Einleitung: Risse in der Ringmatrize gehören zu den kostspieligsten Ausfallursachen in Pelletiermaschinen. Im Gegensatz zum fortschreitenden Verschleiß, der die Pelletqualität allmählich verschlechtert und durch sinkenden Durchsatz und zunehmenden Feinanteil vorwarnt, treten Risse oft plötzlich auf und verursachen ungeplante Stillstandszeiten, Produktionsausfälle und in schweren Fällen Schäden an Walzen, Lagern und der Hauptwellenbaugruppe. Ein einziger katastrophaler Ausfall einer Ringmatrize kann ein mittelständisches Futtermittelwerk Zehntausende von Euro an Produktionsausfällen, Ersatzteilen und Notfallreparaturen kosten. Das Verständnis der Hauptursachen von Ringmatrize-Rissen und die Umsetzung präventiver Maßnahmen sind daher unerlässlich für die Produktionssicherheit und Kostenkontrolle. 1. Die zwei Kategorien von Ringmatrize-Rissen: Ringmatrize-Risse lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Mechanische Risse entstehen durch unsachgemäße Installation, verschlissene Gegenstücke oder übermäßige mechanische Belastung. Diese Risse entstehen typischerweise an Spannungskonzentrationspunkten – Montageflächen, Keilnuten, Schraubenlöchern oder Klemmflächen – und breiten sich entlang der Wege maximaler Spannung aus. Betriebsbedingte Risse entstehen durch unsachgemäße Verwendung, einschließlich Überlastung, Fremdkörperschäden, falsche An- und Abschaltvorgänge oder unzureichende Matrizenreinigung. Diese Risse entstehen häufig an der Arbeitsfläche und können charakteristische Muster in Abhängigkeit von der Walzenposition aufweisen. Beide Kategorien lassen sich durch korrekte Verfahren und sorgfältige Wartung vermeiden. 2. Die 15 Ursachen und ihre Lösungen Die folgende Analyse ist nach Ausfallmechanismus geordnet, von der häufigsten zur seltensten, basierend auf praktischen Erfahrungen im Futtermittelmühlenbetrieb. Jeder Ursache sind ihre Diagnosemerkmale und Korrekturmaßnahmen zugeordnet. Kategorie A: Bauteilverschleiß und Passung 1. Verschleiß des Spannblocks (glänzende Stellen auf der Spannfläche) Ursache: Der Spannblock im Spannring ist verschlissen oder verformt, wodurch eine ungleichmäßige Druckverteilung auf den Ringmatrizenkörper entsteht. Lokaler hoher Druck an der Spannfläche führt zur Rissbildung. Diagnosemerkmale: Glänzende Stellen oder polierte Bereiche auf der Spannfläche, ungleichmäßige Verschleißspuren auf der Antriebsradoberfläche. Lösung: Den Spannring umgehend austauschen. Verschlissene Spannbacken nicht durch Überdrehen kompensieren [1]. 2. Verschleiß der Antriebsradpassung Ursache: Die Passung des Antriebsrads ist verschlissen, was zu spürbarem Spiel zwischen Matrize und Walzenbaugruppe führt. Dieses Spiel ermöglicht es der Matrize, sich unter Last zu verschieben, wodurch Stoßkräfte entstehen, die zu Rissen führen. Diagnosemerkmale: Sichtbarer Verschleiß an der Auflagefläche des Antriebsrads, messbares Spiel zwischen Matrize und Antriebsrad, ungleichmäßiges Verschleißbild an der Innenfläche der Matrize. Lösung: Das Antriebsrad umgehend ersetzen oder reparieren. Alternativ kann die Passungstoleranz der Ringmatrize-Baugruppe innerhalb der Herstellervorgaben erhöht werden [1]. 3. Verschleiß oder Verformung des Kompressionsrings Ursache: Der Kompressionsring, der die Ringmatrize axial fixiert, verschleißt oder verformt sich mit der Zeit. Dadurch verringert sich die Klemmkraft, und die Matrize kann sich unter Last bewegen. Diagnosemerkmale: Sichtbare Verformung oder Verschleiß an der Oberfläche des Kompressionsrings, axiales Spiel in der Matrizenbaugruppe. Lösung: Den Kompressionsring umgehend prüfen und ersetzen. Es handelt sich um ein Verschleißteil, das im Rahmen der planmäßigen vorbeugenden Wartung überprüft werden sollte [1]. 