-
Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung bezüglich der
Bewegung der Pressplatte einer Ballenpresse, die zum Verdichten
von voluminösen, sperrigen
und/oder komprimierbaren Abfallstoffen zu einem kompakten Pressgut
vorgesehen sind. Ballenpressen dieser Gattung besitzen einen Presskasten mit
einem im Wesentlichen vertikalen Pressschacht, der oberhalb seines
Bodens einen Pressbereich und einen darüber liegenden Einfüllbereich
enthält,
in denen eine angetriebene Pressplatte bewegbar ist, und der Pressbereich
durch eine Fronttür
verschließbar ist.
-
Die
meisten modernen Ballenpressen, die weitgehend für einen Dauerbetrieb vorgesehen
sind, erfordern einen störungssicheren,
zeit- und/oder arbeitssparenden
automatischen Betrieb der Ballenpresse, insbesondere dann, wenn
unterschiedlich voluminöse
und sperrige Abfallstoffe, wie Papier, Pappe Kunststoffe oder ähnliche
Materialien zu gepressten, kompakten Ballen verarbeitet werden müssen. Ein
großes
Problem besteht dabei darin, dass sich zwischen den Abfallstoffen
andere störende, nicht
sortenreine Materialen, wie Steine oder sperrige Metall- und/oder
Holzteile befinden können,
so dass sich dadurch beim Presshub die Pressplatte verkantet und
die mit der Pressplatte verbundene Kolbenstange des Hydraulikzylinders
auslenkt, so dass es zu Störungen
des Pressvorganges kommt oder zu einer direkten Beschädigung der
Ballenpresse.
-
Bei
den modernen Ballenpressen der unterschiedlichsten Bauart, wird
der Pressvorgang immer weiter automatisiert, damit die Ballenpressen
leistungsstärker
und schneller arbeiten. Damit besteht ein Bedarf dahingehend, für einen
automatisierten Arbeitsablauf die Bedienungssicherheit der Ballenpresse
durch ein frühzeitige
Erkennung möglicher Havariezustände während des
Betriebes der Ballenpresse in den einzelnen Arbeitsbereichen weiter
zu verbessern, insbesondere dann, wenn unterschiedlichste Materialien
verarbeitet werden.
-
So
ist aus der
DE 199
22 833 A1 eine Anordnung zum Abspeichern von ballenspezifischen
Daten für
landwirtschaftliche Ballenpressen bekannt, wobei die über einen
Sensor erfassten Informationen auf einem elektronischen Speichermedium,
einem Mikrochip abgespeichert werden, der in den Ballen einbringbar
oder am Ballen fixierbar ist, um unterschiedliche Parameter des
Erntegutes zu erfassen. Aus der
DE 198 02 768 A1 ist weiterhin eine Ballenpresse
für Kartonageabfälle bekannt,
bei der die Zuführeinrichtung
einen Lastmessfühler
aufweist, dessen Signale zur automatischen Steuerung des Antriebes
der Zuführeinrichtung
und/oder des Antriebs des Presskolbens in Abhängigkeit von voreinstellbaren
Belastungswerten dienen, um bei schwankender Materialzufuhrmenge
eine Überlastung
der Zuführungseinheit
zu vermeiden.
-
Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Sicherheit eingangs beschriebener
Ballenpressen weiter so zu verbessern, dass insbesondere mögliche Havariezustände beim
Verpressen der Abfallmaterialien von einem Bediener der Ballenpresse
durch eine technisch einfache und kostengünstige Lösung rechtzeitig erkannt werden
kann, um dadurch eine bessere Wirtschaftlichkeit durch einen störungssicheren
und automatischen Betrieb der Ballenpresse zu gewährleisten
sowie direkte Zerstörungen
an den Ballenpressen selbst zu vermeiden.
-
Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Sicherheitsvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1. Die nachgeordneten Ansprüche 2 bis 16 offenbaren Weiterbildungen
und Ausführungsvarianten
der Erfindung.
-
Bei
der neuen Sicherheitsvorrichtung ist vorgesehen, dass in einem oberen
Bereich eines Pressschachtes oder an einer Antriebseinheit einer
Ballenpresse wenigstens ein Schaltelement bzw. Sensor die mit der
Steuereinheit der Ballenpresse verbunden sind, derart angeordnet
sind, dass der gesamte Presshub von der Auslösung des Arbeitshubes bis zur
Endstellung eines Hydraulikzylinders/Pressplatte überwacht
wird und bei Unregelmäßigkeiten
in der Bewegung der Pressplatte der Antrieb der Pressplatte zumindest
stoppt.
-
Bevorzugt
sind zur Betätigung
der Sensoren bzw. der Schaltelemente, vorzugsweise einer flexiblen
Schaltleiste, an bzw. auf der Pressplatte bzw. auf deren Rahmen
wenigstens ein aufwärts
ragendes stangenförmiges
Betätigungselement
angeordnet, welches bei geringer Verkantung bzw. Kippung der Pressplatte
gegenüber
einer Solllage die besagten Sensoren betätigt.
-
Je
weiter diese Schaltstange von der senkrechten Zentrumsachse der
Pressplatte entfernt angeordnet ist, desto feinfühliger arbeitet die Sicherheitsvorrichtung.
-
So
ist nach einer Ausführungsvariante
das stangenförmige
Betätigungselement
auf der Pressplatte im äußeren Flächenbereich
angeordnet. Nach einer Weiteren ist das stangenförmige Betätigungselement auf der Pressplatte
auf einer der Flächendiagonalen,
vorzugsweise im äußeren Flächenbereich, angeordnet
oder das stangenförmige
Betätigungselement
ist auf der Pressplatte auf einer der Flächenhalbierenden angeordnet,
vorzugsweise im äußeren Flächenbereich.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsvariante
sind an der Pressplatte zwei zueinander beabstandet angeordnete
stangenförmige
Betätigungselemente
vorgesehen.
-
Vorteilhaft
kann aber auch vorgesehen sein, dass die Kolbenstange des Hydraulikzylinders
der Antriebseinheit zugleich das stangenförmige Betätigungselement ist. Bei dieser
speziellen Ausführung ist
vorgesehen, dass um diese Kolbenstange ein Ring mit einer flexiblen
Schaltleiste angeordnet ist, die zum eingesetzten Schaltelement
gehört
und mittels eines Kabels mit dem Schaltelement verbunden ist. Das
Schaltelement selbst ist wiederum mit der Steuerungseinheit der
Ballenpresse verbunden. Beim Auslenken der Kolbenstange des Hydraulikzylinders
aus ihrer Solllage heraus wird bei Kontakt der Kolbenstange mit
der Schaltleiste im Schaltelement ein Signal erzeugt, welches von
der Steuerungseinheit der Ballenpresse bewertet wird und über selbige der
Antrieb der Pressplatte gestoppt wird.
-
Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass bei einer Anordnung von mehreren Hydraulikzylindern
in der Antriebseinheit der Ring mit der flexiblen Schaltleiste vorzugsweise
um einen, bevorzugt um den mittleren Hydraulikzylinder, angeordnet
ist.
-
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
wird auch darin gesehen, dass an einem Führungsrohr der Pressplatte
mindestens zwei an einer Schaltleiste angeordnete Sensoren einander
gegenüberliegend und/oder
versetzt zueinander in dem oberen Bereich des Schachtes der Ballenpresse
vorgesehen sind.
-
Ein
vorteilhafte Weiterbildung wird zudem darin gesehen, dass mindestens
zwei Sensoren im Wirkungs-Bereich des Führungsrohres der Pressplatte
oder des bzw. der an der Pressplatte angeordneten stangenförmigen Betätigungselementes/-te
an oder in den Wänden
des Pressschachtes der Ballenpresse angeordnet sind.
-
Eine
bevorzugte Weiterbildung wird auch darin gesehen, dass zur Erfassung
der Verkippung/Neigung der Pressplatte Sensoren unterschiedlichster Wirkprinzipien
einsetzbar und kombinierbar sind.
-
Die
erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung
hat weiterhin den Vorteil, dass bei Auftreten eines Signals nicht
nur der Antrieb der Pressplatte gestoppt wird, sondern die Pressplatte
auch in ihre Ausgangsstellung zurückfährt.
-
Wesentlich
ist an der neuen Sicherheitsvorrichtung betreffend der Kontrolle
der Bewegung der Pressplatte bei Ballenpressen, dass rechtzeitig
Havariezustände
der Ballenpresse während
des Pressvorganges erkannt werden, beispielsweise beim Verpressen
der Abfallmaterialien, wenn sich Steine, Palettenteile aus Holz
oder Metall oder andere störende Teile
zwischen den Abfallmaterialien befinden, die zu einem Verkannten
der Pressplatte bei einem Presshub und damit zu einer Auslenkung
der Kolbenstange des Hydraulikzylinders oder des Führungsrohres führen. Dadurch
kann der Antrieb der Pressplatte zeitig gestoppt werden, so dass
Beschädigungen
der Ballenpresse direkt im Presskasten und an der Antriebseinheit
vermieden werden können.
-
Weitere
Vorteile bestehen darin, dass durch diese einfache und praktische
technische Lösung
bekannte Ballenpresse der beschriebenen Gattung ohne großen Aufwand
kostengünstig
nachgerüstet werden
können
und Sensoren unterschiedlichster Wirkprinzipien einsetzbar sind.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von schematisch in Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer Sicherheitsvorrichtung für
die Bewegung der Pressplatte bei einer Ballenpresse in schematisierter
Seitenansicht;
-
2 ein
Schaltelement der Sicherheitsvorrichtung in Detailansicht;
-
3, 3a und 3b ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer Sicherheitsvorrichtung für
die Bewegung der Pressplatte bei einer Ballenpresse in schematisierter
Seitenansicht;
-
4 eine
Ausführungsvariante
der Sicherheitsvorrichtung in Detailansicht.
-
Das
in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsvorrichtung
für die
Bewegung einer Pressplatte 5 zeigt eine Ballenpresse 1 mit
einem Presskasten 1a in vertikaler Bauart, in der ein Pressschacht 2 vorgesehen
ist, welcher oberhalb seines Bodens 6 einen Pressbereich 4 und
einen darüber
liegenden Einfüllbereich 3 aufweist,
in denen die Pressplatte 5 bewegbar ist, die 5 hier
in zwei möglichen
Positionen dargestellt ist und von einer Antriebseinheit 8 angetrieben
wird. Der von einer Rückwand
und zwei einander gegenüberliegenden
Seitenwänden
umschlossene Pressschacht 2 wird zumindest während jedem
Presshub von einer, hier der Übersichtlichkeit
halber nicht gezeichneten Frontür verschlossen.
-
Die
Bewegung der Pressplatte 5 erfolgt dabei durch einen Hydraulikzylinder 9 der
Antriebseinheit 8, wobei selbige 8 mit ihrem Antriebsträger 8a oben
auf dem Presskasten 1a aufgesetzt ist. Die Pressplatte 5 ist
mit der Kolbenstange 10 des Hydraulikzylinders 9 verbunden.
Die Bewegung der Pressplatte 5 wird durch eine Betätigung des
Hydraulikzylinders 9 eingeleitet. Während des Presshubes der Pressplatte 5 ragt
die mit ihr verbundene Kolbenstange 10 mindestens teilweise
in den oberen Bereich des Pressschachtes 2 hinein.
-
Bei
einem Kippen/Neigen oder gar Verkanten der Pressplatte 5 während eines
Presshubes, insbesondere im Pressbereich 4 der Ballenpresse 1, beispielsweise
wenn sich zwischen den zu verpressenden Verpackungsmaterialien sperrige
Holz- oder Metallteile oder andere fremde Gegenstände befinden,
wird die Kolbenstange 10 seitlich zu ihrer vertikalen "Sollachse" beansprucht, was
bei starker Auslenkung zu einer Beschädigung der Kolbenstange 10,
des Hydraulikzylinders 9 oder weiterer Bauteile der Antriebseinheit 8 führen kann.
-
Um
eine solche Havariegefahr an der Ballenpresse 1 frühzeitig
zu erkennen, ist hier erfindungsgemäß im oberen Abschlussbereich
der Ballenpresse 1 um die Kolbenstange 10 des
Hydraulikzylinders 9 ein Ring mit einer flexiblen Schaltleiste 11 angeordnet,
der im Detail in 2 näher dargestellt ist. Dieser
Ring mit einer flexiblen Schaltleiste 11 ist über ein Kabel 12 mit
einem Schaltelement 13 verbunden und letzteres 13 mit
einer nicht gezeichneten Steuereinheit der Ballenpresse 1.
Beim Auslenken der Kolbenstange 10 des Hydraulikzylinders 9 wegen
einem Verkippen der Pressplatte 5 über einen vorgegebenen Sollwert
hinaus, also bei Kontakt der Kolbenstange 10 mit der flexiblen
Schaltleiste 11, wird ein Signal erzeugt und an die Steuereinheit
weitergeleitet und von letzterer der Antrieb der Pressplatte 5 gestoppt.
-
Bei
diesem ersten Ausführungsbeispiel
ist die Kolbenstange 10 zugleich das stangenförmige Betätigungselement
der Sicherheitsvorrichtung.
-
Die 3a zeigt
bei einem zweiten Ausführungsbeispiel
eine Sicht von oben auf den Pressschacht 2 einer Ballenpresse 1 mitsamt
in selbigem 2 geführter
Pressplatte 5 sowie den auf den Presskasten 1a aufgesetzten
Abtriebsträger 8a,
an welchem Hydraulikzylinder 9 gehaltert sowie Führungsrohre 9a geführt sind.
Bei einer Anordnung von mehreren Hydraulikzylindern 9,
wie es hier gezeigt ist, ist der Ring mit der flexiblen Schaltleiste 11 auch
um ein bezüglich
der Flächendiagonalen
der Pressplatte 5 mittig angeordnetes stangenförmiges Betätigungselement,
hier um ein Schaltrohr 7 konzentrisch liegend vorgesehen.
-
Bei
den beiden zuvor genannten Ausführungsbeispielen
ist der Abstand (Spalt) zwischen dem stangenförmigen Betätigungselement und dem Ring
mit flexibler Schaltleiste 11 sehr klein zu halten, wenn
geringe Toleranzen in der seitlichen Auslenkung der Kolbenstange 10 erfasst
werden sollen.
-
Gegenüber den
beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen
sind Ausführungsvarianten
gemäß den 3 und 3b für die Gestaltung
der neuen Sicherheitsvorrichtung noch kostengünstiger.
-
So
ist bei einer Ausführung
nach der 3b vorgesehen, dass das stangenförmige Betätigungselement
der Sicherheitsvorrichtung auf der Pressplatte 5 auf einer
von deren Flächendiagonalen,
vorzugsweise in deren äußerem Flächenbereich,
angeordnet ist. Das zugehörige
Schaltelement ist hier ebenfalls mit einem Ring mit flexibler Schaltleiste 11 ausgestattet,
welcher 11 konzentrisch ein Schaltrohr 7 umgreift.
Bei dieser Ausführung
kann der Abstand, die Toleranz, zwischen dem Ring 11 und
dem Schaltrohr 7 größer gewählt werden
bezüglich
dem Sollwert für die
maximal zulässige
Auslenkung der Kolbenstange 10.
-
Die 3 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante
einer Sicherheitsvorrichtung für
die Bewegung der Pressplatte 5. Die hier gezeigte Ballenpresse 1 ist gleich
der in der 1 Gezeigten, jedoch sind bei dieser
Ausführung
mehrere, im Speziellen zwei stangenförmige Betätigungselemente in Form von Schaltrohren 7 vorgesehen.
Das in der Darstellung rechts angeordnete Schaltrohr 7 ist
im Endbereich einer der Flächendiagonalen
der oberen Fläche
der Pressplatte 5 aufgestellt. Vorzugsweise in dem Eckbereich
des Presskastens 1a, an dem auch die Fronttür der Ballenpresse 1 gehalten
und gelagert ist. Dass in der Darstellung links angeordnete Schaltrohr 7 ist
auf einer der Flächenhalbierenden
der Pressplatte 5 aufgestellt.
-
Dem
rechts, genauer gesagt vorn und rechts im Presskasten 1a,
und dem Links in der Darstellung, genauer gesagt hinten und mittig
im Presskasten 1a, gezeigten Schaltrohr 7 ist
jeweils wenigstens ein Schaltelement in Form eines Sensors 14 bzw.
Sensors 15 zugeordnet. Diese Sensoren 14 und 15 sind oberhalb
des Bewegungsbereiches der Pressplatte 5 im Presskasten 1a,
bevorzugt oberhalb des Einfüllbereiches 3,
an oder in der betreffenden Wand so angeordnet, dass sie stets im
Wirkungsbereich/Bewegungsbereich des betreffenden Schaltrohres liegen. Diese
Sensoren 14 und 15 sind vorzugsweise jeweils mit
einem mechanischen Fühler
ausgestattet.
-
An
Stelle dieser mechanischen Fühler
können
auch elektronische Fühler,
optische Fühler
oder opto-elektronische Fühler
oder an Stelle der Fühler Näherungsschalter
eingesetzt werden.
-
Bei
der Ausführungsvariante
nach 4 sind um ein Schaltrohr 7 bzw. um die
Kolbenstange 10 des Antriebes 8 herum, auf einer
konzentrisch vorgesehenen Kreislinie bevorzugt gleichmäßig verteilt, mindestens
zwei, vorzugsweise vier Sensoren 14/15 angeordnet,
deren Taster berührenden
Kontakt mit dem betreffenden Schaltrohr 7 bzw. mit der
Kolbenstange 10 haben. Mit einer solchen Ausführung ist insbesondere
der Toleranzbereich für
die maximale Neigung der Pressplatte 5 bezüglich einer
horizontalen Ebene – einer
Sollebene, die rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der Pressplatte 5 liegt – feiner einstellbar.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt
sondern vielfach variabel. So sind nach einer Ausführung in
jedem der vier Eckenbereiche des Presskastens 1a Schaltelemente/Sensoren 14 und 15 angeordnet.
Nach einer anderen Ausführung
ist die von der flexiblen Schaltleiste 11 des Ringes gebildete
Kreislinie nicht konzentrisch zum stangenförmigen Betätigungselement liegend angeordnet
ist.
-
Diese
beiden Ausführungsvarianten
werden je nachdem welches Abfallmaterial bzw. Materialgemisch zu
verpressen ist eingesetzt. Eine weitere Anwendung ist vorteilhaft,
wenn bezüglich
den Flächenachsen
der Pressplatte 5 unterschiedliche Toleranzen gefordert
oder möglich
sind.
-
- 1
- Ballenpresse
- 1a
- Presskasten
- 2
- Pressschacht
- 3
- Einfüllbereich
- 4
- Pressbereich
- 5
- Pressplatte
- 6
- Schachtboden
- 7
- stangenförmiges Betätigungselement (Schaltstange/-rohr)
- 8
- Antriebseinheit
- 8a
- Antriebsträger
- 9
- Hydraulikzylinder
- 9a
- Führungsrohre
- 10
- Kolbenstange
- 11
- Ring
mit flexibler Schaltleiste
- 12
- Kabel
- 13
- Schaltelement
- 14,
15
- Schaltelemente
in Form von Sensoren/Näherungsschalter
-
- (mit
mechanischem, elektronischem oder opto-elektronischem
-
- Taster/Fühler)