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Verfahren und Vorrichtung zur Verlängerung der Preßdauer bei Pressen
mit Kurbel- oder Kniehebelantrieb Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung, um bei Strangpressen mit Kurbel- oder Kniehebelantrieb, insbesondere
zur Herstellung von Braunkohlenbriketten, die Preßdauer zu verlängern, wodurch ein
besseres Brikett bei gegebener Umlaufszahl erzielt wird oder die Umlaufszahl der
Presse erhöht werden kann. Bekanntlich kann bei verschiedenen Kohlensorten die Umdrehungszahl
der Strangpresse nicht über ein bestimmtes Maß hinaus gesteigert werden, weil für
den Preßvorgang eine bestimmte Zeit erfor-, derlich ist, wenn man ein gutes Brikett
erzielen will.
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Um die Preßdauer zu vergrößern, wird die Strangpresse so ausgebildet,
daß auch noch während eines bestimmten Teiles des Rückganges des Pressenbärs ein
Druck auf den Brikettstrang ausgeübt wird.
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Im Gegensatz hierzu wurde bei den bisherigen Strangpressen mit Kurbel-
oder Kniehebelantrieb die Pressung nur während eines Teiles des Vorwärtsganges des
Stempels vorgenommen, dagegen hörte der Preßdruck sofort auf, wenn der Stempel zurückgezogen
wurde.
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Um auch noch während eines Teiles des Rückhubes den Preßdruck aufrecht7uerhalten,
wird der Preßstempel nicht unmittelbar mit den Antriebsteilen, Kurbel- oder Kniehebel,
verbunden, sondern es wird ein unter Druck stehendes Zwischenmittel eingeschaltet,
das eine Verschiebung der Antriebsteile, insbesondere des Pressenbärs, gegenüber
dem Preßstempel in bestimmten Zeitpunkten des Preßvorganges ermöglicht.
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Es ist an sich schon bekannt, in den Antrieb einer Kurbel- oder Kniehebelpresse
ein Zwischenmittel einzuschalten, um dadurch den Preßvorgang zu beeinflussen. Beispielsweise
hat man hierdurch schon die Geschwindigkeit des Stempels bei Beginn der Pressung
verringert. Hierbei hat man sich hydraulischer Zwischenmittel bedient, deren Ausfluß
durch ein von der Presse betätigtes Steuerorgan geregelt wurde. Durch diese Einrichtung
kann man aber nur die Geschwindigkeit des Preßvorganges auf dem Hingang des Preßstempels
beeinflussen, beim Rückgang des Preßstempels hört dagegen die Einwirkung der Einrichtung
auf das Preßgut auf.
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Man hat auch schon in die Antriebsteile des Preßstempels Sicherheitsfedern
oder Rückholfedern eingeschaltet, die eine überbeanspruchung der Presse beim Vorgang
des Preßstempels verhindern oder den Stempel bei seinem Rückweg dann mitnehmen sollten,
<renn sich beispielsweise der Preßling innerhalb der Form verschiebt.
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Im Gegensatz zu diesen Einrichtungen wird nun nach dem neuen Verfahren
bei der Strangpresse in dem Zwischenmittel, seien es Federn oder unter Druck stehende
Flüssigkeiten oder Gase, ein Teil der Preßenergie
aufgespeichert,
um diese beim Rückgang der Antriebsteile, also insbesondere des Pressenbärs, noch
auf den Preßstempel und damit auf das Preßgut zur Einwirkung zu bringen. Durch diesen
beim Rückgang auftretenden Preßdruck wird also das Gefüge des Preßlings noch beeinflußt
und dadurch der Preßling, insbesondere ein Brikett, verbessert.
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Es ist auch noch ein Preßstempel bekannt geworden, bei welchem man
den einen Teil des Stempelquerschnittes unter den Einfluß einer Feder brachte, um
beim Vorgang der Presse einen verschieden starken Druck auf den Rand und den Mittelteil
des Preßlings auszuüben.
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In Abb. i ist die Arbeitsweise der bisher allgemein benutzten Strangpresse
dargestellt, bei der der Preßstempel von der Kurbelwelle durch eine Druckstange
hin und her bewegt wird. Während des Umlaufes der Kurbel ist von I bis II die Füllungsdauer
für das neu einfallende Material, von II bis III die Vorpressung, von III bis IV
die Brikettierung und gleichzeitig der Vorschub des Briketts, von IV bis V der Rücklauf
des Stempels innerhalb der Form und von V bis I die Freigabe des Raumes für die
neue Füllung.
