VERFAHREN ZUR BRIKETTIERUNG VON METALLSPÄNEN UND BRIKETTIERPRESSE

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brikettierung von Metallspänen und eine Brikettierpresse zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

[0002] Es sind schon Brikettierpressen gemäß DE-A-40 39 788 bekannt geworden, in denen die Verpressung der Metallspäne mittels mindestens eines Preßstempels in einer Preßbuchse, der die Metallspäne über eine radial zur Preßbuchse zugeordnete Dosiereinrichtung mit einem Stampfer zugeführt werden, zu Briketts erfolgt. Der Verfahrensablauf dabei ist wie folgt:

• Stampfer vorfahren, Füllen und Verschließen der Preßbuchse,
• Preßstempel vorfahren und Förderung der Metallspäne in den Preßabschnitt der Preßbuchse,
• Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch mindestens einen Preßstempel bis zur Erreichung des Enddruckes P_max bzw. erforderlichen Druckes P_erf,
• ggf. Zurückfahren eines zweiten Preßstempels und Ausstoßen des fertigen Preßlings als Brikett durch den ersten Preßstempel und
• ersten Preßstempel zurückfahren und ggf. zweiten Preßstempel vorfahren in die Ausgangsposition.

[0003] Gegenüber den herkömmlichen Brikettierpressen wird mit den eingangs charakterisierten, ggf. doppeltwirkenden Brikettierpressen einerseits ein Preßling erzeugt, der eine besonders hohe Verdichtung aufweist, die der eigentlichen Metalldichte nahekommt und andererseits ein hoher Leistungsdurchsatz erzielt, so daß ein Optimum zwischen hoher Dichte und hoher Leistung erreicht wird. Gegenüber den einseitig wirkenden Pressen können darüber hinaus größere Brikettlängen hergestellt werden, da die theoretisch noch ausführbaren Hublängen praktisch maschinenbau- und fertigungsseitig begrenzt gehalten werden müssen.

[0004] Weiterhin sind gemäß der EP-A-0 367 859 ein Verfahren sowie eine Brikettierpresse zur Herstellung von formbeständigen Briketts aus span-, faser-, staub- oder blattförmigem Preßgut bekannt, wonach das Preßgut zunächst einem Vorverdichterkolben zugeführt und von diesem in einer Aufnahmekammer vorverdichtet wird und von einem hierzu rechtwinklig bewegten Preßkolben in einem Formkasten weiterverdichtet wird.

[0005] Diese Erfindung sieht vor, daß sich durch die exakte Erfassung der Endposition des Preßkolbens bzw. Vorverdichterkolbens die Schwankungen im Preßgut nahezu vollständig ausgleichen und zugleich die vorgesehene Antriebsleistung der Presse bei hohem Wirkungsgrad nutzen lassen.

[0006] Die Erkenntnisse aus dieser technischen Lehre sind jedoch auf in axialer Richtung doppeltwirkenden Brikettierpressen nicht übertragbar.

[0007] Weiterhin lehrt die US-A-5,326,511 eine der vorgenannten Schrift ähnliche Lösung, wobei in der Zusammenschau der Merkmale dieser Gattung von Pressen, die nach dem Prinzip von rechtwinklig zueinander angeordneten Vorverdichter und Endverdichter arbeiten, sich keine Lösungsansätze für die in einer Preßbuchse gegeneinander wirkenden Preßstempeln, die eine völlig andere Gattung von Pressen mit anderen Funktionsabläufen darstellen, finden.

[0008] Bei einer doppeltwirkenden Brikettierpresse mit in einer Preßbuchse wirkenden Preßstempeln ist es vielmehr problematisch, die mögliche und zulässige Länge des Preßlings zum Brikett mit äußerst geringer Toleranz zu erreichen. Dabei ist dann nachteilig, daß, obwohl der maximale Preßdruck wirkt, das maximal mögliche Füllvolumen in der Preßbuchse hinsichtlich der Länge des Briketts nicht ausnutzbar ist.

Darstellung der Erfindung

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung des eingangs dargestellten prinzipiell vorteilhaften Funktionsablaufes ein Verfahren vorzugeben, bei dem durch Ausnutzung der erreichbaren Sollänge des Briketts mittels verbesserter Dosierung der Metallspäne für ein maximales Füllvolumen in der Preßbuchse ein höherer Massedurchsatz von zu verpressenden Metallspänen möglich wird.
Ferner besteht die Aufgabe, eine Brikettierpresse zur Durchführung des Verfahrens mit geeigneten technischen Mitteln auszustatten, die eine verbesserte Dosierung der Metallspäne bewirken.

