DE4211509A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Ballenpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Ballenpresse mit einem von einander im wesentlichen parallelen Seitenwänden und einem Boden begrenzten, oben zumindest teilweise offenen, einen ver­ schiebbaren Preßstempel aufnehmenden Preßkasten und einem von oben in den Preßkasten mündenden Füllschacht.

Bei insbesondere Papierballenpressen zum Verpressen volu­ minöser Materialien, z. B. großer Kartonagen oder in Zer­ reißern zerkleinerter Akten, werden häufig erheblich ein­ geschränkte Leistungen der Presse in Kauf genommen, was auf die geringen Einfülldichten der genannten Materialar­ ten zurückzuführen ist. Auch gibt es bezüglich der Abmes­ sungen des Materials im Anlieferungszustand große Unter­ schiede; Möbelkartonagen können beispielsweise eine Sei­ tenlänge von bis zu 2 m haben, was eine Vorzerkleinerung erfordert.

Es sind Vorverdichter im Füllschacht bekannt, die von oben, also quer zur Endpreßrichtung auf das Material im Füllschacht einwirken. Abgesehen davon, daß derartige Einbauten die Zuführung behindern, führt diese Vorpreß­ richtung zu schlechter Ballenqualität, insbesondere hin­ sichtlich Form, Stapelbarkeit sowie Transportfähigkeit, was auch die Leistungsfähigkeit bekannter Einrichtungen beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die zu Ballenpressen mit gesteigerter Leistung führen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das Material im Füllschacht von einer beweglichen Wand des Füllschachtes eine Vorpreß­ kraft ausgeübt wird. Durch diese Maßnahme, nämlich eine der Wände des Füllschachtes als horizontal wirkende Vor­ preßwand zu nutzen, läßt sich in überraschend einfacher Weise erreichen, daß bereits vorverdichtetes bzw. -ge­ preßtes Material ungehindert vor den Preßstempel in den Preßkasten gelangt. Dabei ergibt sich eine größere Fül­ lung des Preßkastens und ein schnellerer, die Produktion wesentlich erhöhender Ballenausstoß.

Vor allem dann, wenn nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Material von der rückwärtigen Wand ge­ gen die in Preßrichtung des Preßstempels vordere Wand des Füllschachtes gepreßt wird, so daß die Vorpreßwand in Preßrichtung des nachfolgend "Hauptpreßstempel" genannten Preßstempels im Preßkasten wirkt, braucht dieser nach dem Preßhub nicht in seine Endstellung zurückzufahren, son­ dern nur in eine Stellung, die der im Füllschacht vorge­ preßten Paketabmessung entspricht. Die somit erreichte Zeitersparnis aufgrund der eingesparten Rücklauf- und Vorlaufwege ermöglicht eine Leistungssteigerung der Bal­ lenpresse durch Erhöhung der Anzahl der Preßhübe in der Zeiteinheit. Aufgrund der erfindungsgemäß möglichen, lan­ gen Hubwege der Vorpreßwand in Preßrichtung des Haupt­ preßstempels läßt sich die Füllschachtlänge sowohl bis über die hintere Preßstempelendstellung als auch über die maximale Länge der Einfüllöffnung des Füllschachts hinaus verlängern, so daß das Fassungsvermögen des Füllschachtes vergrößert wird, was sich dann ebenfalls als größere Füllung des Preßkastens und somit als Produkti­ onssteigerung auswirkt.

Wenn vorzugsweise das Vorverdichten im Füllschacht wäh­ rend des Preßhubes des Hauptpreßstempels erfolgt, ist da­ mit eine Zeitspanne gewählt, die den Hauptpreßhub nicht behindert.

