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Die
Erfindung betrifft eine Kanalballenpresse nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Kanalballenpressen für Altpapier und sonstiges Abfallmaterial sind
wesentliche Einrichtungen für
eine wirksame Verwertung von Abfällen,
die als voluminöse,
lose Massengüter
zusammenkommen und zur Lagerung, Beförderung und Weiterverarbeitung
in eine kompakte und gute handhabbare Ballenform gebracht werden
sollen. Bei diesen Pressen handelt es sich meistens um hochleistungsfähige Vorrichtungen
mit Kanalquerschnitten für
die kontinuierlich hintereinander herzustellenden Ballen bis zu
einem Quadratmeter und mit Pressendrücken bis zu 1000 Tonnen.
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Trotz
dieser beträchtlichen
Dimensionen und Kräfte
weisen Kanalballenpressen der hier betrachteten Art Problemzonen
auf, aus denen heraus Betriebsstörungen
erwachsen, die von den Reparaturkosten und dem Leistungsausfall
her teuer werden können.
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In
der
DE 34 35 126 C2 ist
bereits ein kritischer Bereich einer solchen Kanalballenpresse mit dem
Grenzbereich zwischen Einfüllschacht
und Preßkanal angesprochen
worden. Während
die Boden- und Seitenwände
als bündige
Fortsetzungen der Boden- und Seitenwände des Preßkastens ausgebildet werden
können
und dem in den Preßkanal einzuschiebenden
Material keine Hindernisse bieten, gibt es am Anfang des Preßkanals
deckenseitig eine systembedingte Endkante, an der beim Vorschub des
Preßkolbens
eine Trennung zwischen dem in den Preßkanal gelangenden und dem
im Einfüllschacht
verbleibenden Material erfolgen muß. Hierzu dienen beispielsweise
Schneidkanten an einem einlaufseitig die Decke des Preßkanals
abschließenden Schneidbalken
und an der Preßflächen-Oberkante des
Preßstempels
mit gegenseitiger Scherwirkung und andere unterstützende Maßnahmen,
wie in der vorgenannten Patentschrift erläutert.
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Der
Preßstempel
fährt nach
dem Passieren des Schneidbalkens mit seiner Preßfläche typischerweise noch über einen
vorgegebenen, nicht unbeträchtlichen
Hub in den Preßkanal
hinein. Wenn etwa ein Ballen mit mehreren Verdichtungshüben gebildet wird,
sollen die je Hub entstehenden Teilballen im Preßkanal verfestigt zurückgehalten
bleiben und nicht etwa wieder nach Entlastung von dem Pressendruck
auseinanderfallen. Bei Fertigstellung eines Ballens soll auch die üblicherweise
im Bereich des Preßkanals
eingerichtete Abbindevorrichtung Abbindedrähte durch den Preßstempel
hindurch (zum Austritt durch Schlitze in der Preßfläche) hindurchführen können. Auch
dies verlangt, daß der
Preßstempel weit
genug in den Preßkanal
hineinfährt.
Schließlich lassen
sich auch die verfügbaren
Druckkräfte
des Preßstempels
besser ausnutzen, wenn die zur Scherwirkung der Schneidkanten benötigten Kräfte nicht
bereits mit hohen Kräften
aus dem Widerstand des komprimierten Materials überlagert sind. Günstiger
ist es, wenn die hohe Verdichtung eines Teilballens mit den entsprechenden
Gegenkräften
erst dann eintritt, wenn der Schervorgang abgeschlossen ist. Auch
dies führt
dazu, daß der
Preßstempel
in seiner vorderen Endstellung um einen beträchtlichen Hub in den Preßkanal hineingefahren
wird.
