EP3620296B1 - Ballenpresse sowie steuerverfahren für eine solche - Google Patents

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EP3620296B1
EP3620296B1 EP18193423.3A EP18193423A EP3620296B1 EP 3620296 B1 EP3620296 B1 EP 3620296B1 EP 18193423 A EP18193423 A EP 18193423A EP 3620296 B1 EP3620296 B1 EP 3620296B1
Authority
EP
European Patent Office
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pressure
carriage
chamber
pressing
pressure piston
Prior art date
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Active
Application number
EP18193423.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3620296A1 (de
Inventor
Achim Schautzgy
Maximilian SCHAUTZGY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HSM GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik Bermatingen GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to PL18193423.3T priority patent/PL3620296T3/pl
Priority to ES18193423T priority patent/ES2944319T3/es
Publication of EP3620296A1 publication Critical patent/EP3620296A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3620296B1 publication Critical patent/EP3620296B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/30—Presses specially adapted for particular purposes for baling; Compression boxes therefor
    • B30B9/3057—Fluid-driven presses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/18—Combined units comprising both motor and pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1466—Hollow piston sliding over a stationary rod inside the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7055—Linear output members having more than two chambers

Definitions

  • the invention relates to a baling press according to the preamble of patent claim 1.
  • baler can be seen, through which a piece of goods filled in a baling chamber of the baler, in particular cardboard boxes, grass, earth or other objects, are compressed by means of a ram.
  • the ram is mounted in a housing of the baling press so that it can move axially and can thus be moved in the direction of the pressing chamber by means of hydraulic fluid.
  • the press plunger By immersing the press plunger into the press chamber, the objects placed there are compacted and pressed into a bale, which is tied together, for example by means of a wire loop strapped in the longitudinal direction of the housing, and can then be removed from the housing of the baler through a door opening.
  • baling presses have proven themselves in practice, but considerable hydraulic forces are required for the delivery of the press ram.
  • the length of the baling press has to be adapted to the spatial conditions of a customer and is therefore limited, so that the lifting distances of the press ram often cannot exceed a predetermined distance. From the aforementioned disclosure are therefore proposals for the arrangement of multiple press rams and their hydraulic circuits for their operation. In this case, several of these rams are arranged next to one another and are operated or controlled depending on the position of the respective ram.
  • the operating states of the press ram can be defined such that the filled material, in particular cardboard boxes, is displaced in the press chamber by means of the press ram.
  • An increased pressing force of the press ram is only required when enough objects have been compacted in the pressing chamber and the bale is to be formed.
  • baling press which has several press rams, which are operated by means of a control device depending on the position of the objects in the pressing chamber and depending on the number of these objects filled in, whereby on the one hand a rapid infeed movement for compacting the filled objects in the pressing chamber and on the other hand a pressing force can be built up by which the compacted objects are pressed together into a bale with the desired external dimensions.
  • this described baling press consists of several press rams in order to be able to generate the necessary compression force that acts on the objects to produce the bale.
  • the individual pressure chambers of the respective ram are filled with hydraulic fluid, causing time delays because the individual pressure chambers and the associated delivery of the ram require energy or force, the respective generation or transmission of which is time-consuming.
  • the ram consists of a tube which is supported on a support plate connected to the housing and in which a pressure piston with a T-shaped cross section is mounted so that it can move axially, from a carriage which is assigned to the open end of the pressure piston and which is fastened to the pressure piston, and consists of a stationary cylinder enclosing the pressure piston and the carriage, that the tube and the cylinder are attached to a support plate connected to the housing, that the support plate and the tube form or enclose a first pressure chamber, that the support plate, the outside of the tube , the first free surface of the carriage and the inside of the cylinder form or enclose a second pressure chamber, that the outside of the pressure piston, the second free surface of the carriage and the inside of the cylinder form or enclose a third pressure chamber, and that in each of the three pressure chambers an opening is incorporated, which with the hyd connected to the hydraulic circuit, on the one hand a fast infeed movement of the pressure piston is achieved in order to compress the filled objects
  • the second pressure chamber is filled with hydraulic fluid by means of a second pump, which creates an additional pressure force that acts on the freely accessible pressure chamber facing the second surface of the slide acts.
  • a third pressure chamber is provided, which runs between the outside of the pressure piston, the carriage and the inside of the cylinder. Hydraulic fluid is pressed into this third pressure chamber via a third opening, which fluid acts on the surfaces of the carriage facing the third pressure chamber and pushes this and consequently also the pressure piston back into the starting position. A squeezing force acts on the hydraulic fluid present in the first and second pressure chambers, as a result of which the hydraulic fluids are pushed back from the first and second pressure chambers into the reservoir.
  • baling press 1 Out of figure 1 a baling press 1 can be seen, through which objects 6 are pressed into a bale 9 .
  • the bale 9 is strapped with a wire loop 40, which is to be arranged or aligned in the longitudinal direction 3 of the baling press 1 in order to prevent the individual objects 6 from falling apart.
  • the baler 1 consists of a housing 2, through which a pressing chamber 4 is formed with five side walls. One of the side walls of the pressing chamber 4 is closed by means of a door 5 which can be opened in order to remove the bale 9 with the strapping 40 can.
