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Br£kettpresse
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Die Erfindung betrifft eine Brikettpresse zum Brikettieren von span-,
faser- oder blattförmigem Feingut zu formbeständigen Briketts, mit einem hin- und
hergehend bewegbaren Presskolben, einer in der Bahn des Presskolbens vorgesehenen
Aufnahmekammer, der das Pressgut durch eine Zuführvorrichtung aus einem Vorratsraum
zugeführt wird und aus welcher es durch ein Formwerkzeug, eine rohrförmige Presskammer
und eine an diese anschließende Pressdüse herausgefördert wird Bekannte Brikettpressen
dieser Art sind in der Regel als Kurbelpresse ausgebildet, obei die Zuführvorrichtung
lediglich eine;Förderschnecke aufweist und der Presskolben bei einem Hub von nur
wenigen Zentimetern mit verhältnismäßig großer Frequenz von 100 oder mehr in der
Minute betrieben-wird. Zwar wird durch Einsatzeines Schwungrades das Antriebsmoment
vergleichmäßigt, aber der Betrieb verursacht noch: verhältnismäßig große Vibrationen,
die zu unnötig großer Wärmeentwicklung führen und ein hohes Maschinengewicht mit
entsprechend großen Herstellungskosten notwendig macht. Es ist auch die Struktur
des Pressgutes verhältnismäßig ungünstig, dabei der hohen Kurzhub-Frequenz aus dem
locker durch eine Zuführschnecke in den Aufnahmeraum gebrachten Prc.ssgut durch
wiederholte kurze stoßartige-Verdichtungen d;Ls Endprodukt. ge.bildet wird. Es sind
oft langwierige Veruche mit unterschiedlichen Formwerkzeugen und Pressdüsen notwendig,
um ein zufrieden-
stellendes Endprodukt zu erkalten.
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Die Erfindung geht aus von der eingangs geschilderten Brikettpresse
und verfolgt lie Aufgabe, diese Presse auf möglichst einfache, kosten- und gewichtssparende
Weise für eine verbesserte Verdichtung einzurichten, die von der Art des Pressgutes
größere Unabtängigkeit hat.
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Zur Lösung-dieser Aufgabe wurden erfindungsgemäß.in den Antrieben
des Presskolbens und der Regelvorrichtung an die gleiche Druckquelle angeschlossene,
unmittelbar miteinander verbundene Flüssigkeitsmotoren angebracht. Ein wesentlicher
Vorteil der Verwendung eines hydraulischen Antriebes für den Presskolben besteht
zunächst darin, daß man große Freizügigkeit in der Wahl des Kolbenhubes und in der
Kolbengeschwindigkeit erhält, was die Anpassung an unterschiedliche Pressgüter wesentlich
erleichtert. Man kann daher ohne sonderlichen Aufwand einen Pressenhub einsetzen,
der in der Größenordnung der Querabmessung des schließlich ausgestoßenen Brikett
stranges liegt'oder noch wesentlich größer ist. Bei gegebener Antriebsleistung kann
man dadurch die Arbeitsfrequenz bzw. Hubzahl erheblich mindern. Dies hat eine Senkung
der Erschütterung.en und dadurch der Erwärmung zur Folge, Maschinengewicht und Herstellungskosten
werden gesenkt. In aller Regel ist auch keine programmierte Abkühlung nach dem Pressvorgang
notwendig, es kann daher auch die sich sonst beim Abkühlen ergebende Festigkeitsminderung
nicht eintreten. Zudem wird bei dem langhubigen und mit langdauernder Kraft einwirkung
ausgeführten Pressvorgang einz solch nachhaltige Verdichtung erzielt, daß der Eingriff
zwischen den einzelnen Teilern des Pressgutes bei den nachfolgenden Arbeitsgängen
nicht oder nur wenig gelockert wird. Das verdichtete Gefüge wird nicht wieder zerrüttelt,
wie sich dies bei hochfrequentem Betrieb leicht einstellen kann.
