehr viel Platz im Preßraum beansprucht, wo es schon schwierig genug ist, eine gleichmäßige Uerteilung des Produktes zu den einzelnen Preßrollen zu gewährleisten und die Reinhaltung zu gewährleisten.In the most widespread design of cube presses, the shaft is clamped in a stand. The mold carrier is rotatably mounted on the shaft. So that on the other side of the mold the access to its interior is free and allows a convenient arrangement of the feed device, as well as easy access to the press rollers and their adjusting device, which determines the distance between the press rollers and the mold. A disadvantage arises from the short free bending length of the shaft compared to the mold carrier because of the bearing. If the distances between the press rolls and the inside of the mold are unequal, the closest press roll is overloaded and the press mold is stressed accordingly more at this point. The rigid mutual support of the mold carrier and shaft prevents the overloaded press roll from escaping, and the mold thus remains overloaded on one side. Storage is also heavily used. It has been proposed to avoid this disadvantage by means of a device for balancing the forces between the press rolls, but this requires a special device which is complicated and takes up a great deal of space in the press room, where it is already difficult enough to evenly distribute the To ensure product to the individual press rolls and to ensure the cleanliness.

Ein anderer Nachteil der bekannten Konstruktion ergibt sich dadurch, daß die Preßform am massiv ausgeführten Formträger befestigt ist. Auf der Seite der Befestigung ist die Preßform gegen Ovalisieren durch den Formträger gestützt, aber nicht auf der Seite der Speisung. Damit entsteht eine ungleichmäßige Verformung in der Breite der Preßform.Another disadvantage of the known construction results from the fact that the mold is attached to the solid mold carrier. On the fastening side, the mold is supported against ovalization by the mold carrier, but not on the feed side. This creates an uneven deformation in the width of the mold.

Beide beschriebenen Nachteile führen zu einer-unsymmetrischen Belastung und Verformung der Preßform, mit dem Ergebnis, daß deren Dicke größer gewählt werden muß, als für die Preßwirkung notwendig. Damit erhöht sich der Materialaufwand beträchtlich, und die Herstellung wird komplizierter wegen den längeren Preßbohrungen und der öfters auftretenden Notwendigkeit, Gegenbohrungen größeren Durchmessers vorzusehen.Both disadvantages described lead to an asymmetrical loading and deformation of the mold, with the result that its thickness must be chosen larger than necessary for the pressing action. This considerably increases the cost of materials and the production becomes more complicated because of the longer press bores and the frequent need to provide counter bores of larger diameter.

Die Erfindung will diese Nachteile vermeiden. Ihre Aufgabe besteht darin, die Verwendung von dünneren Preßformen zu erlauben. Ferner soll die Würfelpresse selber und insbesondere ihre Lagerung weniger hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden. Durch klare Beherrschung der auftretenden Kräfte soll der Aufwand für die Presse und ihren Unterhalt herabgesetzt werden.The invention aims to avoid these disadvantages. Your job is to allow the use of thinner dies. Furthermore, the cube press itself and in particular its storage should be exposed to less high stresses. By clearly mastering the forces involved, the effort for the press and its maintenance should be reduced.

Die erfindungsgemäße Würfelpresse ist dadurch gekennzeichnet, daß die Welle und/oder der Formträger mindestens zum Teil elastisch ausgeführt ist bzw. sind, um eine gleichmäßige Belastung bzw. Verformung der Pre3form zu erlauben.The cube press according to the invention is characterized in that the shaft and / or the mold carrier is or are at least partially elastic in order to allow a uniform loading or deformation of the preform.

Die Nachteile eines ungleichmäßigen Abstandes der Preßrollen zur Preßform werden weitgehend vermieden, wenn bei horizontaler Anordnung der Welle die durch Biegung verursachte Auslenkung durch das Eigengewicht der Welle mit Preßrollen von 0,00015 bis 0,005 des Innendurchmessers der Preßform beträgt, vorzugsweise 0,0003 bis 0,001, insbesondere 0,0005.The disadvantages of an uneven spacing of the press rolls from the press mold are largely avoided if, when the shaft is arranged horizontally, the deflection caused by bending due to the weight of the shaft with press rolls is from 0.00015 to 0.005 of the inside diameter of the press mold, preferably 0.0003 to 0.001. especially 0.0005.