  • the baling press 1 includes a funnel opening 7 through which the isolated objects 6, for example cardboard boxes or other waste products, can be thrown into the baling chamber 4.
  • the baling press 1 is assigned an axially movable press ram 8 which closes the last open side of the cuboid press chamber 4 and thus faces it.
  • the ram 8 By the linear movement of the ram 8 are the loose objects 6 present in the pressing chamber 4 are pressed in the direction of the door 5, which accordingly serves as a stop in the closed state.
  • the more individual objects 6 are present in the pressing chamber 4 the more densely they are compressed by the linear movement of the pressing ram 8 . Consequently, the pressing ram 8 has to continuously perform a rapid linear movement from the starting position to an end position in order to compact the objects 6 that have been filled in in a number of cycles.
  • a hydraulic circuit 11 which is operated or controlled by a control device 18 depending on the respective position of the ram 8 .
  • the ram 8 consists of a tube 21 which is attached to a support plate 25 connected to the housing 2 .
  • the tube 21 and the support plate 25 form a first pressure chamber R 1 which is connected to the hydraulic circuit 11 via an opening 15 .
  • a pressure piston 22 On the outside of the tube 21 there is a pressure piston 22 which is mounted so that it can move axially.
  • a carriage 23 At the second free end of the pressure piston 22, which is opposite the pressure surface A 1 , a carriage 23 is provided or attached thereto.
  • the carriage 23 has two exposed surfaces identified as print surfaces A 2 and A 3 .
  • the tube 21, the pressure piston 22 and the carriage 23 are arranged inside a cylinder 24.
  • the cylinder 24 is connected to the support plate 25 .
  • the diameter of the pressure piston 22 and the carriage 23 correspond approximately to the diameter of the cylinder 24.
  • the carriage 23, the cylinder 24 and the support frame 25 enclose a second pressure chamber R 2 in which an opening 16 is incorporated, whereby the pressure chamber R 2 is coupled to the hydraulic circuit 11.
  • the pressure piston 22, the carriage 23 and the cylinder 24 enclose a third pressure chamber R 3 .
  • a cover 26 is attached to the free end of the cylinder 24 facing the pressing chamber 4 .
  • An opening 17 is worked into the wall of the cylinder 24 in the area of the cover 26 , which opening thus opens into the third pressure chamber R 3 and which is connected to the hydraulic circuit 11 .
  • the support frame 25 is fastened to the housing 2 of the baling press 1 so that both the pipe 21 and the cylinder 24 are supported on the housing 2 in a position-oriented manner.
  • the hydraulic fluid 20 is sucked from the reservoir 10 into a pressure line 19, which is connected to the pump 31, since the pump 31 is switched on.
  • a first pumping and suction device 12 of the hydraulic circuit 11 has two branches, in each of which a control valve 35 is used.
  • the first control valve 35 relative to the pump inlet 31 is in the direction of the pump 31 is opened and the drain lines 19' branching off from it are closed.
  • the second control valve 35 is also switched accordingly by the control device 18, so that the hydraulic fluid 20 flows into the first pressure chamber R 1 at a predetermined pressure.
  • Both the pumps 31, 32 and 33 and the control valves 35 of each of the three pumping and suction devices 12, 13 and 14 are connected to the control device 18 by means of electrical lines 34 and can consequently be controlled or regulated accordingly by the latter. Due to the pressure prevailing in the first pressure chamber R 1 , the hydraulic fluid 20 flows into the pipe 21 and presses against the contact surface A 1 of the pressure piston 22 , as a result of which the latter is moved in the direction of the pressure chamber 4 .
  • the second pumping and suction device 13 is switched in such a way that the hydraulic fluid 20 is sucked from the reservoir 10 directly into the second pressure chamber R 2 .
  • the pressure line 19, in which the pump 32 is arranged, is closed by means of the two control valves 35.
  • the infeed movement of the pressure piston 22 and the carriage 23 attached to it creates a negative pressure in the second pressure chamber R 2 , which sucks the hydraulic fluid 20 out of the reservoir 10, since the discharge line 19' is opened or released by the control valves 35 is.
  • the third pumping and suction device 14 is fully open. This means that the pressure line 19, in which the pump 34 is installed, is closed by the control valves 35, so that the hydraulic fluid 20 is pressed out of the third pressure chamber R 3 through the discharge line 19' into the reservoir 10. This is because the second surface A 3 of the carriage 23 presses the hydraulic fluid 20 introduced into the third pressure chamber R 3 out of the latter when the pressure piston 22 and the carriage 23 are advanced.
  • a corresponding feed and return movement for the pressure piston 22 can be set.
  • the hydraulic fluid 20 is completely pressed out of the third pressure chamber R 3 and the cover 26 serves as a stop for the movements of the pressure piston 22 and the carriage 23.
  • the pressing force is therefore exerted both by that in the pressure chamber R 1 and by that in the pressure chamber R 2 prevailing pressure and the pressure areas A 1 and A 2 generated.
  • the last objects are thrown into the pressing chamber 4 so that the distance between the pressure piston 22 and the objects 6 already present is filled by them, whereby the pressing effect can be influenced.