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Bei
bestimmten zähelastischen
Materialien, insbesondere bei dünnen,
hochfesten Kunststoffolien im Abfallmaterial, können sich schwerwiegende Probleme
in dem Spalt zwischen Preßstempel
und Preßkanaldecke
ergeben. Die Breite bzw. Höhe
dieses Spalts ist herkömmlich
durch einen konstruktionsbedingten Minimalabstand der Schneidkanten
voneinander bestimmt, der lediglich ein störungsfreies Passieren der Schneidkanten
sicherstellt und sich durch Abnutzung im Betrieb nur geringfügig aufweiten
soll. Leicht reißbares
Material wie Papier läßt sich
dabei gut trennen, während
zähelastische
dünne Folien eher
gereckt werden und sich zähelastisch
durch den Bewegungsspalt hindurchziehen, um bei der Rückbewegung
des Preßstempels
massierte Aufstauungen zu bilden, die leicht zu nicht mehr überdrückbaren
Blockierungen führen.
Ohne weiteres ersichtlich ist, daß die Reparatur (und der Betriebsausfall)
einer Kanalballenpresse nach einem solchen Festfahren kostspielig
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kanalballenpresse zu schaffen, die einen
störungsarmen
Betrieb, insbesondere einen Dauerbetrieb, auch dann zuläßt, wenn
das zu verpressende Material Kunststoffolien oder sonstige zähe und elastische
Bestandteile enthält,
ohne daß dazu
aufwendige und komplizierte Einrichtungen an der Presse, hohe zusätzliche Leistungen
oder zusätzliche
Kontroll- oder War tungsarbeiten benötigt werden.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe, von einer Kanalballenpresse nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ausgehend, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Eine
Erweiterung des Bewegungsspalts zwischen Preßstempel und Preßkanal-Decke
schafft einen Ausweichraum für
zunächst
gereckte bzw. elastisch gedehnte Folien und dergleichen zähe Materialien,
die teils eine bei der elastischen Dehnung erfahrene Querkontraktion
nach dem Entspannen wieder rückbilden
bzw. sich beim Zurückfahren
des Preßstempels
aus der glatten gestreckten Lage in unkontrollierbar gefaltete und
gestauchte Verwerfungen begeben. Mit einem Ausweichraum bleiben
auch diese Materialbestandteile locker und nachgiebig und gehen
insbesondere nicht in eine blockierende Preßlage über.
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Nun
kann ein solcher Ausweichraum nicht einfach dadurch geschaffen werden,
daß insgesamt ein
größerer Abstand
zwischen dem bewegten Preßstempel
und den feststehenden Teilen des oberen Preßkanals vorgesehen wird. Dies
hieße,
die Wirkung der Schneidkanten aufzugeben, so daß auch zuvor gut zu verarbeitendes
Material wie Papier Schwierigkeiten bereiten würde, die man schon früher ausgeräumt hat. Überdies
würde bei
einer durchgehenden Vergrößerung des
Bewegungsspiels zwischen Preßstempel
und Preßkanal-Decke
auch ggf. ein dickerer und massiverer Strang von Kunststoffolien
in diesen Spalt hineingelangen, so daß der Ausweichraum für diese
nicht ausreicht. Wesentlich ist also, daß der Abstand der Schneidkanten
voneinander in der herkömmlichen
Weise beibehalten bleibt, daß der
Ausweichraum also erst dahinter, im Inneren des Preßkanals
gebildet ist.
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Hierbei
zeigt sich auch, daß das
Abgehen von dem bisher als zweckmäßig angesehenen glatten und
bündigen Übergang
des Schneidbalkens in die Deckenfläche des Preßkanals zusätzliche Vorteile bildet, indem
zum einen eine auch nach hinten wirkende Schneidkante ausgebildet
werden kann, die beim Zurückfahren
mitgeschleiftes zähelastisches Material
abstreift und trennt.
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Weiterhin
bildet eine dabei vorzusehende Kante neben der Schneidenwirkung
auch einen Rückhalteeffekt.
