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Dokumentenidentifikation DE102004052084A1 28.12.2006
Titel Walzwerk
Anmelder Bühler AG, Uzwil, CH
Erfinder Resch, Heinz, Flawil, CH;
Almer, Walter, Oberuzwil, CH
Vertreter Frommhold, J., Dr.-Ing., Pat.-Ass., 38114 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 26.10.2004
DE-Aktenzeichen 102004052084
Offenlegungstag 28.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2006
IPC-Hauptklasse B02C 4/36(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B21B 37/62(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Walzwerk zur Zerkleinerung und Homogenisierung viskoser Massen, insbesondere zur Zerkleinerung und gleichmäßigen Verteilung in einem Bindemittel suspendierter Feststoffpartikel. Das Walzwerk besitzt mindestens zwei um ihre Längsachsen drehbar gelagerten Walzen (1, 2, 3), wobei die Drehachse einer ersten Walze (2) ortsfest gelagert ist und die Drehachse einer zweiten Walze (1, 3) bewegbar gelagert ist, sowie mindestens eine Pressvorrichtung (4, 5) zum Pressen mindestens einer Walze (1, 3) gegen die andere Walze (2). Die Walzenpressung erfolgt mittels einer mechanisch-pneumatischen Pressvorrichtung (4, 5), die einen Kraftwandler (6) sowie einen Pneumatikantrieb (7) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Walzwerk, insbesondere ein Dreiwalzwerk, zur Zerkleinerung und Homogenisierung viskoser Massen, insbesondere zur Zerkleinerung und gleichmässigen Verteilung in einem Bindemittel suspendierter Feststoffpartikel. Ein derartiges Walzwerk weist mindestens zwei um ihre Längsachsen drehbar gelagerte Walzen auf, wobei die Drehachse der ersten Walze ortsfest gelagert ist und die Drehachse einer zweiten Walze bewegbar gelagert ist. Mit mindestens einer Pressvorrichtung erfolgt eine Pressung mindestens einer Walze gegen die andere.

Bekannte Vorrichtungen zur Walzenpressung sind Spindelantriebe oder hydraulische Pressvorrichtungen. Ein Walzwerk mit hydraulischer Walzenpressung ist aus der EP 0 151 997 B1 bekannt.

Spindelantriebe, insbesondere wenn sie nicht manuell, sondern automatisch sein sollen, stellen eine kostspielige und voluminöse Form der Walzenpressung dar.

Hydraulikantriebe stellen zwar eine relativ kompakte Form der Walzenpressung dar, doch kommt es beim Betrieb immer wieder zu Hygieneproblemen durch austretende Hydraulikflüssigkeit. Dies stellt insbesondere bei der Verarbeitung von Pasten für kosmetische, pharmazeutische oder nutrazeutische Anwendungen oder für die Verarbeitung pastöser Materialien unter Reinraum-Bedingungen ein Problem dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Walzwerk der eingangs genannten Grundbauart bereitzustellen, das einerseits die Nachteile der Walzenpressung mittels Spindelantrieben und andererseits die Nachteile der Walzenpressung mittels Hydraulikantrieben vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Walzwerk dadurch gelöst, dass als Pressvorrichtung zur Walzenpressung eine mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung verwendet wird. Dies stellt eine kostengünstige und den Hygieneanforderungen gerecht werdende Lösung dar.

Vorzugsweise besitzt die mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung einen auf ein bewegliches Achslager der bewegbaren Walze(n) einwirkenden Kraftwandler und einen auf den Kraftwandler einwirkenden Pneumatikantrieb. Diese Kombination aus Pneumatikantrieb und Kraftwandler ist besonders kostengünstig. Der Kraftwandler verstärkt die durch den Pneumatikantrieb erzeugte Stellkraft. So lassen sich die für die Walzenpressung notwendigen hohen Drücke ohne weiteres mit dem Pneumatikantrieb aufbringen. Gleichzeitig verringert der Kraftwandler den durch den Pneumatikantrieb zurückgelegten Weg, so dass bei der Walzenpressung ein viel kleinerer Weg als am Pneumatikantrieb zurückgelegt wird. Somit kann bei einer vorgegebenen Genauigkeit der Einstellung des Pneumatikantriebs eine gegenüber dieser weitaus höhere Genauigkeit bei der Spalteinstellung erreicht werden. Man erhält somit eine hohe Positionierungsgenauigkeit der bewegbaren Walze(n) mit relativ kostengünstigen Mitteln.