  • the first and second pumping and suction devices 12 and 13 In order to move the pressure piston 22 back into its starting position, the first and second pumping and suction devices 12 and 13 must be opened and the third pumping and suction device 14 activated.
  • the pressure lines 19, in which the pumps 31 and 32 are installed are closed by the control valves 35 and the discharge lines 19', which run parallel thereto, are open. Consequently, the hydraulic fluid 20 present in the two pressure chambers R 1 and R 2 can flow into the reservoir 10 without resistance.
  • the third pump 33 is switched on and the control valves 35 of the third pumping and suction device 14 close the discharge line 19'. Consequently, the pump 33 presses the hydraulic fluid from the reservoir 10 into the third pressure chamber R 3 .
  • the pressure prevailing there and the surface A 3 of the carriage 23 facing the third pressure chamber R 3 result in a restoring force, whereby the carriage 23 and the pressure piston 22 attached thereto are moved back in the direction of the support plate 25, ie in its starting position.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Ballenpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der EP 2 848 397 B1 ist eine derartige Ballenpresse zu entnehmen, durch die ein in einem Pressraum der Ballenpresse ein gefülltes Stückgut, insbesondere Kartonagen, Gras, Erde oder sonstige Gegenstände, mittels eines Pressstempels zusammengedrückt sind. Der Pressstempel ist in einem Gehäuse der Ballenpresse axial beweglich gelagert und kann somit mittels Hydraulikflüssigkeit in Richtung des Pressraumes verschoben werden. Durch das Eintauchen des Pressstempels in den Pressraum werden die dort eingefüllten Gegenstände verdichtet und zu einem Ballen verpresst, der beispielsweise mittels einer Umreifung aus einer Drahtschlinge in Längsrichtung des Gehäuses zusammengebunden ist und anschließend aus einer Türöffnung aus dem Gehäuse der Ballenpresse entnommen werden kann.
  • Solche Ballenpressen haben sich in der Praxis bewährt, jedoch sind für die Zustellung des Pressstempels erhebliche Hydraulikkräfte erforderlich. Zudem ist die Länge der Ballenpresse an die räumlichen Gegebenheiten eines Kunden anzupassen und folglich begrenzt, so dass die Hubwege des Pressstempels oftmals eine vorgegebene Distanz nicht überschreiten können. Aus der vorgenannten Offenbarung sind daher Vorschläge für die Anordnung von mehreren Pressestempeln und deren Hydraulikkreisläufe für deren Betrieb zu entnehmen. Dabei sind mehrere dieser Pressstempel nebeneinander angeordnet und werden in Abhängigkeit von der Position des jeweiligen Pressstempels betrieben bzw. angesteuert.
  • Aufgrund der vorhandenen Anzahl von Pressstempeln entsteht eine größere Druckfläche, wodurch sich die Presskraft der gesamten Pressstempel-Anordnung steigert und die Hubwege der einzelnen Pressstempel auf ein Minimum begrenzt sind.
  • Die Betriebszustände des Pressstempels können ausgehend von seiner Ausgangsposition dahingehend definiert sein, dass mittels des Pressstempels das eingefüllte Material, insbesondere Kartonagen, in dem Pressraum verschoben wird. Je mehr solcher Gegenstände durch den Pressstempel in den Pressraum gelangen, desto höher ist die erforderliche Verdichtungs- oder Presskraft, da die vereinzelten Gegenstände zu einem Ballen verdichtet sind. Diese Pressvorgänge mit einer zunächst geringen Presskraft, die in Abhängigkeit von den eingefüllten Gegenständen und deren Anzahl steigt, ist eine rasche Zustellbewegung des Pressstempels erforderlich. Dies bedeutet, dass die Linearbewegungen des Pressstempels während dieses Verdichtungsvorganges mit geringer zeitlicher Verzögerung erfolgen sollen. Erst wenn genügend Gegenstände in dem Pressraum verdichtet sind und der Ballen entstehen soll, ist eine gesteigerte Presskraft des Pressstempels erforderlich.
  • Aus US 5,186,095 , US 4,955,282 sind Ballenpresse gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Durch die EP 2 848 397 B1 ist eine solche Ballenpresse bekannt geworden, die mehrere Pressstempels aufweist, die in Abhängigkeit von der Position der Gegenstände in den Pressraum und in Abhängigkeit von der eingefüllten Anzahl dieser Gegenstände mittels einer Steuereinrichtung betrieben werden, wodurch zum einen eine rasche Zustellbewegung zur Verdichtung der eingefüllten Gegenstände in den Pressraum und zum anderen eine Presskraft aufgebaut werden kann, durch die die verdichteten Gegenstände zu einem Ballen mit den gewünschten Außenabmessungen zusammengepresst sind.
