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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung zum Verpressen
von Sammelmaterial wie Abfall, Wertstoffen und dergleichen zum Sammeln
in einem Sammelcontainer, mit einem Pressenraum, der von einer Befüllöffnung
her mit Sammelmaterial befüllbar ist und eine mit dem Sammelcontainer
verbindbare Pressenaustrittsöffnung besitzt, einem Presskolben,
der in dem Pressenraum auf die Pressenaustrittsöffnung
zu und von dieser weg verfahrbar angeordnet ist, sowie einer Antriebsvorrichtung
zum Antreiben des Presskolbens.
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Um
Sammelcontainer hinsichtlich ihres Speichervolumens besser auszunutzen,
können den Containern Pressen zugeordnet werden, mittels
derer die Sammelmaterialien verpresst werden. Derartige Pressen
sind beispielsweise an einer stirnseitigen Seitenwand des Sammelcontainers
angeordnet, so dass in eine Befüllöffnung an der
Presse eingeworfenes Sammelmaterial durch ein Durchgangsloch in der
Seitenwandung des Sammelcontainers in diesen hineingepresst werden
kann. Die Presse kann hierbei separat ausgebildet und lösbar
an den Sammelcontainer montiert sein. Alternativ kann die Presse auch
in den Sammelcontainer integriert sein bzw. zusammen mit Letzterem
eine Einheit bilden.
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Um
hohe Arbeitsvolumen und damit Leistungen zu erreichen, werden derartige
Pressen gerne als Linearkolbenpressen ausgebildet, deren Kolben nach
Art eines Räumschilds translatorisch entlang einer Geraden
verfahrbar ist. Dabei ist der linear verfahrbare Presskolben üblicherweise
in einem Pressenraum mit geradem Boden aufgenommen, so dass er über
den Boden des Pressenraums auf den Sammelraum des Containers zu
und von diesem weg hin- und herräumen kann. Solche linear
verfahrbaren Presskolben überstreichen bei ihrer Hubbewegung ein
relativ großes Volumen, wodurch mit einem Presskolbenhub
eine entsprechend große Materialmenge verpresst werden
kann. Eine solche Pressvorrichtung mit angeschlossenem Sammelcontainer zeigt
beispielsweise die
DE
20100926 U1 . Weitere Müllpressen sind beispielsweise
aus der
DE 20218428
U1 oder der
DE
3330995 A1 bekannt.
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Da
mit derartigen Presskolben zum Teil beachtliche Kräfte
auf das zu verpressende Material ausgeübt werden, muss
der Presskolben entsprechend massiv ausgebildet werden. Gerade bei
großvolumigen Pressen mit großen Presskolbenquerschnitten
kommt es an der Kolbenstirnseite zu Verformungen, wodurch die Passgenauigkeit
zum umgebenden Pressenraum und damit der Kolbenhub beeinträchtigt
werden kann. Um dem vorzubeugen, wird die Kolbenstirnseite aus entsprechend
dicken, hochfesten Stahlplatten ausgebildet und entsprechend verstärkt,
wodurch der Presskolben jedoch ein sehr hohes Gewicht erhält.
Zum anderen kommt es gerade bei linear verfahrbaren Presskolben
oft zu der Problematik, dass das verpresste Material dem Presshub
auszuweichen und sich über den Presskolben hinweg in die
Befüllöffnung oder auch an den Kolbenrändern
zwischen Presskolben und Pressenraumwandung hindurch zu drücken
versucht, wodurch unsauber gearbeitet wird und schlimmstenfalls sogar
ein Verklemmen eintreten kann.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine verbesserte Pressvorrichtung der genannten Art zu schaffen,
die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in
vorteilhafter Weise weiterbildet. Vorzugsweise sollen Verformungen
des Presskolbens vermieden werden, ohne dies durch übermäßiges
Kolbengewicht erkaufen zu müssen, und eine hohe Einzugsaggressivität
mit störungsfreiem Materialfluss erreicht werden.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine Pressvorrichtung gemäß Anspruch
1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es
wird also vorgeschlagen, keinen Presskolben mit ebener Stirnseite
zu verwenden, sondern der Stirnseite eine Wölbung zu geben,
die die Kolbenstirnseite weniger anfällig gegenüber
Verformungen macht und zugleich ein seitliches Weglaufen des zu
verpressenden Materials verhindert. Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass die der Pressenaustrittsöffnung zugewandte
Kolbenstirnseite des Presskolbens eine konkave Wölbung
besitzt. Mit seiner stirnseitigen, konkaven Wölbung erhält
der Presskolben eine sehr viel höhere Einzugsaggressivität.