Ein kompakter und klarer Aufbau der Würfelpresse ergibt sich, wenn am Ständer ein freitragendes Rohrstück befestigt ist, das einen Teil der Welle mit Abstand umgibt und die Lager des Formträgers trägt, so daß entlang der Achse der Maschine betrachtet dieses Rohrstück zwischen der Einspannstelle der Welle im Ständer einerseits und der Preßform andererseits liegt.A compact and clear structure of the cube press results when a self-supporting tube piece is attached to the stand, which surrounds a part of the shaft at a distance and carries the bearings of the mold carrier, so that viewed along the axis of the machine, this tube piece between the clamping point of the shaft in Stand on the one hand and the mold on the other.

Wenn die Einspannung der Welle im Ständer über zwei Gelenklager erfolgt, wird die Biegsamkeit der Welle durch Verlängerung der Biegelinie verbessert.If the shaft is clamped in the stator via two spherical bearings, the flexibility of the shaft is improved by extending the bending line.

Eine gleichmäßige Verformung der Preßform über ihre Breite erreicht man dadurch, daß der Formträger um seine Lager eine Nabe aufweist, die mit dem Formaufnehmer durch einen länglichen, dünnen, vorzugsweise zylindrischen Ring verbunden ist.A uniform deformation of the mold over its width is achieved in that the mold carrier has a hub around its bearings, which is connected to the mold receiver by an elongated, thin, preferably cylindrical ring.

Vorzugsweise soll die Dicke des Ringes von 0,02 bis 0,005 des Innendurchmessers der Preßform betragen, insbesondere 0,005. Beim großen Durchmesser dieses Ringes ist seine Biegefestigkeit derart groß, daß er nur auf Verdrehung berechnet zu werden braucht, so daß der Wert 0,005 in gewissen Fällen noch etwas unterschritten werden kann.The thickness of the ring should preferably be from 0.02 to 0.005 of the inside diameter of the mold, in particular 0.005. Given the large diameter of this ring, its flexural strength is so great that it only needs to be calculated for twisting, so that in certain cases the value can be less than 0.005.

Es ist vorteilhaft, den Formaufnehmer in an sich bekannter Weise als Schleißring auszubilden, vorzugsweise mit einem Kreis angeordneten Spannkeilen zur Befestigung der Pre3form.It is advantageous to design the shape sensor in a manner known per se as a wear ring, preferably with a clamping wedge arranged in a circle for fastening the preform.

Um die Verformung der Preßform an ihren beiden Seiten auszugleichen, kann auf der dem Schleißring entgegengesetzten Seite ein Verstärkungsring vorgesehen werden, der vorzugsweise mit ähnlichen Spannkeilen auf der Preßform befestigt wird,und der allenfalls einen Deckel für die Preßform trägt.In order to compensate for the deformation of the mold on both sides, a reinforcing ring can be provided on the side opposite the wear ring, which is preferably fastened to the mold with similar clamping wedges and which at most carries a cover for the mold.

Eine vorteilhafte Auslegung wird erreicht, wenn sowohl der Schleißring wie der Verstärkungsring einen Widerstand gegen das Ovalisieren haben, der die gleiche Größenordnung hat wie derjenige der Preßform selber.An advantageous design is achieved if both the wear ring and the reinforcement ring have a resistance to ovalization which is of the same order of magnitude as that of the press mold itself.

Durch die Kombination von Maßnahmen zur Verbesserung der gegenseitigen Lagerung von Welle und Formträger mit Maßnahmen zur Verbesserung des Formträgers und der Befestigung der Preßform ergibt sich eine Optimierung der Belastung und Verformung der Preßform.The combination of measures to improve the mutual support of the shaft and mold carrier with measures to improve the mold carrier and the fastening of the mold results in an optimization of the load and deformation of the mold.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur schematisch einen vertikalen Schnitt durch die Achse einer Würfelpresse mit horizontaler Achse zeigt.The invention is described below, for example, with reference to the drawing, the single figure of which schematically shows a vertical section through the axis of a cube press with a horizontal axis.

In einer drehenden ringförmigen Pre3form 11 mit radialen Pre3bohrungen 12 sind zwei Preßrollen 13, 14 übereinander angeordnet. Es könnte auch die mehr verbreitete Ausführung mit zwei horizontal nebeneinander angeordneten Preßrollen gewählt werden.In a rotating annular pre-form 11 with radial pre-bores 12, two press rollers 13, 14 are arranged one above the other. The more widespread version with two press rolls arranged horizontally next to one another could also be chosen.

