EP1171284B1 - Verfahren zur brikettierung von metallspänen und brikettierpresse - Google Patents

Verfahren zur brikettierung von metallspänen und brikettierpresse Download PDF

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EP1171284B1
EP1171284B1 EP00934886A EP00934886A EP1171284B1 EP 1171284 B1 EP1171284 B1 EP 1171284B1 EP 00934886 A EP00934886 A EP 00934886A EP 00934886 A EP00934886 A EP 00934886A EP 1171284 B1 EP1171284 B1 EP 1171284B1
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press
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metal chips
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briquette
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Michael Schaaf
Walter Fischer
Harald Pechtel
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Metso Lindemann GmbH
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Metso Lindemann GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for briquetting metal chips and a Briquetting press to carry out the process.
  • the possibly double-acting briquetting presses on the one hand produces a compact which has a particularly high compression, that of the actual metal density comes close and on the other hand achieves a high power throughput, so that a Optimal between high density and high performance is achieved.
  • Compared to the single-sided presses can also have longer briquettes be produced because the theoretically still feasible stroke lengths are practical mechanical engineering and manufacturing must be kept limited.
  • EP-A-0 367 859 a method and a Briquetting press for the production of dimensionally stable briquettes from chip, fibrous, dusty or sheet-like pressed material is known, after which the pressed material first fed to a pre-compression piston and from this in a Receiving chamber is pre-compressed and at right angles to it moving plunger is further compressed in a molding box.
  • This invention provides that the exact detection of End position of the plunger or pre-compressor piston the fluctuations compensate almost completely in the pressed material and at the same time the intended one Let the drive power of the press be used with high efficiency.
  • US-A-5,326,511 teaches one similar to the aforementioned document Solution, being in the synopsis of the characteristics of this genus of Presses arranged on the principle of perpendicular to each other Pre-compressors and final compressors work, there are no solutions for that in a press bushing against each other, a completely represent another type of press with other functional processes.
  • the invention is based on the object, while maintaining the initially advantageous functional sequence described above, of specifying a method in which a higher mass throughput of metal chips to be pressed is possible by utilizing the achievable desired length of the briquette by means of improved metering of the metal chips for a maximum filling volume in the press bushing. Furthermore, there is the task of equipping a briquetting press for carrying out the method with suitable technical means which bring about an improved metering of the metal chips.
  • the invention aims to produce stable briquettes.
  • the invention is intended to relate exclusively to the type of press refer to only one press bush with opening for the radially assigned Dosing device with tamper, which is also a closing device for the opening is in the press bush, two guided in this press bush Press ram with piston rods and one of these assemblies and associated Have the frame, frame or housing that receives the pressure generator.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration a double-acting briquetting press, each with two rams 1, 2, piston rods 3, 4 and measuring devices 5, 6, but the invention is also based on single-acting, i.e. equipped with a press ram, a piston rod and a measuring device Briquetting presses applicable.
  • the briquetting press is a dosing device Upstream 9, of which the metal chips by means of a rammer 8 a press bush 11 are supplied, in which, through the interaction of the press rams 1, 2 the compact 12 is formed as a briquette.
  • a control circuit 15 belonging to the briquetting press consists of the measuring devices 5, 6, a logic module 7, a controller 13 and actuators 10, 17 (Fig. 2).
  • FIG. 2 the schematically represented functions of compact density 16.1, Press length 16.2, press pressure 16.3 and supply quantity 17.1 and press pressure 17.2 regulated.
  • the compact length L achieved is measured by means of the measuring devices 5, 6 integrated on the piston rods 5, 6, this measured value is compared with a target value L target and then a difference value ⁇ certainly.
  • the amount or mass of the metal chips to be fed from the metering device 9 is defined according to the desired length L target of the compact 12 , the fill level is then set in the metering device 9 and the corresponding amount or mass is supplied by the tamper 9. This process can be repeated until the final pressure P max or the required pressure P erf and the target value L should have reached the length of the briquette or compact 12.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brikettierung von Metallspänen und eine Brikettierpresse zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Es sind schon Brikettierpressen gemäß DE-A-40 39 788 bekannt geworden, in denen die Verpressung der Metallspäne mittels mindestens eines Preßstempels in einer Preßbuchse, der die Metallspäne über eine radial zur Preßbuchse zugeordnete Dosiereinrichtung mit einem Stampfer zugeführt werden, zu Briketts erfolgt. Der Verfahrensablauf dabei ist wie folgt:
  • Stampfer vorfahren, Füllen und Verschließen der Preßbuchse,
  • Preßstempel vorfahren und Förderung der Metallspäne in den Preßabschnitt der Preßbuchse,
  • Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch mindestens einen Preßstempel bis zur Erreichung des Enddruckes Pmax bzw. erforderlichen Druckes Perf,
  • ggf. Zurückfahren eines zweiten Preßstempels und Ausstoßen des fertigen Preßlings als Brikett durch den ersten Preßstempel und
  • ersten Preßstempel zurückfahren und ggf. zweiten Preßstempel vorfahren in die Ausgangsposition.
