DE19802768A1 - Ballenpresse, insbesondere für Kartonagenabfälle, Papier, Folie und dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ballenpresse, insbesondere für Kartonagenabfälle, Papier, Folie und dgl., mit einem Preßkanal, in dem ein Preßkolben hin und her bewegbar antreibbar ist und mit einer antreibbaren Zuführeinrichtung, welche in Abstimmung mit dem Preßkolben und in Abhängigkeit von einem Sensor das zu verpressende Material durch eine Preßkanaleinfüllöffnung in den Preßkanal fördert.

Die vorstehend beschriebene Kanalballenpresse läßt sich der DE-AS 1214138 entnehmen. Hierbei soll dem Preßkanal jeweils eine gleiche Faserstoffmenge zugeführt werden, bevor ein Preßkolben diese Faserstoffmenge verdichtet. Einem in den Preßkanal mündenden Zuführkanal werden zunächst bei geschlossenem Ausgang, z. B. durch einen Gebläseluftstrom, eingangsseitig Fasern zugeführt, die sich zu entsprechender Füllhöhe aufbauen. In bestimmter Füllhöhe ist eine Lichtschranke vorgesehen. Erreichen die Fasern diese Füllhöhe, schaltet die Lichtschranke die Zuführeinrichtung ein, die nun bei jedem Hub eine gleiche Gewichtsmenge in den Preßkanal schiebt. Sinkt der Faserpfropfen bis zu einer zweiten, tiefer gelegenen Lichtschranke ab, schaltet diese die Zuführeinrichtung ab und der Preßkolben wird einmal hin und her bewegt um das in den Preßkanal geschobene Material zu pressen. Nach jedem Hub des Preßkolbens wird die Zuführeinrichtung immer erst dann wieder eingeschaltet, wenn durch das zugeführte Fasermaterial die Füllhöhe wieder bis zur Lichtschranke gewachsen ist.

Diese Ballenpresse hat den großen Nachteil, daß sie für das Verarbeiten von Kartonagen, Papier oder Folie nicht geeignet ist. Schiebt sich beispielsweise ein einziger großer Karton vor die obere Lichtschranke, so wird die Zuführeinrichtung bei praktisch leerem Zuführkanal in Bewegung gesetzt und auch der Preßkolben führt einen Arbeitshub durch, obwohl kaum Material zu verdichten ist. Sowohl Zuführeinrichtung als auch Preßkolben führen unnötig viele Hube durch, was ungleichmäßige Ballen, geringen Durchsatz und hohen Verschleiß zur Folge hat. Im anderen Fall kann es schnell zur Überlastung der Zuführeinrichtung kommen, wenn z. B. vorkomprimiertes Material, wie z. B. Zeitungsbündel in den Zuführkanal gelangen.

In der deutschen Offenlegungsschrift 27 10 412 A1 ist eine Halmgut-Großballen-Höchstdruckpresse dargestellt und beschrieben, deren Hauptpreßkammer eine Vorpreßkammer mit zwei Fördereinrichtungen aufweist, die in Abhängigkeit von einem Meßgerät für die Halmgutdichte, z. B. durch eine bewegliche Wand ausgelöst werden. Eine erste, als Raffer ausgebildete Fördereinrichtung fördert das Material zunächst gegen eine Vorpreßkammerwand, bis der Rafferantrieb beim Ansprechen eines Dichtemeßgerätes vorübergehend ausgeschaltet und eine zweite, als Querschuborgan ausgebildete Fördereinrichtung eingeschaltet wird, welche die vorgepreßte Halmgutportion in die Hauptpreßkammer schiebt und die Preßkanaleinfüllöffnung verschließt, bis der Preßkolben das zugeführte Material gepreßt hat. Zwischenzeitlich wurde der Raffer wieder eingeschaltet, so daß bereits Material in der Vorpreßkammer ist und die zweite Fördereinrichtung bei ihrem Hub in die Ausgangsstellung ausweichen muß.