Die Preßrollen 13, 14 sind auf Exzenterzapfen 17, 18 gelagert, deren Fußteile 19, 20 durch einen Support 21 getragen sind. Der Support 21 ist durch eine im Ständer 23 eingespannte Welle 24 getragen. Zur Bestimmung der festen Winkellage der Welle 24 im Ständer 23 ist auf dieser Welle 24 ein Hebel 26 durch einen Keil 27 befestigt. Der Hebel 26 und somit die Welle 24 sind durch einen Brechbolzen 28 mit dem Ständer 23 fest verbunden, so daß im normalen Betrieb keine Drehung des Supports 21 möglich ist. Zur Lagerung trägt die Welle zwei Bünde 31, 32, die radiale Kräfte über eine Büchse 33 an den Ständer 23 übertragen. Die Exzenterzapfen 17, 18 sind mit z.B. aus den CH-PSen 416 291 und 454 592 bekannten, nicht im Detail dargestellten Mitteln 35 versehen, die ihre Winkellage im Support 21 bestimmen, derart, daß die Abstände der Preßrollen 13, 14 zur Preßform 11 individuell fest eingestellt werden können. Am Ständer 23 ist ein freitragendes Rohrstück 37 befestigt, das einen Teil der Welle 24 mit Abstand umgibt. Dieses Rohrstück 37 liegt zwischen der Einspannstelle 31, 32, 33 der Welle 23 einerseits und der Preßform 11 andererseits. Es trägt die Lager 39, 40 der Nabe 41 des Formträgers 42. An der Nabe 41 ist ein mit reduziertem Durchmesser dargestelltes Antriebsrad 43 befestigt. Die nur zum Teil dargestellten Rillen 44 des Antriebsrades 43 deuten einen Keilriemenantrieb an. Ein an der Nabe 41 befestigter länglicher, dünner, zylindrischer Ring 46 verbindet über einen Kragen 47 diese Nabe 41 mit dem als Schleißring 49 ausgebildeten Formaufnehmer 50. Der Kragen 47 ist sowohl am Ring 46 wie am Schleißring 49 verschraubt. Die Befestigung der Preßform 11 im Schleißring 49 erfolgt in bekannter Art mit auf einem Kreis angeordneten, axial verspannbaren Spannkeilen 53. Auf der entgegengesetzten Seite der Pre3form 11 ist ein ähnlich ausgebildeter Verstärkungsring 55 angebracht, der mit ähnlichen Spannkeilen 56 auf der Preßform 11 befestigt ist und der einen Deckel 57 mit einer zentralen Öffnung 58 trägt.The press rollers 13, 14 are mounted on eccentric pins 17, 18, the foot parts 19, 20 of which are supported by a support 21. The support 21 is carried by a shaft 24 clamped in the stand 23. To determine the fixed angular position of the shaft 24 in the stator 23, a lever 26 is fastened on this shaft 24 by a wedge 27. The lever 26 and thus the shaft 24 are fixedly connected to the stand 23 by a breaking pin 28, so that rotation of the support 21 is not possible in normal operation. For storage, the shaft carries two collars 31, 32, which transmit radial forces to the stand 23 via a bushing 33. The eccentric pins 17, 18 are provided with means 35, not shown in detail, for example from CH-PSs 416 291 and 454 592, which determine their angular position in the support 21, such that the distances between the press rolls 13, 14 and the press mold 11 are individual can be fixed. On stand 23 a self-supporting tube piece 37 is attached, which surrounds a part of the shaft 24 at a distance. This piece of pipe 37 lies between the clamping point 31, 32, 33 of the shaft 23 on the one hand and the die 11 on the other. It carries the bearings 39, 40 of the hub 41 of the mold carrier 42. A drive wheel 43, shown with a reduced diameter, is attached to the hub 41. The grooves 44 of the drive wheel 43, which are only shown in part, indicate a V-belt drive. An elongated, thin, cylindrical ring 46 fastened to the hub 41 connects this hub 41 via a collar 47 to the shape sensor 50 designed as a wear ring 49. The collar 47 is screwed to both the ring 46 and the wear ring 49. The pressing mold 11 is fastened in the wear ring 49 in a known manner with axially clampable clamping wedges 53 arranged on a circle. On the opposite side of the Pre3form 11 a similarly designed reinforcing ring 55 is attached, which is fastened with similar clamping wedges 56 on the pressing mold 11 and which carries a cover 57 with a central opening 58.

