DE3009016A1

DE3009016A1 - Verfahren und vorrichtung zum verpacken von fasrigem gut in ballen

Info

Publication number: DE3009016A1
Application number: DE19803009016
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Phys. Dr. 8903 Bobingen Kurzke
Original assignee: Vepa AG
Current assignee: Vepa AG
Priority date: 1980-03-08
Filing date: 1980-03-08
Publication date: 1981-09-24
Also published as: DE3009016C2

Description

Riehen/Basel/Schweiz
"Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von fasrigem Gut in Ballen." Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpacken von fasrigem Gut in Ballen durch mehrstufiges Verpressen, indem das Gut zunächst vorgepreßt, dann mit einem höheren Preßdruck fertigverpreßt und ggf. abschließend der Ballen verpackt oder einer Verpackungsstation zugeführt wird.
Es ist bekannt, Stapelfaserflocke in sog. Karussellpressen anzusammeln, mehrstufig zu verpressen und dann zu verpacken. Gemäß der DE-OS 25 23 043 wird das fasrige Gut zunächst in der einen Hälfte eines drehbaren Doppelpreßkastens angesammelt und anschließend nach einer Drehung des Doppelpreßkastens um 180 ° der Wirkung des Hauptpreßstempels ausgesetzt. Um eine bessere Auslastung des Hauptpressensystems zu gewährleisten, ist es aus der DE-AS 20 42 004 bekannt, die Hauptpresse mit zwei Vorpressen zu verbinden, wobei verschiedene Preßkästen auf einer vorgegebenen Kreisbahn von jedem Vorpreßzum Hauptpreß-teil transportiert werden.
Derartige Faserballenpressen arbeiten mit sehr hohen Preßkräften.
Außerdem sind zur Verdichtung des Fasermaterials sehr lange Hübe der Preßstempel erforderlich, da das lose Fasergut mit einem sehr großen Vclumen angeliefert wird. Die Konstruktionen sind wegen der bis zu 250 t großen Preßkräfte deshalb nicht nur sehr stabil herzustellen, sondern weisen außerdem eine sehr hohe Bauweise auf.
Abgesehen von den Investitionen für die Vorrichtung sind noch zusätzlich große Kosten für aufwendige Fundamentierarbeiten und für große Räume erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit dem ein Ballen aus fasrigem Gut hergestellt werden kann, ohne daß die Hübe des Preßstempels 50 lang sind und derartig hoh'e

