AT526792B1 - Vorrichtung zum Herstellen von Pellets - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Herstellen von Pellets weist einen Maschinenrahmen (1), einen darin gelagerten, hohlen Außenzylinder (2) mit einer ersten Drehachse (5) und einen im Außenzylinder (2) angeordneten Innenzylinder (3) mit einer zweiten Drehachse (6) auf, wobei zwischen einer Innenfläche des Außenzylinders (2) und einer Außenfläche des Innenzylinders (3) ein keilförmiger Spalt (4) gebildet ist, wobei der Außenzylinder (3) und/oder der Innenzylinder (3) radiale Löcher (16) zum Durchpressen von Material aufweist, und wobei beidseitig neben dem Innenzylinder (3) jeweils ein Schwenkarm (7) angeordnet ist, an denen der Innenzylinder (3) drehbar gelagert ist. Jeder Schwenkarm (7) ist an einem Schwenklager mit einer Schwenkachse (10) am Maschinenrahmen (1) gelagert und mit wenigstens zwei Antrieben (11a, 11b, 11c) um das Schwenklager (10) verschwenkbar.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Pellets, mit einem Maschinenrahmen, einem darin gelagerten, hohlen Außenzylinder mit einer ersten Drehachse und einem im Außenzylinder angeordneten Innenzylinder mit einer zweiten Drehachse, wobei zwischen einer Innenfläche des Außenzylinders und einer Außenfläche des Innenzylinders ein keilförmiger Spalt gebildet ist, wobei der Außenzylinder und/oder der Innenzylinder radiale Löcher zum Durchpressen von Material aufweist, und wobei beidseitig neben dem Innenzylinder jeweils ein Schwenkarm angeordnet ist, an dem der Innenzylinder drehbar gelagert ist, wobei jeder Schwenkarm an einem Schwenklager mit einer Schwenkachse am Maschinenrahmen gelagert ist.

[0002] Eine derartige Vorrichtung ist aus der WO 2018/104457 A1 und der AT 516 796 A bekannt.

[0003] Das Pressen von zerkleinertem Material in Pellets-Form, das auch als Pelletieren bezeichnet wird, bietet zahlreiche Vorteile, wie beispielsweise eine erhöhte Schüttdichte, eine standardisierte Materialgröße und eine Vermeidung von Entmischung verschiedener Ausgangsmaterialien. In der Aufbereitung von Brennstoff, Futter oder Einstreu haben Pellets aus zerkleinerter Biomasse, z.B. Holzpellets, Strohpellets oder Restwertpellets, in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung gewonnen und nehmen heutzutage einen wichtigen Platz ein.

[0004] Da das zu pressende Material, insbesondere zerkleinerte Biomasse, eine sehr unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen kann, insbesondere was Materialeigenschaften und Größe des zerkleinerten Materials betrifft, ist es von Vorteil, die Presskraft an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen zu können. Bei manchen Materialien, die nur schwer zu pelletieren sind und daher hohe Presskräfte erfordern, kann es zu einer hohen mechanischen Belastung und damit zu mechanischen Verformungen der Vorrichtung kommen, die nicht nur zu einer rascheren Materialermüdung, sondern auch zu erhöhtem Verschleiß der Vorrichtung führen.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die insbesondere für höhere Belastungen besser angepasst ist.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.

[0007] Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0008] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mit jedem Schwenkarm wenigstens zwei Antriebe verbunden sind, mit denen der jeweilige Schwenkarm um das Schwenklager verschwenkbar ist. Damit kann die Krafteinleitung der Antriebe nicht nur besser auf die Schwenkarme verteilt werden, sondern es ist auch möglich, höhere Presskräfte für schwer zu pelletierende Materialien zu erzeugen.

[0009] Besonders bevorzugt ist bei der Erfindung, wenn mit jedem Schwenkarm drei Antriebe verbunden sind, weil damit die erwähnten Vorteile noch besser zum Tragen kommen. Bei Bedarf können auch mehr als drei Antriebe zum Einsatz kommen.

