Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken, insbesondere Blockelektroden, aus mit Bindemitteln gemischten Granulaten, die in einer mehrteiligen Form, bestehend aus einer mit einem beweglichen Boden und einem beweglichen Deckel versehenen Kokille, durch Vibrieren und Druckanwendung zu kompakten Blökken verdichtet werden, wobei am Deckel und/oder am Boden Vibrations-Antriebe angreifen.
Vorrichtungen zur Herstellung von Blöcken, insbesondere Blockanoden zur Verwendung in der Aluminiumindustrie, aus Granulat, bei denen das Granulat sowohl durch Vibrieren als auch durch Druckbehandlung verdichtet wird, sind bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung ist der Boden und der Deckel an der Kolbenstange eines Schubkolbenantriebes befestigt, mit dem sowohl die Vorschub- als auch die Vibrationsbewegung ausgeführt wird. Dies führt dazu, dass der Schubkolbenantrieb eine dem Hub des Bodens, beziehungsweise des Deckels, entsprechende Grösse aufweisen muss.
Beim Vibrieren müssen demnach verhältnismässig grosse Volumina von Druckmedium abwechselnd unter Druck gesetzt werden, was einen entsprechend grossen Leistungsaufwand benötigt. Weiter ist durch diese Ausführung auch der Frequenzbereich, in welchem eine solche Vorrichtung stabil arbeiten kann, beschränkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich- tung zur Herstellung von Blöcken zu schaffen, welche die den bekannten Vorrichtungen anhaftenden Beschränkungen nicht aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäss der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher der Boden und/oder der Deckel in einer Hülse in Richtung zur Längsachse der Kokille beweglich geführt und eine auf den Boden und/oder den Deckel wirkende Vibriereinrichtung an der Hülse abgestützt ist. Dadurch erreicht man, dass die Vibriereinrichtung unabhängig vom Vorschub des Bodens beziehungsweise des Deckels arbeitet, womit ein grösserer Wirkungsgrad des Antriebes und ein grösserer stabiler Arbeitsbereich erreicht wird.
Zweckmässig ist die Hülse mittels eines spielfreien mechanischen Antriebes bewegbar, wobei beispielsweise die Hülse die Spindel eines spielfreien Spindeltriebes bildet, dessen Spindelmutter zusammen mit der Spindel in einem an einem Teil der Vorrichtung abgestützten Gehäuse gelagert ist. Dadurch erreicht man eine spielfreie und damit vibrationsfreie Abstützung der Vibriereinrichtungen an der Vorrichtung.
Weiter kann die Kokille zum Beschicken mit Granulat seitlich verschiebbar sein, wobei zweckmässig die Kokille mit einer weiteren Kokille gekuppelt und gemeinsam nach beiden Seiten seitlich verschiebbar ist. Dadurch erreicht man eine Steigerung der Kapazität, indem das Verdichten des Granulates und das Beschicken der Kokille gleichzeitig erfolgen kann.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes kann am Gehäuse für die Lagerung des Deckels ein den Deckel umgebender Absaugkasten angeordnet sein, dessen Schliessteil auf den oberen Rand der Kokille absenkbar ist. Dadurch werden die in Verbindung mit der Herstellung der Blöcke entstehenden Rauchgase und Dämpfe abgesaugt, eine Belästigung des Personals vermieden, und einen sauberen Betrieb gewährleistet.
Weiter kann am Boden ein am Gehäuse beziehungsweise an einem Teil der Vorrichtung abgestützter Kraftantrieb, beispielsweise ein hydraulischer Schubkolbenantrieb, angreifen. Mit diesen kann eine Endverdichtung des Blockes vorgenommen werden.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. la und b eine schematische Darstellung, teilweise in Blockdarstellung, einer Vorrichtung zur Verdichtung von Granulaten und
Fig. 2 einen Schnitt durch einen spielfreien Spindelantrieb.
