AT396572B

AT396572B - Verfahren zur herstellung von gepressten formkörpern sowie einrichtung zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number: AT396572B
Application number: AT0261381A
Authority: AT
Original assignee: Bucher Guyer Ag Masch
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1981-06-11
Publication date: 1993-10-25
Also published as: DE3022319A1; ATA261381A; DE3022319C2

Description

AT 396 572 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gepreßten Formkörpem, vorzugsweise Preßsteinen, bei dem ein körniger bzw. pulverförmiger Werkstoff, insbesondere Sand, in einen Formhohlraum von einstellbarem Füllvolumen eingefüllt wird und dann mit Hilfe eines Kolbens gepreßt wird, wobei der Ablauf des Preßvorganges gesteuert wird, und wobei die Größe der Preßlinge geregelt wird sowie auf eine Presseneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Eine hydraulische Formpresse mit beweglichen Ober- und Unterstempel zur Durchführung des oben genannten Verfahrens ist beispielsweise der DE-PS 1 196 963 zu entnehmen. Dabei ist eine selbsttätige Nachsteuereinrichtung für den Unterstempel vorgesehen, die in Abhängigkeit von gemessenen Preßdruckwerten nach Vergleich mit vorgegebenen Sollwalen die Ausgangslage des Unterstempels korrigiert.

Eine abgewandelte Konstruktion einer Mehrstufenpresse zur Herstellung von Werkstücken aus pulverförmigem Material ist beispielsweise der US-PS 3 690 805 zu entnehmen. Die DE-OS 1 947 423 weist auf ein Werkzeug für eine Presse zum Verpressen von pulverförmigen Substanzen hin, wobei insbesondere auf die Qualitätsanforderungen da* gepreßten Wakstücke hingewiesen wird.

Die DE-OS 1 924 583 betrifft eine Einrichtung zur periodisch sich wiederholenden Feuchtigkeitsmessung eines Schüttgutes, die sich durch einen zu füllenden und die Beeinflussung durch umgebende Luftfeuchte abschirmenden Behälter mit Mitteln zum selbsttätigen Entleeren des Schüttgutinhaltes und zum Reinigen des Behälters auszeichnet, da für den Behälterinnenraum eine Feuchtemeßstrecke aufweist.

Die DE-OS 2 943 199 behandelt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der elektrischen Impedanz von insbesondere teilchenförmigen Materialien. Dabei geht es um ein Verfahren zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes von insbesondere teilchenförmigen Materialien, d. h. vereint mit dem Bezugssignal der Leitfähigkeit und demjenigen der dielektrischen Koeffizienten des Materials, soll über die Messung der Feuchtigkeit die elektrische Impedanz der teilchenförmigen Materialien gemessen werden.

Ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art findet insbesondere bei der Verarbeitung von keramischem Sand zu feuerfesten Steinen Anwendung. In da Praxis hat es sich nun gezeigt, daß die gepreßten Formlinge mehr oder weniger stark schwankende Höhenabmessungen besitzen, so daß sie teilweise außerhalb der Toleranzgrenze liegen und Ausschuß bilden. Um dem zu begegnen, wird die Höhe der Formlinge laufend gemessen, und es wird versucht, bei unzulässigen Abweichungen vom Normalmaß das Formvolumen bzw. den Formfüllfaktor, der sich aus dem Verhältnis der endgültigen Formlingshöhe und der Höhe des zu füllenden Formhohlraumes ergibt, zu korrigieren. Diese Korrekturen sind jedoch unzureichend, da im besten Falle nur der nachfolgende Arbeitstakt, also der Folgestein korrigiert bzw. an die endgültige Sollhöhe angenähert werden kann. Normalerweise kann bei größeren Abweichungen nur ein schrittweises Annähem an den Sollwert vollzogen werden, da auf dem Herstellungsweg eines Formlings mehrere Einflußfaktoren zu berücksichtigen sind und deshalb eine sprunghafte Korrektur in den meisten Fällen nicht zum Ziele führt Diese Situation zeigt daß Arbeitszeit und Materialverluste nicht vermeidbar sind und die Herstellung von gepreßten Formlingen stark verteuern. Diese Formlinge sind nachträglich nicht mehr korrigierbar, und sie lassen sich praktisch nicht mehr verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten, daß sich ohne Änderung der Preß- und der übrigen Arbeitsbedingungen auf einfache Weise gepreßte Formlinge mit praktisch übereinstimmender Größe hersteilen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Werkstoffes vor dem Einfüllen in den Formhohlraum gemessen wird, und daß das Volumen des Formhohlraumes in Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtigkeitsgehalt gesteuert wird zur Kompensation der aus der Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes sich ändernden Größe des gepreßten Formkörpers.

