DE3009016C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verpressen von faserigem Gut in Ballen durch mehrstufiges Ver­ pressen, indem das Gut zunächst auf kontinuierlichem Wege vorver­ dichtet und unmittelbar anschließend durch einen diskontinuierlich arbeitenden Preßstempel in einen Behälter verpreßt und mit einem höheren Preßdruck fertigverpreßt, ggf. abschließend verpackt oder einer Verpackungsstation zugeführt wird, wobei das Gut konti­ nuierlich in eine Vorpreßkammer hineingedrückt und dabei vorver­ dichtet und aus dieser Vorpreßkammer mittels eines Preßstempels in einen Preßbehälter hineingedrückt wird.

Ein Verfahren dieser Art ist durch die AT-PS 2 48 223 bekannt. Das zu verpressende Material fällt nach Wägung in einen konischen För­ derkanal, durch den es mittels einer Förderschnecke in einen schräg seitlich angeordneten hohen Preßbehälter transportiert wird. Dort sammelt sich das Fasermaterial ohne gezielte Einflußnahme an, bis der Preßbehälter einen gewissen Füllzustand erreicht hat. Anschlie­ ßend wird das Fasermaterial erstmals verpreßt, und zwar aus dem hohen Preßbehälter heraus in eine darunter angeordnete Preßkammer, die anschließend ihrerseits seitlich in eine Endpreßstation verschoben wird.

Es ist weiterhin bekannt, Stapelfaserflocke in sog. Karusselpressen anzusammeln, mehrstufig zu verpressen und dann zu verpacken. Ge­ mäß der DE-OS 25 23 043 wird das fasrige Gut zunächst in der einen Hälfte eines drehbaren Doppelpreßkastens angesammelt und anschlie­ ßend 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 Vorpreß- zum Hauptpreßteil 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 Volumen angeliefert wird. Die Konstruktionen sind wegen der bis zu 250 t großen Preßkräfte deshalb nicht nur sehr stabil her­ zustellen, sondern weisen außerdem eine sehr hohe Bauweise auf. Abgesehen von den Investitionen für die Vorrichtung sind noch zu­ sätzlich große Kosten für aufwendige Fundamentierarbeiten und für große Räume erforderlich.

Durch die ältere Patentanmeldung 29 06 229 ist es bekannt, einen von einer Schneidmaschine kommenden Chemiefaserstrom zu einem Vlies vorzuverdichten, das dann über einen hin und her schwenkbar gelagerten Ableger in eine Kanne üblicher Konstruktion abgelegt und in dieser Kappe durch zwei abwechselnd tätige Preßstempel weiter verdichtet wird. Anschließend verfährt diese Preßkanne zu einer zentralen, von mehreren Verpreßstationen belieferten Hauptpresse, in der das Fasermaterial endverpreßt und verpackt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit dem ein Ballen aus faserigem Gut mit nur kleinen Hüben des Preßstempels hergestellt werden kann.

Ausgehend von dem Verfahren anfangs genannter Art liegt die Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß der Preßstempel sich fortlaufend hin und her bewegt, dabei aus der Verpreßkammer jeweils gleichblei­ bende Volumenteile erfaßt und in den Preßbehälter drückt, dessen Füllöffnungsquerschnitt gegenüber den Querschnittsabmaßen des Preß­ behälters klein ist und der Preßbehälter beim Füllen im Leertakt nach einem Füllvorgang seitlich verschoben wird. 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 Faserbal­ lenherstellung ohne Unterbrechung fortgesetzt werden kann. Es ist aber auch möglich, den Preßbehälter nach der Fertigpressung einer weiteren, wie bekannt von mehreren Preßstationen belieferten End-Hauptpresse zuzuführen, um dort eine noch höhere 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 ab­ hängig 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 Änderun­ gen der Abmessungen der Preßkästen, die Ballengrößen in einer Di­ mension 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 Vor­ richtung 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 Füll­ bereiches in der Vorpreßkammer von 20 cm, ergibt sich für den Ak­ tionsbereich des Preßstempels ein Füllvolumen von 3600 cm³. Bei einer Vorverdichtung auf das spezifische Gewicht von 0,17, das einer Dichte eines lediglich über Preßwalzen hergestellten Karden­ wickels entspricht, sind in dem Füllvolumen etwa 600 g Fasern ent­ halten. Bei zwei Preßstempelhüben in der Sekunde werden dann pro Minute 72 kg Fasern in den Preßkasten gefördert. Ein 300 kg-Bal­ len hat also eine Preßzeit von knapp über 4 Min. Die Zulieferung von 1200 g Fasern pro Sek. entspricht der Leistung von zwei Faser­ bandstraßen mit je ca. 50 t pro 24 Stunden.

Die erforderlichen Preßkräfte ergeben sich aus den Stempelabmes­ sungen, die für dieses Beispiel mit einer Stempelfläche von 2 cm × 58 cm anzusetzen sind. Bei dem für die Fertigpressung erforderli­ chen 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 Preßstempelgeschwindigkeit 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 ent­ sprechend 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 im einzelnen dargestellt. Anhand dieses Beispiels sollen die Vorrichtungsmerkmale, die auch in Kombination von wesentlicher Bedeutung sind, erläutert werden.