  • Nachteiliger Weise besteht diese beschriebene Ballenpresse aus mehreren Pressstempeln, um die erforderliche Verdichtungskraft, die auf die Gegenstände zur Herstellung des Ballens einwirkt, erzeugen zu können. Darüber hinaus werden die einzelnen Druckräume der jeweiligen Pressstempel mit Hydraulikflüssigkeit befüllt, wodurch zeitliche Verzögerungen entstehen, da die einzelnen Druckräume und die damit verbundene Zustellung der Pressstempels Energie oder Kraft benötigen, deren jeweilige Erzeugung bzw. Übertragung zeitaufwendig ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Ballenpresse der eingangs genannten Gattung sowie ein Steuerverfahren für den Betrieb einer solchen Ballenpresse bereitzustellen, durch die zum einen eine rasche Zustellbewegung des Pressstempels und eine ausreichend hoch bemessene Presskraft mithilfe des Pressstempels auf die zu verdichtenden Gegenstände einwirkt, ohne dass dabei erhebliche zeitliche Verzögerungen durch die Zustellung des Pressstempels und die Erzeugung des erforderlichen Anpressdruck entstehen.
  • Diese Aufgabe ist durch eine Ballenpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Dadurch, dass der Pressstempel aus einem an einem mit dem Gehäuse verbundenen Tragplatte abgestützten Rohr, in dem ein im Querschnitt T-förmig ausgestalteter Druckkolben axial verfahrbar gelagert ist, aus einem dem offenen Ende des Drucckolbens zugeordneten Schlitten, der an dem Druckkolben befestigt ist, und aus einem den Druckkolben und den Schlitten umschließenden feststehenden Zylinder besteht, dass das Rohr und der Zylinder an einer an dem Gehäuse verbundenen Tragplatte befestigt sind, dass die Tragplatte und das Rohr einen ersten Druckraum bilden bzw. einschließen, dass die Tragplatte, die Außenseite des Rohres, die erste freie Oberfläche des Schlittens und die Innenseite des Zylinders einem zweiten Druckraum bilden bzw. einschließen, dass die Außenseite des Druckkolbens, die zweite freie Oberfläche des Schlittens und die Innenseite des Zylinders einen dritten Druckraum bilden bzw. einschließen, und dass in jeden der drei Druckräume eine Öffnung eingearbeitet ist, die mit dem Hydraulikkreislauf verbunden ist, ist zum einen eine schnelle Zustellbewegung des Druckkolbens erreicht, um die eingefüllten Gegenstände innerhalb des Pressraumes zu verdichten, und zum anderen kann sowohl auf die Druckfläche des Druckkolbens als auch auf die freie Oberfläche des Schlittens eine erhöhte Druckkraft aufgebracht sein, die auf die im Pressraum vorhandenen Gegenstände einwirkt und diese zu einem Ballen zusammenpresst. Da nämlich sowohl die senkrecht zur Längsachse des Gehäuses verlaufende Innenfläche des Druckkolbens als auch die frei zugängliche Oberfläche des Schlitten, die jeweils dem ersten bzw. zweiten Druckraum zugeordnet sind, erhöht sich die zur Verfügung stehende Angriffsfläche, wodurch eine Druckkrafterhöhung erreicht ist. Die Summe der Durchmesser der Anpressflächen des Druckkolbens und der Durchmesser der Oberfläche des Schlittens entsprechen dabei in etwa dem Durchmesser des Zylinders.
  • Darüber hinaus ist die Länge einer solchen Ballenpresse erheblich begrenzt im Vergleich mit bekannten Ballenpressen, da der Bauraum senkrecht zur Pressrichtung genutzt ist und keine Hintereinanderanordnung mehrerer Presstempel erforderlich ist, um die erforderliche Verdichtungskraft zu erzeugen. Gleichwohl ist es ohne weiteres vorstellbar mehrere erfindungsgemäß ausgestaltete Pressstempel nebeneinander und/oder hintereinander anzuordnen, wenn der Platz vorhanden ist. Vorteilhafterweise sind bei mehreren vorhandenen Pressstempeln diese an den einen Hydraulikkreislauf angeschlossen, so dass die Bewegungen und Positionierungen der jeweiligen Pressstempel in Abhängigkeit von der erforderlichen Verdichtungs- oder Presskraft einstellbar sind.
  • Da lediglich ein Hydraulikkreislauf für die Bewegungen des oder der Pressstempel erforderlich ist und da der Hydraulikkreislauf elektrisch mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, kann über diese der Bewegungsablauf und die erforderliche Verdichtungs- bzw. Presskraft des Pressstempels eingestellt sein.
  • Wenn der Druckkolben zunächst die eingefüllten Gegenstände verdichtet und dabei in den Pressraum eintaucht, ist eine rasche bzw. zügige Bewegung des Pressstempels erforderlich, um den Einfülltrichter, durch den die Gegenstände in das Innere des Gehäuses eingefüllt sind, freizugeben. Des Weiteren sind mehrere Verdichtungszyklen erforderlich, um die oftmals unhandlichen und unförmigen Gegenstände zusammenzudrücken. Der Schlitten, der an der Außenseite des Druckkolbens befestigt ist, wird dabei von diesem mitgezogen, so dass im zweiten Druckraum ein Unterdruck entsteht, durch den Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in diesen angesaugt ist. Beim Zurücksetzen des Druckkolbens wird die Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten Druckraum zurück in den Vorratsbehälter gedrückt. Somit wird die Verdichtungskraft im ersten Druckraum nicht nur für die Bewegungen des Druckkolbens genutzt sondern auch, um den zweiten Druckraum bereits mit Hydraulikflüssigkeit zu befüllen.
  • Sobald daher der Verdichtungsvorgang abgeschlossen ist und die höhere Presskraft auf die im Pressraum vorhandenen und bereits verdichteten Gegenstände einwirken soll, wird der zweite Druckraum mittels einer zweiten Pumpe mit Hydraulikflüssigkeit befüllt, wodurch eine zusätzliche Druckkraft entsteht, die auf die frei zugängliche und den zweiten Druckraum zugewandte Oberfläche des Schlittens einwirkt.
  • Um den ersten und zweiten Druckraum nach Beendigung des Pressvorgangs möglichst rasch und ohne großen Energieaufwand zu entleeren, ist ein dritter Druckraum vorgesehen, der zwischen der Außenseite des Druckkolbens, dem Schlitten und der Innenseite des Zylinders verläuft. In diesem dritten Druckraum wird über eine dritte Öffnung Hydraulikflüssigkeit eingepresst, die auf die dem dritten Druckraum zugewandten Oberflächen des Schlittens einwirkt und diesen und folglich auch der Drucckolben in die Ausgangsposition zurückdrückt. Dabei wirkt auf die in dem ersten und zweiten Druckraum vorhandene Hydraulikflüssigkeit eine Auspresskraft ein, wodurch die Hydraulikflüssigkeiten aus dem ersten und zweiten Druckraum in den Vorratsbehälter zurückgeschoben sind.
  • Um eine hydraulische Beschädigung der jeweiligen Pumpe zu verhindern, sind diese in einer hydraulikflüssigkeitsführenden Leitung eingebaut und beim Zurückpressen der Hydraulikflüssigkeit wird diese in einer Ablauf-Leitung um die jeweilige Pumpe geleitet. Mittels in den Druck-Leitungen und Ablauf-Leitungen vorhandene Steuerventile, die mit der Steuereinrichtung elektrisch gekoppelt sind, kann somit der Hydraulikkreislauf in Abhängigkeit von der einzustellenden Betriebsart der Pumpe geschaltet sein, um entweder die Druck-Leitung freizugeben oder zu sperren oder um die Ablauf-Leitung freizugeben oder zu sperren.
  • In der Zeichnung sind eine Ballenpresse sowie ein Steuerverfahren für den Betrieb der Ballenpresse dargestellt, die nachfolgend näher erläutert sind. Im Einzelnen zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Ballenpresse mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse axial verfahrbar gelagerten Pressstempel, mit einem von dem Gehäuse eingeschlossenen Pressraum, in den über eine Trichteröffnung Gegenstände zu deren Verdichtung einführbar sind, in der Ausgangsstellung, des Pressstempels,
    Figur 2
    eine vergrößerte Darstellung des Pressstempels gemäß Figur 1, im Schnitt,
    Figur 3a
    den Pressstempels gemäß Figur 2, der an einem Hydraulikkreislauf angeschlossen ist, in der Ausgangsstellung,
    Figur 3b
    den Pressstempels gemäß Figur 2 während des Pressvorganges und
    Figur 3c
    den Pressstempel gemäß Figur 2 während des Zurückfahrens des Pressstempels.
  • Aus Figur 1 ist eine Ballenpresse 1 zu entnehmen, durch die Gegenstände 6 zu einem Ballen 9 verpresst sind. Zu Transportzwecken ist der Ballen 9 mittels einer Drahtschlinge 40 umreift, die in der Längsrichtung 3 der Ballenpresse 1 anzuordnen bzw. auszurichten ist, um ein Auseinanderfallen der einzelnen Gegenstände 6 zu verhindern.
  • Die Ballenpresse 1 besteht dabei aus einem Gehäuse 2, durch das ein Pressraum 4 mit fünf Seitenwänden gebildet ist. Eine der Seitenwände des Pressraumes 4 ist mittels einer Tür 5 verschlossen, die geöffnet werden kann, um den Ballen 9 mit der Umreifung 40 herausnehmen zu können. Darüber hinaus umfasst die Ballenpresse 1 eine Trichteröffnung 7, durch die die vereinzelten Gegenstände 6, beispielsweise Kartonagen oder sonstige Abfallprodukte, in den Pressraum 4 eingeworfen werden können.
  • Des Weiteren ist der Ballenpresse 1 ein axial beweglicher Pressstempel 8 zugeordnet, der die letzte offene Seite des quaderförmigen Pressenraums 4 verschließt und somit diesem zugewandt ist. Durch die lineare Bewegung des Pressstempels 8 werden die losen in dem Pressraum 4 vorhandenen Gegenstände 6 in Richtung der Tür 5 gedrückt, die demnach im geschlossenen Zustand als Anschlag dient. Je mehr vereinzelte Gegenstände 6 in dem Pressraum 4 vorhanden sind, desto dichter werden diese durch die Linearbewegung des Pressstempels 8 verdichtet. Folglich hat der Pressstempels 8 permanent eine rasche Linearbewegung aus der Ausgangsposition in eine Endposition vorzunehmen, um die eingefüllten Gegenstände 6 in mehreren Zyklen zu verdichten. Erst wenn eine entsprechend hohe Verdichtungsrate der in den Pressraum 4 eingefüllten Gegenstände 6 erreicht ist, soll der Pressstempel 8 eine erhöhte Verdichtungskraft auf diese Gegenstände 6 ausüben, wodurch der verpresste Ballen 9 entsteht. Sobald die Umreifung 40 um den derart gefertigten Ballen 9 gelegt und festgesetzt ist, sollte der Pressstempel 8 in seine Ausgangsposition möglichst ohne Zeitverlust zurück bewegt werden.