Die Erfindung basiert somit auf der sinnvollen Auswertung der Erkenntnis, daß sich jede eintretende Feuchtigkeitsänderung des zu verarbeitenden Matmals auf das Füllvolumen bzw. den Füllfaktor auswirkL Somit ist die Feuchtigkeit des zu pressenden Materials mitbestimmend für die Höhe der Formlinge bei konstantem Preßdruck und gleichbleibenden Arbeitsbedingungen. Dies bedeutet in der Praxis, daß eine keramische Masse mit einem größeren Feuchtigkeitsanteil unter den genannten konstanten Bedingungen eine geringere Höhe nach Fertigstellung als gepreßter Formling aufweist als ein Formling aus einem Material mit einem geringeren Feuchtigkeitsanteil. Auf dem Verarbeitungsweg des Materials zur Form können vor allem infolge längerer Stillstandzeiten Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes eintreten. Natürlicherweise wird dann dem keramischen Material durch die Umwelt Flüssigkeit entzogen. Dies geschieht besonders dann, wenn es in Form einer dünnen Schicht und/oder mit relativ großer Oberfläche der Umgebung frei ausgesetzt ist. Durch Berücksichtigung der unterschiedlichen Verdichtung des Materials in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt lassen sich beim erfindungsgemäßen Verfahren Formlinge übereinstimmender Abmessungen auch bei stärkeren Schwankungen des Feuchtigkeitsgehaltes hersteilen, ohne daß bei Auslösung einer Korrektur des Formvolumais eine oder mehrere Ausschußteile produziert werden.

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Materials unmittelbar vor dem bzw. beim Einführen in die Form gemessen wird. Auf diese Weise ist richergestellt, daß Abweichungen der Regelgröße möglichst gering gehalten werden.

Als zur Erzielung von in besonders engen Toleranzgrenzen liegenden Fonr igen vorteilhaft hat . . h herausgestellt, wenn Abweichungen der Formlingsgröße von einem Sollwer emessen und ein cL: ach -2-

AT 3% 572 B ergebenden Differenz entsprechender Konekturwert zusammen mit dem Korrekturfaktor, der der Abweichung des Feuchtigkeitsgehaltes von dem Sollwert entspricht, zur Regelung des Formvolumens ausgewertet wird.

Die Erfindung richtet sich ferner auf eine Presseneinrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens, mit einer Hohlform, deren Volumen durch Verlagerung eines den Formboden bildenden, mit Hilfe einer Verstelleinrichtung vertikal verschiebbaren Kolbens einstellbar ist, und mit einem dem Zuleiten des Materials von einem Vorbunker oder dergleichen zur Hohlform dienenden Einfüllschieber, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Formvolumen-Verstelleinrichtung mit einem Regelgerät verbunden ist, an das ein in den Weg des Materials zur Form eingeschaltetes Feuchtigkeitsmeßgerät angeschlossen ist. Dabei hat es sich im Hinblick auf die Vermeidung größerer Zeitintervalle zwischen der Feuchtigkeitsmessung und der Formvolumenverstellung als besonders günstig erwiesen, wenn das Feuchtigkeitsmeßgerät im Einfüllschieber angeordnet ist

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigt;

