CH653862A5

CH653862A5 - Walzwerk mit wenigstens vier walzen.

Info

Publication number: CH653862A5
Application number: CH5972/81A
Authority: CH
Inventors: Werner Kuster
Original assignee: Buehler Ag Geb
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1986-01-31
Also published as: DE3153304C2; US4746070A; GB2105611A; GB2105611B; DE3139760A1; FR2512691A1; IT8223274A1; IT8223274A0; IT1152584B

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk mit mindestens vier Walzen zur Bearbeitung durch Zerkleinerung und Homogenisierung von zähflüssigem Gut, insbesondere von Schokoladenmassen oder Druckfarben, sowie ein Verfahren zum Gebrauch dieses Walzwerkes.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die technische Aufgabe zugrunde, zu ermöglichen, dass mit einfachen Mitteln (im Vergleich mit dem bekannten Stand der Technik) die zu erreichende Feinheit und oder der Durchsatz des Gutes reguliert, insbesondere, dass bei zeitlichen Variationen physikalischer Eigenschaften, wie der Zähigkeit des zu bearbeitenden Gutes, die zu erreichende Feinheit und/oder der Durchsatz des Gutes eingestellt bzw. konstant gehalten werden können oder kann.

Walzwerke, bei welchen die Drehzahl einer oder mehrerer seiner Walzen regulierbar ist, sind an sich bekannt. So beschreibt die FR-PS 1 115 823 ein Walzwerk mit drei Walzen, bei welchem die Drehzahl der Abnahmewalze gegenüber der der mittleren Walze regulierbar ist. In einer Ausführungsform desselben stehen die Einzugswalzen in einem festen Drehzahlverhältnis und die Drehzahlen derselben und/ oder die der Abnahmewalze können stufenlos reguliert werden. Zweck dieser Regulierung sei, das Ausstrecken des Gutes, welches vom Unterschied der Drehzahlen zwischen der mittleren und der letzten Walze abhängig ist, zu beeinflussen. Tatsächlich wird bei diesem Walzwerk im letzten Walzenspalt das Ausmass der Bearbeitung des Gutes beeinflusst, indem die Drehzahl der zweiten bzw. dritten Walze reguliert wird.

Durch die DE-AS 1 033 995 ist ein Walzwerk bekannt, bei welchem die Drehzahl einer beliebigen Walze, insbesondere eine der beiden Einzugswalzen, stufenlos regulierbar ist.

Zum Zwecke einer Regulierung der pro Zeiteinheit eingezogene Menge eines Gutes ins Walzwerk, wirkt sich eine Regulierung der Drehzahlen beider Einzugswalzen wirkungsvoller aus als die einer einzigen beliebigen Einzugswalze. Insbesondere falls die beiden Einzugswalzen in einem festen Drehzahlverhältnis stehen, wird der durch eine Regulierung umfasste Bereich von Drehzahlen, und somit pro Zeiteinheit eingezogene Menge eines Gutes, breiter als bei einer Regulierung einer einzigen beliebigen Einzugswalze.

Durch die GB-PS 1 080 782 ist ein Walzwerk bekannt, bei welchem die Drehzahlen der Einzugswalzen wohl stufenlos regulierbar sind, das Walzwerk aber für Chargenbetrieb mit Rückfluss vorgesehen ist.

Durch die DE-PS 1 030 553 zuletzt, ist ein Kalanderwalz werk bekannt, bei welchem die Drehzahl jeder Walze unabhängig von der der übrigen oder gemeinsam gleichsinnig mit diesen regulierbar ist. Ein solches Regulierungssystem ist somit verhältnismässig kompliziert, was durch die besonderen Anforderungen aufgrund der von diesem Walzwerk bearbeitenden Güter bedingt ist.

Die dem Anmeldegegenstand zugrundeliegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass die beiden in einem festen Drehzahlverhältnis stehenden, den Einzugspalt für das Gut bildenden Walzen des Walzwerkes mit einem derartigen gemeinsamen Antrieb versehen sind, dass die Drehzahlen derselben gegenüber der der übrigen Walzen regulierbar sind.

Da die Spaltbreite zwischen den beiden letzten Walzen bei konstanten Drehzahlen derselben, ein Mass für die zu erreichende Feinheit und den Durchsatz des Gutes ist, kann diese Spaltbreite als Steuerparameter dienen.

Die Steuerung des Walzwerkes kann mit der Kombination folgender Mittel erfolgen, nämlich mit a) einem Messgerät, zur Messung der Spaltbreite zwischen den beiden letzten Walzen, angeschlossen an b) einen Komparator, zur Erfassung des Unterschiedes zwischen dem aktuellen und dem gewünschten Wert dieser Spaltbreite, sowie c) einem Regulator, angeschlossen am Komparator, zur Regulierung der Drehzahl einer Antriebsquelle für die den Einzugspalt für das Gut bildenden Walzen.

Die Steuerung kann aus an sich bekannten Elementen verwirklicht werden.