Das zu verpressende Material versucht nicht mehr oder nicht mehr
so stark, seitlich auszuweichen, sondern erfährt durch
die konkave Wölbung zentrierend auf die tiefste Stelle
der Wölbung zuwirkende Kräfte, d. h. das erfasste
Material rutscht vom Rand der gewölbten Stirnseite zur
Mitte bzw., hält eine entsprechende Kraft das am Rand befindliche
Material davon ab, in die entgegengesetzte Richtung ausweichen zu
wollen. Darüber hinaus ist die gewölbte Kolbenstirnseite sehr
viel weniger anfällig gegenüber einem Ausbauchen
unter dem Materialdruck, da die Stirnseite sozusagen bereits ein
Stück weit ausgebaucht ist. Während eine ebene
Räumplatte sehr massiv abgestützt bzw. sehr steif
sein muss, um ihre ebene Form zu behalten, wandelt eine konkav verwölbte
Stirnseite senkrechten Druck sehr viel besser in Scherzugspannungen
um. Hierdurch kann der Presskolben leichter ausgebildet werden.
Zudem ergibt sich weniger Materialverschleiß, da das zu
verpressende Material weniger dazu neigt, zwischen den seitlichen Rand
des Presskolbens und die Wandung des Pressenraums einzudringen.
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In
besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Kolbenstirnseite
rinnenförmig mit einer liegenden Hauptachse gewölbt.
Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Pressenraum von oben
her über eine oben liegende Befüllöffnung befüllt
wird, da eine rinnenförmige, konkave Verwölbung
der Kolbenstirnseite in horizontaler Richtung ein Ausweichen des
Sammelmaterials nach oben zur Befüllöffnung hin
vermeidet. Zudem ergibt sich eine einfache Kolbengeometrie, die
einfach zu fertigen ist.
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Grundsätzlich
wäre es auch möglich, die Kolbenstirnseite mehrachsig
zu verwölben, beispielsweise nach Art eines negativen,
d. h. konkaven Kugelkalottensegments. Bevorzugt ist jedoch die zuvor genannte
rinnenförmige Wölbung der Stirnseite. Insbesondere
kann die Kolbenstirnseite derart verwölbt sein, dass in
einer vertikalen Schnittebene die Kolbenstirnseite eine konkave
Wölbung besitzt, während in einer horizontalen
Schnittebene die Kolbenstirnseite eine gerade Kontur besitzt. Bei
dieser Gestaltung ist die Kolbenstirnseite sozusagen nur einachsig
verwölbt, während in der dazu senkrechten Richtung
die Stirnfläche einen geraden Verlauf besitzt.
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Insbesondere
kann die konkave Wölbung der Kolbenstirnseite durch mehrere
Abkantungen der Stirnfläche gebildet sein, wobei vorteilhafterweise alle
Abkantungen zueinander parallel verlaufen und insbesondere sich
in horizontaler Richtung erstrecken können.
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Um
einen die Kräfte günstig verteilenden Materialdruck
zu erreichen, sind die Abkantungen der Kolbenstirnseite dabei vorteilhafterweise
alle gleichsinnig orientiert, d. h. es werden keine gegensinnigen bzw.
gegenläufigen Abkantungen vorgesehen, so dass sich eine
im Wesentlichen gleichmäßig konkave Wölbung
ergibt. Dabei kann es jedoch von Vorteil sein, wenn an einem unteren
Rand der Kolbenstirnseite, die über den Boden des Pressenraums
räumt, ein leicht gegensinnig abgekanteter Randstreifen vorgesehen
ist, der eine zu starke Schneidwirkung der Kolbenstirnseite am Boden
vermeidet.