prA e aufsebracht

werden müssen.
Ausgehend von dem Verfahren anfangs genannter Art liegt die Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß das Gut auf kontinuierlichem Wege vorverdichtet und unmittelbar anschließend durch einen kontinuierlich arbeitenden Preßstempel in einen Preßbehälter verpreßt wird. Ein solches Verfahren ist möglich, wenn das Gut vorzugsweise in Vliesform durch ein angetrieben umlaufendes Preßwalzenpaar kontinuierlich in eine Vorpreßkammer hineingedrückt und dabei in einem Maße vorgepreßt wird, die eine spätere Weiterverarbeitung der Fasern nicht beeinträchtigt. Nach diesem Vorpreßvorgang, welcher in einer verhältnismäßig kleinen Vorrichtung durchführbar ist, wird das Gut aus dieser Vorpreßkammer mittels eines sich fortlaufend hin und her bewegenden Preßstempels jeweils in etwa gleichbleibenden Volumenteilen erfaßt und in den Preßbehälter hineingedrückt.
Da für das Zusammenpressen der Fasern ein Preßdruck von ca. 20 -25 kg/cm2 erforderlich ist, ist eine Verringerung der jeweils zu erzeugenden Preßkräfte nur über eine Verkleinerung des Preßstempels möglich. Um trotzdem die gleiche Ballengröße zu erreichen, wird der Preßvorgang nach der Erfindung in einzelne, aufeinander folgende Preßvorgänge bei einer jeweils entsprechenden Hin- und Herbewegung des Preßkastens aufgeteilt. Dabei ist nur eine geringe Hubhöhe des Preßstempels erforderlich, da dieser das vorgepreßte Material aus dem Vorpreßkasten lediglich zu fördern und anschließend zu verpressen hat. Die Förderung des fasrigen Gutes erfolgt nicht gleichmäßig über den Füllquerschnitt des Preßkastens, sondern abschnittsweise durch eine Füllöffnung im Pressensystem, die wesentlich kleiner als der Querschnitt des Preßkastens ist. Auf diese Art und Weise ist nur ein geringer Preßdruck erforderlich, obwohl die gleiche Faserdichte im Preßkasten erzielt wird.
Ist der Preßkasten mit dem vorgesehenen Fasergut gefüllt, wird er zur Verpackungsstation weitergeführt und ein zweiter Preßkasten unmittelbar unter die Preßvorrichtung geführt, so daß die Faserballenherstellung ohne Unterbrechung fortgesetzt werden kann. Es ist aber auch möglich, den Preßbehälter nach der Fertigpressung einer weiteren, von mehreren Preßstationen belieferten End-Hauptpresse zuzuführen, um dort eine noch höheren Dichte im Ballen zu erzeugen. Eine solche zentrale Hauptpresse wäre auch mit einem Preßstempel zu bauen, der einen nur kleinen Hub benötigt.
Die Bewegungen des Preßstempels und des Preßbehälters werden abhängig vom Füllgrad des Preßbehälters über ein Programm gesteuert.
Ist die gewünschte Fasermenge im Preßbehälter, so wird automatisch ein leerer Preßbehälter unter die Füllöffnung des Pressensystems verfahren.
Ein besonderer Vorteil des Preßverfahrens nach der Erfindung liegt darin, daß ohne Änderungen am Pressenteil, lediglich durch Änderungen der Abmessungen der Preßkästen, die Ballengrößen in einer Dimension z.B. vergrößert und damit die Ballengewichte erhöht werden können. Bei den bekannten Ballenpressen ist dies nicht ohne Änderung von Preßkasten, Preßstempel und der Preßkraft möglich.
Ein Zahlenbeispiel soll einen Überblick über die Leistungsfähigkeit und den erforderlichen Kraftaufwand beim Preßverfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung geben.
Bei einer Breite des Preßbehälters von 60 cm und einer Weite der Füllöffnung im Pressensystem von 3 cm, sowie einer Höhe des Füllbereiches in der Vorpreßkammer von 20 cm, ergibt sich für den Aktionsbereich des Preßstempels ein Füllvolumen von 3600 cm3. Bei einer Vorverdicht-ung auf das spezifische Gewicht von 0,17, das einer Dichte eines lediglich über Preßwalzen hergestellen Kardenwickels entspricht, sind in dem Füllvolumen etwa 600 g Fasern enthalten. Bei zwei Preßstempelhüben in der Sekunde werden dann pro Minute 72 kg Fasern in den Preßkasten gefördert. Ein 300 kg-Ballen hat also eine Preßzeit von knapp über 4 Min. Die Zulieferung von 1200 g Fasern pro Sek. entspricht der Leistung von zwei Faserbandstraßen mit je ca. 50 t pro 24 Stunden.
Die erforderlichen Preßkräfte ergeben sich aus den Stempelabmessungen, die für dieses Beispiel mit einer Stempelfläche von 2 cm x 58 cm anzusetzen sind. Bei dem für die Fertigpressung erforderlichen Druck von 25 kg/cm2 ergibt das eine Kraft von 2,9 t. Diese für den Preßvorgang erforderliche Leistung kann ohne weiteres von einem 10 PS-Motor in Zusammenwirkung mit dem Kurbelantrieb des Preßstempels erbracht werden, da nennenswerte Druckkräfte nur in dem Bereich auftreten, in dem die Preß.-.«mpelgeschwindigkeit klein ist.