4. Verschleiß der Antriebskeilnut Ursache: Der Verschleiß der Antriebskeilnut, die das Drehmoment vom Antriebsrad auf die Ringmatrize überträgt, erzeugt Spiel. Dadurch entstehen Stoßbelastungen beim Anfahren und bei Laständerungen. Die wiederholte Schlagwirkung führt zu Ermüdungsrissen in der Keilnut. Diagnosemerkmale: Sichtbarer Verschleiß an der Antriebskeilwelle, messbarer Spalt zwischen Keilwelle und Keilnut, Metallabrieb im Bereich der Keilnut. Lösung: Messen Sie regelmäßig den Spalt zwischen Keilwelle und Keilnut. Ersetzen Sie die Antriebskeilwelle, sobald das Spiel die Herstellervorgabe überschreitet [1]. 5. Hauptwellenlagerschaden Ursache: Beschädigte Hauptwellenlager führen zu Welleninstabilität und damit zu zyklischen Seitenkräften auf die Matrize. Diese Kräfte erzeugen Ermüdungsspannungen, die sich an den Befestigungspunkten konzentrieren. Diagnosemerkmale: Hörbare Lagergeräusche, sichtbarer Wellenschlag, Vibrationen, die mit der Betriebsdrehzahl zunehmen, ungleichmäßiges Verschleißbild der Matrize. Lösung: Ersetzen Sie das Hauptwellenlager umgehend. Der Lagerwechsel sollte gemäß den Herstellervorgaben erfolgen, nicht erst bei offensichtlichem Ausfall [1]. 6. Ermüdung der Tellerfedern Ursache: Tellerfedern in der Matrizenspannvorrichtung verlieren mit der Zeit durch zyklische Belastung ihre Elastizität. Unzureichende Federkraft ermöglicht Matrizenbewegungen und Stoßbelastungen. Diagnosemerkmale: Reduzierte Spannkraft (messbar mit einem Drehmomentschlüssel während der Montage), Matrizenbewegungen im Betrieb feststellbar. Lösung: Tellerfedern hinzufügen oder ersetzen. Bei vorzeitigem Ermüdungserscheinungen sollte ein Upgrade auf höherwertiges Federmaterial erwogen werden [1]. 7. Verschleiß und Verformung der Pressmatrizenabdeckung Ursache: Die Pressmatrizenabdeckung verschleißt und verformt sich mit der Zeit. Lose oder beschädigte Schrauben an den Befestigungspunkten der Abdeckung führen zu Spannungskonzentrationen an den Schraubenlöchern der Stirnfläche der Ringmatrize. Diagnosemerkmale: Risse, die von den Schraubenlöchern an der Stirnfläche ausgehen, lose oder fehlende Abdeckungsschrauben, sichtbare Verformung der Abdeckung. Lösung: Ersetzen Sie die Pressmatrizenabdeckung. Überprüfen Sie die Schraubenlöcher bei jedem Matrizenwechsel und ersetzen Sie alle Befestigungselemente mit Gewindeschäden [1]. Kategorie B: Betriebsabläufe und Einstellungen 8. Unzureichender Walzen-Matrizen-Spalt Ursache: Ist der Spalt zwischen Presswalze und Ringmatrize zu klein (weniger als 0,1 mm), entsteht ein harter Kontakt zwischen Walze und Matrize. Dieser Metall-auf-Metall-Kontakt erzeugt hohe lokale Spannungen und kann Oberflächenrisse auslösen, die sich nach innen ausbreiten. Diagnosemerkmale: Riefen oder polierte Spuren auf der Matrizeninnenfläche entsprechend den Walzenpositionen, schneller Verschleiß von Walze und Matrize, Rissbildung entlang der Walzenspuren. Lösung: Halten Sie einen Spalt von 0,1–0,3 mm ein. Verwenden Sie eine neue Presswalze mit einer neuen Matrize, um einen gleichmäßigen Spalt zu gewährleisten. Überprüfen Sie den Spalt nach der Installation an mehreren Stellen entlang des Umfangs [1], [2]. 9. Fehlerhafte Walzeninstallation (Axialversatz) Ursache: Die Presswalze ist nicht korrekt installiert, was zu einem axialen Versatz zwischen Walze und Arbeitsfläche der Ringmatrize führt. Dadurch entsteht ein ungleichmäßiger Druck entlang der Matrizenbreite, wobei eine Kante stärker belastet wird. Diagnosemerkmale: Ungleichmäßiger Verschleißstreifen auf der Matrizenoberfläche (einseitig breiter), Risse, die am Rand der Arbeitsfläche entstehen. Lösung: Installieren Sie die Presswalzenbaugruppe gemäß den Ausrichtungsanweisungen des Herstellers korrekt. Überprüfen Sie nach der Installation die Parallelität der Walze zur Matrizenoberfläche [1]. 