Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung kompaktierter Formlinge sowie Schneidsatz

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von kompaktierten Formungen, insbesondere aus zumindest überwiegend natürlichen Rohstoffen oder Rohstoffgemischen, bei dem der in eine verformbare Masse überführte Rohstoff zur Erzeugung einer Vielzahl von einzelnen Stoffsträngen durch Kanäle eines Form gebenden Werkzeuges ge- presst wird und aus den entstehenden Stoffsträngen stückige Formlinge gebildet werden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren Schneidsatz.

Zur Herstellung kompaktierter Formlinge oder Pellets aus natürlichen Rohstoffen ist es bekannt, diese Rohstoffe mittels geeigneter Vorrichtungen in durchgehende Bohrungen einer Lochscheibe zu pressen und zu verdichten, wobei diese Rohstoffe dann an der Lochscheibenrückseite in hoch verdichteter Form als kompakte Stücke in unregelmäßiger Größe austreten. Diese Vorrichtungen werden zumeist als Extruder oder Expander bezeichnet und ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung sind beispielsweise aus der DE 691 16 115 T2 bekannt.

Bekannt ist es dabei auch, zur Rohstoffförderung und zur Druckerzeugung Förderschnecken zu verwenden und die Bohrungen in den Lochscheiben zumindest zum Teil konisch auszubilden.

Nachteilig ist bei allen bekannten Vorrichtungen vor allem, dass die erhaltenen Formlinge oder Pellets in sehr unregelmäßigen und demgemäß auch nicht definiert vorgebbaren Größen anfallen und aufgrund der für den Pressvorgang erforderlichen hohen Drücke technisch aufwendige und energieintensive Vorrichtungen erforderlich sind.

Es ist bekannt, dass bei Extrudern mit außen liegenden Messern auch Pellets erzeugt werden können. Jedoch kleben Pellets mit geringem Trockensubstanzgehalt bei Durchschneiden außerhalb der Matrize wieder zusammen. Hauptziel dieser Erfindung ist insbesondere die Erzeugung von Pellets mit möglichst geringem Trockensubstanzgehalt, um den nachfolgenden Trocknungsprozess wesentlich effektiver gestalten zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art sowie eine, insbesondere zur Realisierung dieses Verfahrens geeignete, Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglichen, formstabile Formlinge bzw. Pellets von vorgebbar definierter, d.h. gleich bleibender Größe zu erzeugen und zwar mit vergleichsweise geringem Aufwand an Energie und technischen Mitteln.

Weiterhin soll ein Schneidsatz zur Verfügung gestellt werden, der eine derartige Erzeugung von Formungen bzw. Pellets ermöglicht, insbesondere bei Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die gestellte Aufgabe nach der Erfindung im Wesentlichen dadurch gelöst, dass, insbesondere in einem ersten Schritt, in den aus dem Form gebenden Werkzeug austretenden Stoffsträngen durch Trennschnitte Sollbrachstellen erzeugt werden, und, insbesondere in einem dem ersten Schritt zeitlich nachfolgenden zweiten Schritt, die Stoffstränge nach dem Austritt aus dem Form gebenden Werkzeug in Formlinge vereinzelt werden.

Durch diese Verfahrenschritte wird sichergestellt, dass Formlinge mit einer vordefmierten Form bzw. Größe hergestellt werden können. So kommt es an den Sollbruchstellen zu einem Aufbrechen des Stoffstrangs an einer vordefinierten Stelle, wodurch sichergestellt werden kann, dass die aus dem Stoffstrang gebildeten Formlinge bzw. Pellets eine vordeflnierte Form bzw. Größe, die reproduzierbar und mit einer äußerst hohen Gleichmäßigkeit erreichbar ist, aufweisen.

In einer Ausführungsform des erfmdungemäßen Verfahrens, die alternativ zu der zuvor dargelegten erfindungsgemäßen Lösung oder ergänzend zu dieser bereitgestellt werden kann, ist vorgesehen, dass die aus dem Form gebenden Werkzeug austretenden, durch die Reibarbeit im Werkzeug in ihren Außenrandzonen verfestigten Stoffstränge durch ein dem Form geben-

den Werkzeug eng benachbartes und diesem bezüglich der Anordnung der Kanäle zumindest im wesentlichen entsprechendes, jedoch deutlich geringere Kanallängen aufweisendes Stützwerkzeug gerührt werden, und dass die Stoffstränge in dem Raumspalt zwischen den beiden Werkzeugen zur Schaffung von Sollbruchstellen in den aus dem Stützwerkzeug austretenden Stoffsträngen durch Trennschnitte unterbrochen werden.

Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird also konkretisiert, wie innerhalb eines ersten Teils der Vorrichtung, der insbesondere einen Extruder oder Expander darstellt, die Ausbildung von Sollbruchstellen durch Trennschnitte erzeugt werden kann.

Mit diesen Verfahrensschritten gelingt es, kompaktierte, eine abriebfeste Außenschicht aufweisende Formlinge definiert vorgebbarer Größe formstabil herzustellen, d.h. Formlinge gleichen Durchmessers und einstellbarer Länge. Die mit Sollbruchstellen versehenen Stoffstränge können nach ihrem Austritt aus dem Stützwerkzeug - soweit sie nicht bereits durch Schwerkrafteinwirkungen in Einzelteile zerfallen - mittels geeigneter mechanischer Einrichtungen, wie z.B. Rüttelvorrichtungen, wie eine Schüttelrinne, in die einzelnen Formlinge unterteilt werden. Allerdings sind herkömmliche Schüttelrinnen für Produkte mit geringem Trockensubstanzgehalt nicht geeignet, da das Mikrowurfprinzip zum Zusammenbacken der Partikel führt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht also insbesondere vor, dass zunächst in einem ersten Schritt, beispielsweise in einem Extruder oder Expander, ein Stoffstrang erzeugt wird, welcher Sollbruchstellen aufweist. Hierbei erfolgt die Erzeugung der Sollbruchstellen nachdem der die Stoffstränge bildende Rohstoff durch ein Form gebendes Werkzeug ausgetreten ist, entweder innerhalb des Extruders bzw. Expanders oder auf eine entsprechend andere geeignete Weise, wie eine von dem Extruder oder Expander getrennt ausgeführte weitere Einheit. In einem weiteren Schritt werden dann die Stoffstränge nach einem Austritt aus dem Expander bzw. Extruder oder der Einheit zur Erzeugung der Sollbruchstellen an den Sollbruchstellen in die Formlinge vereinzelt. Diese Vereinzelung erfolgt insbesondere durch eine Vereinzelungseinrichtung, wie später erläutert werden wird, wobei diese Vereinzelungseinrichtung insbesondere lediglich eine Fallstrecke umfassen kann, bei Durchlauf welcher der Stoffstrang aufgrund der Schwerkraftwirkung an den Sollbruchstellen aufreißt und so die vereinzelten Formlinge gebildet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere bevorzugt, dass die Formlinge aus zumindest überwiegend natürlichen Rohstoffen oder Rohstoffgemischen gebildet werden und/oder die Formlinge und/oder die Stoffstränge einen Trockensubstanzgehalt von weniger als 60%, bevorzugter von weniger als 55% und am bevorzugtesten von weniger als 50% aufweisen.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Trennschnittfolge zur Schaffung definierter Formlingslängen einstellbar ist.

Von besonderem Vorteil für die Weiterbehandlung der Formlinge, insbesondere für deren Trocknung in einem Wirbelbett, ist es, wenn Durchmesser und Länge der Formlinge so gewählt werden, dass deren Form etwa der Kugelform angenähert wird, d.h. Länge und Durchmesser ein Verhältnis von ungefähr 1 : 1 aufweisen.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist, dass die Sollbruchstellen in der Weise erzeugt werden, dass die Stoffstränge in einem druckminimierten Zustand mechanisch kurzzeitig durchtrennt werden, wodurch eigenständige, energetisch vom Stoffstrang abgetrennte Formlinge entstehen, die zwar in dem Stützwerkzeug mit ihren Stirnflächen fördernd anei- nandergedrückt werden, aber nach dem Austritt aus dem Stützwerkzeug nicht erneut fest homogen miteinander verbunden sind, sondern durch geringe Brechkräfte vereinzelt werden können.

Nach besonders vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die durch die Reibarbeit im Werkzeug in ihren Außenrandzonen verfestigten Stoffstränge ohne Richtungsänderung dem Stützwerkzeug zugeführt und/oder es wird der dem Form gebenden Werkzeug zugeführte, im Regelfall elastisch-plastische Eigenschaften besitzende Rohstoff unmittelbar vor dem Eintritt in das Werkzeug quer zur Förderrichtung verlaufenden Schnittvorgängen unterzogen.

Durch letztere Maßnahme verliert das in Richtung des Formwerkzeugs schiebende, Energie speichernde Volumen aufgrund der Abtrennvorgänge durch die wirksam werdenden Messer den Energiekontakt, so dass ein gleichförmiger Volumenstrom in das Bohrungssystem des Werkzeugs hinein erfolgt.

Die auf dem Formwerkzeug, d.h. auf der Lochscheibe mit einem vorgebbaren Anpressdruck umlaufenden Messer gewährleisten ein ständiges Freiräumen der Eintrittsfläche der Lochscheibe und stellen damit auch den gleichförmigen Volumenstrom durch das Bohrungssystem hindurch sicher.

Das Form gebende, im Regelfall eine relativ dicke Lochscheibe umfassende und/oder aus dieser bestehende Werkzeug erzeugt über die Reibung an den Bohrungs- bzw. Kanalwandungen einen stabilen Stoffstrang mit eine Formstabilisierung erbringenden Randzonenverfestigung, wobei die Messerschneidzyklen bezogen auf den Fördervorgang die stofflichen und mechanischen Eigenschaften der Strangqualität beeinflussen bzw. bestimmen. Jeder der auf diese Weise durch das Form gebende Werkzeug gebildete Strang kann demgemäß unter Beachtung der vorher eingetragenen Förderenergie als energetisch geschlossene, verdichtete Masse betrachtet werden.

Jeder dieser Stoffstränge wird in dem kurzen drucklosen Bereich zwischen dem Form gebenden Werkzeug und dem die weitere Führung des jeweiligen Stoffstranges übernehmenden Stützwerkzeug mittels aufeinander folgender Trennschnitte durchtrennt, wodurch jeweils eine Partikel- oder Formlingslänge vom Stoffstrang energetisch abgetrennt wird.