Wird ein 20 PS-Motor verwendet, so wird in der gleichen Zeit die Füllung des Preßbehälters mit nur einem Preßhub/Sek. erreicht, wenn die Preßstempelfläche und Abmessung der Vorpreßkammer entsprechend geändert werden. Bei der Hubzahl von 2/Sek. reduziert sich dann die Preßzeit eines Ballens um die Hälfte auf etwa 2 Min.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung im einzelnen dargestellt. Anhand dieses Beispiels sollen die erfinderischen Vorrichtungsmerkmale, die auch in Kombination von wesentlicher Bedeutung sind, erläutert werden.
Die Ständer 1 tragen eine Bühne 2, auf der der hier nicht gezeichnete Pressenantrieb sowie das Pressensystem montiert sind. Der in üblicher Weise aufklappbare Preßkasten 3 sitzt auf einem Wagen 4, der in Schienen 5 läuft. Auf der Unterseite der Bühne 2 ist eine Gleitfläche 6 vorgesehen, damit der mit Fasern gefüllte Preßkasten 3 mit möglichst geringem Widerstand in Richtung der Pfeile hin und her bewegt werden kann. Es ist zweckmäßig, der Oberfläche der Gleitfläche eine orangenhautartige oder eine waffelförmige Struktur zu geben, um den Reibungswiderstand beim Verschieben des gefüllten Preßkastens 3 zu verkleinern. Eine weitere Verminderung ist z.B.
durch einen Teflonüberzug oder eine Teflonfolie möglich. Ist der Schiebewiderstand zu groß, aber die zu erzeugende Volumendichte nicht erreicht, so ist es möglich, dem dargestellten Pressensystem eine zentrale Hauptpresse nachzuschalten.
In der Gleitfläche ist ein nach unten abgeschrägter Schlitz 7, der Breite des Preßkastens 3 entsprechend, ausgespart. Dieser Schlitz befindet sich am unteren Ende der schräg nach oben ausgerichteten Vorverdichtungskammer 8, die einerseits durch das mit den Achsen parallel zur Bühne 2 ausgerichtete Preßwalzenpaar 9, andererseits nach oben offen, bzw. durch das Führungsgehäuse 10 b der Fertigpresse begrenzt wird. In dem lotrechten Gehäuse 10 b ist der Preßstempel 10 mit der Führung 10a angeordnet. Der Preßstempel 10 ist in seinen Abmessungen in Breite und Länge etwas kleiner als die Abmessungen des Schlitzes 7, um zu verhindern, daß es bei Betätigung des Stempels 10 zu Faserquetschungen am Kammerausgang kommt. Der Preßstempel 10 wird über einen nicht gezeichneten Kurbeltrieb von einem Motor angetrieben.
Die von den Schneidmaschinen herkommenden, geschnittenen Faserbündel werden z.B. gegen ein hier nicht gezeichnetes Siebtrommelpaar geblasen, in dem ein locker verbundenes Faserband bzw. -vlies 15 entsteht, das einem oder mehreren Preßwalzenpaaren zugeführt wird.
Das letzte dieser Preßwalzenpaare 9 liegt am Eingang der abdichtend zugeordneten Vorverdichtungskammer 8. Die in dieser Kammer erreichbare Verdichtung kann so hoch gewählt werden, daß gerade noch die Gefahr einer Kräuselung vermieden wird, die die Weiterverarbeitung der Fasern verändern oder beeinträchtigen könnte.
Durch die Betätigung des Preßstempels 10 wird die Vorpreßkammer 8 teilweise periodisch entleert. Die Höhe der erreichten Verdichtung wird bestimmt durch die Menge des zugeführten Fasermaterials. Die Geschwindigkeit der Preßwalzen und der Zeitabstand der Stempelbewegungen können leicht entsprechend eingestellt werden.
Durch die periodische Auf- und Abbewegung des Preßstempels 10 wird ein Teil des in der Kammer 8 befindlichen, vorverdichteten Fasermaterials in den Preßkasten 3 gestoßen. Der Stempelweg reicht etwa vom unter-sten Führungselement 10 a bis zur Gleitfläche 6. Befindet sich der Stempel in diesem untersten Punkt, so ist die Füllöffnung 7 verschlossen, und der Pressenwagen kann in eine neue Position geschoben werden.
Stempelbewegung und Bewegung des Pressenwagens 4 werden abhängig vom Füllgrad des Preßbehälters 3 über ein Programm gesteuert. Ist die gewünschte Fasermenge in dem Preßkasten 3, wird der Preßkasten zur Verpackungsstation gefahren, gleichzeitig wird ein zweiter Pressenwagen unter den Füllschlitz gefahren. Die Verpackung erfolgt dann z.B. wie folgt: Im Verpackungsteil ist eine Folienvorratsrolle 11 für die obere Abdeckung des Faserballens vorgesehen, die Folie 12 wird durch einen Spalt 15 in der Gleitfläche 6 bzw. Bühne 2 durchgeführt, das Folienende in einer Klemmvorrichtung 13 festgehalten. Befindet sich der Pressenwagen in der Verpackungsstation, wird die Folie - etwa an der Stelle 14 - von der Folienrolle 11 abgeschnitten und die Klemmvorrichtung gelöst. In üblicher Weise werden dann die vor dem Preßgang in den Preßkasten eingelgte Bodenfolie zusammen mit der oberen Abdeckfolie und einer seitlich bei geöffnetem Preßkasten um den Ballen gelegten Folie zusammen umbändert und der fertige Ballen vom Preßkasten geschoben.
Vorteilhaft ist es, auf der rechten Seite der Presse eine zusätzliche Verpackungsstation vorzusehen, damit entfällt der Transport des Pressenwagens 4 außerhalb der Presse auf die andere Seite der Presse. Bei zwei Verpackungsstationen werden die Pressenwagen nur innerhalb der Presse auf ihren Schienen bewegt und kommen wechselseitig zum Einsatz.
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Claims

