DE3112913C2 - Arbeitsverfahren zum Betrieb eines Reißwerks und hiernach betriebenes Reißwerk - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Arbeitsverfahren zum Betrieb eines Reißwerks hoher Leistung zur Zerkleinerung mehrschichtiger Papiere, Datenträger u.dgl. mit mindestens einem Antriebsmotor und einer Ständerwicklung, der bei Überlastung des Reißwerkes automatisch auf Rückwärtslauf umschaltbar ist. Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Arbeitsverfahren zum Betrieb eines Reißwerkes so weiterzubilden, daß bei Beibehaltung der hohen Zerkleinerungsleistung eine sichere Vernichtung und Zerkleinerung von eingefülltem Material möglich ist, ohne daß eine Überlastung des Reißwerkes zu befürchten ist und ohne daß der Benutzer von Hand in das Reißwerk eingreifen muß. Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß bei Überlastung des Reißwerkes zunächst der einen Ständerwicklung eine zweite Ständerwicklung parallelgeschaltet wird. Demnach wird im Überlastungsfall nicht auf Reversier-Betrieb umgeschaltet, sondern es wird für eine begrenzte Zeit von z.B. 10 Sekunden eine zweite Ständerwicklung der ersten Ständerwicklung parallelgeschaltet.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Arbeitsverfahren zum Betrieb eines Reißwerks und ein hiernach betriebenes Reißwerk hoher Leistung zur Zerkleinerung mehrschichtiger Papiere. Datenträger und dgl. mit mindestens einem Antriebsmotor und einer Ständerwicklung. der über mindestens einen Getriebezug auf Messerwalzen des Reißwerkes arbeitet und der bei Überlastung des Reißwerkes automatisch auf Rückwärtslauf umschaltbar ist.

Bei schweren Reißwerken besteht das Problem, daß solche Reißwerke erfahrungsgemäß immer überlastet werden. Schwere Reißwerke werden beispielsweise als solche definiert, die einen Papierstapcl im lorniat DIN-A-4 von 3 1/2 cm Dicke mit ca. 350 Blatt in einem Durchlauf zerreißen können. Es wird hierbei beispielsweise eine Schnittbreite von 8 mm bei den zerrissenen Papierstreifen am Auslaufende des Reißwerkes civieli. bei einer Arbeitsbreite 450—500 mm des Reißwerks.

Solche Reißwerke sind auch in der Lage, die Metailbestaiulteile eines DIN-A-4-Ordners ohne weiteres /u zerkleinern. Erfahrungsgemäß werden solche schweren Reißwerke immer dadurch überlastet, daß der Benutzer zuviel Material am Aufgabeende des Reißwerkes aufgibt, und der Antriebsmotor nicht mehr mit seinem Drehmoment das zwischen die Messerwalzen geratende Material bewältigen kann, so daß er zum Stillstand kommt. Aufgrund des dann fließenden Kurzschlußstromes kommt es leicht zu einer Überhitzung des A ntriebsmotors und zu einem Durchbrennen der Ständerwicklung. Ebenso besteht Gefahr für den Getriebezug, die übrigen Antriebselemente und die Schneidelemente, so daß zur Erreichung einer langen Lebensdauer auf jeden Fall eine solche Überlas:ung vermieden werden soll.

Bei den bisher bekannten Reißwerken wird im Überlastungsfall automatisch auf Reversier-Betrieb umgeschaltet, d. h„ der Antriebsmotor wird automatisch nach Erreichen eines bestimmten Ständerstromes in Rückwärtslauf geschaltet, so daß das vorher zwischen den Messerwalzen eingezogene Materia! wieder zum Einlaufende zurückbefördert wird. Nach genau festgelegter Zeit. z. B. 2 Sekunden, wird der Antriebsmotor wieder in Vorwärtslauf geschaltet, so da3 das Material erneut eingezogen wird. Es wird hierbei davon ausgegangen, daß sich das Material bei Rückwärtslauf des Antriebsmotors neu ordnet und auseinanderzieht, so daß beim erneuten Einziehen des Maisriais in das Reißwerk eine bessere Zerkleinerung erreicht wird, und ein Kurzschluß des Antriebsmotors nicht stattfindet.