Eine durchgehende Wiedervereinigung des Stoffstranges wird durch die durch das Trennmesser bewirkte Abstandshaltung und die geringe Kanallänge im Stützwerkzeug verhindert, d.h. durch den jeweiligen Trennschnitt wird eine sowohl stoffliche als auch energetische Unterbrechung der sonst geschlossenen Strangform erreicht, wodurch die angestrebten Sollbruchstellen erhalten werden, da die durch die Trennschnitte gebildeten Formlinge zwar in dem Stützwerkzeug mit ihren Stirnflächen fördernd aneinandergedrückt, jedoch nicht mehr zu einem Feststrang miteinander verbunden werden.

Die diese Sollbruchstellen aufweisenden Formstränge werden nach dem Austritt aus dem Stützwerkzeug sowohl durch die frei im Raum stehenden Messer mit ihrer Hebelwirkung, als auch durch mechanische Krafteinwirkung an den Sollbruchstellen gebrochen, so dass durchgehend gleiche, mechanisch und geometrisch stabile Formlinge mit den jeweils gewünschten für die Art des jeweiligen Materials und dessen Verwendung optimale Abmessungen erhalten werden.

Um die zuvor beschriebenen Effekte erzielen zu können, ist insbesondere vorgesehen, dass die Trennschnitte im Raumspalt zwischen dem Form gebenden Werkzeug und dem Stützwerkzeug mit den zuführseitigen Schnittvorgängen unter Berücksichtigung der Formstrangbewegung und/oder Stoffstrangbewegung zwischen den beiden Schneidebenen synchronisiert werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Formstränge und/oder Stoffstränge, insbesondere nach dem Austritt aus dem Stützwerkzeug durch mechanische Krafteinwirkung an den Sollbruchstellen gebrochen werden und insbesondere in formstabile Formlinge mit definierten Abmessungen überführt werden.

Wie bereits zuvor ausgeführt, ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Vereinzelung der Stoffstränge in Formlinge mittels zumindest einer Vereinzelungseinrichtung, insbesondere durch Schwerkrafteinwirkung und/oder mittels mechanischer Unterstützung, erfolgt.

Hierbei kann die Vereinzelungseinrichtung eine zusätzliche Einheit darstellen oder einfach durch eine Fallstrecke zwischen dem Extruder bzw. Expander bzw. der Einheit zur Erzeugung der Sollbruchstellen innerhalb des Stoffstrangs einerseits, und einer Fördereinrichtung, mittels der die Formlinge weitertransportiert werden oder einem Auffangbehälter zum Sammeln der Formlinge zugeführt werden, anderseits gebildet sein.

Weiterhin kann schließlich für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen sein, dass zumindest ein Bewegungsparameter der Vereinzelungseinrichtung, wie eine Drehzahl, eine Taktung und/oder Geschwindigkeit, mit den Trennschnitten und/oder den zuführseitigen Schnittvorgängen, insbesondere unter Berücksichtigung der Formstrangbewegung und/oder Stoffstrangbewegung, synchronisiert wird.

Insbesondere in dem Fall, in dem die Vereinzelungseinrichtung eine zusätzliche mechanische Elemente aufweisende Einrichtung darstellt, sollte sichergestellt werden, dass durch die Vereinzelungseinrichtung ein Aufbrechen der Stoffstränge lediglich an den Sollbruchstellen erfolgt, insbesondere die Bereiche der Stoffstränge zwischen entsprechenden Sollbruchstellen auch bei Durchlaufen der Vereinzelungseinrichtung eine im Wesentlichen intakte Struktur beibehalten.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstelung kompaktierter Formlinge, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch zumindest ein Form gebendes Werkzeug zur Erzeugung zumindest eines Stoffstrangs, wobei der Stoffstrang zumindest einen in eine verformbare Masse überführten Rohstoff umfasst, und der Stoffstrang Sollbruchstellen aufweist, und zumindest eine Vereinzelungseinrichtung zur Vereinzelung des Stoffstrangs in Formlinge.

Die Erfindung sieht also insbesondere vor, dass die Vorrichtung zweiteilig ausgebildet sein kann und zwar in Form eines Extruders bzw. Expanders, mittels dem ein Stoffstrang, der Sollbruchstellen aufweist, erzeugt werden kann, und einer Vereinzelungseinrichtung, die im einfachsten Fall durch eine Fallstrecke realisiert sein kann.

In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann alternativ oder ergänzend zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch eine, insbesondere von dem Form gebenden Werkzeug umfasste, Form gebende erste Lochscheibe mit einer Vielzahl von sich in Achsrichtung der Form-Lochscheibe erstreckenden Kanälen, eine bezüglich der Form-Lochscheibe zuführseitig vorgesehene Förderund Verdichtungseinheit, eine bezüglich der Form-Lochscheibe durch einen Raumspalt beabstandete Stütz-Lochscheibe, deren Kanäle mit den Kanälen der Form-Lochscheibe gegenseitig ausgerichtet sind und einen Bruchteil der Länge der Kanäle der Form-Lochscheibe aufweisen, sowie ein im Raumspalt zwischen Form-Lochscheibe und Stütz-Lochscheibe umlaufendes und in seiner axialen Dicke an die Raumspaltbreite angepasstes Trennmesser.

Eine weitere alternative oder ergänzende vorteilhafte Ausfuhrungsform einer Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeichnet sich, insbesondere im ersten Teil der erfmdungsgemäßen Vorrichtung, aus durch eine, insbesondere von dem Form gebenden Werkzeug umfasste, Form gebende erste Lochscheibe mit einer Vielzahl von sich in Achsrichtung der Form-Lochscheibe erstreckenden Kanälen, eine bezüglich der Form- Lochscheibe durch einen Raumspalt beabstandete zweite, als Stütz-Lochscheibe dienende Lochscheibe, deren Kanäle mit den Kanälen der Form-Lochscheibe gegenseitig ausgerichtet sind und einen Bruchteil der Länge der Kanäle der Form-Lochscheibe aufweisen, sowie ein im Raumspalt zwischen Form-Lochscheibe und Stütz-Lochscheibe umlaufendes und in seiner axialen Dicke an die Spaltbreite angepasstes Trennmesser.

Mit einer derart ausgestalteten, mittels technisch bewährter Komponenten realisierbarer Vorrichtung ist es möglich, mit hoher Produktionsleistung in ihren Abmessungen durchgehend gleiche, formstabile Pellets oder Formlinge aus unterschiedlichsten Ausgangsstoffen herzustellen.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Verdichtungseinheit einen Schneckenförderer mit zumindest einer motorisch angetriebenen Förderschnecke umfasst, insbesondere die Verdichtungseinheit aus den Schneckenförderer besteht, und dass zwischen dem höchsten Punkt eines Schneckenganges und der Form-Lochscheibe eine Schnittregion mit einem umlaufenden, mit der Form-Lochscheibe zusammenwirkenden Messer vorgesehen ist.

Bevorzugt wird dabei der Form-Lochscheibe zuführseitig ein mit der Form-Lochscheibe zusammenwirkendes, umlaufendes Messer zugeordnet, das die Erzielung eines gleichförmigen Volumenstroms in das Bohrungssystem der Form-Lochscheibe hinein wesentlich begünstigt.

Dazu wird zwischen dem Ende der der Form-Lochscheibe vorgeordneten Verdichtungseinheit, insbesondere einem Schneckenförderer mit zumindest einer motorisch angetriebenen Förderschnecke, und der Form-Lochscheibe eine Schnittregion mit einem umlaufenden, insbesondere als Ringmesser mit einer Mehrzahl von Schneidklingen ausgebildeten Messer vorgesehen.

Die Schneidklingen des Messers, die mit einem vorgebbaren Druck an der Eintrittsfläche der Lochscheibe anliegen, stellen sicher, dass die Lochscheibeneintrittsfiäche stets freigeräumt wird, was eine wesentliche Voraussetzung dafür ist, dass ein kontinuierlicher Volumenstrom in die Lochscheibe hinein gewährleistet werden kann.

Das in der Schnittregion vorgesehene Messer wird bevorzugt mittels eines gleichzeitig die Verdichtungseinheit antreibenden Motors angetrieben, welcher auf der Verdichtungseinheit bevorzugt auf der der Form-Lochscheibe gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.

Die axiale Dicke der Form-Lochscheibe und damit die Länge der die Stoffstränge bildenden Kanäle wird in Abhängigkeit von der Art des jeweiligen Rohstoffes derart gewählt, dass am

Ausgang der Form-Lochscheibe verdichtete und stabile Stoffstränge mit geschlossenen und verfestigten Randzonen erhalten werden.

Diese verfestigten und damit auch abriebfesten Randzonen stellen sicher, dass bei der späteren Weiterbehandlung der Formlinge keinerlei Zusammenbackeffekte und auch keine unerwünschte, durch Abrieb bedingte Staubbildungseffekte auftreten.

Im Vergleich zur Form-Lochscheibe besitzt die in Förderrichtung auf die Form-Lochscheibe folgende, von dieser jedoch durch einen Raumspalt beabstandete Stütz-Lochscheibe eine deutlich geringere axiale Dicke, da diese Stütz-Lochscheibe nicht zur Bildung stabiler Stoffstränge benötigt wird, sondern vor allem dazu dient, einerseits einen Schneidspalt zu schaffen, in dem die beidseitig durch die Lochscheiben geführten und gestützten Stoffstränge durchtrennt werden können und andererseits eine Weiterleitung und Führung der energetisch unterteilten Stoffstränge unter Verhinderung einer Wiedervereinigung des Stoffstranges zu gewährleisten.

Insbesondere kann die axiale Dicke im Bereich von 20% bis 50%, vorzugsweise 30% bis 40% der axialen Dicke der Form-Lochscheibe liegen.

Aufgrund der unterschiedlichen Aufgaben und Funktionen der beiden Lochscheiben besitzt die Stützlochscheibe also bevorzugt eine axiale Dicke von weniger als einem Drittel und insbesondere weniger als einem Viertel der axialen Dicke der Form-Lochscheibe.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Form-Lochscheibe und die Stütz- Lochscheibe unter Zwischenschaltung zumindest eines den Raumspalt für die Messeraufhah- me bestimmenden Distanzelements gegeneinander verspannt sind.