Riehen/Basel/Schweiz Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verpacken von fasrigem Gut in Ballen durch mehrstufiges Verpressen, indem das Gut zunächst vorgepreßt, dann mit einem höheren Preßdruck fertigverpreßt und ggf.

abschließend verpackt oder einer Verpackungsstation zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut auf kontinuierlichem Wege vorverdichtet und unmittelbar anschließend durch einen diskontinuierlich arbeitenden Preßstempel in einen Preßbehälter verpreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut vorzugsweise in Vliesform durch ein angetrieben umlaufendes Preßwalzenpaar kontinuierlich in eine Vorpreßkammer hineingedrückt und dabei vorgepreßt wird, und daß das Gut aus dieser Vorpreßkammer mittels eines sich fortlaufend hin und her bewegenden Preßstempels in etwa gleichbleibenden Volumenteilen erfaßt , in den Preßbehälter hineingedrückt und dabei fertig verpreßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es an einem Pressensystem angewandt wird, dessen Füllöffnungsquerschnitt gegenüber dem Abmaßen des Preßbehälters klein ist, wobei der Preßbehälter beim Füllen im Leertakt nach einem Preßvorgang seitlich verschoben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang in mehrere Preßvorgänge bei jeweils sich ändernder Schiebestellung des Preßbehälters aufgeteilt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßbehälter verschoben wird, wenn der Preßstempel die Füllöffnung verschließt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der fertig verpreßte Ballen zusammen mit dem Preßbehälter zu einer zentralen, von mehreren Preßstationen belieferten Endhauptpresse verfahren und dort endverpreßt und abschließend verpackt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 6 mit einem Preßbehälter zur Aufnahme des zu verpressenden Gutes und einem diesem zugeordneten Pressensystem, bestehend aus einer Vorpresse und einer funktionell nachgeordneten Fertigpresse mit einem in einer auf den Preßbehälter zu gerichteten Führung hin und her bewegbaren Preßstempel, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpresse (8, 9) aus einer kontinuierlich füllbaren Vorpreßkammer (8) besteht, die am Einlauf ein angetrieben umlaufendes, der Breite des Preßbehälters (3) entsprechendes Preßwalzenpaar (9) aufweist, dem die Vorpreßkammer in der gleichen Breite, parallel zu den Achsen der Walzen (9) an diesen abdichtend nachgeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpresse (8, 9) senkrecht zur Fertigpresse (10), vorzugsweise unter einem Winkel < 900 schräg von oben nach unten zur Fertigpresse (10), ausgerichtet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Preßstempels (10) etwa der Höhe der zugeordneten öffnung der Vorpreßkammer (8) entspricht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Preßbehälter (3) zugeordnete Füllöffnung (7) im Pressensystem und damit auch der Querschnitt des Preßstempels (10) wesentlich kleiner als der Querschnitt der Füllseite des Preßbehälters (3) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Preßstempels (10) etwas kleiner als der Querschnitt der Füllöffnung (7) im Pressensystem ausgebildet ist.
12. Vorrichtung auch Anspruch 10 oder ll,dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstempel (10) der Breite der Füllöffnung (7), aber nur einem Bruchteil der Länge der Füllseite des Preßbehälters (3) entspricht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßbehälter (3) auf einer Führung (5) verschieblich gelagert und die dem Querschnitt des Preßbehälters (3) entsprechende Füllseite, vorzugsweise deren Oberseite, gegen eine Gleitwandung (6) des Pressensystems abdichtend anliegt, die lediglich die dem Querschnitt des Preßstempels (10) entsprechende Füllöffnung (7) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßbehälter (3) auf Rollen, vorzugsweise auf einem Wagen (4), verschieblich gelagert ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlauf-Preßwalzenpaar (9) mindestens ein weiteres zugeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Verschieberichtung des Preßbehälters (3) im Bereich der Gleitwandung (6) des Pressensystems auf der einen, vorzugsweise auf beiden Stirnseiten, eine Verpackungseinrichtung angeordnet ist.