Schrott-Press- und -Schereinrichtung Bei der Verarbeitung von Schrott ist es zunächst notwendig, das anfallende Schrottgut weitgehend zu sortieren, und zwar im wesentlichen nach Grösse und Struktur der einzelnen Schrotteile. Zum Zerkleinern des Schrottes stehen dann für jede der durch die Sor tierung entstandenen Schrottsorten verschiedenartige Maschinen zur Verfügung, die der Grösse und Struktur der jeweiligen Sorte angepasst sind. Das Sortieren stellt eine sehr kostspielige und langwierige Arbeit dar, die jedoch bisher nicht vermieden werden konnte, weil es keine Maschine zur Verarbeitung von Schrott gibt, welche in der Lage ist, unsortierten Schrott zu schneiden. Eine solche Maschine zu schaffen, ist der der Erfindung zugrunde liegende Zweck.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schrott-Press- und -Schereinrichtung, deren Merkmale darin be stehen, dass eine Schrottschere und mindestens zwei vor der Schnittebene der Schere nebeneinander an geordnete Pressstempel vorgesehen sind, von denen jeder mit eigenem Antrieb versehen ist und unab hängig von dem bzw. den andern auf den unter die Stempel gebrachten Schrott niedergelassen werden kann, z. B. um ihn zusammenzuquetschen, bis der Stempeldruck gleich dem entgegenwirkenden Wider stand des Schrottes ist.
Auf diese Weise kann der Schrott im Bereich vor der Schneidzone in so viele Abschnitte aufgeteilt sein, wie Einzelstempel vorhan den sind, und das Zusammenpressen des Schrottes kann in jedem Abschnitt nahezu unabhängig davon erfolgen, was in den übrigen Abschnitten geschieht. Liegen z. B. in einem Abschnitt Schrotteile, die dem Stempeldruck grossen Widerstand entgegensetzen, so dass der Stempel nur verhältnismässig wenig tief herab fahren kann, so kann das ohne Einfluss auf den be nachbarten Stempel sein, unter dessen Stirnfläche möglicherweise verhältnismässig nachgiebige Schnitt- teile liegen, welche ein tiefes Herabfahren des Stempels erfordern können, um in die z. B. ver langte kompakte Form gebracht zu werden.
Die Einrichtung kann Mittel aufweisen, um den durch die einzelnen Pressstempel z. B. in die Form einer zusammenhängenden, kompakten Masse, also genannten Schrottkuchens., gebrachten Schrott eines sog zweckmässig nach dem Hochfahren der Stempel in die Schneidzone vorzubewegen und dort die kompakte Schrottmasse abzuscheren.
Durch mechanische Antriebe können weder der erforderliche grosse Hub bei grosser Kraft noch das individuelle Niederfahren der Stempel zum Zusam menquetschen des Schrottes erreichbar sein; es sind deshalb bei der erfindungsgemässen Einrichtung für die Stempel und das Messer vorteilhaft hydraulische Antriebe vorgesehen. Bei den Stempeln ist der hy draulische Antrieb zweckmässig so gestaltet, dass jeder Stempel selbst den Druckzylinder bildet. Dadurch kann die Stelle, an der die Kolbenstange aus dem Zylinder tritt, vom Schrott ferngehalten und somit nicht durch kleine Schrotteilchen gefährdet sein.
In Richtung der Schrottzufuhr von den Stempeln ist vorteilhaft ein Schild angebracht zum Abdecken der hochgefahrenen Stempel gegen den vor der Press- zone lagernden und in die Presszone zu schiebenden Schrott.. An der Unterkante dieses Schildes. kann eine schräge Führungsfläche vorgesehen sein zur Erleich terung des Überganges des Schrottes in die Presszone.