Damit sich die leistungssteigernden Maßnahmen voll aus­ schöpfen lassen, wird vorzugsweise die bezogen auf die Preßrichtung des Hauptpreßstempels rückwärtige Wand des Füllschachtes als hin- und herbewegliche Vorpreßwand aus­ gebildet. Eine Ballenpresse mit einer beweglichen, in Richtung der Preßstempelbewegung in mindestens zwei ver­ schiedene Lagen einstellbaren Seitenwand des Füll­ schachtes ist zwar durch die DE-PS 23 08 232 bekanntge­ worden, jedoch übt die einstellbare Füllschachtwand kei­ nerlei Preßkräfte auf das Material aus und wird auch nur bei stillstehender Presse verstellt. Der dort mit der Seitenwandverstellung verfolgte Zweck der Einstellung un­ terschiedlich großer Füllschachtquerschnitte soll es er­ lauben, die durch den Füllschacht in den Preßkasten zu fördernde Altmaterialmenge zu steuern und damit in den Preßkasten je nach der Beschaffenheit des zu verpressen­ den Gutes nur soviel einzufüllen, daß bei der nachfolgen­ den Vorbewegung des Preßstempels das oberhalb des Preß­ stempels in den Füllschacht hineinragende Material pro­ blemlos abgeschnitten werden kann.

Demgegenüber wird das eingefüllte Material erfindungsge­ mäß definiert vorgepreßt, und zwar nicht beliebig, son­ dern vorzugsweise gezielt von hinten nach vorne gegen die in Preßrichtung vordere Füllschachtwand, d. h. genau in derselben Richtung wie beim nachfolgenden Fertigverpres­ sen; die Vorpreßwand läßt sich beliebig weit von der vor­ deren Füllschachtwand entfernen, gegebenenfalls sogar bis über die Endstellung des Hauptpreßstempels hinaus. Das bevorzugte Vorpressen gegen die in Preßrichtung vordere Füllschachtwand führt außerdem zu gleichmäßigen, kanten­ geraden Rechteckballen. Käme der Vorpreßhub beispiels­ weise von oben, würde das Material quer zur End­ preßrichtung expandieren, denn Papier, insbesondere groß­ volumige Pappen, expandiert nach Entlastung entgegen der Preßrichtung. Dadurch würden sich schiefe Ballen bilden, die nicht stapel- und transportfähig sind. Dieser Nach­ teil wird noch dadurch verstärkt, daß das anschließend auf den Preßkastenboden fallende, vorgepreßte Material nur einen Teil der Höhe des Preßkastens ausfüllt, was zu in der Höhe ungleich dichten Ballenquerschnitten mit un­ zureichender Festigkeit und gegebenenfalls zum Auflösen der Ballen führt.

Eine Vorpreßwand, die an ihrem oberen Ende (Kopfende) eine nach innen geneigte Schrägfläche aufweist, unter­ stützt das Einfüllen des zu verpressenden Materials, denn über die Schrägfläche wird das aufgegebene Material ge­ zielt in den Füllraum geleitet, insbesondere bei einer den Füllschachtquerschnitt verkleinernden Stellung der Vorpreßwand.

Wenn die Vorpreßwand nach unten hin den Füllschachtquer­ schnitt erweiternd geneigt verläuft, wird die Entleerung vorverdichteten Materials aus dem Füllschacht in den Preßkasten erleichtert.

Es wird weiter vorgeschlagen, daß die Vorpreßwand über ein Scherensystem an einen Zylinder angelenkt ist, der die erforderliche Vorpreßkraft aufbringt und über das für eine gerade Führung der Vorpreßwand sorgende Scheren­ system gleichmäßig in die Vorpreßwand einleitet.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Zylinder mit seinem kolbenseitigen Ende in Bodennähe des Füllschachtes beweglich gelagert und seine Kolben­ stange mit dem freien Ende eines am Fußende der Vorpreß­ wand angelenkten, ersten Scherenlenkers verbunden und in einer vertikalen Seitenwandnut des Füllschachtes geführt, während ein zweiter Scherenlenker in Bodennähe des Füll­ schachtes angelenkt und mit seinem freien Ende in einer vertikalen, parallel zu der Seitenwandnut verlaufenden Preßwandnut geführt ist. Ein auf diese Weise mit dem Ver­ stellzylinder verbundenes Scherensystem gewährleistet nicht nur eine selbsttätige Geradführung beim horizonta­ len Verschieben der Vorpreßwand, sondern außerdem eine platzsparende, nahezu vertikale Anordnung des Zylinders. Alternativ ist es möglich, bei einer mit einer Geradfüh­ rung versehenen Vorpreßwand die Preßkraft mittels eines direkt an die Vorpreßwand angreifenden Hydraulikzylinders einzuleiten, oder pneumatische bzw. elektrische Antriebe mittels Spindel, Kette oder Kniehebel vorzusehen. Derar­ tige, dem Maschinenbauer ohne weiteres zur Verfügung ste­ henden Antriebe lassen sich allerdings nicht so kompakt und platzsparend einbauen, wie das bei einem Zylinder mit einem erfindungsgemäßen Scherensystem der Fall ist.