Schon bei herkömmlichen
Kanalballenpressen sind teilweise Rückhaltefinger vorgesehen worden,
die unter Federandruck durch die Seitenwände des Preßkastens bzw. des Preßkanals
hindurch nach innen vorstanden und eine Sperrwirkung ausübten, so
daß das
im Preßkanal
verdichtete Material nach dem Rückzug
des Preßstempels
gehindert wurde, sich rückwärts zum
Preßkasten
hin auszudehnen. Diese Rückhaltefinger
sind allerdings relativ kompliziert im Aufbau und in der Anordnung. Darüber hinaus
stellen die für
die Rückhaltefinger vorzusehenden Öffnungen
in den Preßwänden Problembereiche
dar, in denen sich Abfallmaterial festsetzen kann oder durch die
Abfallmaterial nach außen
dringt und lästige
Verschmutzungen im Umfeld einer solchen Presse erzeugt. In einem
Zuge mit der Bildung von Ausweichräumen geschaffene Rückhaltevorsprünge wie
etwa eine rückseitige
Kante des Schneidbalkens, stellen also eine willkommene Alternative
zu herkömmlichen
Rückhaltefingern
dar.
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Der
Rückhalteeffekt
kann weiterhin durch besondere Rückhalteelemente,
insbesondere Rückhalteleisten
verbessert werden, die in dem Ausweichraum angeordnet werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
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1 Schnitt
nach Linie I-I in 3 durch eine Kanalballenpresse
in Seitenansicht,
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2 Schnitt
entsprechend 1 bei anderer Arbeitsstellung
und
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3 Schnitt
nach Linie III-III in 2.
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Die
in der Zeichnung insgesamt mit 1 bezeichnete Ballenpresse
umfaßt
feststehende Gehäuseteile,
die einen Einfüllschacht 2,
einen Preßkasten 3 unterhalb
des Einfüllschachts 2 und
einen horizontal an den Preßkasten 3 anschließenden Preßkanal 4 einschließen sowie
einen Preßstempel 5,
der, durch einen Preßstempelantrieb 6 vorbewegt,
zwischen einer in 1 dargestellten hinteren Endstellung
und einer in 2 dargestellten vorderen Endstellung
horizontal verfahrbar ist. In 1 und 2 ist
lediglich das bereits verpreßte
Abfallmaterial, nicht aber das lose Material dargestellt, das sich
zumindest im unteren Teil des Einfüllschachts 2 anhäuft und
in der Ausgangsstellung gemäß 1 auch
den Preßkasten 3 füllt.
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Der
Preßstempel 5 weist
eine vorderseitige Preßfläche 7 auf,
die durch Abbindeschlitze 8 – hier für eine horizontale Abbindung – unterbrochen
ist und die oberseitig mit einer Schneidkante 9 abschließt. Die
Schneidkante 9 bildet den vorderen Abschluß einer
Preßstempeloberseite 10,
die so weit nach hinten geführt
ist, daß sie
den Einfüllschacht
in der vorderen Endstellung des Preßstempels unterseitig abschließt (2).
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Die
Schneidkante 9 wirkt mit einer feststehenden Schneidkante 11 eines
Schneidbalkens 12 zusammen, der zwischen einer senkrechten
Stirnwand 13 des Einfüllschachts
und einer Deckenfläche 14 des
Preßkanals 4 liegt.
Zwischen beiden Schneidkanten 9, 11 ist in der
Höhe lediglich
ein schmaler, konstruktiv für
das Bewegungsspiel erforderlicher Spalt belassen, der eine gute
Scherwirkung ermöglicht.
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Dieser
auch bei herkömmlichen
Ballenpressen vorzusehende minimale Spalt ist allerdings nur im
Bereich der Schneidkante erforderlich und wird in dem dahinterliegenden
Bereich der Deckenfläche 14 nur
zum kleineren Teil beibehalten. Ansonsten ist die Deckenfläche zur
Ausbildung von Ausweichräumen weit über das
Maß für den Scherspalt
nach oben von der Höhe
der Preßstempeloberseite 10 abgesetzt. Wie
aus der Zeichnung ersichtlich, wird der Abstand hauptsächlich durch
ein Deckenblech 15 bestimmt, dessen Unterseite, die Deckenfläche 14,
zumindest 15 mm oberhalb der Oberseite 10 des Preßstempels 5 liegt.
