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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung
eines rotierbaren Pressstempels einer Presse sowie eine Entwässerungspresse,
insbesondere für
Wäsche,
mit einer derartigen Positionserfassungsvorrichtung.
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Bei
großen
Waschanlagen ist es üblich
die gewaschene Wäsche
nach dem Waschvorgang auszupressen, um die anschließende Trocknung
der Wäsche
zu beschleunigen und das ausgepresste Wasser, welches noch sehr
sauber ist, in der Waschanlage wiederzuverwerten. Aus diesem Grunde
werden seit langer Zeit am Ende von Waschanlagen, z. B. Taktwaschanlagen,
Entwässerungspressen
vorgesehen, in der die gewaschene Wäsche ausgepresst wird. Dazu
wird die gewaschene Wäsche
in einen Pressbehälter
gegeben, in dem ein Pressstempel fahrbar angeordnet ist. Durch eine
Bewegung des Pressstempels vorzugsweise nach unten kann das Behältervolumen
verringert werden, so dass die im Pressbehälter befindliche Wäsche ausgepresst
wird. Nach dem Auspressen werden der Pressstempel und der Pressbehälter wieder
nach oben gefahren und die ausgepresste Wäsche wird aus dem Pressbehälter austransportiert.
Nach dem Austransport wird der Pressbehälter wieder abgesenkt. Anschließend wird
neue auszupressende Wäsche
in die Entwässerungspresse geladen
und der Pressvorgang beginnt von Neuem. Die Entwässerungspresse arbeitet somit
taktweise. Für
die Steuerung der Entwässerungspresse
ist es deshalb vorteilhaft, die Position des Pressstempels zu erfassen.
Beispielsweise muss der Pressstempel oben sein, wenn die Presse beladen
werden soll.
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Bei
problematischer Beladung der Presse durch Wäsche wird diese nicht gleichmäßig im Behälter verteilt.
Vielmehr baut sich die Wäsche
am hinteren Ende des Behälters
stärker
auf als am Anfang. Bei einem feststehenden, nicht rotierenden Pressstempel
würde das
Presspolster an der Unterseite des Pressstempels im hinteren Bereich
des Pressbehälters
stärker
belastet, als im vorderen Bereich. Dies könnte mit zunehmender Zeit zu
einer einseitigen Abnutzung bzw. starkem Verschleiß führen. Um
dies zu vermeiden ist es somit dringend erforderlich, den Pressstempel
um die Achse der Druckrichtung rotieren zu lassen, so dass einer
einseitigen Abnutzung entgegengewirkt wird.
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Bei
der Positionserfassung des Pressstempels muss jedoch berücksichtigt
werden, dass in gewissen Anwendungsfällen der Pressstempel um die Achse
der Pressrichtung rotiert, z. B. durch den Drall im Presszylinder,
da hierdurch eine einseitige Abnutzung des Presspolsters an der
Unterseite des Pressstempels durch unregelmäßige Wäscheverteilung im Pressbehälter reduziert
werden soll.
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Dies
führt jedoch
zu dem Problem, dass die Positionserfassung des Pressstempels erschwert wird.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Lösungsmöglichkeiten bekannt, die eine
Positionserfassung bei rotierendem Pressstempel ermöglichen. Diese
Lösungen
sind jedoch zum einem nicht zuverlässig oder zum anderen sehr
aufwendig und daher für
die Praxis nicht geeignet. Beispielsweise ist es bekannt, die Positionsmessung
des Pressstempels mittels eines Wegaufnehmers im Hydraulikzylinder
des Pressstempels zu verwirklichen. Dies ist jedoch sehr aufwendig
und weist zudem den Nachteil auf, dass bei Reparaturen am Wegaufnehmer
der gesamte Hydraulikzylinder des Pressstempels demontiert werden
muss. Außerdem
ist es bei dieser Lösung
nicht möglich
eine Sicherheitsschaltung bzw. Endlagenschaltung zu verwirklichen,
die bei Ausfall oder Fehlmessungen des Systems zu einer automatischen
Abschaltung führen
würde.
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Darüber hinaus
gibt es im Stand der Technik Abstandsmesser, die mittels Laser oder
Ultraschall den Abstand des Pressstempels zu einem Referenzpunkt
messen und daraus die Position des Pressstempels ermitteln. Allerdings
sind diese Systeme sehr unzuverlässig,
da Wassertropfen bzw. Wasserdampf, der sich im Bereich des Pressstempels
insbesondere des Pressbehälters
befindet zu Fehlmessungen führen.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
bzw. eine Presse zu schaffen, bei der die Position eines rotierbaren
Pressstempels in einfacher, aber zuverlässiger Weise ermittelt werden
kann und der Pressstempel gleichzeitig rotieren kann. Darüber hinaus
soll die Vorrichtung wartungsfreundlich sein und Sicherheit im Betrieb
gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung zur Positionsermittlung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 bzw. eine Entwässerungspresse nach
Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine
einfache mechanische Vorrichtung die lineare Bewegung des Pressstempels
nachvollzogen werden kann, wobei gleichzeitig eine Rotation des
Pressstempels ermöglicht
wird. Dies wird dadurch erreicht, dass an der Oberseite des Pressstempels
eine Stange lose aufgesetzt wird, die parallel zur Pressrichtung
des Pressstempels hin- und herbewegbar ist und in einer axialen
Führung
geführt
wird, wobei die Rotation des Pressstempels ermöglicht wird. Das lose Aufsetzen
der Führungsstange
erlaubt einerseits die Drehung des Pressstempels und gewährleistet
jedoch durch das Eigengewicht der Führungsstange, dass die Führungsstange
die Bewegung des Pressstempels nachbildet. Damit ist es möglich, die
verschiedenen, an sich bekannten Möglichkeiten zur Positionserfassung,
wie z. B. Wegaufnehmer, Schaltfahnen mit Schaltern und Sensoren,
Abstandsmesser und dergleichen aus dem Bereich des Pressbehälters herauszuführen und
somit die störenden
Einflüsse
des Wasserdampfes und des Wassers im Bereich des Pressbehälters zu
vermeiden.
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Um
eine radiale Belastung der Führungsstange
bzw. der Axialführung
zu vermeiden, ist es vorteilhaft am stempelseitigen Ende der Führungsstange
eine Gleitfläche,
ein Rollenlager, ein Kugellager, eine Gleitschiene oder ähnliches
vorzusehen. Diese Maßnahmen
bewirken eine Verminderung der Reibung zwischen Führungsstange
und der Oberseite des Pressstempels bei der Rotationsbewegung des
Pressstempels und vermindern damit die radiale Belastung der Führungsstange
bzw. der axialen Führung.
Neben diesen Maßnahmen
am stempelseitigen Ende der Führungsstange
können
entsprechende Maßnahmen
selbstverständlich
zusätzlich
oder alternativ auch an der Oberseite des Pressstempels vorgesehen
werden, wie z. B. durch Ausbildung einer Gleitfläche oder von Gleitschienen.
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Die
axiale Führung
für die
Führungsstange wird
vorzugsweise durch ein oder mehrere zueinander beabstandete Lager
gebildet, die ebenfalls eine möglichst
reibungsarme Bewegung der Führungsstange
ermöglichen.
Hierbei kommen insbesondere wiederum Gleitlager, Rollenlager, Kugellager
oder dergleichen in Frage. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die
axiale Führung
ein Führungsrohr
umfasst, so dass über
eine bestimmte Wegstrecke die Führungsstange
geführt
ist. Dies hat insbesondere bei radialer Belastung der Führungsstange
Stabilitätsvorteile.
Vorteilhafterweise kann das Führungsrohr selbst
als Gleitlager ausgebildet sein. Alternativ kann jedoch das Führungsrohr
einen Innendurchmesser aufweisen, der etwas größer ist als der der Führungsstange,
wobei dann zusätzlich
ein weiteres Lager, wie z. B. ein Rollenlager vorgesehen sein kann.
Auf diese Weise wird die Führungsstange
im Normalfall nur durch das Rollenlager mit einem geringen Reibungswiderstand
gehalten, während
das Führungsrohr
der Führungsstange
bei einer radialen Belastung ausreichende Stabilität verleiht.
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Die
Mittel zur Positionserfassung, die vorzugsweise an dem dem stempelseitigen
Ende der Führungsstange
gegenüberliegenden
Ende vorgesehen sind, können
sämtliche
denkbaren Einrichtung umfassen. Bewährt hat sich hierzu beispielsweise das
Vorsehen einer Schaltfahne am Ende der Führungsstange, wobei die Schaltfahne
mit Sensoren wechselwirkt, die benachbart zur Führungsstange angeordnet sind.
Im einfachsten Fall würde
hierbei ein Sensor ausreichen, der entweder am Anfangsbereich des
Bewegungsbereichs der Führungsstange bzw.
des Pressstempels oder am Endbereich des Bewegungsbereichs angeordnet
ist. Dann könnte
sich die Positionsermittlung darauf beschränken, festzustellen, ob der
Pressstempel in der einen oder anderen Extremposition, also hochgefahren
oder im Pressvorgang ist. Vorteilhafterweise können jedoch eine Vielzahl von
Sensoren vorgesehen werden, die dann beispielsweise in Abständen zueinander
angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich in Abhängigkeit
des gewählten
Abstands der Sensoren zueinander eine genaue Positionsbestimmung
des Pressstempels durchführen.
Als Sensoren kommen wiederum die verschiedensten Arten von Sensoren,
wie z. B. induktive Näherungsschalter,
in Betracht. Darüber
hinaus sind jedoch auch sämtliche
anderen Möglichkeiten
zur Positionsbestimmung, wie z. B. Wegmessung des zurückgelegten
Weges der Führungsstange
bzw. Abstandsmesser, d. h. Messung des Abstands der Führungsstange
von einem bestimmten Punkt usw. denkbar. Alle diese Möglichkeiten
besitzen auch den Vorteil, dass in einfacher Weise eine Sicherheitsschaltung
bzw. Endabschaltung realisiert werden kann, die dann auslöst, wenn
die Führungsstange
bzw. der Pressstempel den vorgegebenen Bewegungsbereich überschreitet.
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Weitere
Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der Erfindung werden bei der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand
der beigefügten
Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen dabei in rein schematischer Weise
in
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1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Entwässerungspresse am Ende einer Waschanlage
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2 einen
Ausschnitt aus 1 in vergrößerter Darstellung.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Entwässerungspresse
mit einer erfindungsgemäßen Positionserfassungsvorrichtung 10.
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Die
Positionserfassungsvorrichtung 10 ist am Oberteil 1 einer
Wäschepresse
angebracht, welches auch den Zylinder des Pressstempels 2 der
Wäschepresse
aufnimmt.
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Unter
dem Pressstempel 2, welcher an seiner Unterseite ein Presspolster
aufweist, befindet sich der Pressbehälter 3, in dem die
auszupressende Wäsche
aufgenommen wird. Der Pressbehälter 3 befindet
sich wiederum auf der Pressplatte 4 gegen den der Pressstempel 2 beim
Pressen arbeitet. An der Pressplatte 4 ist eine Entwässerungsöffnung sowie eine
Entwässerungsleitung 5 für den Ablauf
des aus der Wäsche
herausgepressten Wassers vorgesehen. Vorteilhafterweise wird das
ausgepresste Wasser über
die Entwässerungsleitung 5 wiederverwertet und
in die Waschanlage 6, z. B. eine Taktwaschanlage zurückgeführt.
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Aus
der Waschanlage 6 wird die gewaschene Wäsche über eine Rutsche 16 in
den Pressbehälter
eingefüllt
und anschließend
durch das Herunterfahren des Pressstempels 2 ausgepresst,
wobei der Pressstempel 2 gegen die Pressplatte 4 drückt.
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Die 2 zeigt
die Entwässerungspresse aus 1 in
einer Detailansicht und zwar bezüglich der
Positionserfassungsvorrichtung 10. Diese umfasst eine Führungsstange 17,
die in einem Führungsrohr 11 mit
einem Rollenlager 12 axial geführt ist und sich in vertikaler
Richtung nach oben und unten bewegen kann. Über das Führungsrohr 11 ist
die Positionserfassungsvorrichtung 10 an dem Querhaupt 1 der
Entwässerungspresse
angeordnet, wobei das untere Ende der Führungsstange 17 mit
dem Auflager 13 lose auf der Oberseite des Presstempels 2 aufliegt.
Das Auflager 13 der Führungsstange 17 ist im
gezeigten Ausführungsbeispiel
als Rollenlager ausgebildet, wobei die Rolle zwischen zwei am Ende der
Führungsstange 17 hervorspringenden
Stegen mittels einer Achse aufgenommen ist.
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An
dem dem Auflager 13 gegenüberliegenden Ende der Führungsstange 17 ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel
eine Schaltfahne 14 angeordnet, die mit Sensoren 15 zusammenwirkt,
die benachbart der Führungsstange
an definierten Orten angeordnet sind. Bewegt sich die Schaltfahne 14 aufgrund
einer Bewegung der Führungsstange 17 an den
Sensoren 15 vorbei, so wird dies von den Sensoren 15 registriert
und die Position der Schaltfahne 14 bzw. der Führungsstange 17 und
letztendlich des Pressstempels 2 kann ermittelt werden.