[0010] Insgesamt zielt die Erfindung darauf, stabile Briketts zu erzeugen.

[0011] Dabei soll sich die Erfindung ausschließlich auf die Gattung von Pressen beziehen, die nur eine Preßbuchse mit Öffnung für die radial zugeordnete Dosiereinrichtung mit Stampfer, der zugleich Verschlußorgan für die Öffnung in der Preßbuchse ist, weiterhin zwei in dieser Preßbuchse geführte Preßstempel mit Kolbenstangen und ein diese Baugruppen sowie zugehörige Druckerzeuger aufnehmendes Gestell, Rahmen oder Gehäuse aufweisen.

[0012] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe verfahrensgemäß durch die Merkmale gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 gelöst. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Brikettierpresse gemäß den Merkmalen des Anspruches 7 vorgeschlagen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0013] In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1

das Erfindungsprinzip, dargestellt an dem Schema einer doppelt wirkenden Brikettierpresse mit Regelkreis und

Fig. 2

ein Regelkreisschema gemäß Fig. 1.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

[0014] Entsprechend einem Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine doppeltwirkende Brikettierpresse mit je zwei Preßstempeln 1, 2, Kolbenstangen 3, 4 und Meßeinrichtungen 5, 6, jedoch ist die Erfindung auch auf einfach wirkende, d.h. mit je einem Preßstempel, einer Kolbenstange und einer Meßeinrichtung ausgestatteten Brikettierpressen anwendbar. Der Brikettierpresse ist eine Dosiereinrichtung 9 vorgeordnet, von der die Metallspäne mittels eines Stampfers 8 einer Preßbuchse 11 zugeführt werden, in der durch das Zusammenwirken der Preßstempel 1, 2 der Preßling 12 als Brikett geformt wird.

[0015] Ein zur Brikettierpresse gehörender Regelkreis 15 besteht aus den Meßeinrichtungen 5, 6, einem Logikmodul 7, einem Regler 13 und Stellgliedern 10, 17 (Fig. 2).

[0016] Gemäß Fig. 2 werden die schematisch dargestellten Funktionen Preßlingdichte 16.1, Preßlinglänge 16.2, Preßdruck 16.3 und Zufuhrmenge 17.1 sowie Preßdruck 17.2 geregelt.

[0017] Durch Druckbeaufschlagung mittels der Preßstempel 1, 2 in der Preßbuchse 11 wird der Preßling 12 nach dem Verfahrensablauf

• Stampfer 9 vorfahren, Füllen der Preßbuchse 11 mit Metallspänen über die radial zugeordnete Dosiereinrichtung 9 und Verschließen der Preßbuchse 11,
• Preßstempel 1, 2 vorfahren und Förderung der Metallspäne in den Preßabschnitt der Preßbuchse,
• Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch die Preßstempel 1, 2 gemeinsam bis zur Erreichung des Enddruckes P_max bzw. erforderlichen Druckes P_erf,
• Zurückfahren der Preßstempel 1, 2 und Ausstoßen des fertigen Preßlings 12

hergestellt.

[0018] Erfindungsgemäß wird nun bei der Druckbeaufschlagung P_max/P_erf durch die Preßstempel 1, 2 die erreichte Preßlinglänge L_ist mittels der auf den Kolbenstangen 5, 6 integrierten Meßeinrichtungen 5, 6 gemessen, dieser Meßwert mit einem Sollwert L_soll verglichen und danach ein Differenzwert Δ bestimmt. Entsprechend diesem Differenzwert wird die Menge bzw. Masse der aus der Dosiereinrichtung 9 zuzuführenden Metallspäne nach der zu erreichenden Sollänge L_soll des Preßlings 12 definiert, danach das Füllmaß in der Dosiereinrichtung 9 eingestellt und die entsprechende Menge bzw. Masse durch den Stampfer 9 zugeführt. Dieser Ablauf kann solange wiederholt werden, bis der Enddruck P_max bzw. erforderliche Druck P_erf und der Sollwert L_soll der Länge des Briketts bzw. Preßlings 12 erreicht sind.

[0019] Zur Feststellung der Brikettlänge aus der Relativstellung der Preßstempel 1, 2 mittels der integrierten Meßeinrichtungen 5, 6 wird ein elektronisches Logikmodul 7 verwendet, welches nach der Beziehung L_soll = S₁ - S₂

a) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge L_ist unterhalb des Sollwertes L_soll liegt, einen Befehl zur Mehrdosierung oder

b) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge L_ist über dem Sollwert L_soll liegt, einen Befehl zur Minderdosierung

von Metallspänen in der Dosiereinrichtung 9 auslöst.

Gewerbliche Anwendbarkeit

[0020] Es hat sich in Versuchen mit einer derart ausgeführten erfindungsgemäßen Brikettierpresse gezeigt, daß die angestrebte Aufgabenstellung lösbar und die Erfindung brauchbar ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Brikettierung von Metallspänen in einer Brikettierpresse durch Druckbeaufschlagung des Preßlings (12) mittels zwei gegeneinander wirkender Preßstempel (1, 2) in einer Preßbuchse (11), der die Metallspäne über eine radial der Preßbuchse (11) zugeordnete Dosiereinrichtung (9) mit einem Stampfer (8) zugeführt werden, umfassend den Ablauf der Verfahrensschritte

- Stampfer (9) vorfahren, Füllen und Verschließen der Preßbuchse (11),

- die Preßstempel (1, 2) vorfahren und Förderung der Metallspäne in den Preßabschnitt der Preßbuchse (11),

- Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch die Preßstempel (1, 2) gemeinsam bis zur Erreichung des Enddruckes P_max bzw. erforderlichen Druckes P_erf,

- Zurückfahren der Preßstempel (1, 2) und Ausstoßen des fertigen Preßlings (12) als Brikett sowie die Preßstempel (1, 2) zurückfahren in die Ausgangsposition,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) bei der Druckbeaufschlagung P_max bzw. P_erf durch die Preßstempel (1, 2) die erreichte Preßlinglänge (L_ist) mittels einer Meßeinrichtung (5, 6) gemessen, dieser Meßwert mit einem Sollwert (L_soll) verglichen und danach ein Differenzwert (Δ ) bestimmt wird und

b) entsprechend diesem Differenzwert (Δ ) die Menge/Masse der aus der Dosiereinrichtung (9) zuzuführenden Metallspäne entsprechend der Sollänge (L_soll) des Preßlings (12) bestimmt, danach das Füllmaß in der Dosiereinrichtung (9) eingestellt und die entsprechende Menge/Masse durch den Stampfer (8) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach mindestens einem erneuten Verfahrensschrittablauf bei der Druckbeaufschlagung der Metallspäne durch den Preßstempel (1, 2) gemeinsam bis zur Erreichung des Enddruckes P_max bzw. erforderlichen Druckes P_erf der Sollwert (L_soll) der Länge des Briketts erreicht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer integrierten Meßeinrichtung (5, 6) zur Feststellung und/oder Einstellung der Brikettlänge (L_ist bzw. L_soll).

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung einer auf einer Kolbenstange (4, 5) des Preßstempels (1, 2) integrierten Meßeinrichtung (5, 6).

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektronischen Logikmoduls zur Feststellung der Brikettlänge aus der Relativstellung des Preßstempels (1, 2) mittels der integrierten Meßeinrichtung (5, 6).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektronischen Logikmoduls, welches

a) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge (L_ist) unterhalb des Sollwertes (L_soll) liegt, einen Befehl zur Mehrdosierung,

b) bei der Feststellung, daß die Brikettlänge (L_ist) über dem Sollwert (L_soll) liegt, einen Befehl zur Minderdosierung

von Metallspänen in der Dosiereinrichtung (9) auslöst.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektronischen Regelkreises (15) mit Stellgliedern (10, 17.1, 17.2) zur Einstellung der verfahrensbedingten Prozeßdaten, wie

- Dosiermenge (17.1),

- Dichte des Preßlings (16.1),

- Länge des Preßlings (16.2) oder

- Preßdrücke (16.3, 17.2).

8. Brikettierpresse zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, im wesentlichen bestehend aus den die Funktionsabläufe der Maschine ausführenden Baugruppen, wie

- Preßbuchse (11) mit Öffnung für die radial zugeordnete Dosiereinrichtung (9) mit Stampfer (8), der zugleich Verschlußorgan für die Öffnung in der Preßbuchse (11) ist,

- zwei in der Preßbuchse (11) geführten Preßstempeln (1, 2) mit Kolbenstangen (3, 4) und

- ein diese Baugruppen sowie zugehörige Druckerzeuger aufnehmendes Gestell, Rahmen oder Gehäuse,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Kolbenstangen (3, 4) des Preßstempels (1, 2) je eine Meßeinrichtung (5, 6) aufnehmen,

b) zwischen der Meßeinrichtung (5, 6) und der Dosiereinrichtung ein Regelkreis (15) zur Beeinflussung der Dosierung der Metallspäne in Abhängigkeit von der von der Meßeinrichtung (5, 6) aufgenommenen Brikettlängen (L_soll/ist) vorgesehen ist und

c) der Regelkreis (15) Stellglieder (10, 17) und ein Logikmodul (7) zur Steuerung des Prozeßablaufes in der Beziehung zwischen Brikettlänge und Dosiermenge/-masse aufweist.

Claims

1. A method for briquetting metal chips in a briquetting press by pressurisation of the pressed article (12) by means of at least one press ram (1, 2) in a press bush (11), to which the metal chips are fed via a metering device (9) assigned radially to the press bush (11) using a stamper (8), comprising the following sequence of procedural steps:

- advancing the stamper (9), filling and closing the press bush (11),

- advancing the press ram (1, 2) and feeding the metal chips into the press section of the press bush (11),

- pressurisation of the metal chips by at least one press ram (1, 2) until the pressurisation P_max or required pressure P_erf is reached,

- retracting at least one press ram and ejecting the finished pressed article as a briquette and retract the press ram into the starting position,

characterised in that

a) during pressurisation P_max/P_erf by the press ram (1, 2) the resulting pressed article length (L_actual) is measured by means of a measuring device (5, 6), this measured value is compared to a nominal value (L_nominal) and then a differential value (Δ) is determined, and

b) according to this differential value (Δ) the quantity/mass of the metal chips to be fed from the metering device (9) is determined according to the nominal length (L_nominal) of the pressed article (12), after which the filling mass in the metering device (9) is adjusted and the corresponding quantity/mass is supplied by the stamper (8).

2. The method as claimed in Claim 1, characterised in that according to at least one renewed methodological step sequence the nominal value (L_nominal) of the length of the briquette is reached during pressurisation of the metal chips by the press ram (1, 2) until the pressurisation P_max or required pressure P_erf is reached.

3. The method as claimed in any one of Claims 1 or 2, characterised by the use of an integrated measuring device (5, 6) for fixing and/or adjusting the briquette length (L_actual or L_nominal).

4. The method as claimed in Claim 3, characterised by the use of a measuring device (5, 6) integrated on a piston rod (4, 5) of the press ram (1, 2).

5. The method as claimed in Claim 3 or 4, characterised by the use of an electronic logic module for determining the briquette length from the relative positioning of the press ram (1, 2) by means of the integrated measuring device (5, 6) according to the equation (L_nominal/_actual = S₁ - S₂).

6. The method as claimed in any one of Claims 1 to 5, characterised by the use of an electronic logic module which, according to the equation L_nominal = S₁ - S₂,

a) according to the observation that the briquette length L_actual is under the nominal value L_nominal, triggers a command for increased metering, or

b) according to the observation that the briquette length L_actual is above the nominal value L_nominal, triggers a command for reduced metering

of metal chips in the metering device (9).

7. The method as claimed in any one of Claims 1 to 6, characterised by the use of an electronic regulator circuit (15) with actuators (10, 17.1, 17.2) for adjusting the method-specific processing data such as

- metering quantity (17.1),

- density of the pressed article (16.1),

- length of the pressed article (16.2) or

- pressing powers (16.3, 17.2).

8. A briquetting press for carrying the method into effect, as claimed in any one of Claims 1 to 7, essentially comprising the assemblies making up the operating sequences of the machine, such as

- press bush (11) with opening for the radially assigned metering device (9) with stamper (8), which at the same time is a closing element for the opening in the press bush (11),

- two press rams (1, 2) guided in the press bush (11) with piston rod (3, 4), and

- a stand, frame or housing accommodating these assemblies as well as associated pressurisers,

characterised in that

a) the piston rods (3, 4) of the press ram (1, 2) house at least one measuring device (5, 6),

b) between the measuring device (5, 6) and the metering device a regulator circuit (15) is provided for influencing the metering of metal chips depending on the briquette lengths (L_nominal/ _actual) recorded by the measuring device (5, 6) and

c) the regulator circuit (15) has actuators (10, 17) and a logic module (7) for controlling the processing sequence in the relationship between briquette length and metering quantity/mass.

Revendications

1. Procédé de briquetage de copeaux métalliques dans une presse à briqueter par sollicitation de pression de la pièce pressée (12) au moyen de deux pilons de pressage (1, 2) agissant dans le sens contraire dans une douille de pressage (11), à laquelle les copeaux métalliques sont amenés au moyen d'un dispositif de dosage (9) associé radialement à la douille de pressage (11) avec un pilon (8), comprenant le déroulement des étapes de procédé suivantes

- avancer le pilon (9), remplissage et fermeture de la douille de pressage (11),

- avancer les pilons de presse (1, 2) et transport des copeaux métalliques dans la partie de pressage de la douille de pressage (11),

- sollicitation de pression des copeaux métalliques par les pilons de pressage (1, 2) conjointement jusqu'à l'obtention de la pression finale P_max ou de la pression P_erf nécessaire,

- recul des pilons de pressage (1, 2) et éjection de la pièce pressée (12) prête sous la forme de briquette et reculer les pilons de pressage (1, 2) dans la position de départ,

caractérisé en ce que

a) lors de la sollicitation de pression P_max ou P_erf par les pilons de pressage (1, 2), la longueur de pièce pressée (L_ist) obtenue est mesurée avec un appareil de mesure (5, 6), cette valeur mesurée est comparée avec une valeur de consigne (L_soll) et une différence (Δ) est calculée ensuite et

b) en fonction de cette différence (Δ), la quantité/masse des copeaux métalliques à amener à partir de l'appareil de dosage (9) est déterminée en fonction de la longueur de consigne (L_soll) de la pièce pressée (12), la cote de remplissage est réglée ensuite dans l'appareil de dosage (9) et la quantité/masse correspondante est amenée par le pilon (8).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après au moins un nouveau déroulement d'étape de procédé la valeur de consigne (L_soll) de la longueur de la briquette est obtenue lors de la sollicitation de pression des copeaux métalliques par le pilon de pressage (1, 2) conjointement jusqu'à l'obtention de la pression finale P_max ou de la pression P_erf nécessaire.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par l'utilisation d'un appareil de mesure (5, 6) intégré pour la détermination et/ou le réglage de la longueur de briquette (L_ist ou L_soll).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par l'utilisation d'un appareil de mesure (5, 6) intégré sur une tige de piston (4, 5) du pilon de pressage (1, 2).

5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par l'utilisation d'un module de logique électronique pour la détermination de la longueur de briquette à partir de la position relative du pilon de pressage (1, 2) au moyen de l'appareil de mesure (5, 6) intégré.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par l'utilisation d'un module de logique électronique, qui

a) déclenche un ordre de dosage supplémentaire des copeaux métalliques dans l'appareil de dosage (9) si l'on constate que la longueur de briquette (L_ist) est inférieure à la valeur de consigne (L_soll)

b) déclenche un ordre de réduction de dosage des copeaux métalliques dans l'appareil de dosage (9) si l'on constate que la longueur de briquette (L_ist) est supérieure à la valeur de consigne (L_soll).

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par l'utilisation d'un circuit régulateur (15) électronique avec des actionneurs (10, 17.1, 17.2) pour le réglage des données de procédé conditionnées par le procédé telles que

- quantité de dosage (17.1),

- densité de la pièce pressée (16.1),

- longueur de la pièce pressée (16.2) ou

- pressions de pressage (16.2, 17.2)

8. Presse à briqueter pour l'application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant essentiellement les ensembles exécutant les fonctions de la machine telles que

- douille de pressage (11) avec ouverture pour l'appareil de dosage (9) associé radialement avec pilon (8), qui est en même temps un organe de fermeture pour l'ouverture dans la douille de pressage (11),

- deux pilons de pressage (1, 2) guidés dans la douille de pressage (11) avec des tiges de piston (3, 4) et

- un bâti, cadre ou boîtier recevant ces ensembles et des générateurs de pression spécifiques,

caractérisé en ce que

a) les tiges de piston (3, 4) du pilon de pressage (1, 2) reçoivent chacun un appareil de mesure (5, 6),

b) entre l'appareil de mesure (5, 6) et l'appareil de dosage, il est prévu un circuit régulateur (15) pour influer sur le dosage des copeaux métalliques en fonction des longueurs de briquette (L_soll/ist) réceptionnées par l'appareil de mesure (5, 6) et

c) le circuit régulateur (15) présente des actionneurs (10, 17) et un module de logique (7) pour la commande du déroulement du procédé dans le rapport entre la longueur de briquette et la quantité/masse de dosage.

Zeichnung