LU84050A1 - Ballenpresse mit vertikaler arbeitslage - Google Patents

Description

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Ballenpresse mit vertikaler Arbeitslage

Gegenstand der Erfindung ist eine Ballenpresse mit vertikaler Arbeitslage und einem von einer Ruhelage aus inRichtung zu einer Arbeitslage arbeitenden, mechanisch über ein oder mehrere Preßspindeln angetriebenes Preßschild, wobei die eine oder mehrere Preßspindeln mit einem freiem Ende am Preßschild angreifen und jeweils eine drehend angetriebene Spindelmutter durchgreifen.

Eine eingangs genannte Ballenpresse ist in vielfältigen Ausführungsformen bekannt geworden.Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Pressen zur Aufbringung einer relativ hohen Preßkraft relativ groß und raumgreifend gebaut werden müssen, so daß sie nicht ohne weiteres transportiert werden können, und vor allem nicht durch Normtüren von beispielsweise 200 cm Höhe von Fabrikgebäuden, Wohngebäuden und Kellerräumen hindurchpassen.

Wird beispielsweise eine Preßkraft von 20 Tonnen verlangt, die erforderlich ist, um sogenannte Europa-Paletten ; mit einer Grundfläche von 80 cm x 12o cm in einem Stück zu verpressen, dann muß eine solche Presse so groß gebaut werden, daß sie nicht mehr durch die erwähnten Normtüren hindurchpasst.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Ballenpresse mit vertikaler Arbeitslage der eingangs genannten Art so weiterzubilden,daß eine möglichst niedrige Bauhöhe bei einer Pressenkraft von 20 Tonnen oder mehr erreicht wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß am Preßschild zwei Preßspindeln angreifen, deren Spindelmuttern jeweils über einen Getriebezug von einem Antriebsmotor angetrieben sind und daß die Spindelmuttern zusätzlich über einen weiteren Getriebezug miteinander ver- > -2- bunden sind.

Wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist also, daß mit dem beschriebenen Antriebssystem eine Preßkraft von 20 Tonnen bei einer Pressfläche von etwa 80 x 120 cm zur Verpressung unzerteilten Preßgutes in der Größenordnung einer Europa-Palette erreicht wird.

Versuche des Anmelders haben gezeigt, daß die Verwendung eines einzigen Antriebsmotors mit einer elektrischen Antriebs-leistunq von etwa 2,2 kW eine Pressleistung von etwa 7 Tonnen ergibt. Will man nun eine höhere Preßkraft erreichen,z.B. eine Preßkraft von 20 Tonnen, wie sie zur Verpressung von Europa-Paletten erforderlich ist, dann muß der hierfür erforderliche Antriebsmotor so groß ausgebildet werden, daß das Pressengehäuse in sich sehr raumgreifend aufgebaut ist und eine Pressenhöhe von 200 cm weit überschritten wird.

Man kann den Antriebsmotor auch quer einbauen; es ergeben sich jedoch dann Probleme der Kraftumlenkung mit Hilfe von Getriebezügen von dem horizontal arbeitenden Antriebsmotor auf die vertikal arbeitenden Spindeln.

Eine solche Lösung ist außerdem außerordentlich kostenaufwendig.

Versuche des Anmelders haben nun ergeben, daß bei der Verwendung zweier Antriebsmotoren, von denen jeder auf eine eigene Preßspindel arbeitet und die Preßspindeln zueinander synchronisiert werden, eine Potentierung der Antriebsleistung die Folge ist.

Zwei Antriebsmotoren mit jeweils einer elektrischen Antriebsleistung von 2,2 kW ergeben dann nicht eine Preßleistung von etwa 14 Tonnen, sondern mit dem beschriebenen Antriebssystem eine Preßleistung von 20 Tonnen. Es wird also im Vergleich zu der Verwendung eines einzigen Antriebsmotors -3- - der bezogen auf die Preßleistung - eine Antriebsleistung von etwa bis 1o kW haben müsste, in überraschender Weise mit zwei Antriebsmotoren geringer, elektrischer Antriebsleistung eine gleiche Preßkraft erzielt.