Gegenüber den herkömmlichen Brikettierpressen wird mit den eingangs charakterisierten, ggf. doppeltwirkenden Brikettierpressen einerseits ein Preßling erzeugt, der eine besonders hohe Verdichtung aufweist, die der eigentlichen Metalldichte nahekommt und andererseits ein hoher Leistungsdurchsatz erzielt, so daß ein Optimum zwischen hoher Dichte und hoher Leistung erreicht wird. Gegenüber den einseitig wirkenden Pressen können darüber hinaus größere Brikettlängen hergestellt werden, da die theoretisch noch ausführbaren Hublängen praktisch maschinenbau- und fertigungsseitig begrenzt gehalten werden müssen.
Weiterhin sind gemäß der EP-A-0 367 859 ein Verfahren sowie eine Brikettierpresse zur Herstellung von formbeständigen Briketts aus span-, faser-, staub- oder blattförmigem Preßgut bekannt, wonach das Preßgut zunächst einem Vorverdichterkolben zugeführt und von diesem in einer Aufnahmekammer vorverdichtet wird und von einem hierzu rechtwinklig bewegten Preßkolben in einem Formkasten weiterverdichtet wird.
Diese Erfindung sieht vor, daß sich durch die exakte Erfassung der Endposition des Preßkolbens bzw. Vorverdichterkolbens die Schwankungen im Preßgut nahezu vollständig ausgleichen und zugleich die vorgesehene Antriebsleistung der Presse bei hohem Wirkungsgrad nutzen lassen.
Die Erkenntnisse aus dieser technischen Lehre sind jedoch auf in axialer Richtung doppeltwirkenden Brikettierpressen nicht übertragbar.
Weiterhin lehrt die US-A-5,326,511 eine der vorgenannten Schrift ähnliche Lösung, wobei in der Zusammenschau der Merkmale dieser Gattung von Pressen, die nach dem Prinzip von rechtwinklig zueinander angeordneten Vorverdichter und Endverdichter arbeiten, sich keine Lösungsansätze für die in einer Preßbuchse gegeneinander wirkenden Preßstempeln, die eine völlig andere Gattung von Pressen mit anderen Funktionsabläufen darstellen, finden.
Bei einer doppeltwirkenden Brikettierpresse mit in einer Preßbuchse wirkenden Preßstempeln ist es vielmehr problematisch, die mögliche und zulässige Länge des Preßlings zum Brikett mit äußerst geringer Toleranz zu erreichen. Dabei ist dann nachteilig, daß, obwohl der maximale Preßdruck wirkt, das maximal mögliche Füllvolumen in der Preßbuchse hinsichtlich der Länge des Briketts nicht ausnutzbar ist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung des eingangs dargestellten prinzipiell vorteilhaften Funktionsablaufes ein Verfahren vorzugeben, bei dem durch Ausnutzung der erreichbaren Sollänge des Briketts mittels verbesserter Dosierung der Metallspäne für ein maximales Füllvolumen in der Preßbuchse ein höherer Massedurchsatz von zu verpressenden Metallspänen möglich wird.
Ferner besteht die Aufgabe, eine Brikettierpresse zur Durchführung des Verfahrens mit geeigneten technischen Mitteln auszustatten, die eine verbesserte Dosierung der Metallspäne bewirken.
Insgesamt zielt die Erfindung darauf, stabile Briketts zu erzeugen.
