Die Erfindung betrifft eine Entwässerungspresse zum Entwässern von wasserhaltigem Material.

Entwässerungspressen dienen dazu, wasserhaltiges, meist organisches Material wie beispielsweise Holzspäne, Hackschnitzel und andere wasserhaltige Biomasse zu entwässern in dem Sinne, dass der Wassergehalt reduziert wird. Eine Reduzierung des Wassergehalts führt insbesondere dazu, dass der Aufwand in einem weiteren Trocknungsprozess, in dem das nun teilweise entwässerte Material beispielsweise wärmebehandelt wird, reduziert wird und insbesondere weniger energieintensiv ist. Beispielsweise werden Entwässerungspressen dazu benutzt, den Wassergehalt in für die Produktion von Holzpellets für Heizzwecke vorgesehenen Holzschnitzeln zu reduzieren, um den Energieaufwand in einem finalen Trocknungsprozess deutlich abzusenken. Entwässerungspressen für wasserhaltiges Material sind beispielsweise aus der EP 2 890 553 B1 , der EP 3 040 192 B1 und der DE 10 2013 018 093 B3 bekannt. Zumindest letztere Entwässerungspresse hat sich in der Praxis für die Entwässerung von Holzschnitzeln bereits sehr gut bewährt. Nachteilig an den vorbekannten Entwässerungspressen ist aber, dass sie sich aufgrund ihrer Konstruktion nicht als kleine, kompakte Einheit umsetzen lassen und zudem bei weitem nicht für alle Arten von wasserhaltigem Material einsetzbar sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Entwässerungspresse zu schaffen, die flexibler einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Entwässerungspresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das zu entwässernde Material in den mindestens einen Pressbereich einzubringen, in dem mindestens ein Eingriffselement des mindestens einen ersten Presselements in die betreffende Nut des mindestens einen zweiten Presselements eingreift. Dabei ist es möglich, dass jedem zweiten Presselement ein erstes Presselement zugeordnet ist und mit diesem ein Presselementepaar bildet, wobei jedes Presselementepaar einen Pressbereich aufweist, in dem das jeweilige Eingriffselement in die zugehörige Nut eingreift. Alternativ ist es aber auch möglich, dass mindestens einem zweiten Presselement mehrere erste Presselemente zugeordnet sind, wobei in jedem Pressbereich das Eingriffselement oder die Eingriffselemente des bzw. der dem zweiten Presselement zugeordneten ersten Presselements bzw. ersten Presselemente in die Nut des zweiten Presselements eingreift bzw. eingreifen. Auch Kombinationen beider Alternativen sind möglich. In jedem Pressbereich wird das zu entwässernde Material dann zwischen den Presselementen mit Druck beaufschlagt, so dass Wasser aus ihm herausgepresst wird. Dabei kann die erfindungsgemäße Entwässerungspresse klein bauen und nur ein Presselementepaar aufweisen, oder sie kann größer ausgelegt sein mit mehreren oder gar einer Vielzahl von Presselementen bzw. Presselementepaaren. Insbesondere ist auch ein modularer Aufbau möglich, so dass mit Standardbauteilen erfindungsgemäße Entwässerungspressen unterschiedlicher Größe zusammengebaut werden können, wobei die ersten und/oder die zweiten Presselemente lamellenartig angeordnet sein können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jedes Eingriffselement zwei einander abgewandte Seitenflächen auf, die sich in radialer Richtung zu einem freien Ende aufeinander zu erstrecken, und jede Nut weist zwei einander zugewandte Innenflächen auf, die sich in Richtung zu einem Boden der Nut aufeinander zu erstrecken. Somit verjüngt sich die Nut zu ihrem Boden hin. Diese Geometrie hat sich im Hinblick auf die für den Pressvorgang erforderlichen Rei- bungskräfte vorteilhaft herausgestellt. Dabei wird bevorzugt, dass diese Seitenflächen jedes Eingriffselements in einem Querschnitt parallel zur zugehörigen ersten Drehachse in einem ersten spitzen Winkel aufeinander zulaufen. Desweiteren wird bevorzugt, dass die Innenflächen jeder Nut in einem Querschnitt parallel zur zugehörigen zweiten Drehachse in einem zweiten spitzen Winkel aufeinander zulaufen. Insbesondere können der erste spitze Winkel jedes der Eingriffselemente und der zweite spitze Winkel der zugehörigen Nut gleich groß sein. Desweiteren können alle ersten spitzen Winkel und/oder alle zweiten spitzen Winkel gleich groß sein. Bevorzugte Werte für die ersten ebenso wie für die zweiten spitzen Winkel sind 10° bis 30°, insbesondere 15° bis 30° und idealerweise etwa 20°, beispielsweise 19° bis 21 °. Bevorzugt wird zudem ein symmetrischer Aufbau der Eingriffselemente und der Nuten, bei dem die Seitenflächen jedes Eingriffselements und die Innenflächen jeder Nut jeweils symmetrisch bezüglich einer senkrecht zur jeweiligen Drehachse verlaufenden Mittelebene sind.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedes Eingriffselement und jede Nut in einem Querschnitt parallel zur zugehörigen Drehachse V-förmig. Zudem wird bevorzugt, dass jedes Eingriffselement komplementär zur zugehörigen Nut ausgebildet ist, so dass es passgenau in die Nut eingefügt werden könnte. Zweckmäßig ist in jedem Pressbereich zwischen den Presselementen ein Spalt angeordnet, der eine im Wesentlichen konstante Breite aufweist. Dabei wird die Breite des Spalts vorzugsweise als Abstand der Presselemente im Pressbereich definiert. Zweckmäßig verlaufen die ersten Drehachsen parallel zueinander oder schließen zueinander einen Winkel von maximal 10°, vorzugsweise maximal 5° und idealerweise maximal 2° ein und verlaufen vorzugsweise zumindest teilweise im Abstand zueinander. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die zweiten Drehachsen parallel zueinander verlaufen oder zueinander einen Winkel von maximal 10°, vorzugsweise maximal 5° und idealerweise maximal 2° einschließen und vorzugsweise zumindest teilweise im Abstand zueinander verlaufen. Desweiteren sind die ersten Presselemente vorteilhaft als separate Bauteile ausgebildet und liegen vorzugsweise an ihren axialen Stirnflächen lose aneinander an und/oder es sind die zweiten Presselemente als separate Bauteile ausgebildet und liegen vorzugsweise an ihren axialen Stirnflächen lose aneinander an. Diese Maßnahmen ermöglichen zum einen einen modularen Aufbau der Entwässerungspresse. Zum anderen können Verschleißteile einfacher ausgetauscht werden. Schließlich kann ausgepresstes Wasser zwischen den allenfalls lose aneinander anliegenden oder im Abstand zueinander angeordneten Presselementen ablaufen. Zudem können Abstreifer zum Abstreifen von Material vom mindestens einen ersten Presselement und/oder vom mindestens einen zweiten Presselement vorgesehen sein, die insbesondere auch zwischen die Presselemente eingreifen können, um Material abzustreifen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die ersten Presselemente zumindest zum Teil unterschiedliche Durchmesser aufweisen und/oder dass die zweiten Presselemente zumindest zum Teil unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Insbesondere dann, wenn die Drehachsen unterschiedlich großer erster Presselemente bzw. die Drehachsen unterschiedlich großer zweiter Presselemente nicht zusammenfallen, ergibt sich eine Relativbewegung der ersten Presselemente zueinander bzw. der zweiten Presselemente zueinander, die einen Selbstreinigungseffekt der Entwässerungspresse erzielt.

