DE2313343A1 - Brikettierpresse - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-ing. R. König ■ Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte ■ 4ooo Düsseldorf so · Cecilienallee 76 ■ Telefon 43273a

16. März 1973 28 073 S

Lindemann Maschinenfabrik G.m.b.H., 4000 Düsseldorf, Erkrather Straße 401

"Brikettierpresse"

Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere zum Verdichten von Metallspänen bestimmte Brikettierpresse mit einem mit quer zur Pressenachse liegenden, in der Regel oberen Einfüllöffnung für das zu verpressende Gut versehenen, längsverscMebbaren Behälter, einer fest mit dem Behälter verbundenen Matrize, in der das Brikett geformt wird, einem gleichachsig zu dem Behälter in diesen und in die Matrize einfahrbaren Preßstempel zum Verdichten des Gutes im Matrizenraum, einer diesen Raum in Preßstellung stirnseitig verschließenden, feststehenden Stirnplatte und einem Endschalter, der die Rückbewegung des Behälters nach jedem Preßgang unterbricht, und von dessen beiden Teilen (Anschlag oder Kontakt) der eine am Behälter befestigt ist. Was Pressen dieser Art betrifft, so wird auf die US-PS 1 860 075 verwiesen.

Die mit derartigen Pressen gefertigten Briketts sind in der Regel quaderförmig oder zylindrisch. Zwei ihrer Kantenlängen bzw. ihr Durchmesser sind dann durch die Abmessungen der im Querschnitt rechteckigen oder runden Matrize bestimmt. Doch sind auch Matrizen anderer Querschnittsform anwendbar. Für sie gilt das nachstehende entsprechend. Denn stets hängt eine Abmessung des Briketts von dem Abstand zwischen der feststehenden Stirnplatte und der Arbeitsfläche des Preßstempels ab, welche diese am Ende eines

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Preßvorganges einnimmt. Dieser letztere Abstand ist wiederum von zwei Größen abhängig, nämlich einmal vom maximalen Preßdruck und zum anderen von der Natur des zu verarbeitenden Materials. Um einen möglichst hohen Verdichtungsgrad zu erhalten, wird in der Regel mit stets gleichem maximalem Preßdruck gearbeitet, also dem Druck, den der Preßstempelantrieb ohne Überlastung irgendwelcher Teile maximal aufbringt. Diese Größe kann somit in der Regel als konstant angesehen werden. Dies gilt jedoch nicht von der Natur des zu verarbeitenden Materials, dessen Verdichtbarkeit einen erheblichen Einfluß auf die nicht von den Matrizenabmessungen abhängige Abmessung des Briketts hat, eine Größe, die nachstehend als Briketthöhe h bezeichnet wird. Die Verdichtbarkeit von Graugußspänen, Stahlspänen oder Messingspänen ist verschieden. Dabei spielt aber auch der Feinheitsgrad der Späne, der bei ein und demselben Material ganz unterschiedlich sein kann, eine Rolle. Im großen und ganzen kann man sagen, daß die Schüttdichte des unverpreßten Materials maßgebend für die Briketthöhe ist. Ein und derselbe maximale Preßdruck liefert beim Verarbeiten von Material großer Schüttdichte ein hohes Brikett, weil der Preßstempel in der Matrize schon zum Stillstand kommt, nachdem er darin einen relativ kurzen Weg zurückgelegt hat. Umgekehrt ergibt sich ein relativ niedriges Brikett bei Spänematerial mit geringer Schüttdichte, bei dem der Preßstempel innerhalb der Matrize unter sonst gleichen Umständen einen wesentlich längeren Weg zurücklegt, bis der Maximaldruck erreicht ist. Erfahrungsgemäß schwankt daher je nach der Natur des Materials die Briketthöhe h etwa im Verhältnis 1:3.

Ist ein Preßgang beendet, so wird, wie eingangs kurz erwähnt, der Behälter zurückgefahren, während die die Matrize abschließende Stirnplatte in ihrer Stellung verharrt. Das fertige Brikett kann dann nach unten herausfallen. Bei diesem Zurückfahren des Behälters ergeben sich nun aber

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Leerlaufzeiten. Denn ein Brikett geringer Höhe fällt dabei viel früher heraus als ein relativ hohes Brikett. Diese Leerlaufzeiten, in denen die Presse gewissermaßen untätig ist, nehmen durchaus beträchtliche Werte an, wenn man die erwähnte Tatsache bedenkt, daß die Briketthöhe h im Verhältnis 1:3 schwankt.