In Fig. la und lb sind zwei Kokillen 1 bezeichnet, die mittels einer starren Verbindung 2 verbunden und mittels eines Schubkolbenantriebes 3 seitlich verschoben werden können. Die in Fig. la rechts dargestellte Kokille 1 bildet mit einem Boden 4 und einem Deckel 5 eine Form, in welcher Granulat zu einem kompakten Block verdichtet wird.
Während in der einen Kokille 1 das Granulat verdichtet wird, befindet sich die andere Kokille 1 unterhalb einer gesamthaft mit 7 bezeichneten Dosiervorrichtung, die eine Förderrinne 8, einen Dosierbehälter 9, eine Waage 10 und einen von einem Schubkolbenantrieb 11 betätigten Behälterverschluss 12 aufweist. Zwei Schubkolbenantriebe 13 sorgen dafür, dass während der Beschickung die untere Öffnung der Kokille mittels eines vom Schubkolbenantrieb 13 bewegten Boden geschlossen ist. Beim Wechsel der Kokillen wird die in Fig. la links gezeichnete Kokille 1 in fluchtende Lage mit dem Boden 4 und dem Deckel 5 gebracht, wobei ein Zwischentisch 15 zur Vermeidung von Granulatverlusten angeordnet ist. Die andere Kokille 1 befindet sich nun über dem in Fig. la rechts dargestellten Schubkolbenantrieb 13.
Der Block 6 kann nun in die rechts dargestellte Lage abgesenkt werden und mittels eines weitern Schubkolbenantriebes 16 weiter transportiert werden. Der Schubkolbenantrieb 16 liegt in Wirklichkeit senkrecht zur Zeichenebene, doch ist er zur Darstellung in die Zeichenebene geklappt. Aus dieser Darstellung ist auch ersichtlich, dass der Block 6 ungleich lange Seitenflächen aufweist.
Die Verdichtung des Granulates erfolgt durch den Boden 4 und den Deckel 5 welche einwärts in die Kokille bewegt und gleichzeitig vibriert werden. Der Boden 4 ist an einer Führungsstange 17 befestigt, welche ihrerseits in einer Hülse 18 geführt ist. Die Hülse 18 trägt an ihrem freien Ende 19 einen Schubkolbenantrieb 20, dessen Kolbenstange 21 mit der Führungsstange 17 und andererseits mit einem ebenfalls am freien Ende 19 der Hülse 18 abgestützten Weggeber 22 verbunden ist. Der Schubkolbenantrieb 20 wird über ein elektro-hydraulisches Servoventil 23 beaufschlagt.
Die Hülse 18 ist in einem Gehäuse 24 gelagert, das an einem schematisch angedeuteten festen Teil 25 der Anlage abgestützt ist. Die Hülse 18 bildet die Spindel eines Spindeltriebes, dessen Spindelmutter 26 ebenfalls im Gehäuse 24 gelagert ist. Die Spindelmutter 26 wird mittels eines Schnekkentriebes 27, 28 angetrieben. Die detaillierte Ausbildung dieses Spindeltriebes ist in Fig. 2 dargestellt.
Der Deckel 5, dessen Stirnseite eine den Bedürfnissen angepasste Formgebung aufweisen kann, wird in genau gleicher Weise betätigt wie der Boden 4, weshalb die betreffenden Teile mit der gleichen Bezugsziffer versehen sind.
Am Deckel 5 ist eine Absaugvorrichtung 30 angeordnet, die einen am Gehäuse 24 befestigten Kasten 31 und einen im Kasten 31 beweglich geführten Mantel 32 aufweist, der mittels Schubkolbenantrieben 33 auf das obere Ende 34 der Kokille 1 abgesenkt werden kann. Ein am Kasten 31 angeordneter Stutzen 35 ist mit einer nicht dargestellten Absaugpumpe verbunden, welche die in der Kokille 1 während des Verdichtens entstehenden Abgase und Dämpfe absaugt.
Am Boden 4 greifen Hubzylinder 37 an, die am Gehäuse 24 abgestützt sind. Die Schubkolbenantriebe 37 dienen der Endverdichtung der Kokille.