  • Um den Pressstempel 8 anzutreiben, ist dieser an einen Hydraulikkreislauf 11 angeschlossen, der mittels einer Steuereinrichtung 18 in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Pressstempels 8 betrieben bzw. gesteuert ist.
  • In Figur 2 ist der konstruktive Aufbau des Pressstempels 8 abgebildet. Der Pressstempels 8 besteht aus einem Rohr 21, das an einer mit dem Gehäuse 2 verbundenen Tragplatte 25 befestigt ist. Das Rohr 21 und die Tragplatte 25 bilden einen ersten Druckraum R1, der über eine Öffnung 15 an den Hydraulikkreislauf 11 angeschlossen ist.
  • Auf der Außenseite des Rohres 21 ist ein axial verfahrbar gelagerter Druckkolben 22 angeordnet. Das erste freie Ende des Druckkolbens 22, das dem Pressraum 4 zugewandt ist, bildet eine Druckfläche A1, auf die eine in den ersten Druckraum R1 eingepresste Hydraulikflüssigkeit 20 einwirkt und in Abhängigkeit des vorherrschenden Druckes eine Kraft erzeugt, durch die der Druckkolben 22 in Richtung des Pressraumes 4 bewegbar ist und folglich auf diese eine Verdichtungskraft ausübt. An dem zweiten freien Ende des Druckkolbens 22, das der Druckfläche A1 gegenüberliegt, ist ein Schlitten 23 vorgesehen bzw. daran befestigt. Der Schlitten 23 weist zwei frei zugängliche Oberflächen, die als Druckflächen A2 und A3 gekennzeichnet sind.
  • Das Rohr 21, der Druckkolben 22 und der Schlitten 23 sind im Inneren eines Zylinders 24 angeordnet. Der Zylinder 24 ist mit der Tragplatte 25 verbunden. Der Durchmesser des Druckkolbens 22 und des Schlitten 23 entsprechen in etwa dem Durchmesser des Zylinders 24.
  • Der Schlitten 23, der Zylinder 24 und das Traggestell 25 schließen einen zweiten Druckraumraum R2 ein, in dem eine Öffnung 16 eingearbeitet ist, wodurch der Druckraum R2 an den Hydraulikkreislauf 11 angekoppelt ist.
  • Darüber hinaus schließen der Druckkolben 22, der Schlitten 23 und der Zylinder 24 einen dritten Druckraum R3 ein. Um diesen nach außen zu verschließen, ist ein Deckel 26 an den dem Pressraum 4 zugewandten freien Ende des Zylinders 24 angebracht. In die Wandung des Zylinders 24 ist im Bereich des Deckels 26 eine Öffnung 17 eingearbeitet, die somit in den dritten Druckraum R3 mündet und die mit dem Hydraulikkreislauf 11 verbunden ist.
  • Das Traggestell 25 ist an dem Gehäuse 2 der Ballenpresse 1 befestigt, so dass sowohl das Rohr 21 als auch der Zylinder 24 lageorientiert an den Gehäuse 2 abgestützt sind.
  • Aus den Figuren 3a, 3b sowie 3c sind die drei unterschiedlichen Betriebsstellungen bzw. Positionen des Pressstempels 8 zu entnehmen sowie die Einzelheiten des Hydraulikkreislaufes 11 mit den entsprechenden Stellungen der für den Verdichtungs- und Pressvorgang erforderlichen Stellungen der im Hydraulikkreislauf 11 vorgesehenen Bauteile. Daraus ergibt sich ein Steuerverfahren.
  • Zunächst wird aus dem Vorratsbehälter 10 die Hydraulikflüssigkeit 20 in eine Druck-Leitung 19, die an der Pumpe 31 angeschlossen ist, eingesaugt, da die Pumpe 31 eingeschaltet ist.
  • Eine erste Pump- und Absaugeinrichtung 12 des Hydraulikkreislaufes 11 weist zwei Verzweigungen auf, in denen jeweils ein Steuerventil 35 eingesetzt ist. Das erste Steuerventil 35 bezogen auf den Pumpeingang 31 ist dabei in Richtung der Pumpe 31 geöffnet und die davon abzweigenden Ablauf-Leitungen 19' verschlossen. Auch das zweite Steuerventil 35 ist entsprechend durch die Steuereinrichtung 18 geschaltet, so dass die Hydraulikflüssigkeit 20 in den ersten Druckraum R1 mit einem vorgegebenen Druck einströmt.
  • Sowohl die Pumpen 31, 32 und 33 als auch die Steuerventile 35 jedes der drei Pump- und Absaugeinrichtungen 12, 13 und 14 sind mittels elektrischer Leitungen 34 an die Steuereinrichtung 18 angeschlossen und können folglich von dieser entsprechend gesteuert bzw. geregelt sein. Durch den in dem ersten Druckraum R1 vorherrschenden Druck strömt die Hydraulikflüssigkeit 20 in das Rohr 21 und drückt gegen die Anlagefläche A1 des Druckkolbens 22, wodurch dieser in Richtung des Pressraums 4 bewegt ist.
  • Die zweite Pump- und Absaugeinrichtung 13 ist dabei derart geschaltet, dass die Hydraulikflüssigkeit 20 aus dem Vorratsbehälter 10 unmittelbar in den zweiten Druckraum R2 eingesaugt ist. Die Druckleitung 19, in der die Pumpe 32 angeordnet ist, ist dabei mittels der beiden Steuerventile 35 verschlossen. Durch die Zustellbewegung des Druckkolbens 22 und des daran befestigten Schlittens 23 entsteht nämlich in dem zweiten Druckraum R2 ein Unterdruck, durch den die Hydraulikflüssigkeit 20 aus dem Vorratsbehälter 10 angesaugt ist, da die Ablauf-Leitung 19' durch die Steuerventile 35 geöffnet bzw. freigegeben ist.
  • Die dritte Pump- und Absaugeinrichtung 14 ist vollständig geöffnet. Dies bedeutet, dass die Druck-Leitung 19, in der die Pumpe 34 eingebaut ist, durch die Steuerventile 35 geschlossen ist, so dass die Hydraulikflüssigkeit 20 aus dem dritten Druckraum R3 durch die Ablauf-Leitung 19' in den Vorratsbehälter 10 ausgepresst ist. Die zweite Oberfläche A3 des Schlittens 23 drückt nämlich die in den dritten Druckraum R3 eingefügte Hydraulikflüssigkeit 20 bei der Zustellung des Druckkolbens 22 und des Schlittens 23 aus diesem heraus.
  • Um eine zyklische Bewegung des Druckkolbens 22 zu erreichen, durch die die vereinzelten Gegenstände 6 in den Pressraum 4 zunächst verdichtet sein sollen, kann durch Umschalten der drei Pump- und Absaugeinrichtungen 12, 13 sowie 14 eine entsprechende Zustell- und Rückholbewegung für den Druckkolben 22 eingestellt werden.
  • Aus Figur 3b ist zu entnehmen, dass die Verdichtungskraft, die durch den Druckkolben 22 und dessen Druckfläche A1 und den vorherrschenden Druck in dem ersten Druckraum R1 zur Verfügung gestellt ist, erheblich gesteigert werden kann. Zu diesem Zweck ist die in der zweiten Pump- und Absaugeinrichtung 13 vorgesehene Pumpe 32 in Betrieb gesetzt und die Steuerventile 35 sind in der Stellung bewegt, die Druck-Leitung 19, in die die Pumpe 32 eingebaut ist, zu öffnen und die parallel verlaufende Ablauf-Leitung 19' zu schließen. Folglich herrscht in dem ersten und zweiten Druckraum R1 und R2 ein entsprechender Druck, der sowohl auf die Druckfläche A1 des Druckkolbens 22 als auch auf die Druckfläche A2 des Schlittens 23 einwirken. Die Hydraulikflüssigkeit 20 ist dabei vollständig aus dem dritten Druckraum R3 herausgedrückt und der Deckel 26 dient als Anschlag für die Bewegungen des Druckkolbens 22 und des Schlittens 23. Die Presskraft wird demnach sowohl von dem im Druckraum R1 als auch von dem im Druckraum R2 vorherrschenden Druck und den Druckflächen A1 und A2 erzeugt. Vor Beginn dieses Pressvorganges werden die letzten Gegenstände in den Pressraum 4 geworfen, so dass durch diese die Distanz zwischen dem Druckkolben 22 und der bereits vorhandenen Gegenstände 6 ausgefüllt ist, wodurch die Presswirkung beeinflussbar ist.
  • Um den Druckkolben 22 in seine Ausgangsstellung zurück zu bewegen, sind die ersten und zweiten Pump- und Absaugeinrichtungen 12 und 13 zu öffnen und die dritte Pump- und Absaugeinrichtung 14 zu aktivieren. Dies bedeutet, dass die Druck-Leitungen 19, in denen die Pumpen 31 und 32 eingebaut sind, durch die Steuerventile 35 verschlossen und die Ablauf-Leitungen 19', die dazu parallel verlaufen, geöffnet sind. Folglich kann die in den beiden Druckräumen R1 und R2 vorhandene Hydraulikflüssigkeit 20 ohne Widerstände in den Vorratsbehälter 10 strömen. Dies erfolgt dadurch, dass die dritte Pumpe 33 eingeschaltet ist und die Steuerventile 35 der dritten Pump- und Absaugeinrichtung 14 die Ablauf-Leitung 19' verschließen. Folglich presst die Pumpe 33 die Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 10 in den dritten Druckraum R3. Durch den dort vorherrschenden Druck und die dem dritten Druckraum R3 zugewandte Oberfläche A3 des Schlittens 23 entsteht eine Rückstellkraft, wodurch der Schlitten 23 und der daran befestigte Druckkolben 22 in Richtung der Tragplatte 25, also in seiner Ausgangsposition, zurückbewegt sind.

Claims (9)

  1. Ballenpresse (1) mit einem Gehäuse (2) und einen von dem Gehäuse (2) eingeschlossenen Pressraum (4), in den Kartonagen, Müll, Erde oder sonstige Gegenstände (6) zu deren Verdichtung einfüllbar sind,
    mit mindestens einem in dem Gehäuse (2) axial verfahrbar gelagerten Pressstempel (8), der in den Pressraum (4) eintaucht und dabei die Gegenstände (6) zu einem Ballen (9) zusammenpresst,
    mit einem Hydraulikkreislauf (11), durch den der Pressstempel (8) in Richtung des Pressraumes (4) angetrieben und in seine Ausgangsstellung zurück bewegt ist,
    wobei der Pressstempel (8) aus einem an dem Gehäuse (2) gehaltenen Tragplatte (25) abgestützten Rohr (21), in dem ein im Querschnitt T-förmig ausgestalteter Druckkolben (22) axial verfahrbar gelagert ist,
    aus einem dem offenen Ende des Druckkolbens (22) zugeordneten Schlitten (23), der an dem Druckkolben (22) befestigt ist, und aus einem den Druckkolben (22) und den Schlitten (23) umschließenden feststehenden Zylinder (24) besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rohr (21) und der Zylinder (24) an der an dem Gehäuse (2) verbundenen Tragplatte (25) befestigt sind,
    dass die Tragplatte (25) und das Rohr (21) einen ersten Druckraum (R1) bilden bzw. einschließen,
    dass die Tragplatte (25) die Außenseite des Rohres (21), die erste freie Oberfläche (23') des Schlittens (23) und die Innenseite des Zylinders (24) einem zweiten Druckraum (R2) bilden bzw. einschließen,
    dass die Außenseite des Druckkolbens (22), die zweite freie Oberfläche (23") des Schlittens (23) und die Innenseite des Zylinders (24) einen dritten Druckraum (R3) bilden bzw. einschließen,
    dass in jeden der drei Druckräume (R1, R2 und R3) eine Öffnung (15, 16, 17) eingearbeitet ist, die mit dem Hydraulikkreislauf (11) verbunden ist,
    dass der Hydraulikkreislauf (11) aus drei unabhängig voneinander zu betreibenden Pump- und Absaugeinrichtungen (12, 13, 14) bedient und in Abhängigkeit von der Stellung des Pressstempels (8) mittels einer Steuereinrichtung (18) geregelt ist und dass durch die Pump- und Absaugeinrichtungen (12, 13, 14) des Hydraulikkreislaufes (11) jeweils unabhängig voneinander die Hydraulikflüssigkeit (20) wechselweise in die Druckräume (R1, R2, R3) einpressbar oder absaugbar ist.
    dass in jede Pump- und Absaugeinrichtung (12, 13, 14) eine Pumpe (31, 32, 33) und mindestens ein Steuerventil (35) vorgesehen sind, durch die die Hydraulikflüssigkeit (20) aus einem Vorratsbehälter (10) in den jeweiligen Druckraum (R1, R2 oder R3) gelangt oder in den Vorratsbehälter (10) abgesaugt oder ausgepresst ist.
  2. Ballenpresse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Innendurchmesser des Zylinders (24) in etwa dem vorhandenen Durchmesser des Druckkolbens (22) und des Schlittens (23) entspricht.
  3. Ballenpresse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beide und frei zugängliche Oberflächen (23', 23") des Schlittens (23) als Druckfläche (A2) vorgesehen sind, dass der Druckkolben (22) linear in dem Rohr (21) bewegbar ist.
  4. Ballenpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Druckkolben (22) und der Schlitten (23) gemeinsam in dem Zylinder (24) bewegbar sind und die Volumen der Druckräume (R1, R2, R3) in Abhängigkeit von der Position des Schlittens (23) verändert sind.
  5. Ballenpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch den Schlitten (22) der zweite und dritte Druckraum (R2, R3) flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind.
  6. Ballenpresse nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in den Druckkolben (22) ein Entlüftungsventil (36) eingebaut ist
  7. Ballenpresse nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in den ersten Druckraum (R1) eingepresste Hydraulikflüssigkeit (20) der Druckkolben (22) linear in dem Rohr (21) in Richtung des Pressraumes (4) verschiebt und dass durch die Bewegungen des Druckkolbens (22) und des Schlittens (23) in dem zweiten Druckraum (R2) ein Unterdruck entsteht, durch den die Hydraulikflüssigkeit (20) aus dem Vorratsbehälter (10) in den zweiten Druckraum (R2) eingesaugt ist.
  8. Ballenpresse nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere Pressstempel (8) vorgesehen sind, die hintereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind und dass jeder der Pressstempel (8) mit dem Hydraulikkreislauf (11) verbunden ist.
  9. Ballenpresse nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hydraulikflüssigkeit (20) mehrere dem Hydraulikkreislauf (11) zugeordnete Druck-Leitungen (19) oder wechselweise in Ablauf-Leitungen (19') in die Druck-Leitung (19), durch die Stellung der Steuerventile (35) gelangt.
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