Es empfiehlt sich, in den Füllschacht einen Einstoßstem­ pel einzubauen. Der beispielsweise mittels eines pneuma­ tisch oder hydraulisch betriebenen Zylinders auf- und ab­ bewegliche Einstoßstempel ermöglicht es, das zusammenge­ preßte Material ohne Rückzug der Vorpreßwand und damit ohne Reduzierung des Vorpreßdrucks expansionsfrei in den Preßkasten zu drücken.

Wenn der Einstoßstempel in die der Vorpreßwand gegenüber­ liegende Füllschachtwand integriert ist, dort z. B. in Gleitführungen angeordnet ist, beansprucht er keinen den Füllschachtquerschnitt beeinträchtigenden Einbau- und Ar­ beitsraum und läßt sich außerdem kurzhubig ausbilden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfin­ dung näher erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ballenpresse mit einer als bewegliche Vorpreßwand ausgebildeten, in ihre hinterste Endstellung zurückgezogenen Füll­ schachtwand;

Fig. 2 die Ballenpresse gemäß Fig. 1 mit in vorderster Position dargestellter Vorpreßwand; und

Fig. 3 eine Variante einer erfindungsgemäßen Ballen­ presse mit einem in die der Vorpreßwand gegen­ überliegende Füllschachtwand integrierten Ein­ stoßstempel.

Eine Ballenpresse 1, insbesondere zum Verpressen von Pa­ pier, weist einen im Querschnitt rechteckigen Preßkasten 2 auf, der einen durch einen aus einer Kolbenstange 3 und einem Preßzylinder 4 bestehenden hydraulischen Zylinder- Kolbenantrieb hin- und herbewegten, oben mit einem Schneidmesser 10 bestückten Preßstempel 5 aufnimmt. Das zu verpressende Material 6 wird dem Preßkasten 2 über einen von oben in den Preßkasten 2 einmündenden Füll­ schacht 7 zugeführt. Unterhalb des Füllschachtes 7 ist der Preßkasten 2 dazu oben offen, d. h. mit einer Preßka­ stenöffnung 13 versehen. Um zu verhindern, daß das über eine Einfüllöffnung 8 an der Oberseite des Füllschachtes 7 in den Füllraum 9 aufgegebene Material 6 während des Pressens - diese Betriebsphase ist in Fig. 1 dargestellt, in der der Preßstempel 5 in Preßrichtung 11 bereits weit in den Preßkasten 2 vorgerückt ist - in den Bereich hin­ ter dem Preßstempel 5 fällt, ist oberseitig am Preßstem­ pel 5 eine rückwärtsragende Platte 12 angebracht, welche die Preßkastenöffnung 13 bei vorgeschobenem Preßstempel 5 in dem hinter ihm liegenden Bereich verschließt.