Es wird bevorzugt, dass die erste Drehachse bzw. die ersten Drehachsen im Abstand im Wesentlichen parallel zu der zweiten Drehachse bzw. zu den zweiten Drehachsen verlaufen. Mit im Wesentlichen parallel ist damit gemeint, dass die erste(n) Drehachse(n) mit der bzw. den zweite(n) Drehachse(n) einen Winkel von maximal 5°, vorzugsweise maximal 2° und idealerweise maximal 1 ° einschließt bzw. einschließen.

Die Presselemente jedes Presselementepaars können räumlich auf verschiedene Weisen zueinander angeordnet sein. Es wird jedoch bevorzugt, dass eines der Presselemente jedes Presselementepaars im ihm zugeordneten anderen Presselement aufgenommen ist. Vorzugsweise ist dabei bei jedem Presselementepaar das zweite Presselement im ersten Presselement aufgenommen. Das das Eingriffselement aufweisende erste Presselement bildet eine Art Trommel, in der das die Nut aufweisende zweite Presselement aufgenommen ist und eine Art Walze bildet.

Zweckmäßig ist das mindestens eine erste Presselement und/oder das mindestens eine zweite Presselement motorisch angetrieben. Meistens reicht es aus, wenn entweder jedes erste Presselement oder jedes zweite Presselement motorisch angetrieben wird. Das jeweils andere Presselement jedes Presselementepaars wird dann durch den Reibschluß im Pressbereich mitgenommen und dreht sich ebenfalls um seine Drehachse. Schließlich ist zweckmäßig eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von wasserhaltigem Material in den mindestens einen Pressbereich und eine Abführeinrichtung zum Abführen von entwässertem Material aus dem mindestens einen Pressbereich vorgesehen, so dass das Material automatisch zu- und abgeführt werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels sowie anhand zweier alternativer Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Entwässerungspresse in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 die Entwässerungspresse gemäß Fig. 1 in Seitenansicht;