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Von dem ganzen Kurbelkreis und von der ganzen Zeit, die die Kurbel
für eine LTmdrehung gebraucht, wird also etwa nur ein Achtel für die Brikettbildung
und den Vorschub des Briketts ausgenutzt.
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In Abb. 2 ist die Arbeitsweise der gleichen Strangpresse nach dem
neuen Verfahren dargestellt, wobei ein gleich starkes Brikett erzeugt werden soll.
Während des Umlaufes der Kurbel ist hierbei von I bis II der gleiche Füllungsweg
und von II bis III der gleiche Weg für die Vorpressung. Durch Einbau eines nachgebenden
Zwischengliedes erfolgt nun aber die Brikettierung und der Vorschub des Briketts
auf dem langen Kurbelwege von III bis V und bei entsprechender. Ausbildung des Zwischengliedes
eine Nachbrikettierung von V bis VI. Es erfolgt dann' erst der Rücklauf des Stempels
in der Form von VI bis VII und die Freigabe des Raumes für die neue Füllung von
VII bis I, beides wieder in dem gleichen Ausmaß wie in Abb. i.
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Von der ganzen Zeit, die die Kurbel für eineUmdrehung gebraucht, wird
hier, wie aus dem in Abb. 2 veranschaulichten Arbeitsschema hervorgeht, etwa die
Hälfte für die Brikettbildung und den Vorschub des erzeugten Briketts ausgenutzt.
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Die Zeit für die Bildung des Briketts wird also bei diesem Beispiel
von einem Achtel auf die Hälfte der Umdrehungszeit verlängert, also auf den vierfachen
Betrag bei gleicher Umdrehungszahl beider Pressenamen.
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Abb.3 zeigt als Ausführungsbeispiel beispielsweise die Anwendung einer
Feder als nachgiebiges Zwischenmittel, Abb. 4 und 5 die Anwendung eines hydraulischen
Zwischenmittels.
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Der Preßstempel i gemäß Abb. 3 hat einen kolbenartig ausgebildeten
Ansatz 2, der in einer Führung 3 läuft, die mit dem Pressenbär 4 verbunden ist.
Der Kolben a schiebt sich in der Führung 3 hin und her, und die Spannung zwischen
Preßstempel und Pressenbär wird durch die Feder 5 hervorgerufen. Die Bewegung beider
Teile gegeneinander in der einen Richtung ist durch den Anschlag 6 begrenzt. Die
Einrichtung wirkt so länge starr, wie der Druck vor dem Preßstempel i geringer ist
als die Spannkraft der Feder. Wird der Druck auf den Preßstempel größer als die
Spannkraft der Feder, was in dem Augenblick eintreten wird, wo das Brikett vorgepreßt
ist, so bleibt der Preßstempel stehen, während der Bär 4 und damit die Führung 3
ihren Weg fortsetzen. Wenn sich dann die Fläche 7 gegen den Preßstempel legt, so
wird dieser beim letzten Teil der Bewegung mitgenommen.
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Abb. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem ein hydraulisches
Zwischenmittel Verwendung findet.
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Die Arbeitsweise der Presse ist wie in Abb.2 dargestellt, jedoch ist
ein kleinerer Kurbelkreis als in Abb.2 gewählt, um die Abhängigkeit der Brikettierungszeit
von der Größe des Kurbelkreises zu zeigen. Wie aus den Kurbelstellungen hervorgeht,
wird bei diesem Beispiel infolge des kleineren Kurbelkreises nicht ganz die Hälfte
der Umlaufszeit für die Brikettierung ausgenutzt.
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Die Presse arbeitet in folgender Weise: Von dem Zapfen der Kurbelwelle
a wird die Druckstange b angetrieben und bewegt den Zylinder c, der im Pressenrahmen
auf einer - Gleitbahn d gerade geführt wird, hin und her. In den Zylinder c ist
ein Kolben e eingebaut, dessen Innenstellung durch den Boden des Zylinders und dessenAußenstellung
durch die Bolzen f begrenzt ist. An diesem Kolben ist der Preßstempel g befestigt.
Das Innere des Zylinders ist durch den Kanal lt mit dem Druckwindkessel i verbunden
und dieser durch den Kanal h mit dem Rückleitungsraum 1, der durch das Ventil
m mit dem Inneren des Zylinders c in Verbindung steht. Die Öffnung sa bewirkt
die Ableitung des eingesperrten Druckmittels, wenn die äußere Kolbenkante den Kanal
lt abgeschlossen hat. Durch den Bolzen o wird sie so abgedrosselt, daß ein
sanftes Aufsetzen des Kolbens e in seiner Endstellung erfolgt.
