DE3819893A1

DE3819893A1 - Device for compacting materials

Info

Publication number: DE3819893A1
Application number: DE19883819893
Authority: DE
Inventors: Rostislav Dipl Ing Svoboda; Jiri Dipl Ing Hudecek; Michal Huda; Ondrej Dipl Ing Sykora
Original assignee: Kovosrot Praha K P
Current assignee: Kovosrot Praha K P
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1988-06-12
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS267462B1; JPS6471599A; CS443687A1

Abstract

The invention relates to a device for compacting materials, especially scrap metal, in zones, which device can be installed in upsetting machines used in the scrap metal industry. According to the invention, the device has a stamper which can be actuated by a hydraulic motor and is composed of at least two parts. One part is constituted by an outer hollow bush which is connected to a hydraulic operating motor, while the second part takes the form of a piston element which is displaceably mounted in the interior of the bush. The interior of the bush is filled with a non-compressible medium and is connected to a pressure vessel via a sealing means. The design according to the invention can also be used in other industrial sectors for the same purposes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zonenweisen Verdichtung von Materialien, insbesondere für eine ln stallierung an Stauchmaschinen in der Metallschrott industrie.The invention relates to a device for zone by zone Compression of materials, especially for a ln Installation on upsetting machines in the scrap metal Industry.

Metallschrott wird bisher mithilfe sogenannter Paketpressen durch fortschreitendes Zusammendrücken des zu verarbei tenden Materials in drei Dimensionen verdichtet. Sol che Paketpressen werden hydraulisch gesteuert, wobei die durch hydraulische Arbeitszylinder erzeugte Kraft auf Stößer übertragen wird, deren mit dem zu verarbeiten den Material in Berührung kommende Flächen in der Regel kompakte Planflächen sind. Die Verwendung dieser Pressen schafft Pakete vom zusammengepreßtem Material, die eine äußere, den Ansprüchen an Handhabung und Transport ent gegenkommende Form haben. Aber ihre relative Dichte - d.h. das Verhältnis des Gewichts des Paketes zu seinem Volumen - ist zu gering. Zahlreiche Hohlräume im Paket verursachen bei der metallurgischen Verarbeitung einen großen Abbrand und somit den Verlust wertvollen Mate rials. Up to now, metal scrap has been compacted in three dimensions using so-called package presses by progressively compressing the material to be processed. Such parcel presses are controlled hydraulically, the force generated by hydraulic working cylinders being transmitted to rams, the surfaces of which come into contact with the material to be processed are generally compact flat surfaces. The use of these presses creates packages of compressed material that have an external shape that meets the requirements for handling and transport. But their relative density - ie the ratio of the weight of the package to its volume - is too low. Numerous cavities in the package cause a large burn-up during metallurgical processing and thus the loss of valuable materials.

Um diese Verluste zu vermeiden, ist es nötig, die re lative Dichte zu steigern, deren maximaler theoretischer Wert dem spez. Gewicht von Eisen entspricht.To avoid these losses, it is necessary to re increase relative density, its maximum theoretical Value the spec. Corresponds to the weight of iron.

Es wurde festgestellt, daß die durchschnittliche Paket dichte je nach Maschinenbauart, Zusammensetzung des Ein satzmaterials und dem Können der Bedienungsperson schwankt, wobei der Einfluß der Maschinenbauart am stärksten ist.It was found that the average package density depending on the type of machine, composition of the one material and the skill of the operator fluctuates, the influence of the mechanical engineering is strongest.