Fig. 3 die Entwässerungspresse gemäß Fig. 1 , 2 im Schnitt entlang der Linie A-A;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung der Entwässerungsbereiche einer Entwässerungspresse gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform und

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung der Entwässerungsbereiche einer Entwässerungspresse gemäß einer zweiten alternativen Ausführungsform. Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Entwässerungspresse 10 weist ein Gestell 12 auf, an dem ein Elektromotor 14 samt einem Getriebe 16 zur Übertragung der Kraft des Elektromotors 14 angeordnet sind. Das Gestell 12 weist zudem eine durch Federkräfte vorgespannte Schwinge 15 auf, in der drei Presselementepaare 18 eingespannt sind, von denen jedes ein im dargestellten Ausführungsbeispiel scheibenförmiges erstes Presselement 20 sowie ein zweites Presselement 22 aufweist. Bei jedem Presselementepaar 18 ist dabei das zweite Presselement 22 im ersten Presselement 20 aufgenommen. Jedes der ersten Presselemente 20 ist um eine erste Drehachse 24 drehbar am Gestell 12 gelagert, während jedes der zweiten Presselemente 22 um eine zweite Drehachse 26 drehbar an der Schwinge 15 gelagert ist. Mittels des Elektromotors 14 und des Getriebes 16 werden die zweiten Presselemente 22 rotatorisch angetrieben und nehmen durch Reibschluß die ersten Presselemente 20 mit, wenn zu entwässerndes Material zwischen die Presselemente 20, 22 eingebracht wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel fallen die ersten Drehachsen 24 der beiden äußeren, in Fig. 3 links und rechts dargestellten ersten Presselemente 20 zusammen, während die erste Drehachse 24 des mittleren ersten Presselements 20 in einer größeren Höhe angeordnet ist. Die zweiten Drehachsen 26 der zweiten Presselemente 22 fallen zusammen. Die zweiten Presselemente 22 sind in Fig. 3 als einstückig zusammenhängender Block dargestellt. Sie können aber auch scheibenförmig sein und mit ihren Stirnseiten aneinander anliegen wie die ersten Presselemente 20. Die zweiten Drehachsen 26 verlaufen im Wesentlichen parallel und im Abstand zu den ersten Drehachsen 24.

Jedes der ersten Presselemente 20 weist ein rings umlaufendes, radial nach innen abstehendes Eingriffselement 28 auf, das zwei einander abgewandte Seitenflächen 30 aufweist, welche im parallel zu den ersten Drehachsen 24 angefertigten Schnitt gemäß Fig. 3 bezüglich einer auf der Zeichenebene senkrecht stehenden Symmetrieebene des jeweiligen ersten Presselements 20 symmetrisch angeordnet sind, in einem ersten spitzen Winkel a aufeinander zulaufen und sich an einem freien Ende 32 schneiden, so dass die Eingriffselemente 28 im Schnitt parallel zu den ersten Drehachsen 24 V-förmig sind. Die zweiten Presselemente 22 weisen jeweils eine rings umlaufende und radial nach außen offene Nut 34 auf, die zwei einander zugewandte Innenflächen 36 aufweist, welche radial nach innen im parallel zu den zweiten Drehachsen 26 angefertigten Querschnitt gemäß Fig. 3 in einem zweiten spitzen Winkel ß aufeinander zulaufen und sich in einem Boden 38 der Nut 34 schneiden, so dass die Nut 34 im Schnitt parallel zu den zweiten Drehachsen 26 V-förmig ist. Die ersten spitzen Winkel a sind dabei alle gleich groß, ebenso wie die zweiten spitzen Winkel ß. Zudem sind die ersten spitzen Winkel a gleich groß wie die zweiten spitzen Winkel ß.

Jedes Presselementepaar 18 weist einen Pressbereich 40 auf, in dem das Eingriffselement 28 des ersten Presselements 20 in die Nut 34 des zweiten Presselements 22 eingreift. In jedem Pressbereich 40 bleibt ein Spalt 42 konstanter Breite zwischen den Seitenflächen 30 und den Innenflächen 36 frei, in den das zu entwässernde Material eingebracht wird. Die Pressbereiche 40 befinden sich im unteren Bereich der Presselementepaare 18, während in deren oberem Bereich, wie in Fig. 3 gezeigt, die Eingriffselemente 28 im Abstand von den Nuten 34 angeordnet sind und nicht in diese eingreifen. Dies wird dadurch erzielt, dass die ersten Presselemente 20 einen größeren Durchmesser aufweisen als die zweiten Presselemente 22 und dass das freie Ende jedes Eingriffselements 28 eine Kreislinie darstellt, deren Radius größer ist als eine durch den Boden 38 der Nut 34 des zugehörigen zweiten Presselements 22 gebildete Kreislinie.

Zum Zuführen von zu entwässerndem Material ist eine Zuführeinrichtung in Form eines ersten Schneckenförderers 44 an der Schwinge 15 montiert, während zum Abführen von entwässertem Material eine Abführeinrichtung in Form eines zweiten Schneckenförderers 46 an der Schwinge 15 montiert ist. Das zu entwässernde Material wird mittels des ersten Schneckenförderers 44 in die Pressbereiche 40 eingebracht und dort durch Druckbeaufschlagung zwischen den Presselementen 20, 22 gequetscht, so dass Wasser aus ihm herausgepresst wird.

Die Entwässerungspresse 10 weist zudem einen an der Schwinge gelagerten, nicht im Detail dargestellten Abstreifer auf, der dazu dient, an den Presseiemen- ten 20, 22 anhaftendes Material abzustreifen. Die ersten Presselemente 20 sind als separate Bauteile ausgebildet, was, entgegen der schematischen Darstellung in Fig. 3, auch auf die zweiten Presselemente 22 zutreffen kann, so dass sowohl die ersten Presselemente 20 als auch die zweiten Presselemente 22 allenfalls lose an axialen Stirnflächen aneinander anliegen. Indem die durch das freie Ende 32 des betreffenden Eingriffselements 28 des mittleren ersten Presselements 20 dargestellte Kreislinie ebenso kleiner ist als die entsprechenden Kreislinien der beiden äußeren ersten Presselemente 20, welche zudem einen größeren Außendurchmesser aufweisen als das zwischen ihnen aufgenommene mittlere erste Presselement 20, erfolgt eine Relativbewegung der ersten Presselemente 20 zueinander, durch welche zwischen die ersten Presselemente 20 gelangtes Material abgesondert werden kann. Dasselbe kann für die zweiten Presselemente gelten, wenn diese ebenfalls als separate Bauteile ausgebildet sind und die durch den Boden 38 der Nut 34 des mittleren zweiten Presselements 22 definierte Kreislinie einen kleineren Durchmesser hat als die Kreislinien, die von den Böden 36 der Nuten 34 der jeweils äußeren Presselemente 22 gebildet werden.

Die alternativen Ausführungsformen gemäß Fig. 4, 5 unterscheiden sich von der oben beschriebenen Ausführungsform nur in der Anordnung der Presselemente 20, 22. Bei beiden Ausführungsformen sind, im Gegensatz zu Fig. 3, die zweiten Presselemente 22 nicht in den ersten Presselementen 20 aufgenommen, und die Eingriffselemente 28 stehen nicht radial nach innen, sondern radial nach außen ab.

Gemäß Fig. 4 sind die ersten Drehachsen 24 nicht parallel zueinander, sondern sie schließen paarweise jeweils einen Winkel von wenigen Grad ein. Dementsprechend liegen die ersten Presselemente 20 auch nicht mit ihren Stirnseiten aneinander an. Gemäß Fig. 5 fallen die ersten Drehachsen 24 zusammen, und jedes der ersten Presselemente 20 weist zwei Eingriffselemente 28 auf. Dabei greift nur in die ganz links und die ganz rechts angeordnete Nut 34 ein Eingriffselement 28 ein, während in die mittleren Nuten 34 jeweils zwei Eingriffselemente 28 zweier verschiedener erster Presselemente 20 eingreifen. Die zwei ge- meinsam in eine Nut 34 eingreifenden Eingriffselemente 28 ergänzen sich dabei so, dass sie aneinander angelegt dieselbe Geometrie haben wie links und rechts außen angeordneten, jeweils allein in eine Nut 34 eingreifenden Eingriffselemente 28. Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten. Die Erfindung betrifft gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Entwässerungspresse 10 zum Entwässern von wasserhaltigem Material mit mindestens einem um eine erste Drehachse 24 drehbar gelagerten ersten Presselement 20, das ein sich radial erstreckendes und rings umlaufendes Eingriffselement 28 aufweist, und mit mindestens einem um eine zweite Drehachse 26 drehbar gelagerten zweiten Presselement 22, das eine rings umlaufende Nut 34 aufweist, wobei jedem ersten Presselement 20 ein zweites Presselement 22 zugeordnet ist und mit diesem ein Presselementepaar 18 bildet, und wobei zwischen jedem ersten Presselement 20 und dem diesem zugeordneten zweiten Presselement 22 ein Pressbereich 40 angeordnet ist, in den das wasserhaltige Material einbringbar ist, und in dem das jeweilige Eingriffselement 28 in die zugehörige Nut 34 eingreift.