Die Funktion der beschriebenen Würfalpresse ist wie folgt: Die Abstände der Preßrollen 13, 14 zur Preßform 11 werden mit Hilfe der Mittel 35 auf den gewünschten gleichen Wert eingestellt. In Betrieb treibt das Antriebsrad 43 die Preßform 11 über den Formträger 42 und den Formaufnehmer 50 an. Das Produkt wird durch die zentrale Öffnung 58 eingespeist und durch z.B. aus der CH-PS 316 845 oder der US-PS 2 764 951 bekannte, nicht dargestellte Mittel zu gleichen Teilen den Preßrollen 13, 14 zugeführt. Das Produkt wird zwischen den Preßrollen 13 bzw. 14 und der Preßform 11 eingezogen und durch die Pre3bohrungen 12 ausgepreßt. Die ausgepreßten Stränge werden durch in der Presse fest angeordnete Messer auf die gewünschte Länge zur Bildung von Würfeln (auch Pellets genannt) geschnitten. Wenn die Teilung des Produktstromes zwischen den beiden Preßrollen 13, 14 nicht gleichmäßig ist, wird die eine, z.B. die Preßrolle 14, mehr belastet. Damit wirkt auch auf die Preßform 11 an dieser Stelle eine viel größere Kraft. Dank der großen freien Biegelänge der Welle 24 kann sich aber der Support 21 nach oben verstellen, ohne daß eine zu große Biegungskraft an der Welle 24 entsteht. Der Abstand der Pre3rolle 14 zur Preßform 11 vergrößert sich, und der Abstand der Preßrolle 13 zur Preßform 11 vermindert sich, bis die Preßkräfte auf die Preßrollen 13, 14 gleichmäßig sind, so daß die Belastung der Preßform 11 an den beiden Stellen ungefähr den vorgesehenen Wert erreicht und eine Überbelastung dieser Preßform 11 bei der Preßrolle 14 nicht stattfindet.The function of the cube press described is as follows: The distances between the press rolls 13, 14 and the press mold 11 are set to the desired same value with the aid of the means 35. In operation, the drive wheel 43 drives the press mold 11 via the mold carrier 42 and the mold receiver 50. The product is fed through the central opening 58 and is fed in equal parts to the press rollers 13, 14 by means, not shown, for example from CH-PS 316 845 or US Pat. No. 2,764,951. The product is drawn in between the press rollers 13 and 14 and the mold 11 and pressed out through the pre-bores 12. The extruded strands are brought to the desired position by knives firmly arranged in the press Cut length to form cubes (also called pellets). If the division of the product flow between the two press rollers 13, 14 is not uniform, the one, for example the press roller 14, is loaded more. This means that a much greater force also acts on the mold 11 at this point. Thanks to the large free bending length of the shaft 24, the support 21 can be adjusted upward without the bending force being too great on the shaft 24. The distance between the press roller 14 and the die 11 increases, and the distance between the press roller 13 and the die 11 decreases until the pressing forces on the press rollers 13, 14 are uniform, so that the load on the die 11 is approximately the intended value at the two points reached and an overload of this die 11 does not take place with the press roller 14.

Weil die Welle 24 den Support 21 und die Preßrollen 13, 14 tragen muß, ist es angezeigt, ihre Elastizität nicht zu übertreiben. Eine günstige Auslegung erreicht man, wenn bei horizontaler Anordnung der Welle die durch Biegung verursachte Auslenkung durch das Eigengewicht der Welle mit Preßrollen von 0,00015 bis 0,005 des Innendurchmessers der Preßform beträgt, vorzugsweise 0,0003 bis 0,001, insbesondere 0,0005. Bei einer Preßform mit einem Innendurchmesser von 660 mm hat die Welle z.B. einen Durchmesser von 140 mm, während die freie Länge vom axialen Sitz in der Nähe des Bundes 31 bis zum Support 21 für die Preßrollen 13, 14 ca. 700 mm beträgt. Die Welle ist dann so dimensioniert, daß diese Auslenkung 0,3 mm betragen kann. Dies entspricht einem Bruchteil von 0,00045 des Innendurchmessers der Preßform.Because the shaft 24 must support the support 21 and the press rollers 13, 14, it is advisable not to overdo their elasticity. A favorable design is achieved if, with a horizontal arrangement of the shaft, the deflection caused by bending due to the weight of the shaft with press rollers is from 0.00015 to 0.005 of the inside diameter of the press mold, preferably 0.0003 to 0.001, in particular 0.0005. With a press mold with an inner diameter of 660 mm, the shaft has e.g. a diameter of 140 mm, while the free length from the axial seat near the collar 31 to the support 21 for the press rollers 13, 14 is approximately 700 mm. The shaft is then dimensioned so that this deflection can be 0.3 mm. This corresponds to a fraction of 0.00045 of the inside diameter of the mold.

Es ist möglich, durch konstruktive Maßnahmen die Elastizität der Welle 24 zu vergrößern, z.B. wenn man die Bünde 31, 32 durch Gelenklager ersetzt. Damit wird die Länge der Biegungslinie eigentlich verlängert.It is possible to increase the elasticity of the shaft 24 by means of design measures, for example if the Frets 31, 32 replaced by spherical bearings. This actually extends the length of the bend line.

Der Ringe 46 des Formträgers 42 wird mit Vorteil so ausgelegt, daß seine Dicke von 0,02 bis 0,005 des Innendurchmessers der Preßform 11 beträgt, insbesondere 0,UDS.The rings 46 of the mold carrier 42 are advantageously designed such that their thickness is from 0.02 to 0.005 of the inside diameter of the mold 11, in particular 0, UDS.

Bei einem inneren Durchmesser der Preßform 11 von 660 mm ist z.B. die Dicke des Ringes 46 mit 3 mm gewählt worden, während seine Länge ca. 300 mm beträgt. Bei solchen Abmessungen bietet der Ring 46 fast keinen Widerstand gegen das Ovalisieren der Preßform 11, deren Dicke 40 bis 80 mm betragen kann. Dagegen werden der Schleißring 49 (ev. unter Berücksichtigung des Kragens 47) und der Verstärkungsring 55 mit einem Widerstand gegen das Ovalisieren ausgelegt, der jeweils die gleiche Größenordnung hat wie derjenige der Pre3form 11 selber. Damit wird die besonders schädliche ungleichmäßige Verformung der Preßform 11 entlang ihrer Breite vermieden.With an inner diameter of the mold 11 of 660 mm, e.g. the thickness of the ring 46 has been chosen to be 3 mm, while its length is approximately 300 mm. With such dimensions, the ring 46 offers almost no resistance to ovalizing the die 11, the thickness of which can be 40 to 80 mm. In contrast, the wear ring 49 (possibly taking into account the collar 47) and the reinforcement ring 55 are designed with a resistance to ovalization, which has the same order of magnitude as that of the Pre3form 11 itself. This avoids the particularly harmful uneven deformation of the mold 11 along its width.

Claims

1. cube press, in particular feed cube press with a shaft, which carries anen support for two or more press rolls, which are arranged within an annular press mold, and with a mold carrier for the press mold, which is arranged to be rotatable about the shaft, characterized in that that the shaft (24) and / or the mold carrier (42) is or are at least partially elastic in order to allow a uniform loading or deformation of the mold (11).

2. Vürfelpresse according to claim 1, characterized in that with a horizontal arrangement of the shaft (24), the deflection caused by bending by the weight of the shaft (24) with press rollers (13, 14) from 0.00015 to 0.005 of the inner diameter of the mold (11) is preferably 0.0003 to 0.001, especially 0.0005.

3. Cube press according to one of claims 1 or 2, characterized in that the shaft (24) is cantilevered in the stand (23) of the machine and the mold carrier (42) is mounted on the stand (23).

4. Cube press according to claim 3, characterized in that on the stand (23) a self-supporting tube piece (37) is attached, which surrounds part of the shaft (24) at a distance and carries the bearings (39, 40) of the mold carrier (42) , so that viewed along the axis of the machine, this pipe section (37) between the clamping point (31, 32, 33) of the shaft (24) in the stand (23) on the one hand and the press mold (11) on the other.

5. Cube press according to claim 4, characterized in that the clamping of the shaft (24) in the stand (23) via two spherical bearings.

6. Cube press according to one of the preceding claims, characterized in that the mold carrier (42) around its bearings (39, 40) has a hub (41) with the mold receiver (50) by an elongated, thin, preferably cylindrical ring ( 46) is connected.

7. Cube press according to claim 6, characterized in that the thickness of the ring (46) is from 0.02 to 0.005 of the inner diameter of the mold (11), in particular 0.005.

8. Cube press according to one of claims 6 and 7, characterized in that in a known manner, the shape sensor (50) as a wear ring (49), preferably with arranged on a circle clamping wedges (53) for fastening the mold (11) is.

9. Cube press according to claim 8, characterized in that a similarly designed reinforcing ring (55) is provided on the opposite side of the press mold (11), which is preferably fastened to the press mold (11) with similar clamping wedges (56), and at most carries a cover (57) for the mold.

10. Cube press according to claim 9, characterized in that both the wear ring (49) and the reinforcing ring (55) have a resistance to ovalizing, which has the same order of magnitude as that of the press mold (11) itself.