Dabei soll sich die Erfindung ausschließlich auf die Gattung von Pressen beziehen, die nur eine Preßbuchse mit Öffnung für die radial zugeordnete Dosiereinrichtung mit Stampfer, der zugleich Verschlußorgan für die Öffnung in der Preßbuchse ist, weiterhin zwei in dieser Preßbuchse geführte Preßstempel mit Kolbenstangen und ein diese Baugruppen sowie zugehörige Druckerzeuger aufnehmendes Gestell, Rahmen oder Gehäuse aufweisen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe verfahrensgemäß durch die Merkmale gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 gelöst. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Brikettierpresse gemäß den Merkmalen des Anspruches 7 vorgeschlagen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1
das Erfindungsprinzip, dargestellt an dem Schema einer doppelt wirkenden Brikettierpresse mit Regelkreis und
Fig. 2
ein Regelkreisschema gemäß Fig. 1.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine doppeltwirkende Brikettierpresse mit je zwei Preßstempeln 1, 2, Kolbenstangen 3, 4 und Meßeinrichtungen 5, 6, jedoch ist die Erfindung auch auf einfach wirkende, d.h. mit je einem Preßstempel, einer Kolbenstange und einer Meßeinrichtung ausgestatteten Brikettierpressen anwendbar. Der Brikettierpresse ist eine Dosiereinrichtung 9 vorgeordnet, von der die Metallspäne mittels eines Stampfers 8 einer Preßbuchse 11 zugeführt werden, in der durch das Zusammenwirken der Preßstempel 1, 2 der Preßling 12 als Brikett geformt wird.
Ein zur Brikettierpresse gehörender Regelkreis 15 besteht aus den Meßeinrichtungen 5, 6, einem Logikmodul 7, einem Regler 13 und Stellgliedern 10, 17 (Fig. 2).
Gemäß Fig. 2 werden die schematisch dargestellten Funktionen Preßlingdichte 16.1, Preßlinglänge 16.2, Preßdruck 16.3 und Zufuhrmenge 17.1 sowie Preßdruck 17.2 geregelt.
Durch Druckbeaufschlagung mittels der Preßstempel 1, 2 in der Preßbuchse 11 wird der Preßling 12 nach dem Verfahrensablauf
  • Stampfer 9 vorfahren, Füllen der Preßbuchse 11 mit Metallspänen über die radial zugeordnete Dosiereinrichtung 9 und Verschließen der Preßbuchse 11,
  • Preßstempel 1, 2 vorfahren und Förderung der Metallspäne in den Preßabschnitt der Preßbuchse,
  • Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch die Preßstempel 1, 2 gemeinsam bis zur Erreichung des Enddruckes Pmax bzw. erforderlichen Druckes Perf,
  • Zurückfahren der Preßstempel 1, 2 und Ausstoßen des fertigen Preßlings 12
hergestellt.
Erfindungsgemäß wird nun bei der Druckbeaufschlagung Pmax/Perf durch die Preßstempel 1, 2 die erreichte Preßlinglänge List mittels der auf den Kolbenstangen 5, 6 integrierten Meßeinrichtungen 5, 6 gemessen, dieser Meßwert mit einem Sollwert Lsoll verglichen und danach ein Differenzwert Δ bestimmt. Entsprechend diesem Differenzwert wird die Menge bzw. Masse der aus der Dosiereinrichtung 9 zuzuführenden Metallspäne nach der zu erreichenden Sollänge Lsoll des Preßlings 12 definiert, danach das Füllmaß in der Dosiereinrichtung 9 eingestellt und die entsprechende Menge bzw. Masse durch den Stampfer 9 zugeführt. Dieser Ablauf kann solange wiederholt werden, bis der Enddruck Pmax bzw. erforderliche Druck Perf und der Sollwert Lsoll der Länge des Briketts bzw. Preßlings 12 erreicht sind.
Zur Feststellung der Brikettlänge aus der Relativstellung der Preßstempel 1, 2 mittels der integrierten Meßeinrichtungen 5, 6 wird ein elektronisches Logikmodul 7 verwendet, welches nach der Beziehung Lsoll = S1 - S2
  • a) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge List unterhalb des Sollwertes Lsoll liegt, einen Befehl zur Mehrdosierung oder
  • b) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge List über dem Sollwert Lsoll liegt, einen Befehl zur Minderdosierung
    • von Metallspänen in der Dosiereinrichtung 9 auslöst.
    Gewerbliche Anwendbarkeit
    Es hat sich in Versuchen mit einer derart ausgeführten erfindungsgemäßen Brikettierpresse gezeigt, daß die angestrebte Aufgabenstellung lösbar und die Erfindung brauchbar ist.