Mit 40 ist eine Hydraulikstation bezeichnet, welche die notwendigen Pumpen und Steuerorgane enthält, um die Schubkolbenantriebe 3, 11, 13, 16, 20, 33 und 37 in der richtigen Folge mit Druckmedium zu versorgen. Die zu den einzelnen Schubkolbenantrieben führenden Verbindungs leitungs-Paare beziehungsweise Verbindungsleitungen sind mit der betreffenden Bezugsziffer des Schubkolbenantriebes und mit einem Index versehen.
Zur Steuerung der beschriebenen Verdichtungsvorrichtung wird ein schematisch dargestellter Programmgeber 50 verwendet, dessen Einstellmöglichkeiten, d. h. Vorschub, Amplitude, Frequenz und Schwingungskurven-Form durch Diagramme angedeutet sind. Grundsätzlich könnten auch zwei Programmgeber verwendet werden, von denen je einer für den Boden- und für den Deckelantrieb verwendet wird.
Die Antriebe für den Boden 4 und für den Deckel 5 werden mittels Regelkreisen betätigt, wobei die Weggeber 22 das Ist-Signal liefern, das an den Vergleichstellen 51 mit dem aus dem Programmgeber 50 kommenden Sollwert verglichen wird. Das Fehlersignal wird in Verstärkern 52 verstärkt und zur Verstellung der elektro-hydraulischen Servoventile 23 verwendet. Der Spindeltrieb 18, 26 wird ebenfalls vom Programmgeber 50 mittels eines nicht dargestellten, beispielsweise elektromotorischen Antriebes gesteuert.
Die Verbindungsleitungen für die Steuersignale werden in gleicher Weise wie die hydraulischen Leitungen bezeichnet, jedoch kurz gestrichelt, während die Rücklaufleitung der Servoventile 23 lang gestrichelt ist.
Mit 53 ist ein Netzgerät zur Speisung der Verstärker 52 dargestellt.
In Fig. 2 ist der Spindeltrieb im Detail dargestellt; im Gehäuse 24 ist die Schnecke 28 gelagert, welche dem auf der Spindelmutter 26 angeordneten Schneckenrad 27 im Eingriff steht. Die Spindelmutter 26 ist mittels eines Gewindes auf der Hülse 18 angeordnet. Die Spindelmutter 26 ist mittels Wälzlagern 55, 56, 57 im Gehäuse 24 drehbar gelagert.
Mit der Spindelmutter 26 wirkt ein weiterer Spindelmutterteil 29 zusammen, welcher mit einem zylindrischen Vorsprung in einem Rücksprung 59 der Spindelmutter 26 geführt und zentriert sowie mittels eines Wälzlagers 60 im Gehäuse 24 drehbar gelagert ist.
Die Spindelmutter 26 trägt stirnseitig Bolzen 61, die in eine Vertiefung 62 des Teiles 29 ragen. In der Vertiefung 62 sind Tellerfedern 63 angeordnet, die mittels einer Kappe 64 vorgespannt werden können. Die Vorspannung der Tellerfedern 63 kann durch Drehen der Kappe 64 eingestellt werden, wobei ein mit der Kappe 64 verbundener Gewindebolzen 65 relativ zu einem Stützring 66 bewegt wird. Die eingestellte Lage des Bolzens 65 kann mittels einer Mutter 67 gesichert werden. Der Stützring 66 stützt sich über ein Axialwälzlager 68 auf das Gehäuse 24 ab. Durch den Druck der Tellerfedern 63 wird erreicht, dass die beiden Teile 26, 29 gespreizt werden, so dass ein etwaiges Spiel im Gewinde aufgehoben wird.
Das Spreizen der beiden Teile 26, 29 kann auch hydraulisch vorgenommen werden, indem z. B. der Bolzen 61 den Hohlraum der Kappe 64 abdichtet und einen Druckraum bildet, der mit Druckmedium beaufschlagt, die Teile 26, 29 spannt. Der Vorteil liegt darin, dass bei Leerbewegungen der Spindel die Teile 26, 29 entspannt und damit die Spindelmutter schneller verstellt werden kann.