Die Schrott-Press- und -Schereinrichtung kann in der Weise betrieben werden, dass Pressen und Schneiden zeitlich voneinander getrennt sind. Zweck mässig sind jedoch Stempel und Messer gleichzeitig niederfahrbar, vorteilhaft in der Weise, dass das Messer den in einer vorhergehenden Pressung bereits zusammengequetschten Teil des Schrottes abschert, während die Stempel gleichzeitig einen bei einem nächsten Schritt abzuschneidenden Teil des Schrottes zusammendrücken.
Zweckmässig sind für den hydraulischen Messer antrieb, um mit wenig hydraulischer Flüssigkeit aus zukommen, zwei Druckstufen vorgesehen, wobei die niedere Stufe stets zuerst eingeschaltet und auf die höhere umgeschaltet werden kann, wenn sich bei Ausführung des Schnittes zeigt, dass der Druck der niederen Stufe nicht ausreicht.
Die mit der Schermaschine der Einrichtung ge schnittenen Schrottkuchen können von verhältnis mässig grosser Länge sein, die zwar z. B. für die Weiterbehandlung im Siemens-Martinofen brauchbar sind, für einen Elektroofen jedoch zu grosse Abmes sungen haben können. Deswegen kann bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung der Schrott schere eine zweite Schrottschere mit kleinerer Scher- breite zugeordnet sein, welche die verhältnismässig langen Kuchen quer zum Schnitt der ersten Schere schneidet. Zu diesem Zweck kann hinter der ersten Schere ein parallel zu deren Schnittebene laufender Förderer angeordnet sein, der die Schrottkuchen der zweiten Schere zuführt. Der Antrieb für diesen För derer, z.
B. ein Förderband, ist zweckmässig umsteuer bar, damit das Band gegebenenfalls die von der ersten Schere gelieferten Kuchen nach der zur zweiten Schere entgegengesetzten Seite fortbewegt, sofern z. B. Verarbeitung der Schrottkuchen ohne weitere Zer kleinerung verlangt ist. Zwischen dem Förderband und der zweiten Schere kann mit Vorteil eine Schüt telrutsche angeordnet sein.
Zur Zuführung des Schrottes zu den Pressstempeln ist zweckmässig eine vor den Stempeln angeordnete Rinne mit einem darin beweglichen Förderstempel vorgesehen, der den Schrott schrittweise in die Press- zone vorschieben kann. Sowohl der Gesamthub des Vorschubstempels als auch der Einzelhub, den er bei jedem Schritt ausführt, sind zweckmässig einstellbar. Die Einstellbarkeit des Gesamthubes kann erlauben, bei niedriger Füllmenge an Arbeitszeit und Antriebs energie zu sparen. Die Einstellbarkeit der Einzel hübe kann eine bessere Anpassung an die Art des jeweils zu bearbeitenden Schrottes gestatten.
Zur Füllung der Rinne ist zweckmässig eine da neben angeordnete Kippmulde vorgesehen, die den Schrott bei zurückgefahrenem Vorschubstempel in die Rinne entleeren kann.
Die Steuerung des Messerantriebes kann so aus gebildet sein, dass der am Ende jedes Schnittes auf tretende Stoss aufgefangen wird, den Stoss also, der davon herrührt, dass der Schnittwiderstand plötzlich auf Null abfällt. Diese Ausbildung des Antriebes kann darin bestehen, dass der zum Wiederanheben des Messers dienende Raum des hydraulischen Zylinders auch während des Herabfahrens unter Druck gehalten wird'. Dadurch kann der Zwanglauf zwischen dem Antrieb und der Messerbewegung bis über das Ende des Schnittes hinaus aufrechterhalten sein und das Messer, wenn der Schnittwiderstand verschwindet, ohne übermässig hohe Beschleunigung in seine End- stellung fahren.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungs beispiel der Erfindung, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht auf die Schrott-Press- und -Schereinrichtung, Fig. 2 teils eine Seitenansicht, teils einen Längs schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 111-11I in Fig. 2 und Fig. 4 eine Ansicht der Schere in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 2, teilweise im Schnitt, Fig. 5 eine Seitenansicht der zusätzlichen Scher maschine in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 4 und Fig. 7 einen Teil des Schnittes nach Fig. 2 in grösserem Massstab.