Aus der Praxis ist es bekannt, daß ein Zusammenhang zwi schen dem Paketvolumen und dem Druck in den hydraulischen Arbeitszylindern der Presse existiert. Es hat sich da bei gezeigt, daß schon eine geringe Verminderung der Pa ketdimensionen und infolgedessen auch eine kleine Er höhung der relativen Paketdichte eine inadequate Druck steigerung im hydraulischen System der Presse - d.h. auch eine erheblich robustere Konstruktion derselben - erfor dert. Dabei ist die Lebensdauer der Pumpen der Pressen umso kürzer, je höher der geforderte Ausgangsdruck ist. Eine Pumpendrucksteigerung zeigt sich somit als durchaus ineffektiv.From practice it is known that there is a relationship between the package volume and the pressure in the hydraulic working cylinders of the press. It has been shown that a small reduction in the package dimensions and consequently also a small increase in the relative package density necessitates an inadequate pressure increase in the hydraulic system of the press - ie also a considerably more robust construction of the same. The lifespan of the pumps of the presses is shorter, the higher the required outlet pressure. An increase in pump pressure is therefore quite ineffective.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen das Material zunächst in zwei Dimensionen vorgepreßt wird, worauf die Verdichtung außerhalb der Stauchkammer zwischen zwei gegeneinander gedrückten Nachpreßrollen folgt. Nachteilig ist hieraus, daß die hydraulischen Zylinder nicht imstande sind, eine ausreichende Kraft zu erzeugen, und daß der Einsatz der Nachpreßrollen, die bei der Umformung den spezifischen Druck erhöhen und die Verdichtungsfunktion ausüben, an beiden Seiten des Paketes unregelmäßige Flächen ausbilden, was für den Transport, das Lagern und die Manipulation ganz unbefriedigend ist. Der Auf wand an Energie ist bei diesen Vorrichtungen sehr hoch, ihre Konstruktion muß sehr robust sein, die Stundenleistung der Maschine ist niedrig und deren Anschaffungskosten sind beträchtlich hoch.Methods are also known in which the material is first pressed in two dimensions, whereupon the Compression outside the stuffer box between two pressing rollers pressed against each other follows. Disadvantageous is from this that the hydraulic cylinders are unable are to generate sufficient force and that the Use of the repressing rollers that are used in the forming increase specific pressure and the compression function exercise irregular on both sides of the package Form areas, what for transport, storage and the manipulation is completely unsatisfactory. The up energy consumption is very high with these devices, their construction must be very robust, the hourly output the machine is low and its cost are considerably high.

Bekannt ist auch die Vorrichtung nach der UdSSR-PS 10 21 636, die einen aus mehreren nebeneinander ange ordneten Teilen gleicher Höhe bestehenden Stößer auf weist, wobei jeder dieser Teile von seinem eigenen hy draulischen Arbeitszylinder betätigbar ist. Eine solche Bauart ist kompliziert, erfordert eine relativ hohe An zahl von hydraulischen Antriebseinheiten, ist energe tisch anspruchsvoll und die erreichbare Effektivität entspricht nicht den gegenwärtigen Anforderungen.The device according to the USSR PS is also known 10 21 636, one of several side by side arranged parts of the same height on existing bumpers points, each of these parts of its own hy draulic cylinder is actuated. Such Design is complicated, requires a relatively high level number of hydraulic drive units is narrow table demanding and the achievable effectiveness does not meet current requirements.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine erheblich ver besserte zonenweise Verdichtung unter weniger Aufwand an Energie zu erreichen und diese Vorrichtung so zu gestal ten, daß sie insbesondere für Installierung an Stauch maschinen in der Metallschrottindustrie geeignet ist.The present invention avoids the disadvantages of State of the art. The object of the invention is to achieve this based on a simple ver a considerable ver improved zone-by-zone compaction with less effort to achieve energy and so design this device ten that they are especially for installation on upsetting machines in the scrap metal industry.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, die einen ge teilten Stößer aufweist, der mit dem beweglichen Teil eines hydraulischen, mit einer Pumpe in Verbindung stehen den Motor gekuppelt ist.The invention relates to a device that a ge shared shock, with the moving part a hydraulic one, connected to a pump the engine is coupled.

Die Erfindung besteht darin, daß der geteilte Stößer aus einer hohlen Buchse besteht, die von einer Seite ab geschlossen ist und in deren Innenraum, der mit einem inkompressiblen Medium gefüllt ist und über ein Ventil mit einem Druckbehälter in Verbindung steht, ein Kolben element verschiebbar gelagert ist. The invention is that the split pusher consists of a hollow socket that extends from one side is closed and in the interior, the one incompressible medium is filled and via a valve communicates with a pressure vessel, a piston element is slidably mounted.

Erfindungsgemäß ist es dabei vorteilhaft, wenn der für das inkompressible Medium bestimmte Raum des Druckbe hälters durch einen mit einem Lageanzeiger versehenen Kolben abgeschlossen ist und wenn dieser Kolben mit einer Feder belastet ist.According to the invention, it is advantageous if the for the incompressible medium determines the space of the printing area with a position indicator Piston is complete and if this piston with a spring is loaded.