10. Ineffektive Eisenentfernung Ursache: Die Leistung des Magnetabscheiders oder der Eisenentfernungseinrichtung vor der Pelletpresse verschlechtert sich. Metallische Gegenstände (Schrauben, Muttern, Drahtfragmente, Abrieb von früheren Verarbeitungsanlagen) gelangen in die Pelletierkammer und erzeugen Vertiefungen auf der Arbeitsfläche, die zu Spannungskonzentrationspunkten für die Rissbildung werden. Diagnosemerkmale: Sichtbare Eindellungen oder Aufprallspuren auf der Arbeitsfläche der Matrize, Risse, die von den Aufprallpunkten ausgehen. Lösung: Eisenentfernungsanlagen regelmäßig prüfen und reinigen. Magnetstärke periodisch testen. Mehrstufigen Magnetschutz installieren (Primärmagnet am Einlauf, Sekundärmagnet vor der Pelletpresse) [1]. 11. Fehlerhafter Sicherungsstift oder Überlastschutz Ursache: Die Verwendung eines ungeeigneten Sicherungsstifts oder eines Sicherungsstiftsitzes mit zu hoher Scherfestigkeit führt dazu, dass eine zu hohe Last die Ringmatrize erreicht, bevor die Sicherheitsvorrichtung auslöst. Diagnosemerkmale: Rissbildung ohne Vorwarnung, intakter Sicherungsstift nach Matrizenversagen, Anzeichen von Überlastung (Stromspitzen im Motorprotokoll). Lösung: Verwenden Sie die vom Hersteller der Pelletpresse bereitgestellten Sicherungsstifte mit der korrekten Scherfestigkeit für die Matrize und die Anwendung. Verwenden Sie niemals Stifte mit höherer Scherfestigkeit, um häufige Scherstiftausfälle zu „beheben“. Häufiges Scheren deutet auf ein Prozessproblem hin, das untersucht werden sollte [1]. 12. Matrize im Stillstand nicht gereinigt (Verstopfung durch gehärtetes Material) Ursache: Wenn die Pelletpresse die Produktion stoppt, während sich noch Material in den Matrizenlöchern befindet, trocknet und härtet die Restwärme das Material aus. Beim Wiederanfahren Verhärtete Maischestopfen widerstehen der Extrusion mit deutlich höherer Kraft als frische Maische. Dadurch entsteht ein übermäßiger lokaler Druck, der die Matrize zum Reißen bringen kann. Diagnosemerkmale: Rissbildung nach Wiederanlauf nach einem Produktionsstopp, Anzeichen von gehärtetem Material in den Matrizenbohrungen neben dem Riss. Lösung: Spülen Sie die Matrize vor dem Abschalten mit einem nicht korrosiven, öligen Material (z. B. Ölsaatenmehl oder einem speziellen Matrizenreiniger), das die Bohrungen füllt und ein Aushärten verhindert. Dieses Verfahren sollte bei jedem Stillstand von mehr als 30 Minuten obligatorisch sein [1], [2]. 13. Verwendung von Hartstahlwerkzeugen für die Matrizenmontage/-demontage: Ursache: Direktes Hämmern der Ringmatrize mit Hartstahlwerkzeugen (Eisenhammer, Stahldorn) während der Montage oder Demontage führt zu Aufprallschäden, Mikrorissen und Spannungskonzentrationen, die sich im weiteren Betrieb zu vollständigen Rissen ausbreiten können. Diagnosemerkmale: Aufprallspuren am Matrizenkörper oder an der Stirnfläche, Risse, die an oder in der Nähe sichtbarer Aufprallpunkte entstehen. Lösung: Verwenden Sie für die Matrizenmontage ausschließlich Holz- oder Weichhammer. Falls übermäßige Kraft erforderlich erscheint, untersuchen Sie die Ursache (Fehlausrichtung, …). Grate an den Passflächen, falsche Werkzeugabmessungen) anstatt mehr Kraft anzuwenden [1], [2]. 14. Zu hoher Materialvorschub oder nicht eingestellter Vorschub nach Werkzeugwechsel Ursache: Beim Wechsel zu einem Werkzeug mit kleinerem Durchmesser oder einer anderen Lochkonfiguration muss der Vorschub an die Durchsatzkapazität des neuen Werkzeugs angepasst werden. Zu hoher Materialvorschub führt zu Materialansammlungen zwischen den Walzen und erhöht die Belastung über die strukturelle Grenze des Werkzeugs hinaus. Diagnosemerkmale: Rissbildung kurz nach dem Werkzeugwechsel, Anzeichen einer Werkzeugüberlastung (Motorstrom auf oder über dem Nennwert), Materialbrücken oder -ansammlungen zwischen den Walzen. Lösung: Passen Sie die Drehzahl des Vorschubmotors nach dem Werkzeugwechsel an. Verwenden Sie einen Frequenzumrichter (FU) oder eine elektromagnetische Steuerung, um die Vorschubgeschwindigkeit an die Werkzeugkapazität anzupassen. Beginnen Sie mit einer reduzierten Vorschubgeschwindigkeit und erhöhen Sie diese schrittweise, während Sie den Motorstrom überwachen [1]. 