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Grundsätzlich
könnte die konkave Wölbung der Kolbenstirnseite
auch durch gleichmäßiges Verformen der Kolbenstirnseite
mit stetigem Krümmungsverlauf vorgesehen sein. Bevorzugt
ist jedoch die zuvor beschriebene Ausbildung der konka ven Wölbung
durch Abkantungen, die einerseits einfach zu fertigen ist und andererseits
der Stirnseite eine hohe Steifigkeit gibt.
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In
bevorzugter Weiterbildung der Erfindung sind dabei zwischen den
Abkantungen ebene, streifenförmige Stirnseitenabschnitte
vorgesehen. Die genannten Abkantungen sind dabei gegenüber
einer stetig gewölbten Stirnseite auch hinsichtlich des
Materialtransports vorteilhaft, da die sich an den Abkantungen ergebenden
Knicke zwischen zwei ebenen Streifen ein Ausweichen des Materials
quer nach oben oder unten zusätzlich verhindern, da das
Material sozusagen an den Rippen hängenbleibt.
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Die
konkave Wölbung der Stirnseite des Presskolbens ist dabei
vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass ein unterer Randabschnitt
und ein oberer Randabschnitt der Kolbenstirnseite gegenüber
einem Mittelabschnitt der Kolbenstirnseite in Verpressrichtung bzw.
Kolbenhubrichtung vorspringt. Hierdurch sammelt sich das zu verpressende
Material im mittleren Abschnitt der Kolbenstirnseite. Die Kolbenstirnseite übt
auf das zu verpressende Material eine zentrierende Wirkung aus,
sie versucht sozusagen, das Material einzufangen und im mittleren
Abschnitt zu zentrieren.
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Um
einerseits eine hohe Einzugsaggressivität zu erreichen,
andererseits jedoch keine zu starke Schneidwirkung an den vorspringenden Randabschnitten
der Kolbenstirnseite zu haben, ist die Wölbung vorteilhafterweise
derart ausgebildet, dass sich der untere Randabschnitt und der genannte
obere Randabschnitt der Kolbenstirnseite in einer vertikalen Schnittebene
betrachtet zur Verpressrichtung, d. h. der Vorschubrichtung des
Kolbens beim Verpressen, einen Winkel im Bereich von 90° bis 120°,
vorzugsweise etwa 95° bis 110° einschließen, wobei
es in vorteilhafter Weise vorgesehen sein kann, dass der allerunterste
Randabschnitt zu einem darüber liegenden Abschnitt leicht
gegensinnig verwölbt ist, so dass die allerunterste Räumkante
sich im Wesentlichen unter einem Winkel von 90° zur Verpressrichtung
erstreckt.
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Die
Anzahl der Abkantungen der Kolbenstirnseite kann grundsätzlich
variieren. Um einerseits eine hohe Aussteifung zu bewirken und andererseits keine
kleinteilig strukturierte Oberfläche mit übermäßig
vielen Kanten zu haben, können in vorteilhafter Weiterbildung
der Erfindung zwischen 2 und 10, vorzugsweise 3 bis 6 Abkantungen
vorgesehen sein. Die Abkantungen können dabei grundsätzlich
verschieden stark ausgebildet sein, wobei in bevorzugter Ausführung
der Erfindung die Abkantungen zwischen zwei benachbarten, ebenen
Flächenstreifen einen stumpfen Winkel zwischen 183° und
200°, vorzugsweise etwa zwischen 185° und 195° einschließen können.
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Besonder
vorteilhaft ist die genannte Stirnseitengeometrie des Presskolbens
bei einem linear verfahrbaren Presskolben, der translatorisch entlang einer
Geraden auf die Pressenaustrittsrichtung zu und von dieser weg verfahrbar
ist. Vorteilhafterweise ist hierzu der Pressenraum mit einem geraden
Boden versehen, der sich zumindest in Richtung des Kolbenhubs gerade
erstreckt, so dass der Kolben über den Boden räumen
kann. Grundsätzlich könnte der Boden des Pressenraums
hierbei eine leicht rinnenförmige Wölbung besitzen.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist jedoch ein ebener
Pressenraumboden vorgesehen. Hierzu passend kann die untere Kante
des Presskolbens bzw. dessen Stirnseite einen geraden Verlauf besitzen.
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Der
Boden des Pressenraumes kann grundsätzlich horizontal orientiert
sein. Um bei Verarbeitung von feuchtem Sammelmaterial jedoch ein
Sammeln von Feuchtigkeit im Pressenraum zu verhindern, kann in vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Pressenraum
einen geneigten Boden aufweist, der zum Sammelcontainer hin abschüssig
ausgebildet ist. Insbesondere kann der Pressenraumboden kontinuierlich über
seine gesamte Länge zum Sammelcontainer hin abschüssig
ausgebildet sein, d. h. er ist nicht nur in einem Teilbereich zum
Sammelcontainer hin geneigt, sondern er erstreckt sich über
den gesamten Hubweg des Presskolbens bzw. seine gesamte Länge geneigt,
so dass nirgends Feuchtigkeit stehen bleiben kann, sondern in den
Sammelcontainer abläuft. Der Neigungswinkel des Pressenraumbodens
gegenüber einer Aufstandsfläche der Presse bzw.
gegenüber einer Horizontalen bei horizontalem Aufstellen
kann dabei zwischen 1° und 30°, vorzugsweise etwa
zwischen 1,5° und 10° betragen, wobei jedoch bei
Nassmaterialpressen ggf. auch eine Neigung von mehr als 10° vorteilhaft
sein kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen
näher erläutert. In den Zeichnunge zeigen:
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1:
eine schematische, perspektivische Gesamtansicht einer Presssammelvorrichtung
mit einem Sammelcontainer und einer Presse nach einem vorteilhaften
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2:
eine perspektivische, schematische Darstellung des Presskolbens
der Presse aus 1, die die Presskolbenstirnseite
schräg von vorne zeigt,
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3:
eine perspektivische, schematische Darstellung des Presskolbens
aus 2 von einer Rückseite her, und
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4:
eine perspektivische Längsschnittansicht der Presssammelvorrichtung
aus 1.
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Die
in 1 gezeichnete Ausführungsform der Presssammelvorrichtung 1 umfasst
einen Sammelcontainer 2, an dessen einer Stirnseite eine
Presse 3 angeordnet ist, wobei in der gezeichneten Ausführungsform
der Sammelcontainer 2 und die Presse 3 gemeinsam
eine Rollcontainereinheit mit Rollen 4 an gegenüber
liegenden Enden bilden, die über ein Kupplungsstück 5 in
Form eines Greifhakens, der in der gezeichneten Ausführung
an der von der Presse 3 gebildeten Stirnseite der Presssammelvorrichtung angeordnet
ist, in an sich bekannter Weise von einem an sich bekannten Ladefahrzeug
gegriffen, angehoben und auf die Ladefläche des Wagens
gezogen werden kann.
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Der
Sammelcontainer 2 ist in der gezeichneten Ausführung
im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und besitzt an
seiner der Presse 3 zugewandten Stirnseite eine Öffnung 6,
die sich im Wesentlichen über die untere Hälfte
der pressenseitigen Stirnwand des Sammelcontainers 2 erstreckt.
Die Pressöffnung 6 ist dabei dem Ausschubquerschnitt der
Presse 3 bzw. einer Pressenaustrittsöffnung 28 zugeordnet,
so dass durch die Öffnung 6 hindurch der Sammelcontainer 2 mit
dem jeweiligen Sammelmaterial befüllbar ist.