Das dem Raumspalt zwischen Form-Lochscheibe und Stütz-Lochscheibe zugeordnete Messer und/oder Trennmesser umfasst vorteilhafterweise ein Ringmesser mit mehreren zwischen einer Messernabe und einem Außenring vorgesehenen Schneidklingen, insbesondere besteht das dem Raumspalt zugeordnete Messer und/oder Trennmesser aus dem Ringmesser, und dieses Ringmesser ist vorzugsweise an zumindest einer Stelle über seinen Außenring ange-

trieben, der dazu als verzahnter Außenring oder als mit einem Zahnring verbundener Außenring ausgebildet ist.

Der Antrieb des dem Raumspalt zugeordneten Ringmessers von außen über einen verzahnten Messerlaufring ermöglicht aufgrund der dabei erreichten großen Hebelwirkung die Verwendung eines sehr schmalen bzw. dünnen Trennmessers, das beispielsweise eine axiale Dicke von etwa 4 bis 6 mm besitzen kann. Die erzielbare große Hebelwirkung fuhrt dabei vor allem auch zu einer entsprechend großen Reduzierung des Kraftbedarfs und ermöglicht den Einsatz relativ kleiner Motoren. Die dabei vorliegenden geringen Massen ermöglichen dabei schnelle technische Stellgrößen.

Der Antrieb des dem Raumspalt zugeordneten Ringmessers kann auch axial erfolgen, wobei in diesem Falle die Antriebswelle innerhalb eines im Einzelnen noch zu erläuternden, aus- gangsseitig vorgesehenen Stützrohrs angeordnet werden kann.

Bevorzugt ist ferner, dass jedes Ringmesser zur Schaffung eines eigenen, nach außen dichten Schutzraumes von einem Ringbauteil umschlossen ist, das mit den angrenzenden Bauteilen, insbesondere der zugehörigen Lochscheibe fest verspannt, insbesondere verschraubt ist.

Die Ringmesser besitzen durchgehende, sich von der Nabe zum Außenring erstreckende Schneidklingen und/oder stehende oder hängende, sich nur über einen Teilbereich des Abstands zwischen Nabe und Außenring erstreckende Schneidklingen. Diese Schneid- oder Messerklingen können bezüglich der Radialen eine Neigung im Bereich von 0° bis 45° besitzen. Diese Neigung der Messerklingen hat den Vorteil, dass die Messerklingen eine zusätzliche Förderaufgabe erfüllen können, da durch diese Schrägstellung der größte Formmassenanteil an den äußeren Umfangsbereich der Form-Lochscheibe bewegt werden kann, wo die Bohrungsdichte am größten ist.

Insbesondere kann also vorgesehen sein, dass jedes Ringmesser hängende, sich von der Nabe zum Außenring erstreckende Schneidklingen und/ oder stehende, mit der Nabe oder dem Außenring verbundene und sich nur über einen Teilbereich des Abstands zwischen Nabe und Außenring erstreckende Schneidklingen aufweist.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass die axiale Breite des dem Raumspalt zugeordneten Ringmessers etwa 20% bis 60%, vorzugsweise 30% bis 40% der axialen Breite der Form- Lochscheibe beträgt und der Außenring des Ringmessers mit einem Zahnring verbunden ist, der mit zumindest einem Antriebsritzel kämmt.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass das der Form-Lochscheibe zugeordnete Messer ein Ringmesser umfasst, und/oder aus diesem besteht, das hängende, sich von der Nabe zum Außenring erstreckende Schneidklingen und/oder stehende sich nur über einen Teilbereich des Abstands zwischen Nabe und Außenring erstreckende Schneidklingen aufweist, und dass dieses Ringmesser mittels einer Passfeder formschlüssig derart mit der zugehörigen Antriebswelle verbunden ist, dass es mit vorgebbarem Druck an der Form- Lochscheibe anliegt.

Obwohl dies keine funktionsbedingte Notwendigkeit darstellt, werden bevorzugt die der Form-Lochscheibe und dem Raumspalt zwischen Form-Lochscheibe und Stütz-Lochscheibe zugeordneten Ringmesser identisch ausgestaltet, insbesondere besitzen sie gleiche Schneidgeometrien, um einen ungestörten Stoffstrom bei entsprechend zeitgesteuertem Trennprozess zu gewährleisten.

Jedes Ringmesser und insbesondere auch das dem Raumspalt zugeordnete Ringmesser ist zur Schaffung eines eigenen, nach außen dichten Schutzraumes von einem Ringbauteil umschlossen, das mit den angrenzenden Bauteilen, insbesondere der zügehörigen Lochscheibe fest verspannt ist.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Ringmesser Kraft tragende, volle und am Außenring vorgesehene hängende und/ oder stehende Messerklingen aufweisen.

Dabei ist bevorzugt, dass die Winkellage der Messerklingen beider Ringmesser im Betrieb relativ zueinander einstellbar ist.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die axiale Dicke der Form-Lochscheibe durch Kombination mehrerer identischer Einzel-Lochscheiben vorgebbar ist.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist in einem die Laufparallelität zwischen Messern und Lochscheiben gewährleistenden Stützsystem zu sehen.

Dieses Stützsystem umfasst ein axial angeordnetes Stützrohr und/oder wird von dem Stützrohr gebildet, welches an seinem einen Endbereich mit der Form-Lochscheibe kraftschlüssig und drehfest verbunden, insbesondere verschraubt ist und über eine auf dem Stützrohr vorgesehene Stützschraube einen ortsfesten Anschlag für die Stütz-Lochscheibe bildet. Zu diesem System gehören weiterhin mehrere Stützstreben, die sich zwischen den miteinander verspannten Umfangskomponenten des gehäuselosen Schneid- und Formsatzes und einer auf dem anderen Endbereich des Stützrohrs angeordneten Rohrhülse erstrecken, die auf dem Stützrohr lösbar fixiert ist. Dieses Stützsystem verhindert durch die erzielte Arretierung in beiden Richtungen an zwei Stellen des Schneidkopfes die Verformung der Lochscheiben bzw. ein Auftreten von Schwingungen der Lochscheiben. Der spannungsneutrale Einbau des geschilderten Stützsystems erzeugt die höchstmögliche Laufparallelität zwischen Messern und Lochscheiben und stellt damit auch einen minimalen Werkzeugverschleiß sicher.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Rohrhülse auf dem Stützrohr mittels eines Clampflansch- Systems mit Verdrehsicherung fixierbar ist.

Weiterbin wird für die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgeschlagen, dass die die Schneckendrehzahl und die Umlaufgeschwindigkeiten der Messer charakterisierenden Steuerparameter in Stoffdatenbanken hinterlegt sind, in denen auch die stofflichen Verforaiungsparame- ter gespeichert sind.

Wie bereits zuvor ausgeführt, kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, däss die Vereinzelungseinrichtung zumindest eine Schwerkraftvereinzelungsvorrichtung zur Vereinzelung des Stoffstrangs in Formlinge mittels Schwerkrafteinwirkung, zumindest eine Rüttelflächenanordnung und/oder zumindest einen Desintegrator umfasst.

Dem Extruder bzw. Expander wird also die Vereinzelungseinrichtung nachgeordnet und diese wird insbesondere so positioniert, das ihr die die Sollbruchstellen aufweisenden Stoffstränge zugeführt werden und diese Stoffstränge in die Einzelformlinge, d.h. in das gewünschte Endprodukt, überführt werden, wobei die Vereinzelung der Stoffstränge insbesondere durch die Schlageinwirkung eines Desintegrators der Vereinzelungseinrichtung erreicht wird. Insbeson-

dere ist bevorzugt, dass die Vereinzelungsvorrichtung in einem Fallweg des Stoffstrangs angeordnet ist.

Insbesondere in dem Fall, in dem die Vorrichtung zweiteilig aufgebaut ist, d.h. ein Extruder oder ein Expander vorgesehen ist, mittels dem, insbesondere in einem ersten Schritt, ein Formstrang hergestellt werden kann, der Sollbruchstellen aufweist, und ein zweiter Teil der Vorrichtung vorgesehen ist, um, insbesondere in einem zweiten, vorzugsweise dem ersten Schritt zeitlich nachfolgenden, Schritt eine Vereinzelung der Stoffstränge in die Formlänge zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Schwerkraftvereinzelungsvorrichtung zumindest eine Fallstrecke und/oder zumindest eine, insbesondere von der Rüttelflächenanordnung und/oder dem Desintegrator umfasste und/oder geneigte, Aufprallfläche aufweist, wobei vorzugsweise der Stoffstrang sich mittels Schwerkrafteinwirkung entlang der Fallstrecke bewegt und/oder während der Bewegung entlang der Fallstrecke und/oder bei einem Kontakt des Stoffstrangs mit der Aufprallfläche eine Vereinzelung, vorzugsweise im Bereich der Sollbruchstellen, des Stoffstrangs in die Formlinge erreichbar ist.

Durch den Aufprall und/oder einen äußeren Impuls wird also der Stoffstrang im Bereich der Sollbruchstellen während oder nach Durchlaufen der Fallstrecke vereinzelt.

Hierbei ist zu beachten, dass die Ausbildung einer Vereinzelungseinrichtung gemeinsam oder unabhängig von dem ersten Teil der Vorrichtung zur Erzeugung des Stoffstrangs mit Sollbruchstellen realisiert werden kann. Insbesondere ist die Erfindung auch auf eine isoliert zu betrachtende Vereinzelungsvorrichtung, die insbesondere in Form eines Desintegrators ausgebildet ist, gerichtet.

Dabei ist insbesondere bevorzugt, dass die Rüttelflächenanordnung zumindest eine Rüttelfläche, insbesondere umfassend die Aufprallfläche, aufweist, wobei vorzugsweise die Rüttelfläche mittels einer ersten Antriebseinrichtung in eine periodische Bewegung versetzbar ist und/oder die Rüttelfläche zumindest bereichsweise in zumindest eine Richtung geneigt ausgebildet ist.

Weiterhin schlägt die Erfindung vor, dass der Desintegrator zumindest ein erstes Desintegratorrad, welches insbesondere mittels zumindest einer zweiten Antriebseinrichtung antreibbar ist, umfasst.