Die den Kolben des Druckbehälters belastende Feder kann vorzugsweise durch ein Druckpolster im aktiven Raum des Druckbehälters gebildet sein, wobei dieser Raum mittels eines Abschlußventils an einem Luftverteiler angeschlos sen ist.The spring loading the piston of the pressure container can preferably by a pressure pad in the active area of the Pressure vessel be formed, this space by means of a shut-off valve connected to an air distributor is.

Der Erfindung gemäß kann auch der Kolben des Druckbe hälters mit einer mechanischen Feder unterstützt sein.According to the invention, the piston of the Druckbe be supported with a mechanical spring.

ln einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn der Kolben des Druckbehälters durch ein hydraulisches Medium im aktiven Raum des Druckbehälters belastet wird, welcher Raum über ein Abschlußventil an einem hydraulischen Ver teiler angeschlossen ist.In some cases it may be advantageous if the Piston of the pressure vessel through a hydraulic medium which is loaded in the active space of the pressure vessel Space through a shut-off valve on a hydraulic Ver divider is connected.

Erfindungsgemäß sind die Berührungsflächen des Kolben elementes, der hohlen Buchse oder der beiden mit Dich tungen versehen.According to the invention, the contact surfaces of the piston element, the hollow socket or the two with you provided.

Als besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung ist das Kolbenelement als eine hohle Buchse mit dem eingelegten Kolbenelement ausge bildet, das den mit inkompressiblem Medium gefüllten Innenraum der Buchse abschließt, wobei dieser Raum mit dem Innenraum der äußeren hohlen Buchse in Verbindung steht. As a particularly advantageous embodiment of the inventions device according to the invention is the piston element as one hollow bushing with the inserted piston element that forms the one filled with incompressible medium Closes the interior of the socket, this space with the interior of the outer hollow socket stands.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zonalen Ver dichtung von Materialien kommt es zu einer wesentlichen Erhöhung des erzielbaren Verdichtungseffektes sowie des spezifischen Druckes in den einzelnen Arbeitszonen, ohne daß es nötig ist, den Ausgangsdruck der Pumpen der Presse beziehungsweise die Anzahl der hydraulischen Ar beitszylinder zu steigern. Ihr Einsatz ermöglicht es, eine im wesentlichen höhere relative Dichte von Paketen zu erreichen, was zu kleineren Dimensionen der Pakete führt und beträchtlich niedrigere Abbrandverluste bei der Metallschrottverarbeitung mit sich bringt.In the inventive device for zonal ver sealing of materials is essential Increase the achievable compression effect and specific pressure in the individual work zones, without the need to control the outlet pressure of the pumps Press or the number of hydraulic ar increase working cylinder. Their use enables a substantially higher relative density of packets to achieve what is called smaller package dimensions leads and significantly lower burn-off losses of metal scrap processing.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigen:The essence of the invention is based on in the drawing shown schematically play explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Darstellung des Prinzips der erfindungs gemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt, Fig. 1 is an illustration of the principle of the device according to the Invention, partly in section,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1, wobei sich das einfache Kolbenelement in einer anderen Lage befindet, Fig. 2 is a view similar to Fig. 1, wherein the simple piston member is in a different position,

Fig. 3 eine alternative Ausführung der Vorrichtung mit unter schiedlicher Form des Druckbehälters, Fig. 3 shows an alternative embodiment of the device under schiedlicher shape of the pressure vessel,

Fig. 4 den Druckbehälter in Form eines linearen hy draulischen Motors, Fig. 4 shows the pressure vessel in the form of a linear hy draulic motor,

Fig. 5 den Druckbehälter in Form eines Multiplikators. Fig. 5 shows the pressure vessel in the form of a multiplier.

Der Stößer der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht aus einer hohlen Buchse 1 und einem darin beweglichen Kolben 2. Der wird der Kraft F von einem nicht dargestellten hydrau lischen Arbeitszylinder der Presse ausgesetzt. Die Kol benstange des Arbeitszylinders ist z.B. mittels eines Zapfens mit der hohlen Buchse 1 des Stößers gekuppelt. The ram of the device according to the invention consists of a hollow bushing 1 and a piston 2 movable therein. The force F is exposed by a hydraulic cylinder, not shown, to the press. The Kol benstange of the working cylinder is coupled, for example by means of a pin with the hollow socket 1 of the ram.