Der vor der Schneidzone liegende Teil der Haupt-Schrottschere der gezeichneten Schrott-Press- und -Schereinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Rinne 10, in der ein Förderstempel 11 längs beweglich ist. Der Stempel wird durch einen hydrau lischen Antrieb bewegt, von dem in Fig. 1 nur die Kolbenstange 12 sichtbar ist. Auf der einen Seite der Rinne 10 liegt eine Kippmulde 13, die um eine Achse 14 schwenkbar an der Rinne<B>10</B> gelagert ist (Fig. 3). Diese Mulde wird mit Schrott gefüllt, wäh rend die Einrichtung in Betrieb ist. Ist die Rinne 10 leer und der Stempel 11 zurückgezogen, so wird die Mulde 13 in die in Fig. 3 strichpunktiert gezeichnete Lage 13' gekippt und das in ihr befindliche Schrottgut in die Rinne 10 entleert.
Als Antrieb zum Schwen ken der Kippmulde dient ein hydraulischer Druck zylinder 15.
In der Schneidzone der Schrottschere befindet sich ein feststehendes Untermesser 16 und ein an einem Querbalken<B>1.7</B> sitzendes, senkrecht bewegliches Obermesser 18. Der Querbalken 17 ist an den mit 117 bezeichneten Flächen der seitlichen Ständer des Ma schinengestells 20 geführt. Zum Antrieb des Ober messers in der Schnittrichtung dienen zwei hydrau lische Zylinder 141 und 142 am Gestell 20, mit Kolben 143 bzw. 144 am Balken 17. Zur Rückfüh- rung des Messers nach Ausführung des Schnittes dienen zwei Zylinder 145 und 146 am Gestell 20 mit Kolben 147 am Balken 17. Die wirksame Fläche der Kolben 147 ist erheblich kleiner als die der Kolben 143, 144.
In geringem Abstand vor der Schnittebene 21 der Schere (in der Schrottzuführrichtung) liegen vier Pressstempel 22, 23, 24 und 25, die mit ihrer unteren Stirnfläche 26 auf das vom Stempel 11 unter die Pressstempel vorgeschobene Schrottgut gesenkt wer den können. Jeder der Stempel 22, 23, 24 und 25 hat seinen eigenen hydraulischen Antrieb. Zusam mengenommen bilden die Stempel, die in sehr geringem Abstand nebeneinanderliegen und recht eckigen Querschnitt haben, eine zwischen der Rinne 10 und der Schneidebene der Messer 16, 18 liegende senkrecht bewegliche Wand.
Die Stempel sind, wie Fig. 2 am Stempel 23 zeigt, selbst als Zylinder ausgebildet, deren Innenraum durch einen Kolben 28 in zwei Kammern 29 und 30 geteilt ist. Der Kolben 28 sitzt am unteren Ende einer Kolbenstange 31, die bei 32 gegenüber dem Zylinder abgedichtet und bei 33 am Joch des Maschinen gestelles 20 befestigt ist. Die untere Kammer 29 wird unter Druck gesetzt, wenn der Zylinder niedergefah ren und der Barunterliegende Schrott zusammenge presst werden soll. Beim Hochfahren wird die untere Kammer mit dem Auslauf verbunden und die obere Kammer 30 unter Druck gesetzt.
Unmittelbar vor den Stempeln 22 bis 25 liegt ein sich über die ganze Breite der Presszone erstrek- kendes Schild 75, dessen Unterkante annähernd mit den Unterkanten der hochgefahrenen Stempel zu sammenfällt. Dieses Schild hat den Zweck, den in der Rinne 10 aufgehäuften Schrott von den Stempeln und vor allem von den sehr engen Spalten zwischen den Stempeln fernzuhalten. Um den Übergang des Schrottes in die Presszone bei starker Häufung in der Rinne unter dem Druck des Förderstempels 11 zu erleichtern, besitzt das Schild 75 an seinem unteren Rand eine Schrägfläche 76.