[0010] Bei der Erfindung sind alle Antriebe an einer Seite des Schwenkarmes angeordnet sind. Sie können in diesem Fall nebeneinander liegen und sowohl der Maschinenrahmen als auch die Schwenkarme können vorzugsweise nur in diesem Bereich verstärkt ausgeführt werden.

[0011] Jeder Antrieb kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Kraft, vorzugsweise eine Zugkraft, entlang eines Kraftvektors erzeugen.

[0012] In diesem Zusammenhang ist es bei der Erfindung weiters bevorzugt, wenn die Kraftvektoren der Antriebe parallel nebeneinander liegen. Dies führt zu einer einheitlichen und hinsichtlich der Lage des Innenzylinders mit Bezug zum Außenzylinder optimalen Krafteileitung in die Schwenkarme.

[0013] Bei der Erfindung ist weiters bevorzugt, wenn die Kraftvektoren aller Antriebe auf der von der Schwenkachse abgewandten Seite der Drehachse des Innenzylinders liegen. Auch wenn

dies nicht unbedingt so sein muss, ist es dennoch vorteilhaft, weil damit bei allen Antrieben ein längerer Hebelarm als der Hebelarm der Drehachse des Innenzylinders vorhanden ist, was hinsichtlich der Kräfteverhältnisse vorteilhaft ist.

[0014] Weiters ist bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Schwenkachse der Schwenklager und die Angriffspunkte der Antriebe an den Schwenkarmen im Wesentlichen auf einer Linie liegen, und dass die Kraftvektoren im Wesentlichen im rechten Winkel zu dieser Linie ausgerichtet sind. Auch dies führt zu einer optimalen Einleitung der von den Antrieben erzeugten Kräfte in die Schwenkarme und auf den Innenzylinder.

[0015] Bevorzugt sind die Antriebe bei der Erfindung Hydraulikzylinder, da mit diesen auf bewährte Weise hohe Kräfte erzeugt werden können. Andere Antriebsformen, beispielsweise Spindelantriebe, sind aber ebenso denkbar.

[0016] Im Rahmen der Erfindung ist eine Ausführungsform besonders bevorzugt, bei der jeder Schwenkarm mittels einer Exzenterwelle im Schwenklager gelagert ist. Damit kann der Abstand der Drehachsen des Außen- und Innenzylinders und damit die Spaltweite sehr präzise verkleinert oder vergrößert und bei Bedarf und je nach Lage der Exzenterwelle auch quer zu den Kraftvektoren eingestellt werden.

[0017] In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform weist die Exzenterwelle an beiden Enden einen ersten Abschnitt mit einer ersten Achse und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Achse auf. Die zweite Achse ist zur ersten Achse parallel, d.h. sie hat zu dieser einen Abstand, wodurch der zweite Abschnitt exzentrisch zum ersten Abschnitt ist. Die Exzenterwelle ist mit dem ersten Abschnitt im Maschinenrahmen und mit dem zweiten Abschnitt im jeweiligen Schwenkarm drehbar gelagert. Durch Verdrehen der Exzenterwelle kann somit die Lage des Innenzylinders im Außenzylinder eingestellt werden.

[0018] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Innenzylinder hohl ausgeführt ist und im Wesentlichen radial ausgerichtete Löcher aufweist.

[0019] Vorzugsweise wird der Innenzylinder über ein Getriebe von einem Antrieb angetrieben und das Material, insbesondere die zerkleinerte Biomasse, wird in den sich keilförmig verjüngenden Spalt eingebracht und durch die Löcher in einen Innenraum des Innenzylinders und aus dem Außenzylinder hinaus gepresst. Das Material wird dadurch komprimiert und in die Form von Pellets gebracht.

[0020] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, den Schutzbereich nicht beschränkender, Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt:

[0021] Fig. 1 eine grob schematische, isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

[0022] Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 1, [0023] Fig. 3 eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, und [0024] Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 3.