Im Innenraum 3 der Buchse 1 befindet sich ein inkompressibles flüssiges Medium. Aus der Buchse 1 führt eine Leitung über ein Ventil 4 in den Druckbehälter 5. lst das Ventil 4 geschlossen, ist das Volumen des mit inkompressiblem Medium ausgefüllten Innenraumes 3 der Buchse 1 konstant. Es kann dann keine relative Bewegung des Kolbens 2 ge genüber der Buchse 1 erfolgen. Das Zusammendrücken des Materials erfolgt dann sowohl in der Zone vor der Ar beitsfläche der Buchse 1, als auch in der Zone vor der Arbeitsfläche des Kolbenelementes 2. Nach dem Erzielen eines vorbestimmten Nennwerts des Druckes im hydraulischen Arbeitszylinder der Presse öffnet sich das gesteuerte Ventil 4. Dadurch wird der Innenraum 3 der Buchse 1 frei gemacht. Infolgedessen vermindert sich die aktive Be rührungsfläche des Stößers, so daß es zur intensiven Ver dichtung des Materials im Bereich der Arbeitsfläche der Buchse 1 kommt. Dabei beginnt das Kolbenelement 2 sich gegenüber der Buchse 1 in entgegengesetzter Richtung zu bewegen. So vermindert sich allmählich der Innenraum 3 der Buchse 1 und das diesen ausfüllende inkompressible Medium - z.B. Öl - wird in den Druckbehälter 5 herausgedrückt.In the interior 3 of the socket 1 there is an incompressible liquid medium. A line leads from the socket 1 via a valve 4 into the pressure vessel 5 . If the valve 4 is closed, the volume of the interior 3 of the socket 1 filled with incompressible medium is constant. There can then be no relative movement of the piston 2 ge compared to the socket 1 . The compression of the material then takes place both in the zone in front of the working surface of the socket 1 and in the zone in front of the working surface of the piston element 2 . After a predetermined nominal value of the pressure in the hydraulic working cylinder of the press has been reached, the controlled valve 4 opens. This clears the interior 3 of the socket 1 . As a result, the active loading area of the pusher is reduced, so that there is intensive sealing of the material in the region of the working surface of the socket 1 . The piston element 2 begins to move in the opposite direction with respect to the bushing 1 . The inner space 3 of the bushing 1 gradually decreases and the incompressible medium filling it - for example oil - is pressed out into the pressure container 5 .

Dabei hat sich gezeigt, daß das zu verdichtende Material den gesamten, durch Einschieben des Kolbenelements 2 in den Innenraum 3 der Buchse 1 freigemachten Raum nicht ausfüllt, sondern daß es lediglich eine Kuppel ausbildet, die in diesen Raum ragt und welche wegen ihrer geringen Höhe gewöhnlich auf dem Paket gelassen werden kann.It has been shown that the material to be compressed does not fill the entire space made free by inserting the piston element 2 into the interior 3 of the socket 1 , but rather that it merely forms a dome which protrudes into this space and which is usually due to its low height can be left on the package.

Fig. 2 zeigt die Buchse 1 und das Kolbenelement 2 in einer relativen Lage, in der das Material in der Zone vor der Arbeitsfläche der Buchse 1 intensiv verdichtet wird. Beim Erzielen des maximalen Wertes des eingestellten Druckes im hydraulischen Arbeitszylinder bleibt die Buchse 1 in Richtung der Kraft F stehen. Während der Rückbewegung der Buchse 1 kommt es zum Öffnen des ge steuerten Ventiles 4, zum Füllen des Innenraumes 3 der Buchse 1 mit dem inkompressiblen Medium und somit zur relativen Bewegung des Kolbenelementes 2 gegenüber der Buchse 1. Nun kann man durch erneute Kraftbeaufschlagung eine Nachverdichtung in der Zone des Kolbenelementes 2 durchführen, bei der das Ventil 4 geschlossen bleibt, das aber auch durch den Druck des kompressiblen, aus dem Druckbehälter 5 gelieferten Mediums ausgeübt werden kann. Fig. 2 shows the bushing 1 and the piston element 2 in a relative position in which the material in the zone in front of the working surface of the bushing 1 is intensively compressed. When the maximum value of the set pressure in the hydraulic working cylinder is reached, the bushing 1 stops in the direction of the force F. During the return movement of the socket 1 there is an opening of the controlled valve 4 , for filling the interior 3 of the socket 1 with the incompressible medium and thus to the relative movement of the piston element 2 relative to the socket 1 . Now, by renewed application of force, a compression can be carried out in the zone of the piston element 2 , in which the valve 4 remains closed, but which can also be exerted by the pressure of the compressible medium supplied from the pressure container 5 .

