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Die Erfindung betrifft eine Brikettierpresse zum Pressen unterschiedlichster recyclingfähiger Materialien zu geformten Briketts nebst einem Verfahren zum Pressen von Briketts aus solchen Materialien.
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Aus dem Stand der Technik sind Brikettierpressen bekannt, bei denen recyclingfähige Materialien aus der Lebensmittelbranche, wie PET-Flaschen, Getränkedosen und ähnliche Behälter, zu Briketts gepresst werden.
In den aus dem Stand der Technik bekannten technischen Lösungen erfolgt das Pressen, wie bei der in der
DE 20 2004 010 128 U1 beschriebenen Brikettierpresse, in zwei Stufen, wobei dort im Einfüllschacht ein schwenkbar aufgehängtes Einschubblech das zu pressende Material lose und aufgelockert in einen Vorpressraum schiebt. In der ersten Arbeitsstufe wird durch eine vertikale Bewegung einer ersten Pressplatte das Material nur verdichtet und abgeschnitten, sobald diese Pressplatte den Messerbalken erreicht. In der unteren Endlage angelangt, bildet die Front dieser vertikal geführten ersten Pressplatte die vierte Seite der nun geschlossenen Presskammer für die zweite Arbeitsstufe, die Pressstufe. In dieser Pressstufe wird der Gegendruck durch einen regelbaren Kanalausgang erzeugt.
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Die
DE 198 04 789 A1 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Brikettierpresse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung und eine Brikettierpresse für die Herstellung von Briketts aus recyclingfähigem Material der Lebensmittelbranche, wie z.B. PET-Flaschen, Getränkedosen, Kartonagen, Behälter aus Styropor, aus Weichkunststoffen, aus Papier oder aus Pappe, zu schaffen, mit dem und mit der das zu pressende recyclingfähige Material durch eine größere Verdichtung einen hohen Verdichtungsgrad in seinem Endzustand hat, zudem soll ein hoher Durchsatz des zu pressenden Materials erreicht werden. Eine weitere Aufgabe ist, dass die Kosten für die Herstellung der Brikettierpresse als auch für den laufenden Betrieb und für deren Wartung gering sein sollen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Pressen unterschiedlichster recyclingfähiger Materialien zu geformten Briketts mit den Merkmalen des Anspruches 1 vor bzw. eine Brikettierpresse zum Pressen
unterschiedlichster recyclingfähiger Materialien zu geformten Briketts mit den Merkmalen des Anspruches 5.
Mit diesem Verfahren bzw. mit dieser Brikettierpresse ist die Verdichtung des recyclingfähigen Materials durch Verpressung in drei Pressstufen vorgesehen, derart, dass das recyclingfähige Material in drei unterschiedlichen Raumachsen gepresst wird.
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Die nachgeordneten Ansprüche 2 bis 4 offenbaren ergänzende Ausführungsvarianten des Verfahrens und die nachgeordneten Ansprüche 6 bis 10 ergänzende Ausführungsvarianten zu der Brikettierpresse.
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Durch das verfahrensmäßige Vorsehen von drei Pressstufen, die nacheinander folgen, und bei denen der Pressvorgang in drei unterschiedlichen (Raum-) Richtungen erfolgt, wird das recyclingfähige Material in alle drei orthogonalen (Raum-) Richtungen gepresst und so ein hoher Verdichtungsgrad erzielt, zudem wird dadurch ein hoher Materialdurchsatz gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Brikettierpresse sind vorteilhaft einsetzbar für die Herstellung von Briketts aus recyclingfähigem Material der Lebensmittelbranche. PET-Flaschen, Getränkedosen sowie Behälter aus Styropor, aus Weichkunststoffen, aus Papier oder
aus Pappe können mit der Erfindung wirtschaftlich zu Briketts gepresst werden. Die so hergestellten Briketts sind zudem sehr formstabil und haben durch die hohe Verdichtung ein großes Gewicht (Wägewert), was positiv für die Ausnutzung von Transportvolumen und für den Transport ist. Die erfindungsgemäße Brikettierpresse ist gegenüber bekannten Lösungen einfach in ihrem Aufbau, wodurch
die Kosten für ihre Herstellung als auch für den laufenden Betrieb und für die Wartung gering sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Brikettierpresse ist vorgesehen, dass in der ersten Pressstufe die erste Pressplatte horizontal verschiebbar ist und eine Pressplattenfront der ersten Pressplatte in der Endlage der ersten Pressplatte eine stabile Seitenwand einer Presskammer für die zweite Pressstufe bildet. Zudem ist in der zweiten Pressstufe eine zweite Pressplatte vertikal verschiebbar und eine Pressplattenfront der zweiten Pressplatte bildet in der Endlage der zweiten Pressplatte eine stabile Deckenplatte des Pressraumes für die dritte Pressstufe.