Zweckmässigerweise besitzt die auf die bewegbare Walze einwirkende Pressvorrichtung einerseits einen auf ein erstes bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze einwirkenden ersten Kraftwandler und einen auf den ersten Kraftwandler einwirkenden ersten Pneumatikantrieb sowie andererseits einen auf ein zweites bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze einwirkenden zweiten Kraftwandler und einen auf den zweiten Kraftwandler einwirkenden zweiten Pneumatikantrieb. Dadurch lässt sich eine Pressung der mindestens einen bewegbar gelagerten Walze an ihren beiden Endpunkten erzielen. Dies erleichtert eine Korrektur der Walzenpressung bei unsymmetrischer Abnutzung der Walzen.

Alternativ kann die Pressvorrichtung einen Kraftwandler und einen auf den Kraftwandler einwirkenden Pneumatikantrieb aufweisen, wobei der Kraftwandler auf eine Gabelvorrichtung mit zwei Gabelenden einwirkt, wobei das erste Gabelende auf ein erstes bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze einwirkt und das zweite Gabelende auf ein zweites bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze einwirkt. Dadurch wird eine Pressung der mindestens einen bewegbar gelagerten Walze unter Verwendung nur einer Pressvorrichtung für diese Walze ermöglicht.

Als Kraftwandler können eine Hebelvorrichtung, insbesondere ein Kniehebel oder ein Exzenter sowie Kombinationen aus Hebel und Exzenter verwendet werden. Alternativ können auch rein pneumatisch arbeitende Kraftwandler verwendet werden, die z.B. einen grossen Kolben und einen kleinen Kolben aufweisen, die miteinander kommunizieren, oder es kann ein Getriebe als Kraftwandler verwendet werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemässen Walzwerk um ein sog. "Dreiwalzwerk" mit drei parallel aneinanderliegenden Walzen. Die Drehachse der mittleren Walze ist dabei ortsfest gelagert, während die Drehachse der vorderen Walze bzw. Aufgabewalze und die Drehachse der hinteren Walze bzw. Abnahmewalze bewegbar gelagert sind. Hierfür besitzt es eine vordere mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung zum Pressen der vorderen Walze gegen die mittlere Walze sowie eine hintere mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung zum Pressen der hinteren Walze gegen die mittlere Walze. Somit stehen zwei Walzenspalte zur Verfügung. Durch Einstellen des Spaltabstands, der Differenzgeschwindigkeit und des Drucks im jeweiligen Spalt lassen sich für die beiden Walzenspalte somit die Betriebsbedingungen unabhängig einstellen. Die hintere Walze bzw. die für die Produktabnahme bestimmte Abnahmewalze hat eine kürzere axiale Prozesslänge als die mittlere Walze und ist bezüglich der mittleren Walze axial derart angeordnet, dass die Enden der Prozesslänge der mittleren Walze über die Enden der Prozesslänge der hinteren Walze bzw. Abnahmewalze beiderseits axial hinausragen. Dies hat den Vorteil, dass beim Betrieb des Dreiwalzwerks für die Produkt-Zerkleinerung ungeriebenes oder nur unzulänglich geriebenes, d.h. zu grobes Produkt von der mittleren Walze nicht auf die hintere Walze bzw. Abnahmewalze gelangt. Durch diese Massnahme lässt sich daher eine Verbesserung der Produktqualität, d.h. eine einheitlichere Produkt-Feinheit erzielen.

Vorzugsweise sind die Walzenoberflächen bzw. Prozessflächen aus einem metallfreien Keramikmaterial gebildet, wobei die Walzen vorzugsweise einen auf einen hohlen Metallzylinder aufgepassten Keramikzylinder aufweisen. Dadurch wird jegliche metallische Verunreinigung des Produktes während seiner Zerkleinerung aufgrund von Walzenabrieb ausgeschlossen. Dies ist besonders wichtig bei der Verarbeitung von Pasten für Anwendungen in der Elektronik und für die Herstellung von Isolatorkörpern auf Basis von Feinkeramik.