Die Aufgabe, deren Lösung mit der Erfindung erstrebt wird, besteht darin, die erwähnten Leerlaufzeiten zu eliminieren oder mindestens auf ein tragbares Maß herunterzudrücken, so daß sie den Wirkungsgrad der Presse nicht oder wenigstens nicht nennenswert vermindern. Bei bekannten Pressen der in Rede stehenden Art hat man es in Kauf genommen, daß der Behälter nach Beendigung jedes Preßganges rückwärtslaufend stets den gleichen Weg zurücklegt, bis derjenige Teil des Endschalters, also entweder der Anschlag oder der Kontakt, der die Bewegung des Behälters mitmacht, auf den anderen Teil des Endschalters trifft, der irgendwo feststehend angebracht ist, obwohl das fertige Brikett längst herausgefallen war. Ein Teil des Rücklaufes des Behälters ist dann somit Leerlauf, und die Leerlaufstrecke ist umso größer, je niedriger das Brikett ist.

Dies vermeidet die Erfindung durch die schon wegen ihrer Einfachheit überraschende Maßnahme, daß der eine Teil des Endschalters (Kontakt oder Anschlag) auf dem Preßstempel befestigt wird. Dadurch wird die Strecke, um die der Behälter nach jedem Preßgang zurückbewegt werden muß, damit das Brikett herausfällt, von der Briketthöhe abhängig gemacht. Werden niedrige Briketts erzeugt, so fährt der Preßstempel tief in die Matrize ein, womit sich zugleich der Abstand zwischen dem Anschlag am Behälter und dem Endschalter verringert. Um das Brikett herausfallen zu lassen, braucht der Behälter dann nur um eine Strecke zurückgefahren zu werden, die theoretisch gleich der Briketthöhe h ist, wobei man jedoch einen kleinen Sicherheitszuschlag vorsehen

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wird, damit das herausfallende Brikett sich nicht verklemmt. (Dieser Zuschlag wird nachstehend mit a bezeichnet). Werden umgekehrt Brikett von relativ großer Höhe h produziert, so fährt bis zum Erreichen des Maximaldrucks der Preßstempel in die Matrize um ein weitaus kleineres Maß. ein. Ganz entsprechend wird auch der Abstand zwischen dem Anschlag am Behälter und dem auf dem Preßstempel sitzenden Endschalter vergrößert, also wiederum auf ein Maß gebracht, das gleich der Briketthöhe (plus Sicherheitszuschlag) ist.

Ohne bauliche Komplikationen und ohne jede Vergrößerung der Herstellungskosten wird durch die Erfindung somit der Wirkungsgrad einer Presse der eingangs vorausgesetzten Art heraufgesetzt, und zwar in bedeutendem Maße, wenn man bedenkt, daß Pressen der hier in Rede stehenden Art vielfach für eine Kapazität gebaut werden, welche die Erzeugung von 600 bis 700 Briketts pro Stunde gestattet;

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigen

Fig. 1 einen vertikal geführten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß gebaute Brikettierpresse,

Fig. 2 einen horizontal geführten Längsschnitt durch die Presse nach Fig. 1 und

Fig. 3 den in Fig. 2 von der strichpunktierten Umhüllung III umgebenen Bereich in der Stellung, welche die hier wesentlichen Teile der Presse unmittelbar vor dem Herausfallen des Briketts einnehmen.

Die in der Zeichnung dargestellte Presse ruht mit Stützen auf einem Fundament_o Der die Preßkraft erzeugende Teil 1 ist mit einem Querhaupt 2 durch Zuganker 3 verbunden. Das eigentliche Arbeitsorgan der Presse wird von einem Preß-

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stempel 4 gebildet, zu dessen hydraulischem Antrieb zwei Zylinder 5 und 6 mit darin laufenden Kolben 7 und 8 von verschiedenem Durchmesser dienen. Den Zylindern wird Druckmittel durch Öffnungen 9 und 10 zugeführt. Verschiedene Durchmesser sind gewählt, um bei Anwendung gleichen Drucks den Preßstempel 4 anfänglich mit hoher Geschwindigkeit und, wenn er sich der Preßphase nähert, mit niedriger Geschwindigkeit, jedoch entsprechend erhöhtem Druck zu bewegen.