Die der vorderen Füllschachtwand 14 gegenüberliegende, rückwärtige Wand des Füllschachtes 7 ist als Vorpreßwand 15 ausgebildet und zwischen den beiden Seitenwänden 16 des umfangsgeschlossenen Füllschachtes 7 in Preßrichtung 11 beweglich angeordnet. Die in ihre rückwärtige, über die maximale Länge L der Einfüllöffnung 8 hinausreichende Endstellung zurückgezogene Vorpreßwand 15 ist in Fig. 1 dargestellt. Während des Endpressens des in den Preßka­ sten 2 eingefüllten Materials 6 zu Ballen 29, die inner­ halb des Preßkastens mit bekannter Technik verschnürt werden, kann der Füllraum 9 des Füllschachtes 7 mit neu zu verpressendem Material 6 befüllt und noch während des Ballenpressens mittels der Vorpreßwand 15 zu Paketen vor­ verdichtet werden, die nach dem Zurückfahren des Preß­ stempels 5 über die dann freiwerdende Preßkastenöffnung 13 in den Preßkasten 2 fallen. Das Vorverdichten kann auch synchron mit dem Endpressen erfolgen.

Der Preßstempel bzw. Hauptpreßstempel 5 braucht nach dem Preßhub nicht in seine Endstellung zurückzufahren, son­ dern nur in eine Stellung unterhalb der Vorpreßwand 15 in ihrer in den Füllschacht eingefahrenen Vorpreßstellung, wie in Fig. 2 dargestellt. Die damit verbundene Zeiter­ sparnis - Rücklauf- und Vorlaufweg verkürzen sich ent­ sprechend - läßt sich für eine Leistungssteigerung der Ballenpresse durch Erhöhung der Anzahl der Preßhübe in der Zeiteinheit ausnutzen. Weiterhin wird aus Fig. 2 deutlich, daß mit der eine von oben nach unten, d. h. zur Preßkastenöffnung 13 hin zum Zwecke reibungsloser Entlee­ rung nach außen divergierende Stirnfläche 17 aufweisenden Vorpreßwand 15 der Öffnungsquerschnitt des Füllschachtes 7 bzw. des Füllraumes 9 gewünscht verändert werden kann, nämlich je nach Stellung der Vorpreßwand 15. Weiterhin besitzt die Vorpreßwand 15 an ihrem Kopfende eine nach innen geneigte Schrägfläche 18, die bei einer vorgefahre­ nen, unterhalb der Einfüllöffnung 8 in den Füllraum 9 des Füllschachtes hineinragenden Position der Vorpreßwand 15 (vgl. Fig. 2) das über die Einfüllöffnung 8 eingefüllte Material 6 in den Füllraum 9 leitet.

Zum Bewegen sowie insbesondere zum Aufbringen der erfor­ derlichen Vorpreßkraft und Geradeführen der Vorpreßwand 15 ist ein Hydraulikzylinder 19 über ein zwei Scherenlen­ kerpaare 20, 21 aufweisendes Scherensystem 22 mit der Vorpreßwand 15 verbunden. Eine platzsparende, nahezu ver­ tikale Einbaulage des Zylinders 19 - und zwar auch in den Endstellungen der Vorpreßwand 15 - bei gleichzeitig guter Kraftübertragung zum Vorpressen des Materials 6 und gerader Führung der Vorpreßwand 15 wird dadurch erreicht, daß das kolbenseitige Zylinderende mit einem Lagerauge 23 in Bodennähe des Füllschachtes 7 beweglich gelagert und die Kolbenstange 24 des Zylinders 19 mit einer Führungs­ traverse 25 verbunden ist, die sich am oberen Ende des außerdem am Fußende der Vorpreßwand 15 angelenkten, er­ sten Scherenlenkerpaars 20 befindet und beidseitig in dem Kopfende des Füllschachtes 7 zugewandten vertikalen Sei­ tenwandnuten 26 des Füllschachtes 7 geführt ist. Das zweite Scherenlenkerpaar 21 ist einerseits in Bodennähe des Füllschachtes 7 angelenkt und andererseits mit einem Führungsbolzen 27 in vertikalen, parallel zu den Seiten­ wandnuten 26 verlaufenden Preßwandnuten 28 geführt, die in den Seitenwangen der Vorpreßwand 15 angeordnet sind.