Die Ständer 1 tragen eine Bühne 2, auf der der hier nicht gezeich­ nete 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 Gleit­ fläche eine oragenhautartige 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 aus­ gerichteten 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 10 a 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 Kur­ beltrieb von einem Motor angetrieben.

Die von den Schneidmaschinen herkommenden, geschnittenen Faserbün­ del werden z. B. gegen ein hier nicht gezeichnetes Siebtrommelpaar geblasen, in dem ein locker verbundenes Faserband bzw. -vlies 16 entsteht, das einem oder mehreren Preßwalzenpaaren zugeführt wird. Das letzte dieser Preßwalzenpaare 9 liegt am Eingang der abdich­ tend 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 Weiter­ verarbeitung 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 Stempelbe­ wegungen können leicht entsprechend eingestellt werden.

Durch die periodische Auf- und Abbewegung des Preßstempels 10 wird ein Teil des in der Kammer 8 befindlichen, vorverdichteten Faser­ materials in den Preßkasten 3 gestoßen. Der Stempelweg reicht etwa vom untersten 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 ge­ schoben 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. Befin­ det sich der Pressenwagen in der Verpackungsstation, wird die Folie - etwa an der Stelle 14 - von der Folienrolle 11 abgeschnit­ ten und die Klemmvorrichtung gelöst. In üblicher Weise werden dann die vor dem Preßgang in den Preßkasten eingelegte Bodenfolie zusammen mit der oberen Abdeckfolie und einer seitlich bei geöff­ netem 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 zusätz­ liche 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 wechsel­ seitig zum Einsatz.

Claims (11)

1. Verfahren zum Verpressen von faserigem Gut in Ballen durch mehr­ stufiges Verpressen, indem das Gut zunächst auf kontinuierlichem Wege vorverdichtet und unmittelbar anschließend durch einen dis­ kontinuierlich arbeitenden Preßstempel in einen Behälter verpreßt und mit einem höheren Preßdruck fertigverpreßt, ggf. abschließend verpackt oder einer Verpackungsstation zugeführt wird, wobei das Gut kontinuierlich in eine Vorpreßkammer hineingedrückt und dabei vorverdichtet und aus dieser Vorpreßkammer mittels eines Preßstempels in einen Preßbehälter hineingedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstempel sich fortlaufend hin und her bewegt, dabei aus der Vorpreßkammer jeweils gleichbleibende Volumenteile erfaßt und in den Preßbehälter drückt, dessen Füllöffnungsquerschnitt gegenüber den Querschnittsabmaßen des Preßbehälters klein ist, wobei der Preßbehälter beim Füllen im Leertakt nach einem Füllvorgang seitlich verschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang in mehrere Preßvorgänge bei jeweils sich ändernder Schiebestellung des Preßbehälters aufgeteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßbehälter verschoben wird, wenn der Preßstempel die Füll­ öffnung verschließt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der vorverpreßte Ballen in an sich bekannter Weise zu­ sammen mit dem Preßbehälter zu einer zentralen, von mehreren Preßstationen belieferten Hauptpresse verfahren und dort endver­ preßt und abschließend verpackt wird.

5. Verfahren zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1-4 mit einem Preßbehälter zur Aufnahme des zu ver­ pressenden Gutes und einem diesem zugeordneten Pressensystem, bestehend aus einer Vorpresse und einer funktionell nachgeordne­ ten Nachpresse mit einem in einer auf den Preßbehälter zu gerich­ teten Führung hin und her bewegbaren Preßstempel, wobei die Vorpresse aus einer kontinuierlich füllbaren Vorpreßkammer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpresse am Einlauf ein angetrieben umlaufendes, der Breite des Preßbehälters (3) entsprechendes Preßwalzenpaar (9) aufweist, dem die Vorpreß­ kammer in der gleichen Breite, parallel zu den Achsen der Walzen (9) an diesen abdichtend nachgeordnet ist, und daß die dem Preßbehälter (3) zugeordnete Füllöffnung (7) und damit auch der Querschnitt des Preßstempels (10) kleiner als der Querschnitt der Füllseite des Preßbehälters (3) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpreßkammer (8) schräg zur Nachpresse (10), vorzugsweise unter einem Winkel 90° von oben nach unten zur Nachpresse (10), aus­ gerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Preßstempels (10) etwa der Höhe der zugeordneten Öffnung der Vorpreßkammer (8) entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßbehälter (3) in der Füllstation in an sich bekannter Wei­ se auf einer Führung (5) verschieblich gelagert und die dem Querschnitt (6) des Preßstempels (10) entsprechende Füllöffnung (7) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßbehälter (3) auf Rollen, vorzugsweise auf einem Wagen (4) verschieblich gelagert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Preßwalzenpaar (9) mindestens ein weiteres zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Verschieberichtung des Preßbehälters (3) im Bereich der Gleitwandung (6) des Pressensystems auf der einen, vorzugsweise auf beiden Stirnseiten, eine Verpackungseinrichtung angeordnet ist.