DE4039788A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brikettierpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer, insbesondere vertikal arbeitenden Brikettierpresse, vorzugsweise für kleinstückige, schütt­ fähige Metallteile, wie Abfälle aus der spanabhebenden Bear­ beitung, mit einem einer einen Preßstempel aufnehmenden Preßkammer vorgelagerten Füllbehälter.

Eine in Vertikalbauweise ausgeführte Brikettierpresse die­ ser Art ist durch die DE-AS 10 68 169 bekanntgeworden. Um die beim Brikettieren von Metallspänen auftretenden Schwie­ rigkeiten, die ihren Grund in der Zusammensetzung und Struk­ tur des Spanmaterials haben, zu beseitigen, besitzt ein in dem dort als trichterförmiger Vorfüllraum ausgebildeten, der den beweglichen Preßstempel aufnehmenden Preßkammer vor­ gelagerter Füllbehälter angeordneter Stößel radial nach außen ragende Flügel. Die Flügel unterstützen die Förderung des teils aus schraubenförmig oder spiralig gerollten Spänen und teils aus körnigen Spänen stark verschiedener Korngröße bestehenden Materials in die Preßkammer.

Eine aus der DE-PS 23 13 343 bekannte, horizontal arbeiten­ de Brikettierpresse zum Verdichten von Metallspänen besitzt einen axial verschiebbaren Behälter, der mit einer quer zur Pressenlängsachse liegenden Einfüllöffnung einem das unver­ preßte Material vertikal zuführenden Trichter zugewandt ist. Mit dem Behälter ist eine Matrize fest verbunden, in der das Brikett geformt wird, indem ein gleichachsig zu der Matrize angeordneter hydraulischer Preßstempel in den Behälter und in die Matrize einfährt und das Material im in der Preßstellung stirnseitig von einer feststehenden Platte verschlossenen Matrizenraum verdichtet. Da die Verdichtbar­ keit von kleinstückigen, z. B. bis 5 cm großen, schüttfähi­ gen Metallspänen materialabhängig - da unterschiedliche Zähigkeiten und spezifische Gewichte vorliegen - sehr ver­ schieden ist, z. B. bestehen sehr große Schüttdichtenun­ terschiede zwischen Stahl und Aluminium, und die Schütt­ dichte des unverpreßten Materials (z. B. Messing, Kupfer, Bronze, Grauguß, Aluminium, Stahl) maßgebend für die Briketthöhe ist, werden in dieser Presse - denn der Preß­ druck ist konstant - Briketts mit entsprechend starken Höhenabweichungen hergestellt.