Bei der vorgenannten alternativen Ausfϊihrungsform ist besonders bevorzugt, dass der Desintegrator zumindest ein zweites Desintegratorrad, welches insbesondere mittels zumindest einer dritten Antriebseinrichtung antreibbar ist, umfasst, wobei vorzugsweise das zweite Desintegratorrad entlang einer Bewegungsrichtung zumindest eines Stoffstrangs parallel zum dem ersten Desintegratorrad und/oder dem ersten Desintegratorrad nachfolgend angeordnet ist.

Weiterhin wird bei den beiden vorgenannten alternativen Ausführungsformen der Erfindung vorgeschlagen, dass das erste Desintegratorrad und/oder das zweite Desintegratorrad derart ausgebildet ist bzw. sind, dass mittels des ersten Desintegratorrades und/oder des zweiten Desintegratorrades der Stoffstrang mittels einer, insbesondere durch zumindest eine Schlagfläche des ersten Desintegratorrades und/oder des zweiten Desintegratorrades auf den Stoffstrang ausgeübte, Schlageinwirkung, in die Formlinge vereinzelbar ist, wobei vorzugsweise die Schlagfläche zumindest bereichsweise die Aufprallfläche umfasst.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das erste Desintegratorrad und das zweite Desintegratorrad derartig ausgebildet sind, dass sie ineinander kämmend bewegbar sind.

Besonders bevorzugt ist, dass der Desintegrator eine Vielzahl von, insbesondere kämmend ineinander bewegbaren, zweiten Desintegratorrädern umfasst.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform kann ferner dadurch gekennzeichnet sein, dass das erste Desintegratorrad und/oder das zweite Desintegratorrad zumindest eine erste Trägerplatte und/oder zumindest eine zweite Trägerplatte aufweist bzw. aufweisen, wobei insbesondere eine Normalebene der ersten Trägerplatte und/oder der zweiten Trägerplatte im wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse des ersten und/oder des zweiten Desintegratorrades verläuft, wobei die erste Trägerplatte und/oder die zweite Trägerplatte mit zumindest einer, insbesondere die Schlagfläche darbietenden, Stangenvorrichtung verbunden ist, insbesondere die Stangenvorrichtung zwischen der ersten Trägerplatte und der zweiten Trägerplatte angeordnet ist, vorzugsweise sowohl mit der ersten Trägerplatte als auch der zweiten Trägerplatte verbunden ist.

Weiterhin ist besonders bevorzugt, dass die Stangenvorrichtung versetzt zu der Drehachse des ersten Desintegratorrades und/oder des zweiten Desintegratorrades angeordnet ist, wobei vorzugsweise zumindest zwei, insbesondere eine Vielzahl von, Stangenvorrichtungen, insbeson-

dere unter Bildung zumindest eines Stangenkäfigs, an zueinander versetzten, insbesondere einen im wesentlichen identischen Abstand zu der Drehachse des ersten Desintegratorrads und/oder des zweiten Desintegratorrads aufweisenden, Verbindungspunkten mit der ersten Trägerplatte und/oder der zweiten Trägerplatte verbunden sind, wobei die Verbindungspunkte vorzugsweise auf einer Kreisbahn um die Drehachse, insbesondere an einem Umfang der ersten und/oder zweiten Trägerplatte, angeordnet sind.

Bei den beiden vorgenannten alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Stangenvorrichtung im wesentlichen parallel zu der Drehachse des ersten Desintegratorrades und/oder des zweiten Desintegratorrades verläuft, die Stangenvorrichtung zumindest bereichsweise, insbesondere zumindest teilweise um eine Achse zwischen dem Verbindungspunkt an der ersten Trägerplatte und dem Verbindungspunkt an der zweiten Trägerplatte und/oder um die Drehachse des ersten Desintegratorrades und/oder des zweiten Desintegratorrades, gewunden, vorzugsweise in Form zumindest einer Spirale, ausgebildet ist.

Besonders bevorzugt ist dabei, dass die Stangenvorrichtung, insbesondere zumindest ein Element und/oder zumindest ein Prallelement der Stangenvorrichtung, zumindest bereichsweise eine im wesentlichen kreisförmige, quadratische, rechteckförmige, sternförmige, elliptische und/oder dreieckförmige Querschnittsform aufweisen und/oder zumindest bereichsweise, insbesondere auf zumindest einer Oberfläche ein Antihaftmaterial, insbesondere zumindest eine Antihaftbeschichtung, und/oder ein Material und/oder eine Materialbeschichtung mit einem geringeren Reibungskoeffizienten als Stahl, Metall und/oder Kunststoff umfasst, vorzugsweise umfassend Polytetrafluorethylen (PTFE), Teflon und/oder zumindest eine Keramik.

Auch wird für die Vorrichtung vorgeschlagen zumindest ein mit dem ersten Desintegratorrad und/oder dem zweiten Desintegratorrad, insbesondere der Stangenvorrichtung, dem Element und/oder dem Prallelement, wechselwirkendes, insbesondere flexibles, Abstreifelement, wobei mittels des Abstreifelements an dem ersten Desintegratorrad, dem zweiten Desintegratorrad, der Stangenvorrichtung dem Element und/oder dem Prallelement anhaftende Formlinge, anhaftende verformbare Masse, anhaftende Stoffstränge und/oder anhaftender Rohstoff ablösbar ist bzw. sind.

Besonders bevorzugt ist, dass der Stoffstrang dem Desintegrator, dem ersten Desintegratorrad und/oder dem zweiten Desintegratorrad nach zumindest bereichsweisen Durchlaufen der Schwerkraftvereinzelungsvorrichtung, insbesondere der Fallstrecke, zuführbar ist. '

Mit anderen Worten wird der Desintegrator derartig ausgebildet, dass die Desintegratorräder in Form von rotierenden „Stabkäfigen" mit im Wesentlichen horizontal angeordneten Stäben verwendet werden. Hierbei wird eine besonders gut Schlagwirkung dadurch erzielt, dass zumindest zwei Desintegratorräder, die insbesondere kämmend ineinander greifen, verwendet werden, da auf diese Weise die Anzahl der Schlagkontakte zwischen den Stäben und Stoffsträngen erhöht werden kann und insbesondere durch Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit der Desintegratorräder eine vollständige überführung der Stoffstränge in Einzelformlinge sichergestellt werden kann.

Mit der Erfindung wird für die Vorrichtung auch vorgeschlagen, dass eine Drehbewegung des ersten Desintegratorrades mit einer Drehbewegung des zweiten Desintegratorrades synchronisierbar ist, vorzugsweise die zweite Antriebseinrichtung und dritte Antriebeinrichtung zumindest bereichsweise in einem ausgeführt sind, insbesondere mittels der zweiten Antriebeinrichtung zumindest eine Drehbewegung auf das erste Desintegratorrad übertragbar ist und eine Drehbewegung des ersten Desintegratorrades, vorzugsweise mittels eines mit dem ersten Desintegratorrad und/oder dem zweiten Desintegratorrad in Wirkverbindung stehenden ersten Getriebes, auf das zweite Desintegratorrad übertragbar ist, und/oder eine Bewegung der zweiten Antriebseinrichtung, insbesondere mittels eines zweiten Getriebes, an das erste Desintegratorrad und gleichzeitig, insbesondere mittels eines dritten Getriebes, an das zweite Desintegratorrad übertragbar ist.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass das erste Getriebe, das zweite Getriebe und/oder das dritte Getriebe zumindest eine übertragungseinrichtung, vorzugsweise in Form zumindest eines Zahnrades, zumindest eines Ritzels, zumindest eines Riemens, zumindest einer Kette, zumindest einer Welle und/oder zumindest einer Kupplung umfasst.

Auch kann vorgesehen sein, dass die Vereinzelungsvorrichtung zumindest eine vorzugsweise mittels einer vierten Antriebseinrichtung angetriebene Transporteinrichtung zum Befördern des Stoffstranges, des vereinzelten Stoffstranges und/oder der Formlinge umfasst, wobei die Transporteinrichtung vorzugsweise zumindest bereichsweise von der Schwerkraftvereinze-

lungsvorrichtung der Aufprallfläche der Rüttelflächenanordnung, der Rüttelfläche, dem Desintegrator, dem ersten Desintegratorrad und/oder dem zweiten Desintegratorrad umfasst ist.

Weiterhin schlägt die Erfindung für die Vorrichtung vor, dass diese gekennzeichnet sein kann dadurch, dass die Vorrichtung zumindest bereichsweise in Form eines, vorzugsweise die erste Form-Lochscheibe, die Stützloch-Scheibe, das Trennmesser und/oder die Verdichtungseinheit umfassenden, Extruderkopfes und/oder Expanderkopfes ausgebildet ist.

Schließlich wird für die Erfindung vorgeschlagen, dass diese gekennzeichnet ist durch zumindest eine mit der Form-Lochscheibe, der Förder- und Verdichtungseinheit;, dem Trennmesser, der Förderschnecke, dem mit der Form-Lochscheibe zusammenwirkenden Messer, dem den Schneckenförderer antreibenden Motor, der Stütz-Lochscheiben , dem Distanzelement, den Schneidklingen, den Ringmessern, den Messerklingen, der Passfeder, dem Stützsystem, dem Stützrohr, der Stoffdatenbank, der Vereinzelungseinrichtung, der Schwerkraftvereinzelungs- einrichtung, der Rüttelflächenanordnung, dem Desintegrator, der Fallstrecke, der Aufprallfläche, der Rüttelfläche, der ersten Antriebseinrichtung, dem ersten Desintegratorrad, der zweiten Antriebseinrichtung, dem zweiten Antriebseinrichtung, dem ersten Desintegratorrad, dem ersten Getriebe, dem zweiten Getriebe, dem dritten Getriebe, der übertragungseinrichtung, der vierten Antriebseinrichtung, der Transporteinrichtung und/oder dem Extruder- und/oder Expanderkopf in Wirkverbindung stehende Steuer- und/oder Regeleinrichtung.

Weiterhin liefert die Erfindung einen Schneidsatz der unabhängig oder in Kombination mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung realisiert sein kann und der insbesondere auch unabhängig von dem zuvor beschriebenen Verfahren und der zuvor beschriebenen Vorrichtung beansprucht wird.