Der Kolben 7 des Druckbehälters 5, der den aktiven Raum 6 des Behälters von dem Raum für inkompressibles Medium abtrennt, kann durch die Kraft belastet werden, die von einer mechanischen Feder 8 (Fig. 3) dem Luftpolster im aktiven Raum 6 über dem Kolben 7 (Fig. 4) oder vom Druck eines hydraulischen Mediums erzeugt werden kann. Zu die sem Zweck kann der Druckbehälter 5 mittels der Abschlußven tile 11 am Luftverteiler 9 oder am hydraulischen Vertei ler 12 der Presse angeschlossen sein. Für die Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn der Kolben 7 des Druckbehälters 5 mit einem Lagean zeiger 10 versehen ist. So kann man nämlich leicht die Höhe der Kuppel bzw. die Vertiefung im Paket ermitteln, die durch das Kolbenelement 2 des Stößers eventuell ausge bildet worden sind.The piston 7 of the pressure container 5 , which separates the active space 6 of the container from the space for incompressible medium, can be loaded by the force exerted by a mechanical spring 8 ( FIG. 3) on the air cushion in the active space 6 above the piston 7 ( Fig. 4) or can be generated by the pressure of a hydraulic medium. For this purpose, the pressure vessel 5 can be connected to the press by means of the Abschlussven tile 11 on the air distributor 9 or on the hydraulic distributor 12 . For the control of the device according to the invention, it is advantageous if the piston 7 of the pressure vessel 5 is provided with a Lagean pointer 10 . So you can easily determine the height of the dome or the recess in the package, which may have been formed by the piston element 2 of the plunger.

Es ist selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Vor richtung zur Verdichtung von Materialien nicht nur bei der Verarbeitung von Metallschrott eingesetzt werden kann, sondern daß sie zu analogen Zwecken auch in anderen lndu striezweigen benutzt werden kann. Ebenfalls ist die Erfin dung lediglich nicht nur auf die beschriebenen und veran schaulichten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auch technisch äquivalente Lösungen umfassen. It goes without saying that the invention before direction for the compression of materials not only the processing of metal scrap can be used, but that they can also be used in other industries for similar purposes branches can be used. The Erfin is also only not only to the described and applied limited embodiments, but can also include technically equivalent solutions.

List of reference numerals: 1 socket
2 piston element
3 interior
4 closure
5 pressure vessels
6 active room
7 pistons
8 spring
9 air distributors
10 position indicators
11 shut-off valve
12 hydraulic distributors

Claims

1. Device for compacting materials, in particular in the metal scrap industry, which has a movable plunger, characterized in that the plunger consists of a hollow bushing ( 1 ) which is closed from one side and in the interior ( 3 ) of which an incompressible medium is filled and via a valve ( 4 ) with a pressure container ( 5 ) is connected, a piston element ( 2 ) is slidably mounted.

2. Device according to claim 1, characterized in that the space for the pressure container ( 5 ) intended for incompressible medium is closed off by a piston ( 7 ) provided with a position indicator ( 10 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the piston ( 7 ) of the pressure vessel ( 5 ) is loaded with a spring ( 8 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the piston ( 7 ) of the pressure vessel ( 5 ) loading spring ( 8 ) is formed by a compressed air cushion in the active space of the pressure vessel ( 5 ), this space ( 6 ) by means of a closing valve ( 11 ) is connected to an air distributor ( 9 ).

5. The device according to claim 3, characterized in that the piston ( 7 ) loading spring ( 8 ) is mechanical.

6. The device according to claim 2, characterized in that the piston ( 7 ) is exposed to a hydraulic medium in the active space ( 6 ) of the pressure vessel ( 5 ), which space ( 6 ) via a shut-off valve ( 11 ) on a hydraulic distributor (s) ( 12 ) is connected.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the piston element ( 2 ) and / or the bushing ( 1 ) are provided with seals on their contact surfaces.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston element ( 2 ) is designed as a hollow socket, in the interior thereof, which is connected to the interior (3) of the socket ( 1 ) through a bore , another movable piston element is mounted.