In der dritten Pressstufe wird durch eine horizontale Bewegung einer dritten Pressplatte das bereits in zwei, im Wesentlichen orthogonal zueinander liegenden Raumachsen vorgepresste recyclingfähige Material in die Endform gepresst.
Die Pressbewegung der dritten Pressplatte ist um 90° zur Pressbewegung der zweiten Pressplatte sowie um 90° zur Pressbewegung der ersten Pressplatte versetzt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass eine in der ersten Pressstufe eingebaute Abscherung eine relativ gerade stumpfe Abscherleiste beinhaltet, die das abzuscherende Material gegen ein scharfes und mit einer Kontur versehenes Messer drückt.
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Nach einer Ausführungsvariante des neuen Verfahren wird
in der ersten Pressstufe ein Verdichtungsverhältnis in einem Wertebereich von 1:1,1 bis 1:6 erzeugt, vorzugsweise ein Verdichtungsverhältnis zwischen 1:2 bis 1:4 .
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in der ersten Pressstufe und in der zweiten Pressstufe, nach Beendigung des jeweiligen Presshubes, also bei Erreichen der Endlage der jeweiligen Pressplatte, jeweils mittels einem Erfassungssystem die Lage bzw. Position der betreffenden Pressplatten bezüglich dem zugehörigen Wandabschnitt des zweiten Pressraumes bzw. des dritten Pressraumes geprüft und, bei Abweichung von einer festlegbaren Toleranz, ein Justier- und Positionierhub durchgeführt.
Hierzu ist im Antriebssystem für diese Pressplatten der Brikettierpresse je eine zusätzliche Druckstufe vorgesehen.
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Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist zudem vorgesehen, dass die erste und die zweite Pressplatte für den jeweils folgenden Pressvorgang in ihrer jeweiligen positionierten Endlage arretiert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Verarbeitung von recyclingfähigen Material mit geringem Hohlvolumen oder von nicht sperrigem recyclingfähigen Material, also beim Pressen von z.B. zerkleinertem recyclingfähigen Material, das für einen Pressvorgang in einen vor dem ersten Pressraum angeordneten Sammelraum der Brikettierpresse eingefüllte Material auf ein vorbestimmtes Volumen begrenzt ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch in Zeichnungen dargestellten, die Erfindung jedoch nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
- 1 in schematischer Seitenansicht die erfindungsgemäße Brikettierpresse in einer Schnittdarstellung;
- 2 die neue Brikettierpresse gemäß 1, nach dem ersten Pressvorgang;
- 2a, 2b die neue Brikettierpresse nach 1, während des ersten Pressvorganges;
- 3 die neue Brikettierpresse gemäß 1, nach dem zweiten Pressvorgang, wobei diese Ansicht um 90° gedreht ist gemäß Schnitt A-A aus 2;
- 3a die neue Brikettierpresse nach 3, während des zweiten Pressvorganges;
- 4 die neue Brikettierpresse nach 1 in Ansicht nach 3, nach dem dritten Pressvorgang;
- 4a die neue Brikettierpresse nach 4, während des zweiten Pressvorganges, wobei diese Ansicht zu 3a um 90° gedreht ist gemäß Schnitt B-B, und
- 5 die neue Brikettierpresse nach 1 in einer perspektiven Ansicht, mit entfernten Seitenwänden und mit Blick in die Pressräume und in einen Sammelraum.
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Zunächst soll der Beschreibung voraus geschickt werden, dass Begriffe wie „oben“, „unten“, „links“ und „rechts“ sich nur auf die betreffenden Figuren beziehen und somit von der Realität abweichen können. Auch können die Proportionen in der Realität abweichend zu den Figuren sein. Ferner sind die Figuren keine exakten technischen Zeichnungen, sondern sollen lediglich den Charakter der Erfindung zeigen. Bezüglich der Bezugszeichen ist auszuführen, dass gleiche Nummern in den verschiedenen Figuren auch immer gleiche Bauteile bezeichnen. In der Beschreibung nicht erwähnte Bezugszeichen ergeben sich aus der Bezugszeichenliste oder aus der Erwähnung zu einer anderen Figur dieser Offenbarung.
Die in den Figuren angezogenen Bezugsziffern haben jeweils die gleiche Bedeutung, auch wenn sie in der Beschreibung der Ausführungen nicht zu jeder Figur ausdrücklich genannt werden.
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Zunächst wird, teils mit Bezugnahme auf die 1 bis 5, der verfahrensmäßige Ablauf des Verpressen von recyclingfähigen Material 15 zu geformten Briketts 17 gemäß dem neuen Verfahren beschrieben und dann anschließend ein Ausführungsbeispiel der neuen Brikettierpresse B, mit Bezugnahme auf die 1 bis 5.
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Das zu verpressende recyclingfähige Material 15 wird entsprechend Darstellung in 1 und 5 in einen Einfülltrichter 1 der Brikettierpresse B eingefüllt, so dass - in diesem Ausführungsbeispiel - gleichzeitig ein Pressraum 2 und ein darunter liegender Pressraum 3 gefüllt wird.
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Nach dem neuen Verfahren wird in der ersten Pressstufe eine Pressplatte 4 horizontal verschoben und sie verdichtet dabei durch Pressen das im Pressraum 2 befindliche und an einer Pressplattenfront 5 anliegende recyclingfähige Material 15. Im Bewegungsvorgang Px der Pressplatte 4 schiebt sie während ihres Teilhubes 41 zunächst aus einem Sammelraum 1b weiteres Material 15 in den Pressraum 2 und eine an der Pressplatte 4 angeordnete Abscherleiste 6 schneidet das aus der Öffnung 1a des Einfülltrichters 1 herausquellende Material 15 gegen ein feststehendes Messer 7 ab. Die Pressplatte 4 presst sodann in Pressrichtung Px mit ihrem folgenden Teilhub, dem Presshub 42, das im Pressraum 2 schon befindliche und zudem das hineingeschobene weitere Material 15 in einer ersten Raumachse X weiter bis in die Endlage 43 der Pressplatte 4; hierzu auch die 2, 2a und 2b.
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Die in der ersten Pressstufe eingebaute Abscherung beinhaltet eine relativ gerade stumpfe Abscherleiste 6, die das abzuscherende Material gegen ein scharfes und mit Kontur versehenes Messer 7 drückt. Das Messer 7 ist am Eingang eines Presskanals 13 an dessen oberer Kante angeordnet und die Abscherleiste 6 oben an der ersten Pressplatte 4; hierzu 5.
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Die Pressplattenfront 5 der Pressplatte 4 bildet in der Endlage 43 der Pressplatte 4 eine stabile Seitenwand für einen Pressraum 8 für die zweite Pressstufe; hierzu die 2, 3 und 3a.
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Eine Pressplatte 9 für die zweite Pressstufe, siehe hierzu in die 2, 2a und 3, führt einen vertikalen Presshub 92 in Pressrichtung Py durch und verdichtet/verpresst dabei das in der ersten Pressstufe bereits in einer ersten Raumachse, der Koordinatenachse X zusammengepresste recyclingfähige Material 15 in dem Pressraum 8 in einer zweiten Raumachse, der Koordinatenachse Y, bis die Pressplatte 9 ihre Endlage 93 erreicht hat.
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Eine Pressplattenfront 10 der Pressplatte 9 bildet in dieser Endlage 93 die obere Begrenzung des Pressraumes 3 für die dritte Pressstufe, der Hauptpressstufe mit höchster Verdichtung.
Der dritte Pressraum hat vorzugsweise gegenüber dem ersten 2 und dem zweiten 8 Pressraum einen kleineren Querschnitt.
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In der dritten Pressstufe, siehe hierzu in die 3, 4 und 4a, wird durch einen horizontalen Presshub 112 einer Pressplatte 11 in Pressrichtung Pz, der gegenüber der
Pressplattenbewegung in der zweiten Pressstufe um 90° und auch gegenüber der horizontalen Pressplattenbewegung in der ersten Pressstufe um 90° versetzt ist, das recyclingfähige Material 15 in der dritten Raumachse, der Koordinatenachse Z und in die Endform gepresst. Der Gegendruck der dritten Pressstufe wird - in diesem Ausführungsbeispiel - mittels einem verstellbaren Wandabschitt 14 erzeugt, welcher in bekannter Weise in dem hinteren Teilraum 3b des Pressraumes 3 an einem Gelenk 16 schwenkbar angebracht ist.
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Unten in der 1 ist ein hergestelltes Briketts 17 schematisch dargestellt. Es ist in diesem Ausführungsbeispiel ein quaderförmiger Körper, welcher durch nacheinander folgende Pressung von recyclingfähigem Material 15 in drei Raumachsen hergestellt ist. Die drei Raumachsen des Briketts 17 sind die Koordinatenachsen X, Y und Z eines in das Brikett 17 gedanklich hinein projizierten Koordinatensystems. Dieses Koordinatensystem mit seinen Achsen X, Y und Z ist zur Unterstützung der Beschreibung und einem schnellen Verständnis der Darstellungen zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeder Figur beigefügt.
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Die neue, erfindungsgemäße Brikettierpresse B zum Pressen unterschiedlichster recyclingfähiger Materialien 15 zu geformten Briketts 17 besitzt ein Gehäuse, welches in bevorzugter Ausführung aus mehreren Modulen besteht, sowie wenigstens eine Antriebseinheit und eine Steuerungseinheit, welche in ihrem grundsätzlichen Aufbau an sich bekannt sind und deshalb in den Figuren nicht bzw. nicht detailliert dargestellt wurden.
Die neue Brikettierpresse B ist in der 5 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, mit entfernten Seitenwänden und mit Blick in die Pressräume und in einen Sammelraum.
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Die neue Brikettierpresse B besitzt einen ersten Pressraum 2 für die erste Pressstufe, einen zweiten Pressraum 8 für die folgende zweite Pressstufe und einen dritten Pressraum 3 für die nachfolgende dritte Pressstufe, wobei diese drei Pressräume 2, 8 und 3 zueinander liegend derart angeordnet sind, dass deren Koordinatenachse X, Y und Z bezüglich der jeweiligen Pressrichtung Px, Py bzw. Pz jeweils um 90° zueinander versetzt sind, derart, dass das recyclingfähige Material 15 durch die drei Pressungen in drei unterschiedlichen Raumachsen X, Y, Z zusammengepresst wird.
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Wie aus den 2 bis 5 erkennbar ist, sind in spezieller Ausführung der erste Pressraum 2 in einen vorderen Teilraum 2a und einen hinteren Teilraum 2b, der zweite
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Pressraum 8 in einen oben angeordneten vorderen Teilraum 8a und einen unten angeordneten hinteren Teilraum 8b und der dritte Pressraum 3 in einen vorderen Teilraum 3a und einen hinteren Teilraum 3b untergliedert.
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Der vordere Teilraum 8a des zweiten Pressraumes 8, welcher eine im Wesentlichen vertikal angeordnete Raumachse Y bezüglich einer Pressrichtung Py für die zweite Pressplatte 9 hat, ist erfindungsgemäß zugleich der hintere Teilraum 2b des ersten Pressraumes 2.
Der vordere Teilraum 2a des ersten Pressraumes 2 ist zudem als ein horizontal ausgerichteter Presskanal 13 ausgebildet, welcher nach einem Sammelraum 1b für das recyclingfähige Material 15 beginnt und an einem Eintritt in den vorderen Teilraum 8a des zweiten Pressraumes 8 endet. Vorzugsweise ist die Länge dieses Presskanals 13 ein Mehrfaches der Dicke der ersten Pressplatte 4 bzw. ein Mehrfaches der Dicke einer Seitenwand des zweiten Pressraumes 8.
Oberhalb des Sammelraumes 1b ist ein Einfülltrichter 1 vorgesehen, dessen Öffnung 1a in den Sammelraum 1b mündet.
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Die neue Brikettierpresse B besitzt für die erste Pressstufe eine erste Pressplatte 4, die im Wesentlichen horizontal verschiebbar angeordnet ist, wobei eine Pressplattenfront 5 dieser Pressplatte 4 nach Ausübung eines Presshubes 42, also in ihrer Endlage 43 eine stabile Seitenwand des zweiten Pressraums 8, 8a ist; hierzu z.B. die 2.
Die Ruheposition der Pressplatte 4, also deren Ausgangsposition hat das Bezugszeichen 40. Diese Ausgangsposition 40 liegt, in Pressrichtung Px gesehen, vor dem Sammelraum 1b.
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In den 2, 2a, 2b und 5 ist dargestellt, dass an der Rückseite der Pressplatte 4 obenseitig ein flächiges Verschlussteil 12 angeordnet ist. Es ist in seinen Seitenbereichen geführt und mit der Pressplatte 4 gekoppelt. Während der Bewegung der ersten Pressplatte 4 in Pressrichtung Px wird dieses Verschlussteil 12 quasi hinterhergezogen. Es verschließt zeitweilig die Öffnung 1a des Einfülltrichters 1, so dass kein Material 15 hinter die erste Pressplatte fallen kann, wenn diese in einer vorderen Stellung ist. Vorzugsweise wird nach vollständigem Verschluss der Öffnung 1a des Einfülltrichters 1, siehe 2b und 2, das Verschlussteil 12 von der Pressplatte 4 entkoppelt, somit kann es relativ kurz ausgeführt sein. Bei der Bewegung der Pressplatte 4 zurück in ihre Ausgangsstellung 40 wird das Verschlussteil 12 von der Pressplatte 4 wieder mitgenommen.
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Für die zweite Pressstufe ist nach der Erfindung eine zweite Pressplatte 9 vorgesehen, welche vertikal verschiebbar angeordnet ist. Die Ausgangsposition 90 dieser Pressplatte 9, in welcher sie vor jedem Presshub 92 ruht, ist oberhalb des vorderen Teilraums 8a vorgesehen. Eine Pressplattenfront 10 dieser zweiten Pressplatte 9 bildet nach Ausübung eines Presshubes 92 in ihrer Endlage 93 eine stabile Deckenplatte des dritten Pressraumes 3, insbesondere seines vorderen Teilraumes 3a.
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Der vordere Teilraum 3a des dritten Pressraumes 3 ist erfindungsgemäß zugleich der unten angeordnete hintere Teilraum 8b des zweiten Pressraumes 8.
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Für die dritte Pressstufe dieser Brikettierpresse B ist eine dritte Pressplatte 11 im Wesentlichen horizontal verschiebbar derart angeordnet, dass durch eine horizontale Bewegung 112 der dritten Pressplatte 11 in einer Pressrichtung Pz das zusammenpressbare recyclingfähige Material 15 in die Endform gepresst wird. Die Koordinatenachse Z, in welcher die Pressrichtung Pz liegt, ist um 90° zur Pressrichtung Px der ersten Pressplatte 4 und zudem um 90° zur Pressrichtung Py der zweiten Pressplatte 9 versetzt angeordnet. Vor jedem Presshub 112 verweilt die Pressplatte 11 in ihrer Ausgangsposition 110.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern ist in den angewandten Verfahren und Einrichtungen variabel. Sie umfasst insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können. Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie aus den Zeichnungen offenbarten Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Weiterhin können einzelne, in Verbindung mit den Figuren beschriebene Merkmale bzw. Funktionsweisen oder in den Figuren lediglich gezeigte technische Merkmale für sich allein genommen eine selbständige Erfindung darstellen. Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind somit lediglich Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes.
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Nach einer in den Figuren nicht enthaltenen Ausführungsvariante, kann die Befüllung der Pressräume auch derart erfolgen, dass hierzu die dritte Pressplatte 11 soweit in den vorderen Teilraum 3a des dritten Pressraumes 3 vorgefahren ist, dass der Übergang, also die Öffnung zum zweiten Pressraum 8 hin geschlossen ist. Hierzu ist an der Rückseite der dritten Pressplatte 11, ebenso wie an der ersten Pressplatte 4, was weiter vorn schon beschrieben wurde, ein Verschlussteil vorgesehen, welches bevorzugt mit der dritten Pressplatte 11 gekoppelt ist.
Für diese Ausführungsvariante sowie für weitere Abwandlungen wird das entsprechende Steuerungsprogramm für einen Presszyklus in der Steuerungseinrichtung der Brikettierpresse angepasst, z. B durch Einordnung eines Unterprogrammes.
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Bezugszeichenliste
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1 |
Einfülltrichter |
1a |
Öffnung (unten in Pos. 1) |
1b |
Sammelraum (unterhalb von Pos. 1a) |
2 |
Pressraum für die erste Pressstufe |
2a |
vorderer Teilraum (von Pos. 2) |
2b |
hinterer Teilraum (von Pos. 2) |
3 |
Pressraum für die dritte Pressstufe |
3a |
vorderer Teilraum (von Pos. 3) |
3b |
hinterer Teilraum (von Pos. 3) |
4 |
Pressplatte für die erste Pressstufe |
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40 |
Ausgangsposition (von Pos. 4) |
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41 |
Teilhub (von Pos. 4, Einschieben des Materials in Pos.2) |
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42 |
Presshub (von Pos. 4 in der ersten Pressstufe) |
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43 |
Endlage (Pos. 4) |
5 |
Pressplattenfront (von Pos. 4) |
6 |
Abscherleiste (an Pos. 4) |
7 |
Messer (am Eingang von Pos. 13) |
8 |
Pressraum für die zweite Pressstufe |
8a |
vorderer Teilraum (von Pos. 8, oben) |
8b |
hinterer Teilraum (von Pos. 8, unten) |
9 |
Pressplatte für die zweite Pressstufe |
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90 |
Ausgangsposition (von 9) |
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92 |
Presshub (der zweiten Pressstufe) |
|
93 |
Endlage (von 9) |
10 |
Pressplattenfront (von Pos. 9) |
11 |
Pressplatte für die dritte Pressstufe |
|
110 |
Ausgangsposition (von Pos. 11) |
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112 |
Presshub (von Pos. 11, letzter Presshub) |
12 |
Verschlussteil (für Pos. 1a von Pos. 1) |
13 |
Presskanal (von Pos. 2) |
14 |
verstellbarer Wandabschnitt (von Pos. 3) |
15 |
recyclingfähiges Material |
16 |
Gelenk |
17 |
Brikett |
B |
Brikettierpresse |
Px |
Pressrichtung in der ersten Pressstufe |
Py |
Pressrichtung in der zweiten Pressstufe |
Pz |
Pressrichtung in der dritten Pressstufe |
X |
Koordinatenachse bezügl. der ersten Pressrichtung |
Y |
Koordinatenachse bezügl. der zweiten Pressrichtung |
Z |
Koordinatenachse bezügl. der dritten Pressrichtung |
AA |
Schnittlinie (in 2) |
BB |
Schnittlinie (in 3a) |