Insbesondere liefert die Erfindung einen Schneidsatz, der gekennzeichnet ist durch zumindest eine Haupt- und Positionierlochscheibenanordnung, zumindest eine Stütz-Lochscheibe, insbesondere in Form einer, vorzugsweise dünnen Positionierlochscheibe, zumindest eine, vorzugsweise dicke und/oder Form gebundene, zumindest ein mit der Form-Lochscheibe zusammenwirkendes Messer, insbesondere in Form eines Hauptmessers mit einem L- Sicherheitsdistanzring, zumindest ein Trennmesser, insbesondere in Form eines Positionsmessers mit einem Sicherheitsdistanzring, zumindest ein Antriebsritzel, insbesondere in Form eines Messerantriebrads an einem Motor, vorzugsweise zum Antrieb des Trennmessers, zu-

mindest ein Stützsystem mit zumindest einem Expanderkopfgehäuse, zumindest ein Distanzelement, insbesondere in Form eines Stützrohrlagers für Messerzapfen, eine Förder- und/oder Verdichtungseinheit und/oder einen Messerzapfen mit Rundpassfedern.

Dabei ist schließlich besonders bevorzugt, dass der Schneidsatz ferner umfasst zumindest eine Förderbuchse, zumindest eine Stützschraube, insbesondere in Form einer Anschlagmutter für die Stütz-Lochscheibe und/oder dünne Positionsscheibe, zumindest eine Stützrohrkontermutter, zumindest einen Fädelbolzen, zumindest eine Befestigungsschraube, zumindest eine Förderschnecke, insbesondere in Form einer Kurzschnecke und/oder zumindest eine Passfeder.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass Formlinge einer vordefinierten Größe und vordefinierten Form mit hoher Gleichmäßigkeit und in reproduzierbarer Weise dadurch hergestellt werden können, dass ein Stoffstrang aus einem Rohstoff bzw. Rohstoffgemisch, welches insbesondere überwiegend natürliche Rohstoffe beinhaltet, dadurch gebildet werden kann, dass der in eine verformbare Masse überführte Rohstoff zunächst in einem Form gegebenen Werkzeug in Stoffstränge geformt wird und in den entsprechenden Stoffsträngen durch eine entsprechende Trenneinrichtung Sollbruchstellen in den Stoffsträngen gebildet werden, die anschließend zur Vereinzelung der Stoffstränge in die gewünschten Formlinge aufgebrochen werden.

Insbesondere bei Verwendung eines Rohstoffs bzw. Rohstoffsgemischs bzw. einer verformbaren Masse, die einen Trockensubstanzgehalt (TS) von weniger als 60%, insbesondere weniger als 55%, aufweist, stellt sich im Gegensatz zu den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren durch die Erfindung nicht das Problem, dass ein verlässliches Auftrennen bzw. Aufbrechen der Stoffstränge nicht möglich ist, so dass im Wesentlichen gleichgroße und gleichförmige Formlinge bzw. Pellets gebildet werden, da die Stoffstränge nicht an beliebigen Stellen, sondern an den durch die Sollbruchstellen definierten Bereichen aufbrechen. Durch die Ausbildung von Sollbruchstellen durch ein geeignetes Trennmittel wird die Form der gewünschten Formlinge in dem Stoffstrang im Wesentlichen festgelegt und bei einer anschließenden Vereinzelung der Stoffstrang in die gewünschten Formlinge aufgeteilt.

Die Erzeugung eines derartigen Stoffstrangs mit Sollbruchstellen erfolgt vorzugsweise in einem ersten Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, der oftmals als Extruder bzw. Expan-

der bezeichnet wird. Es ist jedoch auch möglich, dass der entsprechende Stoffstrang, der die Sollbruchstellen aufweist, durch andere geeignete Vorrichtung hergestellt werden kann.

Um ein definiertes Vereinzeln des Stoffstrangs in die gewünschten Formlinge bzw. Pellets sicherzustellen, wird mit der Erfindung ferner vorgeschlagen, dass nach Herstellung des Stoffstrangs mit den Sollbruchstellen eine Vereinzelungseinrichtung vorgesehen ist, mittels der der Stoffstrang an den Sollbruchstellen aufgebrochen und so die gewünschten Formlänge vereinzelt werden. Obwohl eine derartige Vereinzelung grundsätzlich mittels Schwereinkraftwir- kung und/oder Auftreffen des Formstrangs bzw. der Formlinge auf eine Aufprellfläche realisiert werden kann, hat es sich als besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. erfindungsgemäßen Vorrichtung herausgestellt, dass eine Vereinzelung mittels eines Desintegrators durchgeführt wird, wobei der Desintegrator im Wesentlichen ein Stabkäfig- artigen Aufbau aufweist, wobei durch die Stäbe des Käfigs eine Schlagwirkung auf den Formstrang ausgeübt wird, der zu einem Aufbrechen der Sollbruchstellen führt. Hierbei kann der Desintegrator eine oder mehrere derartiger Käfige aufweisen, die insbesondere ineinander greifend gegeneinander rotieren.

Die Verwendung eines Desintegrators, insbesondere in der zuvor beschriebenen Form, hat sich insbesondere als vorteilhaft für Stoffstränge herausgestellt, die ein vergleichsweise geringen Trockensubstanzgehalt aufweisen, beispielsweise weniger als 55% oder weniger als 50%. Speziell bei diesem geringem Trockensubstanzgehalten kann es produktabhängig zu einem „Ankleben" der einzelnen Bereiche des Stoffstrangs im Bereich der Sollbruchstellen kommen, so dass die Schwerkraftwirkung meistens nicht ausreicht, um eine gewünschte Vereinzelung zu erreichen. Auch können als Vereinzelungseinrichtung Rüttelvorrichtungen eingesetzt werden, wobei sich auch hier gezeigt hat, dass ein verlässliches Aufteilen des Stoffstrangs in die gewünschten Formlänge, insbesondere bei geringen Trockensubstanzgehalten, mit einer größeren Verlässlichkeit mittels eines Desintegrators erreichbar ist. Insbesondere bei Stoffsträngen, die ein höheren Trockensubstanzgehalt als 60% aufweisen, haben sich jedoch auch diese Rüttelvorrichtungen bewährt.

Einer der wesentlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung ist daher, dass die Ausbildung der Sollbruchstellen in dem Stoffstrang, die insbesondere innerhalb eines Extruder- bzw. Expanderkopfes erfolgt, mittels eines Schneidsatzes durchgeführt wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden auch anhand der nachstehend geschilderten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen aufgezeigt und erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise in Form eines Axialschnitts dargestellte Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung der in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendeten Form-

Lochscheibe mit zugehörigem Ringmesser,

Fig. 4 eine Darstellung eines Trennmessers zur Stoffstrangunterteilung mit einer Eingriffsstelle für ein Antriebs-Zahnritzel,

Fig. 5 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines derartigen Trennmessers,

Fig. 6 eine Explosionsansicht eines in der Ausführungsform der Vorrichtung nach

Figur 1 eingesetzten Schneidsatzes,

Fig. 7 eine seitliche schematische Seitenansicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindurvgsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 8 eine Draufsicht der schematischen Darstellung der Vorrichtung de? nach Fig. 7,

Fig. 9 eine schematische Seitenansicht auf eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 10 eine schematische Seitenansicht auf eine weitere Ausfuhrungsform eines Desintegrators.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausfuhrungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von kompak- tierten Formungen oder Pellets umfasst anschließend an eine nicht gezeigte Anordnung zur Materialaufbereitung eine zylindrische Zutuhrkammer 1 mit dem Endbereich einer Förderund Verdichtungseinheit 2, auf die eine Schnittregion 3 folgt, in der ein Ringmesser 4 angeordnet ist, das mit einer Form-Lochscheibe 5 zusammenwirkt.

Bei diesem ersten Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die im Wesentlichen als Extruderkopf bzw. Expanderkopf ausgebildet ist, erfolgt eine Vereinzelung der in der Vorrichtung erzeugten Stoffstränge mit Sollbruchstellen durch eine Vereinzelungseinrichtung, die im Wesentlichen eine Fallstrecke umfasst.

Die Förder- und Verdichtungseinheit 2 umfasst im dargestellten Beispiel einen Schneckenförderer und/oder besteht aus diesem, der über eine Antriebswelle angetrieben wird, wobei der mit dem Ende der Antriebswelle gekuppelte Motor in Fig. 1 nicht gezeigt ist. Die angetriebene Welle des Schneckenförderers treibt gleichzeitig das in der Schnittregion 3 umlaufende Ringmesser 4 über eine im schraffierten Bereich dargestellte Passfederverbindung an. Die Verbindung zwischen der Schneckenwelle und dem Ringmesser 4 ist dabei so gestaltet, dass das Trennmesser 4 mit vorgebbarem Druck an der Form-Lochscheibe 5 anliegt, so dass dieses Ringmesser neben seiner Schneidfunktion auch die Funktion des ständigen Freiräumens der Bohrungen der Form-Lochscheibe 5 erfüllen kann.

Das Ringmesser 4 ist zur Bildung eines eigenen, nach außen dichten Schutzraumes von einem Ringbauteil 8 umschlossen, das mit den übrigen Außenkomponenten der gehäuselosen Einheit axial verspannt ist.

Beabstandet zur Form-Lochscheibe 5 ist unter Ausbildung eines schmalen Raumspaltes 7 eine Stütz-Lochscheibe 6 angeordnet, deren Kanäle mit den Kanälen der Form-Lochscheibe 5 ausgerichtet, jedoch deutlich kürzer ausgeführt sind, da die Stütz-Lochscheibe 6 lediglich eine Axialerstreckung bzw. Dicke aufweist, die etwa 20% bis 50% und vorzugsweise 30% bis 40% der axialen Dicke der Form-Lochscheibe 5 beträgt.

In dem Raumspalt 7 zwischen Form-Lochscheibe 5 und Stütz-Lochscheibe 6 ist drehbar ein weiteres Ringmesser gelagert, das die Funktion eines Trennmessers 10 besitzt und über seinen Außenumfang angetrieben wird.

Obwohl der Antrieb dieses weiteren Ringmessers über seinen Außenumfang bevorzugt ist, kann dieses Ringmesser auch axial angetrieben sein, und zwar entweder unabhängig von dem Antrieb des der Form-Lochscheibe 5 zugeordneten Ringmessers oder gemeinsam, so dass beide Ringmesser mit der gleichen Antriebswelle verbunden sind.