Neben dem hohen Aufwand für zwei Fördereinrichtungen ist insbesondere das Querschuborgan für das Verarbeiten von Kartonagen, Papier- oder Folienabfällen ungeeignet, weil das Material an der Übergabestelle Raffer, Querschuborgan verstopfen würde. Darüber hinaus ist das Querschuborgan kompliziert aufgebaut, weil es die Preßkanalöffnung vorübergehend verschließen muß. Schließlich fehlt eine Überlastsicherung für das Querschuborgan.

Es wurde ferner bereits vorgeschlagen (DE 27 14 760 A1), den Preßkolben und die Zuführeinrichtung einer Ballenpresse für landwirtschaftliche Preßgüter in Abhängigkeit von einer in einem Vorpreßkanal angeordneten Abfühleinrichtung zu steuern. Der Preßkolben verschließt in seiner Ruhestellung zunächst die Preßkanaleinlaßöffnung, während die Zuführeinrichtung vollständig aus dem Vorpreßkanal herausgezogen ist. Ein der Zuführeinrichtung vorgeschalteter Rotationsförderer fördert Material kontinuierlich gegen den vom Preßkolben verschlossenen Vorpreßkanalausgang, bis die Abfühleinrichtung vollständig aus dem Vorpreßkanal schwenkt und dadurch eine Kupplung in Eingriff kommt, um den Preßkolben und die Zuführeinrichtung für einen einzigen Arbeitszyklus zu betätigen. Nachteilig auch hier, daß das Material vollständig außerhalb des Hauptpreßkanals vorverdichtet und erst dann in die Hauptpreßkammer geschoben wird. Die Abfühleinrichtung ist für Kartonagen nicht geeignet, da sie durch verklemmte Kartons betätigt und damit zu Fehlauslösungen führen kann. Ferner fehlt eine Überlastsicherung für die Zuführeinrichtung. Insgesamt ist die Konstruktion mit schaltbaren Kupplungen sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Ballenpresse so zu verbessern, daß sowohl sperrige Kartonagenabfälle als auch Papierabfälle sowie dünne Folienabfälle bei stark schwankender Materialzuführmenge ohne Überlastungen der Zuführeinrichtung störungsfrei zu Ballen mit gleichen Packungsdicken verpreßbar sind, wobei eine einfache und kostengünstige Lösung zu entwickeln ist.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ballenpresse wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zuführeinrichtung einen Lastmeßfühler aufweist, dessen Signale zur automatischen Steuerung des Antriebes der Zuführeinrichtung und/oder des Antriebes des Preßkolbens in Abhängigkeit von voreinstellbaren Belastungswerten dienen.

Auf diese Weise läßt sich die Belastung der Zuführeinrichtung überraschend einfach direkt zum Ein- und Ausschalten der Zuführeinrichtung und/oder des Preßkolbens nutzen. Komplizierte indirekte Tasteinrichtungen werden vermieden, da sich die Zuführeinrichtung nunmehr selbsttätig an unterschiedliche Materialarten und -mengen anpaßt und sich im Prinzip selbst steuert. Eine Überlastung der Zuführeinrichtung ist sicher ausgeschlossen, da diese vorher belastungsabhängig ausschaltet bzw. reversiert, in ihre Ausgangsstellung außerhalb des Zuführkanales fährt und den Preßkolben einschaltet. Bei geringer Materialzuführmenge führt die Zuführeinrichtung selbsttätig eine höhere Anzahl von Hüben durch, um eine gleichmäßige Beschickung des Preßkanales zu erzielen. Leerhübe des Preßkolbens werden vermieden. Durch den Entfall einer indirekten Tasteinrichtung wird ermöglicht, daß die Zuführeinrichtung das Material bei offener Preßkanaleinfüllöffnung im Preßkanal vorverdichtet, was sich günstig auf eine gute Ballenform und hohe Preßdichte auswirkt.