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Während des Betriebes der Presse sind die Räume hinter dem Kolben
e und der Windkessel i etwa bis zur Linie p mit Öl oder
einem
anderen Druckmittel gefüllt, und die Spannung im Windkessel i ist so bemessen, daß
der Druck auf den Kolben e ausreicht, den Kolben e bis zur Beendigung der Vorpressung
in seiner vorderen Lage zu erhalten. Steigert sich der Widerstand des zu bildenden
Briketts weiter, so bleibt der Kolben und damit der Preßstempel g durch den Gegendruck
des Briketts stehen, und der Zylinderc schiebt sich, da er zwangläufig von der Druckstange
b angetrieben wird, über den Kolben hinweg und verdrängt das hinter dem Kolben befindliche
Druckmittel durch den Kanal 1a in den Windkessel i. Es tritt dadurch eine Erhöhung
der Spannung im Windkessel und eine Erhöhung des Druckes auf den Kolben e ein, die
bei der Brikettbildung von Vorteil ist.
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Ist der Zylinder so weit über den Kolben geschoben, daß die Kolbenkante
den Kanal lt abdrosselt, so kann das Druckmittel im wesentlichen nur noch durch
die Öffnung yz in den Raum l abströmen. Von diesem Zeitpunkt ab nimmt der Zylinder
bei seiner Weiterbewegung den Kolben und damit den Preßstempel mit, und der Vorschub
des Briketts beginnt.
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Der Kolben ist aber in dieser Stellung mit dem Zylinder nicht zwangläufig
gekuppelt, sondern wird nur durch das Druckmittel mitgenommen, das aber durch die
öffnung ya abströmt. Der Kolben bleibt deshalb mit seiner Geschwindigkeit, die von
dem freigegebenen Durchströmungsquerschnitt abhängig ist, gegen die Vorwärtsbewegung
des Zylinders zurück, bis er seine Endlage erreicht hat und sich gegen den Boden
des Zylinders abstützt. Die Vorschiebung des gebildeten Briketts setzt also früher
ein als bei zwangläufiger Bewegung des Stempels und erfolgt mit geringerer Geschwindigkeit.
Im Totpunkt der Kurbel soll der Kolben seine Endlage erreicht haben, damit sich
das gebildete vorgeschobene Brikett immer an der gleichen Stelle in der Form befindet.
Bei dem nun erfolgenden Rückgang der Kurbel und damit des Zylinders steht der Kolben
durch das sich öffnende Ventil na unter der vollen Spannung im Windkessel und drückt
den Preßstempel mit vollem Druck gegen das gebildete Brikett, und zwar so lange,
bis die Bolzen f die Kupplung mit dem zurückgehenden Zylinder herstellen und der
Kolben von diesem mitgenommen wird. In diesem Zeitpunkt ist die Nachbrikettierung
beendet. Zylinder und Kolben werden nun gemeinsam von der Kurbel bis zum Totpunkt
zurückgezogen, und ein neues Spiel beginnt.
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Die Regelung des Höchstdruckes im Windkessel i gegenüber dem Anfangsdruck
bei ausgeschobenem Kolben erfolgt in einfacher Weise durch Zupumpen oder Ablassen
von Druckmittel, also durch Vergrößerung oder Verkleinerung des mit Gas gefüllten
Raumes.
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Die Bolzen f sind in der Länge verstellbar, um den freien Hub des
Kolbens bei Bedarf verändern zu können. Wird der freie Hub des Kolbens verkleinert,
so vergrößert sich der Stempelweg, und umgekehrt. Der Stempelhub läßt sich dadurch
den Eigenschaften der zu verarbeitenden Kohle und der verlangten Dicke des Briketts
anpassen.
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Wenn der Druck auf den Kolben für seinen Vorschub und für die Nachbrikettierung
nicht oder nur zum Teil durch die vorbeschriebenen Mittel erfolgen soll, so kann
diese Wirkung auch z. B. durch eingebaute Federn g erreicht oder ergänzt werden.
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Beim Anpressen der Presse wird mit geringerem Druck im Windkessel
gearbeitet, bis sich ein entsprechender Pfropfen im Preßkanal gebildet hat, oder
der Kolben wird während dieses Betriebsvorganges in. seine innere Lage gebracht
und darin festgehalten. Die Stellung des Stempels in der inneren Totlage rückt bei
dieser Art des Anpressens entsprechend nach innen, die äußere Stellung bleibt wie
im normalen Betrieb.
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In Abb. 5 ist der hintere Teil des Zylinders c in einer anderen Ausführungsform
dargestellt. Der Raum hinter dem Kolben e ist mit einem Druckmittel gefüllt, ebenso
der Rückleitungsraum L etwa bis zur Linie r.
Beide Räume sind durch
den Kanal s, in den ein Drosselschieber t eingebaut ist, verbunden. Der Rückleitungsraum
Z steht durch die Öffnung n mit der Außenluft in Verbindung. Zwischen Rückleitungsraum
und Kolben ist das Ventil v angeordnet.
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Wird der Zylinder c mit dem Kolben e durch die Druckstange b vorgeschoben
und setzt das zu bildende Brikett dem Preßstempel g und damit dem Kolben e einen
genügenden Widerstand entgegen; so wird der Kolben versuchen, stehenzubleiben. Zylinder
und Kolben sind aber durch das zwischen ihnen befindliche Druckmittel gekuppelt.
Der Kolben müßte demnach der Bewegung des Zylinders in vollem Umfange folgen, wenn
nicht das Druckmittel durch den Drosselschieber t abströmen könnte. Je nach der
Drosselung im Schieber t wird das Druckmittel schneller oder langsamer in den Rückleitungsraumlabfließen,
und dementsprechend wird sich der Kolben schneller oder langsamer seiner inneren
Endlage nähern, bis er sich gegen den Boden des Zylinders abstützt. Es ergibt sich
daraus, daß die Vorwärtsbewegung des Kolbens und damit des Preßstempels langsamer
erfolgt als die des von der Druckstange angetriebenen Zylinders.
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Nach dem Arbeitsschema in Abb. 4 wird der Vorschub des Briketts bei
III beginnen
und im Totpunkt V beendet sein. Es wird demnach bei
dieser Betriebsart ein Viertel des Kurbelkreises für die Brikettbildung und den
Vorschub des Briketts ausgenutzt, also etwa doppelt soviel als bei den bisherigen
Pressen nach Abb. i.
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Die Zeit, die für die Brikettbildung zur Verfügung steht, ist bei
dieser Ausführungsform demnach doppelt so groß wie bisher.
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Zur Nachbrikettierung und zur Bewegung des Kolbens nach seiner äußeren
Totlage steht bei dieser Ausführungsform vom Druckmittel keine Arbeit zur Verfügung,
da die beim Überschieben des angetriebenen Zylinders über den stillstehenden Kolben
geleistete Arbeit nicht, wie in Abb.4, im Windkessel aufgespeichert, sondern durch
Drosselung im Schieber t vernichtet ist. Der Kolben muß deshalb, wie in Abb.4 gezeichnet,
durch Federn f oder eine sonstige Vorrichtung in seine äußere Lage zurückgebracht
werden. Bei dieser Bewegung füllt sich der Raum hinter dem Kolben durch das Ventil
v wieder mit dem Druckmittel. Das Nachströmen des Druckmittels kann dadurch unterstützt
werden, daß die bffnung n im Rückleitungsraum L geschlossen und der Raum unter Druck
gesetzt wird.
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Soll eine Nachbrikettierung auch bei dieser Ausführungsform erfolgen,
so ist dies durch Federn möglich oder durch einen zweiten Kolben, der entsprechend
unter Druck gesetzt wird.
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Die Arbeitsweise dieser Ausführungsart kann auch so eingerichtet werden,
daß der Drosselschieber t gesteuert wird und während des Vorschubes des Briketts
in kurzen Zwischenräumen abwechselnd öffnet und schließt. Das Brikett wird sich
bei dieser Betriebsweise nicht dauernd vorwärts bewegen, sondern ruckweise bei jeder
Schließung des Drosselventils.
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Die gleichen Betriebsweisen wie bei der Ausführungsform nach Abb.5
lassen sich auch bei der Ausführungsform nach Abb.4 erreichen unter Beibehaltung
des Windkessels i und der übrigen Einrichtungen, wenn in den Kanal lt eine
Drosselvorrichtung eingebaut wird. Die Ausführungsform nach Abb. 4 behält dabei
den Vorteil der einwandfreien Nachbrikettierung.