EP3888899A1

EP3888899A1 - Verfahren zur steuerung einer ballenpresse

Info

Publication number: EP3888899A1
Application number: EP21165407.4A
Authority: EP
Inventors: Thomas Telscher
Original assignee: Unotech GmbH
Current assignee: Unotech GmbH
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-10-06
Also published as: DE102020109396A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ballen in einer Kanalballenpresse, die durch Verdichten und Abbinden von losem Pressgut in Pressrichtung aufeinander folgende Ballen aus Pressgut erzeugt, die in einer Förderrichtung zu einem Ausgang der Kanalballenpresse gefördert werden, bei dem an dem Ausgang die Ballen vereinzelt werden, die Masse des jeweiligen vereinzelten Ballens und/oder Länge des Ballens in Pressrichtung gemessen wird, und der Messwert oder die Messwerte zur Steuerung der Kanalballenpresse verwendet werden, um die Masse und/oder die Länge der erzeugten Ballen auf Sollwerte einzuregeln.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ballenpressen werden eingesetzt, um loses Material wie zum Beispiel Papier und Pappe, Kunststoffabfälle, gemischte Abfälle oder Fasermaterialien zu quaderförmigen Ballen zu verpressen, die dann mit verschiedenartigen Abbindungen versehen werden können. Die Ballen können dann gestapelt und transportiert werden, wobei der Platzbedarf und der Aufwand beim Handling aufgrund des hohen Verdichtungsgrades deutlich verringert ist.
Es gibt verschiedene Bauformen von Ballenpressen. Neben KanalBallenpressen mit einer zweiseitig offenen Presskammer und einem nachfolgenden Presskanal, in dem dort befindlichen Ballen als Widerlager für den Pressvorgang genutzt werden, gibt es auch die Ballenpressen mit einer einseitig offenen Presskammer, die sich durch eine bessere Formhaltung und Gleichförmigkeit der erzeugten Ballen und durch eine kürzere Bauform auszeichnen. Kanalballenpressen zeichnen sich aber durch eine größere Leistung und eine geringere Empfindlichkeit hinsichtlich der ungleichmäßigen Eigenschaften des Pressguts aus.
Die in einer Ballenpresse gefertigten Ballen sollen möglichst konstante, vorgegebene Abmessungen einhalten und auch stets das gleiche Gewicht aufweisen. Die Abmessungen sind vor allem für die Logistik wichtig, während das Gewicht Grundlage für die Berechnung des Abgabepreises ist.
Ballenpressen in der Bauform einer Kanalballenpresse sind beispielsweise aus der DE 42 15 578 A1 und der DE 10 2005 003 397 A1 bekannt. Bauformen mit einseitig offener Presskammer sind aus den Dokumenten DE 69506769 T2 und der DE 20 2012 010 760 U1 bekannt.
Während Kastenpressen aufgrund der nur zum Pressstempel hin offenen, ansonsten aber allseitig geschlossenen Presskammer Ballen mit sehr gleichförmigen Abmessungen erzeugen, ist es bei Kanalballenpressen schwieriger, Ballen mit in Pressrichtung genau definierter Länge zu produzieren. Für die Logistik ist es aber wichtig, die genauen Abmessungen der jeweiligen Ballen zu kennen, und sie bei der Massenberechnung, aber auch bei der Zusammenstellung einer Ladung für einen Transport berücksichtigen zu können.
Die bekannten Kanalballenpressen weisen jeweils einen Einwurfschacht oder Einwurftrichter auf, durch den das lose Pressgut eingeworfen wird. Das Pressgut fällt unmittelbar in den Presskanal, um dort in einem Arbeitshub von dem Pressstempel in einen Ballenkanal befördert und dort verdichtet zu werden. Das in dem Ballenkanal befindliche Pressgut liegt dort verdichtet in einem Förderstrom vor. An Ende des Ballenkanals wird eine Abbindung vorgenommen, mit der aus dem Förderstrom einzelne Ballen geformt werden. Die Abbindung erfolgt nach einem Verdichtungshub des Pressstempels, so dass ein Ballen immer aus einer Anzahl von Verdichtungshüben gebildet wird, in der Praxis etwa drei bis fünf Hübe. Die erzeugten Ballen werden dicht aufeinanderfolgend in einem quasi kontinuierlichen Förderstrom aus der Presse abgegeben. Üblicherweise werden die einzelnen Ballen mit einem Gabelstapler aufgenommen, eventuell gewogen und dann weiter transportiert.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Ballen aus losem Pressgut sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Kanalballenpresse zu schaffen, mit denen Ballen mit geringer Streuung der Abmessungen und Massen hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird von einem Verfahren zur Herstellung von Ballen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Betrieb einer Kanalballenpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Weil bei einem Verfahren zur Herstellung von Ballen in einer Kanalballenpresse, die durch Verdichten und Abbinden von losem Pressgut in Pressrichtung aufeinander folgende Ballen aus Pressgut erzeugt, die in einer Förderrichtung zu einem Ausgang der Kanalballenpresse gefördert werden, weiter vorgesehen ist, dass an dem Ausgang der Kanalballenpresse die Ballen vereinzelt werden, dann die Masse des jeweiligen vereinzelten Ballens und/oder Länge des Ballens in Pressrichtung gemessen wird, und der Messwert oder die Messwerte zur Steuerung der Kanalballenpresse verwendet werden, um die Masse und/oder die Länge der folgenden erzeugten Ballen auf Sollwerte einzuregeln, kann auch bei sich ändernden Eigenschaften des Pressguts die Presse nachgeregelt werden, um die Abweichungen von den Sollwerten der Masse und/oder der Länge der Ballen gering zu halten. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Masse und die Länge zu messen, damit bei beiden Werte die Abweichung von den Sollwerten gering zu halten sind.
Insbesondere kann das Einregeln durch Einstellung von einem oder mehreren Betriebsparametern der Kanalballenpressen erfolgen, wobei die Betriebsparameter folgende Parameter umfassen:

eine Füllhöhe des Pressgutes in einem Einwurfschacht,
eine Startposition eines Verdichtungshubs, sowie
einen Hydraulikdruck.

Mit diesen Parametern lässt sich eine Kanalballenpresse bei variierender Struktur, sich ändernden mechanischen Eigenschaften und besonders bei einer Änderung der mittleren Dichte des Pressguts so nachregeln, dass mit einer bestimmten Anzahl von Verdichtungshüben ein Ballen erzeugt werden kann, der die Sollwerte für die Abmessungen, insbesondere die Länge, und für die Ballenmasse im Wesentlichen einhält.
Beispielsweise kann bei einem unter einem Sollwert liegenden Messwert der Masse eines produzierten Ballens die Steuerung die Füllhöhe des Pressgutes in dem Einwurfschacht, bei dem der Verdichtungshub ausgelöst wird, vergrößert werden. Dabei steigt durch eine Art Vorverdichtung aufgrund des Eigengewichts des Pressguts das Schüttgewicht in dem Einwurfschacht und es steht mehr Masse vor dem Pressstempel zur Verfügung.
Auch kann bei einem unter einem Sollwert liegenden Messwert der Masse die Startposition des Pressstempels für den Verdichtungshub in Richtung der Ruheposition des Pressstempels verlagert werden, so dass die Strecke S des Verdichtungshubs vergrößert wird. Dadurch wird das im Verdichtungshub zu komprimierende Volumen vergrößert.
Beide Parameteränderungen können kombiniert werden.
Entsprechend wird bei zu geringer Masse entgegengesetzt gesteuert.
Bei einem über einem Sollwert liegenden Messwert der Masse eines produzierten Ballens kann die Steuerung die Füllhöhe des Pressgutes in dem Einwurfschacht, bei dem der Verdichtungshub ausgelöst wird, verringern. Ebenso kann bei einem über einem Sollwert liegenden Messwert der Masse eines produzierten Ballens die Steuerung die Startposition des Pressstempels für den Verdichtungshub in Richtung des verlagert, so dass die Strecke S des Verdichtungshubs verkürzen. Beide Änderungen können kombiniert werden.
Vorzugsweise wird hinsichtlich der vorgegebenen Länge der produzierten Ballen so verfahren, dass bei einem über dem Sollwert liegenden Messwert der Länge eines produzierten Ballens die Steuerung den vorgewählten Hydraulikdruck für den Antrieb des Pressstempels erhöht und bei einem unter dem Sollwert liegenden Messwert der Länge eines produzierten Ballens die Steuerung den vorgewählten Hydraulikdruck für den Antrieb des Pressstempels verringert wird.
Insbesondere kann die Änderung des Hydraulikdrucks über die Verstellung des freien Querschnitts des Ballenkanals erfolgen.