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Nach
vorne hin werden damit entstehende Ausweichräume 16, 17, 18, 19 durch
den Schneidbalken 12 begrenzt, dessen Unterfläche 20 bündig mit
der Schneidkante 11 abschließt und der darüber hinaus
rückwärtig eine
zweite Schneidkante 21 bildet, wozu die Schneidkante 21 zumindest
rechtwinklig, im dargestellten Ausführungsbeispiel sogar spitzwinklig
geschärft
ist.
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Die
Ausweichräume 16, 17, 18, 19 sind
untereinander noch einmal durch Rückhalteelemente in Form von Rückhalteleisten 22, 23, 24 abgeteilt,
die unterseitig bündig
mit dem Schneidbalken 12 abschließen und damit den Scherspalt-Abstand
zur Schneidkante 9 des Preßstempels einhalten, einenends
an die Unterfläche 20 des
Schneidbalkens 12 anschließen und anderenends mit scharfer
Stirnkante 25 in einem Bereich enden, der bei der vorderen Endstellung
des Preßstempels
(2) hinter der Preßfläche 7 (zum Preßkasten 3 hin)
liegt.
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Weitere
Rückhalteleisten 26, 27 liegen
in paralleler Ausrichtung und gleicher Länge zu den Rückhalteleisten 22, 23, 24 in
den Innenkanten des Preßkanals
zwischen Seitenwänden 28, 29 und
dem Deckblech 15. Zwischen diesen Rückhalteleisten bleibt aber
ein überwiegender
freier Zwischenraum für
die Ausweichräume 16, 17, 18, 19.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
der Kanalballenpresse im Bereich der Preßkanal-Decke hinter der Schneidkante 11 trägt besonderen
Problemen Rechnung, wie sie bei der Verarbeitung von Preßgut mit
zähen,
elastischen und dünnen
Materialien, insbesondere mit Kunststoffolien, auftreten. Die 2 veranschaulicht,
daß der
Preßstempel 5 mit
einem beträchtlichen
vorgegebenen Hub 30 unter der Schneidkante 11 hindurch
in den Preßkanal 4 hineinfährt. Dies
dient dazu sicherzustellen, daß das
verpreßte
Material auch mit einer gewissen Entspannung und Lockerung nach
dem Zurückfahren
des Preßstempels
nicht auseinander- und zurückfällt, daß Abbindevorrichtungen
im Bereich des Preßkanals 4 hinter
der Preßfläche 7 durch
die Abbindeschlitze 8 hindurchfahren können, um Abbindedrähte an einen
fertiggestellten Ballen anzulegen und daß bei einem Preßhub die
hohe Belastung des Preßstempelantriebs
beim Abschervorgang nicht mit den hohen Kräften am Ende des Verdichtungsvorgangs zusammenfallen.
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Diesem
Hub 30 entsprechend ergibt sich aber auch zwischen Preßstempel 5 und
Deckenblech 15 ein großflächiger,
insbesondere in Preßrichtung langer
Zwischenspalt.
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Im
Betrieb der Presse wird Preßgut
durch den Preßstempel 5 gegen
die Schneidkante 11 bewegt und gelangt dann teils in den
Preßkanal 4,
teils, nach oben ausweichend, in den Einfüllschacht 2. Soweit
dabei leicht reißbares
Material wie etwa Papier der Scherwirkung der Schneidkanten 9 und 11 ausgesetzt
ist, tritt normalerweise eine Trennwirkung auf. Solches Preßgut wird
dann weiter in den Preßkanal 4 hineingeschoben
und kann sich auch hinter dem Schneidbalken 12 in die Ausweichräume 16, 17, 18 und 19 ausdehnen.
Die Endphase des Preßvorgangs mit
hohen Drücken
führt aber
dazu, daß das
Preßgut über die
gesamte Preßkanalhöhe hin hochverdichtet wird.
Beim Zurückfahren
des Preßstempels 5 versucht
das Preßgut,
sich zu entspannen und zum Preßkasten 3 hin
elastisch auszudehnen, doch stößt es dabei
an die Stirnkanten 25 der Rückhalteleisten 22, 23, 24, 26 und 27,
die den bereits gebildeten Teilballen am Rand fixieren und damit – unter
einer druckfesten Brückenbildung
des hochverdichteten Materials – auch
in der übrigen
Fläche
halten.
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In 1 ist
veranschaulicht, daß sich
das verdichtete Preßgut
zwar in begrenztem Maße
wieder entspannt, aber von den Rückhalteleisten
gehalten bleibt.
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Noch
bedeutsamer ist die Funktion der Ausweichräume 16, 17, 18 und 19 dann,
wenn das Preßgut
zähe und elastische
Bestandteile enthält,
etwa Kunststoffolien, aber auch Textilien, feste Bänder, Fäden oder
Fasern und dergleichen. Diese lassen sich von den Schneidkanten 9 und 11 oft
nicht schneiden oder reißen,
sondern durchziehen dann den Zwischenraum zwischen dem Preßstempel 5 und
der Decke des Preßkanals über die
Länge des
Hubs 30, um mit der Rückbewegung
des Preßstempels
zuvor erlittene elastische Querschnittsverengungen aufzugeben oder
sich zusammenzuschieben. Dies führt herkömmlich zu
schwerwiegenden Betriebsstörungen
oder gar Schäden
an der Presse. Die hier geschaffenen Ausweichräume, die das freie Volumen zwischen
Preßstempel 5 und
Preßkanaldecke
insgesamt um ein Vielfaches gegenüber dem vergrößert, das
bei einer durchgehenden Spaltweite in der Weite des Scherspalts
vorhanden wäre,
erlaubt es, daß auch
solche kritischen Materialien ausweichen können und damit nachgiebig bleiben.
Blockierungen lassen sich dadurch verhindern, ohne daß sonstige Schwierigkeiten
in der Pressenfunktion oder konstruktiv aufwendige Gestaltungen
in Kauf genommen werden müßten.
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Die
in den Preßkanal 4 hineinweisenden Kanten
der Rückhalteleisten 22, 23, 24, 26,
und 27 wie auch die nach hinten gerichtete Schneidkante 21 des
Schneidbalkens tragen dazu bei, zähelastisches Material daran
zu hindern, sich beim Rückfahren
des Preßstempels 5 in
den verbleibenden engen Bereich am Schneidbalken 12 hineinzuziehen.
Auch sonstige Materialien werden von diesen Kanten gehalten oder aber
gerissen.
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Vorteilhaft
ist auch, daß die
Abbindeschlitze 8 waagerecht geführt sind. Gegenüber der
in der Praxis gleichfalls häufig
anzutreffenden vertikalen Ausrichtung der Abbindeschlitze vermeidet
dies, daß sich
zähe und
elastische Preßgutanteile
oberseitig in die Abbindeschlitze hineinziehen und Störungen in diesem
Bereich verursachen.
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Es
versteht sich, daß die
Rückhalteelemente nicht
zwingend in Form von bündig
an einen Schneidbalken anschließenden
und nach hinten durchlaufenden Rückhalteleisten
ausgebildet sein müssen. Grundsätzlich sind
einzelne, insbesondere schräg
in den Preßkanal 4 hineinweisende
Sperrelemente möglich.
Die vorliegende glattere Ausführungsform vermeidet
jedoch Flächen
der Rückhalteelemente, die
der Preßstempelbewegung
entgegenstehen könnten.
Alle Stirnflächen,
sowohl am Schneidbalken 12 wie auch an den Rückhalteleisten,
sind in Preßrichtung
weisend. Es versteht sich weiterhin, daß die Rückhalteleisten nicht zwingend
die in 3 ersichtliche Rechteck-Querschnittsform aufweisen
müssen. Selbstverständlich können Querschnitte
in Dreieck-, Trapez- oder Halbrundform zur Vermeidung schmutzanfälliger scharfer
Innenwinkel vorgesehen werden, doch stellt die Rechteck-Form von der Herstellung
her eine elementare Gestaltung dar. Die Rückhalteleisten 22, 23, 24, 26 und 27 sind
zweckmäßig aufgeschraubte
Stahlelemente, was die Fertigung vereinfacht, aber auch ein Auswechseln
im Reparaturfall erleichtert.