Im Vergleich mit einem Walzwerk ohne die vorliegende Regulierung bedarf es nur einer zusätzlichen Antriebsquelle,

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sowie ein Steuersystem für die zu regulierenden Walzen. Dafür aber kann ein Antriebsmotor mit entsprechend kleiner Kapazität für die Walzen mit festen Drehzahlen eingesetzt werden. Bei schlecht einzuziehenden Gütern können die Einzugsverhältnisse derselben durch die Regulierung verbessert werden.

Insoferne die Massendichte des zu bearbeitenden Gutes unverändert bleibt, kann ebenso die zu erreichende Feinheit wie der Durchsatz des Gutes eingestellt werden.

Es ist dabei im allgemeinen wünschenswert, dass die Gutqualität, insbesondere die zu erreichende Feinheit, d.h. die maximale Partikelgrösse des Gutes möglichst konstant gehalten werden. In zweiter Linie ist auch ein konstanter Durchsatz des Gutes wünschenswert.

Die zu erreichende Feinheit des Gutes wird in der Praxis hauptsächlich durch die Breite des letzten Walzenspaltes verbunden mit den Drehzahlen der beiden letzten Walzen des Walzwerkes bestimmt.

Beim zu bearbeitenden Gut können zeitliche Variationen physikalischer Eigenschaften, wie die Zähigkeit, eintreten. Diese beeinflussen den Gegendruck sowie die Einzugsverhältnisse des Gutes, weshalb die Breite des ersten Walzenspaltes beeinflusst wird. (Der Gegendruck eines Gutes, ist der vom Gut ausgeübte, entgegen dem Walzenpressdruck wirkende Druck.) Dies führt dann gleichzeitig zu einer Variation des Durchsatzes des Gutes, was schliesslich auch die Breite des letzten Walzenspaltes beeinflussen wird.

Um letztgenannte Breite aber unverändert zu halten, werden die Drehzahlen der Einzugswalzen reguliert. Die Drehzahlregulierung kompensiert dann die eingetretene Veränderung der Breite des Einzugspaltes, bezogen auf die pro Zeiteinheit eingezogene Menge von Gut.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Walzwerkes anhand der Fig. 1 erläutert.

Bei den Walzen 1-5 des dargestellten Walzwerk handelt es sich um die Einzugswalzen 1,2, die Mahlwalzen 3,4 und um die Abnahmewalze 5. Sie sind in einem nicht gezeigten Walzwerkgerüst aufgehängt und gelagert.

Die Walze 2 ist relativ zum Walzwerkgerüst ortsfest, die Walze 1, sowie übrigen Walzen 3-5, beweglich gelagert.

Mittels hydraulischer Anpressvorrichtungen 6 und 7 werden die Walzen 1 und 5 belastet und jeweils gegen die benachbarte Walze und letztlich gegen die Walze 2 gepresst. Die Lage der Walzen 3 und 4 stellt sich dabei dementsprechend ein, d.h. sie sind Bestandteile eines sog. Floating-Roll-Systems.

Zwischen den Walzen 1-5 ergeben sich in Abhängigkeit von dem durch die Anpressvorrichtungen 6,7 ausgeübten Druck und von dem von den Walzen 1-5 aufgenommenen Gut ausgeübten Gegendruck Spalte einer entsprechenden Breite, nämlich ein Einzugspalt 8 sowie Mahlspalte 9-11.

21 ist ein Messgerät, 22 ist ein Komparator und 24 ist ein Regulator, die miteinander durch Leitungen 23 und 25 verbunden sind.

Die Walzen 1,2 und 3-5 sind jeweils gesondert untereinander durch Zahnräder 12,13, bzw. 14-17, den gewünschten

Drehzahlenverhältnissen entsprechend, verbunden. Dabei werden die Walzen 1 und 2 von einem Antriebsmotor 19 mit variabler Drehzahl, und die Walzen 3-5 von einem Motor 20 mit fester Drehzahl angetrieben. 18 ist ein Abstreifmesser für das Gut.

Bei der Bearbeitung eines Gutes im Walzwerk ist der Vorgang der folgende:

Die Walzen 1-5 drehen in der Richtung der dargestellten Pfeile. Die Drehzahlen der Walzen steigen von Walze zu Walze der Reihe nach. Dies ist eine notwendige Bedingung dafür, dass das Gut von einer Walze auf die nächstfolgende Walze übernommen wird.

Gut wird einem Aufschütt-Trog 27 über dem Einzugspalt 8 zugeführt. Von dort wird es zwischen den Einzugswalzen 1 und 2 eingezogen und bearbeitet und wird nach Passage des Einzugspaltes 8 auf die zweite Walze 2 übernommen. Darauf läuft das Gut zwischen die Walzen 2 und 3 und durch den Mahlspalt 9. Es wird dabei weiter bearbeitet und nachher auf die dritte Walze übernommen. Auf diese Weise gelangt das Gut schliesslich auf Walze 5, von wo es mit Hilfe des Abstreifmessers 18 vom Walzwerk abgenommen wird.