Hinter der Schnittebene 21 ist ein Förderband 34 angeordnet, auf welches die vom Messer 18 abge schnittenen, länglichen Schrottkuchen fallen. Das Förderband 34, das durch einen Motor 35 angetrie ben wird, läuft parallel zur Schnittebene 21, führt also die abgeschnittenen Kuchen in ihrer Längsrich tung fort. Am einen Ende des Förderbandes 34 ist eine Schüttelrutsche 36 angeordnet, mittels deren die Schrottkuchen in eine zweite Schrottschere 37 ge bracht werden. In der Schere 37 werden die Kuchen dann quer zur Schnittrichtung der Messer 16 und 18 nochmals geschnitten, so dass kleinere Kuchen ent stehen, wie sie etwa für das Einschmelzen im Elektro ofen geeignet sind.
Der Motor 35 ist umsteuerbar; so dass die von den Messern 16, 18 abgeschnittenen Schrottkuchen auch ohne weitere Zerkleinerung nach der der Schere 37 gegenüberliegenden Seite fort bewegt werden können, etwa dann, wenn ihre weitere Verarbeitung im Siemens-Martinofen geschieht.
Die verschiedenen Antriebe der Einrichtung kön nen durch eine Selbststeuerung miteinander verbun den werden, welche die einzelnen Operationen weit gehend von menschlicher Mitwirkung unabhängig macht. Nachstehend wird zunächst die Wirkungsweise ohne Rücksicht darauf erläutert werden, ob Selbst steuerung vorgesehen ist oder nicht.
Ist die Rinne<B>10</B> mit Schrott gefüllt, so wird der Vorschubstempel 11 um eine Teilstrecke seines Ge samthubes vorbewegt, die sich nach der Natur des Schrottes richtet und etwa in der Grössenordnung der Breite der Stempel 22 bis 25, gerechnet in der Schrottvorschubrichtung, liegt. Ist der Vorschub be endet, so werden die Stempel 22 bis. 25 und das Mes ser 18 niedergefahren. Die Stempel senken sich auf das unter ihnen liegende Schrottgut und pressen es mit erheblichem Druck zusammen, so dass eine mehr oder weniger kompakte Schrottmasse entsteht.
Da die Antriebe der vier Stempel unabhängig voneinander sind, also kein Zwanglauf zwischen ihren Bewegungen besteht, senkt sich jeder Stempel unter dem auf ihn wirkenden hydraulischen Druck so tief auf und in das Schrottgut, bis der Stempeldruck gleich ist dem ihm entgegenwirkenden Widerstand des unter der Stempel fläche liegenden Teiles des Schrottes. In der Regel werden sich daher die vier Stempel am Ende ihrer Abwärtsbewegung in verschiedenen Tiefstellungen befinden, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist.
Lässt etwa ein verhältnismässig grosses oder starres Stück im Schrott den Stempel 25 in verhältnismässig grossem Abstand von der Grundfläche der Rinne 10 zum Still stand kommen, so ist dies ohne Einfluss auf die End- stellung des benachbarten Stempels 24. Dieser Stem pel senkt sich mithin unabhängig so weit herab, bis sein Druck gleich ist dem entgegenwirkenden Wider stand der unter seiner Stirnfläche liegenden Teile des Schrottes.
Auf diese Weise erfährt der Schrott über den gesamten Querschnitt eine nahezu gleichmässige Verdichtung und wird zu einer zusammenhängenden, mehr oder weniger kompakten Masse zusammen- gequetscht.