[0025] In den Zeichnungen sind Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen dargestellt, die aber nur beispielhaft sind, und, abgesehen von den erfindungsgemäßen Merkmalen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezüglich vieler Komponenten auch anders ausgeführt sein können, ohne dass dies im Folgenden einer besonderen Erwähnung bedarf. Insbesondere können in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beschriebene Komponenten und Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden, auch ohne dass dies in jedem möglichen Fall ausdrücklich erwähnt wird.

[0026] Die Fig. 1 und 2 zeigen grob schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Pellets, insbesondere aus zerkleinerter Biomasse, in einer isometrische Ansicht und im Aufriss.

[0027] In einem Maschinenrahmen 1 ist ein hohler Außenzylinder 2 drehbar gelagert und im hohlen Außenzylinder 2 ist ein hohler Innenzylinder 3 angeordnet. Zwischen einer Innenfläche des Außenzylinders 2 und einer Außenfläche des Innenzylinders 3 ist ein keilförmiger Spalt 4 gebildet.

[0028] Der Außenzylinder 2 weist eine Drehachse 5 und der Innenzylinder eine Drehachse 6 auf, die zueinander parallel liegen.

[0029] Zu beiden Seiten des Außenzylinders 2 und des Innenzylinders 3 sind Schwenkarme 7 am Maschinenrahmen 1 beweglich gelagert. Die Drehachse 6 des Innenzylinders 3 liegt etwa in einem oberen Mittelbereich der Schwenkarme 7.

[0030] Jeder Schwenkarm 7 weist zwei Enden 8 und 9 auf. Ein Ende 8 der Schwenkarme 7 ist um ein Schwenklager am Maschinenrahmen 1 gelagert, wobei die Schwenklager eine gemeinsame Schwenkachse 10 aufweisen.

[0031] Zum anderen Ende 9 jedes Schwenkarmes 7 hin sind in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung jeweils drei Antriebe 11a, 11b, 11c in Form von Hydraulikzylindern angeordnet, die mit einem Ende, vorzugsweise dem Zylinder 12a, 12b, 12c, am Maschinenrahmen 1 und mit dem anderen Ende, vorzugsweise der Kolbenstange 13a, 13b, 13c, am jeweiligen Schwenkarm 5 gelagert sind.

[0032] Die Kraft, die die Antriebe 11a, 11b, 11c auf den jeweiligen Schwenkarm 7 aufbringen, haben Kraftvektoren 14a, 14b, 14c, die vorzugsweise (aber nicht zwingend) parallel zueinander liegen und auf der von der Schwenkachse 10 abgewandten Seite an der Drehachse 6 vorbei führen.

[0033] In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung liegen die Angriffspunkte, genauer gesagt die Lagerachsen 15a, 15b, 15c, mit denen die Kolbenstangen 13a, 13b, 13c am jeweiligen Schwenkarm 7 gelagert sind, in einer Linie 16, wogegen die Schwenkachse 10 der Schwenkarme 7 einen Abstand von dieser Linie 16 hat.

[0034] Bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 3 und 4 liegt auch die Schwenkachse 10 auf dieser Linie 16.

[0035] Die Kraftvektoren 14a, 14b, 14c liegen vorzugsweise im rechten Winkel zu der Linie 16.

[0036] Diese Konfiguration weist den Vorteil auf, dass eine optimale Krafteinleitung aller Komponenten und ein optimaler Lauf bzw. eine optimale Positionierung des Innenzylinders 3 im AuBenzylinder 2 ermöglicht wird.

[0037] Ein Abstand einer oder mehrerer der Achsen 10, 15a, 15b, 15c von der Linie 16 und eine Abweichung des Winkels zwischen der Linie 16 und den Kraftvektoren 14a, 14b, 14c ist aber auch möglich, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen und erhebliche Nachteile im Vergleich zur optimalen Lösung in Kauf nehmen zu müssen.

[0038] Alle Antriebe 11a, 11b, 11c liegen in beiden Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 auf einer Seite (in den Zeichnungen der Unterseite) der Schwenkarme 7. Gleichermaßen ist es auch möglich, dass wenigstens einer der Antriebe, beispielsweise der Antrieb 11a, auf der der Schwenkachse 10 zugewandten Seite der Drehachse 6 des Innenzylinders 3 liegt bzw. der Kraftvektor 14a dieses Antriebes 11a auf der der Schwenkachse 10 zugewandten Seite an der Drehachse 6 vorbei führt.