15. Fehlender Abstreifer bei hochfaserigen Materialien Ursache: Bei der Verarbeitung hochfaseriger Materialien ohne einen ordnungsgemäß installierten Abstreifer sammelt sich das Material ungleichmäßig über die Werkzeugbreite an, was zu einer ungleichmäßigen Druckverteilung und lokaler Überlastung führt. Diagnosemerkmale: Risse auf einer Seite des Werkzeugs Ungleichmäßige Materialverteilung an der Oberfläche während des Betriebs sichtbar. Lösung: Neuen Zuführabstreifer einbauen und gleichmäßige Materialverteilung über die gesamte Werkzeugbreite sicherstellen. Für Mühlen, die verschiedene Rezepturen verarbeiten, verstellbare Abstreifer in Betracht ziehen [1]. 3. Wartungsplan | Intervall | Inspektion/Aktivität | |—|—| | Täglich | Eisenentfernungseinrichtung prüfen, Werkzeugoberfläche auf Aufprallspuren prüfen, Walzenspalt prüfen | | Wöchentlich | Keilwellenspiel messen, Zustand des Druckrings prüfen, Drehmoment der Tellerfeder prüfen | | Monatlich | Zustand des Hauptwellenlagers prüfen (Schwingungsanalyse, falls verfügbar), Pressendeckel und Befestigungselemente prüfen | | Bei jedem Werkzeugwechsel | Spannblöcke und Auflagefläche des Antriebsrads prüfen, neue Walzen für neues Werkzeug verwenden | | Bei jedem Stillstand >30 Min. | Werkzeug mit öligem Material spülen | 4. Ablaufdiagramm zur Ursachenanalyse Bei einem Riss in einem Ringwerkzeug folgende Diagnosesequenz befolgen: 1. Risslage untersuchen: Risse an Montageflächen Kategorie A (Komponentenverschleiß); Risse auf der Arbeitsfläche Kategorie B (betrieblich bedingt) 2. Wartungsunterlagen prüfen: Wurde das Werkzeug kürzlich gewechselt? Wurde die Zuführung eingestellt? Wurden neue Walzen installiert? 3. Passkomponenten prüfen: Antriebskeilspiel messen, Zustand des Kompressionsrings prüfen, Verschleiß des Spannblocks prüfen. 4. Betriebsprotokolle prüfen: Motorstrom zum Zeitpunkt des Ausfalls prüfen (Überlastung?), Produktionsrate prüfen (zu hohe Zufuhr?), kürzliche Rezepturänderungen prüfen (erhöhter Fasergehalt?). 5. Ausfall dokumentieren: Risslage und -muster fotografieren, defekte Matrize für metallurgische Analyse aufbewahren, falls die Ausfallursache unklar ist. 5. Fallbeispiel: Matrizenrisse nach Rezepturänderung. In einer Geflügelfuttermühle traten innerhalb von drei Monaten nach der Rezepturänderung zur Verwendung von Nebenprodukten mit höherem Fasergehalt zwei Ringmatrizenrisse auf. Die Untersuchung ergab: – Der Fasergehalt war von 5 % auf 9 % gestiegen, der Zuführabstreifer war jedoch nicht aufgerüstet worden. – Die Matrize war für die ursprüngliche Rezeptur mit niedrigerem Fasergehalt ausgelegt. – Das Material lagerte sich ungleichmäßig ab, wodurch an einer Matrizenkante ein um 40 % höherer Druck entstand. Korrekturmaßnahmen: Ein aufgerüsteter Zuführabstreifer wurde installiert, das Kompressionsverhältnis an die Rezeptur mit höherem Fasergehalt angepasst und das Wartungsteam vor Produktionsbeginn der neuen Futtermittel über die Rezepturänderung informiert. In den folgenden Monaten traten keine weiteren Risse auf. 12 Monate. Fazit: Alle 15 Ursachen für Risse in Ringdüsen sind vermeidbar. Gemeinsamer Nenner ist die konsequente Wartung und die Einhaltung der Betriebsanweisungen des Herstellers. Futtermittelwerke, die den oben beschriebenen Wartungsplan umsetzen, den korrekten Walzen-Düsen-Spalt einhalten, geeignete Werkzeuge für die Düsenmontage verwenden, die Düsen vor dem Stillstand spülen und die Düsen auf die Rezepturen abstimmen, können die meisten Fälle von Ringdüsenrissen verhindern. Tritt ein Riss dennoch auf, verhindert eine systematische Ursachenanalyse ein erneutes Auftreten. Dieser Artikel ist Teil der technischen Ressourcenreihe zu Ringdüsen.
Veröffentlichungsdatum: 20. Juni 2026