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Die
Presse 3 besitzt in der gezeichneten Ausführungsform
auf ihrer Oberseite eine Befüllöffnung 7,
die in der gezeichneten Ausführung seitlich von schräg
nach oben verlaufenden Seitenwänden 8 begrenzt
wird, die vom oberen Rand der Stirnseite der Presse 3 zu
der oberen Kante des höheren Sammelcontainers 2 verlaufen,
vgl. 1. Hierdurch ergibt sich ein insgesamt keilförmiger,
nach oben hin offener Befüllraum, in den Abfall, Wertstoff
und dergleichen in die Presse 3 gefüllt werden
können.
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Wie 4 zeigt,
besitzt die Presse 3 einen im Wesentlichen wannenförmigen
Pressenraum 9, dessen Querschnitt in der gezeichneten Ausführung im
Wesentlichen U-förmig ist und der zur Pressöffnung 6 in
der Sammelcontainerstirnseite hin offen ist.
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In
dem Pressenraum 9 ist längsverschieblich ein Presskolben 10 aufgenommen,
dessen Umfangskontur im Wesentlichen an den Querschnitt des Pressenraums 9 angepasst
ist, so dass der Presskolben 10 vollflächig durch
den Pressenraum 9 räumt. Wie 4 zeigt,
bildet der Pressenkolben 10 einen Schlitten, der auf dem
Boden 11 des Pressenraums 9 läuft. Von
der ein Räumschild bildenden Stirnseite 22 des Presskolben 10 erstreckt
sich oben und unten jeweils ein Führungsteil nach hinten
weg, das nach Art von Schlittenkufen den Presskolben 10 an
den Wandungen des Pressraums 9 führt.
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Die
Oberseite des Pressenraums 9 wird dabei von einer aus Schiebeelementen 12 gebildeten Decke 13 verschlossen,
die an den Presskolben 10 angekoppelt sind, so dass sich
die Schiebeelemente 12 beim Ausfahren des Presskolbens 10 schuppenartig
auseinanderfahren und sich über die Befüllöffnung 7 legen,
um zu verhindern, dass durch unsachgemäße Bedienung
Abfall hinter den Kolben geworfen wird, wenn dieser in der in 4 gezeichneten Pressstellung
ist. Wird der Kolben aus der in 4 gezeichneten
Pressstellung zurück in seine Ausgangsstellung gefahren,
werden die Schiebeelemente 12 mitgenommen, wodurch sich
der Pressenraum 9 vor dem Presskolben 10 öffnet
und die Befüllöffnung 7 freigegeben ist.
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Wie 4 zeigt,
ist der Boden 11 des Pressenraums 9 abschüssig
zu dem Sammelcontainer 2 hin geneigt, wobei in der gezeichneten
Ausführungsform der Pressenboden 11 eine ebene
Platte bildet, die gegenüber der Aufstandsfläche 14 der
Presssammelvorrichtung 1 unter einem spitzen Winkel im Bereich
zwischen 1,5° und 10° geneigt ist. Dabei ist der
Boden 11 hinsichtlich seiner Höhe derart angeordnet,
dass er an seinem dem Sammelcontainer 2 zugewandten Ende
ein Stück weit oberhalb des Bodens 15 angeordnet
ist, so dass sich zwischen dem Boden des Pressenraums 9 und
dem Boden 15 des Sammelcontainers 2 eine Stufe 16 bzw.
ein treppenförmiger Absatz ergibt, vgl. 3.
Diese Stufe zwischen dem Pressenraumboden 11 und dem Sammelcontainerboden 15 bildet
eine Rücklaufsperre, die ein Überlaufen von im
Sammelcontainer 2 stehender Flüssigkeit in den
Pressenraum 9 verhindert, und zwar vorteilhafterweise auch
dann, wenn der Sammelcontainer 2 beispielsweise beim Abstellen oder
Aufladen hin- und hergerüttelt wird und im Sammelcontainer 2 stehende
Flüssigkeit dadurch hin- und herschwappt. Im Übrigen
bewirkt die Neigung des Pressenraumbodens 11, dass in den
Pressenraum 9 gelangende Feuchte bzw. Flüssigkeit
in den Sammelcontainer 2 abläuft.
