DE19530048C2 - Ballenpresse - Google Patents

Description

Bei Ballenpressen, insbesondere Kanalballenpressen, wie sie beispielsweise aus der DE 34 35 126 C2 bekannt sind, bildet der Übergangsbereich zwischen Einfüllschacht, Preßkasten und Preßkanal eine hinsichtlich der Leistungsfähig­ keit und der Störungsanfälligkeit einer Ballenpresse kritische Stelle. Besondere mit der oberen Vorderkante des Preßstempels scherend zusammenwirkende Schneidbalkensysteme sind entwickelt worden, die einerseits für einen schweren Dauerbetrieb hinreichend robust sein müssen, andererseits aber dem Bedürfnis Rechnung tragen, die Scherkräfte allgemein und vor allem die Belastungsspitzen niedrig zu halten.

In dieser Hinsicht haben sich Schneidbalken als vorteilhaft herausgestellt, die (in der Draufsicht) eine zentrale Spitze und von dieser zu einer positiven Pfeilung nach hinten fliehende Schneidkanten aufweisen. Die zentrale Spitze ist besonders gut geeignet, das mit der Annäherung des Preßstempels sich immer stärker verdichtende Material zu durchbohren und zu einem leichteren nachfolgenden Abscheren seitlich abzudrängen. Die seitliche Abfließbewegung des Materials hat auch Vorteile hinsichtlich einer außenseitig festen und dichten Ballenstruktur.

Andere Schneidbalkengestaltungen, etwa solche mit einer negativen Pfeilung, haben sich als weniger vorteilhaft herausgestellt, weil die Seitenflächen der Ballen unzulänglich verdichtet werden, und weil das zur Mitte hin zusammen­ fließende Material am Ende des Schneid- bzw. Abschervorgangs, bei dem auch der voran bewegte Preßstempel zu einer höheren Teilballenverdichtung beigetragen hat, eine sehr hohe abschließende Belastungsspitze im Abscher­ vorgang mit sich bringt.

Die Erfindung gemäß Anspruch 1 schafft eine wesentliche Verbesserung mit seitlichen Wandabweisern negativer Pfeilung, die das Preßgut im Schneid­ balkenbereich von den Seitenwänden nach innen hin ablenken und dabei einer Kompaktierung und einem Anpressen gegen die Seitenwände hin entgegen­ wirken. Allerdings ist auch bei einem positiv gepfeilten Schneidbalken nur eine begrenzte Reduktion der Preßstempelbelastung zu erreichen, die auch mit - baulich aufwendigeren - stärkeren Pfeilungswinkel nicht wesentlich besser wird.

Aufgabe der Erfindung ist gleichwohl, ohne hohen baulichen Aufwand oder Einbußen an Robustheit die Leistungsfähigkeit einer solchen Presse zu erhöhen bzw. den kraft- und Leistungsbedarf zu senken. Ein nach­ teiliger Effekt ist darin anzunehmen, daß das zu den Seiten hin abfließende und zunehmend verdichtete Material einerseits durch Reibung an den Seiten­ wänden von Preßkasten bzw. Preßkanal, andererseits durch Einkeilen in den gewinkelten Bereich zwischen Schneidbalken und Seitenwand sehr viel Wider­ stand aufbaut, der zu Lasten der Leistungsfähigkeit der Maschine geht bzw. in kritischen Fällen eine Betriebsstörung auslöst. Dies ist insbesondere bei kompakten, zähen und reibend haftenden Materialien zu beobachten. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Gestaltung eine Senkung der vom Preßstempel zu überwindenden Belastungsspitzen erbringt und damit die Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit einer solchen Presse wesentlich er­ höht bzw. bei vorgegebener Leistungsfähigkeit es erlaubt, mit einer im Bereich des Preßstempels und des Preßstempelsantriebs auf geringere Belastungen und geringere Leistung ausgelegten Bauform auszukommen, was wiederum einschneidende Kostenersparnisse nach sich zieht.

Zweckmäßig können die Wandabweiser jeweils weniger als ein Viertel der Breite des Schneidbalkens, vorzugsweise nur jeweils ein Zehntel der Schneid­ balkenbreite, einnehmen, so daß hiervon die Grundgestaltung eines positiv gepfeilten Schneidbalkens nur geringfügig modifiziert wird.

Vom Grundkonzept der positiven Pfeilung her sind die Wandabweiser zweck­ mäßig insgesamt in Preßrichtung gegenüber der Presse nach hinten versetzt, so daß sich auch Belastungen mit der Wandabweisung bzw. einem zuge­ hörigen Schervorgang nicht mit der Belastungsspitze am Anfang des Scher­ vorgangs an der Spitze des Schneidbalkens überlagern.

Bevorzugt wird vorgesehen, daß die positiv gepfeilten Schneidkanten in an sich bekannter Weise einen Pfeilungswinkel von weniger als 45° aufweisen, während die Pfeilungswinkel der Wandabweiser sehr viel stärker längs zur Preßrichtung ausgerichtet werden und einen Pfeilungswinkel von mehr als 45° aufweisen.

Wenn auch die Wandabweiser für ihre Grundfunktion einer Ablenkung des Materials von der benachbarten Seitenwand hin grundsätzlich ohne eine Schneidfunktion auskommen können, sind sie doch vorzugsweise mit ge­ schärften Schneidkanten ausgestattet, so daß der Schneidvorgang auch von der Außenseite hin einsetzt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die positiv gepfeilten Schneidkanten und die Wandabweiser-Schneidkanten etwa senkrecht zueinander angestellt sind, so daß diese in der Scherfunktion zu­ sammenwirken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den zentralen Teil einer Kanalballen­ presse,

Fig. 2 Innenansicht von unten gemäß Pfeil II in Fig. 1 und

Fig. 3 Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Kanalballenpresse umfaßt einen Preß­ kasten 3, der in einen horizontalen Preßkanal 3 einmündet und von der dem Preßkanal 3 gegenüberliegenden Seite durch einen Preßstempel 4 durch­ fahren werden kann, so daß Preßgut, welches von oben durch einen Einfüll­ schacht 15 in den Preßkasten 2 (z. B. durch nicht dargestellte Förderer) einge­ füllt wird, unter Verdichtung zu Teilballen in den Preßkanal 3 eingeschoben wird. Mehrere solcher Teilballen werden dann zu einem Ballen zusammenge­ schnürt, sobald eine vorgegebene Ballenlänge erzielt ist.

Beim Preßvorgang bildet sich die Außenform eines Teilballens seitlich und unten relativ gleichförmig und hindernisfrei, da der Preßstempel 4 das im Preßkasten einlagernde Material längs glatt durchgehender Boden- und Seitenflächen in den Preßkanal 3 hineinschieben kann. Oberseitig treten aller­ dings systembedingte Schwierigkeiten mit über die Preßkanalhöhe hinaus­ gehendem Material auf, wobei es sich als lohnend herausgestellt hat, am Ein­ gang des Preßkanals einen Schneidbalken 5 vorzusehen und diesen auch hinsichtlich seiner Schneidfunktion sorgfältig zu gestalten. In dieser Hinsicht sind in den Schneidbalken 5 besonders harte und geschärfte Messerleisten 6 eingefügt. Weiterhin ist oberhalb der Messerleiste an der dem Preßstempel entgegengerichteten Stirnkante des Schneidbalkens 5 ein Aufnahmeraum 22 für abgeschnittenes, nach oben hin abzudrängendes Material eingearbeitet. Schließlich ist der Schneidbalken 5 in der Draufsicht bzw. in der Ansicht von unten gemäß Fig. 2 positiv gepfeilt, daß der Schneidbalken 5 an seiner durch Messerleisten 6, 7 gebildeten Vorderkante von einer Spitze 8, die gegen die Preßrichtung des Preßstempels 4 am weitesten vorsteht, zu den Seiten hin in Preßrichtung mit einem Pfeilungswinkel α schräg nach hinten flieht. Insoweit ist die grundsätzliche Ausbildung bereits der DE-PS 34 35 126 zu entnehmen, in der eine nur ganz leicht gepfeilte Grundform dargestellt und beschrieben ist.

Es hat sich herausgestellt, daß eine solche Pfeilung bereits einen ganz erheb­ lichen - mindernden - Einfluß auf die Scherkräfte hat, die als Teil der Preß­ leistung vom Preßstempel 4 und seinem üblicherweise hydraulischen Antrieb aufzubringen sind. Einer stärkeren Pfeilung standen bisher schon Bedenken entgegen, da sie auch zu einer größeren Baulänge des Schneidbalkens in Preßrichtung führen und im übrigen nicht eine zu erwartende weitere Verringe­ rung der aufzubringenden Kräfte gezeigt haben. Eine wesentliche Einflußgröße bei dem Schneidvorgang muß aber, wie sich nun herausgestellt hat, in der Reibung des bei positiver Schneidbalkenpfeilung zur Seite hin abgedrängten Materials im Bereich von (durchgehenden) Seitenwänden 9, 10 von Preßkasten und (durchgehend) Preßkanal gesehen werden. Insbesondere haftende und reibende Materialien können in diesem Bereich starke Reibkräfte erzeugen, die sich den Schneid- und Preßwiderständen des Materials hinzuaddieren und die Leistung des Preßstempels 4 aufzehren.

Dies ist jedenfalls eine Erklärung für eine einschneidende Verringerung der Preßkräfte allein dadurch, daß gemäß der Erfindung zwischen Schneidbalken 5 und Seitenwänden 9 bzw. 10 Wandabweiser 11, 12 vorgesehen sind, die zwar nur einen relativ geringen Teil der Schneidbalkenbreite, hier beidseitig jeweils weniger als 10%, in jedem Fall weniger als ein Viertel der Gesamt­ breite einnehmen, gleichwohl aber die aufzubringenden Preßkräfte um einen ganz beträchtlichen Anteil von z. B. über 30% reduzieren.

Mit einer solchen Reduktion der Kräfte lassen sich Kanalballenpressen von der Antriebsseite her kleiner, leichter und kostengünstiger bauen.

Auf der anderen Seite besteht aber ein mindestens ebenso starkes Interesse daran, mit leistungsmäßig begrenzten Preßstempelantrieben höhere Leistungen zu erzielen. Dies liegt auch in einer Linie mit einer allgemeinen Tendenz zu größeren und dichteren Materialien, so daß bei einer kontinuier­ lichen Presse heute oft zwei Teilhübe schon ausreichen, einen Ballen her­ kömmlich vorgegebener Länge zu erzielen, wozu früher vier oder mehr Teil­ ballen zusammengesetzt wurden. Im gleichen Sinne und zu einer größeren Kompaktheit des Materials führend ist eine Tendenz, den Einfüllschacht auch bei mittleren oder kompakteren Materialien weit über die Höhe des Preßkanals hinaus in den Einfüllschacht hinein aufzufüllen. Dies erzeugt ein durch Eigen­ gewicht stärker verdichtetes Füllgut im Preßkanal, schafft aber auch eine gleichmäßigere Dichte des Preßguts im Gesamtbereich der Höhe des Preß­ kanals. Dadurch wird vermieden, daß die erzeugten Ballen im oberen Bereich relativ locker sind und im übrigen beim Pressen eine trapezähnliche Form er­ halten.

Es hat sich auf diese Weise nun auch gezeigt, daß der Pfeilungswinkel des Schneidbalkens über den bisher üblichen Bereich hinaus mit Vorteilen für die Kräfte- und Leistungsbilanz vergrößert werden kann, was verminderter Reibung an den Seitenwänden 9, 10 zuzuschreiben sein dürfte.

Die Wandabweiser 11, 12 können in der Grundfunktion auf ein Abdrängen des Materials von der Wand hin ausgelegt werden, brauchen also nicht geschärft zu sein. Mit Vorteil für eine saubere Ballenbildung und auch für eine Verringe­ rung der aufzubringenden Kräfte haben diese aber auch am Schervorgang Anteil und sind damit gleichfalls messerartig, insbesondere auch geschärft, ausgebildet.

Die sich aus den Fig. 2 und 3 näher ergebende Konfiguration zeigt, daß die Spitze 8 in Preßrichtung gesehen geringfügig hinter einer preßkanalseitigen Innenwand 13 des Einfüllschachts 15 liegt, so daß sie eingefülltes Material nicht am Niederfallen hindert. Der Schneidbalken 5 weist einen gegenüber bis­ her üblichen Pfeilungswinkeln von etwa 10° erhöhten Pfeilungswinkel α von über 20° auf, der auch schon deshalb nicht zu einer zuträglichen Bautiefe bzw. Schneidlänge in Preßrichtung führt, weil die außenliegenden Teile des Messers durch Wandabweiser 11, 12 abgedeckt sind. Der Pfeilungswinkel des Schneidbalkens 5 beidseitig der Spitze 8 ist aber in keinem Fall 45° oder höher. Demgegenüber ist die negative Pfeilung der Wandabweiser 11, 12 an deren Vorderkanten mit einem Pfeilungswinkel β von über 45° versehen. In einem baulich besonders einfachen Fall können die Vorderkanten der Bereiche positiver und negativer Pfeilung senkrecht zueinander stehen (α+β=90°).

Oberhalb der so gebildeten Schneidkanten ist ein Ausweichraum 22 für abge­ schnittenes Preßgut geschaffen, der durch Umlenkflächen 16, 17, 18, 19, 20 be­ grenzt ist, an denen Preßgut nach oben umgelenkt wird bis zu einer schmalen horizontalen Deckfläche 21.

Die Wandabweiser 11, 12 liegen mit ihren vordersten Spitzen 22, 23 in Preßrich­ tung hinter der Spitze 8, so daß sich ein räumlicher und zeitlicher Versatz in dem Eingriff der Wandabweiser gegenüber dem Durchdringungs- und Schneidvorgang der Spitze beim Herankommen des Preßstempels 4 ergibt.

Der so gestaltete Schneidbalken 5 besteht im wesentlichen aus einem Stütz­ körper, der in seiner massiven Bauweise in der Lage ist, die auftretenden Preß-, Scher- und Reibungskräfte abzufangen. An diesem angeordnet sind die Messerleisten 6, 7 und die Wandabweiser 11, 12, deren geschärfte Schneid­ kanten durch Verschraubung mit dem Stützkörper verbunden sind und bei Ab­ nutzung, Stumpfwerden oder Bruch ausgewechselt werden können.

Claims (10)

1. Ballenpresse (1) für Papier und sonstiges schneidbare Material mit einem in einen horizontalen Preßkanal (3) einmündenden Preßkasten (2), durch den hindurch ein Preßstempel (4) bis in den Preßkanal (3) vorbeweglich und aus diesem zurück­ beweglich ist, und einem von oben in den Preßkasten (2) einmündenden Einfüll­ schacht (15), wobei der Preßkanal (3) auf das Zusammenstellen von Ballen aus je­ weils mit Hüben des Preßstempels (4) geformten Teilballen ausgelegt und eingangs­ seitig oben zwischen zwei Seitenwänden (9, 10) des Preßkanals (3) durch einen hori­ zontalen Schneidbalken (5) für das Abtrennen über den Querschnitt des Preßkanals hinausragenden Preßguts begrenzt ist, wobei der Schneidbalken (5) vorderseitig positiv gepfeilt ausgebildet ist mit von einer mittigen, gegen die Preßrichtung weisen­ den Spitze (8) beidseitig, über den größten Teil der jeweiligen (hälftigen) Breite durchgehend, unter einem Schneidwinkel zurückfliehenden Schneidkanten, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidbalken (5) an seinen seitlichen, an jeweils eine der Seitenwände (9, 10) des Preßkanals (3) heranreichenden Enden mit negativ gepfeilten Wandabweisern (11, 12) versehen ist.

2. Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandab­ weiser (11, 12) jeweils weniger als ein Viertel der Breite des Schneidbalkens (5) ein­ nehmen.

3. Ballenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandabweiser (11, 12) insgesamt in Preßrichtung gegenüber der Spitze (8) nach hinten versetzt sind.

4. Ballenpresse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandabweiser (11, 12) mit einem größeren Pfeilungswinkel (β) stärker gepfeilt sind als die positiv gepfeilten Schneidkanten beiderseits der Spitze (8) mit kleinem Pfeilungswinkel (α).

5. Ballenpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die positiv ge­ pfeilten Schneidkanten einen Pfeilungswinkel (α) von weniger als 45° aufweisen, die Wandabweiser (11, 12) einen Pfeilungswinkel (β) von mehr als 45° aufweisen.

6. Ballenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die positiv ge­ pfeilten Schneidkanten und die Wandabweiser (11, 12) im Pfeilungswinkel (α bzw. β) etwa senkrecht zueinander angestellt sind.

7. Ballenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandabweiser (11, 12) geschärfte Schneidkanten aufweisen.

8. Ballenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit zumindest einem oberhalb der Schneidkanten ausgebildeten Aufnahmeraum (22) mit Umlenkflächen (17, 19) für abgeschnittenes Preßgut, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Wandab­ weiser gleichfalls Aufnahmeräume mit Umlenkflächen (18, 20) ausgebildet sind.

9. Ballenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidbalken aus mehreren Schneidbalkenteilen (6, 7, 11, 12) besteht, die in einen gemeinsamen Stützkörper lösbar eingesetzt sind.

10. Ballenpresse nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Aufnahmeräume zumindest teilweise in dem Stützkörper ausgeformt sind.