Eine baulich besonders einfache Ausführungsform besteht darin, daß sowohl die Zuführeinrichtung als auch der Preßkolben hydraulische Antriebe mit Hydroventilen aufweisen, welche mit einem einstellbaren Druckschalter oder Drucksensor für den Hydraulikdruck im Antrieb der Zuführeinrichtung zusammenwirken. Somit kommen nur einfache hydraulische Maschinenelemente zur Anwendung. Neben der besonders einfachen Steuerungsmöglichkeit werden die Herstellkosten und der Wartungsaufwand gegenüber den bekannten Zuführeinrichtungssteuerungen aufgrund der geringen Teileanzahl erheblich gesenkt bei gleichzeitiger Erhöhung der Funktionssicherheit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zuführeinrichtung das zu verpressende Material bei offener Preßkanaleinfüllöffnung und in zurückgezogener "Parkposition" des Preßkolbens fortlaufend in den Preßkanal fördert, bis ein vorbestimmter Belastungswert erreicht ist, bei dem der Lastmeßfühler die Hydroventile mittelbar über eine Steuereinheit oder unmittelbar so steuert, daß die Zuführeinrichtung beim nächsten Erreichen der Ruhestellung dort vorübergehend anhält, bis der Preßkolben zur Endverdichtung des im Preßkanal befindlichen Materials einmal in seine Preßstellung vorgefahren und dann wieder in seine Parkposition zurückgekehrt ist, so daß ein neuer Zuführzyklus beginnt. Das Vorverdichten und das Zuführen in den Preßkanal werden somit nur mit einem einzigen Förderelement durchgeführt, wobei es sich günstig auf die Ballenform auswirkt, daß der Preßkanal jetzt durch mehrere Hübe der Zuführeinrichtung gefüllt wird und nicht mehr durch einen einzigen Hub wie bei bekannten Zuführeinrichtungen. Bei Fremdkörpern oder sonstigen Verstopfungen oder Blockagen ist es vorteilhaft, daß die Zuführeinrichtung bei Erreichen einer definierten Maximalbelastung reversierbar ist, d. h. aus der jeweiligen Blockierposition in ihre Parkposition zurückfährt und dort verharrt, bis der Preßkolben nach einem Preßhub die Blockierung beseitigt hat.

Als Lastmeßfühler für die Zuführeinrichtung können auch Drehmomentsensoren, Dehnmeßstreifen, Drehzahlsensoren oder ähnliche Sensorik vorgesehen sein, die im Antrieb oder an der Zuführeinrichtung angebracht sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand einer einzigen, die Kanalballenpresse im Längsschnitt schematisch darstellenden Figur.

Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung sind nachstehend an einer Schwingkolbenpresse beschrieben. Die Erfindung läßt sich jedoch auch entsprechend bei Kolbenpressen mit geradlinig bewegtem Preßkolben anwenden.

Ein stationäres Preßraumgehäuse 1 ist auf Tragfüßen 2 aufgebaut und besitzt einen Preßkanal 3 mit einem bogenförmig verlaufenden Preßkanalabschnitt 4, in dem sich ein um eine horizontale Achse 5 schwingbar gelagerter Preßkolben 6 hin und her bewegt zwischen einer oberen, in Strichpunktlinie gezeichneten Stellung 7 und einer unteren, in Vollinie gezeichneten Stellung 8.

Die obere Wand 9 des Preßkanalabschnittes 4 weist eine Einfüllöffnung 10 auf, der ein Aufgaberaum 11 vorgeschaltet ist. Der Preßkolben 6 gibt die Einfüllöffnung 10 in seiner unteren Stellung 8 vollständig frei. Der Aufgaberaum 11 wird gebildet von einem Aufgabetisch 12, der sich zwischen zwei Seitenwänden 13 erstreckt und im Abstand oberhalb der unteren Stellung 8 des Preßkolbens 6 in den Preßkanalabschnitt 4 einmündet. In dem Aufgabetisch 12 ist ein gleichförmig in Richtung des Pfeiles 14 umlaufendes Förderband 15 angeordnet. Der Übergang vom Förderband 15 zur Einfüllöffnung 10 erfolgt durch eine Walze 16 und eine feststehende Plattform, die kurz vor der Bewegungsbahn des Preßkolbens 6 mit einer Abkantung endet und die Unterkante der Einfüllöffnung 10 bildet.