Der eigentliche Preßvorgang spielt sich innerhalb eines Behälters 11 ab, der fest mit einer Preßkammer 12 verbunden ist, welche im wesentlichen dem Preßkasten einer Schrottpaketierpresse entspricht und in dieser Beschreibung als Matrize bezeichnet wird» Diese Matrize liegt gleichachsig zum Preßstempel 4. Ihr Querschnitt kann beliebig gewählt werden. Er kann rechteckig sein, ist aber in der Regel rund. Sein Querschnitt stimmt mit dem Querschnitt des Preßstempels 4 überein, der in den Behälter 11 einfahrbar ist, und zwar genau fluchtend mit der Matrize 12. In seiner Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 und 2 ragt der Preßstempel bereits in einen Stutzen des Behälters. In dieser Stellung steht sein Eintritt in den Innenraum des Behälters 11 kurz bevor. Der Behälter 11 ist oben offen und mit einem Trichter 14 versehen, durch den das zu brikettierende Material, hauptsächlich also Metallspäne, in Richtung quer zur Längsachse der Presse eingefüllt werden, und zwar so, daß der Behälter 11 stets nahezu gefüllt ist_o

Der Behälter 11 ist auf zwei parallelen, zu den Zugankern 3 um 90° versetzten, axial verschiebbaren Stangen 15 befestigt, die an ihren beiden Enden als Kolbenstangen ausgebildet sind, mit denen sie in Zylindern 16 (rechts in Fig.2) und 18 (links in Fig. 2) laufen. Durch abwechselnd auf die Zylinder 16, 18 gegebenen Druck kann der Behälter 11 dadurch axial über eine begrenzte Strecke verschoben werden. Diese Strecke wird durch einen Endschalter begrenzt, der aus einem elektrischen Kontakt 19 und einem am Behälter 11

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befestigten Anschlag 20 besteht, so daß der Anschlag 20 sich ebenso wie der Behälter bewegt. Der Kontakt 19 ist auf dem Preßstempel 4 befestigt, nimmt also an dessen Bewegungen teil. Natürlich wäre eine kinematische Umkehrung, bei welcher der Kontakt 19 am Behälter 11, der Anschlag 20 dagegen auf dem Preßstempel 4 befestigt ist, in der Wirkung völlig gleichwertig.

In der in Fig. 1 und 2 gezeichneten Stellung befinden sich der Behälter 11 und damit die Matrize 12 in ihrer linken Endlage. In dieser Lage ist die Matrize 12 links durch eine Stirnplatte 21 verschlossen, die am Pressengestell unbeweglich befestigt ist. Unter der vereinfachenden Annahme, daß die Presse, wie es dem Regelfall entspricht, stets für einen maximalen Enddruck ausgelegt ist, hängt die Größe des Briketts von den unveränderlichen Abmessungen der Matrize 12 nebst Stirnplatte 21 und im übrigen davon ab, wie weit der Preßstempel 4 beim Pressen durch den Behälter 11 hindurch in die Matrize 12 einfährt. Die oben gemachte vereinfachende Annahme ist kein notwendiges Merkmal der Erfindung, für deren Verwirklichung es nicht darauf ankommt, daß stets mit maximalem Preßdruck gearbeitet wird.

Zu der automatischen Steuerung der so weit beschriebenen Presse gehört noch eine elektrohydraulische Schaltung mit Stromzufuhr aus einem Netz RS und mit einem schematisch gezeichneten elektrohydraulischen Steuerventil 22, Öltank 23 und Pumpe 24. Dabei wird das Ventil 22 in üblicher Weise durch Solenoide 25 und 26 bewegt. Sind die Solenoide stromlos, so befindet sich das Ventil 22 in der mittleren Stellung. Ölleitungen der Steuerung sind mit vollen Linien, elektrische Leitungen gestrichelt gezeichnet. Das Ventil 22 steuert die Drücke in den Zylindern 16 und 18 und damit die Bewegung des Behälters 11, Die Solenoide 25, 26 sind überdies in der gezeichneten Weise mit dem Endschalter 19 und einem bei einem bestimmten Druck im Zylinder 6 ansprechen-

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den Druckschalter 27 elektrisch verbunden.