Der spielfreie Spindelantrieb kann auch in anderer Weise, z. B. durch Kugelrollspindeln oder Hydraulikspindeln, verwirklicht werden.
The present invention relates to a device for the production of blocks, in particular block electrodes, from granules mixed with binding agents, which are compacted into compact blocks in a multipart form, consisting of a mold provided with a movable base and a movable cover, by vibration and application of pressure, with vibration drives attacking the cover and / or the bottom.
Devices for producing blocks, in particular block anodes for use in the aluminum industry, from granulate, in which the granulate is compacted both by vibration and by pressure treatment, are known. In a known device, the base and the cover are attached to the piston rod of a push piston drive, with which both the feed and the vibratory movement are carried out. As a result, the thrust piston drive must have a size corresponding to the stroke of the base or of the cover.
When vibrating, relatively large volumes of print medium must be alternately put under pressure, which requires a correspondingly large effort. This embodiment also restricts the frequency range in which such a device can operate stably.
The object of the present invention is to create a device for the production of blocks which does not have the limitations inherent in the known devices. To solve this problem, a device is proposed according to the invention in which the base and / or the cover is movably guided in a sleeve in the direction of the longitudinal axis of the mold and a vibrating device acting on the base and / or the cover is supported on the sleeve. It is thereby achieved that the vibrating device works independently of the advance of the base or the cover, whereby a greater efficiency of the drive and a larger stable working range is achieved.
The sleeve is expediently movable by means of a backlash-free mechanical drive, the sleeve, for example, forming the spindle of a backlash-free spindle drive, the spindle nut of which is mounted together with the spindle in a housing supported on part of the device. This achieves a backlash-free and thus vibration-free support of the vibrating devices on the device.
Furthermore, the mold can be laterally displaceable for charging with granulate, the mold being expediently coupled to another mold and jointly displaceable laterally to both sides. This increases the capacity in that the granulate can be compacted and the mold can be charged at the same time.
In a further embodiment of the subject matter of the invention, a suction box surrounding the cover can be arranged on the housing for mounting the cover, the closing part of which can be lowered onto the upper edge of the mold. As a result, the smoke gases and vapors that arise in connection with the manufacture of the blocks are extracted, nuisance to the staff is avoided and clean operation is guaranteed.
Furthermore, a power drive supported on the housing or on a part of the device, for example a hydraulic thrust piston drive, can act on the floor. With these, a final compression of the block can be carried out.
The invention is illustrated by way of example in the accompanying drawings and described below. In the drawing shows:
La and b a schematic representation, partly in block representation, of a device for compressing granules and
2 shows a section through a play-free spindle drive.
In Fig. La and lb two molds 1 are designated, which are connected by means of a rigid connection 2 and can be moved laterally by means of a thrust piston drive 3. The mold 1 shown on the right in Fig. La forms with a bottom 4 and a cover 5 a shape in which granules are compacted into a compact block.
While the granulate is compacted in one mold 1, the other mold 1 is located below a metering device designated as a whole as 7, which has a conveying channel 8, a metering container 9, a scale 10 and a container closure 12 operated by a piston drive 11. Two push piston drives 13 ensure that the lower opening of the mold is closed by means of a bottom moved by the push piston drive 13 during loading. When changing the molds, the mold 1 shown on the left in FIG. La is brought into an aligned position with the bottom 4 and the cover 5, with an intermediate table 15 being arranged to avoid granulate losses. The other mold 1 is now located above the thrust piston drive 13 shown on the right in FIG.
The block 6 can now be lowered into the position shown on the right and transported further by means of a further push piston drive 16. The thrust piston drive 16 is actually perpendicular to the plane of the drawing, but it is folded into the plane of the drawing for illustration. From this illustration it can also be seen that the block 6 has side surfaces of unequal length.