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Der
Presskolben 10 kann grundsätzlich auf verschiedene
Art und Weise angetrieben werden, beispielsweise über einen
Zahnstangen-Ritzelantrieb, einen Hubscherenantrieb, wie er bei Hebebühnen
bekannt ist, und/oder eine Hydraulikzylinderanordnung 17,
mittels derer der Presskolben 10 linear über den
Boden 11 des Pressenraums 9 hin- und hergefahren
werden kann.
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Wie 2 zeigt,
ist die Stirnseite 22 des Presskolbens 10 konkav
gewölbt, wobei die konkave Wölbung rinnenförmig
mit einer liegenden Hauptachse ausgebildet ist. Betrachtet man den
Presskolben 10 in einer vertikalen Schnittebene, die sich
parallel zur Kolbenhubrichtung erstreckt, ist die Stirnseite 22 konkav
gewölbt, wobei die Wölbung derart beschaffen ist,
dass sich obere und untere Randabschnitte 23 und 24 der
in der Projektion betrachtet rechteckigen Stirnseite 22 gegenüber
einem Mittelabschnitt 25 vorspringend erstrecken, d. h.
in Verpressrichtung sind die oberen und unteren Randabschnitte 23 und 24 weiter
vorne angeordnet als der Mittelabschnitt 25. Die oberen
und unteren Randabschnitte 23 und 24 können
hierbei in Bezug auf die Kolbenhubrichtung gleich weit vorne liegend
angeordnet sein. Mit anderen Worten ausgedrückt biegt sich
die Kolbenstirnseite 22 in einem mittleren Abschnitt nach
hinten durch, vgl. 2.
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Die
konkave Wölbung der Kolbenstirnseite 22 wird hierbei
durch mehrere Abkantungen 26 gebildet, die sich in horizontaler
Richtung quer über den Presskolben 10 erstrecken.
In der gezeichneten Ausführungsform sind dabei insgesamt
5 solcher Abkantungen 26 vorgesehen, wobei die oberen 4
Abkantungen gleichsinnig nach vorne orientiert sind, so dass sich
die konkave Wölbung ergibt, während die allerunterste
Abkantung gegensinnig ausgebildet ist, so dass der allerunterste
Randabschnitt der Kolbenstirnseite 22 sich im Wesentlichen
vertikal erstreckt.
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Die
unteren und oberen Randabschnitte der konkaven Wölbung
sind dabei unter einem Winkel von betragsmäßig
etwa 5° bis 20° zur Vertikalen geneigt.
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Zwischen
den Abkantungen 26 besitzt die Kolbenstirnseite 22 ebene,
streifenförmige Flächenabschnitte 27,
vgl. 2.
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Die
Kolbenstirnseite 22 wird hierbei von einer vorzugsweise
einstückigen Platte gebildet, die entsprechend abgekantet
wurde. Am unteren Rand kann zusätzlich eine Randeinfassung
vorgesehen sein, die als Verschleißstück ausgebildet
ist, da erfahrungsgemäß über dem Boden
des Pressenraums 9 der größte Verschleiß auftritt.
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Der
Presskolben 10 ist dabei insgesamt – grob gesprochen – im
Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei die genannte
Stirnseite 22 von Seitenwänden eingefasst ist,
die sich im Wesentlichen parallel zur Hubrichtung erstrecken. Wie 3 zeigt,
sind die Kolbenwände einschließlich der Stirnseite 22 dabei
von einer Träger- bzw. Rahmenkonstruktion mit Stützgurten
und Rahmengurten abgestützt, die die Kanten des quaderförmigen
Presskolbens 10 einfassen bzw. bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20100926
U1 [0003]
- - DE 20218428 U1 [0003]
- - DE 3330995 A1 [0003]