Bei dem neuen Verfahren zum Betrieb einer Ballenpresse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10 ist vorgesehen, dass zusätzlich folgende Schritte ausgeführt werden:
Messen der Länge und/oder der Masse des Ballens,
Übermitteln des Messwerts oder der Messwerte an die Steuerung der Ballenpresse,
Einstellen wenigstens eines der folgenden Parameter zur Annäherung der Messwerte an vorgegebene Sollwerte:
- ∘ Einstellen der Füllhöhe in dem Einwurfschacht, bei der der Verdichtungshub des Pressstempels ausgelöst wird,
- ∘ Einstellen der Ausgangsposition des Pressstempels entlang der Strecke S,
- ∘ Einstellen eines Hydraulikdrucks für den Vorschub des Pressstempels.

Dadurch können alle in der Praxis vorkommenden Variationen des Pressgutes im Wesentlichen kompensiert werden, so dass in einem ständig ablaufenden iterativen Regelungsverfahren die Streuung der Eigenschaften der produzierten Ballen vorteilhaft verringert wird.
Alle genannten Verfahrensschritte sind als geschlossener Regelkreis automatisch ausführbar.
Besonders bevorzugt wird der jeweiligs produzierte und vermessene Ballen nach der Messung seiner Masse mit einer die individuelle Masse anzeigenden Beschriftung versehen, beispielsweise bedruckt oder mit einem Etikett oder einer bedruckten Umreifung versehen. Dadurch ist das jeweilige Ballengewicht dann beim Handling und auch zur Kontrolle des Regelungsvorgangs ohne weiteres direkt lesbar.
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1:: eine Kanalballenpresse in einer schematischen Seitenansicht;
Fig. 2:: eine Messvorrichtung in Kombination mit einer Ballenpresse in perspektivischer Darstellung;
Fig. 3:: die Messvorrichtung aus Fig. 2 in einer Seitenansicht mit einem einlaufenden Förderstrom von quaderförmigen Ballen in einer ersten Stellung;
Fig. 4:: die Messvorrichtung in einer Seitenansicht mit einem einlaufenden Förderstrom von quaderförmigen Ballen in einer zweiten Stellung;
Fig. 5:: die Messvorrichtung in einer Seitenansicht mit einem einlaufenden Förderstrom von quaderförmigen Ballen in einer dritten Stellung;
Fig. 6:: die Messvorrichtung in einer Seitenansicht mit einem einlaufenden Förderstrom von quaderförmigen Ballen in einer vierten Stellung;
Fig. 7:: die Messvorrichtung in einer Seitenansicht mit einem einlaufenden Förderstrom von quaderförmigen Ballen in einer fünften Stellung;
Fig. 8:: die Messvorrichtung in einer Seitenansicht mit einem einlaufenden Förderstrom von quaderförmigen Ballen in einer sechsten Stellung;
Fig. 9:: die Messvorrichtung in einer Seitenansicht mit einem einlaufenden Förderstrom von quaderförmigen Ballen in einer siebten Stellung;
Fig. 10:: die Messvorrichtung in einer Seitenansicht während des Wiegevorgangs des vereinzelten Ballens; sowie
Fig. 11:: die Messvorrichtung beim Ausstoßen eines gewogenen Ballens.