Zu Beginn befindet sich das Steuerventil 22 in seiner gezeichneten Endstellung bei erregtem Solenoid 26, in welcher die Zylinder 16 unter Druck, die Matrize 12 also in Anlage an der Stirnplatte 21 gehalten wird. Der Behälter 11 ist mit Spänen gefüllt. Nunmehr wird der Antrieb des Preßstempels 4 eingeschaltet, so daß der in den Eintrittsstutzen des Behälters 11 ragende Preßstempel 4 eingefahren wird und das Material in die Matrize 12 preßt. Ist der durch den Druckschalter 27 überwachte Enddruck im Zylinder 6 erreicht, so wird die Zufuhr von Druckmittel in den Zylinder 6 abgeschaltet, der Preßstempel 4 also stillgesetzt. Ist dieser Druck erreicht, so schaltet der Druckschalter 27 zugleich das Solenoid 26 aus und das Solenoid 25 ein, welches das Steuerventil 22 in seine linke Endstellung bringt, so daß die Zylinder 18 unter Druck gesetzt werden und den Behälter 11 in seine rechte Endstellung fahren. Dabei bleibt der Preßstempel 4 jedoch noch in seiner Arbeitsstellung, so daß der Zustand nach Fig. 3 erreicht ist. Das Brikett 28 wird jetzt noch zwischen der Stirnplatte 21 und der Arbeitsfläche 29 des Preßstempels 4 durch Reibung festgehalten, während zugleich der Behälter 11 um die Strecke h, vermehrt durch einen kleinen Sicherheitsabstand a, zurückfährt. Dabei tritt der Endschalter 19, 20 in Wirkung. Der Anschlag 20 trifft also auf den Kontakt 19» der zusammen mit dem Preßstempel 4 bereits so weit vorgefahren war, wie der in Fig. 3 gezeichneten Stellung entspricht, in welcher das Brikett'28, immer abgesehen von dem kleinen Sicherheitsabstand a, sogleich herausfallen kann. Der Endschalter 19, 20 bewirkt, daß das Solenoid 25 stromlos wird, wodurch das Ventil 22 in seine Mittelstellung gelangt, so daß die Rückbewegung des Behälters 11 unterbrochen wird. Gleichzeitig wird über nicht gezeichnete Steuereinrichtungen dem Zylinder 5 an der Vorderseite Drucköl zugeführt. Der Preßstempel 4 fährt daher schnell

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zurück, so daß das freigelegte Brikett nach unten ausfällt. Anschließend kann der Behälter 11 unverzüglich in seine Ausgangsstellung nach Fig. 1 und 2 zurückkehren, in welcher ein neuer Preßgang beginnen kann. Der Behälter braucht, anders ausgedrückt, niemals weiter zurückzufahren, als es der Höhe des gerade gepreßten Briketts entspricht. Damit ist im Sinne der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe die Leerlaufzeit vermieden, die andernfalls dadurch entstände, daß der Behälter 11 noch bis zu einem irgendwo feststehend angebrachten Endschalter und zurück in seine Arbeitsstellung laufen müßte_o

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Claims (1)

1. Lindemann Maschinenfabrik G₀m.b.H., 4000 Düsseldorf, Erkrather Straße 401

   Patentanspruch;

   Brikettierpresse, insbesondere für Metallspäne, mit einem mit einer quer zur Pressenlängsachse liegenden Einfüllöffnung für das unverpreßte Material versehenen, axial verschiebbaren Behälter, einer fest mit dem Behälter verbundenen Matrize, in der das Brikett geformt wird, einem gleichachsig zu der Matrize angeordneten, in den Behälter und in die Matrize einfahrbaren Preßstempel zum Verdichten des Gutes im Matrizenraum, einer diesen Raum in Preßstellung stirnseitig verschließenden, feststehenden Stirnplatte und einem Endschalter, der die Rückbewegung des Behälters nach jedem Preßgang unterbricht, und von dessen beiden Teilen (Anschlag oder Kontakt) der eine am Behälter befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil des Endschalters (19) (Kontakt oder Anschlag) auf dem Preßstempel (4) befestigt ist.

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