Wesentlich hierbei ist, daß die Antriebsmotoren mit ihren Antriebswellen ebenfalls vertikal arbeiten und über einen ersten Getriebezug, z.B. über Kettenräder und eine Kette . auf die zugeordnete Spindelmutter der zugeordneten Preß-spindel wirken.

Damit die erforderliche Bauhöhe von 200 cm nicht überschritten wird, ist es nach dem Gegenstand des Anspruches 2 vorgesehen, daß die gesamte Antriebseinheit der Ballenpresse, bestehend aus Antriebsmotor, Getriebezügen und Spindelmuttern im oberen Bereich des Pressengehäuses angeordnet sind. Durch die Verwendung von Antriebsmotoren relativ geringer, elektrischer Antriebsleistung ergibt sich eine besonders geringe Bauhöhe der Antriebsmotoren, so daß die geforderte Bauhöhe von 200 cm nicht überschritten wird. Hierzu ist es dann nach dem Gegenstand des Anspruches 3 vorgesehen , daß die Preß-qpLndeln in der oberen Ruhelage des Preßschildes den oberen Gehäusedeckel des Pressengehäuses durchgreifen.

Soll nun die Ballenpresse durch Türen, Tore und dergleichen mit einer lichten Höhe von 200 cm transportiert werden, dann wird vorher das Preßschild aus seiner oberen Ruhelage in die untere Arbeitslage gefahren, so daß die Preßspindeln, die in der oberen Ruhelage aus dem oberen Gehäusedeckel des Pressengehäuses ragen, im Pressengehäuse verschwinden und die Ballenpresse leicht durch die beschriebenen Normtüren transportiert werden kann.

Ein weiteres, wesentliches Merkmal der Erfindung ist nach dem Gegenstand des Anspruches 4, daß die Spindelmuttern üoer Schrägrollenlager in einer horizontalen, beiderseits am Pressengehäuse befestigten Quertraverse befestigt sind.

Die genannte Quertraverse, die z.B. aus einem Doppel-T- -4- oder Doppel-U-Träger besteht, hat also die gesamte Preßkraft des Preßschildes auf das Pressengehäuse zu übertragen.

Ist diese Quertraverse als Doppel-T- oder Doppel-U-Träger ausgebildet, dann ergibt sich hierdurch die größte, mechanische Belastbarkeit bei geringer Bauhöhe, wodurch wiederum ein Beitrag zur Erzielung einer geringen Bauhöhe des Pressengehäuses erreicht wird.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte, räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Figur 1 zeigt den oberen Teil eines Pressengehäuses einer vertikal arbeitenden Ballenpresse.

Figur 2 zeigt eine Ballenpresse, wie sie für das Pressen von hochelastischem Material geeignet ist, in einer Einzelheit.

Figur 3 zeigt eine Bremsvorrichtung in ihrer Bremslage.

Figur 4 zeigt die Bremsvorrichtung nach Figur 3 in ihrer Frei-Lage.

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In der Figur 1 ist schematisiert der obere Teil des Pressengehäuses einer vertikal arbeitenden Ballenpresse gezeigt.

Das Preßschild 1 befindet sich hierbei zwischen der oberen Ruhelage und einer nicht näher dargestellten unteren Arbeitslage.

Die Preßspindeln 2,3 greifen jeweils mit ihren freien Enden gelenkig über Bolzen 11 am Preßschild 1 an entfernt voneinander angeordneten Lagerpunkten an. Das Preßschild wird somit in Pfeilrichtung 12 vertikal von oben nach unten laufend angetrieben, wobei oben die Ruhelage ist und unten die Druckoder Arbeitslage. Durch die parallele Anordnung von zwei Preßspindeln 2,3 , die im Abstand voneinander angeordnet sind, wird ein außerordentlich präziser Gleichlauf des Preßschildes 1 bei hoher Preßkraft von 20 Tonnen erreicht, wobei die Preß-kraft über das gesamte Preßschild 1 gleichmässig verteilt ist. Ein Verkanten des Preßschildes wird somit vermieden.

Das Preßschild 1 läuft hierbei über nicht näher dargestellte Führungen mit seinen Führungsschienen 25 an den Seitenwänden des Pressengehäuses 13 entlang. An den Seitenwänden des Pressengehäuses sind die vertikal angeordneten Antriebsmotoren 4.5 befestigt. Die Antriebsachse 14,15 des Antriebsmotors 4.5 ist drehfest mit einem ersten Zahnrad 16,17 verbunden, und eine erste Kette läuft über ein Doppel-Kettenrad 17,18.

Es wird hiermit ein erster Getriebezug 6,7 geschaffen.

Jedes Doppel-Zahnrad 17,18 ist mit Keilen und die Keile sichernden Kontermuttern 19 auf der zugeordneten Spindelmutter 3,9 drehfest gelagert. Das zweite Zahnrad des Doppel-Zahnrades 17,18 läuft über einen Kettentrieb (Getriebezug 10), so daß die Zahnräder 17,18 genau synchron laufen, und damit auch die Spindelmuttern 8,9 synchron angetrieben sind.

Die Verkantung des Preßschildes 1 während des Preßvorganges , st somit praktisch ausgeschlossen, weil keine der Preß-jpindeln 2,3 der anderen vorauseilen kann, weil die Preßspindeln genau synchron drehend über die Spindelmuttern 8,9 * -6- angetrieben sind. Die Antriebskraft der Antriebsmotoren 4,5 wird somit mit hohem Wirkungsgrad und lediglich unter Zwischenschaltung eines einfachen Getriebezuges 6,7,1o auf die Spindelmuttern 8,9 übertragen.

Jede Spindelmutter 8,9 ist mit Schrägrollenlagern 22 in einer beiderseits am Pressengehäuse 13 befestigten Quertraverse 2o befestigt, wobei die Schrägrollenlager über Flansche 23 und die Flansche durchgreifende Spannschrauben 24 in der Quertraverse 20 befestiqt sind.

Dadurch, daß Antriebsmotoren 4,5 mit vertikal arbeitenden Antriebswellen 14,15 verwendet werden, ergibt sich die geforderte, geringe Bauhöhe 21. Die Press-Spindeln 2,3 durchgreifen in der oberen Ruhelage des Preßschildes 1 den andeutungsweise gezeigten Gehäusedeckel 26, während sie in der unteren Arbeitslage des Preßschildes im Gehäusedeckel 26 verschwinden. Die aus dem Gehäusedeckel 26 herausragenden Enden der Preßspindeln 2,3 sind durch nicht näher dargestellte Faltenbälge abgedeckt.

Bei der erfindungsgemässen Ausführung gelingt es mit zwei Motoren zu 2,2 kW eine Preßleistung von 2o t zu erzielen, d.h. die Presse arbeitet mit einem besonders gutenWirkungs-qrad im Verhältnis zur aufgenommenen und abgegebenen Leistung.

Will man hochelastisches Material pressen, dann ist die Reaktionskraft aufgrund der Elastizität des gepressten Materials so hoch, daß man mit Spindeln arbeiten muss, die selbsthemmend sind. Das kostet aber einen sehr viel höheren Leistungsbedarf.

Den Leistungsbedarf kann man weitgehend einschränken, wenn man nach einem weiteren Erfindungsmerkmal für die Preßspindel ein doppelgängiges Schneckengewinde bzw. ein Gewinde ohne Selbsthemmung verwendet. Hierbei ist aber das Problem, wenn der Press-Stempel seinen -7-

Endhub erreicht hat, d.h., der Ballen gepresst ist, dann eine so große Rückstellkraft auf den Preß-Stempel wirkt, daß die Anker der Preßraotoren im entgegengesetzten Sinne vom Preß-Stempel angetrieben werden. Damit läßt sich aber nicht der gewünschte Preßdruck aufrechterhalten.

Für derartige Pressen , bei denen man mit geringsten Leistungen höchste Preßkräfte erreichen will,besteht ein weiteres Erfindungsmerkmal darin, daß mit der Antriebswelle des Antriebsmotors eine die Motorwelle im Stillstand blockierende Bremsvorrichtung,zum Beispiel eine elektromagnetische Bremse, verbunden ist, die den Stillstand der Motorwelle blockiert.

Durch dieses zusätzliche, leicht auch nachträglich anbringbare, Teil eriâcht man, daß gerade bei großen Pressen mit geringen Motorleistungen auch hochelastisches Material, wie es zum Beispiel Kunststoffmaterial ist, gepresst werden kann.

Weitere Möglichkeiten der Ausbildung dieser Bremsvorrichtung und deren Schaltung , abhängig oder unabhängig vom Weg des Preß-Stempels,sind in den Ansprüchen 6 bis 11 erläutert.

In der Figur 2 ist eine bevorzugte Ausführung dargestellt.

Dabei wird einer der Antriebsmotoren 4 oder 5 mit einer Bremsvorrichtung,im Ausführungsbeispiel eine Elektrobremse 27, versehen. Diese Elektrobremse greift dort an, wo die höchste Drehzahl in diesem Getriebezug vorhanden ist, damit das Bremsmoment klein gehalten werden kann.

In dieser Beziehung besteht eine Möglichkeit darin, daß der Betätigungsschalter 28 der Bremsvorrichtung 27 der Motor-Endschalter für die Abschaltung bei der Endstellung des Presshubes ist.

Hier wird also gewährleistet, daß, wenn der eingestellte Preßhub durch entsprechende Verstellung des Endschalters -8- erreicht ist, dann durch diese Bremsvorrichtung ein etwaiges Durchdrehen des Motorankers rückwärts vom Press-Stempel her durch diese Bremsvorrichtung verhindert wird.

Es ist auch möglich, daß der Betätigungsschalter 28 der Bremsvorrichtung mit dem Überlast-Sicherungsschalter verbunden ist.

Eine bevorzugte Ausführung dieser Bremsvorrichtung besteht darin, daß die elektromagnetische Bremse 27 eine federbelastete, drehfest mit der Antriebswelle 14 verbundene Druckscheibe 33 aufweist, die in ihrer Außenstellung federbelastet auf der Bremsscheibe 3o aufliegt.

Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß die Bremsvorrichtung wirksam ist, wenn der Motor abgeschaltet wird.

Es wird dadurch vermieden, daß etwa die Bremsvorrichtung bei eingeschaltetem Motor arbeitet.

Die Wirksamkeit der Bremsvorrichtung lässt sich noch dadurch verbessern, daß zwischen Bremsvorrichtung 27 und Antriebswelle 14 ein die Drehzahl der Antriebswelle vergrößerndes Getriebe vorhanden ist.

Hier wird dann noch einmal die Drehzahl des Antriebsmotors , beispielsweise von 15oo oder von 3000 Umdrehungen, übersetzt, zum Beispiel auf 6000 Umdrehungen, um eine Bremsvorrichtung verwenden zu können, die mit geringeren Bremskräften auskommt.

Selbstverständlich liegt es im Bereich der Erfindung, wenn man auch mechanische Bremsvorrichtungen verwendet, die ebenfalls bei Stillstand der Bremsscheibe selbsttätig diese Scheibe blockieren.

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Aus der Figur 3 ist erkennbar, daß bei dem Ausführungsbeispiel einer elektromagnetischen Bremse mit der Antriebswelle 14 bzw. 15 drehfest die Bremsscheibe 3o verbunden ist/ die mit einem Reibbelag versehen ist.

Ein Elektromagnet bzw. eine Magnetscheibe 29 wird vom dem Presshub begrenzenden Endschalter 28 entweder ein- oder ausgeschaltet.

In der Figur 3 ist zum Beispiel gezeigt, daß der Antriebsmotor 5 durch öffnen des Schalters 28 abgeschaltet ist.

Das öffnen diesesSchalters 28 wird in der Regel mechanisch dadurch erfolgen, daß der Preß-Stempel beim Pressen seine Endstellung erreicht hat, die man einstellen kann.

Eine Druckscheibe 33 , die gleichzeitig als Anker für die Magnetscheibe 29 ausgebildet ist, wird beim Abschalten des Magnetstromes durch Druckfedern 31 gegen die Bremsscheibe 30 gedrückt. Führungsbolzen 32 sorgen dafür, daß kein Verkanten auftritt. Ein Blockieren der Antriebswelle 14 wird dadurch erreicht, d.h., es ist derselbe Zustand erreicht, als wenn das Getriebe selbsthemmend wäre, obwohl das Getriebe mit sehr wenig Reibung ausgebildet ist, und deswegen der Leistungsbedarf beim Pressen sehr gering ist.

Wird der Schalter 28 geöffnet, dann zieht die Druckscheibe 33 entsprechend der Kraft der Druckfedern 31 an, und die Bremswirkung ist aufgehoben. Nachdem die Durchgangsbohrungen in der Magnetscheibe 29 und in der Druckscheibe 33 als Lager ausgebildet sind, kann sich die Welle 14 frei in diesen Lagern drehen , ohne daß hierdurch merkbare Reibungsverluste auftreten.

Claims (8)

1. Ballenpresse mit vertikaler Arbeitslage und einem von einer Ruhelage aus in Richtung zu einer Arbeitslage arbeitenden, mechanisch über ein oder mehrere Preßspindeln (2,3) angetriebenes Preßschild (1), wobei die eine oder mehrere Preßspindeln (2,3) mit einem freien Ende am Preßschild (1) angreifen und jeweils eine drehend angetriebene Spindelmutter (8,9) durchgreifen, dadurch gekennzeichnet, daß am Preßschild (1) zwei Preßspindeln (2,3) angreifen, deren Spindelmuttern ( 8,9) jeweils über einen Getriebezug (6,7) von einem Antriebsmotor (4,5) angetrieben sind und daß die Spindelmuttern (8,9) zusätzlich über einen weiteren Getriebezug (10) miteinander verbunden sind.

2. Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte Antriebseinheit der Ballenpresse, bestehend aus Antriebsmotoren (4,5), Getriebezügen (6,7,1o) und Spindelmuttern (8,9) im oberen Bereich des Pressengehäuses angeordnet sind.

3. Ballenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Preßspindeln (2,3) in der oberen Ruhelage des Preßschildes (1) den oberen Gehäusedeckel des Pressengehäuses durchgreifen.

4. Ballenpresse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmuttern (8,9) über Schrägrollenlager (22) in einer horizontalen, beiderseits am Pressengehäuse (13) befestigten Quertraverse (20) befestigt sind. 1 2 3 Ballenpresse nach einem der Ansprüche 1-4, 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei einer 3 Preßleistung von 20 Tonnen und einer Pressenfläche von - 2- etwa 80 cm χ 120 cm die elektrische Antriebsleistung jedes Antriebsmotors (4,5) etwa 2,2 kW beträgt.

6. Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (14) ‘ des Antriebsmotors (4,5) eine die Motorwelle im Stillstand blockierende Bremsvorrichtung, z.B. eine elektromagnetische Λ Bremse , verbunden ist.

7. Ballenpresse nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßspindel (2,3) ein doppelgängiges Schneckengewinde bzw. ein Gewinde ohne Selbsthemmung aufweist.

8. Ballenpresse nach Anspruch 1, 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter (28) der Bremsvorrichtung (27) gleichzeitig der Motorendschalter für die Abschaltung der Endstellung des Preßhubes ist. , 9. Ballenpresse nach Anspruch 1,6,7 , dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter (28) der Bremsvorrichtung (27) mit dem Uberlast-Sicherungsschalter verbunden ist.

10. Ballenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Bremse (27) eine federbelastete, drehfest mit der Antriebswelle (14,15) verbundene Druckscheibe (33) aufweist, die in ihrer Außenstellung federbelastet auf der Bremsscheibe (30) aufliegt. 1 Ballenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bremsvorrichtung (27) und Antriebswelle (14) ein die Drehzahl der Antriebswelle vergrößerndes Getriebe vorhanden ist.