Das System zur Regulierung der Drehzahlen der Einzugswalzen arbeitet kontinuierlich mit dem Walzwerk zusammen. Das Messgerät 21 misst die Breite «da» des letzten Walzenspaltes 11. Dieser Wert «da» wird über die Leitung 23 dem Komparator 22 zugeführt.

Im Komparator 22 wird der Unterschied zwischen dem gemessenen Wert «da» und einem von aussen zugeführten, gewünschten Wert «ds» für die Breite des letzten Walzenspaltes 11, ermittelt und dem Regulator 24 über die Leitung 25 zugeführt. Im Regulator 24 wird sodann ein Stellsignal S abgeleitet. Dieses Signal S wird über eine Leitung 26 dem Antriebsmotor 19 variabler Drehzahl zur Regulierung dieser Drehzahl und folglich auch der Drehzahlen der Einzugswalzen 1,2 zugeführt.

Tritt bei der Bearbeitung eines Gutes im Walzwerk momentan eine Veränderung beim einzuziehenden Gut ein, beispielsweise eine Erhöhung dessen Zähigkeit, dann wird sich der Einzugspalt 8 vergrössern. Demzufolge wird pro Zeiteinheit eine grössere Menge von Gut ins Walzwerk eingezogen. Sobald dieses Gut in den letzten Walzenspalt 11 gelangt,

wird auch dieser Spalt 11 vergrössert, was an sich zu einer gröberen Gut-Qualität oder einer geringeren Feinheit des Gutes führen würde. Durch die Messung des Messgerätes 21 aber, wird über den Komparator 22 und den Regulator 24 mittels des Stellsignales S eine Nachregulierung in Form einer entsprechenden Abnahme der Drehzahlen der Einzugswalzen 1,2 über den Antriebsmotor 19 vorgenommen, so dass eine kleinere Gutmenge pro Zeiteinheit ins Walzwerk eingezogen und so der aktuelle Wert «da» kontinuierlich überwacht und dem gewünschten Wert «ds» angenähert wird.

Bei einer anderen Anwendung des Walzwerkes kann ganz einfach ein beliebiger gewünschter Wert ds der Breite des letzten Walzenspaltes 11, der gewünschten zu erreichenden Feinheit des Gutes entsprechend, dem Komparator 22 zugeführt werden.

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1. Walzwerk mit wenigstens vier Walzen zur Bearbeitung durch Homogenisierung und Zerkleinerung von zähflüssigem Gut, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, den Einzugsspalt (8) für das Gut bildenden Walzen (1,2) mit einem, von den übrigen Walzen (3-5) unabhängigen, gemeinsamen Antrieb (19) versehen sind, derart, dass diese beiden Walzen (1,2) in einem festen Drehzahl Verhältnis stehen, und dass die Drehzahlen derselben gegenüber der der übrigen Walzen (3-5) regulierbar sind.

2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlen der beiden den Einzugspalt (8) bildenden Walzen (1,2) gegenüber der der übrigen Walzen (3-5) stufenlos regulierbar sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Walzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, den Einzugspalt (8) für das Gut bildenden Walzen (1,2) über ein Zahnradgetriebe (12,13) von einer Antriebsquelle (19) mit variabler Drehzahl angetrieben sind.

4. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen Walzen (3-5) von einer Antriebsquelle (20) mit fester Drehzahl angetrieben sind.

5. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (1-5) mit einer hydraulischen Stellvorrichtung (6,7) versehen sind, wobei vorzugsweise den den Einzugspalt (8) bildenden Walzen (1,2) eine gesonderte hydraulische Anpressvorrichtung (6) zugeordnet ist.

6. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination folgender Mittel zur Steuerung des Walzwerkes vorgesehen ist:

a) ein Messgerät (21), zur Messung der Spaltbreite zwischen den beiden letzten Walzen (4, 5), angeschlossen an b) einen Komparator (22), zur Erfassung des Unterschiedes zwischen dem aktuellen und dem gewünschten Wert dieser Spaltbreite, sowie c) einem Regulator (24), angeschlossen am Komparator (22), zur Regulierung der Drehzahl einer Antriebsquelle (19) für die den Einzugspalt (8) für das Gut bildenden Walzen (1, 2).

7. Verfahren zum Betriebe eines Walzwerkes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch Regulierung der Drehzahlen der beiden den Einzugspalt (8) bildenden Walzen (1,2), die zu erreichende Feinheit des Gutes eingestellt wird.

8. Verfahren zum Betriebe eines Walzwerkes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch Regulierung der Drehzahlen der beiden den Einzugspalt (8) für das Gut bildenden Walzen (1,2) der Durchsatz des Gutes eingestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Regulierung der Drehzahlen der beiden den Einzugspalt (8) für das Gut bildenden Walzen (1, 2) jeweils eingestellte Betriebsparameter konstant gehalten wird.