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Presseneinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des dabei zum Einsatz gelangenden Regelverfahrens, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Regelverfahrens nach Fig. 2.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die veranschaulichte Presseneinrichtung im wesentlichen eine hydraulisch betätigte Viersäulenpresse (1). Am oberen Ende der vier Säulen (2) ist ein Joch (3) angeordnet, in dessen Mitte ein nach unten vorstehender Kolben (4) stationär befestigt ist Diesem Kolben (4) ist am unteren Ende der Säulen (2) eine entlang den Säulen verschiebbare Einheit (5) aus einer Preßplatte, einem mit ihr vertikal verschiebbaren Träger und einer auf letzterem angeordneten Form zugeordnet Diese ist als Hohlform ausgebildet, deren Boden durch einen nicht näher veranschaulichten Kolben gebildet ist Neben dieser Einheit (5) befindet sich außerhalb der Säulen (2) ein Support (6), der am Träger der Einheit (5) angeordnet ist und eine hydraulische Einrichtung (7) zur Verschiebung eines oben und unten offenen Einfüllschiebers (8) trägt, der von Führungsstangen (9) geführt wird. Über dem Einfüllschieber (8) befindet sich in der in Fig. 1 veranschaulichten Lage die rahmenförmige Mündung (10) eines flexiblen Kanals (11), der an das Ende eines Förderbandes (12) angeschlossen ist Über dem Förderband (12) befindet sich ein Vorbunker (13), der das zu pressende Material (14), beispielsweise keramischen Sand der zu feuerfesten Steinen verarbeitet werden soll, enthält.

An seiner Unterseite weist der Vorbunker (13) eine Entleerungsöffhung (15) auf, durch die das Material aus dem Vorbunker (13) austritt und unter der vorderen Kante der Entleerungsöffnung (15) hindurch zum Förderbandende gelangt und von dort in den flexiblen Kanal (11) eintritt. Die Größe der öfftiung (15) und damit die Menge des durch das Förderband (12) transportierten Materials läßt sich durch Verstellung eines Schiebers (16) oder dergleichen an der vorderen Kante der Endeerungsöffnung (15) einstellen. Bei Wahl einer größeren Entleerungsöffhung (15) mit Hilfe des Schiebers (16) ist natürlich eine geringere Förderbandgeschwindigkeit zu wählen, und umgekehrt Da die Presse diskontinuierlich arbeitet muß somit auch der Einfüllschieber (8) taktweise gefüllt und vorbewegt werden. Dementsprechend wird auch der Antrieb des Förderbandes (12) intermittierend betätigt.

Die Arbeitsweise der Presse entspricht im wesenüichen derjenigen herkömmlicher Pressen, wie sie beispielsweise in der DE-OS 27 41800 beschrieben ist

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von gepreßten Formlingen mit Hilfe der schematisch veranschaulichten Presseneinrichtung wird der Feuchtigkeitsgehalt des Materials (14) vor dem Einführen in die Form gemessen, und zwar entweder im Bereich des oberen Trums des Förderbandes (12), wie in ausgezogener Linie veranschaulicht, oder aber vorzugsweise unmittelbar vor dem bzw. beim Einfuhren des Materials in die Form, wie dies in punktierten Linien angedeutet ist In diesem Fall ist das Feuchtigkeitsmeßgerät im Einfüllschieber angeordnet Der ermittelte Meßwert wird einem Regelgerät (17) zugeführt, dort mit dem zuvor eingegebenen Sollwert verglichen, und das Ergebnis dieses Vergleichs wird ausgeweitet um eine dem Regelgerät (17) nachgeschaltete Formvolumen-Verstelleinrichtung (18), die in Hg. 1 nur schematisch links von dem Vorbunker (13) veranschaulicht ist sich in Wirklichkeit jedoch innerhalb der Einheit (5) befindet, zu betätigen, und zwar wird in Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtigkeitsgehalt das Füllvolumen der Form im Sinne einer Kompensation der aus einer Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes des Materials (14) resultierenden Änderung der Größe der gepreßten Formlinge geregelt

Zur Ableitung der Formlinge ist der Presseneinrichtung (1) ein Förderband (19) nachgeschaltet

Die Arbeitsweise der im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Presseneinrichtung, und zwar die Regelung des Füllvolumens der Form ist schematisch in Fig. 2 veranschaulicht Wie ersichtlich, wird der gemessene Feuchtigkeits-Istwert in das Regelgerät (17) eingegeben, dort mit dem ebenfalls eingegebenen Feuchtigkeits-Sollwert verglichen. In Abhängigkeit von der Differenz, die sich bei diesem Vergleich ergibt, sorgt das Regelgerät (17) über ein der Formvolumen-Verstelleinrichtung (18) zugeordnetes in Fig. 1 nicht näher veranschaulichtes Stellglied für eine Änderung des Füllvolumens der Form. Da letztere als Hohlform ausgestaltet ist, deren Volumen durch Verlagerung eines den Formboden bildenden Kolbens einstellbar ist, ist das Volumen mit Hilfe der auf den Kolben wirkenden Verstelleinrichtung (18) regulierbar.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann die Regeleinrichtung nicht nur das Ergebnis eines Vergleichs des -3-

Claims

AT 396 572 B Feuchtigkeits-Istwertes mit dem Feuchtigkeits-Sollwert auswerten; es ist vielmehr möglich, und zur Erzielung besonders enger Toleranzgrenzen möglich, zusätzlich einen Vergleich des Steinhöhe-Istwertes mit dem Steinhöhe-Sollwert vorzunehmen, so daß die sich bei beiden Vergleichen ergebenden Korrekturwerte bzw. Faktoren zur Regelung des Formvolumens ausgewertet werden. Aufgrund des sich bei einem reinen Höhenvergleich der Steine ergebenden Korrekturwertes und des im Feuchtigkeitsmeßverfahren erhaltenen Korrekturfaktors - wobei beide Werte dieselbe Größenordnung aufweisen - kann nun eine Änderung des Füllvolumens bzw. Füllfaktors vorgenommen werden, bei der zwei Einflußgrößen berücksichtigt sind. Die Regulierung erfolgt auch bei dieser Ausführungsform nach Fig. 3 mit einem für beide ermittelten Korrekturwerte bzw. Korrekturfaktoren gemeinsamen Regelgerät (17) zur Einstellung der Formvolumen-VersteUeinrichtung (18). PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von gepreßten Formköipem, vorzugsweise Preßsteinen, bei dem ein körniger bzw. pulverförmiger Werkstoff, insbesondere Sand, in einen Formhohlraum von einstellbarem Füllvolumen eingefüllt wird und dann mit Hilfe eines Kolbens gepreßt wird, wobei der Ablauf des Preßvorganges gesteuert wird, und wobei die Größe der Preßlinge geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Werkstoffes vor dem Einfüllen in den Formhohlraum gemessen wird, und daß das Volumen des Formholdraumes in Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtigkeitsgehalt gesteuert wird zur Kompensation der aus der Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes sich ändernden Größe des gepreßten Formköipers.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Materials unmittelbar vor dem bzw. beim Einführen in die Form gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abweichungen der Formlingsgröße von einem Sollwert gemessen und ein der sich ergebenden Differenz entsprechender Korrekturwert zusammen mit dem Korrekturfaktor, der der Abweichung des Feuchtigkeitsgehalts von dem Sollwert entspricht, zur Regelung des Formvolumens ausgewatet wird.
4. Presseneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, mit einer Hohlform, deren Volumen durch Verlagerung eines den Formboden bildenden, mit Hilfe einer Verstelleinrichtung vertikal verschiebbaren Kolbens einstellbar ist, und mit einem dem Zuleiten des Materials von einem Vorbunker oder dergleichen zur Hohlform dienender Einfüllschieber, dadurch gekennzeichnet, daß die Formvolumen-Verstelleinrichtung (18) mit einem Regelgerät (17) verbunden ist, an das ein in den Weg des Materials (14) zur Form eingeschaltetes Feuchtigkeitsmeßgerät angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchtigkeitsmeßgerät im Einfüllschieber (16) angeordnet ist Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-