Zweckmässigerweise werden die Walzen von innen gekühlt. Dies ist z.B. bei der Verarbeitung organischer Pigmente, insbesondere bei einigen Gelbpigmenten wichtig.

Vorzugsweise sind bei dem Walzwerk bzw. Dreiwalzwerk eine erste Ebene, welche durch die Drehachse der vorderen Walze bzw. Aufgabewalze und durch die Drehachse der mittleren Walze definiert ist, und eine zweite Ebene, welche durch die Drehachse der mittleren Walze und durch die Drehachse der hinteren Walze bzw. Abnahmewalze definiert ist, um einen Winkel zwischen 0° und 60° zueinander geneigt, wobei insbesondere die erste Ebene horizontal verläuft, während die zweite Ebene schräg nach oben verläuft. Dadurch wird erreicht, dass das als viskose Masse vorliegende Produkt mit den in ihm verteilten Feststoffpartikeln (z.B. Pigmente) während seines Durchlaufs durch das Walzwerk länger gekühlt wird als bei einer Anordnung, bei der die Drehachsen der vorderen, der mittleren und der hinteren Walze in einer Ebene liegen.

Vorzugsweise werden sowohl die vordere Walze als auch die hintere Walze mittels einer mechanisch-pneumatischen Pressvorrichtung gegen die mittlere Walze gepresst. Dies ermöglicht eine Einstellung des vorderen und des hinteren Walzenspalts. Vorzugsweise weist die mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung eine Regelung zur Spalteinstellung auf. Da der Kraftwandler, wie weiter oben erläutert, eine "Kraftübersetzung" und eine "Weguntersetzung" ermöglicht, kann die relativ schwache Kraft einer Pneumatik zum Zwecke der Walzenpressung vervielfältigt werden und gleichzeitig die von der Pneumatik vorgegebene Genauigkeit für die Spalteinstellung stark erhöht werden.

Zweckmässigerweise liegt an der Abnahmewalze ein Abstreifer an, über den die zerkleinerte homogenisierte Masse abgestreift wird, wobei auch der Abstreifer vorzugsweise aus einem metallfreien Material, insbesondere aus einem Keramikmaterial oder aus einem Polymermaterial besteht. Dadurch wird auch jegliche metallische Verunreinigung des Produktes während seiner Abstreifung von der Abnahmewalze aufgrund von Abstreiferabrieb ausgeschlossen.

Vorzugsweise ist zumindest der Einzugsbereich des Walzwerks durch ein Verdeck abgedeckt. Dies verhindert, dass ungewollte Verunreinigungen aus der Fabrikhalle in das Produkt gelangen und umgekehrt auch, dass keine ungewollten flüchtigen Produktbestandteile in die Luft der Fabrikhalle gelangen. Man verbessert somit einerseits die "Produkthygiene" und andererseits die "Arbeitsplatzhygiene".

Vorzugsweise ist der Raum unter dem Verdeck mit einem Gasabzug verbunden. Dadurch können z.B. in Lösungsmittel des Produktes enthaltene flüchtige Substanzen von der Luft einer Fabrikhalle fern gehalten werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung nicht einschränkend aufzufassender Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei:

1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Walzwerks ist;

2 eine Draufsicht auf die Walzen des ersten Ausführungsbeispiels in 1 ist;

3 eine der 1 entsprechende schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels ist; und

4 eine Draufsicht auf die Walzen des zweiten Ausführungsbeispiels in 3 ist.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Walzwerks ist in 1 und in 2 gezeigt. Das hier gezeigte Dreiwalzwerk enthält drei Walzen 1, 2, 3, die parallel zueinander ausgerichtet und alle in einer Ebene E angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Drehachse A1 der vorderen Walze 1, die Drehachse A2 der mittleren Walze 2 und die Drehachse A3 der hinteren Walze 3 parallel zueinander (siehe 2) und liegen allesamt in ein und derselben Ebene E. In der Betriebsstellung werden die vordere Walze 1 und die hintere Walze 3 mittels einer vorderen Pressvorrichtung 4 bzw. mittels einer hinteren Pressvorrichtung 5 jeweils gegen die mittlere Walze 2 gepresst, deren Drehachse A2 ortsfest gelagert ist. Die vordere Walze 1 und die hintere Walze 3 sind beweglich gelagert, d.h. ihre Drehachsen A1 bzw. A3 können um eine Schwenkachse D3 verschwenkt werden. Die Mantelflächen der Walzen 1, 2, 3 stellen jeweils die Walzen-Prozessfläche S1, S2, S3 dar, die mit dem zu verarbeitenden Produkt in Berührung kommen. Zwischen der Prozessfläche S1 der vorderen Walze 1 und der Prozessfläche S2 der mittleren Walze 2 entsteht im Betrieb durch das zwischen den gegeneinander gepressten Walzen 1 und 2 hindurchtretende Produkt ein Walzenspalt. Ebenso wird wischen der Prozessfläche S3 der hinteren Walze 3 und der Prozessfläche S2 der mittleren Walze 2 im Betrieb durch das zwischen den gegeneinander gepressten Walzen 2 und 3 hindurchtretende Produkt ein Walzenspalt gebildet.

Die vordere Pressvorrichtung 4 und die hintere Pressvorrichtung 5 weisen jeweils einen Kraftwandler 6 und einen Pneumatikantrieb 7 auf. Bei dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist der Kraftwandler ein Kniehebel 6, der aus einem ersten Hebel 6A und einem zweiten Hebel 6B gebildet ist, während der Pneumatikantrieb 7 durch einen Pneumatikzylinder 7A und einen Pneumatikkolben gebildet ist. Der Kraftfluss der Pressvorrichtungen 4 und 5 geht von dem in dem Pneumatikzylinder 7A gelagerten Pneumatikkolben 7B aus, der über eine Kolbenstange 7B mit dem ersten Hebel 6A an einer Gelenkachse D1 angelenkt ist. Der erste Hebel 6A ist an einer zweiten Gelenkachse D2 an dem zweiten Hebel 6B angelenkt, der wiederum an einer Schwenkachse D3 angelenkt ist und jeweils eine verschwenkbare Aufhängung und Lagerung der vorderen Walze 1 und der hinteren Walze 3 bildet.

Der als Kraftwandler 6 und Walzenaufhängung dienende Kniehebel 6A, 6B bewirkt je nach Dimensionierung und Orientierung der Hebel 6A und 6B eine Steigerung der pneumatischen Kraft des Pneumatikantriebs 7 um einen Faktor von etwa 20 bis 50, wobei diese vergrösserte Kraft zur Walzenpressung verwendet wird. Dadurch wird eine ausreichend starke Walzenpressung auch mit einem Pneumatikantrieb 7 ermöglicht. Andererseits bewirkt dieser Kraftwandler 6 eine Verringerung des durch den Pneumatikantrieb 7 zurückgelegten Hubes um einen Faktor von etwa 1/50 bis 1/20, wobei dieser verkleinerte Hub zur Spalteinstellung verwendet wird.

Die Walzen 1, 2 und 3 werden durch (nicht gezeigte) Übertriebe oder Getriebe durch den Motor M angetrieben. Der Walzenblock 1, 2, 3 und der Motorblock M sind von einem Gehäuse G umgeben.

2 ist eine Draufsicht auf die Walzen 1, 2, 3 des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Walzwerks. Man sieht, dass die vordere Walze bzw. Aufgabewalze 1 und die mittlere Walze 2 beide dieselbe Prozesslänge L1 = L2 haben, während die hintere Walze bzw. Abnahmewalze 3 eine deutlich kürzere Prozesslänge L3 < L2 hat. Die hintere Walze 3 ist bezüglich der mittleren Walze 2 axial derart angeordnet, dass die Enden der Prozesslänge L2 der mittleren Walze 2 über die Enden der Prozesslänge L3 der hinteren Walze 3 beiderseits axial hinausragen. Dadurch wird gewährleistet, dass beim Betrieb des Dreiwalzwerks ungeriebenes oder nur unzulänglich geriebenes Produkt von der mittleren Walze 2 nicht auf die hintere Walze 3 gelangt, wodurch sich eine deutliche Verbesserung der Produktqualität erzielen lässt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Walzwerks ist in 3 und in 4 gezeigt.

Sämtliche in 3 und 4 gezeigte Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels, die mit den in 1 und in 2 gezeigten Elementen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind oder ihnen entsprechen, tragen die um einen Strich ergänzten Bezugszeichen des entsprechenden Elements aus 1 oder 2. Die Erklärung der Funktion dieser Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels wird hier nicht wiederholt. Ausserdem sind die vordere Pressvorrichtung 4' und die hintere Pressvorrichtung 5' mit ihrem jeweiligen Kraftwandler 6' und Pneumatikantrieb 7' nur schematisch angedeutet.

Die anderen Bezugszeichen in 3 und in 4, die von dem ersten Ausführungsbeispiel abweichende Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels zeigen, weisen keinen Strich auf. Ihre Funktion und Bedeutung wird im folgenden erläutert.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel (1 und 2) und dem zweiten Ausführungsbeispiel (3 und 4) besteht darin, dass das hier gezeigte Dreiwalzwerk drei Walzen 1', 2', 3' enthält, die zwar parallel zueinander ausgerichtet sind, aber nicht alle in ein und derselben Ebene angeordnet sind. Vielmehr sind die Drehachse A1' der vorderen Walze 1' und die Drehachse A2' der mittleren Walze 2' in einer ersten Ebene E1 angeordnet, während die Drehachse A3' der hinteren Walze 3' und die Drehachse A2' der mittleren Walze 2' in einer zweiten Ebene E2 angeordnet sind, die zur ersten Ebene E1 einen Winkel &ggr; von etwa 45° bildet. Diese Anordnung der drei Walzen 1', 2', 3' ermöglicht, dass das als viskose Masse vorliegende Produkt mit den in ihm verteilten Feststoffpartikeln (z.B. Pigmente) während seines Durchlaufs durch das Walzwerk länger und somit stärker gekühlt werden kann als bei einer Anordnung, bei der die Drehachsen der vorderen, der mittleren und der hinteren Walze in einer Ebene liegen.

4 ist eine Draufsicht auf die Walzen 1', 2', 3' des in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Walzwerks. Auch hier haben die vordere Walze bzw. Aufgabewalze 1' und die mittlere Walze 2' beide dieselbe Prozesslänge L1' = L2', während die hintere Walze bzw. Abnahmewalze 3' eine deutlich kürzere Prozesslänge L3' < L2' hat. Die hintere Walze 3' ist ebenfalls bezüglich der mittleren Walze 2' axial derart angeordnet, dass die Enden der Prozesslänge L2' der mittleren Walze 2' über die Enden der Prozesslänge L3' der hinteren Walze 3' beiderseits axial hinausragen. Wie schon weiter oben erläutert, wird dadurch gewährleistet, dass beim Betrieb des Dreiwalzwerks kein ungeriebenes oder nur unzulänglich geriebenes Produkt von der mittleren Walze 2' auf die hintere Walze 3' gelangt, wodurch die Produktqualität verbessert wird.

Der Weg, den das Produkt bei seinem Durchlauf durch das Walzwerk gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel zurücklegt, ist um die beiden zusätzlichen Kreisbogenlängen an den Oberflächen S2' und S3' der Walzen 2' und 3' mit Radius R erhöht, die sich durch den Winkel &ggr; zwischen der Ebene E1 und der Ebene E2 ergeben, d.h. ein zusätzlicher Weg gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel (1) um 2 × &ggr; × R.

Ein Aufgabetrichter bzw. Produkttrog 8 mit Aufsetzkeilen, die sich beiderseits von dem Einzugsbereich erstrecken, ist über dem Bereich des Einzugsspaltes zwischen der vorderen Walze 1' und der mittleren Walze 2' angeordnet. Da die Keramikwalzen am Ende der Walzen-Prozesslänge abgerundet sind, erhöht dieser Produkttrog mit seinen zusätzlich zu den üblichen Keilabdichtungen vorgesehenen Aufsetzkeilen die Dichtigkeit und gewährleistet somit einen geringeren seitlichen Produktverlust.

Ein Abstreifer 9 mit einem Abstreifermesser dient zur Abnahme des Produktes von der hinteren Walze 3'. Der Abstreifer 9 ist mit einer automatischen Messer-Nachstellung ausgestattet, die über eine SPS-Steuerung angesteuert wird.

Sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel können die Walzenflächen bzw. Walzen-Prozessflächen S1, S2, S3 bzw. S1', S2', S3' aus Keramikmaterial bestehen. Der in 3 gezeigte Abstreifer 9 kann ebenfalls aus Keramikmaterial oder aus Polymermaterial bestehen. Diese oder andere metallfreie Materialien für die Walzen-Prozessflächen und das Abstreifermesser sind insbesondere für die Verarbeitung von Pasten für die Elektronikindustrie von Interesse.

Der Pneumatikantrieb 7 arbeitet z.B. mit Drücken von bis zu 4bar, die mittels des Kraftwandlers 6 auf die geforderten Liniendrücke in den Walzenspalten zu kommen. Der Kraftwandler 6 ermöglicht eine Erhöhung der durch die Walzen-Pressvorrichtungen 4, 5 auf die Walzen einwirkende Presskraft um einen Faktor von etwa 10 bis etwa 80. Entsprechend wird durch die Verkleinerung des durch den Pneumatikantrieb 7 vorgegebenen Hubes durch den Kraftwandler die Genauigkeit der Spalteinstellung um denselben Faktor erhöht.

Die hintere Walze 3, 3' ist um etwa 5mm bis 10mm kürzer als die mittlere Walze 2, 2'. Dadurch wird erreicht, dass der Abstreifer 9 nur geriebenes Produkt von der hinteren Walze 3' abstreift.

1, 1'
vordere Walze/Aufgabewalze
2, 2'
Walze mit ortsfester Drehachse/
mittlere Walze
3, 3'
hintere Walze/Abnahmewalze
4, 4'
vordere Pressvorrichtung
5, 5'
hintere Pressvorrichtung
6, 6'
Kraftwandler
6A, 6B
erster Hebel, zweiter Hebel
7A
Pneumatikzylinder
7B
Kolbenstange
7, 7'
Pneumatikantrieb
8
Aufgabetrichter
9
Abstreifer
A1, A1'
Drehachse
A2, A2'
Drehachse
A3, A3'
Drehachse
D1, D1'
Gelenkachse
D2, D2'
Gelenkachse
D3, D3'
Schwenkachse
E, E1
erste Ebene
E2, E2'
zweite Ebene
G, G'
Gehäuse
L1, L1'
Walzen-Prozesslänge
L2, L2'
Walzen-Prozesslänge
L3, L3'
Walzen-Prozesslänge
M, M'
Motor
S1, S1'
Walzen-Prozessfläche
S2, S2'
Walzen-Prozessfläche
S3, S3'
Walzen-Prozessfläche
&ggr;
Winkel
R
Radius


Anspruch[de]
Walzwerk zur Zerkleinerung und Homogenisierung viskoser Massen, insbesondere zur Zerkleinerung und gleichmässigen Verteilung in einem Bindemittel suspendierter Feststoffpartikel, mit mindestens zwei um ihre Längsachsen drehbar gelagerten Walzen (1, 2, 3), wobei die Drehachse einer ersten Walze (2) ortsfest gelagert ist und die Drehachse einer zweiten Walze (1, 3) bewegbar gelagert ist, und mit mindestens einer Pressvorrichtung (4, 5) zum Pressen mindestens einer Walze (1, 3) gegen die andere Walze (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (4, 5) eine mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung ist. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (4, 5) einen auf ein bewegliches Achslager der bewegbaren Walze einwirkenden Kraftwandler (6) und einen auf den Kraftwandler einwirkenden Pneumatikantrieb (7) aufweist. Walzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die bewegbar gelagerte Walze einwirkende Pressvorrichtung (4, 5) einen auf ein erstes bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze (1, 3) einwirkenden ersten Kraftwandler (6) und einen auf den ersten Kraftwandler einwirkenden ersten Pneumatikantrieb (7) aufweist sowie einen auf ein zweites bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze (1, 3) einwirkenden zweiten Kraftwandler (6) und einen auf den zweiten Kraftwandler einwirkenden zweiten Pneumatikantrieb (7) aufweist. Walzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (4, 5) einen Kraftwandler (6) und einen auf den Kraftwandler einwirkenden Pneumatikantrieb (7) aufweist, wobei der Kraftwandler auf eine Gabelvorrichtung mit zwei Gabelenden einwirkt, wobei das erste Gabelende auf ein erstes bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze (1, 3) einwirkt und das zweite Gabelende auf ein zweites bewegliches Achslager der bewegbar gelagerten Walze (1, 3) einwirkt. Walzwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftwandler (6) eine Hebelvorrichtung (6A, 6B), insbesondere ein Kniehebel oder ein Exzenter ist. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Dreiwalzwerk mit drei parallel aneinanderliegenden Walzen (1, 2, 3) ist, wobei die Drehachse (A2) der mittleren Walze (2) ortsfest gelagert ist und die Drehachse (A1) der für die Produktaufgabe bestimmten vorderen Walze bzw. Aufgabewalze (1) und die Drehachse (A3) der für die Produktabnahme bestimmten hinteren Walze bzw. Abnahmewalze (3) bewegbar gelagert sind, und dass es eine vordere mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung (4) zum Pressen der vorderen Walze (1) gegen die mittlere Walze (2) sowie eine hintere mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung (5) zum Pressen der hinteren Walze (3) gegen die mittlere Walze (2) aufweist. Walzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Walze (1) über ihre beiden Achslager und die hintere Walze (3) über ihre beiden Achslager gegen die mittlere Walze (2) gepresst sind. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches drei parallel aneinanderliegende Walzen (1, 2, 3) aufweist, wobei der Spalt zwischen der für die Produktaufgabe bestimmten vorderen Walze bzw. Aufgabewalze (1) und der mittleren Walze (2), deren Drehachse ortsfest gelagert ist, als Einzugsbereich für die viskose Masse dient und wobei die Drehachse (A1) der vorderen Walze (1) und die Drehachse (A3) der hinteren Walze (3) bewegbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Walze bzw. die für die Produktabnahme bestimmte Abnahmewalze (3) eine kürzere axiale Prozesslänge (L3) als die Prozesslänge (L2) der mittleren Walze (2) hat und bezüglich der mittleren Walze (2) axial derart angeordnet ist, dass die Enden der Prozesslänge (L2) der mittleren Walze (2) über die Enden der Prozesslänge (L3) der hinteren Walze bzw. Abnahmewalze (3) beiderseits axial hinausragen. Dreiwalzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenoberflächen bzw. Prozessflächen (S1, S2, S3) aus einem metallfreien Keramikmaterial gebildet sind. Dreiwalzwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (1, 2, 3) einen auf einen hohlen Metallzylinder aufgepassten Keramikzylinder aufweisen. Dreiwalzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (1, 2, 3) von innen gekühlt werden. Dreiwalzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Ebene (E1), welche durch die Drehachse (A1') der vorderen Walze bzw. Aufgabewalze (1') und durch die Drehachse (A2') der mittleren Walze (2') definiert ist, und eine zweite Ebene (E2), welche durch die Drehachse (A2') der mittleren Walze (2') und durch die Drehachse (A3') der hinteren Walze bzw. Abnahmewalze (3) definiert ist, um einen Winkel zwischen 0° und 60° zueinander geneigt sind. Dreiwalzwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ebene (E1) horizontal verläuft, während die zweite Ebene (E2) schräg nach oben verläuft. Dreiwalzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Walze (1) und die hintere Walze (3) mittels einer mechanisch-pneumatischen Pressvorrichtung (4, 5) gegen die mittlere Walze (2) gepresst werden. Dreiwalzwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch-pneumatische Pressvorrichtung (4, 5) eine Regelung zur Spalteinstellung aufweist. Dreiwalzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abnahmewalze (3) ein Abstreifer (9) anliegt, über den die zerkleinerte homogenisierte Masse abgestreift wird. Dreiwalzwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9) aus einem metallfreien Material besteht. Dreiwalzwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9) aus einem Keramikmaterial oder aus einem Polymermaterial besteht. Dreiwalzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Einzugsbereich durch ein Verdeck abgedeckt ist. Dreiwalzwerk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum unter dem Verdeck mit einem Gasabzug verbunden ist.






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