[0039] Die Schwenkachse 10 kann von einer Exzenterwelle 17 gebildet werden, um die Position der Schwenkarme 7 und damit die Position des Innenzylinders 3 innerhalb des Außenzylinders 2 einstellen zu können. Damit kann auch die Lage und Größe des Spaltes 4 beeinflusst werden.

[0040] Wie in Fig. 4 ersichtlich, weist die Exzenterwelle 17 zwei parallele Achsen 18, 19 auf, wobei die Exzenterwelle 17 an beiden Enden mit einem ersten Abschnitt, der die Achse 18 definiert, im Maschinenrahmen, und mit einem zweiten Abschnitt der die Achse 19 definiert, in den Schwenkarmen 7 gelagert ist.

[0041] Durch Verdrehen der Exzenterwelle 17, entweder manuell oder mit Hilfe eines Antriebes,

beispielsweise eines Drehstrommotors, werden die Enden 8 der Schwenkarme 7 angehoben 0der abgesenkt und gleichzeitig seitlich verschoben. Durch die Hydraulikzylinder 12a, 12b, 12c und die dadurch gebildeten, jeweils zwei Freiheitsgrade aufweisenden Verbindungen zwischen den Schwenkarmen 7 und dem Maschinenrahmen 1 sind die Schwenkarme 7 in der Lage, die mit dem Verdrehen der Exzenterwelle 17 einhergehenden Verschiebungen auszuführen.

[0042] Der Außenzylinder 2 ist über Wälzlager beidseitig im Maschinenrahmen 1 gelagert und der Innenzylinder 3 ist jeweils über ein Wälzlager in den Schwenkarmen 5 drehbar gelagert.

[0043] Der wie vorstehend beschrieben verstellbare, keilförmige Spalt 4 weist etwa im oberen Mittelbereich eine maximale und im unteren Mittelbereich eine minimale Breite auf. Auch wenn dies bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung eine optimale Position des Spaltes 4 ist, können der minimale und maximale Spaltbereich auch um mehrere Grade in die eine oder andere Richtung um die Achse 5 gedreht sein.

[0044] Der Drehantrieb des Innenzylinders 3 kann wie in der WO 2018/104457 A1 dargestellt und beschrieben ausgeführt sein und eine Kupplung aufweisen, die den Innenzylinder 3 mit einem Getriebe 20 verbindet, das beispielsweise ein Planetengetriebe sein kann. Das Getriebe kann über eine weitere Kupplung mit einer Antriebswelle, z.B. einer Kardanwelle, verbunden sein, die von einem Hauptantrieb angetrieben wird, wodurch der Innenzylinder 3 in Rotation versetzt wird. Der Außenzylinder 2 rotiert aufgrund der Reibungskräfte, die zwischen den Zylindern 2, 3 und dem dazwischen zusammengepressten Material entstehen, in dieselbe Richtung wie der Innenzylinder 3.

[0045] Das Material wird im oberen Bereich des keilförmigen Spaltes 4, durch eine Einfüllöffnung 20 zwischen die Zylinder 2, 3 eingebracht und durch die Rotation derselben zum unteren Bereich des Spaltes 4 in den Bereich der minimalen Breite bewegt.

[0046] Sowohl der Außenzylinder 2 als auch der Innenzylinder 3 können im Wesentlichen radial ausgerichtete Löcher aufweisen, durch welche das Material, insbesondere zerkleinerte Biomasse, bei rotierendem Innenzylinder 3 und Außenzylinder 2 im Bereich der minimalen Breite des Spaltes 4 gepresst und zu Pellets geformt wird.

[0047] Die vom Außenzylinder 2 gebildeten Pellets fallen unten aus der Vorrichtung heraus, beispielsweise direkt in einen Auffangbehälter oder auf ein Fördersystem. Die vom Innenzylinder 2 gebildeten Pellets sammeln sich im Inneren des Innenzylinders 2 und können, da der Innenzylinder 2 zu einer Seite hin offen sein kann, seitlich aus der Vorrichtung herausfallen bzw. entnommen werden.