Oberhalb der Einfüllöffnung 10 ist eine Zuführeinrichtung 17 angeordnet, deren Rafferzinken 18 sich in Vollinie gezeigter Ruhestellung 19 oder Parkposition nahezu außerhalb des Aufgaberaumes 11 befinden und über ein Kurbelschwingengetriebe 20 während eines Arbeitszyklus auf einer nierenförmigen Umlaufbahn 21 durch den Aufgaberaum 11, in die Einfüllöffnung 10 und durch den Preßkanal 4 bewegt werden, während sich der Preßkolben 6 in einer unteren, in Vollinien gezeigten Parkposition 8 befindet.

Preßkolben 6 und Zuführeinrichtung 17 sind in einem offenen Hydrauliksystem dargestellt. Der Antrieb des Preßkolbens 6 erfolgt durch eine Hydropumpe 22 mit Reservoir 23 und E-Motorantrieb sowie zwei doppeltwirkende Hydrozylinder 24 unter Zwischenschaltung eines 4/3 Hydroventiles 25, das von einer Steuereinheit 26, z. B. elektromagnetisch in Abhängigkeit von einem in der Pumpenausgangsdruckleitung 27 befindlichen, verstellbaren Druckschalter 28 gesteuert wird. Alternativ kann auch ein einstellbarer Drucksensor vorgesehen sein. Der Antrieb der Zuführeinrichtung 17 erfolgt durch die gleiche Hydropumpe 22 durch einen an der Drehachse der Kurbel 29 angreifenden Hydromotor 30 mit zwei Drehrichtungen unter Zwischenschaltung eines von der Steuereinheit 26 elektromagnetisch betätigbaren 4/3 Wegeventiles 31 in Abhängigkeit von dem Druckschalter 28 oder dem Drucksensor.

Die Arbeitsweise der Schwingkolbenpresse ist wie folgt:
Der Preßkolben 6 befindet sich in der unteren Stellung 8 (Parkposition), in der die Kolbenstange ausgefahren ist. Das Förderband 15 und die Rafferzinken 18 der Zuführeinrichtung 17 bewegen sich in Richtung der Pfeile 14, 32 und schieben die zu pressenden Kartonagenabfälle durch die Einfüllöffnung 10 in den Preßkanal 4 über den Preßkolben 6 und gegen den im Preßkanal 3 befindlichen Halmgutstrang 33. Mit zunehmender Füllung des Preßkanales 4 steigt der Widerstand des in den Preßkanal 4 einzuschiebenden Materials auf die Zuführeinrichtung, wodurch der Hydraulikdruck in der Druckleitung 27 zum Hydromotor 30 ansteigt. Erreicht dieser Druck den am Druckschalter 28 eingestellten Schaltwert, gibt der Druckschalter 28 an die Steuereinheit 26 bzw. auch direkt an das 4/3 Wegeventil 31 ein Signal. Dieses Signal bewirkt, daß einerseits durch entsprechende Ansteuerung des 4/3 Wegeventiles 31 in die Nullstellung die Zuführeinrichtung 17 in ihre Parkposition 19 fährt und dort anhält und andererseits das Hydroventil 25 so angesteuert wird, daß der Preßkolben 6 einen Preßhub durchführt. Ist der Preßkolben wieder in seine untere Stellung 8 zurückgekehrt, schaltet die Zuführeinrichtung 17 automatisch ein und ein neuer Befüllzyklus beginnt, bis erneut der Druckschalter 28 oder alternativ der Drucksensor ein Signal zum Anhalten der Zuführeinrichtung 17 und Starten des Preßkolbens 6 gibt. Bei erreichter Preßstranglänge wird der Ballen in an sich bekannter Weise abgebunden.