Damit sich das im Füllschacht 7 zusammengepreßte Material ohne Rückzug der Vorpreßwand 15 expansionsfrei in den Preßkasten 2 drücken läßt, ist bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ein Einstoßstempel 30 gleitbeweglich in Gleitfüh­ rungen 31 der Füllschachtwand 14 angeordnet. Er wird von einem Zylinder 32 zum Einstoßen des Materials 6 in den Preßkasten 2 in Pfeilrichtung 33 auf- und abbewegt. Da der Einstoßstempel 30 in seiner Ausgangsstellung bis zum Fußende des Füllschachtes 7 bzw. der Füllschachtwand 14 abgesenkt ist, braucht der Zylinder 32 nur kleine Hubwege zurückzulegen.

Durch Beaufschlagen des Zylinders 19 wird nicht nur die Schere des Scherensystems 22 mehr (vgl. Fig. 2) oder we­ niger weit (vgl. Fig. 1) geöffnet und die Vorpreßwand 15 damit in eine den Öffnungsquerschnitt des Füllraums 9 des Füllschachtes 8 verkleinernde oder vergrößernde Stellung bewegt, sondern über die einen großen Hub erlaubenden Scherenlenkerpaare 20, 21 außerdem die zum Vorpressen des Materials 6 im Füllschacht 7 erforderliche Preßkraft in die Vorpreßwand 15 eingeleitet. Die Vorpreßwand 15 ver­ dichtet das Material 6 dabei in Preßrichtung 11 gegen die vordere Stirnwand 14 des Füllschachtes 7.

Claims (12)

1. Verfahren zum Betreiben einer Ballenpresse mit einem in ihren Preßkasten mündenden Füllschacht, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Material im Füllschacht von einer beweglichen Wand des Füllschachtes eine Vorpreßkraft ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material von der rückwärtigen Wand gegen die in Preßrichtung des Preßstempels vordere Wand des Füllschachtes gepreßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorpreßkraft während des Preßhubes des Preßstempels ausgeübt wird.

4. Ballenpresse mit einem von einander im wesentlichen parallelen Seitenwänden und einem Boden begrenzten, oben zumindest teilweise offenen, einen verschiebba­ ren Preßstempel aufnehmenden Preßkasten und einem von oben in den Preßkasten mündenden Füllschacht, dadurch gekennzeichnet daß zumindest ein Teil einer Füll­ schachtwand als hin- und herbewegliche Vorpreßwand (15) ausgebildet ist.

5. Ballenpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die bezogen auf die Preßrichtung (11) des Preß­ stempels (5) rückwärtige Wand des Füllschachtes (7) als Vorpreßwand (15) ausgebildet ist.

6. Ballenpresse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorpreßwand (15) an ihrem oberen Ende (Kopfende) eine nach innen geneigte Schrägfläche (18) aufweist.

7. Ballenpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Vorpreßwand (15) nach unten hin den Füllschachtquerschnitt erwei­ ternd geneigt verläuft.

8. Ballenpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Vorpreßwand (15) über ein Scherensystem (22) an einen Zylinder (19) angelenkt ist.

9. Ballenpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenseitige Zylinderende in Bodennähe des Füllschachtes (7) beweglich gelagert und die Kolben­ stange (24) des Zylinders (19) mit dem freien Ende eines am Fußende der Vorpreßwand (15) angelenkten er­ sten Scherenlenkers (20) verbunden und in einer ver­ tikalen Seitenwandnut (26) des Füllschachtes (7) ge­ führt ist, während ein zweiter Scherenlenker (21) in Bodennähe am Füllschacht (7) angelenkt und mit seinem freien Ende in einer vertikalen, parallel zu der Sei­ tenwandnut (26) verlaufenden Preßwandnut (28) geführt ist.

10. Ballenpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Vor­ preßwand (15) größer als die Länge (30) der Einfüll­ öffnung (8) ist.

11. Ballenpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, gekennzeichnet durch einen Einstoßstempel (30) im Füllschacht (7).

12. Ballenpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net daß der Einstoßstempel (30) in die der Vorpreß­ wand (15) gegenüberliegende Füllschachtwand (7) inte­ griert ist.