Das dem Raumspalt 7 zugeordnete Trennmesser weist bevorzugt eine axiale Dicke von etwa 20% bis 60%, vorzugsweise 30% bis 40% der axialen Dicke der Form-Lochscheibe 5 auf und kann bevorzugt in seiner geometrischen Gestaltung dem der Form-Lochscheibe 5 zugeordneten Ringmesser 4 entsprechen.

Auch diesem im Raumspalt 7 umlaufenden Trennmesser 10 ist zur Schaffung eines nach außen dichten Schutzraumes ein Ringbauteil 9 zugeordnet, das mit der Stütz-Lochscheibe sowie den weiteren Außenkomponenten der Einheit fest verspannt bzw. verschraubt ist.

Angetrieben wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Trennmesser 10 über einen eigenen Motor 21, der hinsichtlich seiner Drehzahl steuerbar ist und über ein Getriebe ein Ritzel antreibt, das kämmend in den gezahnten Außenumfang des Trennmessers 10 eingreift.

Von besonderer Bedeutung für die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Vermeidung von Funktionsstörungen ist ein spannungsneutraler Einbau eines Stützsystems, das die höchstmögliche Laufparallelität zwischen Messern und Lochscheiben gewährleistet und damit auch den geringsten Werkzeugverschleiß gewährleistet.

Dieses Stützsystem umfasst ein koaxiales Stützrohr 13 und/oder wird von diesem gebildet, welches an einem Endbereich fest mit der Form-Lochscheibe 5 verbunden, insbesondere verschraubt ist. Auf diesem Stützrohr 13 ist ein Anschlag 24 vorgesehen, der am radial inneren Bereich der Stütz-Lochscheibe 6 kraftschlüssig anliegt. Bei diesem Anschlag 24 kann es sich bevorzugt um eine Schraubmutter handeln, die in der erforderlichen Position auf dem Stützrohr 13 fixierbar ist und somit einen ortsfesten Anschlag für die Stütz-Lochscheibe 6 bildet. Des Weiteren sind mehrere Stützstreben 25 vorgesehen, die sich zwischen den miteinander verspannten Umfangskomponenten des gehäuselosen Schneidsatzes und einer auf dem anderen Endbereich des Stützrohres 13 angeordneten Rohrhülse 26 erstrecken, die auf dem Stützrohr 13 lösbar fixiert ist. Diese Fixierung der Rohrhülse 26 auf dem Stützrohr 13 erfolgt bevorzugt mittels eines Clampflansch-Systems 27 mit Verdrehsicherung. Mittels dieses

Clampflansch-Systems wird die mit den Stützstreben 25 fest verbundene Hülse mit dem Stützrohr 13 form- und kraftschlüssig verklemmt. Auf diese Weise wird ein Schneidkopf erhalten, der eine in sich geschlossene Funktionseinheit aus Messern, Lochscheiben, Antrieben und Stützsystem bildet. Durch das Stützsystem wird verhindert, dass die Messer und Lochscheiben voneinander abheben und das saubere Zusammenwirken zwischen Messer und Lochscheiben unterbrochen wird, was dazu fuhren würde, dass Messer und Lochscheiben gegeneinander schlagen könnten und als Folge davon Funktionsstörungen in Kauf genommen werden müssten.

Das Stützsystem verhindert durch Arretierung in beiden Richtungen eine Verformung der Lochscheiben infolge schwankender Drücke. Dies wird durch das Stützrohr 13 mit zwei Stützkomponenten am Lochscheibensystem erreicht, das formschlüssig im spannungsfreien Zustand eingespannt und dann mit den erwähnten lagegesicherten Elementen in diesem Zustand verspannt wird. Im Einbauzustand stören sich die geometrischen Schwingungsamplituden und kompensieren jegliches Aufschwingen.

Die Stirnansicht nach Fig. 2 zeigt oberhalb der Zerkleinerungseinheit 12 mit zugehörigem Antriebsmotor 14 das Trennmesser 10, das mit einem Umfangs-Zahnring 19 fest verbunden ist, der über eine im Gehäuse vorgesehene Eingriffstelle mit einem Ritzel 20 kämmt, das über den Motor 21 angetrieben wird.

Von besonderer Bedeutung ist die gehäuselose Bauweise der auch als Schneidkopf bezeichneten Vorrichtung, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Diese gehäuselose Bauweise wird dadurch erreicht, dass die Ringmesser 4, 10 jeweils einen eigenen, nach außen dichten Schutzraum resultierend aus den Ringbauteilen 8, 9 aufweisen, die mit den Lochscheiben 5, 6, einem Adapter sowie dem Stützsystem fest verschraubt sind und damit dicht werden. Der Schutzraum erfüllt die Funktion der Abstandhaltung und Zustellgenauigkeit zur Lochscheibe als Gegenschneide zum Messer.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass die Ringbauteile 8, 9 und die zugehörigen Messer 4, 10 durch gemeinsames Schleifen auf ein Mindestmaß toleriert werden können, so dass auch das jeweilige Messer quasi frei umläuft. Mittels dieser definierten Distanzierung sind lange Nutzungszeiten durch fehlende Blockspannungen zwischen Messer 4 und der Oberfläche der Form-Lochscheibe 5 erzielbar.

Neben den um etwa 90° gegeneinander versetzten Stützstreben 25 ist in Fig. 2 auch eine nach unten offene Haube 22 zu sehen, die sich zum Formlingsabgabebereich hin öffnet. Die Vereinzelung der Formlinge geschieht im Wesentlichen bereits durch Schwerkrafteinwirkung auf die mit den Sollbruchstellen versehenen Formlingsstränge, aber es kann auch noch eine mechanische Unterstützung des Trennvorgangs erfolgen, z.B. mittels einer Rüttelflächenanord- nung und/oder eines Desintegrators, wie insbesondere später anhand der weiteren Ausführungsbeispiele erläutert werden wird.

Fig. 3 zeigt die Form-Lochscheibe 5 mit angepasstem Ringbauteil 8, wobei diese Form- Lochscheibe 5 mit einer Vielzahl von sich in Axialrichtung durch diese Lochscheibe erstreckenden, vorzugsweise zylindrischen Kanälen versehen ist. Ebenfalls erkennbar ist in der Darstellung nach Fig. 3 das mit der Form-Lochscheibe 5 zusammenwirkende Ringmesser 4. Dieses Ringmesser 4 weist hängende, sich von der Nabe 15 zum Außenring 16 erstreckende Schneidklingen 17 sowie stehende, sich nur über einen Teilbereich des Abstands zwischen Nabe 15 und Außenring 16 erstreckende Schneidklingen 18 auf. Zwischen in Umfangsrich- tung aufeinander folgenden, sich von der Nabe 15 zum Außenring 16 erstreckenden Schneidkanten bzw. den diese Schneidkanten tragenden Stegen wird jeweils eine Förderzelle gebildet. Neben dieser Förderzellenbildung, die über die Anzahl der Klingen den Trennzeitpunkt gemeinsam mit der Drehzahl erzeugt, haben diese Klingen noch die Aufgabe, den Stoffverteilungsgrad auf der Form-Lochscheibe 5 zu regulieren. Dies spielt vor allem dann eine Rolle, wenn das Förderbild, z.B. der Förderschnecke, als Kreisfläche kleiner ist als die Masse abnehmende Form-Lochscheibe 5. Auf diese Weise können verschiedene Massekonzentrationen zwischen Lochscheibenzentrum und Peripherie der Lochscheibenfläche entstehen. Dies wird dadurch verhindert, dass anstelle eines radialen Verlaufs der Schneidkanten ein Schneidkantenverlauf vorgesehen wird, der mit der Radialrichtung einen Winkel bis zu etwa 45° vorsieht. Auf diese Weise wird erreicht, dass der größte Formmassenanteil radial nach außen transportiert wird, nämlich in den Bereich der Form-Lochscheibe 5, der die höchste Anzahl von Kanalbohrungen aufweist.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Trennmessers 10 in Form eines Ringmessers, das entsprechend dem der Form-Lochscheibe 5 zugeordneten Ringmesser 4 ausgebildet ist. Auch dieses Trennmesser 10 ist in der bereits erläuterten Weise von einem Ringbauteil 9 umgeben und es ist an seinem Außenumfang über mehrere Kopplungsstellen mit einem Umfangs- Zahnring 19 fest verbunden. Dieser Zahnring 19 steht über eine Eingriffsöffnung mit dem

angetriebenen Ritzel 20 in Verbindung, das einen Umfangsantrieb des Trennmessers 10 mit einer sehr großen Getriebe- und Hebelwirkung ermöglicht. Diese Form des Antriebs lässt sehr dünne Trennmesser zu und sichert damit die Stoffübergabeströme zwischen den beiden Lochscheiben 5, 6.

Die im Vergleich zu einem Achsantrieb geänderten Hebelverhältnisse fuhren zu einer entscheidenden Verringerung des Kraftbedarfs, so dass Antriebsleistungen ohne weiteres um den Faktor 10 verringert werden können. Die geringen Massen lassen dabei schnelle technische Stellgrößen zu.

Fig. 5 zeigt ein Trennmesser 10 in Form eines Ringmessers, das im Vergleich zu den Trennmessern nach Fig. 4 die doppelte Anzahl von Schneidklingen 17, 18 und demgemäß auch die doppelte Anzahl von Förderzellen 23 aufweist. Damit wird verdeutlicht, dass je nach Aufgabenstellung unterschiedlich gestaltete Ringmesser 4, 10 verwendet werden können, dass jedoch zur Gewährleistung eines einwandfreien Stoffflusses die beiden Ringmesser stets in einander entsprechender Weise ausgebildet sein müssen.

Nachfolgend werden noch wesentliche Aspekte der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.

Die der Vorrichtung zugeführten Rohstoffe oder Gemische von Rohstoffen mit ihren plastisch-elastischen Formungseigenschaften werden jeweils in der Zuführkammer 1 verdichtet, wobei der Rohstoffvorschub die Verformungsenergie erbringt, um Rohstoffanteile in die Bohrungen der Form-Lochscheibe 5 einzupressen. Das schiebende, Energie speichernde Volumen wird durch die einzelnen Messer des Ringmessers 4 abgetrennt und verliert so den Energiekontakt. Damit entsteht zunächst ein gleichmäßiger Volumenstrom in das Bohrungssystem der Form-Lochscheibe 5 hinein, während mit dem Trennschnitt der über das Bohrbild fixierte Gesamtstoffstrom wieder in einen spannungsfreien bzw. spannungsarmen Zustand versetzt wird. So kann im geforderten Gesamtmassestrom die freie Raumbeweglichkeit der Teilmengen bzw. die Summe der Partikel in den Fördermengen vor der Lochscheibe gesichert werden.