Um Reversierbetrieb der Zuführeinrichtung 17 bei irgendwelchen Störungen oder Blockagen zu ermöglichen und dadurch Maschinenschäden zu vermeiden, ist zusätzlich zum ersten Druckschalter 28 ein zweiter, nicht dargestellter Druckschalter mit höher eingestelltem Druckwert oder ein dargestellter Drucksensor 34 vorgesehen, dessen Schaltdruck oberhalb desjenigen des ersten Druckschalters 28 liegt. Versagt beispielsweise der erste Druckschalter 28 oder steigt der Druck bei dem Resthub auf das höhere Niveau an, so spricht bei dem erhöhten Druck der zweite Druckschalter oder Drucksensor 34 an, wodurch das Hydroventil 31 so angesteuert wird, daß die Drehrichtung der Zuführeinrichtung 17 umkehrt, welches dem Bediener durch ein akustisches oder optisches Signal angezeigt wird. Durch das Reversieren der Zuführeinrichtung 17 werden die Rafferzinken 18 aus dem Verstopfungsbereich herausgezogen und verharren vorübergehend in ihrer Ruhestellung 19, bis die Störung beseitigt ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es grundsätzlich auch möglich, den Lastmeßfühler ohne druckgesteuerte Zuführeinrichtung ausschließlich als Überlastsicherung anzuwenden. Die Zuführeinrichtung arbeitet dann in zeitlicher Abstimmung zum Preßkolben mit einer bestimmten Hubzahl/Preßkolbenhub und wird bei Überlastung durch den Lastmeßfühler abgeschaltet.

Claims (6)

1. Ballenpresse, insbesondere für Kartonagenabfälle, Papier, Folie und dgl., mit einem Preßkanal (3, 4), in dem ein Preßkolben (6) hin und her bewegbar antreibbar ist und mit einer antreibbaren Zuführeinrichtung (17), welche in Abstimmung mit dem Preßkolben (6) und in Abhängigkeit von einem Sensor das zu verpressende Material durch eine Preßkanaleinfüllöffnung (10) in den Preßkanal (3,4) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (17) einen Lastmeßfühler (28, 34) aufweist, dessen Signale zur automatischen Steuerung des Antriebes (22, 30, 31) der Zuführeinrichtung (17) und/oder des Antriebes (22, 24, 25) des Preßkolbens (6) in Abhängigkeit von voreinstellbaren Belastungswerten dienen.

2. Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Zuführeinrichtung (17) als auch der Preßkolben (6) hydraulische Antriebe (22, 24, 30) mit Hydroventilen (25, 31) aufweisen, welche mit einem einstellbaren Druckschalter (28) oder Drucksensor (34) für den Hydraulikdruck im Antrieb der Zuführeinrichtung (17) zusammenwirken.

3. Ballenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (17) das zu verpressende Material bei offener Preßkanaleinfüllöffnung (10) und in zurückgezogener Parkposition (8) des Preßkolbens (6) fortlaufend direkt in den Preßkanal (3, 4) fördert, bis ein vorbestimmter Belastungswert erreicht ist, bei dem der Lastmeßfühler (28) die Hydroventile mittelbar über eine Steuereinheit (26) oder unmittelbar so steuert, daß die Zuführeinrichtung (17) beim nächsten Erreichen der Ruhestellung (19) dort vorübergehend anhält, bis der Preßkolben (6) zur Endverdichtung des im Preßkanal (3) befindlichen Materials einmal in seine Preßstellung (7) vorgefahren und dann wieder in seine Parkposition (8) zurückgekehrt ist, so daß ein neuer Zuführzyklus beginnt.

4. Ballenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (17) bei Erreichen einer definierten Maximalbelastung, z. B. durch einen Hydromotor (30) mit zwei Drehrichtungen reversierbar ist, d. h. aus der jeweiligen Blockierposition in ihre Ruhestellung (19) zurückfährt und dort verharrt, bis z. B. der Preßkolben (6) nach einem Preßhub die Blockierung beseitigt hat.

5. Ballenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung der Zuführeinrichtung (17) der Ballenpresse mittels Drehmomentsensoren, Dehnmeßstreifen, Drehzahlsensoren oder ähnlicher Sensorik, die im Antrieb oder an der Zuführeinrichtung (17) angebracht sind, ermittelt wird.

6. Ballenpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein stationäres Preßraumgehäuse (1), bestehend aus einem Aufgaberaum (11), der im oberen Bereich die Zuführeinrichtung (17) und im unteren Bereich ein als Aufgabetisch (12) ausgebildetes, gleichförmig umlaufendes Förderelement (15) aufweist, welches am unteren Ende einer Preßkanaleinfüllöffnung (10) in einem bogenförmigen Preßkanal (4) einmündet, in dem ein Schwingkolben (6) hin und her bewegbar angeordnet ist.