EP4069504A1 - Baling press and method for operating the baling press - Google Patents

Baling press and method for operating the baling press

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Publication number
EP4069504A1
EP4069504A1 EP21836539.3A EP21836539A EP4069504A1 EP 4069504 A1 EP4069504 A1 EP 4069504A1 EP 21836539 A EP21836539 A EP 21836539A EP 4069504 A1 EP4069504 A1 EP 4069504A1
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EP
European Patent Office
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press
hydraulic
cylinders
hydraulic cylinders
baler
Prior art date
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Granted
Application number
EP21836539.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP4069504B1 (en
Inventor
Ralf Birkemeyer
Jan Vogt
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.)
SIB Strautmann Ingenieurbuero GmbH
Original Assignee
SIB Strautmann Ingenieurbuero GmbH
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Publication date
Application filed by SIB Strautmann Ingenieurbuero GmbH filed Critical SIB Strautmann Ingenieurbuero GmbH
Publication of EP4069504A1 publication Critical patent/EP4069504A1/en
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Publication of EP4069504B1 publication Critical patent/EP4069504B1/en
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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
    • B30B9/3003—Details
    • B30B9/3007—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/068—Drive connections, e.g. pivotal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/24—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the movement of a plurality of actuating members to maintain parallel movement of the platen or press beam
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a baling press with a press housing surrounding a press chamber, a press plate which can be moved in the press housing and which can be driven by hydraulic cylinders.
  • the invention also relates to a method for operating the baler.
  • DE 100 29 439 A1 discloses a baling press with a housing surrounding a press chamber and a press ram inserted therein, the drive of which is formed by four hydraulic cylinders arranged laterally next to the press housing.
  • the hydraulic cylinder drive is uncontrolled.
  • the cylinders are used as pressure cylinders. This means: When the press ram moves down, hydraulic oil is applied to the piston surface of the cylinder, and when it moves up, the piston ring surface.
  • a high pressing pressure can be generated in a baling press with pressure cylinders, this design has the disadvantage that the pressure cylinders basically protrude beyond the baling press due to the system. This is disadvantageous for rooms with a low overall height.
  • US 2013/0270730 A1 discloses a compression molding device for melting a resin material, in which fibers are fed to the molten resin and resin and fibers are then pressed into a mold.
  • the compression molding apparatus includes lower and upper molds and at least three compression hydraulic cylinders attached to the upper and lower molds. Position sensors are provided to detect the distance between the upper and lower moulds. And according to their information the Compression hydraulic cylinders can be controlled individually.
  • the compression molding device is neither intended nor suitable for compressing material in the form of balls.
  • a baler for compacting fibers and other compactable materials such as refuse is known.
  • the baler consists of a primary hydraulic cylinder and a faster-acting secondary hydraulic cylinder, both of which are attached to a press plate designed to compact the material.
  • the second compression means works faster than the first compression means and exerts a ramming movement on the material to be pressed that has been pre-compacted by the first compression means.
  • Both compression means have a common hydraulic system and a solenoid valve. Hydraulic oil is supplied to the two hydraulic cylinders and the ramming strokes are activated by means of a control provided for this purpose.
  • the disadvantage of this system is that although two cylinder pairs with a total of four cylinders are provided, the two secondary cylinders only serve to increase the lifting speed in the unloaded state.
  • the material compression is carried out exclusively with the primary cylinders.
  • DE 195 28 813 A1 discloses a device for compensating for tilting moments on a ram of a press.
  • the device comprises at least one pair of identical hydraulic cylinders, the pistons of which are each connected to the ram.
  • the hydraulic cylinders are synchronous cylinders (also called synchronous cylinders), which have a piston rod on both sides of the piston surface.
  • the volume of the inflowing and outflowing hydraulic oil is therefore always the same.
  • the cylinder therefore moves in and out at the same speed.
  • the chamber of each hydraulic cylinder arranged above the piston is connected to the chamber of the respective other hydraulic cylinder of the pair arranged below the piston via a respective connecting line.
  • the device known from DE 195 28 813 A1 is capable of detecting and compensating for an inclined position of the ram, such ram presses do not have a press chamber and are unsuitable as baling presses.
  • a baling press with two double-acting hydraulic cylinders is known from US Pat. No. 5,570,630 A.
  • the hydraulic cylinders are connected to each other via a bridge construction and two pressure plates attached to it.
  • two electrical switches are provided which are activated by a pin whenever the bridge structure connecting the hydraulic cylinders is moved from its normally horizontal position position in an inclined position.
  • the disadvantage of the control is that the cylinders can only be controlled roughly and fine control is not possible.
  • a press for wool with a frame and a press plate that can be moved into a press chamber is known from AU 001991082616 A1.
  • wool retaining elements are provided in the form of pins engaging laterally in the pressed bale, which are inserted into the wool ball from the sides after compaction and before the pressing plate is moved upwards.
  • the pins that engage laterally in the pressing chamber thus serve as hold-down devices for the material to be compacted and prevent it from expanding when the pressing plate returns.
  • US Pat. No. 3,851,577 A discloses a baling press for compressing waste, for example cardboard boxes, with a compression chamber and a hydraulic cylinder mounted on a compression plate above the compression chamber. To reduce the overall height of the baler for shipping, the cylinder can be lowered down into the housing. However, the conversion is time-consuming and expensive.
  • a further disadvantage of a system with a hydraulic cylinder arranged above the bale chamber is the high overall height associated therewith. Baling presses with such a structure are therefore unsuitable for rooms with a low overall height.
  • the object of the present invention is therefore to specify a baling press that has a low overall height and a simplified structural design. Furthermore, a corresponding method for operating such a baling press is to be specified.
  • the core idea of the invention is that in a baling press, which, as explained above, has a press housing with a pressing chamber, a pressing plate and hydraulic cylinders for driving it, a total of four hydraulic cylinders are provided, which are arranged in pairs on one side of the pressing plate. wherein the hydraulic cylinders of each pair of cylinders can be controlled individually or jointly by means of a control device depending on the pressing pressure.
  • a pressure cylinder is understood to mean a cylinder in which hydraulic oil is applied to the piston surface during the pressing process.
  • a pull cylinder is understood to mean a cylinder in which hydraulic oil is applied to the piston ring surface during the pressing process.
  • a baler with pull cylinders has the advantage that the hydraulic cylinders do not protrude beyond the bale chamber or the press plate. With two balers with the same overall height, one of which compresses the material to be pressed with pulling cylinders and the other others with pressure cylinders, the pull cylinder baler can therefore realize a higher and thus larger bale chamber than a pressure cylinder baler.
  • the baling press according to the invention with traction cylinders is therefore particularly well suited for rooms with a low overall height.
  • the hydraulic cylinders acting on the press shield are preferably designed in such a way that when the press shield is moved to its uppermost position, they practically do not protrude upwards over the press shield.
  • the hydraulic cylinders are arranged in pairs on the left and right opposite one another on two sides of the usually rectangular press plate.
  • a lower transverse yoke is preferably provided, to which the cylinders are attached.
  • the control device is designed to apply hydraulic oil to the various hydraulic cylinders of the baling press in the desired manner, i.e. to lower the press plate to compress material to be pressed, such as cardboard boxes or the like, and to also raise the hydraulic cylinders in the opposite direction in a targeted manner of the press shield.
  • the control device is designed in such a way that either only one or both hydraulic cylinders of each pair of cylinders, which are arranged adjacent on one side of the press plate, are controlled. This offers the advantage that when the baling chamber of the baling press is almost empty or only easy-to-compact material is filled in, only one hydraulic cylinder on each side of the pressing shield is activated.
  • the piston rod of the cylinder that is not activated in each case is taken along by the cylinder that is activated in each case next to it.
  • the two hydraulic cylinders arranged on one side of the press plate are mechanically coupled to one another, so that moving the piston rod of one controlled hydraulic cylinder up or down also moves the piston rod of the other cylinder.
  • a sensor in the control device for example in that the pressure in the controlled hydraulic cylinders increases and the piston rods of the hydraulic cylinders only move very slowly or not at all.
  • the control device can then switch over as a function of the pressing pressure in such a way that pressurized hydraulic oil is now also fed to the two previously unloaded hydraulic cylinders via further corresponding hydraulic lines in order to double the pressing force.
  • the hydraulic control device is preferably an electronic unit, such as a PLC control.
  • a further advantage of the invention is that the lateral arrangement of the hydraulic cylinders means that the baling press can also be set up in rooms with low ceilings and can also be transported through low doors or gates.
  • the hydraulic cylinders can be activated in such a way that if initially only one cylinder is activated on each side, this occurs crosswise, for example the left rear and right front cylinders or alternatively the left front and right rear cylinders. In this way, a more uniform application of force to the press plate by the hydraulic cylinder can be achieved in order to prevent the press plate from tilting.
  • a hydraulic main switching valve and a hydraulic pressure switching valve are provided for the actuation of the hydraulic cylinders, which can be controlled by the hydraulic control unit.
  • the main switching valve basically the direction of movement of the hydraulic cylinders is determined, i.e. raising or lowering the press plate, depending on the direction in which the hydraulic cylinders are loaded with hydraulic oil.
  • the pressure switching valve also regulates whether only one hydraulic cylinder or both hydraulic cylinders of the cylinder pair are pressurized with hydraulic oil on each side.
  • the hydraulic cylinders are preferably each connected to one another with an upper transverse yoke and/or a lower yoke. These yokes are then each arranged above or below the press housing. In order to allow the hydraulic cylinders to move relative to these yokes, spherical bearings and shafts can be provided at the connection points of cylinders and yokes.
  • a guide is preferably provided in the press housing for the movable press plate.
  • triangular, prismatic guide rails can be arranged on the pressing plate in cross-section, which interact with corresponding guide profiles on the inner surfaces of the pressing chamber. This counteracts tilting of the pressing plate when pressing material to be pressed.
  • the invention proposes that the pressing plate be assigned a position sensor which detects an inclined position of the pressing plate and from which position signals can be transmitted to the hydraulic control unit. In this way, the control device and the position sensor can be used to determine if the press plate is in an inclined position that exceeds a predefinable limit value.
  • the control device can then control the hydraulic cylinders in such a way that the tilting is compensated, i.e., for example, hydraulic oil is applied to only one hydraulic cylinder on a leading side of the pressure plate and hydraulic oil is applied to both hydraulic cylinders on the opposite, lagging side of the pressure plate in order to move the pressure plate level again.
  • the hydraulic cylinders of each pair of cylinders are selectively controlled individually or together depending on the pressing pressure. This means that either only one or both of the two hydraulic cylinders, which are arranged on one side of the press plate and are mechanically coupled to one another, are controlled to raise and lower the press plate. At low If the power requirement is high, only one hydraulic cylinder of each pair of cylinders is supplied with hydraulic oil in order to quickly move the pressing plate down or raise it again, and when there is a high power requirement, i.e. when compressing the material to be pressed, both hydraulic cylinders of each pair of cylinders are then supplied with hydraulic oil.
  • Figure 1 shows a baler in a first perspective view
  • FIG. 1 the baler in plan view
  • Figure 3 shows the baler in a second perspective view
  • Figure 4 shows a pair of hydraulic cylinders of the baler in a side view
  • FIG. 5 is a circuit diagram of the hydraulic system of the baler, together with some other parts of the baler.
  • FIG. 1 shows a baling press 1 with a press housing 3, for example made of steel, and a pressing chamber 2, whose chamber door 9 forming a front side of the press housing 3 is open here.
  • the chamber door 9 is provided with a filling opening 10 in its upper part. With the chamber door 9 closed, parts to be pressed, such as cardboard boxes, cardboard, packaging or empty plastic beverage bottles, which are found in supermarkets, for example, can be filled into the pressing chamber 2 through the filling opening 10 .
  • the material to be pressed is then moved and compacted in direction R1 by a pressing plate 4, which is shown here in a raised, upper position, preferably strapped with wire or plastic straps and then removed as a pressed bale with the chamber door 9 open.
  • a pressing plate 4 which is shown here in a raised, upper position, preferably strapped with wire or plastic straps and then removed as a pressed bale with the chamber door 9 open.
  • the pressing shield 4 is moved by means of four hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 arranged in pairs on the side of the press housing 3, only the two hydraulic cylinders 5, 6 being fully visible in FIG.
  • the two further hydraulic cylinders 7, 8 are arranged on the side of the press housing 3 facing away from the viewer and are largely covered.
  • the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 each have a piston 23 and a piston rod 22.
  • the pistons 23 each have a piston surface 25 on one side and a piston ring surface 24 surrounding the piston rod 22 on the other side. Due to the fact that the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 are arranged laterally on the press housing 3, the height of the baler 1 is advantageously low.
  • the overall height is also particularly low due to the fact that the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 are designed as pulling cylinders, which are acted upon by hydraulic fluid on their piston ring surface 24 during their movement in the pressing direction R1.
  • the side edges of the pressing plate 4 are connected here to four vertical, prismatic guide rails 13 which protrude upwards over the pressing plate 4 and interact with corresponding guide profiles 14 on the two lateral inner surfaces of the press housing 3 .
  • the two hydraulic cylinders 5, 6 on one side and the two further hydraulic cylinders 7, 8 on the other side are connected at the top by means of an upper transverse yoke 11 and at the bottom by means of a lower yoke 17 running parallel to the upper transverse yoke below the baling chamber 2 interconnected within each pair of cylinders and from pair of cylinders to pair of cylinders.
  • the upper transverse yoke 11 is connected to the upper side of the press plate 4 .
  • the baler 1 is shown in plan view.
  • the four hydraulic cylinders 5 , 6 , 7 , 8 here engage laterally in pairs opposite one another via the upper transverse yoke 11 on the pressing plate 4 .
  • the hydraulic cylinders 5, 6 on one side and the hydraulic cylinders 7, 8 on the other side are connected to one another by means of the upper transverse yoke 11.
  • a mechanical coupling of the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 is achieved by the transverse yoke 11.
  • the press shield 4 has four vertical, prismatic guide rails 13 on its lateral edges, which interact with the corresponding guide profiles 14 on the inner surface of the press housing 3 .
  • These guide rails 13 and guide profiles 14 counteract a tilting of the pressing plate 4, since when the pressing plate 4 tilts on the leading side, there is increased frictional resistance of the guide rails 13 there in the guiding profile 14, so that the pressing plate 4 is braked on this side and quasi automatically aligns horizontally again.
  • the four hydraulic cylinders 5 , 6 , 7 , 8 are each connected to the upper transverse yoke 11 via a pivot bearing 16 .
  • FIG. 3 shows the baling press 1 in a perspective view obliquely from the front with a different viewing direction compared to FIG.
  • the press shield 4 of the baler 1 is in the raised position here.
  • two hydraulic cylinders 5, 6 or 7, 8 arranged on one side of the press plate 4 are mechanically coupled to one another. This coupling takes place via the joint bearings 16 which act on the upper transverse yoke 11 here.
  • the guide rails 13 on the edge of the pressing plate 4 are also connected to one another here parallel to the transverse yoke 11 , which serves to increase the mechanical stability of the pressing plate 4 .
  • FIG. 4 shows a side view of two adjacent hydraulic cylinders 5, 6 of the cylinder pair visible in FIG.
  • the joint bearings 16 are used for the articulated connection of these components to one another Cylinders 5, 6 connected to the lower yoke 17 with the joint bearings 16 there.
  • the lower joint bearing 16 on the right in FIG. 4 is shown again in an enlargement of the detail Z on the right in FIG.
  • FIG. 5 a hydraulic circuit diagram of the hydraulic system of the baler is shown together with some other parts of the baler to illustrate the hydraulic components and the hydraulic connections of the various components of the baler 1 shown in solid lines.
  • the sections A-A and B-B are each shown schematically on the side in FIG.
  • a total of four hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 act on the press shield 4 of the baler 1 via the upper transverse yoke 11 in order to move it down with the press shield 4 in the pressing direction R1 or to raise it in the opposite direction to the pressing direction R1.
  • the control device 12 in turn is connected via a control line to a main switching valve 19 and can control the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 via this.
  • the hydraulic system also includes a pressure changeover valve 20, which is connected upstream of the main switching valve 19 and switches depending on the hydraulic pressure
  • the pressure switchover valve 20 is activated in such a way that the other two hydraulic cylinders 6, 7 are also activated and charged with pressurized hydraulic oil, in order then to work with all four hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 to produce a higher, almost twice the pressing force of the pressing plate 4.
  • the control device 12 activates two hydraulic cylinders crosswise, i.e. only the hydraulic cylinders 5, 8 or the hydraulic cylinders 6, 7, for example located in the baling chamber, the other two hydraulic cylinders 6, 7 and 5, 8 are also activated on both sides. This means that a hydraulic oil pump then supplies the hydraulic oil to all four hydraulic cylinders
  • the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 can be controlled accordingly by the control device 12 and the main switching valve 19 in order to compensate for this tilting .
  • a directional switching valve 21 is used to switch the direction of movement of the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 and thus the pressing plate 4.
  • a typical baler 1 operating cycle is as follows:
  • the baler 1 is in a filling state, with the hydraulic cylinders 5,
  • the cylinders 5, 6 and 7, 8 of a pair of cylinders are each mechanically connected to one another. So if the piston rod of one cylinder 5, 8 moves down in the pressing direction R1, then the piston rod of the other cylinder 6, 7 also moves down in the pressing direction R1 - by mechanical power transmission via the mechanical connection.
  • the entrained hydraulic cylinders 6, 7 are filled with hydraulic oil from a hydraulic oil tank of the hydraulic system without pressure via a tank line with a check valve arranged therein due to the resulting vacuum in the replenishment process.
  • the cylinders 5, 8 to be filled with hydraulic oil when the power requirement is low and the pressing pressures are low are arranged crosswise, i.e. the cylinder 5 is hydraulically connected to the cylinder 8.
  • the cylinders 5, 8 are filled with pressurized hydraulic oil in the operating state in which the pressure switching valve 20 has not yet switched over to the filling of all cylinders 5, 6, 7, 8.
  • the pressing plate 4 moves down relatively quickly in the vast majority of the pressing cycle, without building up much pressure.
  • the pressure for pressing the material to be pressed is only required in the lower part, approximately the lower third to fifth, of the pressing chamber 2 when the pressing chamber 2 is already reasonably full.
  • the hydraulic oil flow is then released not only into the hydraulic cylinders 5 and 8 via the pressure switching valve 20, but also the respective adjacent hydraulic cylinders 6 and 7 are supplied with pressurized hydraulic oil.
  • the pressing plate 4 is already in the lower part of the pressing chamber 2.
  • the cylinder pairs 5, 6 and 7, 8 on each side of the pressing plate 4 are connected via the transverse yoke 11, which is located above the pressing plate 4, connected to each other.
  • the guide rails 13 are located on the pressing shield 4 and cooperate with the compatible, pronounced guide profiles 14 in the side walls of the pressing chamber 2 . If now z. B. under the right part of the pressing plate 4, a different pressure builds up than under the left part, then there is an oblique pulling of the Pressing shield 4 in that the cylinders 5, 6 or 7, 8 on one side receive less oil than the cylinders 7, 8 or 5, 6 on the other side.
  • the control device 12 sets the directional switching valve 21 of the hydraulic system to return and the press plate 4 moves back to its upper starting position.
  • the pressing plate 4 aligns itself horizontally again by running against an upper stop, after which it can then be moved back down from there for a new pressing step.
  • the pressing plate 4 At the end of the last pressing step, ie when a pressed bale has been pressed, the pressing plate 4 is in its lower position. In this position of the press shield 4, the press bale can be tied in a manner known per se. From this position, after switching over the direction switching valve 21, the pressing plate 4 is moved back upwards again. In this case, too, only two cylinders 5, 8 are acted upon by hydraulic oil in the return, so that due to the small volume of hydraulic oil required for this, a relatively quick upward return of the press plate 4 is achieved.
  • the twin cylinder 6, 7 connected to the cylinder 5, 8 being acted upon in each case is not moved upwards by the pressurized hydraulic oil flowing into its pressure chamber, but is carried along by the respective adjacent hydraulic cylinder 5, 8 due to the mechanical connection and due to the force transmission taking place via it.
  • the hydraulic oil released in the annular space of the hydraulic cylinders 6, 7 runs into the pressureless hydraulic oil tank.
  • the piston space of the entrained hydraulic cylinders 6, 7 therefore never needs to be charged with pressurized hydraulic oil.
  • the chamber door 9 can be opened and the pressed and tied bale can be removed from the pressing chamber 2.

Abstract

The present invention relates to a baling press (1) with a press housing (3) surrounding a press chamber (2) and with a press plate (4) which is movable in the press housing (3) and can be driven by hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) which are arranged in pairs on two mutually opposite sides outside the press chamber (2). The baling press (1) according to the invention is characterized in that a hydraulic control device (12) is provided, by means of which the hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) of each cylinder pair can be actuated either selectively individually or jointly depending on the compressive pressure. The invention further relates to a method for operating the baling press (1).

Description

Ballenpresse sowie Verfahren zum Betreiben der Ballenpresse Baler and method of operating the baler
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ballenpresse mit einem eine Presskammer umgebenden Pressengehäuse, einem im Pressengehäuse verfahrbaren Pressschild, das mit Hydraulikzylindern antreibbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Ballenpresse. The present invention relates to a baling press with a press housing surrounding a press chamber, a press plate which can be moved in the press housing and which can be driven by hydraulic cylinders. The invention also relates to a method for operating the baler.
Aus DE 100 29 439 A1 ist eine Ballenpresse mit einem eine Presskammer umgebenden Gehäuse und einem darin eingesetzten Pressenstempel bekannt, dessen Antrieb von vier seitlich neben dem Pressengehäuse angeordneten Hydraulikzylindern gebildet wird. Der Antrieb der Hydraulikzylinder ist ungesteuert. Die Zylinder werden als Druckzylinder eingesetzt. Das heißt: Beim Abwärtsfahren des Presstempels wird die Kolbenfläche des Zylinders mit Hydrauliköl beaufschlagt, beim Aufwärtsfahren die Kolbenringfläche. Zwar lässt sich bei einer Ballenpresse mit Druckzylindern ein hoher Pressdruck erzeugen, jedoch resultiert aus dieser Bauweise der Nachteil, dass die Druckzylinder die Ballenpresse systembedingt grundsätzlich überragen. Für Räume mit niedriger Bauhöhe ist das nachteilig. DE 100 29 439 A1 discloses a baling press with a housing surrounding a press chamber and a press ram inserted therein, the drive of which is formed by four hydraulic cylinders arranged laterally next to the press housing. The hydraulic cylinder drive is uncontrolled. The cylinders are used as pressure cylinders. This means: When the press ram moves down, hydraulic oil is applied to the piston surface of the cylinder, and when it moves up, the piston ring surface. Although a high pressing pressure can be generated in a baling press with pressure cylinders, this design has the disadvantage that the pressure cylinders basically protrude beyond the baling press due to the system. This is disadvantageous for rooms with a low overall height.
Aus US 2013/0270730 A1 ist eine Formpressvorrichtung zum Schmelzen eines Harzmaterials bekannt, bei dem dem geschmolzenen Harz Fasern zugeführt werden und Harz und Fasern dann in eine Form gepresst werden. Die Formpressvorrichtung umfasst eine untere und eine obere Form und mindestens drei Kompressions-Hydraulikzylinder, die an der oberen und unteren Form befestigt sind. Zur Erfassung des Abstandes von oberer und unterer Form sind Positionssensoren vorgesehen. Und gemäß derer Informationen die Kompressions-Hydraulikzylinder einzeln ansteuerbar sind. Die Formpresseinrichtung ist für das ballenförmige Verpressen von Material weder vorgesehen noch geeignet. US 2013/0270730 A1 discloses a compression molding device for melting a resin material, in which fibers are fed to the molten resin and resin and fibers are then pressed into a mold. The compression molding apparatus includes lower and upper molds and at least three compression hydraulic cylinders attached to the upper and lower molds. Position sensors are provided to detect the distance between the upper and lower moulds. And according to their information the Compression hydraulic cylinders can be controlled individually. The compression molding device is neither intended nor suitable for compressing material in the form of balls.
Aus US 5 868 067 A ist eine Ballenpresse zum Verdichten von Fasern und anderen verdichtbaren Materialien, wie Müll, bekannt. Die Ballenpresse umfasst einen primären Hydraulikzylinder und einen schneller arbeitenden sekundären Hydraulikzylinder, die beide an einer für die Verdichtung des Materials vorgesehenen Pressplatte befestigt sind. Dabei arbeitet das zweite Kompressionsmittel schneller als das erste Kompressionsmittel und übt eine Stampf-Bewegung auf das durch das erste Kompressionsmittel vorverdichtete Pressgut aus. Beide Kompressionsmittel weisen ein gemeinsames Hydrauliksystem und ein Magnetventil auf. Die Zufuhr von Hydrauliköl zu den beiden Hydraulikzylindern und die Aktivierung der Stampf-Hübe erfolgt mitels einer dafür vorgesehenen Steuerung. Nachteilig an diesem System ist, dass zwar zwei Zylinderpaare mit insgesamt vier Zylindern vorgesehen sind, die beiden sekundären Zylinder jedoch nur dazu dienen, die Hubgeschwindigkeit im unbelasteten Zustand zu vergrößern. Die Materialverdichtung erfolgt ausschließlich mit den primären Zylindern. From US 5 868 067 A a baler for compacting fibers and other compactable materials such as refuse is known. The baler consists of a primary hydraulic cylinder and a faster-acting secondary hydraulic cylinder, both of which are attached to a press plate designed to compact the material. The second compression means works faster than the first compression means and exerts a ramming movement on the material to be pressed that has been pre-compacted by the first compression means. Both compression means have a common hydraulic system and a solenoid valve. Hydraulic oil is supplied to the two hydraulic cylinders and the ramming strokes are activated by means of a control provided for this purpose. The disadvantage of this system is that although two cylinder pairs with a total of four cylinders are provided, the two secondary cylinders only serve to increase the lifting speed in the unloaded state. The material compression is carried out exclusively with the primary cylinders.
Aus DE 195 28 813 A1 ist eine Vorrichtung zur Kompensation von Kippmomenten an einem Stößel einer Presse bekannt. Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Paar gleicher Hydraulikzylinder, deren Kolben jeweils mit dem Stößel verbunden sind. Bei den Hydraulikzylindern handelt es sich um Gleichlaufzylinder (auch Gleichgangzylinder genannt), welche auf beiden Seiten der Kolbenfläche eine Kolbenstange aufweisen. Das Volumen des ein- und ausströmenden Hydrauliköls ist deshalb immer gleich groß. Der Zylinder fährt somit auch mit derselben Geschwindigkeit ein und aus. Die oberhalb des Kolbens angeordnete Kammer jedes Hydraulikzylinders ist mit der unterhalb des Kolbens angeordneten Kammer des jeweils anderen Hydraulikzylinders des Paares über jeweils eine Verbindungsleitung verbunden. Zwar ist die aus DE 195 28 813 A1 bekannte Vorrichtung in der Lage, eine Schrägstellung des Stößels zu erfassen und zu kompensieren, jedoch weisen solche Stößelpressen keine Presskammer auf und sind als Ballenpressen ungeeignet. DE 195 28 813 A1 discloses a device for compensating for tilting moments on a ram of a press. The device comprises at least one pair of identical hydraulic cylinders, the pistons of which are each connected to the ram. The hydraulic cylinders are synchronous cylinders (also called synchronous cylinders), which have a piston rod on both sides of the piston surface. The volume of the inflowing and outflowing hydraulic oil is therefore always the same. The cylinder therefore moves in and out at the same speed. The chamber of each hydraulic cylinder arranged above the piston is connected to the chamber of the respective other hydraulic cylinder of the pair arranged below the piston via a respective connecting line. Although the device known from DE 195 28 813 A1 is capable of detecting and compensating for an inclined position of the ram, such ram presses do not have a press chamber and are unsuitable as baling presses.
Aus US 5 570 630 A ist eine Ballenpresse mit zwei doppeltwirkenden Hydraulikzylindern bekannt. Die Hydraulikzylinder sind über eine Brückenkonstruktion und zwei daran angebrachte Pressplatten miteinander verbunden. Um die Winkligkeit der Platte bei ihrer Abwärtsbewegung und damit beim Verdichten zu steuern, sind zwei elektrische Schalter vorgesehen, die immer dann durch einen Stift aktiviert werden, wenn die die Hydraulikzylinder verbindende Brückenkonstruktion aus ihrer üblicherweise horizontalen Lage in eine Schräglage gerät. Nachteilig an der Steuerung ist, dass die Zylinder sich nur grob ansteuem lassen und eine Feinsteuerung nicht möglich ist. A baling press with two double-acting hydraulic cylinders is known from US Pat. No. 5,570,630 A. The hydraulic cylinders are connected to each other via a bridge construction and two pressure plates attached to it. In order to control the angularity of the platen as it descends and thereby compacts, two electrical switches are provided which are activated by a pin whenever the bridge structure connecting the hydraulic cylinders is moved from its normally horizontal position position in an inclined position. The disadvantage of the control is that the cylinders can only be controlled roughly and fine control is not possible.
Aus AU 001991082616 A1 ist eine Presse für Wolle mit einem Rahmen und einer in eine Presskammer einfahrbaren Pressplatte bekannt. Um die zusammengedrückte Wolle nach dem Pressen in ihrer verpressten Position zu halten, sind Wollhalteelemente in Form von seitlich in den Pressballen eingreifenden Stiften vorgesehen, die nach dem Verdichten und vor dem Aufwärtsbewegen der Pressplatte von den Seiten her in den Wollballlen eingestochen werden. Die seitlich in den Pressraum eingreifenden Stifte dienen somit als Niederhalter für das zu verdichtende Material und verhindern, dass dieses beim Rücklauf der Pressplatte expandiert. A press for wool with a frame and a press plate that can be moved into a press chamber is known from AU 001991082616 A1. In order to hold the compressed wool in its pressed position after pressing, wool retaining elements are provided in the form of pins engaging laterally in the pressed bale, which are inserted into the wool ball from the sides after compaction and before the pressing plate is moved upwards. The pins that engage laterally in the pressing chamber thus serve as hold-down devices for the material to be compacted and prevent it from expanding when the pressing plate returns.
Aus US 3 851 577 A ist eine Ballenpresse zum Verpressen von Abfall, beispielsweise Kartons, mit einer Presskammer und einer oberhalb der Presskammer auf einer Pressplatte angebrachten Hydraulikzylinder bekannt. Um die Gesamthöhe der Ballenpresse für den Versand zu reduzieren, kann der Zylinder nach unten in das Gehäuse abgesenkt werden. Der Umbau ist jedoch zeit- und kostenintensiv. Weiterhin nachteilig an einem System mit oberhalb der Presskammer angeordnetem Hydraulikzylinder ist die hiermit verbundene hohe Gesamtbauhöhe. Für Räume mit niedriger Bauhöhe sind Ballenpressen mit einem solchen Aufbau deshalb ungeeignet. US Pat. No. 3,851,577 A discloses a baling press for compressing waste, for example cardboard boxes, with a compression chamber and a hydraulic cylinder mounted on a compression plate above the compression chamber. To reduce the overall height of the baler for shipping, the cylinder can be lowered down into the housing. However, the conversion is time-consuming and expensive. A further disadvantage of a system with a hydraulic cylinder arranged above the bale chamber is the high overall height associated therewith. Baling presses with such a structure are therefore unsuitable for rooms with a low overall height.
Aus dem Dokument DE 20 2015 102 601 U1 ist eine Ballenpresse zum Verdichten von losem Material, wie Kartonagen, bekannt. Derartige Ballenpressen werden unter anderem bei Supermärkten dazu verwendet, die Kartonagen, Pappen und sonstigen Umhüllungen von Verkaufsgütern, die lose in Verkaufsregale eingeräumt beziehungsweise aus diesen entnommen werden, zu verpressen, um das anfallende Volumen der zu entsorgenden Reststoffe zu minimieren. Auch eine Umreifung der gepressten Kartonagen oder dergleichen mit Drähten oder Kunststoffbändern kann unmittelbar in einem Pressschacht eines Pressengehäuses erfolgen. Zum Komprimieren der Kartonagen und dergleichen wird eine Pressplatte mit zwei oberseitig am Pressschacht angeordneten Hydraulikzylindern nach unten bewegt. Dies bedingt eine große Bauhöhe der Ballenpresse. Bei diesem Stand der Technik erfordert die Anordnung der Hydraulikzylinder oberhalb eines Pressengehäuses eine große Raumhöhe, um die Ballenpresse witterungsgeschützt in einem Gebäude aufstellen zu können. Das Dokument DE 10 2005 037 147 A1 zeigt eine Ballenpresse mit einem Pressengehäuse, das eine Presskammer umgibt, wobei mit einem Kraftantrieb aus vier Hydraulikzylindern ein Pressschild in der Presskammer bewegbar ist. Dabei wirken jeweils zwei Hydraulikzylinder als Master-Slave-Zylinderpaar zusammen. Weiterhin können die Hydraulikzylinder auch seitlich am Pressengehäuse angeordnet sein, um die Bauhöhe der Ballenpresse zu verringern. Der Betrieb einer Ballenpresse mit Master-Slave-Hydraulikzylindern erfordert einen erheblichen technischen Aufwand, insbesondere spezielle und dadurch teure Hydraulikzylinder. Document DE 20 2015 102 601 U1 discloses a baling press for compacting loose material such as cardboard boxes. Such baling presses are used in supermarkets, among other things, to compress the cardboard boxes, cardboard and other wrappings of sales goods that are placed loosely on sales shelves or removed from them, in order to minimize the resulting volume of residues to be disposed of. The pressed cardboard boxes or the like can also be strapped with wires or plastic straps directly in a press shaft of a press housing. To compress the cardboard boxes and the like, a press plate is moved downwards with two hydraulic cylinders arranged on top of the press shaft. This requires a large overall height of the baler. In this prior art, the arrangement of the hydraulic cylinders above a press housing requires a large room height in order to be able to set up the baling press in a building protected from the weather. Document DE 10 2005 037 147 A1 shows a baling press with a press housing which surrounds a pressing chamber, with a pressing plate being movable in the pressing chamber using a power drive consisting of four hydraulic cylinders. Two hydraulic cylinders each work together as a master-slave cylinder pair. Furthermore, the hydraulic cylinders can also be arranged on the side of the press housing in order to reduce the overall height of the baling press. The operation of a baler with master-slave hydraulic cylinders requires considerable technical effort, in particular special and therefore expensive hydraulic cylinders.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Ballenpresse anzugeben, die eine geringe Bauhöhe sowie einen vereinfachten konstruktiven Aufbau aufweist. Weiterhin soll ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer solchen Ballenpresse angegeben werden. The object of the present invention is therefore to specify a baling press that has a low overall height and a simplified structural design. Furthermore, a corresponding method for operating such a baling press is to be specified.
Diese Aufgaben werden durch eine Ballenpresse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. These objects are achieved by a baling press having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 6 .
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass bei einer Ballenpresse, die, wie vorstehend ausgeführt, über ein Pressengehäuse mit Presskammer, ein Pressschild und Hydraulikzylinder zu dessen Antrieb verfügt, insgesamt vier Hydraulikzylinder vorgesehen sind, die jeweils paarweise auf einer Seite des Pressschildes angeordnet sind, wobei mittels einer Steuereinrichtung die Hydraulikzylinder jedes Zylinderpaares pressdruckabhängig jeweils selektiv einzeln oder gemeinsam ansteuerbar sind. The core idea of the invention is that in a baling press, which, as explained above, has a press housing with a pressing chamber, a pressing plate and hydraulic cylinders for driving it, a total of four hydraulic cylinders are provided, which are arranged in pairs on one side of the pressing plate. wherein the hydraulic cylinders of each pair of cylinders can be controlled individually or jointly by means of a control device depending on the pressing pressure.
Durch die Anordnung der Hydraulikzylinder seitlich am Pressengehäuse wird die Bauhöhe der Ballenpresse klein gehalten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Ballenpresse so konzipiert ist, dass die Hydraulikzylinder nicht als Druckzylinder, sondern als Zugzylinder eingesetzt werden. Unter einem Druckzylinder wird in diesem Zusammenhang ein Zylinder verstanden, bei dem beim Pressvorgang die Kolbenfläche mit Hydrauliköl beaufschlagt wird. Unter einem Zugzylinder wird ein Zylinder verstanden, bei dem beim Pressvorgang die Kolbenringfläche mit Hydrauliköl beaufschlagt wird. By arranging the hydraulic cylinders on the side of the press housing, the overall height of the baling press is kept small. This is particularly the case when the baler is designed in such a way that the hydraulic cylinders are not used as pressure cylinders but as pull cylinders. In this context, a pressure cylinder is understood to mean a cylinder in which hydraulic oil is applied to the piston surface during the pressing process. A pull cylinder is understood to mean a cylinder in which hydraulic oil is applied to the piston ring surface during the pressing process.
Bei einer Ballenpresse mit Zugzylindern ergibt sich der Vorteil, dass die Hydraulikzylinder die Presskammer bzw. das Pressschild nicht überragen. Bei zwei Ballenpressen mit gleicher Gesamtbauhöhe, von denen die eine das Pressgut mit Zugzylindern verdichtet und die andere mit Druckzylindern, kann die Zugzylinder-Ballenpresse deshalb eine höhere und damit größere Presskammer realisieren als eine Druckzylinder-Ballenpresse. Die erfindungsgemäße Ballenpresse mit Zugzylindem ist deshalb besonders gut für Räume mit niedriger Bauhöhe geeignet. A baler with pull cylinders has the advantage that the hydraulic cylinders do not protrude beyond the bale chamber or the press plate. With two balers with the same overall height, one of which compresses the material to be pressed with pulling cylinders and the other others with pressure cylinders, the pull cylinder baler can therefore realize a higher and thus larger bale chamber than a pressure cylinder baler. The baling press according to the invention with traction cylinders is therefore particularly well suited for rooms with a low overall height.
Die an dem Pressschild angreifenden Hydraulikzylinder sind hierzu vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie, wenn das Pressschild in seine oberste Position verfahren ist, nach oben praktisch nicht über das Pressschild überstehen. Insbesondere sind hierzu die Hydraulikzylinder jeweils paarweise links und rechts einander gegenüberliegend an zwei Seiten des üblicherweise rechteckigen Pressschildes angeordnet. Im unteren Bereich der Ballenpresse ist vorzugsweise ein unteres Querjoch vorgesehen, an dem die Zylinder befestigt sind. For this purpose, the hydraulic cylinders acting on the press shield are preferably designed in such a way that when the press shield is moved to its uppermost position, they practically do not protrude upwards over the press shield. In particular, for this purpose the hydraulic cylinders are arranged in pairs on the left and right opposite one another on two sides of the usually rectangular press plate. In the lower area of the baler, a lower transverse yoke is preferably provided, to which the cylinders are attached.
Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, die verschiedenen Hydraulikzylinder der Ballenpresse jeweils in gewünschter Weise mit Hydrauliköl zu beaufschlagen, also das Pressschild zum Verdichten von Pressgut, wie Kartonagen oder dergleichen, nach unten fahren zu lassen, und um die Hydraulikzylinder auch in Gegenrichtung jeweils gezielt zum Anheben des Pressschildes anzusteuern. Dabei ist die Steuereinrichtung derart ausgelegt, dass jeweils entweder nur einer oder beide Hydraulikzylinder jedes Zylinderpaares, die benachbart an einer Seite des Pressschildes angeordnet sind, angesteuert werden. Dies bietet den Vorteil, dass, wenn die Presskammer der Ballenpresse noch fast leer ist oder nur ein leicht zu verdichtendes Material eingefüllt ist, jeweils nur ein Hydraulikzylinder auf jeder Seite des Pressschildes angesteuert wird. Da in dieser Phase nur zwei Hydraulikzylinder mit Hydrauliköl beaufschlagt werden, kann mit einer vorhandenen Pumpe für das Hydrauliköl das erforderliche Volumen zum Antreiben der dann nur zwei angetriebenen Hydraulikzylinder schneller zur Verfügung gestellt werden als bei vier Hydraulikzylindern, was ein schnelles Verfahren des Pressschildes ergibt. Gleiches gilt auch für einen wenig Kraft erfordernden Rücklauf des Pressschildes, für den zweckmäßig ebenfalls nur je ein Zylinder jedes Zylinderpaares angesteuert wird. The control device is designed to apply hydraulic oil to the various hydraulic cylinders of the baling press in the desired manner, i.e. to lower the press plate to compress material to be pressed, such as cardboard boxes or the like, and to also raise the hydraulic cylinders in the opposite direction in a targeted manner of the press shield. The control device is designed in such a way that either only one or both hydraulic cylinders of each pair of cylinders, which are arranged adjacent on one side of the press plate, are controlled. This offers the advantage that when the baling chamber of the baling press is almost empty or only easy-to-compact material is filled in, only one hydraulic cylinder on each side of the pressing shield is activated. Since hydraulic oil is only applied to two hydraulic cylinders in this phase, the required volume for driving the then only two driven hydraulic cylinders can be made available more quickly with an existing pump for the hydraulic oil than with four hydraulic cylinders, which results in faster movement of the press plate. The same also applies to a return movement of the pressing plate, which requires little force and for which only one cylinder of each cylinder pair is expediently actuated.
Die Kolbenstange des jeweils nicht angesteuerten Zylinders wird dabei vom jeweils benachbarten angesteuerten Zylinder mitgenommen. Dazu sind die beiden auf einer Seite des Pressschildes angeordneten Hydraulikzylinder miteinander mechanisch gekoppelt, so dass durch das Bewegen der Kolbenstange des einen, angesteuerten Hydraulikzylinders nach oben oder unten jeweils die Kolbenstange des anderen Zylinders mitbewegt wird. Werden jedoch größere Kräfte zum Bewegen des Pressschildes benötigt, insbesondere während einer letzten Phase eines Presshubes des Pressschildes, beispielsweise im letzten Drittel bis letzten Fünftel auf dem Weg nach unten in der Presskammer, kann dies von einem Sensor der Steuereinrichtung festgestellt werden, beispielsweise dadurch, dass der Druck in den angesteuerten Hydraulikzylindern ansteigt und sich die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder nur noch sehr langsam oder gar nicht mehr bewegen. Nachfolgend kann dann von der Steuereinrichtung pressdruckabhängig eine Umschaltung derart erfolgen, dass über weitere entsprechende Hydraulikleitungen unter Druck stehendes Hydrauliköl nunmehr auch den beiden bisher nicht beaufschlagten Hydraulikzylindern zugeführt wird, um die Presskraft zu verdoppeln. The piston rod of the cylinder that is not activated in each case is taken along by the cylinder that is activated in each case next to it. For this purpose, the two hydraulic cylinders arranged on one side of the press plate are mechanically coupled to one another, so that moving the piston rod of one controlled hydraulic cylinder up or down also moves the piston rod of the other cylinder. However, if larger forces are required to move the pressing plate, in particular during the last phase of a pressing stroke of the pressing plate, for example in the last third to last fifth on the way down in the pressing chamber, this can be detected by a sensor in the control device, for example in that the pressure in the controlled hydraulic cylinders increases and the piston rods of the hydraulic cylinders only move very slowly or not at all. The control device can then switch over as a function of the pressing pressure in such a way that pressurized hydraulic oil is now also fed to the two previously unloaded hydraulic cylinders via further corresponding hydraulic lines in order to double the pressing force.
Die Hydraulik-Steuereinrichtung ist vorzugsweise eine elektronische Einheit, wie SPS- Steuerung. The hydraulic control device is preferably an electronic unit, such as a PLC control.
Durch die selektive Ansteuerung wahlweise jeweils nur eines Hydraulikzylinders oder beider Hydraulikzylinder auf jeder Seite es möglich, bei gleicher Leistung einer der Presse zugeordneten Hydraulikölpumpe einen wesentlich effektiveren Betrieb der Presse mit schnellerem Verfahren des Pressschildes bei geringen Kraftbedarf und mit einer hohen Presskraft bei der Komprimierung von Pressgut zu erreichen. The selective control of either only one hydraulic cylinder or both hydraulic cylinders on each side makes it possible, with the same performance of a hydraulic oil pump assigned to the press, to operate the press much more effectively with faster movement of the pressing plate with low power requirements and with a high pressing force when compressing material to be pressed to reach.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die seitliche Anordnung der Hydraulikzylinder die Ballenpresse auch in Räumen mit niedrigen Deckenhöhen aufgestellt und auch durch niedrige Türen oder Tore befördert werden kann. A further advantage of the invention is that the lateral arrangement of the hydraulic cylinders means that the baling press can also be set up in rooms with low ceilings and can also be transported through low doors or gates.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Gegenstand von Unteransprüchen. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of subclaims.
Insbesondere kann die Ansteuerung der Hydraulikzylinder derart erfolgen, dass, wenn zunächst nur jeweils ein Zylinder an jeder Seite angesteuert wird, dies über Kreuz erfolgt, also beispielsweise die Zylinder links hinten und rechts vorne oder alternativ die Zylinder links vorne und rechts hinten. Somit kann eine gleichmäßigere Kraftbeaufschlagung des Pressschildes durch die Hydraulikzylinder erreicht werden, um ein Verkippen des Pressschildes zu vermeiden. In particular, the hydraulic cylinders can be activated in such a way that if initially only one cylinder is activated on each side, this occurs crosswise, for example the left rear and right front cylinders or alternatively the left front and right rear cylinders. In this way, a more uniform application of force to the press plate by the hydraulic cylinder can be achieved in order to prevent the press plate from tilting.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass für die Betätigung der Hydraulikzylinder ein hydraulisches Hauptschaltventil und ein hydraulisches Druckumschaltventil vorgesehen sind, die von der Hydraulik-Steuereinheit ansteuerbar sind. Mit dem Hauptschaltventil wird dabei grundsätzlich die Bewegungsrichtung der Hydraulikzylinder festgelegt, also Anheben oder Absenken des Pressschildes, je nach dem in welcher Richtung die Hydraulikzylinder mit Hydrauliköl beaufschlagt werden. Mit dem Druckumschaltventil wird zusätzlich geregelt, ob auf jeder Seite jeweils nur ein Hydraulikzylinder oder beide Hydraulik-zylinder des Zylinderpaares mit Hydrauliköl beaufschlagt werden. According to a development, a hydraulic main switching valve and a hydraulic pressure switching valve are provided for the actuation of the hydraulic cylinders, which can be controlled by the hydraulic control unit. With the main switching valve basically the direction of movement of the hydraulic cylinders is determined, i.e. raising or lowering the press plate, depending on the direction in which the hydraulic cylinders are loaded with hydraulic oil. The pressure switching valve also regulates whether only one hydraulic cylinder or both hydraulic cylinders of the cylinder pair are pressurized with hydraulic oil on each side.
Bevorzugt sind die Hydraulikzylinder jeweils mit einem oberseitigen Querjoch und/oder einem unterseitigen Unterjoch miteinander verbunden. Diese Joche sind dann jeweils oberhalb bzw. unterhalb des Pressengehäuses angeordnet. Um eine Beweglichkeit der Hydraulikzylinder relativ zu diesen Jochen zu ermöglichen, können Gelenklager und Wellen an den Verbindungsstellen von Zylindern und Jochen vorgesehen sein. The hydraulic cylinders are preferably each connected to one another with an upper transverse yoke and/or a lower yoke. These yokes are then each arranged above or below the press housing. In order to allow the hydraulic cylinders to move relative to these yokes, spherical bearings and shafts can be provided at the connection points of cylinders and yokes.
Bevorzugt ist im Pressengehäuse für das bewegbare Pressschild eine Führung vorgesehen. Beispielsweise können an dem Pressschild im Querschnitt dreieckige, prismenförmige Führungsschienen angeordnet sein, die mit korrespondierenden Führungsprofilen an Innenflächen der Presskammer zusammenwirkt. Damit wird einem Verkippen des Pressschildes beim Zusammenpressen von Pressgut entgegengewirkt. A guide is preferably provided in the press housing for the movable press plate. For example, triangular, prismatic guide rails can be arranged on the pressing plate in cross-section, which interact with corresponding guide profiles on the inner surfaces of the pressing chamber. This counteracts tilting of the pressing plate when pressing material to be pressed.
Besonders wenn die Presskammer ungleichmäßig befüllt ist, kann es auftreten, dass das Pressschild aufgrund unterschiedlicher Widerstände des zu pressenden Pressguts verkippt, d.h. sich gegen seine eigene Hauptebene neigt. Im Hinblick darauf schlägt die Erfindung vor, dass dem Pressschild ein eine Schräglage des Pressschildes detektierender Lagesensor zugeordnet ist, von dem Lagesignale an die Hydraulik-Steuereinheit übermittelbar sind. Auf diese Weise kann durch die Steuereinrichtung und den Lagesensor eine auftretende, einen vorgebbaren Grenzwert überschreitende Pressschildschräglage festgestellt werden. Especially when the bale chamber is filled unevenly, it can happen that the press plate tilts due to different resistances of the material to be pressed, i.e. tilts against its own main level. In view of this, the invention proposes that the pressing plate be assigned a position sensor which detects an inclined position of the pressing plate and from which position signals can be transmitted to the hydraulic control unit. In this way, the control device and the position sensor can be used to determine if the press plate is in an inclined position that exceeds a predefinable limit value.
Nachfolgend kann die Steuereinrichtung dann derart die Hydraulikzylinder ansteuern, dass das Verkippen ausgeglichen wird, also beispielsweise auf einer voreilenden Seite des Pressschildes nur ein Hydraulikzylinder mit Hydrauliköl beaufschlagt wird und auf der gegenüberliegenden, zurückbleibenden Seite des Pressschildes beide Hydraulikzylinder mit Hydrauliköl beaufschlagt werden, um das Pressschild wieder waagerecht auszurichten. The control device can then control the hydraulic cylinders in such a way that the tilting is compensated, i.e., for example, hydraulic oil is applied to only one hydraulic cylinder on a leading side of the pressure plate and hydraulic oil is applied to both hydraulic cylinders on the opposite, lagging side of the pressure plate in order to move the pressure plate level again.
Zum Betreiben der erfindungsgemäßen Ballenpresse werden die Hydraulikzylinder jedes Zylinderpaares pressdruckabhängig jeweils selektiv einzeln oder gemeinsam angesteuert. Das bedeutet, dass von den beiden jeweils auf einer Seite des Pressschildes angeordneten Hydraulikzylindern, die mechanisch miteinander gekoppelt sind, jeweils entweder nur einer oder beide zum Heben und Senken des Pressschildes angesteuert werden. Bei geringem Kraftbedarf wird jeweils nur ein Hydraulikzylinder jedes Zylinderpaares mit Hydrauliköl beaufschlagt, um das Pressschild schnell nach unten zu bewegen oder es wieder anzuheben, und bei hohem Kraftbedarf, d.h. beim Verpressen des Pressguts, werden dann beide Hydraulikzylinder jedes Zylinderpaares mit Hydrauliköl beaufschlagt. To operate the baling press according to the invention, the hydraulic cylinders of each pair of cylinders are selectively controlled individually or together depending on the pressing pressure. This means that either only one or both of the two hydraulic cylinders, which are arranged on one side of the press plate and are mechanically coupled to one another, are controlled to raise and lower the press plate. At low If the power requirement is high, only one hydraulic cylinder of each pair of cylinders is supplied with hydraulic oil in order to quickly move the pressing plate down or raise it again, and when there is a high power requirement, i.e. when compressing the material to be pressed, both hydraulic cylinders of each pair of cylinders are then supplied with hydraulic oil.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen, jeweils in schematischer Darstellung: An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to a drawing. The figures of the drawing show, each in a schematic representation:
Figur 1 eine Ballenpresse in einer ersten perspektivischen Ansicht, Figure 1 shows a baler in a first perspective view,
Figur 2 die Ballenpresse in Draufsicht, Figure 2 the baler in plan view,
Figur 3 die Ballenpresse in einer zweiten perspektivischen Ansicht, Figure 3 shows the baler in a second perspective view,
Figur 4 ein Paar von Hydraulikzylindern der Ballenpresse in einer Seitenansicht und Figure 4 shows a pair of hydraulic cylinders of the baler in a side view and
Figur 5 ein Schaltbild der Hydraulikanlage der Ballenpresse, zusammen mit einigen weiteren Teilen der Ballenpresse. Figure 5 is a circuit diagram of the hydraulic system of the baler, together with some other parts of the baler.
In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen. In the following description of the figures, the same parts in the various figures are always provided with the same reference numbers, so that not all reference numbers have to be explained again for each figure.
Ferner enthalten die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht näher beschriebenen Kombinationen zusammengeführt werden können. Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung, soweit dies technisch sinnvoll ist, beliebig miteinander kombiniert sein können. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele haben somit nur beschreibenden Charakter und sind nicht dazu gedacht, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Furthermore, the figures of the drawing, their description and the claims contain numerous features in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features can also be considered individually or that they can be combined to form further combinations that are not described in detail here. The invention expressly also extends to those embodiments which are not given by combinations of features from explicit back references of the claims, whereby the disclosed features of the invention can be combined with one another as desired, insofar as this is technically meaningful. The exemplary embodiments illustrated in the figures are therefore only of a descriptive nature and are not intended to limit the invention in any way.
Die im Weiteren verwendeten Begriffe: „obere“, „oben“, „untere“, „linke“ oder „rechte“ beziehen sich auf die in der Zeichnung dargestellte Anordnung der Komponenten der Ballenpresse im Betriebsmodus entspricht. Figur 1 zeigt eine Ballenpresse 1 mit einem Pressengehäuse 3, beispielsweise aus Stahl, und einer Presskammer 2, deren eine Vorderseite des Pressengehäuses 3 bildende Kammertür 9 hier geöffnet ist. In ihrem oberen Teil ist die Kammertür 9 mit einer Einfüllöffnung 10 versehen. Durch die Einfüllöffnung 10 können bei geschlossener Kammertür 9 Pressgutteile, wie beispielsweise Kartonagen, Pappen, Verpackungen oder leere Getränkeflaschen aus Kunststoff, die beispielsweise in Supermärkten anfallen, in die Presskammer 2 eingefüllt werden. The terms used below: "upper", "above", "lower", "left" or "right" refer to the arrangement of the components of the baler in the operating mode shown in the drawing. FIG. 1 shows a baling press 1 with a press housing 3, for example made of steel, and a pressing chamber 2, whose chamber door 9 forming a front side of the press housing 3 is open here. The chamber door 9 is provided with a filling opening 10 in its upper part. With the chamber door 9 closed, parts to be pressed, such as cardboard boxes, cardboard, packaging or empty plastic beverage bottles, which are found in supermarkets, for example, can be filled into the pressing chamber 2 through the filling opening 10 .
Das Pressgut wird dann durch ein Pressschild 4, das hier in einer angehobenen, oberen Position dargestellt ist, in Richtung R1 bewegt und verdichtet, vorzugsweise mit Draht oder Kunststoffbändern umreift und dann bei geöffneter Kammertür 9 als gepresster Ballen entnommen. Somit ist das Volumen der zu entsorgender Materialien erheblich reduziert und die Ballen sind gut lagerbar und transportierbar. The material to be pressed is then moved and compacted in direction R1 by a pressing plate 4, which is shown here in a raised, upper position, preferably strapped with wire or plastic straps and then removed as a pressed bale with the chamber door 9 open. This significantly reduces the volume of materials to be disposed of and the bales are easy to store and transport.
Das Pressschild 4 wird mittels hier vier seitlich am Pressengehäuse 3 paarweise angeordneter Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 bewegt, wobei in Figur 1 nur die zwei Hydraulikzylinder 5, 6 ganz sichtbar sind. Die zwei weiteren Hydraulikzylinder 7, 8, sind an der hier vom Betrachter abgewandten Seite des Pressengehäuses 3 angeordnet und weitestgehend verdeckt. Die Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 weisen jeweils einen Kolben 23 und eine Kolbenstange 22 auf. Die Kolben 23 weisen jeweils an ihrer einen Seite eine Kolbenfläche 25 und an ihrer anderen Seite eine die Kolbenstange 22 umgebende Kolbenringfläche 24 auf. Dadurch, dass die Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 seitlich am Pressengehäuse 3 angeordnet sind, ist die Bauhöhe der Ballenpresse 1 vorteilhaft niedrig. Besonders niedrig wird die Bauhöhe zudem dadurch, dass die Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 als Zugzylinder konzipiert sind, die bei ihrer Bewegung in Pressrichtung R1 jeweils an ihrer Kolbenringfläche 24 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. The pressing shield 4 is moved by means of four hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 arranged in pairs on the side of the press housing 3, only the two hydraulic cylinders 5, 6 being fully visible in FIG. The two further hydraulic cylinders 7, 8 are arranged on the side of the press housing 3 facing away from the viewer and are largely covered. The hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 each have a piston 23 and a piston rod 22. The pistons 23 each have a piston surface 25 on one side and a piston ring surface 24 surrounding the piston rod 22 on the other side. Due to the fact that the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 are arranged laterally on the press housing 3, the height of the baler 1 is advantageously low. The overall height is also particularly low due to the fact that the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 are designed as pulling cylinders, which are acted upon by hydraulic fluid on their piston ring surface 24 during their movement in the pressing direction R1.
Das Pressschild 4 ist an seinen seitlichen Rändern mit hier vier vertikalen, prismenförmige Führungsschienen 13 verbunden, die nach oben hin über das Pressschild 4 hinausragen und die mit korrespondierenden Führungsprofilen 14 an den beiden seitlichen Innenflächen des Pressengehäuses 3 Zusammenwirken. The side edges of the pressing plate 4 are connected here to four vertical, prismatic guide rails 13 which protrude upwards over the pressing plate 4 and interact with corresponding guide profiles 14 on the two lateral inner surfaces of the press housing 3 .
Die zwei Hydraulikzylinder 5, 6 auf der einen Seite und die zwei weiteren Hydraulikzylinder 7, 8 auf der anderen Seite sind oben mittels eines oberen Querjochs 11 und unten mittels eines parallel zum oberen Querjoch unterhalb der Presskammer 2 verlaufenden Unterjochs 17 innerhalb jedes Zylinderpaares sowie von Zylinderpaar zu Zylinderpaar miteinander verbunden.The two hydraulic cylinders 5, 6 on one side and the two further hydraulic cylinders 7, 8 on the other side are connected at the top by means of an upper transverse yoke 11 and at the bottom by means of a lower yoke 17 running parallel to the upper transverse yoke below the baling chamber 2 interconnected within each pair of cylinders and from pair of cylinders to pair of cylinders.
Zudem ist das obere Querjoch 11 mit der Oberseite des Pressschildes 4 verbunden. In addition, the upper transverse yoke 11 is connected to the upper side of the press plate 4 .
In Figur 2 ist die Ballenpresse 1 in Draufsicht dargestellt. Die vier Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 greifen hier seitlich paarweise einander gegenüberliegend über das obere Querjoch 11 an dem Pressschild 4 an. Die Hydraulikzylinder 5, 6 der einen Seite und die Hydraulikzylinder 7, 8 der anderen Seite sind mittels des oberen Querjoch 11 miteinander verbunden. Durch das Querjoch 11 wird eine mechanische Kopplung der Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 erreicht. In Figure 2, the baler 1 is shown in plan view. The four hydraulic cylinders 5 , 6 , 7 , 8 here engage laterally in pairs opposite one another via the upper transverse yoke 11 on the pressing plate 4 . The hydraulic cylinders 5, 6 on one side and the hydraulic cylinders 7, 8 on the other side are connected to one another by means of the upper transverse yoke 11. A mechanical coupling of the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 is achieved by the transverse yoke 11.
Weiterhin verfügt das Pressschild 4 an seinen seitlichen Rändern über die vier vertikalen, prismenförmigen Führungsschienen 13, die mit den korrespondierenden Führungsprofilen 14 an der Innenfläche des Pressengehäuses 3 Zusammenwirken. Diese Führungsschienen 13 und Führungsprofile 14 wirken einem Verkippen des Pressschildes 4 entgegen, da sich beim Verkippen des Pressschildes 4 auf der voreilenden Seite ein erhöhter Reibungswiderstand der dortigen Führungsschienen 13 im Führungsprofil 14 ergibt, so dass das Pressschild 4 an dieser Seite gebremst wird und sich quasi selbsttätig wieder horizontal ausrichtet. Furthermore, the press shield 4 has four vertical, prismatic guide rails 13 on its lateral edges, which interact with the corresponding guide profiles 14 on the inner surface of the press housing 3 . These guide rails 13 and guide profiles 14 counteract a tilting of the pressing plate 4, since when the pressing plate 4 tilts on the leading side, there is increased frictional resistance of the guide rails 13 there in the guiding profile 14, so that the pressing plate 4 is braked on this side and quasi automatically aligns horizontally again.
Die vier Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 sind jeweils über ein Gelenklager 16 mit dem oberen Querjoch 11 verbunden. The four hydraulic cylinders 5 , 6 , 7 , 8 are each connected to the upper transverse yoke 11 via a pivot bearing 16 .
Unten in Figur 2 liegt die hier geschlossene Kammertür 9. Below in Figure 2 is the closed chamber door 9.
In Figur 3 ist die Ballenpresse 1 in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorne mit einer gegenüber der Figur 1 geänderten Blickrichtung dargestellt. Das Pressschild 4 der Ballenpresse 1 befindet sich hier in angehobener Position. Weiterhin ist ersichtlich, dass jeweils zwei auf einer Seite des Pressschildes 4 angeordnete Hydraulikzylinder 5, 6 bzw. 7, 8 mechanisch miteinander gekoppelt sind. Diese Kopplung erfolgt über die Gelenklagern 16, die hier am oberen Querjoch 11 angreifen. Weiterhin sind die Führungsschienen 13 am Rand des Pressschildes 4 hier parallel zum Querjoch 11 ebenfalls miteinander verbunden, was der Erhöhung der mechanischen Stabilität des Pressschildes 4 dient. FIG. 3 shows the baling press 1 in a perspective view obliquely from the front with a different viewing direction compared to FIG. The press shield 4 of the baler 1 is in the raised position here. Furthermore, it can be seen that two hydraulic cylinders 5, 6 or 7, 8 arranged on one side of the press plate 4 are mechanically coupled to one another. This coupling takes place via the joint bearings 16 which act on the upper transverse yoke 11 here. Furthermore, the guide rails 13 on the edge of the pressing plate 4 are also connected to one another here parallel to the transverse yoke 11 , which serves to increase the mechanical stability of the pressing plate 4 .
In Figur 4 sind zwei benachbarte Hydraulikzylinder 5, 6 des in Figur 1 sichtbaren Zylinderpaares in Seitenansicht dargestellt, die hier jeweils über das obere Querjoch 11 sowie das Unterjoch 17 miteinander verbunden sind. Zur gelenkigen Verbindung dieser Bauteile miteinander dienen die Gelenklager 16. Dabei sind oben die äußeren Kolbenstangenenden der Zylinder 5, 6 mit dem oberen Querjoch 11 mittels der dortigen Gelenklager 16 und unten die Zylindergehäuse der Zylinder 5, 6 mit den dortigen Gelenklagern 16 mit dem Unterjoch 17 verbunden. Auf der anderen Seite des hier nicht dargestellten Pressengehäuses befindet sich eine spiegelsymmetrische Anordnung mit den dortigen weiteren zwei Hydraulikzylindern 7, 8. FIG. 4 shows a side view of two adjacent hydraulic cylinders 5, 6 of the cylinder pair visible in FIG. The joint bearings 16 are used for the articulated connection of these components to one another Cylinders 5, 6 connected to the lower yoke 17 with the joint bearings 16 there. On the other side of the press housing, not shown here, there is a mirror-symmetrical arrangement with the other two hydraulic cylinders 7, 8 there.
Das in Figur 4 rechte untere Gelenklager 16 ist in Vergrößerung des Details Z rechts in Figur 4 nochmals dargestellt. The lower joint bearing 16 on the right in FIG. 4 is shown again in an enlargement of the detail Z on the right in FIG.
In Figur 5 ist ein hydraulisches Schaltbild der Hydraulikanlage der Ballenpresse zusammen mit einigen weiteren Teilen der Ballenpresse gezeigt, um die hydraulischen Komponenten und die als durchgezogene Linien dargestellten hydraulischen Verbindungen der verschiedenen Komponenten der Ballenpresse 1 zu veranschaulichen. Dabei sind die Schnitte A-A und B-B jeweils seitlich in Figur 5 schematisch abgebildet. In Figure 5 a hydraulic circuit diagram of the hydraulic system of the baler is shown together with some other parts of the baler to illustrate the hydraulic components and the hydraulic connections of the various components of the baler 1 shown in solid lines. The sections A-A and B-B are each shown schematically on the side in FIG.
An dem Pressschild 4 der Ballenpresse 1 greifen die insgesamt vier Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 über das obere Querjoch 11 an, um dieses mit dem Pressschild 4 nach unten in Pressrichtung R1 zu verfahren oder entgegengesetzt zur Pressrichtung R1 anzuheben. A total of four hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 act on the press shield 4 of the baler 1 via the upper transverse yoke 11 in order to move it down with the press shield 4 in the pressing direction R1 or to raise it in the opposite direction to the pressing direction R1.
Am Pressschild 4 oder, wie hier gezeigt, am Querjoch 11 ist ein Lagesensor 18, wie Neigungswinkelsensor, angeordnet, um ein Verkippen des Pressschildes 4 aus seiner horizontalen Lage zu registrieren. Der Lagesensor 18 steht dabei, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, mit einer Steuereinrichtung 12 in Verbindung. A position sensor 18, such as an inclination angle sensor, is arranged on the pressing plate 4 or, as shown here, on the transverse yoke 11 in order to register a tilting of the pressing plate 4 from its horizontal position. As indicated by the dashed line, the position sensor 18 is connected to a control device 12 .
Die Steuereinrichtung 12 wiederum ist über eine Steuerleitung mit einem Hauptschaltventil 19 verbunden und kann über dieses die Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 ansteuern. The control device 12 in turn is connected via a control line to a main switching valve 19 and can control the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 via this.
Außerdem gehört zur Hydraulikanlage ein dem Hauptschaltventil 19 vorgeschaltetes, hydraulikdruckabhängig schaltendes Druckumschaltventil 20 The hydraulic system also includes a pressure changeover valve 20, which is connected upstream of the main switching valve 19 and switches depending on the hydraulic pressure
In Betriebsphasen der Ballenpresse mit geringem Kraftbedarf werden nur die zwei Hydraulikzylinder 5, 8 derart angesteuert, dass diese Hydraulikzylinder 5, 8 das Pressschild 4 nach oben oder unten verfahren. Dabei wird der jeweils andere Hydraulikzylinder 6, 7 jedes Zylinderpaares aufgrund deren mechanischer Kopplung von dem jeweils angesteuerten Hydraulikzylinder 5, 8 mitgenommen. Die mitgenommenen Hydraulikzylinder 6, 7 füllen sich über eine Tankleitung mit einem darin angeordneten Rückschlagventil aufgrund des entstehenden Vakuums im Nachsaugverfahren drucklos mit Hydrauliköl aus einem Hydrauliköltank des Hydrauliksystems. Bei größerem, durch einen Hydrauliköldruckanstieg feststellbaren Kraftbedarf, insbesondere beim Verpressen des Pressguts, wird das Druckumschaltventil 20 derart angesteuert, dass auch die beiden anderen Hydraulikzylinder 6, 7 angesteuert und mit unter Druck stehendem Hydrauliköl beaufschlagt werden, um dann mit allen vier beaufschlagten Hydraulikzylindern 5, 6, 7, 8 eine höhere, annähernd doppelte Presskraft des Pressschildes 4 zu erzeugen. In operating phases of the baler with a low power requirement, only the two hydraulic cylinders 5, 8 are controlled in such a way that these hydraulic cylinders 5, 8 move the press plate 4 up or down. The respective other hydraulic cylinder 6, 7 of each pair of cylinders is carried along by the respectively controlled hydraulic cylinder 5, 8 due to their mechanical coupling. The entrained hydraulic cylinders 6, 7 are filled with hydraulic oil from a hydraulic oil tank of the hydraulic system without pressure via a tank line with a check valve arranged therein due to the resulting vacuum in the replenishment process. In the event of a greater need for power, which can be determined by an increase in hydraulic oil pressure, in particular when compressing the material to be pressed, the pressure switchover valve 20 is activated in such a way that the other two hydraulic cylinders 6, 7 are also activated and charged with pressurized hydraulic oil, in order then to work with all four hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 to produce a higher, almost twice the pressing force of the pressing plate 4.
Durch die Steuereinrichtung 12 werden bei geringem Kraftbedarf zwei Hydraulikzylinder über Kreuz angesteuert, also beispielsweise nur die Hydraulikzylinder 5, 8 oder die Hydraulikzylinder 6, 7. Erst wenn beim Absenken des Pressschildes 4 eine größere Belastung auftritt, sich also bereits viel oder schwer zu komprimierendes Pressgut in der Presskammer befindet, werden auf beiden Seiten auch die jeweils anderen beiden Hydraulikzylinder 6, 7 bzw. 5, 8 angesteuert. Das bedeutet, dass dann eine Hydraulikölpumpe das Hydrauliköl allen vier HydraulikzylindernWhen the power requirement is low, the control device 12 activates two hydraulic cylinders crosswise, i.e. only the hydraulic cylinders 5, 8 or the hydraulic cylinders 6, 7, for example located in the baling chamber, the other two hydraulic cylinders 6, 7 and 5, 8 are also activated on both sides. This means that a hydraulic oil pump then supplies the hydraulic oil to all four hydraulic cylinders
5, 6, 7, 8 zuleitet. 5, 6, 7, 8 forwards.
Sollte sich während des Pressvorgangs das Pressschild 4 verkippen, was durch den Lagesensor 18 festgestellt und an die Steuereinrichtung 12 übermittelt wird, können die Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 mittels der Steuereinrichtung 12 und des Hauptschaltventils 19 entsprechend angesteuert werden, um dieses Verkippen auszugleichen. Should the pressing plate 4 tilt during the pressing process, which is detected by the position sensor 18 and transmitted to the control device 12, the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 can be controlled accordingly by the control device 12 and the main switching valve 19 in order to compensate for this tilting .
Zum Umschalten der Bewegungsrichtung der Hydraulikzylinder 5, 6, 7, 8 und damit des Pressschildes 4 dient ein Richtungsschaltventil 21, das zwischen einer für die Hydraulikölförderung und Hydrauliköldruckerzeugung sorgenden Hydraulikölpumpe P und dem Druckumschaltventil 20 angeordnet ist. A directional switching valve 21 is used to switch the direction of movement of the hydraulic cylinders 5, 6, 7, 8 and thus the pressing plate 4.
Ein typischer Betriebszyklus der Ballenpresse 1 läuft folgendermaßen ab: A typical baler 1 operating cycle is as follows:
Zunächst befindet sich die Ballenpresse 1 in einem Befüllzustand, mit den Hydraulikzylindern 5,First, the baler 1 is in a filling state, with the hydraulic cylinders 5,
6, 7, 8 in der angehobenen Position, d.h. in der Position, in der sie sich befinden, wenn das Pressschild 4 sich zwecks Befüllung der Presskammer 2 in seiner obersten Position befindet. Durch die geöffnete Kammertür 9 werden manuell oder maschinell Pressgutteile in die Presskammer 2 eingefüllt, bis ein vorgebbarer Füllstand erreicht ist, und die Kammertür 9 wird geschlossen. 6, 7, 8 in the raised position, i.e. in the position they are in when the pressing shield 4 is in its uppermost position for the purpose of filling the pressing chamber 2. Parts of the material to be pressed are filled manually or mechanically through the opened chamber door 9 into the pressing chamber 2 until a predeterminable fill level is reached, and the chamber door 9 is closed.
Aus dieser Position heraus werden zum Verpressen des Pressguts, das sich unterhalb des Pressschildes 4 befindet, die Hydraulik-zylinder 5, 8 oder 6, 7 von der Pumpe P im Ringraum der Zylinder mit Hydrauliköl gefüllt. Es wird also von jedem seitlich an der Presse 1 angebrachten Zylinderpaar 5, 6 und 7, 8 nur jeweils ein Zylinder 5 und 8 mit Öl gefüllt. Wenn jetzt Hydraulik-öl in den Ringraum der mit der Pumpe P verbundenen Zylinder 5, 8 eingefüllt wird, dann bewegen sich die Kolbenstangen dieser Zylinder 5, 8 und damit das mit dieser verbundene Pressschild 4 nach unten. From this position, the hydraulic cylinders 5, 8 or 6, 7 of the pump P in the annular space are used to compress the material to be pressed, which is located below the pressing plate 4 the cylinder filled with hydraulic oil. Thus, from each pair of cylinders 5, 6 and 7, 8 mounted laterally on the press 1, only one cylinder 5 and 8 is filled with oil. If hydraulic oil is now filled into the annular space of the cylinders 5, 8 connected to the pump P, then the piston rods of these cylinders 5, 8 and thus the press plate 4 connected to them move downwards.
Die Zylinder 5, 6 und 7, 8 eines Zylinderpaares sind jeweils mechanisch miteinander verbunden. Wenn also die Kolbenstange des einen Zylinders 5, 8 nach unten in Pressrichtung R1 fährt, dann wird - durch mechanische Kraftübertragung über die mechanische Verbindung - ebenfalls die Kolbenstange des jeweils anderen Zylinders 6, 7 nach unten in Pressrichtung R1 gefahren. Dabei füllen sich die mitgenommenen Hydraulikzylinder 6, 7 über eine Tankleitung mit einem darin angeordneten Rückschlagventil aufgrund des entstehenden Vakuums im Nachsaugverfahren drucklos mit Hydrauliköl aus einem Hydrauliköltank des Hydrauliksystems. The cylinders 5, 6 and 7, 8 of a pair of cylinders are each mechanically connected to one another. So if the piston rod of one cylinder 5, 8 moves down in the pressing direction R1, then the piston rod of the other cylinder 6, 7 also moves down in the pressing direction R1 - by mechanical power transmission via the mechanical connection. The entrained hydraulic cylinders 6, 7 are filled with hydraulic oil from a hydraulic oil tank of the hydraulic system without pressure via a tank line with a check valve arranged therein due to the resulting vacuum in the replenishment process.
Die bei geringem Kraftbedarf und niedrigen Pressdrücken mit Hydrauliköl zu füllenden Zylinder 5, 8 sind kreuzweise angeordnet, d.h. der Zylinder 5 ist hydraulisch mit dem Zylinder 8 verbunden. Die Zylinder 5, 8 werden in dem Betriebszustand, in dem das Druckumschaltventil 20 noch nicht auf die Befüllung aller Zylinder 5, 6, 7, 8 umgeschaltet hat, mit unter Druck stehendem Hydrauliköl gefüllt. Dabei fährt das Pressschild 4 im weit überwiegenden Teil des Presszyklus, ohne viel Druck aufzubauen, relativ schnell nach unten. The cylinders 5, 8 to be filled with hydraulic oil when the power requirement is low and the pressing pressures are low are arranged crosswise, i.e. the cylinder 5 is hydraulically connected to the cylinder 8. The cylinders 5, 8 are filled with pressurized hydraulic oil in the operating state in which the pressure switching valve 20 has not yet switched over to the filling of all cylinders 5, 6, 7, 8. The pressing plate 4 moves down relatively quickly in the vast majority of the pressing cycle, without building up much pressure.
Der Druck zum Verpressen des Pressguts wird bei schon einigermaßen gefüllter Presskammer 2 erst im unteren Teil, etwa dem unteren Drittel bis Fünftel, der Presskammer 2 benötigt. Dann wird über das Druckumschaltventil 20 der Hydraulikölfluss nicht nur in die Hydraulikzylinder 5 und 8 freigegeben, sondern es werden auch die jeweils daneben liegenden Hydraulikzylinder 6 und 7 mit unter Druck stehendem Hydrauliköl beschickt. The pressure for pressing the material to be pressed is only required in the lower part, approximately the lower third to fifth, of the pressing chamber 2 when the pressing chamber 2 is already reasonably full. The hydraulic oil flow is then released not only into the hydraulic cylinders 5 and 8 via the pressure switching valve 20, but also the respective adjacent hydraulic cylinders 6 and 7 are supplied with pressurized hydraulic oil.
Zu dem Zeitpunkt, an dem eine solche Umschaltung des Druckumschaltventils 20 stattfindet, befindet sich das Pressschild 4 schon im unteren Teil der Presskammer 2. Die Zylinderpaare 5, 6 und 7, 8 an jeder Seite des Pressschildes 4 sind über das Querjoch 11 , das sich oberhalb des Pressschildes 4 befindet, miteinander verbunden. At the time when such a changeover of the pressure switching valve 20 takes place, the pressing plate 4 is already in the lower part of the pressing chamber 2. The cylinder pairs 5, 6 and 7, 8 on each side of the pressing plate 4 are connected via the transverse yoke 11, which is located above the pressing plate 4, connected to each other.
An dem Pressschild 4 befinden sich die Führungsschienen 13, die mit den kompatibel ausgeprägten Führungsprofilen 14 in den Seitenwänden der Presskammer 2 Zusammenarbeiten. Wenn sich jetzt z. B. unter dem rechten Teil des Pressschildes 4 ein anderer Druck aufbaut als unter dem linken Teil, dann erfolgt ein Schrägziehen des Pressschildes 4 dadurch, dass die Zylinder 5, 6 oder 7, 8 der einen Seite weniger Öl erhalten als die Zylinder 7, 8 oder 5, 6 der anderen Seite. The guide rails 13 are located on the pressing shield 4 and cooperate with the compatible, pronounced guide profiles 14 in the side walls of the pressing chamber 2 . If now z. B. under the right part of the pressing plate 4, a different pressure builds up than under the left part, then there is an oblique pulling of the Pressing shield 4 in that the cylinders 5, 6 or 7, 8 on one side receive less oil than the cylinders 7, 8 or 5, 6 on the other side.
Die Führungsschienen 13, die mit den Führungsprofilen 14 in der Seitenwand Zusammenwirken und die sich vom Pressschild 4 nach oben hin erstrecken, stellen dabei sicher, dass bei Voreilen eines Zylinderpaares 5, 6 oder 7, 8 und einem dadurch verursachten Verkippen des Pressschildes 4 die Führungsschienen 13 und Führungsprofile 14 der voreilenden Seite eine größere Reibung untereinander bewirken als die Führungsschienen 13 und Führungsprofile 14 an der nacheilenden Seite des Pressschildes 4. Hierdurch wird die zunächst voreilende Führung durch die Führungsschienen 13 und Führungsprofile 14 schwergängig, sodass das Hydrauliköl bevorzugt in das andere Zylinderpaar 7, 8 oder 5, 6 einströmt und zu einem entgegen der Schrägstellung wirkenden Ausgleich des Voreilens der einen Seite des Pressschildes 4 führt. The guide rails 13, which interact with the guide profiles 14 in the side wall and which extend upwards from the press plate 4, ensure that when a pair of cylinders 5, 6 or 7, 8 advances and the press plate 4 tilts as a result, the guide rails 13 and guide profiles 14 on the leading side cause greater friction with each other than the guide rails 13 and guide profiles 14 on the trailing side of the pressing plate 4. This makes the initially leading guide through the guide rails 13 and guide profiles 14 stiff, so that the hydraulic oil prefers to flow into the other pair of cylinders 7, 8 or 5, 6 and leads to a compensation of the advance of one side of the pressing plate 4, which acts counter to the inclined position.
Sollte die Schrägstellung des Pressschildes 4 allerdings zu groß werden, dann wird dies mittels des an dem Querjoch 11 oberhalb des Pressschildes 4 angebrachten Lagesensors 18, z.B. ein Winkelsensor, detektiert und an die Steuereinrichtung 12 gemeldet. Wenn die Schräglage einen bestimmten, vorgebbaren Grenzwert überschreitet, dann wird von der Steuereinrichtung 12 das Richtungsschaltventil 21 des Hydrauliksystems auf Rücklauf gestellt und das Pressschild 4 fährt in seine obere Ausgangsstellung zurück. Spätestens am Ende des Zurückfahrens richtet sich das Pressschild 4 durch Anlaufen gegen einen oberen Anschlag wieder horizontal aus, wonach es dann von dort aus für einen neuen Pressschritt wieder nach unten verfahren werden kann. However, if the inclination of the pressing plate 4 becomes too great, then this is detected by means of the position sensor 18, e.g. If the inclined position exceeds a specific, definable limit value, then the control device 12 sets the directional switching valve 21 of the hydraulic system to return and the press plate 4 moves back to its upper starting position. At the latest at the end of the retraction, the pressing plate 4 aligns itself horizontally again by running against an upper stop, after which it can then be moved back down from there for a new pressing step.
Am Ende des letzten Pressschritts, d. h., wenn ein Pressballen fertig gepresst ist, befindet sich das Pressschild 4 in seiner unteren Position. In dieser Position des Pressschildes 4 kann in an sich bekannter Weise der Pressballen abgebunden werden. Aus dieser Stellung heraus wird nach Umschaltung des Richtungsschaltventils 21 das Pressschild 4 wieder nach oben hin zurückgefahren. Auch hierbei werden im Rücklauf nur jeweils zwei Zylinder 5, 8 mit Hydrauliköl beaufschlagt, sodass aufgrund des dafür benötigten kleinen Hydraulikölvolumens ein relativ schnelles Rückführen des Pressschildes 4 nach oben erreicht wird. Der mit dem jeweils beaufschlagten Zylinder 5, 8 verbundene Zwillingszylinder 6, 7 wird nicht durch in dessen Druckraum einströmendes unter Druck stehendes Hydrauliköl nach oben bewegt, sondern aufgrund der mechanischen Verbindung und aufgrund der hierüber erfolgenden Kraftübertragung von dem jeweils benachbarten Hydraulikzylinder 5, 8 mitgenommen. Das dabei im Ringraum der Hydraulikzylinder 6, 7 freiwerdende Hydrauliköl läuft in den drucklosen Hydrauliköltank. Dazu sind die Hydraulikzylinder 6, 7 an ihrer Bodenseite nur über reine Leckölleitungen mit dem Hydrauliköltank verbunden und können beim Ausfahren der Zylinder 5, 8 auch Luft ziehen. Der Kolbenraum der mitgenommenen Hydraulik-zylinder 6, 7 braucht also nie mit unter Druck stehendem Hydrauliköl beaufschlagt zu werden. Nach Erreichen der oberen Ausgangsstellung des Pressschildes 4 kann die Kammertür 9 geöffnet und der gepresste und abgebundene Ballen aus der Presskammer 2 entnommen werden. At the end of the last pressing step, ie when a pressed bale has been pressed, the pressing plate 4 is in its lower position. In this position of the press shield 4, the press bale can be tied in a manner known per se. From this position, after switching over the direction switching valve 21, the pressing plate 4 is moved back upwards again. In this case, too, only two cylinders 5, 8 are acted upon by hydraulic oil in the return, so that due to the small volume of hydraulic oil required for this, a relatively quick upward return of the press plate 4 is achieved. The twin cylinder 6, 7 connected to the cylinder 5, 8 being acted upon in each case is not moved upwards by the pressurized hydraulic oil flowing into its pressure chamber, but is carried along by the respective adjacent hydraulic cylinder 5, 8 due to the mechanical connection and due to the force transmission taking place via it. The hydraulic oil released in the annular space of the hydraulic cylinders 6, 7 runs into the pressureless hydraulic oil tank. These are the hydraulic cylinders 6, 7 on their bottom side only pure Leakage oil lines are connected to the hydraulic oil tank and can also draw air when the cylinders 5, 8 are extended. The piston space of the entrained hydraulic cylinders 6, 7 therefore never needs to be charged with pressurized hydraulic oil. After reaching the upper starting position of the pressing plate 4, the chamber door 9 can be opened and the pressed and tied bale can be removed from the pressing chamber 2.
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1 Ballenpresse 1 baler
2 Presskammer 2 press chamber
3 Pressengehäuse 3 press housing
4 Pressschild 4 press plate
5 Hydraulikzylinder 5 hydraulic cylinders
6 Hydraulikzylinder 6 hydraulic cylinders
7 Hydraulikzylinder 7 hydraulic cylinders
8 Hydraulikzylinder 8 hydraulic cylinders
9 Kammertür 9 chamber door
10 Einfüllöffnung 10 filling opening
11 Querjoch 11 transverse yoke
12 Steuereinrichtung 12 controller
13 Führungsschiene 13 guide rail
14 Führungsprofil 14 guide profile
15 Welle 15 wave
16 Gelenklager 16 pivot bearings
17 Unterjoch 17 subyoke
18 Lagesensor 18 position sensor
19 Hauptschaltventil 19 main switching valve
20 Druckumschaltventil20 pressure switching valve
21 Richtungsumschaltventil21 direction switching valve
22 Kolbenstange 22 piston rod
23 Kolben 23 pistons
24 Kolbenringfläche 24 piston ring face
25 Kolbenfläche 25 piston area
A-A Schnitt AA cut
B-B Schnitt BB cut
R1 Pressrichtung R1 pressing direction
Z Detail (aus Fig. 3) Z Detail (from Fig. 3)

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Ballenpresse (1 ) mit einem eine Presskammer (2) umgebenden Pressengehäuse (3) und mit einem im Pressengehäuse (3) verfahrbaren Pressschild (4), das mit Hydraulikzylindern (5, 6, 7, 8) antreibbar ist, die paarweise an zwei einander gegenüberliegenden Seiten außerhalb der Presskammer (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hydraulik-Steuereinrichtung (12) vorgesehen ist, mittels welcher die Hydraulikzylinder (5, 6, 7, 8) jedes Zylinderpaares (5 und 6, 7 und 8) pressdruckabhängig jeweils entweder selektiv einzeln oder gemeinsam ansteuerbar sind. 1. Baler (1) with a press housing (3) surrounding a press chamber (2) and with a press plate (4) that can be moved in the press housing (3) and can be driven with hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8), which are driven in pairs two opposite sides are arranged outside the baling chamber (2), characterized in that a hydraulic control device (12) is provided, by means of which the hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) of each cylinder pair (5 and 6, 7 and 8 ) depending on the pressing pressure, can be controlled either individually or together.
2. Ballenpresse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einzelner Ansteuerung jeweils eines Hydraulikzylinders (5 oder 6, 7 oder 8) jeder Seite die Hydraulikzylinder (5 und 8 oder 6 und 7) über Kreuz ansteuerbar sind. 2. Baler (1) according to claim 1, characterized in that with individual activation of one hydraulic cylinder (5 or 6, 7 or 8) on each side, the hydraulic cylinders (5 and 8 or 6 and 7) can be activated crosswise.
3. Ballenpresse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Betätigung der Hydraulikzylinder (5, 6, 7, 8) ein hydraulisches Hauptschaltventil (19) und ein hydraulisches Druckumschaltventil (20) vorgesehen sind, die von der Hydraulik- Steuereinrichtung (12) ansteuerbar sind. 3. Baler (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that a hydraulic main switching valve (19) and a hydraulic pressure switching valve (20) are provided for actuating the hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8), which are controlled by the hydraulics - Control device (12) can be controlled.
4. Ballenpresse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (5, 6, 7, 8) jeweils mit einem oberseitigen Querjoch (11) und/oder einem unterseitigen Unterjoch (17) miteinander verbunden sind. 4. Baler (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) are each connected to one another with an upper transverse yoke (11) and/or a lower yoke (17).
5. Ballenpresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Pressengehäuse (3) eine Führung für das Pressschild (4) ausgebildet ist. 5. baler (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the press housing (3) a guide for the pressing plate (4) is formed.
6. Ballenpresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pressschild (4) ein eine Schräglage des Pressschildes (4) detektierender Lagesensor (18) zugeordnet ist, von dem Lagesignale an die Hydraulik-Steuereinrichtung (12) übermittelbar sind. 6. Baler (1) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the pressing plate (4) is assigned a position sensor (18) that detects an inclined position of the pressing plate (4), from which position signals to the hydraulic control device (12) are transmittable.
7. Ballenpresse (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass: - es sich bei den Hydraulikzylinder (5, 6, 7, 8) um doppeltwirkende Zylinder handelt, welche eine Kolbenstange (22) und einen Kolben (23) umfassen und bei denen der Kolben (23) auf seiner einen Seite eine Kolbenfläche (25) und auf seiner anderen Seite eine die Kolbenstange (22) umgebende Kolbenringfläche (24) aufweist und 7. Baler (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that: - the hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) are double-acting cylinders, which comprise a piston rod (22) and a piston (23) and in which the piston (23) has a piston surface (25) on one side and on its other side has a piston ring surface (24) surrounding the piston rod (22) and
- die Steuereinrichtung (12) so konzipiert ist, dass bei der Bewegung des Pressschildes (4) in Pressrichtung (R1 ) die Kolbenringflächen (24) der Kolben (23) mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden, so dass die Zylinder (5, 5, 7 und 8) als Zugzylinder fungieren. - the control device (12) is designed in such a way that when the pressing plate (4) moves in the pressing direction (R1), the piston ring surfaces (24) of the pistons (23) are subjected to hydraulic fluid, so that the cylinders (5, 5, 7 and 8) act as a pull cylinder.
8. Verfahren zum Betreiben einer Ballenpresse (1 ) mit einem eine Presskammer (2) umgebenden Pressengehäuse (3) und einem im Pressengehäuse (3) verfahrbaren Pressschild (4), das mit paarweise an zwei einander gegenüberliegenden Seiten außerhalb der Presskammer (2) angeordneten Hydraulikzylindern (5, 6, 7, 8) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (5, 6, 7, 8) jedes Zylinderpaares pressdruckabhängig jeweils selektiv einzeln oder gemeinsam angesteuert werden. 8. Method for operating a baling press (1) with a press housing (3) surrounding a press chamber (2) and a press shield (4) which can be moved in the press housing (3) and which is arranged in pairs on two opposite sides outside of the press chamber (2). Hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) is driven, characterized in that the hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) of each pair of cylinders are controlled depending on the pressing pressure, selectively individually or together.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einzelner Ansteuerung jeweils eines Hydraulikzylinders (5 oder 6, 7 oder 8) jeder Seite die Hydraulikzylinder (5 und 8 oder 6 und 7) über Kreuz angesteuert werden. 9. The method according to claim 8, characterized in that when one hydraulic cylinder (5 or 6, 7 or 8) on each side is activated individually, the hydraulic cylinders (5 and 8 or 6 and 7) are activated crosswise.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die das Pressschild (4) bewegenden Hydraulikzylinder (5, 6, 7, 8) einen Kolben (23) mit einer Kolbenfläche (25) und eine Kolbenringfläche (24) aufweisen und bei Bewegung des Pressschildes (4) in Pressrichtung (R1) an ihrer Kolbenringfläche (24) mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the hydraulic cylinders (5, 6, 7, 8) moving the pressing plate (4) have a piston (23) with a piston surface (25) and a piston ring surface (24) and at Movement of the pressing plate (4) in the pressing direction (R1) are subjected to a hydraulic fluid on their piston ring surface (24).
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