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Ein besonderer Vorteil der hydraulischen Kupplung von Pressmotor und
Regelri-.itor bestc!vt darin, daß ohnc irgendwie be-
bemerkenswerten
Aufwand der Regelvorgang zur Veränderung der Pressdüse bewerkstelligt wird, da eine
Vergrößerung des Presswiderstandes unmittelbar ein Ansteigen des Pressdruckes und
damit des auf den Regelmotor wirkenden Druckes zu Folge hat. Auf diese Weise werden
Verzögerungen beim Regelvorgang praktisch ausgeschalte.t, was auch bei der Verarbeitung
unterschiedlichen Pressgutes eine weitgehend konstante Verdichtung und ]:estigkeit
des Brikettelementes ergibt, welche Werte sich zudem mit den bekannten Mitteln zur
Begrenzung des hydraul-schen Druckes leicht einstellen lass.en.
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Nach einem weiteren Erfindtangsvorschlag wird dem Einlaß der Aufnahmekammer
eine beim Pressvorgang geschlossene Verschlußeinrichtung zugeo dnet. Auf diese Weise
wird ein durch die sonst an der Zufihrseite offene Aufnahmekammer hindurchgeführte.
geschlossene Führung für den Presskolben geschaffen, so daß der Verdichtungsvorgang
schon in der Aufnahmekammer beginnen kaum. Der Verdichtungshub kann dann bis etwa
zur doppelter Länge der Aufnahmekammer erstreckt werden, und es läßt sichbereits
neues Material zuführen, bevor der Presskolben wieder zurückbewegt wird.
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Zwischen Zuführeinrichtung und Aufnahmekammer wird zweckmäßigerweise
eine ebenfall. hydraulisch betätigte Stopfeinrichtung mit einem Stop kolben eingeschaltet,
der in einer Endstellung seines VDrvcrdichtungshubes die Aufnahmekammer abschließt.
Di3 Stopfeinrichtung bildet somit einmal die vorerwähnte Verschlußeinrichtung. Sie
führt zudem eine Vorverdichtung ius. Dadurch kann das Volumen der Aufnahmekammer
besser lusgenutzt werden, und der Verdichtungs-Wirkungsgrad des Presskolbens wird
wesentlich gesteigert, da bei gegebenem Verdichtungshub die Endverdichtung annähernd
proportional ist der Dichte des zugeführten Materials in der Alfnahmekammer.
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Nun ist die erreichbare höhe der Vorverdi'chtung abhängig von der
Menge des durch die Zuführeinrichtung in die Bahn
des Stopfkolbens
gefördertel Pressgutes. Dadurch können sich verschiedene Unregelmä'igkeiten hinsichtlich
des ci'-reichbaren Vorverdichtungsd-uckes e'rgeben. Um jedoch die optimale Vorverdichtung
möglichst langzeitig zu gewährleisten, sollte die Zuführeinrichtung in Abhängigkeit
von der Belastung der Stopfvorrichtung steuerbar sein.
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Dies kann bei kontinuierlichem Antrieb der Zuftihreinrichtung durch
eine stufenlose Regelung oder eine Stufen-Steuerung der Antriebsdrehzahl geschehen,
und es lassen sich auch Stopfeinrichtung und Zuführeinrichtung alternativ steuern.
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Bevorzugt wird derzeit, das hydraulische Betätigungsorgan der Stopfvorrichtung
mit einem Druckschalter um vorübergehenden Ausschalten der zuzuführenden Einrichtung
u verbinden.
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Der Druckschalter selbst kann rein hydraulisch sein, wenn auch die
Zufuhreinrichtung hydraulisch betrieben ist, in der Regel dürfte ein hydro-elektrischer
Schalter eingesetzt werden. In beiden Fällen kann dem Dru'ck'schalter ein insbesondere.
einstellbares Zeitglied nachgeschaltet werden, das eine Ausschaltpause der Zuführeinrichtung
steuert.
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Stopfkolben und Presskolben sollten möglichst in gegenseitiger Abhängigkeit
derart bewegbar angeordnet sein, daß der Presskolben erst vorbewegt wird, wenn der
Stopfkolben die Schließstellung erreicht hat, und der Stopfkolben erst zurückbewegt
wird, nachdem der Presskolben die Einlaßöffnung der Aufnahmekammer abgeschlossen
hat. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß einerseits ein Stopfvorgang abgeschlossen
ist, bevor der Preßvorgang beginnt, und andererseits die Aufnahmekammer nicht.geöffnet
wird, solange sich der Preßkolben nicht durch die Aufnahmekammer hindurchbewegt
hat.
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Diese gegenseitige Abhängigkeit kann im Prinzip durch mechanische.Kupplung
erreicht werden. Leichter wird einfacher ist die Konstruktion jedoch, wenn beide
Kolben
hydraulische Antriebe haben und jeweils fest wenigstens eine
Steuerkurve- tragen und~dieser ein maschinenfest angebrachter Tastschalter zugeordnet
ist. -Die einzelnen Einstellgrößen lassen sich dann leicht durch Verstellen der
Tastschalter den Werten des Preßgutes anpassen.
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Die verformbare Preßdüse läßt sich erfindungsgemäß im Sinne Schließen
durch eine Federkraft und im Sinne O'ffnen durch den hydraulischen Regelmotor belasten.
Sie ist im drucklosen Zustand verhältnismäßig weit geschlossen und wird um so stärk.er
geöffnet, je mehr der Preßdruck'ansteigt. Auf diese Weise werden die Reibungsverhältnisse
in der Düse besonders dadurch weitgehend konstant gehalten, daß als Stellgröß.e
unmittelbar der Preß4rnuck eingesetzt wird.
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Nach einer besonderen Ausführung'sform ist die Preßdüse auf den gegenüberliegenden
Seiten an zwei mittels Lagerlaschen aneinander angelenkten Hebeln abgestützt und
der Regelmotor an den der Preßdüse unmittelbar benachbarten Enden und eine Foiranordnung
an den von der Preßdüse entfernten Enden der Lagerschenkel angeschlossen.
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Der Regelmotor ist zweckmäßigerweise mit einem am Ende eines Hebels
angeschlossenen Hydraulikzylinder versehen, der sich mit seiner Kolbenstange am
Ende des anderen Hebels abstützt.
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In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Brikettpresse beispielsweise
dargestellt. Es zeigen Fig.1 eine vornehmlich im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht
einer erfinbungsgemäßen Brikettpresse, die Fig.2 und Fig.3 Teilschnitte durch diese
Presse nach den Linien II-II und III-III in Fig,1, Fig.4 eine teilweise nach der
Linie IV-IV in Fig.1 geschnittene Teilansicht und Fig.5 ein hydraulisches Schaltbild.
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Mach Fig. 1 sind in einem Vorratsbehälter 1 eine Rührvorrichtung 2
und eine Zuführeinrichtung 3 angebracht, die mit einer Stopfvorrichtung 4 am Pressenrahmen
5 der Presse 6 befestigt sind.
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Der Pressenrahmen 5 besteht im wesentlichen aus zwei Seitenwagen 7,
die durch ein hinteres Querhaupt 8 und vorderes Querhaupt 9 jeweils mittels Schrauben
11 l erbunder.
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sind. Am hinteren Querhaupt 8 ist ein hydraulischer Presszylinder
12 bekannter Konstruktion befestigt, dessen kolben stange 13 eine Kurvenhülse 14
trägt, die it ihren Kurven 15,16 zwei Tastschalter 17,18 steuert. In die Kurvenhülse
14 ist ferner ein Stempel 19 eingeschraubt, der durch eine angeschraubte Stirnplatte
21 mit einer Zylinderbuchse 1 verbunden ist und dadurch den zylindrischen Presskolben
23 bildet.
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Zur Führung des Presskolbens 23 dient eine Führungsbuchse 24, deren
Innendurchmesser dem Außendurchrnesser des Presskolbens angepaßt ist. Sie sitzt
fest in einen quaderförmigen Block 25, der mittels Schrauben 26 am vorderen Querhaupt
9 befestigt ist. Durch diese Schrauben 26 wird auch das mit einer konischen Innenfläche
27 versehene Formwerkzeug 28 mittels der rechts in Fig. 1 liegenden Stirnfläche
der Führungsbuchse .24 im Querhaupt 9 gehalten.
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An dieses Formwerkzeug schließt sich ein in das Querhaupt 9 eingeschraubter
Presskammerzylinder 29 an, der eine mit der Regelvorrichtung 31 versehene Preßdüse
32 aufweist und einen Anschlußflansch 33 trägt. An diese @ Anschlußflansch können
beliebig gestaltete Auffang- oder Fördereinrichtungen, etwa Käfig-Führungen angeschlossen
sein, um die fertiggestellten Briketts weiterzufördern.
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Auf dem Block 25 ist eine Fußplatte 34 befestigt', die alle in Fig.
1 gezeigten Aufbaiiten mittels eines zylindrischen Rohransatzes 35 und eines Trichters
36 trägt, der mit dem Vorratsbehälter 1 zusammengeschweißt ist. Die in einer Bodenrinne
37 des Vorratsbehälters angeordnete Zuführein-
einrichtung 3 umfaßt
eine Förderschnecke 38, deren Zuführwelle 39 mittels zweier seitlich zueinander
versetzter staubdichter Wälzlager 41 lediglich an ihrem Antriebsende gelagert ist,
während ihr rechts in der Zeichnung liegendes Ausstoßende mit Umfangsspiel in einem
sich an die Bodenrinne 37 anfügenden zylindrischen Ausstoß-Stutzen 42 führt, der
in den Trichter 36 mündet.
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Die Zuführwelle 39 erhält ihren Antrieb durch ein Kettenrad 43 von
dem nur in Fig.5 eingezeichneta Zuführmotor 98.
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Dieser ist hier als schaltbarer Elektromotor vorgesehen, kann aber
auch durch einen Flüssigkeitsmotor gebildet und stufenlos odr stufenweise regelbar
sein.
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Mit der Zuführwelle 39 ist durch einen Kettentrieb 44 die Haspelwelle
45 des als Haspel ausgebildeten Rührwerks 2 verbunden, die das im Vorratsbehälter
1 befindliche Feingut, insbesondere Spähne, Fasern, staubförmige Teile u.
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dgl. aus beispielsweise gut brennbarem Material mit den Haspelarmen
40 ständig umrührt, solange die Zuführeinrichtung 3 in Betrieb ist, damit diese
möglichst dicht beschickt wird und daher das Gut auch gleichförmig in den Trichterteil
36 ausstoßen kann.
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Der Vorratsbehälter 1 kann nahezu beliebige Größe haben.
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Sein Aufnahmevermögen kann durch Aufsätze vergrößert werden, oder
die transportable bzw. auf einem fahrbaren Untersatz angebrachte. Brikettpresse
wird so unter die verschließbare oeffnung eines größeren Speicherbehälters gebracht,
daß von-dort weiteres Gut -nachgeschoben werden kann.
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Dic Stopfvorrichtung 4 weist einen langhubigen hydraulischen uStopfzylinder
46 auf, der an einer Platte 47 befestigt ist, welche zwischen Wänden des Vorratsbehälters
1 und des Trichters 36 eingeschweißt ist. An dem von der Kolbenstange 48 getragenen
Stopfkolben 49 ist das abgekröpfte Ende 51 eines Kurvenstabes 52 befestigt, der
parallel zur
Kolbenstange in der Platte 47 geführt ist und mit
seiner Kurve 53 einen Tastschalter 54 steuert.