Die einzelnen Messer des jeweiligen Ringmessers erfüllen jeweils auch die Aufgabe des Frei- raumens der Bohrungen der Lochscheibe, so dass diese Bohrungen stets funktionsgerecht arbeiten können.

Die Dicke der Form-Lochscheibe 5 wird so gewählt, dass eine ausreichende Kanallänge vorliegt, um über die Reibung an den Kanalwänden stabile Formstränge mit definierter Randzonenverfestigung zu schaffen. Dabei bestimmen die Messerschneidzyklen bezogen auf den Fördemorgang die stofflichen und mechanischen Eigenschaften der Strangqualität. Die erhaltenen Einzelstränge am Ausgang der Form-Lochscheibe 5 können unter Beachtung der vorher eingetragenen Förderenergie als energetisch geschlossene, verdichtete Masse betrachtet werden. Erst ein erneutes Durchtrennen dieser Formstränge bei gleichzeitiger Stützfunktion, erbracht durch die zur Form-Lochscheibe 5 geringfügig beabstandete Stütz-Lochscheibe 6, ermöglicht es, auch formfeste Stoffstränge in durch Sollbruchstellen portionierter Form zu erzeugen.

Durch die Dicke des im Spalt zwischen Form-Lochscheibe 5 und Stütz- Lochscheibe 6 wirksamen Trennmessers 10 und die Umlaufzeit wird jeweils ein Formung bestimmter Länge vom aus der Form-Lochscheibe 5 austretenden jeweiligen Strang energetisch abgetrennt. Mit der auch als Dünn-Lochscheibe zu bezeichnenden Stütz-Lochscheibe 6 wird eine Wiedervereinigung des jeweiligen Stoffstrangs durch Abstandshaltung über die Trennmesserdicke und den kürzest möglichen Austritt aus der Lochscheibe verhindert.

Zur Schaffung der gewünschten Volumengeometrie stehen demgemäß als Variable der Bohrungsdurchmesser und die durch die Messereingriffszeit gegebene Teilchenlänge zur Verfügung.

Mit dem jeweiligen Trennschnitt wird sowohl stofflich als auch energetisch eine Unterbrechung der zunächst geschlossenen Strangform erhalten. Diese Unterbrechung bildet die Bruchstelle, die die Länge der Formlinge bestimmt. Die formstabile Stückigkeit lässt sich dabei dadurch erreichen, dass zunächst durch die Pressung in den entsprechend lang dimensionierten Kanälen der Form-Lochscheibe 5 formfeste Teilstränge erhalten werden und dann zwischen den beiden Lochscheiben 5, 6 gleicher Geometrie ein zeitgesteuerter Trennprozess bezüglich des jeweiligen Stoffstranges durchgeführt wird. Erst nach dieser Schnittstelle werden die einzelnen Teile erneut, und zwar mit geringfügigem Druck, stirnseitig aneinander gepresst und dabei nach außen gefördert, wobei aber die Sollbruchstelle erhalten bleibt, da der aus der Form-Lochscheibe 5 austretende Formstrang durch den jeweiligen Trennschnitt in seiner einheitlichen Strukturmechanik unterbrochen wird.

Beim Austritt aus der Stütz-Lochscheibe 6 entstehen somit portionierte, mechanisch und geometrisch feste Teilstücke bzw. Formlinge. Die geringen Bindekräfte zwischen den Formungen an den Sollbruchstellen können problemfrei beispielsweise durch die sich nach einer vorgebbaren Freifallstrecke ergebenden Aufprallkräfte aufgebrochen werden.

Ein wesentlicher Aspekt der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Vorrichtung ist der Bereich der Vorrichtung, der die Sollbruchstellen innerhalb des Stoffstrangs erzeugt. In diesem Bereich ist ein Schneidsatz angeordnet, von dem in Fig. 6 eine Explosionsansicht einer Ausführungsform dargestellt ist.

Die Elemente des in der Fig. 6 dargestellten Schneidsatzes, die denjenigen, der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Vorrichtung entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen, allerdings einfach gestrichen.

Neben den in den Fig. 1 bis 5 bereits dargestellten Elementen umfasst der Schneidsatz weitere Elemente, die jeweils als Verschleißteil bzw. als Ersatzteil ausgebildet sind und während eines Betriebs einer erfϊndungsgemäßen Vorrichtung in im Wesentlichen regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden müssen.

Neben der Stütz-Lochscheibe 6', die als dünne Positionier-Lochscheibe ausgebildet ist, der Form gebenden Lochscheibe 5', die als dicke Form-Lochscheibe ausgebildet ist, dem mit der Form-Lochscheibe 5' zusammenwirkenden Messer 4', welches insbesondere als Hauptmesser mit L-Sicherheitsdistanzring ausgebildet ist, dem Trennmesser 10', welches insbesondere als Positioniermesser mit Sicherheitsdistanzring ausgebildet ist, dem Antriebsritzel 20', welches als Messerantriebsrad an einem in Fig. 6 nur schematisch dargestellten Motor 21' befestigbar ist, und/oder einer Stützschraube 24', die als Anschlagmutter für die Stütz-Lochscheibe 6' ausgebildet ist, umfasst der erfindungsgemäße Schneidsatz ferner eine Förderbuchse 29', ein Distanzelement, dass in Form eines Stützrohrlagers 31' für Messerzapfen ausgebildet ist, eine Stützrohrkontermutter 33', einen Fädelbolzen 35', Befestigungsschrauben 37', ein Stützrohr 39', eine Kurzschnecke bzw. Förderschnecke 41', einen Messerzapfen 43' mit Rundpassfedern und/oder eine Passfeder 45'.

Hierbei bilden insbesondere die Stütz-Lochscheibe 6' und die Form gebende Lochscheibe 5' eine Haupt- und Positionier-Lochscheiben- Anordnung, das mit der Form-Lochscheibe 5' zu-

samnienwirkende Messer 4', das Trennmesser 10', und das Antriebsritzel 20' eine Hauptoder Positioniermesser-Anordnung, die Förderbuchse 29', das Stützrohrlager 31', die Stützschraube 24', die Stützrohrkontermutter 33% der Federbolzen 35', die Befestigungsschrauben 37' und das Stützrohr 39' ein Stützsystem mit Expanderkopfgehäuse und die Förderschnecke 41', der Messerzapfen 43' und die Passfeder 45' eine Förder- und Verdichtungseinheit. Insbesondere die Stütz-Lochscheibe 6', die Form gebende Lochscheibe 5', dass Ringmesser 10', das Ritzel 20', das Stützrohlager 31' als auch der Messerzapfen 43' stellen Verschleißteile dar, während die Förderbuchse 29', die Stützschraube 24', die Stützrohrkontermutter 33', der Fädelbolzen 35', die Befestigungsschrauben 37', die Förderschnecke 41' sowie die Passfeder 45' Ersatzteile des Schneidsatzes darstellen.

Wie bereits zuvor erläutert, wird bei in den Figuren 1 bis 6 dargestellte Vorrichtungen eine Vereinzelung des Stoffstrangs mit den Sollbruchstellen in die einzelnen Formlinge ohne eine zusätzliche mechanische Einwirkung, außer dem Aufltreffen des Stoffstrangs auf eine Aufprallfläche nach einer Freifallstrecke, erreicht. Insbesondere bei Stoffsträngen, die einen Trockensubstanzgehalt aufweisen, der geringer als 60%, insbesondere geringer als 50% ist, schlägt die Erfindung vor, dass eine zusätzliche mechanische Vereinzelungseinrichtung, die insbesondere in Form eines Desintegrators ausgebildet sein kann, eingesetzt wird.

In Fig. 7 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, in der gerade ein derartiger Desintegrator zur Vereinzelung des Stoffstrangs in die gewünschten Formlänge eingesetzt wird.

Fig. 7 zeigt eine Einheit, mittels der zumindest ein Stoffstrang, vorzugsweise eine Vielzahl von Stoffsträngen, erzeugt werden kann, die Sollbruchstellen aufweisen. Die Einheit kann insbesondere als ein Expanderkopf 100 ausgebildet sein, der insbesondere gemäß der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung ausgebildet sein kann. Aus dem Expanderkopf 100 treten durch eine Matrix 102, die insbesondere in Form der Stütz- Lochscheibe 6, 6' realisiert sein kann, Stoffstränge 104 aus. Die Stoffstränge 104 weisen SoIl- bruchstellen auf, die nachfolgend zur Ausbildung der gewünschten gleichförmigen und gleichgroßen Formlinge bzw. Pellets aufgebrochen werden müssen. Bei der in Fig. 7 dargestellten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Vereinzelungseinrichtung zum Aufbrechen dieser Sollbruchstellen in Form eines Desintegrators 106 vorgesehen. Der Desintegrator 106 umfasst im Wesentlichen ein Desintegratorrad 108, wel-

ches in Richtung des Pfeils 110, also in Fig. 6 mit dem Uhrzeigersinn, gedreht wird und so angeordnet ist, dass die Stoffstränge nach Durchlaufen einer Fallstrecke 111 dem Desintegrator 106 zugeführt werden.

Vorzugsweise ist die Drehgeschwindigkeit des Desintegratorrads 108 auf die Austrittsgeschwindigkeit des Stoffstrangs 104 aus der Matrix 102 angepasst, insbesondere um ein Aufbrechen des Stoffstrangs 104 im Wesentlichen im Bereich der Sollbruchstellen und nicht in Zwischenbereichen zu erzielen, um eine Integrität des Stoffstrangs 104 im Bereich zwischen den Sollbruchstellen zur Erzielung gleichförmiger Formlinge sicherzustellen. Das Desintegratorrad 108 weist vorzugsweise eine Vielzahl von Stangenvorrichtungen in Form von Zerteilerstäben 112 auf. Durch eine Rotation des Desintegratorrads 108 und damit der Zerteilerstäbe 112 kommt es zu einer Schlagwirkung der Zerteilerstäbe 112 an den Stoffstrang 104, insbesondere im Bereich der Sollbruchstellen, so dass die Stoffstränge 104 nach Durchlauf durch das Desintegratorrad 108 in die einzelnen Formlinge zerteilt sind, so dass sich am Ausgang des Desintegratorrads 108 ein Fluss von Formungen 114 bildet, der über eine nicht dargestellte Transportvorrichtung abtransportiert werden kann bzw. in einem nicht dargestellten Sammelbehälter aufgefangen werden kann.