Nachteil dieser bekannten Ausführungen ist jedoch.

jo daß im Überlastungsfall solche Maschinen zehn oder zwanzig Mal vom Vorwärts- in den Rückwärtslauf umgeschaltet werden, und trotzdem keine ausreichende Zerkleinerung des eingezogenen Materials erreicht wird. Der Benutzer muß dann schließlich die gesamte

J5 Maschine abschalten und mit den Händen in das Reißwerk eingreifen, um evtl. Verstopfungen zu lösen.
Neben der umständlichen und arbeitsaufwendigen Handhabung ist dieses Verfahren im übrigen außerordentlich unfallgefährlich. weil die Gefahr besteht, daß

4(i das Reißwerk in diesem Zustand versehentlich eingeschaltet wird, und der Benutzer seine Hände in das Reißwerk bringt. Außerdem besteht Verletzungsgefahr an spitzen Metallteilen, die sich noch im Reißwerk befinden, und die zerkleinert wurden.

v> Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsverfahren zum Betrieb eines Reißwerkes und ein hiernach betriebenes Reißwerk so weiterzubilden, daß bei Beibehaltung der hohen Zerkleinerungsleistung eine sichere Vernichtung und Zerkleinern rung von eingefülltem Material möglich ist, ohne daß eine Überlastung des Reißwerkes zu befürchten ist und ohne daß der Benutzer vonhand in das Reißwerk eingreifen muß.

Das Reißwerk nach der Erfindung soll also betriebssicherer unter Beibehaltung der hohen Zerkleinerungsleistung ausgebildet sein.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist das Arbeitsverfahren dadurch gekennzeichnet, daß bei Überlastung des Rcißwerkes zunächst der einen Ständerwicklung eine zweite Ständerwicklung parallelgeschaltet wird.

Es wird ein ganz neuer Weg bei dem vorgeschlagenen Arbeitsverfahren verwendet, denn es wird im Übcrlasiiiiisisial! nun nicht mehr sofort auf Reversier-Betrieb umgeschaltet, sondern es wird zunächst für eine begrenzte Zeit von /.. B. IO Sekunden eine zweite Ständerwicklung der ersten Ständerwicklung parallelgeschaltei. Hierdurch wird das Aiitriebsmomenl des AniiiebMiiotors wesentlich erhöhl (/. B. um einen Betrag von 40'Vn).

:in dauernder Pendelbetrieb zwischen Vorwärts- und lückwärtslauf wird dadurch vermieden und die Zerkleilerungsleistung ist noch wesentlich verbessert, denn im Jberlaslungsfall wird kurzzeitig eine zweite Ständervicklung (oder allgemeiner : eine zweite Antriebswickung) hinzugeschaltet, so daß das sich im Reißwerk beindende Material mit erhöhtem Drehmoment eingezogen und vernichtet wird.

Um eine thermische Überlastung des Antriebsmotors zu vermeiden, erfolgt die Zuschaltung der zweiten Ständerwicklung nur für eine begrenzte Zeit von z. B. 10 Sekunden. Diese Zeit hängt von den thermischen Verhältnissen des Antriebsmotors ab. d. h. von dessen Kühlung und von der Einstellung einer thermischen Überlastungssicherung.

Erst nach Ablauf der Zuschaltzeit der zweiten Wicklung kann nach dem Gegenstand des Anspruchs 3 die Drehrichtung des Antriebsmotor für eine begrenzte Zeit von z. B. 25 Sekunden umgekehrt werden.

Es wird hierbei bei dem genannten Verfahren bevorzugt, wenn mindestens am Einlaufende des Peißwerkes ein Antriebs-Transport-Band vorhanden ist, auf welches das zu zerreißende Material aufgelegt wird. Dieses Einlauf-Transport-Band ist gemäß dem Gegenstand des Anspruches 3 in seiner Drehrichtung zusammen mit der Drehrichtung des Antriebsmotors umkehrbar, so daß bei Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors das am Einlaufende sich befindliche Material mit der Umkehrung der Drehrichtung des Einlauf-Transport-Bandes wieder zur Aufgabestelle zurücktransportiert wird, und dort neu aufgelegt und geordnet werden kann.
Bei erneuter Drehrichtungs-Umkehrung des Einlauf-Transport-Bandes und des Antriebsmotors im Sinne eines Vorwärtslaufes oder Normalbetriebes kommt es wiederum zu einer Neu-Orientierung des Materials auf dem Einlauf-Transport-Band, wodurch die Zerkleinerung noch wesentlich verbessert wird. Die Zuschaltung einer zweiten Antriebswicklung, die der ersten Wicklung paral':;lgeschaltet ist, ist für verschiedene Motortypen möglich. Es sind sowohl einfache Wechselstrom-Kurzschlußläufer möglich, die an einem Zwei-Phasen-Wechselstrom laufen, als auch schwere Drei-Phasen-Drehstrommotoren.

Für den letztgenannten Ausführungsfall wird es bevorzugt, wenn als Drei-Phasen-Drehstrommotor ein Drehstrom-Asynchronmotor verwendet wird, dessen Ständerwicklung im Normalbetrieb im Dreieck geschaltet ist, und dessen Rotorwicklung als Käfigläufer (Kurzschlußläufer) ausgebucht ist. Ebenso kommen jedoch auch mit Bürsten laufende Drehstrommotoren in Betracht ufid werden von der vorliegenden Erfindung umfaßt.

Bei der Verwendung eines im Normal-Betriebsfall im Dreieck geschalteten Drehstrom-Asynchronmotors wird als Zuschaltung einer zweiten Wicklung bevorzugt, wenn im Überlastungsfall die im Dreieck geschaltete Ständerwicklung in zwei parallelgeschaltete Sternwicklungen umschaltbar ist.

Es ergibt sich hiermit eine um bis zu 40% erhöhte Antriebsleistung; d.h. bei einem Motor mit einer elektrischen Antriebsleistung von 4 kW wird im Überlastungsfall eine elektrische Antriebsleistung von etwa 5,5 kW aufgenommen. Zur Beseitigung der drohenden Verstopfung dez Reißwerkes durch Umschaltung der Dreiecks-Ständerv/icklung in eine Doppcl-Stern-Ständerwicklung wird aber nicht nur nach dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Antriebsleistung um etwa 40% erhöht: wesentlicher ist noch, daß das Kippmoment um ebenfalls etwa 40% erhöht wird. Derartige Drehstrom-Asynchronmotoren werden nahe dem Kippmoment betrieben, um das höchstmögliche Drehmoment zur Verfügung zu haben. Das Kippmoment ist ■> eine gewisse kritische Grenze und das höchst erreichbare Drehmoment. Wird der Moment über sein Kippmoment hinaus belastet, bleibt er stehen.

Nach der vorliegenden Erfindung wird der Drehmomentenbereich um etwa 40% vergrößert, der sich zwi-IH sehen dem Anlaufmoment und dem Kippmoment ergibt. Es zeigt

F i g. 1 schematisiert in der Seitenansicht die Darstellung eines Reißwerkes nach der Erfindung;

Fig.2 Blockschaltbild der Steuerung für den Antriebsmotor:

Fig. 3 Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie eines Drehstrom-Asynchronmotors:

F i g. 4 Schaltung der Ständerwicklung im Normalbetrieb;

Fig.5 schematisierte Darstellu¹..; des hierfür verwendeten Klemmbrettes mit dazugehörendem Schalter;

Fig.6 Schaltung der Ständerwicklung im Überlastungsbetrieb;
F i g 7 Schaltung am Klemmbrett hierfür;

F i g. 8 schematisiert der Stromlaufplan für den Schalter zur Umschaltung von Dreiecks-Betrieb auf Doppel-Stern-Betrieb;

Fig.9 schematisiert gezeichnetes Stromiaufbild der jo elektrischen Schaltung des Reißwerkes.

Das in F i g. 1 gezeigte Reißwerk 1 weist in einem Gehäuse 2 ein Einlauf-Transport-Band 3 auf, welches das Material in Pfeilrichtung 4 dem Reißwerk, bestehend aus zwei Messerwalzen 5 und 6 zuführt. Zwischen die Messerwalzen greifen Abstreiffinger 7, 8, mit denen vermieden wird, daß in unzulässiger Weise Material vom Auslaufende zum Einlaufende dieser Messerwalzen 5,6 zurückgebracht wird.

Das Reißwerk 1 ist auf einem Tischgestell 9 angeordnot, und ist über einer vertikal arbeitenden Ballenpresse 10 gefahren b/.w. die Ballenpresse ist in Pfeilrichtung 11 unter das Tischgcstell 9 gefahren, wobei über die geöffnete Einwurfplatte 52 der Ballenpresse das am Auslaßendc 13 des Reißwerkes 1 herauskommende Material in Pfeilrichtung 14 in den Arbeitsraum der Ballenpresse hineinfällt.

Am Auslaufende 13 des Reißwerkes 1 ist ein Auslauf-Transport-Band 14 angeordnet, das in Pfeilrichtung 15 das zu Streifen zerkleinerte Material heraustransportiert. Das AuslaufTranspori-Band weist in Gegenrichtung zur eingczeichnei.en Pfeilrichtung 14 einen Freilauf auf, so daß die Drehri^htung dieses Auslauf-Transport-Bandcs 14 nicht umkehrbar ist.

Alle Antriebselemente, d. h. das Einlauf-Transport-Band 3, das Auslauf-Transport-Band 14 und die Messerwalzen 5, 6 werden von dem Antriebsmotor 16 über einen Getriebezug, z. B. einen Keilriemen, synchron angetrieben.

Bei einer anderen, nicht näher dargestellten Ausfüh-

bo rungsform, könnte es auch vorgesehen sein, daß das Einlauf-Transport-Band 3 mit einer niedrigsren Einlaufgeschwindigkeil arbeitet, als die Messerwalzen und das Auslauf-Tninsporl-Band 14.

Fig. 2 zeigt in schematisierter Form die elektrische b5 Steuerung, die im Übcrlastungsfall der ersten Ständerwicklung 17 eine zweite Ständerwicklung 18 parallelschaltct.

Die Wicklung 17. welche im Normal-Betriebsfall ein-

geschaltet ist. liegt über die Leitung 41, die Steuerung 19, die Leitung 42, die Leitung 34, die Kontrollsiciierung 21, die Leitung 22. am Drehstromnet/. 20. Mit der Steuerung 19 wird zunächst die Ständerwicklung 17 eingeschaltet, wodurch die Kontrollsteuerung 21 wirksam wird, die im Normalbetriebsfall über die Leitung 22 am Drehstromnetz 20 liegt. Im Überlastungsfall wirkt an der Kontrollstcuerung 21 ein erhöhter Strom, der durch die Wicklung 17 fließt und der von der Kontrollsteucrung 21 festgestellt wird. Die Kontrollstcuerung 21 schaltet dann von der Leitung 22 auf die Leitung 23 um, mit der die s.weite Stiinderwicklung 18 der ersten Stan· derwieklung 17 parallelgeschaltet wird. Über die Leitung 24 liegt die zweite Ständerwicklung 18 dann am Drehstromnetz 20 an. Es wird hiermit in der beschriebenen Weise das Antriebs-Drehmoment, und insbesondere bei der Verwendung eines Drehstrommotors, das Kippmoment um etwa 40% ei liülii.

Konnte auch durch die Einschaltung der /weiten Ständerwicklung 18 nicht die Verstopfung oder Störung im Reißwerk 1 beseitigt werden, dann wird nach etwa 10 Sekunden ein Stoppschalter 43 eingeschaltet, der für etwa 2 Sekunden den gesamten, elektrischen Antrieb stillsetzt. Der Start-Stopp-Schalter 43 steuert seinerseits über die Leitung 26 einen Reversier-Schalter 27 an, der über die Leitung 28 auf die Kontrollsteuerung 21 wirkt. Es wird dann die Drehrichlung des Antriebsmotors 16 umgekehrt, wobei lediglich die Siänderwicklung 17 eingeschaltet bleibt.

Mit dem Reversier-Schalter 27 wurde gleichzeitig über die Leitung 30 ein Zeitglied 31 aktiviert, das für etwa 23 Sekunden den Reversierschalter 27 über die Leitung 32 und die Kontrollsteuerung 21 wirksam werden läßt. Nach Ablauf des Zeitglicdes. d. h. also nach Ablauf von 23 Sekunden, geht der gesamte Antrieb wieder in der. Norrp.a!-Betriebszustand über. d. h- die Kontrollsteuerung 21 schaltet den Antriebsmotor 16 auf Vorwärtslauf. wobei lediglich die Ständerwicklung 17 über die Leitungen 41, 42, 34, 22 am Drehstromnet/. 20 liegt.

Wesentlich bei den genannten, elektrischen Vorgängen ist. daß mit der Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors 16 auch das F.inlauf-Transport-Band 3 in Pfeilrichtung 29 zurückläuft, wodurch das Material /um Aufgabeort wieder zurückgebracht wird und sich dort neu orientiert.

F i g. 3 zeigt schematisiert die Drehzahl-Drchmomcnten-Kennlinie eines Drehstrom-Asynchronmotors, wie er bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt eingesetzt wird.

Aus der genannten Drehzahl-Kennlinie nach Fig.3 geht hervor, daß bei konstantem Feld EMK. Strom und Drehmoment mit wachsendem Schlupf 5 zunehmen.

Das Drehmoment steigt nicht linear mit dem Schlupf an. sondern beim Kipp-Schlupf Si wird das Kippmoment M_k erreicht. Wird der Motor über sein Kippmoment hinaus belastet, bleibt er stehen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispie! wird der Motor stets auf den Kennlinien-Asi zwischen dem Anlauf-Drehmoment Mj und dem Kippmoment Mi betrieben. Es ist eine Drehzahl-Kennlinie gezeigt, so — wie sie mit der Ständerwicklung 17 allein erziclbar wäre.

F i g. 4 zeigt die Verdrahtung des Ständer-Feldes bei dem bevorzugten Verwendungsiall eines Drehstrom-Asynchronmotor*. Die im Dreieck geschaltete Ständerwicklung 17 besteht hierbei aus mehreren in Serie geschalteten Einzelwicklungen, wobei an jeder Dreiecks-Seite zwei Einzelwicklungen in Serie geschaltet sind. Es handelt sich hierbei um die Ein/clwicklungcn 35, 38; 36, 39; und 39, 40; die jeweiligen Verbindungspunktc VI. V2, V5. V6. WI. W2. W5, W6, U\.U2. U5. (76 sind lagenrichtig angegeben.

Fig. 5 zeigt die Verdrahtung am Klemmbrett mit schematisierter Darstellung eines Schalters 33 und der hierfür erforderlichen Verbindungen.

Fig. b zeigt die Umschaltung der Ständerwicklung 17. in eine Doppel-Stcrn-Schalliing mit Parallelschaltung einer zweiten Ständerwicklung 18. Wichtig ist hierbei, daß die vorher in Serie im Dreieck eingeschalteten F.inzelwicklungen jetzt als Doppel-Stern-Wicklungen geschaltet sind, wodurch das geforderte, erhöhte Drehmoment erzielt wird. Die erste, im Stern geschaltete Ständerwicklung 17 besteht aus den Einzelwicklungen 35,36,37, während die parallel hierzu geschaltete zweite Ständerwicklung 18 aus den Einzelwicklungen 38, 39, An u~...,>u»

Fig. 7 zeigt den veränderten Stromlauf am Schalter :o 33 bei Umschaltung der Wicklungen nach F i g. 6.

F i g. 8 zeigt einen solchen Schalter, mit dem die Umschaltung von einem Dreiecks-Betrieb in einen Doppel-Stern-Betrieb möglich ist. Die Schaltsymbole des Schalters KO 1 bis KO7 wiederholen sich in dem in Fig.9 2> gezeigten Stromlaufplan der gesamten elektrischen Steuerung des erfindungsgemäßen Reißwerkes.

Lit? ύ oben ist eine Molor-Schütz-Steuerung gezeigt, die mit einem PTC-Widerstand arbeitet.

Über den Schalter .93; K 2 wird der Normalbetrieb eingeschaltet, der über die Betiiebslampe H 1 grün angezeigt wird.

Über den Schalter K 2 wird die Pause für eine vorwählbare Dauer eingeschaltet, während anhand der Schaltersymbole unter dazugehörenden Spuien gezeigt !5 ist. von welchen Stromleitungen die als Relais ausgebildeten Schulter KO 1 his KO7 angesteuert werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Arbeitsverfahren zum Betrieb eines Reißwerks hoher Leistung zur Zerkleinerung mehrschichtiger Papiere, Datenträger und dgl. mit mindestens einem Antriebsmotor (16) und einer Ständerwicklung (17), der über mindestens einen Getriebezug auf Messerwalzen (5, 6) des Reißwerks (1) arbeitet und der bei Überlastung des Reißwerkes automatisch auf Rückwärtslauf umschaltbar isi, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überlastung des Reißwerkes zunächst der einen Ständerwicklung (17) eine zweite Ständerwicklung (18) parallel geschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch ί, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ständerwicklung (18) nur für eine begrenzte Zeit (z.B. 10 Sekunden) eingeschaltet bleibt.

3. Verfitren nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf der Zuschaltzeit der zweiten Wicklung (18) die Drehrichtung des Antriebsmotors (16) für eine begrenzte Zeit (z. B. 25 Sekunden) umgekehrt wird.

4. Reißwerk hoher Leistung, betrieben nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß im Normalbetrieb die Ständerwicklung (17) im Dreieck geschallet ist, und daß im Überlastungsfall die im Dreieck geschaltete Ständerwicklung (17) in zwei parallel geschaltete Sternwickli'ngen (Einzelwicklungen 35, 36, 37; 38, 39,40) umschaltbar ist.

5. Rei&werk nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die im normalen Betrieb im Dreieck geschaltete Ständerwickiung (■■J) aus jeweils zwei in einer Dreiecksseite in Serie geschalteten Einzelwicklungen (35,38; 36,39; 37,40) besteht.

6. Reißwerk nach einem der Ansprüche 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (16) ein Drehstrom-Asynchronmotor ist, dessen Rotor als Käfigläufer geschaltet ist. und daß die elektrische Antriebsleistung im Norinalfall etwa 4 kW beträgt, die im Überlastungsfall durch Zuschaluing efer zweiten Ständerwicklung (18) und etwa 5,5 kW erhöhbar ist.