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Der Stopfkolben 49 ist bis in die' mit Strichpunktlinien eingezeichnete
Stellung 49a hinein verfahrbar, liegt also in der Stopf-Endstellung in einer in
Verlängerung des Rohransatzes 35 in die Wandungen des Blocks 25 und der Führungsbuchse
24 eingeformten Einlaßöffnung 55 einer mit geringer Erweiterung unterh.llb dieser
Einlaßöffnung in die Führungsbuchse 24 eingeformcen Aufnahmekammer 56.
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Die kontinuierlich laufende Zuführeinrichtung 3 fördert somit bei
einigermaßen gleichmäßiger Raumdichte das Pressmaterial in den Trichter 36, wo es
von dem niedergehenden Stopfkolben 49 erfaßt und bei erheblicher Vorverdichtung
in die Aufnahmekammer 56 gedrückt wird, aus der es dann der Presskolben 23 unter
Weiterverdichtung durch das Formwerzeug 28 hindurch in den Presskammerzylinder 29
drückt und dadurch einen Pressstrang bildet, der aus der Pressdüse 32 schließlich
austritt.
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Für die Gleichförmigkeit des so erzielten Brikettstranges ist es von
erheblicher Bedeutung, daß vor allem der n letzt, d.h. im Bereich der Pressdüse
32 einwirkende Druck möglichst konstant gehalten wird. Der Presskammerzylinder ist
im Bereich der Pressdüse 32 durch einen lotrechten Querschlitz 37 (Fig.1,4) unterteilt
in zwei Schalenzungen 58,59, die sich jeweils mittels Schrauben 61 einstellbar an
zwei Hebeln 62 abstützen. Diese Hebel 62 sind einmal mittels Schraubenbolzen 63
durch zwei Lagerlaschen 64, die mit der Schalenzunge 58 verschweißt sind, gelenkig
miteinander verbunden.
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Ihre oberen freien Enden werden durch eine Federanordnung 65 mit konstanter
Vorspannung auseinandergedrückt, wodurch auf die Pressdüse 32 eine im Sinne Schließen
wirkende Vorspannkraft' ausgeübt wird. Hierzu dient ein zweiteiliger, längseinstellbarer
Gewindebolzen 66, der mit seinem Endzapfen 67 in Bohrungen 68 der Hebel 62 gcffi1lrt
ist und zwei Tellerfederpakete 70 mit einstellbarer Kraft gegen
die
Hebelenden drückt.
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Dieser Vorspannung entgegen wirkt ein am unteren Ende eines der beiden
Hebel 62 befestigter, wiederum als Hydraulikzylinder ausgebildeter Regelmotot 60,
dessen dicht an der Pressdüse 32 entlang geführte Kolbenstange 69 einen autgeschraubten
Druckstempel 71 trägt, dessen teilzylindrische Endfläche 72 sich -in einer etwas
flacheren Kalottenfläche 73 des gegenüberliegenden Hebels 62 abstützt. Der Regelmotor
60, ist wie anhand von Fig.S erläutert wird, hydraulisch parallel zum Presszylinder
12 geschaltet.
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Nach Fig. 5 ist im ölbehälter 74 eine von einem Elektromotor 75 angetriebene
Hydraulikpumpe 76 angeordnet, die in eine Vorlaufleitung 77 fördert, deren Druck
durch ein Manometer 78 anzeigt und durch ein zwischen ihr und einer Rücklaufleitung
79 eingeschaltetes Regelventil 81 konstant gehalten. Der Presszylinder 12 ist durch
Leitungen-83,84 an einen-elektromagnetischen Umkehr-Steuerschieber 85 angeschlossen,
kann also durch Umkehr des Druckflüssigkeits-Anschlusses vor- und zurückbewegt werden.
Die Kolbenstange 69 des Regelmotors 60 ist dagegen ständig durch die Federanordnung
65 (Fig.4) vorbelastet. Der Motor muß daher nicht umsteuerbar sein. Es genügt vielmehr
der Anschluß des hinteren Zylinderraumes 86 durch die Leitung 87 an die Leitung
83 und dadurch an den hinten Zylinderraum 88 des Presszylinders 12. Der Druck in
diesen beiden Zylinderräumen pulsiert daher im Arbeitsryhtmus der Presse gleichzeivtig
und gleichsinnig. Sobald der vom Presszylinder 12 aufgebrachte Auspressdruck steigt,
wird in gleicher Weise die von der Federanordnung 65 vorbelastete Pressdüse 32 durch
den Regelmotor 60 entlastet. Es müssen lediglich die Hebelverhältnisse und die Kräfte
des Federpaketes und des Regelmotors aufeinander abgestimmt werden, um ein gleichmäßiges
Austreten des Brikettstanges bei den wechselnden Presskräften zu erreichen.
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Auch der Stopfzylinder 46 ,st doppeltwirkend und durch
Leitungen
91,92 an einen elektromagnetischen Umkehr-Steuerschieber 93 angeschlossen. Der in
seinem rückseitigen Zylinderraum 89 herrschende Druck wird zudem durch den an die
Leitung 91 angeschlossenen Drucktaster 94 überwacht und schaltet bei Erreichen eines
vorgegebenen Maximaldruckes durch ein einstellbares Zeitglied 97 in nicht weiter
gezeigter Weise vorübergehend den Zuführmotor 9S aus. Anstatt ganz auszuschalten
kann man ggf. auch auf eine geringere Geschwindigkeitsstufe herunterschalten oder
aber bei größeren Stopfdrücken die Antriebsgeschwindigkeit der Zuführeinrichtung
stufenlos herabregeln.
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Der Steuerschieber 93 wird durch den Tastschalter 17 gesteuert, der
betätigt wird, wenn die Stirnfläche des Presskolbens 23 beim Pressvorgang am Ende
der Aufnahmekammer 56 angelangt ist. Dadurch wird der Stopfkolben 49 in die mit
vollen Linien in Fig. 4 gezeigte Bereitschaftsstellung hochgefahren. Sobald jedoch
beim Rückwärtsgang des Presskolbens der Tastschalter 17 umgeschaltet wird, bewirkt
der Magnet 95 des Steuerschiehers 93 die Umkehrsteuerung und dadurch die Auslösung
des Stopfvorganges durch Niedergehen des Stopfkolbens 49.
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Sobald dieser Stopfkolben seine Endstellung 49a erreicht und damit
die Aufnahmekammer 56 abgeschlossen hat, wird durch Betätigen des Tastschalters
54 der Steuerschieber 85 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gebraucht und dadurch
der Pressvorgang ausgelöst, was nach Durchqueren der Aufnahmekammer die Rücksteuerung
des Stopfkolbens 49 durch den Tastschalter 17 und anschließend die Betätigung ffes
Tatschalters 18 zur Folge hat, bevor die Stirnfläche des Pres-skolbens in das Formwerkzeug
28 eintritt.
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Beim Pressvorgang wird das zunächst durch die Zuführeinrichtung 3
leicht und anschließend durch den Stopfkolben 49 wesentlich stärker verdichtete
Pressgut zunächst in der abgeschlossenen Aufnahmekammer 56 weiterverdichtet und
dann bei dem anschließenden Presshub-Abschnitt, der nochmals ca.
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600 der Länge der Aufnahmekammer ausmacht, sehr stark verdichtet und
durch die konische Fläche 27 des Formwerkzeuges 28 hindurchgepresst. Vor allem dieser
lange Verdichtungsweg bei begrenzter Pressgeschwindigkeit ermöglicht das Zusammenpacken
und Ineinanderverankern der einzelnen Feinteile des Pressgutes und in Verbindung
mit der Regelung ds wirksamen Querschnittes der Pressdüse 32 eine gleichmäßige Dichte
und Festigkeit des schließlich ausgestoßenen Brikettstanges. Dieser Strang kann
durch Umlenkvorrichtungen oder dgl. in kürzere Längeneinheiten unterteilt oder auch
unmittelbar in den Press-Intervallen gebrochen, geschnitten oder zersägt werden.