BEZUGSZEICHENLISTE:

10 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16 17 18 19 20

Maschinenrahmen Außenzylinder Innenzylinder

Spalt

Drehachse Drehachse Schwenkarme

Ende

Ende

Schwenkachse

11b, 11c Antriebe

12b, 12c Zylinder

13b, 13c Kolbenstangen 14b, 14c Kraftvektoren 15b, 15c Lagerachsen Linie

Exzenterwelle

Achse

Achse

Einfüllöffnung

AT 526 792 B1 2024-07-15

Claims (12)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Herstellen von Pellets, mit einem Maschinenrahmen (1), einem darin gelagerten, hohlen Außenzylinder (2) mit einer ersten Drehachse (5) und einem im Außenzylinder (2) angeordneten Innenzylinder (3) mit einer zweiten Drehachse (6), wobei zwischen einer Innenfläche des Außenzylinders (2) und einer Außenfläche des Innenzylinders (3) ein keilförmiger Spalt (4) gebildet ist, wobei der Außenzylinder (3) und/oder der Innenzylinder (3) radiale Löcher zum Durchpressen von Material aufweist, wobei beidseitig neben dem Innenzylinder (3) jeweils ein Schwenkarm (7) angeordnet ist, an dem der Innenzylinder (3) drehbar gelagert ist, wobei jeder Schwenkarm (7) an einem Schwenklager mit einer Schwenkachse (10) am Maschinenrahmen (1) gelagert ist, und wobei jeder Schwenkarm (7) mittels eines Antriebes (11a, 11b, 11c) um das Schwenklager verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit jedem Schwenkarm (7) wenigstens zwei Antriebe (11a, 11b, 11c) verbunden sind, mit denen der jeweilige Schwenkarm (7) um das Schwenklager verschwenkbar ist, und dass alle Antriebe (11a, 11b, 11c) an einer Seite des jeweiligen Schwenkarmes (7) angeordnet sind.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit jedem Schwenkarm (7) drei oder mehr als drei Antriebe (11a, 11b, 11c) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft jedes Antriebs (11a, 11b, 11c) entlang eines Kraftvektors (14a, 14b, 14c) wirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftvektoren (14a, 14b, 14c) der Antriebe (11a, 11b, 11c) parallel nebeneinander liegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (11a, 11b, 11c) Hydraulikzylinder sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftvektoren (14a, 14b, 14c) aller Antriebe (11a, 11b, 11c) auf der von der Schwenkachse (10) abgewandten Seite der Drehachse (6) des Innenzylinders (3) liegen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schwenkachsen (10) der Schwenklager und die Angriffspunkte der Antriebe (11a, 11b, 11c) an den Schwenkarmen (7) im Wesentlichen auf einer Linie (16) liegen, und dass die Kraftvektoren (14a, 14b, 14c) im Wesentlichen im rechten Winkel zu dieser Linie (16) ausgerichtet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schwenkarm (7) mittels einer Exzenterwelle (17) im Schwenklager gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterwelle (17) an beiden Enden einen ersten Abschnitt mit einer ersten Achse (18) und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Achse (19) aufweist, dass die erste Achse (18) zur zweiten Achse (19) parallel ist, und dass die Exzenterwelle (17) mit dem ersten Abschnitt im Maschinenrahmen (1) und mit dem zweiten Abschnitt im jeweiligen Schwenkarm (7) drehbar gelagert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenzylinder (3) über Lager, insbesondere Wälzlager, vorzugsweise Pendelrollenlager, an den Schwenkarmen (7) gelagert ist und/oder dass der Außenzylinder (2) beidseitig über Lager, insbesondere Wälzlager, vorzugsweise Pendelrollenlager, am Maschinenrahmen (1) gelagert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenzylinder (3) hohl ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenzylinder (3) an wenigstens einer Seite über ein Getriebe mit einem Hauptantrieb verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen