-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kanalballenpresse (engl.: single ram baler) mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Ballenpressen werden im Allgemeinen zur Verdichtung von losen Materialien eingesetzt, die zu Transportzwecken und Lagerzwecken in eine vorteilhafte Form gebracht werden sollen. Für die Fertigung von quaderförmigen Ballen sind verschiedene Bauformen von Pressen bekannt, nämlich einmal Kastenpressen (englisch: two ram baler), bei denen ein erster Pressstempel die Verdichtung des Materials in einen Presskasten vornimmt und ein zweiter Stempel den Ausschub des gepressten Ballens in eine Abbindevorrichtung bewirkt. Eine solche nicht gattungsgemäßen Kastenpresse ist aus der
GB-A-1.580.704 bekannt.
-
Die andere Bauart ist die einer Kanalballenpresse (englisch: single ram baler), bei der ein Pressstempel das Pressgut aus einem Aufgabebereich in einen Ballenkanal presst. In diesem Ballenkanal wird das Pressgut gegen dort bereits vorhandene Ballen verdichtet. Die Reibung der vorhandenen Ballen im Ballenkanal bewirkt den zur Verdichtung erforderlichen Gegendruck. Am Ende des Ballenkanals werden die Ballen in derselben Richtung ausgegeben, in der der Pressvorgang erfolgt. Das Abbinden des Ballens erfolgt, wenn eine vorgegebene Länge des Ballens in Pressrichtung erreicht ist.
-
Die Begriffe „Abbinden“, „Umreifen“ und „Bandagieren“ werden in diesem Fachgebiet synonym benutzt.
-
Das zu verdichtende Material oder Pressgut kann sehr unterschiedlich sein und von leichten, leicht zu verdichtenden Materialien wie Recycling-Kunststoffabfällen und Kartonagen bis hin zu schwer zu verdichteten Materialien wie Altreifen oder Metallschrott reichen. Dabei sind der Verdichtungsgrad und auch die Neigung zur Rückexpansion des Materials sehr unterschiedlich. Auch die Haltung des verdichteten Materials in einem geformten Ballen kann unterschiedlich sein. So können Materialien, die im Pressvorgang miteinander verzahnen, einen sehr gut definierten Ballen bilden. Materialien mit eher runden Querschnitten, die sich wenig verdichten lassen, bilden eher instabile Ballen. Aus letzterem Grund ist bei Kanalballenpressen eine sogenannte Vertikalabbindung vorteilhaft, bei der eine Anzahl von parallelen Abbindungen über die in Pressrichtung vordere Stirnseite, die obere und die untere Langseite und die hintere Stirnseite erzeugt wird. Diese Abbindung verhindert, dass an der unteren Langseite beim Anheben und Bewegen des Ballens Material ausfällt.
-
Gerade bei den schwierig zu verdichteten Materialien mit hoher Neigung zur Rückexpansion kann es auch vorteilhaft sein, sowohl eine vertikale Abbindung als auch eine horizontale Abbindung vorzusehen, damit auch die seitlichen Langseiten des Ballens umreift werden. Es wird dann von einer Kreuzabbindung gesprochen.
-
Der Fachmann weiß, dass die Begriffe „vertikal“ und „horizontal“ in diesem Zusammenhang nicht im engen Sinne verstanden werden, etwa derart, dass eine Richtung parallel zum Schwerkraftvektor bzw. orthogonal zum Schwerkraftvektor gemeint ist. Vielmehr sind die als vertikal und horizontal bezeichneten Richtungen im Wesentlichen in diesem Sinne zu verstehen, wobei die Horizontalrichtung etwa dem Verlauf der Pressrichtung entspricht, also je nach Bauart und Installation der Kanalballenpresse auch einen Winkel von einigen Grad, beispielsweise 2° bis 10° Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen aufweisen kann. Entsprechend ist auch die Vertikalrichtung mit einem Toleranzbereich von einigen Grad, beispielsweise 2° bis 10° Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen zu verstehen. Eine Vertikalabbindung erzeugt in diesem Sinne eine Schlaufe aus Bandagiermaterial um den Ballen herum, die in einer Vertikalebene verläuft, wobei die Vertikalebene im Wesentlichen von der Vertikalrichtung und der Pressrichtung aufgespannt ist. Die Horizontalabbindung wird dementsprechend in einer horizontalen Ebene erzeugt, die von der Pressrichtung und einer quer zur Pressrichtung orientierten Horizontalen aufgespannt wird.
-
Der Pressstempel weist eine Anzahl von Schlitzen auf, die von der dem Pressgut zugewandten Vorderseite des Pressstempels her in den Presstempel eingebracht sind. Diese Schlitze dienen dazu, Stränge des Abbindematerials vertikal und/oder horizontal quer zur Pressrichtung durch den Presskanal hinter dem fertigen, aber noch nicht umreiften Ballen zu verbringen. Dazu werden Querverbringer, insbesondere Ziehnadeln, durch die Schlitze bewegt, um das Umreifungsmaterial, das im Allgemeinen aus Draht besteht, durch die Schlitze zu drücken oder zu ziehen.
-
Bei einigen zu pressenden Materialien wie feuchten Papierabfällen, Futtermitteln und allgemein mit kleinen Partikeln oder kurzen Fasern behaftetem Pressgut kommt es dazu, dass Pressgut während der Verdichtung in die Schlitze eindringt und dann durch die Querverbringen aus den Schlitzen entfernt werden muss. Dies ist nicht immer prozesssicher möglich.
-
Die
EP 0 058 449 B1 zeigt eine nicht gattungsgemäße Kastenpresse, bei der zur Vermeidung des genannten Nachteils in dem Pressstempel ein in Pressrichtung bewegbarer Schieber vorgesehen ist. Der Schieber weist eine Anzahl von miteinander verbundenen Leisten auf, die in den Schlitzen liegen und die zwischen einer hinteren Position, in der die Schlitze frei sind, in eine vordere Position, in der die Schlitze verschlossen sind, verfahrbar sind. In der vorderen Position schließt die Vorderseite des Schiebers bündig mit der Vorderseite des Pressstempels ab, so dass sich eine plane, geschlossene Pressfläche ergibt. Während des Verdichtungshubs ist der Schieber in der vorderen Position mittels einer Kniehebelanordnung verriegelt.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kanalballenpresse zu schaffen, die eine einfachere Schieberanordnung in dem Pressstempel aufweist und bei der der Verschleiß der Schiebervorderseite im Betrieb reduziert ist.
-
Diese Aufgabe wird von einer Kanalballenpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Weil die Stirnseite des Schiebers in der vorderen Position hinter die Pressfläche des Stempels zurückspringt, ist die Last auf den Schieber während des Pressvorgangs verringert, so dass der Antrieb des Schiebers innerhalb des Pressstempels einfacher gestaltet werden kann. Die fördert die Betriebssicherheit und verringert den konstruktiven Aufwand sowie den Wartungsaufwand. Vorzugsweise springt die Vorderseite des Schiebers um mindestens 2 mm, insbesondere 3 mm bis 75 mm, bevorzugt 5 mm bis 50 mm, hinter die Vorderseite des Stempels zurück. Der Rücksprung ist besonders vorteilhaft von der Pressensteuerung wählbar, insbesondere in Abhängigkeit von Eigenschaften des zu verdichtenden Pressguts.
-
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist der Stempel einen Grundkörper auf, auf den vorderseitig Platten aus einem besonders verschleißfesten Material, beispielsweise einem gehärteten Stahl oder Hartmetall, aufgebracht sind. Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Rücksprung des Schiebers gegenüber der die Pressfläche darstellenden Vorderseite des Stempels der Dicke der Platten entspricht. Dann wird bei der Verdichtung von Pressgut vor allem die Vorderseite der am Stempel angebrachten Platten belastet, während der Grundkörper und der Schieber in geringerem Maße belastet werden und so auch reduziertem Verschleiß unterliegen. Falls erforderlich, können die Platten ersetzt werden, ohne dass der gesamte Pressstempel getauscht werden muss.
-
Der Antrieb des Schiebers innerhalb des Pressstempels kann besonders einfach gestaltet werden, wenn ein Hydraulikaktuator mit Kolben und Zylinder innerhalb des Pressstempels so angeordnet ist, dass der Schieber mittels dieses Aktuators zwischen den beiden Endpositionen verfahrbar ist. Das Aggregat ist vorzugsweise so dimensioniert, dass der Schieber in der vorderen Position während des Pressvorgangs allein durch die von dem Aggregat erzeugte Kraft gehalten werden kann. Vorzugsweise ist der dem Schieber zugeordnete Hydraulikaktuator koaxial mit dem hydraulischen Aktuator des Stempels angeordnet.
-
Wenn der Stempel an seiner oberen vorderen Kante eine Schneidkante aufweist, kann die Kanalballenpresse in der vorteilhaften Bauform einer Schneidkantenpresse ausgeführt werden.
-
Dabei kann die Schneidkante segmentiert sein und Schneidkantenschlitze aufweisen, die mit den vertikalen Schlitzen fluchten. Die Zahl der Schneidkantenschlitze entspricht der Anzahl der vertikalen Schlitze. In Pressrichtung gesehen liegen die Schneidkantenschlitze vor den vertikalen Schlitzen, so dass die vertikalen Schlitze sich nach vorne zum Pressgut hin verjüngen und in die Schneidkantenschlitze übergehen. Die Schneidkantenschlitze weisen in Horizontalrichtung quer zu der Pressrichtung eine lichte Breite von 4 mm bis 10 mm auf.
-
Vorzugsweise werden die vertikalen Schlitze und insbesondere auch der Übergangsbereich zu den Schneidkantenschlitzen in der vorderen Position des Schiebers auch von der Oberseite des Schiebers bedeckt oder verschlossen.
-
Die insoweit beschriebene Kanalballenpresse kann mit einer horizontalen Abbindung, einer vertikalen Abbindung, oder insbesondere sowohl mit einer horizontalen als auch einer vertikalen Abbindung ausgestattet sein.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine Kanalballenpresse in der Endposition des Verdichtungshubs in einer Seitenansicht;
- 2: den Stempel der Kanalballenpresse aus 1 in einer vergrößerten Darstellung im Längsschnitt;
- 3: die Kanalballenpresse aus 1 mit zurückgezogenem Schieber;
- 4: den Stempel und den Schieber aus 3 in vergrößerter Darstellung;
- 5: einen Bereich der Stirnseite des Schiebers aus 2 und 4 von der Ballenseite her gesehen;
- 6: den Stempel aus 2 in perspektivischer Darstellung; sowie
- 7: den Stempel aus 4 in perspektivischer Darstellung.
-
In der 1 ist schematisch eine Kanalballenpresse in einem Längsschnitt vor der Seite dargestellt. Einige Komponenten der Kanalballenpresse sind nur als Blöcke dargestellt, soweit sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine wesentliche Funktion haben. Außerdem ist der Stempel in allen Figuren nur in seiner Endstellung gezeigt, in der er am Ende seines Arbeitshubs zur Verdichtung des Pressguts steht.
-
Die Kanalballenpresse umfasst einen Ballenkanal 1, an dessen Oberseite in einem Eingabebereich ein Einwurfschacht 2 angeordnet ist. In dem Ballenkanal 1 ist ein Pressstempel 3 in einer horizontalen Richtung bewegbar angeordnet. Angetrieben wird der Pressstempel 3 von einem hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregat 4, das im Betrieb die Presskraft zur Verdichtung von Pressgut 5 bereitstellt.
-
Oberhalb des Ballenkanals 1 ist nahe der Endstellung des Stempels 3 eine vertikale Abbindevorrichtung 6 vorgesehen, in der in bekannter Weise hier nicht dargestellte Ziehnadeln vertikal bewegbarer sind, um Draht als Bindematerial zur Umreifung von Ballen quer durch den Ballenkanal 1 zu verbringen.
-
Der Einwurfschacht 2 mündet nach unten in den Ballenkanal 1. An dem Übergang von dem Einwurfschacht 2 in den Ballenkanal 1 an einem in 1 linken Rand eine Schneidkante 7 vorgesehen, an der beim Verdichten von Pressgut das Material, das sich im Übergangsbereich befindet, abgetrennt wird. Die Schneidkante 7 bildet zusammen mit einer Schneidkante 8 des Pressstempels 3 eine Kombination aus Messer und Gegenmesser.
-
Der Pressstempel 3 ist in der 2 in einem Längsschnitt in Seitenansicht vergrößert dargestellt. Die Ansicht entspricht derjenigen aus 1.
-
Der Pressstempel 3 umfasst einen Grundkörper 10, der auch als Schlitten bezeichnet wird. Der Grundkörper 10 hat an seinem dem Hydraulikaggregat 4 zugewandten Ende ein Widerlager 11, an dem die Kraft aus dem Hydraulikaggregat 4 eingeleitet wird. An seinem gegenüberliegenden Ende, dass dem Pressgut 5 zugewandt ist, trägt der Grundkörper 10 eine Pressfläche 12, die in an sich bekannter Weise mit horizontalen Schlitzen 13 und hier nicht sichtbaren vertikalen Schlitzen 25 versehen ist. Die Schlitze 13 erlauben es, Ziehnadeln einer optional vorgesehenen horizontalen Abbindevorrichtung 26 oder Umreifungsvorrichtung quer durch den Pressstempel 3 und den Ballenkanal 1 verfahren zu lassen. Die vertikalen Schlitze erlauben in entsprechender Weise den Durchtritt der Ziehnadeln der vertikalen Abbindevorrichtung 6 durch den Pressstempel 3. Eine solche Anordnung von Abbindevorrichtungen und die entsprechenden vertikalen und horizontalen Schlitze in dem Pressstempel 3 dienen dazu, die in der Kanalballenpresse erzeugten Ballen vertikal und horizontal zu Umreifen.
-
Die in der Pressfläche 12 angeordneten Schlitze 13 sowie die hier nicht dargestellten vertikalen Schlitze bedingen, dass die Pressfläche 12 nicht vollkommen geschlossen ist, sondern an der dem Pressgut 5 zugewandten Vorderseite entsprechende Freiräume aufweist. In diese Freiräume kann beim Pressvorgang kleinteiliges, feuchtes oder kurzfaseriges Material eindringen und den Pressvorgang, den Abbindevorgang und die Qualität des erzeugten Ballens beeinträchtigen. Um dies zu vermeiden, ist innerhalb des Pressstempels 3 ein Schieber 20 vorgesehen, der parallel zum Arbeitshub des Pressstempels 3 innerhalb der Schlitze 13 bewegbar ist. Angetrieben wird der Schieber 20 von einem doppelt wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregat 21, dessen Kolben sich gegen den Schieber 20 und in dessen Zylinder sich gegen den Grundkörper 10 des Pressstempels 3 abstützt.
-
Die 2 zeigt den Schieber 20 in seiner linken Endstellung, in der eine Stirnseite 22 des Schiebers 20 in einem Abstand X von der Stirnseite der Pressfläche 12 entfernt ist, sodass die Stirnseite 22 des Schiebers 20 um das Maß X gegenüber der Pressfläche 12 zurückspringt. Das Maß X liegt in einem konkreten Ausführungsbeispiel bei etwa 10 mm und kann je nach Anwendungsfall im Bereich zwischen 3 und 50 mm liegen. Der Schieber 20 nimmt die in den 1 und 2 dargestellte linke Endposition während eines Verdichtungshubs und am Ende des Verdichtungsvorgangs zur Erzeugung von Ballen ein. Die Pressfläche 12 ist von einer Anzahl von Platten 30 gebildet, die vorderseitig auf dem Grundkörper 10 angebracht sind. Die Platten 30 sind jeweils auf verschleißfestem Material gefertigt und stirnseitig auf die Stempelelemente aufgebracht, die die Schlitze 13 und 25 begrenzen und zwischen denen sich der Schieber 20 bewegt. Bevorzugt ist das Maß X kleiner oder gleich der Dicke der Platten 30.
-
Eine Oberseite 32 des Schiebers 20 deckt in der vorderen Position die oberen freien Querschnitte der vertikalen Schlitze 25 ab, wie dies weiter unten näher erläutert wird.
-
Die 3 zeigt die Kanalballenpresse aus 1, wobei innerhalb des Pressstempels 3 der Schieber 20 nach rechts, weg von der Pressfläche 12 Verfahren ist. Der Pressstempel 3 wird dabei von dem Hydraulikaggregat 4 an der in 1 gezeigten Position gehalten, sodass das Pressgut 5 unverändert verdichtet ist. Der Schieber 20 wird nach rechts, also gegen die Bewegungsrichtung des Pressstempels 3 im Verdichtungsvorgang, bewegt und gibt dabei die Schlitze 13 ebenso wie die nicht dargestellten vertikalen Schlitze 2 in dem Pressstempel 3 frei. In dieser Position des Schiebers 20 können die Ziehnadeln der Abbindevorrichtung 6 die Schlitze des Pressstempels 3 durchgreifen und Bindematerial quer durch den Ballenkanal 1 ziehen. Dadurch wird die Umreifung des Pressguts 5 an der vorderen bzw. hinteren Stirnfläche des zu erzeugenden Ballens möglich.
-
Die 4 zeigt ähnlich der 2 den Pressstempel 3 in einer vergrößerten Darstellung. Es ist ersichtlich, dass der Schieber 20 mit seiner Stirnseite 22 nun weit hinter die Stirnseite der Pressfläche 12 zurückspringt, und zwar um ein Maß, dass der Summe aus dem Maß X und dem Arbeitshub des Hydraulikaggregats 21 entspricht. Dieses Maß ist so gewählt, dass innerhalb der Schlitze 13 und der nicht dargestellten vertikalen Schlitze ausreichend Raum bleibt, um die Ziehnadeln der Abbindeeinrichtungen 6, 26 quer durch den Ballenkanal und die genannten Schlitze bewegen zu können. Da sich der Schieber 20 während der Verdichtungshübe des Pressstempels 3 in der in den 1 und 2 gezeigten Position befand, ist Pressgut nur um das Maß X in die Schlitze 13 eingedrungen. Wenn der Schieber 20 nach dem letzten Verdichtungshub und vor der Umreifung in die Position der 3 und 4 zurückgezogen wird, kann durch die Rückexpansion des Pressguts 5 in geringem Umfang Material in die Schlitze 13 eindringen. Im Wesentlichen bleiben die Schlitze 13 und 25 aber frei von Pressgut, sodass die Bewegung der Ziehnadeln der Abbindeeinrichtungen 6, 26 in den Schlitzen nicht oder kaum behindert wird. Insbesondere müssen die Ziehnadeln im Gegensatz zum Stand der Technik nicht die Schlitze 13 und 25 freistoßen, bevor Umreifungsmaterial durch die Schlitze quer durch den Ballenkanal gezogen werden kann.
-
Der Rücksprung der Stirnseite 22 des Schiebers 20 gegenüber der Pressfläche 12 um das Maß X beeinträchtigt diese Funktion nicht, er bewirkt jedoch, dass die Kraft, die auf den Schieber 20 wirkt, reduziert wird. Diese Reduktion ist zu verstehen im Vergleich zu einer Anordnung, bei der die Stirnseite 22 des Schiebers 20 bündig mit der Pressfläche 12 abschließt, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Diese Reduktion führt einerseits dazu, dass das Hydraulikaggregat 21, das den Schieber 20 antreibt und abstützt, relativ klein ausgeführt werden kann. Andererseits sind spezielle Halte- oder Verriegelungsvorrichtungen für den Schieber 20 nicht erforderlich, um den Schieber 20 in der in 2 dargestellten Position zu halten. Schließlich wird auch der Verschleiß der Stirnseite 22 des Schiebers 20 reduziert, da abrasives Pressgut wie zum Beispiel Metallschrott nicht in gleichem Maße auf die Stirnseite 22 einwirken kann, als wenn die Stirnseite 22 im Verdichtungshub bündig mit der Pressfläche 12 abschließen würde.
-
Die 5 zeigt in einer Stirnansicht die dem Pressgut 5 zugewandte Seite des Pressstempels 3. In dieser Stirnansicht ist die Pressfläche 12 des Stempels 3 sichtbar, ebenso wie die insgesamt drei horizontalen Schlitze 13 sowie fünf in den anderen Figuren nicht sichtbaren vertikale Schlitze 25 und eine horizontale Abbindevorrichtung 26, deren nicht dargestellte Ziehnadeln durch die horizontalen Schlitze 13 verfahrbar sind. Es ist außerdem erkennbar, dass die Pressfläche 12 zwischen den Schlitzen 13 und 25 etwa quadratische Stirnflächen 27 ausbildet, die dem Pressgut 5 zugewandt sind. In den im rechten Winkel zueinander verlaufenden Schlitzen 13 und 25 ist außerdem die Stirnseite 22 des Schiebers 20 sichtbar, die hier nicht gesondert dargestellt ist. Ebenso sind an der Oberkante des Schiebers 3 die Segmente der Schneidkante 8 sichtbar, die von schmalen Schneidkantenschlitzen 31 unterbrochen sind, deren Breite in bekannter Weise dem Durchmesser des Umreifungsmaterial als entspricht.
-
Die 6 zeigt den Stempel aus 2 in perspektivischer Darstellung. Der Schieber 20 sitzt mit seiner etwa gitterartigen Stirnseite4 22 zwischen den Stempelelementen, deren stirnseitige Platten 30 die Pressfläche 12 im Wesentlichen bilden. Die vertikalen Schlitze 25 sind an ihren Oberseiten von der Oberseite 32 des Schiebers 20 abgedeckt, so dass auch hier kein Pressgut eindringen kann.
-
Der Stempel aus 6 ist in der 7 mit zurückgezogenem Schieber 20 entsprechend 4 dargestellt. Die segmentierten Oberseiten 32 des Schiebers 20 sind hier nur gestrichelt dargestellt, da sie in dieser Position nicht sichtbar im Innern des Grundkörpers 10 liegen. Die vertikalen Schlitze 25 sind auch oberseitig frei für den Durchtritt von Ziehnadeln. Es ist ersichtlich, dass die vertikalen Schlitze 25 sich zu der Schneidkante 8 hin verjüngen und dort in die Schneidkantenschlitze 31 münden. Deren Breite ist gerade so groß, dass das Abbindematerial, üblicherweise Stahldraht, hindurchtreten kann, wenn nach der Umreifung der Stempel rückwärts von dem soeben erzeugten Ballen zurückgezogen wird.
-
Die quadratischen Stirnflächen 27 der Pressfläche 12, die um das Maß X gegenüber der Stirnseite 22 des Schiebers 20 vorspringen, können aus einem besonders verschleißfesten Material gebildet sein. Sie können insbesondere auch als separate Bauelemente auf den Grundkörper 10 des Pressstempels 3 aufgebracht werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Stirnflächen als quadratische, plattenförmige Kacheln mit dem Grundkörper 10 des Stempels 3 verschweißt oder verschraubt sind, sodass sie im Verschleißfall ausgetauscht werden können, ohne den Stempel 3 ersetzen oder insgesamt überholen zu müssen. Der Rücksprung um das Maß X bewirkt in dieser Hinsicht, dass der wesentliche durch das Pressgut erzeugte Verschleiß auf die Stirnseiten 22 der Pressfläche 12 beschränkt ist und die Stirnseite 22 des Schiebers 20 reduziertem Verschleiß unterliegt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- GB 1580704 A [0002]
- EP 0058449 B1 [0010]