In der Figur 1 ist eine an sich bekannte Kanalballenpresse 30 mit einen Einwurfschacht 31 schematisch dargestellt. Loses Pressgut 32, zum Beispiel aus dem Kunststoffrecycling, wird in den Einwurfschacht eingeworfen und fällt unmittelbar in einen Presskanal 33, um dort in einem Arbeitshub von einem Pressstempel 34 mit einer Stirnseite 38 in einen Ballenkanal 2 befördert und dort verdichtet zu werden. Der Pressstempel 34 wird von einem Hydraulikzylinder 35 in Abhängigkeit von einer Steuerung 36 angetrieben. An dem Einwurfschacht 31 sind weiter wenigstens zwei Sensoren 37 angebracht, die die Füllhöhe des Einwurfschachts 31 erfassen und an die Steuerung 36 weitergeben. Der maximale Arbeitshub oder Verdichtungshub der Stirnseite des Pressstempels 34 ist in der Fig. 1 mit der Strecke S gekennzeichnet. Der maximale Arbeitshub erstreckt sich von der in Fig. 1 links dargestellten Ruheposition der Stirnseite 38 bis zu dem dem Pressstempel 34 zugewandten Ende des bereits gepressten Pressguts, das sich in dem Ballenkanal 2 befindet.
Das in dem Ballenkanal 2 befindliche Pressgut liegt dort verdichtet in einem Förderstrom in Förderrichtung F vor. An Ende des Ballenkanals 2 wird eine Abbindung vorgenommen, mit der aus dem Förderstrom einzelne Ballen geformt werden. Die Abbindung erfolgt nach einem Verdichtungshub des Pressstempels, so dass ein Ballen immer aus einer Anzahl von Verdichtungshüben gebildet wird, in der Praxis etwa drei bis fünf Hübe.
Die Figur 2 zeigt eine Messvorrichtung 1, die am Ausgang des Ballenkanals 2 der hier nur teilweise dargestellten Kanalballenpresse angeordnet ist.
Die Kanalballenpresse erzeugt einen Förderstrom an verpressten Ballen, die sich mit jedem Verdichtungshub des Pressstempels der Kanalballenpresse in einer Förderrichtung F schrittweise stromabwärts bewegen. Unmittelbar stromabwärts des Ballenkanals 2 ist die Messvorrichtung 1 mit einem Vorlagetisch 3 angeordnet, der eine im Wesentlichen ebene Ablagefläche 4 für die erzeugten Ballen aufweist. Die Ablagefläche 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit in Förderrichtung F verlaufenden Nuten 5 versehen, die die Reibung der Ballen auf der Ablagefläche mindern und eine Führung der Ballen in Förderrichtung F bewirken, da die Ballen an ihren Außenseiten nicht vollkommen glatt sind und deshalb mit vorstehenden Oberflächenstrukturen in die Nuten 5 eingreifen können.
Stromabwärts des Vorlagetisches 3 ist eine Schiebeebene 7 vorgesehen, die gegenüber der Ablagefläche 4 nach unten versetzt ist. Die Schiebeebene 7 umfasst einen feststehenden Teil 8 und einen Wägetisch 9, der auf vier Wägemesszellen ruht, die hier nicht dargestellt sind. Die Wägemesszellen sind durch jeweils eine Serviceklappe 10 von der Oberseite her zugänglich.
Unterhalb der Ablagefläche 4 ist eine Schiebevorrichtung mit einem Schieber 11 angeordnet, der in der dargestellten Ruheposition teilweise in dem Vorlagetisch 3 aufgenommen ist. Der Schieber 11 ist in Förderrichtung F verfahrbar und gleitet auf seinem Verfahrweg über die Schiebeebene 7. Oberhalb des Verfahrwegs ist ein parallel zur Förderrichtung F ausgerichteter Träger 12 angeordnet, der eine Anzahl von berührungslos arbeitenden Sensoren trägt. In der Förderrichtung F sind an dem Träger 12 hintereinander drei mit Ultraschall arbeitende Sensoren 13, 14 und 15 und zwei optische Sensoren 16 und 17 angebracht. Der jeweilige Erfassungsbereich der Sensoren 13 bis 17 weist nach unten.
Stromabwärts des Wägetisches 9 ist eine Beschriftungsvorrichtung 20, die im Wesentlichen aus einer Umreifungseinrichtung 21 und einem Drucker 22 besteht. Die Beschriftungsvorrichtung 20 ist in einem Rahmen angeordnet, der den Förderweg der Ballen allseits umgibt. Im Einzelnen ist die Beschriftungsvorrichtung 20 wie eine Abbindeeinheit aufgebaut, in der in anderen Anwendungen Material mit einem Kunststoffband umreift werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird der bereits in der Kanalballenpresse abgebundene, mit Draht umreifte Ballen zum Zwecke der Kennzeichnung mit einem Kunststoffband umreift, das zur Kennzeichnung des Ballens mit Daten bedruckt ist.
Oberhalb der Beschriftungsvorrichtung 20 ist ein Hydraulikaggregat 25 auf dem Rahmen montiert. Das Hydraulikaggregat 25 stellt im Betrieb den Hydraulikdruck für einen nicht dargestellten doppeltwirkenden Antriebszylinder des Schiebers 11 zur Verfügung, der unterhalb der Ablagefläche 4 innerhalb des Tisches 3 horizontal liegend angeordnet ist. Der Arbeitshub des Antriebszylinders verläuft parallel zur Förderrichtung F. Mit dem Antriebszylinder ist eine Wegmessvorrichtung gekoppelt, die in jeder Position des Schiebers 11 entlang seines Arbeitswegs einen der Position entsprechenden Messwert erzeugt.
Die Figuren 3 bis 11 zeigen die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung in einer Seitenansicht während des Betriebs in verschiedenen aufeinanderfolgenden Schritten. Die zu Figur 2 beschriebenen Komponenten und Elemente der Vorrichtung tragen die gleichen Bezugsziffern wie dort.
In der Figur 3 ist dargestellt, wie ein Förderstrom von fertig abgebundenen Ballen A, B und C aus dem Ballenkanal 2 der Kanalballenpresse austritt und nacheinander auf die Ablagefläche 4 des Vorlagetisches 3 aufgegeben wird. Dabei wird der jeweils voreilenden Ballen von den nachfolgenden Ballen in der Förderrichtung F geschoben. Die erzeugten Ballen A, B und C liegen mit ihren Stirnseiten dicht an dicht vor. Der Schieber 11 ist in dieser Darstellung in seiner rechten Endposition, in die er von dem Antriebszylinder 26 Verfahren wurde.
Die Sensoren 13 und 14 erfassen mittels Ultraschall die Oberfläche des vorlaufenden Ballens A und bestimmen damit die Höhe des Ballens A über der Ablagefläche 4 und gegebenenfalls auch die Homogenität der erzeugten Oberseite des Ballens A.
In der Figur 4 ist gegenüber der Darstellung aus Figur 3 ein weiterer Verdichtungshub der Ballenpresse erfolgt, wodurch die Ballen A, B und C einen Schritt weiter in der Förderrichtung F gefördert worden sind. Dabei ist der voreilenden Ballen A am stromabwärts liegenden Ende der Ablagefläche 4 über eine Abgleitkante 27 gefördert worden und mit seiner vor laufenden Unterkante auf die Oberseite des Schiebers 11 gekippt. Der Schieber 11 befindet sich noch in derselben Stellung wie in der Figur 3.
Die Sensoren 13 und 14 können in dieser Stellung messen, dass der Ballen A über die Kante 27 gekippt ist, da der Abstand zwischen der Oberfläche des Ballens H und dem Sensor 13 kleiner ist als der Abstand zum Sensor 14.
In der Figur 5 ist nach einem weiteren Verdichtungshub der Ballenpresse der Förderstrom weiter in Förderrichtung F fortgeschritten. Der Ballen C ist vollständig ausgebildet und ein weiterer Ballen D ist aus dem Ballenkanal 2 teilweise ausgetreten. Der Ballen A ist nun in seiner vollen Länge von der Ablagefläche 4 über die Kante 27 gefördert worden und liegt mit seiner Unterseite flächig auf der Oberseite des Schiebers 11 auf.
Der Ballen A ist nun in den Erfassungsbereich des Sensors 15 gelangt, sodass der Sensor 15 nunmehr auch die Oberseite des Ballens A erfassen kann und die Höhe dieser Oberseite über der Oberfläche des Schiebers 11 bestimmen kann. Der Sensor 14 stellt fest, dass an der nachlaufenden Seite des Ballens A die Oberseite dieselbe Höhe wie im Bereich des Sensors 15 eingenommen hat und deshalb festgestellt werden kann, dass der Ballen A horizontal auf dem Schieber 11 aufliegt.
In der Figur 6 ist die Position der Ballen A bis D unverändert gegenüber Figur 5. Jetzt wird der Schieber 11 durch den Antriebszylinder 26 gegen die Förderrichtung F unter den Vorlagetisch 3 verfahren. Das Hydraulikaggregat 25 wird von einer hier nicht dargestellten Steuerung entsprechend angesteuert.
Das weitere Zurückziehen des Schiebers 11 gegen die Förderrichtung F ist in der Figur 7 dargestellt, in der die abgeschrägte Vorderkante 28 des Schiebers 11 hinter den Schwerpunkt des Ballens A gelangt ist und der Ballen A dadurch mit seiner vorderen Unterkante auf den Wägetisch 9 abgekippt ist.
Der Sensor 13 erfasst nun bereits die vordere Oberseite des folgenden Ballens B, während die Sensoren 14 und 15 Signale abgeben, aus denen die Kippung des Ballens A zu ermitteln ist. Der optische Sensor 16 erfasst bereits die obere Vorderkante des Ballens A.
In Figur 8 ist der Schieber 11 in seine Endstellung unter den Vorlagetisch 3 verfahren. Der Ballen A ist nun ganz von der Vorderkante 28 des Schiebers 11 abgerutscht und liegt mit seiner Unterseite vollständig auf der Schiebeebene 7 auf, allerdings noch nicht mit seiner gesamten Unterseite auf dem Wägetisch 9.
Der Sensor 13 erfasst weiterhin den folgenden Ballen B. Die beiden Sensoren 14 und 15 zeigen nun an, dass der Ballen A horizontal liegt und gegenüber der Lage aus Figur 5 um die vertikale Dicke des Schiebers 11 weiter nach unten auf die Schiebeebene 7 gelangt ist. Der Ballen A liegt nach wie vor dicht an dem Ballen B. Die Signale der Sensoren 14 und 15 können bei einer noch aufwändigeren Auswertung auch daraufhin geprüft werden, ob sie ein der Oberflächenkontur des Ballens A entsprechendes Signal abgeben. Die Oberflächenkontur kann beim Durchgang des Ballens A unter dem Sensor 13 erfasst werden.
Nun beginnt, wie in Fig. 9 veranschaulicht, ein Vorwärtshub des Schiebers 11 in Förderrichtung F, wobei der Ballen A von dem Ballen B separiert wird. Der Hub des Schiebers 11 wird so lange durchgeführt, bis die voreilende Seite des Ballens A den Sensor 16 passiert hat und den Sensor 17 erreicht. Dies ist das Signal dafür, dass der Ballen A in seiner gesamten Länge auf dem Wägetisch 9 aufliegt. Sobald der Sensor 17 das Vorliegen des Ballens A in seinem Erfassungsbereich feststellt, wird der Vorwärtshub des Schiebers 11 beendet.
Die Sensoren 16 und 17 sind in diesem Ausführungsbeispiel Laserscanner, die die Vorderkante der Ballen sehr präzise messen können und deshalb die Position des Ballens in Förderrichtung F genau bestimmen können. Die mit dem Antriebszylinder 26 verbundene Wegmessvorrichtung kann in dieser Stellung ausgelesen werden. Aus dem Messwert und der genau bekannten Position des Ballens A unter dem Sensor 17 kann jetzt die Länge des Ballens A in Förderrichtung bestimmt werden.
In Figur 10 ist der Schieber 11 ein Stück entgegen der Förderrichtung F zurückgefahren, um die Wägung des Ballens A nicht zu beeinflussen. Die nicht dargestellte Steuerung der Messvorrichtung 1 ermittelt nun das Gewicht des Ballens A. Die Messwerte für das Gewicht und die Länge des Ballens A liegen nun mit großer Genauigkeit in der Steuerung vor.
Figur 11 zeigt schließlich einen weiteren Schritt, in dem der Schieber 11 weiter stromabwärts verfahren worden ist und den Ballen A von dem Wägetisch 9 in den Rahmen der Beschriftungsvorrichtung 20 befördert hat. Die Beschriftungsvorrichtung 20 fährt nun in an sich bekannter Weise ein Kunststoffband durch den Rahmen um den Ballen herum. Gleichzeitig wird jedoch das Band in dem Drucker 22 beschriftet. Dabei werden beispielsweise eine laufende Nummer des Ballens A, das Datum und die Uhrzeit der Herstellung sowie das in dem Schritt aus Fig. 10 ermittelte Gewicht aufgedruckt. Das Band wird dann verschweißt und ist so unverlierbar an dem Ballen befestigt. Der Aufdruck erfolgt vorzugsweise an mehreren Stellen, so dass die Daten aus verschiedenen Betrachtungsrichtungen sichtbar sind. Der Ballen A kann auch sequentiell mit mehreren bedruckte Kunststoffbändern umreift werden, so dass bei Verlust eines Bandes die genannten Informationen immer noch ablesbar sind.
Alternativ kann der Ballen auch mit einem Aufkleber versehen werden, der einige oder alle der genannten Daten trägt. Es hängt von der Art und dem Zustand des verpressten Materials ab, ob sich ein Aufkleber eignet. Bei inhomogenem Pressgut wie zum Beispiel Haushaltsabfällen ist die Umreifung mit einem Kunststoffband zu bevorzugen.
Der Ballen A kann in dieser Position hinter der Beschriftungsvorrichtung 20 von einem Gabelstapler aufgenommen werden. Die Anlage ist nun in der in Figur 3 dargestellten Ausgangsstellung, wobei an die Stelle der Ballen A, B und C nun die Ballen B, C und D getreten sind. Das Verfahren kann zyklisch wiederholt werden.
Mit dieser Messvorrichtung und nach dem beschriebenen Verfahren kann erstmals automatisch jeder von einer Kanalballenpresse erzeugte Ballen hinsichtlich Länge und Gewicht vermessen und gekennzeichnet werden.
Die Beschriftung der Ballen mit ihrer Gewichtsangabe ist aus den genannten Gründen vorteilhaft, es wird aber auch angestrebt, die Ballengewichte möglichst konstant zu halten, auch wenn sich das Pressgut in seinen Eigenschaften mit der Zeit ändert.
Zu diesem Zweck werden die von der Messvorrichtung 1 ermittelten Messwerten, als wenigstens einer der Messwerte der Länge und des Gewichts, vorzugsweise beide Messwerte, an die Steuerung 36 der Kanalballenpresse 30 übermittelt. Die Steuerung passt dann die einstellbaren Betriebsparameter der Kanalballenpresse an.
Dabei wird angestrebt, dass ein vorgegebenes Ballengewicht bzw. genauer eine vorgegebene Ballenmasse mit einer ganzen Anzahl von Verdichtungshüben möglichst genau erreicht wird. Vor dem Pressstempel soll sich deshalb so viel Masse an Pressgut befinden, wie für den Verdichtungshub erforderlich ist. Wenn beispielsweise ein Ballen in vier Verdichtungshüben gefertigt werden soll, muss sich vor dem Pressstempel jeweils ein Viertel der angestrebten Ballenmasse befinden. Dieser Wert kann einerseits über die Position des Pressstempels vor dem Verdichtungshub variiert werden, da dadurch das Volumen im unteren Bereich des Einwurfschachts zwischen dem Pressstempel und dem Ballenkanal verändert wird. Andererseits kann die Füllhöhe in dem Einwurfschacht, bei der der Verdichtungshub ausgelöst wird, verändert werden. Dabei wird durch das Eigengewicht der Säule an anstehendem Pressgut das Volumen im unteren Bereich des Einwurfschachts zwischen dem Pressstempel und dem Ballenkanal vorverdichtet, so dass dort das sogenannte Schüttgewicht steigt. Auch dadurch wird die im Verdichtungshub komprimierte Masse an Pressgut erhöht, wenn die Füllhöhe vergrößert wird, und die vorgelegte Masse wird verringert, wenn die Füllhöhe bis zur Auslösung des Verdichtungshubs reduziert wird.
Wenn Masse der erzeugten Ballen zwar das Sollgewicht mit geringen Abweichungen erreicht, aber die vorgesehene Länge in Verdichtungsrichtung nicht erreicht wird, kann eine Änderung des Arbeitsdrucks des den Pressstempel antreibenden Hydraulikantriebs vorgenommen werden. Wenn bei "passender" Masse der Ballen zu kurz ist, wird der Druck reduziert, wenn der Ballen zu lang ist, wird der Druck erhöht. Diese Einstellung wird beispielsweise vorgenommen, indem der Querschnitt des Ballenkanals mit der in Fig. 2 dargestellten Verstellzange 40 verändert wird, wodurch sich die dort erzeugte, gegen die Presskraft wirkende Reibungskraft verändert. Eine höhere Reibung bewirkt einen höheren Hydraulikdruck und umgekehrt.
Mit diesen Regelungsmaßnahmen kann auf sich ändernde mechanische Eigenschaften des Pressguts reagiert werden und der Betrieb der Presse nachgesteuert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Ballen in einer Kanalballenpresse, die durch Verdichten und Abbinden von losem Pressgut in Pressrichtung aufeinander folgende Ballen aus Pressgut erzeugt, die in einer Förderrichtung zu einem Ausgang der Kanalballenpresse gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausgang die Ballen vereinzelt werden, die Masse des jeweiligen vereinzelten Ballens und/oder Länge des Ballens in Pressrichtung gemessen wird, und der Messwert oder die Messwerte zur Steuerung der Kanalballenpresse verwendet werden, um die Masse und/oder die Länge der erzeugten Ballen auf Sollwerte einzuregeln.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einregeln durch Einstellung von einem oder mehreren Betriebsparametern der Kanalballenpressen erfolgt, die folgende Parameter umfassen:
- eine Füllhöhe des Pressgutes in einem Einwurfschacht,

- eine Startposition eines Verdichtungshubs, sowie

- einen Hydraulikdruck.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem unter einem Sollwert liegenden Messwert der Masse eines produzierten Ballens die Steuerung die Füllhöhe des Pressgutes in dem Einwurfschacht, bei dem der Verdichtungshub ausgelöst wird, vergrößert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem unter einem Sollwert liegenden Messwert der Masse eines produzierten Ballens die Steuerung die Startposition des Pressstempels für den Verdichtungshub in Richtung der Ruheposition des Pressstempels verlagert, so dass die Strecke S des Verdichtungshubs vergrößert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem über einem Sollwert liegenden Messwert der Masse eines produzierten Ballens die Steuerung die Füllhöhe des Pressgutes in dem Einwurfschacht, bei dem der Verdichtungshub ausgelöst wird, verringert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem über einem Sollwert liegenden Messwert der Masse eines produzierten Ballens die Steuerung die Startposition des Pressstempels für den Verdichtungshub in Richtung des Ballenkanals verlagert, so dass die Strecke S des Verdichtungshubs verkürzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem über einem Sollwert liegenden Messwert der Länge eines produzierten Ballens die Steuerung den vorgewählten Hydraulikdruck für den Antrieb des Pressstempels erhöht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem unter einem Sollwert liegenden Messwert der Länge eines produzierten Ballens die Steuerung den vorgewählten Hydraulikdruck für den Antrieb des Pressstempels verringert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Hydraulikdrucks über die Verstellung des freien Querschnitts des Ballenkanals erfolgt.
Verfahren zum Betrieb einer Ballenpresse, welche eine Steuerung, einen Einwurfschacht, einen um einen maximalen Arbeitshub entlang einer Strecke S verfahrbaren Pressstempel und einen Ballenkanal aufweist, wobei folgende Schritte vorgesehen sind:
- Einwerfen von losem Pressgut in den Einwurfschacht, bis zum Erreichen einer Füllhöhe,

- wenn eine vorbestimmte Füllhöhe des Pressguts in dem Einwurfschacht erreicht ist:

- Verdichten des vor einer Stirnseite des Pressstempels befindlichen Pressgut in den Ballenkanal durch Ansteuern eines Hydraulikzylinders zum Verfahren des Pressstempels in einem Verdichtungshub in den Ballenkanal,

- Zurückfahren des Pressstempels in eine Ausgangsposition und Wiederholung des Verdichtungsschrittes, bis die Menge des verdichteten Pressgutes näherungsweise einer für einen Ballen vorgesehenen Masse und/oder einem vorgesehenen Volumen entspricht,

- Abbinden des verdichteten Pressgutes zu einem Ballen,

- Ausstoßen des Ballens,
dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich folgende Schritte vorgesehen sind:
- Messen der Länge und/oder der Masse des Ballens,

- Übermitteln der Messwerte an die Steuerung der Ballenpresse,

- Einstellen wenigstens eines der folgenden Parameter zur Annäherung des wenigstens einen Messwerts an einen Sollwert:
▪ Einstellen der vorbestimmten Füllhöhe in dem Einwurfschacht, bei der der Verdichtungshub des Pressstempels ausgelöst wird,

▪ Einstellen der Ausgangsposition des Pressstempels entlang der Strecke S,

▪ Einstellen eines Hydraulikdrucks für den Vorschub des Pressstempels.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballen nach der Messung seiner Masse mit einer die Masse anzeigenden Beschriftung versehen wird.