    Claims (8)

    1. Verfahren zur Brikettierung von Metallspänen in einer Brikettierpresse durch Druckbeaufschlagung des Preßlings (12) mittels zwei gegeneinander wirkender Preßstempel (1, 2) in einer Preßbuchse (11), der die Metallspäne über eine radial der Preßbuchse (11) zugeordnete Dosiereinrichtung (9) mit einem Stampfer (8) zugeführt werden, umfassend den Ablauf der Verfahrensschritte
      Stampfer (9) vorfahren, Füllen und Verschließen der Preßbuchse (11),
      die Preßstempel (1, 2) vorfahren und Förderung der Metallspäne in den Preßabschnitt der Preßbuchse (11),
      Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch die Preßstempel (1, 2) gemeinsam bis zur Erreichung des Enddruckes Pmax bzw. erforderlichen Druckes P erf ,
      Zurückfahren der Preßstempel (1, 2) und Ausstoßen des fertigen Preßlings (12) als Brikett sowie die Preßstempel (1, 2) zurückfahren in die Ausgangsposition,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      a) bei der Druckbeaufschlagung Pmax bzw. Perf durch die Preßstempel (1, 2) die erreichte Preßlinglänge (List) mittels einer Meßeinrichtung (5, 6) gemessen, dieser Meßwert mit einem Sollwert (Lsoll) verglichen und danach ein Differenzwert (Δ ) bestimmt wird und
      b) entsprechend diesem Differenzwert (Δ ) die Menge/Masse der aus der Dosiereinrichtung (9) zuzuführenden Metallspäne entsprechend der Sollänge (Lsoll) des Preßlings (12) bestimmt, danach das Füllmaß in der Dosiereinrichtung (9) eingestellt und die entsprechende Menge/Masse durch den Stampfer (8) zugeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach mindestens einem erneuten Verfahrensschrittablauf bei der Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch den Preßstempel (1, 2) gemeinsam bis zur Erreichung des Enddruckes Pmax bzw. erforderlichen Druckes Perf der Sollwert (Lsoll) der Länge des Briketts erreicht ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer integrierten Meßeinrichtung (5, 6) zur Feststellung und/oder Einstellung der Brikettlänge (List bzw. Lsoll).
    4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung einer auf einer Kolbenstange (4, 5) des Preßstempels (1, 2) integrierten Meßeinrichtung (5, 6).
    5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektronischen Logikmoduls zur Feststellung der Brikettlänge aus der Relativstellung des Preßstempels (1, 2) mittels der integrierten Meßeinrichtung (5, 6).
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektronischen Logikmoduls, welches
      a) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge (List) unterhalb des Sollwertes (Lsoll) liegt, einen Befehl zur Mehrdosierung,
      b) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge (List) über dem Sollwert (Lsoll) liegt, einen Befehl zur Minderdosierung
      von Metallspänen in der Dosiereinrichtung (9) auslöst.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektronischen Regelkreises (15) mit Stellgliedern (10, 17.1, 17.2) zur Einstellung der verfahrensbedingten Prozeßdaten, wie
      Dosiermenge (17.1),
      Dichte des Preßlings (16.1),
      Länge des Preßlings (16.2) oder
      Preßdrücke (16.3, 17.2).
    8. Brikettierpresse zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, im wesentlichen bestehend aus den die Funktionsabläufe der Maschine ausführenden Baugruppen, wie
      Preßbuchse (11) mit Öffnung für die radial zugeordnete Dosiereinrichtung (9) mit Stampfer (8), der zugleich Verschlußorgan für die Öffnung in der Preßbuchse (11) ist,
      zwei in der Preßbuchse (11) geführten Preßstempeln (1, 2) mit Kolbenstangen (3, 4) und
      ein diese Baugruppen sowie zugehörige Druckerzeuger aufnehmendes Gestell, Rahmen oder Gehäuse,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      a) die Kolbenstangen (3, 4) des Preßstempels (1, 2) je eine Meßeinrichtung (5, 6) aufnehmen,
      b) zwischen der Meßeinrichtung (5, 6) und der Dosiereinrichtung ein Regelkreis (15) zur Beeinflussung der Dosierung der Metallspäne in Abhängigkeit von der von der Meßeinrichtung (5, 6) aufgenommenen Brikettlängen (Lsoll/ist) vorgesehen ist und
      c) der Regelkreis (15) Stellglieder (10, 17) und ein Logikmodul (7) zur Steuerung des Prozeßablaufes in der Beziehung zwischen Brikettlänge und Dosiermenge/-masse aufweist.
    EP00934886A 1999-04-19 2000-04-12 Verfahren zur brikettierung von metallspänen und brikettierpresse Expired - Lifetime EP1171284B1 (de)

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    EP1171284A1 EP1171284A1 (de) 2002-01-16
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