Das Desintegratorrad 108 ist insbesondere durch die Zerteilerstäbe 112 in Form eines Käfigs aufgebaut, wobei die Zerteilerstäbe 112 insbesondere zwischen zwei in Fig. 7 nicht dargestellten Trägerplatten angeordnet sind. Diese Trägerplatten können vollflächig oder sternförmig ausgebildet sein. Um ein Anhaften von Teilen des Stoffstrangs 104 auf den Oberflächen der Verteilerstäbe 112 zu vermeiden, weisen die Zerteilerstäbe 112 vorzugsweise eine im Wesentlichen runde Querschnittsform auf. Ein Anhaften von Teilen des Stoffstrangs 104 an den Zerteilerstäbe 112 kann ferner dadurch vermieden werden, dass die Zerteilerstäbe 112 zumindest bereichsweise mit einer Antihaftbeschichtvmg versehen sind, also eine Oberfläche aufweisen, die einen vergleichsweise geringen Reibungsquotienten aufweist. Dieser Effekt kann alternativ oder ergänzend auch durch ein Polieren der Oberfläche der Zerteilerstäbe 112 erreicht werden. Als geeignetes Antihaftmittel hat sich insbesondere eine Teflonbeschichtung der Oberflächen der Zerteilerstäbe 112 erwiesen.

In Fig. 8 ist eine Aufsicht auf die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung dargestellt. Die Elemente die denjenigen, der in Fig. 7 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen. In Fig. 8 ist darüber hinaus dargestellt, wie die Zerteilerstäbe 112 zwischen Trägerplatten 116 und 118 des

Desintegratorrades 108 an entsprechenden Befestigungspunkten angeordnet sind. Darüber hinaus ist in Fig. 8 dargestellt, dass diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Antriebseinrichtung 120 zum Antrieb des Desintegratorrads 108 aufweist. Die Antriebseinrichtung 120 wird insbesondere als ein Elektromotor ausgebildet und eine Drehzahl der Antriebseinrichtung 20 kann an eine Geschwindigkeit des Stoffstrangs 104, insbesondere eine Antriebsgeschwindigkeit des Expanderkopfs 100, angepasst werden. In der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform erfolgt der Antrieb des Desintegratorrads 108 über eine direkte Verbindung mit der Antriebseinrichtung 120, wobei in alternativen Ausführungsformen vorgesehen sein kann, dass zwischen der Antriebseinrichtung 120 und dem Desintegratorrad 108 ein Getriebe vorgesehen ist. Dieses Getriebe kann insbesondere in Form eines Zahngetriebes oder eines Riemenantriebs realisiert sein.

In Fig. 9 ist eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargstellt. Diejenigen Elemente, die denjenigen der in Fig. 7 und 8 dargestellten Vorrichtung entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen, allerdings einfach gestrichen. Im Gegensatz zu der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung, die in Fig. 9 dargestellt ist, einen Desintegrator 106', der zwei Desintegratorräder 108a' und 108b' umfasst. Ahnlich dem Desintegratorrad 108 umfassen die Desintegratorräder 108a' und 108b' jeweils Zerteilerstäbe 112a' und 112b'. Wie den Pfeilen HOa' und 110b' zu entnehmen ist, werden die Desintegratorräder 108a', 108b' gegensinnig zueinander bewegt. Obwohl in Fig. 9 eine Ausführungsform dargestellt ist, in der ein Abstand zwischen den Desintegratorrädern 108a', 108b' vorliegt, können die Desintegratorräder 108a', 108b' so angeordnet werden, dass sie ineinander greifen, insbesondere die Zerteilerstäbe 112a' in Zwischenräume zwischen den Zerteilerstäben 112b' und umgekehrt eintauchen. Dadurch wird sichergestellt, dass die gesamten Stoffstränge 104' durch die Schlagwirkung Zerteilerstäbe 112a', 112b' aufgebrochen und so in die Einzelformliαge zerteilt werden.

Ein Antrieb der Desintegratorräder 108a', 108b' erfolgt insbesondere derart, dass ein gekoppelter Antrieb der Desintegratorräder 108a', 108b' vorliegt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Desintegratorrad 108a' über eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung angetrieben wird und die Desintegratorräder 108a', 108b' über eine nicht dargestelltes Getriebe mechanisch miteinander verbunden sind. Dadurch wird insbesondere sichergestellt, dass eine Synchronisierung der Desintegratorräder 108a', 108b' sichergestellt ist, insbesondere wenn diese ineinander greifend bezüglich zueinander angeordnet sind. Alternativ kann ein

Antrieb des Desintegratorräder 108a', 108b' auch durch getrennte voneinander ausgebildete Antriebseinrichtungen erfolgen, oder eine einzige Antriebseinrichtung, insbesondere über entsprechende Getriebe, die Desintegratorräder direkt antreiben.

In weiteren Ausruhrungsformen kann vorgesehen sein, dass die Desintegratorräder des Desintegrators nicht seitlich relativ zueinander angeordnet sind, sondern bezüglich des Formstrangs 104 hintereinander angeordnet sind, um sicherzustellen, dass Formstränge, die beim Durchlaufen des ersten Desintegratorrades nicht vereinzelt wurden, in dem zweiten Desintegratorrads, welches insbesondere in entgegengesetzte Richtung zum ersten Desintegratorrad läuft, aufgetrennt werden.

Ein derartiger Aufbau eines Desintegrators 106' ist beispielsweise in Fig. 10 dargestellt. Der Desintegrator 106" umfasst ebenfalls zwei Desintegratorräder 108a" und 108b". Jedes der Desintegratorräder 108a" und 108b" umfasst Trägerplatten, die in Form von Sternträgern 122a" und 122b" ausgebildet sind. Mit dem Sternträgem 122a", 122b" sind jeweilige Prallstäbe bzw. Verteilerstäbe 112a", 112b" verbunden. Wie Fig. 10 weiterhin zu entnehmen ist, erfolgt der Antrieb des Desintegrators 106" bzw. der Desintegratorräder 108a", 108b" mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung, die ein Getriebe, das übertragungseinrichtungen in Form von Zahnrädern 124", 126" und 128" ausgebildet sind, umfasst. über ein erstes Getriebe erfolgt durch Drehung des Zahnrads 124" ein Antrieb des Desintegratorrades 108", wobei durch ein Eingreifen des Zahnrads 128" in das Zahnrad 126" diese Drehbewegung auch auf das zweite Desintegratorrad 108b" übertragen wird. Wie Fig. 10 weiterhin zu entnehmen ist, sind die Desintegratorräder 108a" und 108b" untereinander angeordnet, so dass in dem Fall, in dem ein Stoffstrang in Fig. 10 von oben auf den Desintegrator 106" trifft, die Stoffstränge zunächst durch das Desintegratorrad 108a" durchtreten, wobei ein erster Teil des Stoffstranges aufgebrochen wird, insbesondere an den Sollbruchstellen, und anschließend die restlichen Sollbruchstellen beim Durchlaufen des zweiten Desintegratorrads 108b" aufgetrennt werden.

So wird die endgültig Vereinzelung der in dem Expander bzw. Extruder erhaltenen, mit Sollbruchstellen versehende Stoffstränge zu Formlinge bzw. Pellets durchgeführt. Dabei besteht der in Fig. 10 dargestellte Desintegrator 106" aus zwei über eine Antriebseinrichtung angetriebene Stabkäfige, die im Wesentlichen sich axial erstreckende, im Wesentlichen horizontal verlaufende und über den Umfang des Käfigs verteilte Zerteilerstäbe 112a", 112b" aufwei-

sen. Aufgrund der Tatsache, dass die Stoffstränge auf ihrem weiteren Weg in den Einflussbereich des rotierenden Desintegrators 106" gelangen, können die entsprechenden Schlagwirkung auf den Stoffstrang ausgeübt und dieser in die Formlinge bzw. Pellets überführt werden. Dabei ist besonders bevorzugt, dass, wie in Fig. 6 dargestellt, die Zerteilerstäbe 112a", 112b" aufgrund der sternförmigen Ausbildung der Trägerplatten in Form der Sternträger 122a", 122b" kämmend miteinander zusammenwirken können und damit im Fallweg der Sollbruchstellen aufweisende Stoffstränge eine hohe Dichte an umlaufenden Zerteilerstäbe, 112a", 112b" erzielt wird, was eine besonders wirksame überführung der Stoffstränge in die Einzel- formlinge sicherstellt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezuffszeichenliste

Zuführkammer Förder- und Verdichtungseinheit Schnittregionen , 4' Ringmesser , 5' Form-Lochscheiben , 6' Stütz-Lochscheiben Raumspalt Ringbauteil Ringbauteil 0, 10' Ringtrennmesser 3 Stützrohr 5 Nabe 6 Außenring 7 Schneidklinge 8 Schneidklinge 9 Umfangs-Zahnring 0, 20' Ritzel 1, 21' Motor 2 Haube 3 Förderzelle 4, 24' Stützschraube 5 Stützstrebe 6 Rohrhülse 7 Clampflansch-System 9' Förderbuchse 1 ' Stützrohrlager 3' Stützrohrkontermutter 5' Fädelbolzen 7' Befestigungsschrauben 9' Stützrohr 1 ' Förderschnecke 3' Messerzapfen

45' Passfeder

100, 100' Expanderkopf

102, 102' Matrix

104, 104' Stoffstrang

106, 106', 106" Desintegrator

108, 108a', 108b', 108a", 108b" Desintegratorrad

110, HOaM lOb' Pfeil

111, 111' Fallstrecke

112, 112a', 112b', 112a", 112b" Zerteilerstäbe

114, 114' Formung

116 Trägerplatte

118 Trägerplatte

120 Antriebseinrichtung

122a", 122b" Sternträger

124" Zahnrad

126" Zahnrad

128" Zahnrad