The granulate is compressed by the bottom 4 and the cover 5, which are moved inward into the mold and vibrated at the same time. The base 4 is fastened to a guide rod 17, which in turn is guided in a sleeve 18. At its free end 19, the sleeve 18 carries a thrust piston drive 20, the piston rod 21 of which is connected to the guide rod 17 and, on the other hand, to a displacement encoder 22 which is also supported at the free end 19 of the sleeve 18. The thrust piston drive 20 is acted upon by an electro-hydraulic servo valve 23.
The sleeve 18 is mounted in a housing 24 which is supported on a schematically indicated fixed part 25 of the system. The sleeve 18 forms the spindle of a spindle drive, the spindle nut 26 of which is also mounted in the housing 24. The spindle nut 26 is driven by means of a worm drive 27, 28. The detailed design of this spindle drive is shown in FIG.
The cover 5, the end face of which can have a shape adapted to requirements, is actuated in exactly the same way as the base 4, which is why the parts concerned are provided with the same reference number.
A suction device 30 is arranged on the cover 5, which has a box 31 attached to the housing 24 and a casing 32 which is movably guided in the box 31 and which can be lowered onto the upper end 34 of the mold 1 by means of push piston drives 33. A connector 35 arranged on the box 31 is connected to a suction pump, not shown, which sucks off the exhaust gases and vapors produced in the mold 1 during compression.
Lifting cylinders 37, which are supported on the housing 24, engage the floor 4. The thrust piston drives 37 are used for the final compression of the mold.
40 denotes a hydraulic station which contains the necessary pumps and control elements in order to supply the thrust piston drives 3, 11, 13, 16, 20, 33 and 37 with pressure medium in the correct sequence. The connecting line pairs or connecting lines leading to the individual thrust piston drives are provided with the relevant reference number of the thrust piston drive and an index.
To control the compression device described, a schematically illustrated programmer 50 is used whose setting options, i.e. H. Feed, amplitude, frequency and oscillation curve shape are indicated by diagrams. In principle, two programmers could also be used, one of which is used for the base and one for the cover drive.
The drives for the base 4 and for the cover 5 are actuated by means of control loops, the position sensors delivering the actual signal, which is compared at the comparison points 51 with the setpoint value coming from the programmer 50. The error signal is amplified in amplifiers 52 and used to adjust the electro-hydraulic servo valves 23. The spindle drive 18, 26 is also controlled by the programmer 50 by means of a drive, not shown, for example an electric motor.
The connecting lines for the control signals are designated in the same way as the hydraulic lines, but with short dashed lines, while the return line of the servo valves 23 is long dashed.
A power supply unit for feeding the amplifier 52 is shown at 53.
In Fig. 2 the spindle drive is shown in detail; The worm 28, which is in engagement with the worm wheel 27 arranged on the spindle nut 26, is mounted in the housing 24. The spindle nut 26 is arranged on the sleeve 18 by means of a thread. The spindle nut 26 is rotatably mounted in the housing 24 by means of roller bearings 55, 56, 57.
A further spindle nut part 29 cooperates with the spindle nut 26, which is guided and centered with a cylindrical projection in a recess 59 of the spindle nut 26 and is rotatably supported in the housing 24 by means of a roller bearing 60.
The spindle nut 26 carries bolts 61 on the end face, which protrude into a recess 62 of the part 29. Disk springs 63, which can be pretensioned by means of a cap 64, are arranged in the recess 62. The pretensioning of the disc springs 63 can be adjusted by rotating the cap 64, a threaded bolt 65 connected to the cap 64 being moved relative to a support ring 66. The set position of the bolt 65 can be secured by means of a nut 67. The support ring 66 is supported on the housing 24 via an axial roller bearing 68. The pressure of the disc springs 63 causes the two parts 26, 29 to be spread apart, so that any play in the thread is eliminated.
The spreading of the two parts 26, 29 can also be done hydraulically by z. B. the bolt 61 seals the cavity of the cap 64 and forms a pressure space, which is acted upon by pressure medium, the parts 26, 29 tensions. The advantage is that when the spindle moves idle, the parts 26, 29 are relaxed and the spindle nut can thus be adjusted more quickly.
The backlash-free spindle drive can also be used in other ways, e.g. B. be realized by ball screws or hydraulic spindles.