Ein und derselbe maximale Preßdruck liefert bei gleicher Füllänge oder -höhe der Preßkammer beim Verarbeiten von Material großer Schüttdichte ein hohes Brikett, weil der Preßstempel in der Matrize schon nach einem relativ kurzen Weg zum Stillstand kommt. Umgekehrt ergibt sich ein relativ niedriges Brikett bei Spänematerial mit geringer Schütt­ dichte, bei dem der Preßstempel in der Matrize einen wesent­ lich längeren Weg zurücklegt, bis der Maximaldruck erreicht ist. Zum Entnehmen des fertiggepreßten Briketts wird bei dieser bekannten Brikettierpresse der Behälter zurückge­ fahren, um ein Herausfallen des fertigen Briketts nach unten zu ermöglichen. Dabei ergeben sich Leerlaufzeiten, denn ein Brikett geringerer Höhe fällt viel früher aus dem Behälter heraus als ein Brikett großer Höhe. Abhängig von der Höhe des fertigen Briketts ist somit der Rücklauf des Behälters entweder größer oder kleiner, d. h. die Leerlauf­ strecke ist umso größer, je niedriger das Brikett ist. Um Leerlaufstrecken weitestgehend zu vermeiden, ist dort ein Teil eines Endschalters (Kontakt oder Anschlag) am Behäl­ ter und der andere Teil (Anschlag oder Kontakt) an dem Preßstempel befestigt. Werden niedrige Briketts herge­ stellt, so fährt der Preßstempel tief in die Matrize ein, womit sich zugleich der Abstand zwischen dem Anschlag am Behälter und dem Endschalter verringert. Um das Brikett herausfallen zu lassen, wird der Behälter dann - bei aller­ dings in Preßendstellung verbleibendem Preßstempel - um eine Strecke zurückzufahren, die der Briketthöhe ent­ spricht. Somit lassen sich zwar unnötig große Leerlauf­ strecken des Behälters, jedoch nicht des Preßstempels ver­ meiden, denn dieser muß nach dem Brikettausstoß in seine zurückgezogene Endstellung zurückfahren, bevor ein neuer Preßhub beginnen kann. Bedingt durch das sowohl beim Preß­ hub als auch beim Rückhub erforderliche Durchfahren des Behälters ergibt sich eine gravierende Totzeit für den Preßstempel. Ferner läßt sich nicht verhindern, daß Bri­ ketts mit - teilweise sehr großen - Höhendifferenzen vor­ liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine leistungsfähigere Betriebsweise einer Brikettier­ presse ermöglichen und es insbesondere erlauben, möglichst gleichgroße Briketts zeitsparend herzustellen.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß in den Füllbehälter Material bis zu einem vorbestimmten Gewicht eingefüllt, der jeweilige Füllstand ermittelt und die Ausgangslage des Preßstempels für den Arbeitshub abhängig vom Füllstand eingestellt wird. Indem somit eine Abhängigkeit zwischen dem Preßhub und der vor jedem Preßhub in den zumindest an seinem Auslaßende ver­ schließbaren Füllbehälter eingefüllten Materialmenge ge­ schaffen wird, lassen sich optimierte Fertigungszeiten mit einem schnellstmöglichen Preßhub erreichen. Denn der Preß­ stempel wird in der Preßkammer jeweils nur so weit zurück­ gefahren, wie es das Volumen der jeweils zu brikettierenden Materialmenge erfordert. Durch die damit erzielte Verkür­ zung der Arbeitszeit für einen Preßhub wird die Ausstoß­ menge pro Zeiteinheit vergrößert. Zum Nachfüllen läßt sich bei einer in Vertikalbauweise ausgeführten Brikettierpresse bzw. bei einer vertikalen Materialzuführung in einfacher Weise die Schwerkraft des Materials ausnutzen. Schließlich wird durch das außerdem kontrollierte Gewicht der Einfüll­ menge, das unabhängig von den bei den verschiedenen Mate­ rialien unterschiedlichen Schüttdichten stets gleich sein kann, erreicht, daß Briketts mit stets gleichem Gewicht und - bei gleichem spezifischen Gewicht des Ausgangsmaterials - mit gleicher Höhe hergestellt werden können. Selbst wenn somit Material mit wechselnder Beschaffenheit bezüglich der Schüttdichte (gleiches spezifisches Gewicht vorausgesetzt) zugeführt wird, bedarf es keiner vorherigen Anpassung bzw. Einstellung der Betriebsparameter der Brikettierpresse, um Briketts gleicher Höhe und gleichen Gewichts zu erhalten.

Bei der Vorrichtung zum Herstellen von stets gleiche Ab­ messungen und gleiche Gewichte aufweisenden Briketts sind erfindungsgemäß dem Füllbehälter Gewichts- und Füllstands- Meßwertgeber zugeordnet und die Füllstands-Meßwertgeber elektrisch mit Hubbegrenzungsschaltern des Preßstempels ver­ bunden. Aufgrund der damit möglichen Wechselwirkung zwi­ schen den vorzugsweise berührungslos ausgebildeten Füll­ stands-Meßwertgebern und den Hubbegrenzungsschaltern, wird dann, wenn das vorbestimmte Gewicht der Einfüllmenge er­ reicht ist, einerseits ein die Materialzufuhr unterbrechen­ des Signal und andererseits, von den Füllstands-Meßwertge­ bern, ein den Rückhub des Preßstempels in der Preßkammer entsprechend dem Füllstand der nachgefüllten Materialmenge begrenzendes Signal ausgelöst.

Wenn mehrere in Hubrichtung in Reihe angeordnete, induktive Endschalter die Füllstands-Meßwertgeber und Hubbegrenzungs­ schalter bilden, wird von den am Füllbehälter angeordneten End- bzw. Näherungsschaltern eine dem Füllstand entsprechen­ de Zahl angesprochen bzw. belegt und entsprechend von den an der Presse angeordneten Hubbegrenzungsschaltern die glei­ che Zahl wirkungslos gemacht. Der Rückhub des Preßstempels, der vorzugsweise eine den Hubbegrenzungsschaltern zugeordne­ te Schaltfahne aufweist, wird begrenzt, sobald die Schalt­ fahne in Kontakt mit einem noch aktiven Hubbegrenzungsschal­ ter (Näherungsschalter) gelangt. Dem Preßstempel ist stets ein Endschalter mehr als dem Füllbehälter zugeordnet, damit ein Preßstempelhub auch dann ausgelöst werden kann, wenn sämtliche Endschalter des Füllbehälters belegt sind. An­ stelle von Induktions-Endschaltern könnten beispielsweise auch Induktionsschleifen als Meßwertgeber eingesetzt werden.

In Anbetracht der elektrisch arbeitenden Meßwertgeber be­ steht der Füllbehälter aus elektrisch schlecht leitfähigem Material, z. B. aus Keramik oder Glas. Hierbei wird mit der Bezeichnung "elektrisch schlecht leitfähigen" der Tatsache Rechnung getragen, daß nach wissenschaftlichem Verständnis alle Materialien elektrisch leitfähig sind, so daß nur noch nach besser oder schlechter leitfähigen Materialien unter­ schieden wird, wobei die Leitfähigkeit letzterer praktisch gegen Null geht (vgl. "Taschenbuch Elektrotechnik", Band 1, Seite 522, Carl Hansa Verlag).

Es wird vorgeschlagen, daß dem Füllbehälter einlaßseitig ein Trichter vorgeschaltet ist, der eine Auslaufsperre auf­ weist, die elektrisch mit dem Gewichts-Meßwertgeber ver­ bunden ist. Vorteilhaft ist der Füllbehälter unter Zwischen­ schaltung einer Wägezelle beweglich aufgehängt. Sobald der Sollwert für das Gewicht der Einfüllmenge erreicht ist, gibt die Wägezelle ein Signal ab, worauf der Trichter mit der Auslaufsperre geschlossen und damit eine weitere Ma­ terialzufuhr vom Trichter her unterbunden wird.

Bei einem vorzugsweise als Füllbehälter dienenden Rohr läßt sich auslaßseitig eine Schließwand anordnen. Diese gibt den Durchlaß zum Einfüllen des Materials in die vorteilhaft den gleichen Durchmesser wie der Füllbehälter aufweisenden Preß­ kammer der Brikettierpresse erst dann frei, z. B. signalbe­ tätigt, nachdem das im vorhergehenden Preßhub hergestellte Brikett mittels eines Impulses einer Preßplatte ausgeworfen worden ist. Anschließend wird die Wand wieder in die das Auslaßende des Füllbehälters versperrende Position gestellt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein in der Zeichnung schematisch dargestelltes Ausfüh­ rungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung näher erläu­ tert ist.

Einer im Querschnitt schematisch dargestellten, in Vertikal­ bauweise ausgeführten Brikettierpresse 1 wird von einem geschwindigkeitsregelbaren Stetigförderer 2 (Endlosgurt oder Vibrationsrinne) das zu brikettierende Material 3 zuge­ führt und in einen Trichter 4 abgeworfen. Der Trichter 4 ist über einen Tragrahmen 5 von der Brikettierpresse ge­ trennt auf dem Fundament aufgestellt. Unterhalb des Trich­ ters 4 ist im Tragrahmen 5 ein zylindrischer Füllbehälter 6 mit einem Gestänge 7 unter Zwischenschaltung einer Wäge­ zelle 8 beweglich aufgehängt. Die Trennung zwischen dem Tragrahmen 5 und der Brikettierpresse 1 geschieht mit Rück­ sicht auf die empfindliche Wägezelle 8. Die Wägezelle 8 ist elektrisch mit einer zwischen dem Trichter 4 und dem Einlaß­ ende 9 des Füllbehälters 6 angeordneten, den Trichter 4 bei einem entsprechenden Signal der Wägezelle 8 verschließenden Auslaßsperre 11 verbunden. Dem Füllbehälter 6 sind neben dem als Wägezelle 8 ausgebildeten Gewichts-Meßwertgeber noch Füllstands-Meßwertgeber 12 in Form von fünf in Hub­ richtung 13 eines Preßstempels 14 in Reihe angeordneten, induktiven Endschaltern 15 zugeordnet. Das Auslaßende 16 des rohrartigen Füllbehälters 6 ist mit einer Schließwand 17 verschlossen, die zum Befüllen einer Preßkammer 18 signalbetätigt geöffnet wird, so daß die in dem Füllbehäl­ ter 6 bevorratete Materialmenge schwerkraftbedingt nach unten in die Preßkammer 18 fallen kann. Der Füllbehälter 6 und die Preßkammer 18 haben den gleichen Innendurchmesser. Die Auslaßsperre 11 und die Schließwand 17 sind als hin- und hergehende Schieber gestaltet und dicht schließend zwi­ schen den voneinander zu trennenden Bereichen geführt; le­ diglich aus Gründen der besseren zeichnerischen Darstellung sind im Ausführungsbeispiel große Abstände vorhanden.

Die Preßkammer 18 ist in einem Preßtopf 19 unterhalb einer Gegentraverse 21 angeordnet, die über Säulen 22 mit dem als Preßzylinder 23 ausgebildeten Pressenunterteil in Verbin­ dung steht. In einer an nicht dargestellten Druckmittelan­ schlüssen angeschlossenen Druckkammer 24 ist der Preßkolben 25 des Preßstempels 14 gelagert. Der Preßstempel 14 ist mit einer Schaltfahne 26 versehen, der sechs Hubbegrenzungs­ schalter 27 in Form von im Pressenunterteil in Hubrichtung 13 in Reihe angeordneten, induktiven Endschaltern 28 zuge­ ordnet sind. In einem Freiraum 29 zwischen der Gegentraver­ se 21 und dem Preßtopf 19 ist eine mittels eines Verschiebe­ zylinders 31 quer zur Hubrichtung 13 verschiebbare Preßplat­ te 32 angeordnet. Die Höhe h der Preßplatte 32 und damit des Freiraums 29 entspricht der maximalen Höhe h′ eines - in der Zeichnung durch sich kreuzende Linien verdeut­ lichten - fertiggepreßten Briketts 33, so daß die Preß­ platte 32 gleichzeitig als Brikettauswerfer dienen kann. Nach beendetem Preßhub wird nämlich die Preßplatte 32 aus ihrer in der Zeichnung dargestellten Position nach rechts verschoben, das Brikett 33 mittels des Preßstempels 34 in den Freiraum 29 geschoben und sodann mittels der anschlie­ ßend kurz, impulsartig nach links bewegten Preßplatte 32 ausgeworfen.

Im Betrieb der Brikettierpresse 1 gelangt bei geöffneter Auslaßsperre 11 aus dem Trichter 4 soviel Material 3 in den Füllbehälter 6, bis die Wägezelle 8 bei Erreichen des Sollwertes für das Gewicht ein Signal abgibt, das die Auslaufsperre 11 in ihre den Trichter 4 schließende Posi­ tion bringt. Mittels der induktiven Endschalter 15 ist gleichzeitig der Füllstand im Füllbehälter 6 ermittelt worden - im dargestellten Beispiel sind die unteren drei Schalter aktiviert - und aufgrund der elektrischen Verbin­ dung der Endschalter 15 des Füllbehälters 6 mit den End­ schaltern 28 des Preßstempels 14 eine der Reihenfolge der belegten, unteren drei Endschalter 15 entsprechende Zahl Endschalter 28 wirkungslos gesetzt, d. h. im gezeichneten Beispiel sind die - in Richtung der nach unten weisenden Pfeilspitze des Doppelpfeils 13 gesehen - oberen drei Preß­ stempel-Endschalter 28 wirkungslos. Der Preßstempel 14 wird deshalb in der Preßkammer 18 nur so weit zurückgezogen, bis seine Schaltfahne 26 in Kontakt mit einem nicht wirkungs­ losen - im gezeichneten Beispiel den vierten von oben - Endschalter 28 gerät. Der über der Stirnfläche 34 des Preßstempels 14 in der Preßkammer 18 verbleibende Freiraum entspricht somit dem Füllstand bzw. der Höhe, die das in den Füllbehälter 6 eingefüllte Material 3 einnimmt. Durch Öffnen der den Füllbehälter 6 am Auslaßende 16 absperrenden Schließwand 17 fällt dann das Material 3 aus dem Füllbehäl­ ter 6 - bei nach rechts verstellter Preßplatte 32 - für den nächsten Preßvorgang in die Preßkammer 18. Der Preßstempel 14 braucht für den dann folgenden Preßhub somit keine Leerwege zurückzulegen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben einer, insbesondere vertikal arbeitenden Brikettierpresse, vorzugsweise für klein­ stückige, schüttfähige Metallteile, wie Abfälle aus der spanabhebenden Bearbeitung, mit einem einer einen Preßstempel aufnehmenden Preßkammer vorgelagerten Füll­ behälter, dadurch gekennzeichnet, daß in den Füllbe­ hälter Material bis zu einem vorbestimmten Gewicht eingefüllt, der jeweilige Füllstand ermittelt und die Ausgangslage des Preßstempels für den Arbeitshub ab­ hängig vom Füllstand eingestellt wird.

2. Brikettierpresse zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Füllbehäl­ ter (6) Gewichts- und Füllstands-Meßwertgeber (8; 12) zugeordnet und die Füllstands-Meßwertgeber (12) elek­ trisch mit Hubbegrenzungsschaltern (27) für den Preß­ stempel (14) verbunden sind.

3. Brikettierpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Füllstands-Meßwertgeber (12) und die Hub­ begrenzungsschalter (27) als berührungslose Näherungs­ schalter ausgebildet sind.

4. Brikettierpresse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere in Hubrichtung (13) in Reihe angeordnete induktive Endschalter (15; 28) die Füll­ stands-Meßwertgeber (12) und Hubbegrenzungsschalter (27) bilden.

5. Brikettierpresse nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllbehäl­ ter (6) aus elektrisch schlecht leitfähigem Material besteht.

6. Brikettierpresse nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Füllbehäl­ ter (6) einlaßseitig ein Trichter (4) mit einer Aus­ laufsperre (11) vorgeschaltet ist, die elektrisch mit dem Gewichts-Meßwertgeber (8) verbunden ist.

7. Brikettierpresse nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllbehäl­ ter (6) unter Zwischenschaltung zumindest einer Wäge­ zelle (8) beweglich aufgehängt ist.

8. Brikettierpresse nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 2 bis 7, gekennzeichnet durch ein Rohr als Füllbe­ hälter (6), dem auslaßseitig eine Schließwand (17) zugeordnet ist.

9. Brikettierpresse nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllbehälter (6) und die Preßkammer (18) den gleichen Innendurchmesser aufweisen.

10. Brikettierpresse nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine den Hubbegren­ zungsschaltern (27) zugeordnete Schaltfahne (26) des Preßstempels (14).