Während des ersten Pressganges bleibt das Messer 18 noch unwirksam, da sich kein Schrott in der Schneidzone befindet. Erst nachdem die Stempel wie der hochgefahren sind und der Vorschubstempel 11 die Schrottmasse in der Rinne 10 um ein weiteres Wegstück vorbewegt hat, so, dass der gepresste und zusammengequetschte Schrott aus der Presszone in die Schneidzone gelangt, schneidet das. Messer 18 beim nächsten Niederfahren der Pressstempel und des Mes sers nunmehr einen verhältnismässig schmalen und langgestreckten Schrottkuchen ab, der vom Förder band 34 in der beschriebenen Weise wegbefördert wird.
Ist nach einer grösseren Zahl von Arbeitsgängen die Rinne 10 schliesslich geleert, so wird der Vor schubstempel 11 zurückgefahren und die Rinne 10 durch die Kippmulde 13 erneut gefüllt.
Eine mit vier Pressstempeln vor der Schnittebene kombinierte Schere, wie in der Zeichnung als Beispiel wiedergegeben ist, kann z. B. etwa eine Schnittbreite von 2 m haben. Unter Schnittbreite soll dabei die wirksame Länge der Messerkanten verstanden wer den. Ein geeignetes Mass für die Breite der Stempel, gerechnet in Vorschubrichtung, liegt z. B. bei 0,6 m. Um möglichst viel Schrott ohne Neufüllung verarbei ten zu können, kann die Rinne 10 eine verhältnis mässig grosse Länge erhalten, z. B. etwa 12 m. Die Strecke, über welche die Stempel 22 bis 25 den Schrott verdichten, kann verhältnismässig gross ge macht werden.
Bei einer Einrichtung mit den genann ten Abmessungen wird man den Stempeln zweck mässig einen Hub von etwa 1,2 m und dem Messer einen etwas grösseren Hub geben. Da man indessen nicht stets mit vollem Hub zu arbeiten braucht, sind Mittel vorgesehen, den Hub zu verkleinern, etwa in Farm von verstellbaren Endschaltern.
Erfahrung hat gezeigt, dass es im allgemeinen genügt, die Stempel 22 bis 25 mit einer Kraft von z. B. 100 t pro Stempel auf den Schrott einwirken zu lassen. Für das Schneiden des durch die Stempel zusammengepressten und gequetschten Schrottes ge nügt im allgemeinen eine Kraft in der Grössenanord nung von z. B.<B>1000</B> bis 1500 t. Man kommt indessen meist mit wesentlich niedrigeren Kräften aus, z. B. etwa der Hälfte des genannten Betrages, so, dass vor teilhaft Mittel vorgesehen sind, die bewirken, dass der maximale Druck nur dann eingeschaltet wird, wenn sich zeigt, dass der Schnitt mit niedrigerem Druck nicht ausführbar ist.
Um die nötige Energie und den Verbrauch an hydraulischer Flüssigkeit in relativ kleinen Grenzen zu halten, werden die Stempel 22 bis 25 und das Messer 18 beim Niederfahren zunächst lediglich unter der Wirkung ihrer Schwere auf den Schrott herabgelassen. Erst wenn sie sich auf den Schrott auf setzen, wird Druck auf die Antriebszylinder gegeben.
Beim Zusammenquetschen des Schrottes durch die Stempel 22 bis 25 wird Schrott gegen die an die Rinne 10 angrenzenden Wandungen gepresst, die die Stempelzone seitlich begrenzen. Diese Wandungen 38 sind, wie Fig. 6 zeigt, etwas schräg gestellt, so dass sich der Querschnitt der Öffnung, durch die der Schrott von der Rinne 10 zur Schneidzone 21 tritt, wie ein Trichter erweitert. Der Gegendruck, den die Wände 38 auf den Schrott ausüben, hat daher eine Komponente in Richtung der Vorschubbewegung, welche die den Schrott einklemmenden Kräfte min destens teilweise aufheben und die nötige Vorschub kraft in tragbaren Grenzen halten.
Damit der Schrott ziehend geschnitten wird und unter dem Schneiddruck nicht nach den Seiten ge presst wird, ist das Obermesser 18 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise dachförmig gewinkelt. Der Nei gungswinkel der beiden Messerkanten 118 und 218 gegen das Untermesser wird dabei mit Vorteil ver hältnismässig gross gemacht. Der Schrott hat dann aber das Bestreben, dem Schneiddruck gegen die Mitte zu auszuweichen. Um dieser Tendenz zu begeg nen, ist der Boden 39, der vom Sockel des Maschinen gestells gebildet wird und an den Boden der Rinne anschliesst, mit Kerben 140 versehen. Die Kerben, die im senkrechten Schnitt quer zur Schrottvorschub richtung mit dreieckförmigem Querschnitt erscheinen, haben dort, wo das Untermesser 16 den Boden 26 begrenzt, ihre grösste Tiefe.
Diese Tiefe nimmt, ge rechnet entgegen der Vorschubrichtung, gleichförmig ab (Fig. 6 und 7). Während des Schnittes wird das Schrottgut durch das Obermesser 18 in die Kerben 140 gedrückt und dadurch an seitlicher Bewegung gehindert.
An den Messerträger 17 schliessen sich seitlich zwei Führungsleisten<B>217</B> an, die auf den Führungs flächen 117 gleiten und bei hochgefahrenem Ober messer 18 bis unter die waagrechte Ebene reichen, in der die Kante des Untermessers 16 liegt (Fig. 4). Diese Führungsleisten bilden mit ihren Innenflächen eine Fortsetzung der seitlichen Innenwandungen 120 der Ständer des Maschinengestells 20 und einen glat ten Übergang zu den trichterförmig erweiterten Wan dungen 220 der Ständer am Schrottkuchen-Austritt der Maschine. Zugleich schützen sie die Messerfüh rung gegen Teile des Schrottes.
In Fig. 6 ist angenommen, dass die Stempel 22 bis 25 niedergefahren sind und daher im Schnitt er scheinen; die gekreuzte Schraffur soll das Unter messer 16 hervorheben und bedeutet keine Schnitt fläche.
Zur weiteren Führung des Messerträgers 17 dient ein Führungskolben 121, der mittels einer bei 122 ge lenkig angeschlossenen Stange 123 mit dem Messer träger 17 verbunden ist. Der Kolben 121 gleitet bei der Bewegung des Messerträgers in einer Führung 124.
Die Mittel, die es erlauben, den Hub des Ober messers und die Hübe der Pressstempel zu verklei nern, so dass bei kleiner Häufung von Schrott das Messer und die Stempel nicht unnötigerweise um ihren maximalen Hub gehoben werden, bestehen z. B. aus in der Zeichnung nicht dargestellten End- schaltern, die am Maschinengestell je untereinander angeordnet sind. Die den Messerhub steuernden Schalter werden durch einen Nocken betätigt, der mit einem Arm am Messerträger 17 befestigt ist. Ent sprechend dient zur Betätigung der den Hub jedes Pressstempels steuernden Endschalter je ein Nocken an einem mit dem betreffenden Stempel 22-25 ver bundenen Arm.
Der jeweils oberste Endschalter ist wirksam, wenn mit vollem Hub gearbeitet werden soll. Er unterbricht den Antrieb, wenn die höchste Stellung erreicht wird. Soll mit geringerem Hub gearbeitet werden, so wird die Steuerung des Antriebes auf einen der tiefer liegenden Endschalter umgeschaltet.
Auch dem Vorschubstempel 11 können End schalter der beschriebenen Art und Anordnung zu geordnet werden, damit er bei kleinerer Lademenge nicht in seine äusserste Endstellung zurückgefahren werden muss. Diese Schalter sind in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt.