DD285032A5 - Vorrichtung zur bestimmung der verdichtbarkeit schuettfaehiger massen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Verdichtbarkeit schuettfaehiger Massen und ist in der Gieszerei-, Baustoff- und Keramikindustrie einsetzbar. In einer zylindrischen Huelse, die im Mantel zur Zufuehrung eines Druckmittels eine Bohrung aufweist, ist eine zweite perforierte Huelse so angeordnet, dasz zwischen beiden ein Ringspalt entsteht. Eine dritte elastische Huelse liegt an der Innenseite der perforierten Huelse an. Bei einer zweiten Moeglichkeit weist der Mantel der aeuszeren Huelse auf seiner Innenseite Nuten auf, die mit der Bohrung in Verbindung stehen. Die elastische Huelse liegt dabei direkt an der Innenwandung der aeuszeren Huelse an. Die Huelsen werden an den Stirnseiten durch Ringplatten, die mit Elementen zum Einfuellen der schuettfaehigen Masse bzw. zum Verschlieszen der Huelsen ausgeruestet sind, befestigt. Die Verdichtung des in die elastische Huelse gefuellten Materials erfolgt durch das durch die Bohrung zugefuehrte Druckmittel. Fig. 1{Formsande; Betonbaustoffe; Feuerfestmassen; Verdichtbarkeit; Massen, schuettfaehige; Druckmittel; Pruefkoerper; Preszdruck}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Verdichtbarkeit schOttfahlger Massen, Insbesondere von Formsanden, Baustoffen und Feuerfestmassen und ist vorwiegend in der Gießereiindustrie, der Baustoffindustrie und der Keramikindustrie einsetzbar.

Charakteristik des bekannten Standes dar Technik Zur Bestimmung der Verdichtbarkeit schuttfähiger Massen ist eine Vorrichtung bekannt, die aus einem Prüfkörperrohr

vorgegebenen Durchmessers und Länge sowie einem In diesem gleitenden Preßstempel besteht.

Die zu prüfende Masse wird lose in das Prüfkörperrohr gefüllt und auf die Ausgangshöhe glatt abgestreift und danach mit stets

gleichem definierten Preßdruck verdichtet. Die Höhenabnahme In % der Ausgangshöhe kennzeichnet die Verdichtbarkeit der zu prüfenden Masse.

Bei Formsanden stellt die Verdichtbarkeit ein direktes Maß für den Befeuchtungsgrad des Formsandes dor. Durch das Aufbringen der Verdichtungskraft auf eine im Verhältnis zur gesamten Probenoberfläche relativ kleine Flache tritt in

dem Prüfkörperrohr eine hohe Wandreibung auf, die das freie Fließen der schüttfähigen Massen behindert, was teilweise auch zur Ergebnisungenauigkeit führt. Außerdem tritt zwischen Preßstempel und Prüfkörperrohr ein Reibungeverschleiß auf, der sich besondere bei häufigen Prüfungen Im automatischen Betrieb störend bemerkbar macht. Verschleißfördernd wirkt sich auch das

Ausstoßen der verdichteten Masse mittels des Preßstempels aus dem Prüfkörperrohr aus. Durch diesen Verschleiß kann nach häufigen Prüfungen die notwendige Volumenkonstanz nicht mehr eingehalten werden, was

ein Auswechseln der Verschleißteile bedeutet, da sonst die Prüfgenauigkeit nicht mehr gewährleistet werden kann.

In CS-US 185953 ist ein Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur Bestimmung der Formffihigkeit von körnigen

schüttfShigen Materiellen vorgeschlagen worden, das ebenfalls auf dem Prinzip der Verdichtung einer lose geschütteten Probe durch äußere Kräfte beruht.

Diese Vorrichtung besteht aus einem elastischen Ring geringer Höhe, der sich auf einem verschiebbaren Boden befindet und in

den das körnige schüttfähige Material lose eingefüllt wird. Nach dem Füllen des elastischen Ringes wird dieser mit dem Boden in die Aussparung einer Stützplatte, die den Ring dreiseitig begrenzt, eingeschoben. Gleichzeitig wird dabei das überschüssige

Material entfernt. Anschließend drückt ein Preßstempel gegen den gefüllten elastischen Ring. Ausdruck der Formfähigkeit des

eingefüllten Materials sind die Abmessungen und die Form des elastischen Ringes nach Erreichen der eingestellten Preßkraft.

Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der ebenfalls einseitigen Druckbeaufschlagung auf den elastischen Ring. Das Aufbringen der Verdichtungskraft erfolgt hierbei ebenfalls auf eine im Verhältnis zur gesamten Probenoberfläche relativ kleine Fläche. Die dadurch eintretenden Nachteile sind fast mit denen des bereits genannten Prüfkörperrohres identisch. Ein weiterer Nachteil dlesos Verfahrens entsteht dadurch, daß zur Beurteilung der Formfähigkeit nicht der zurückgelegte Weg

des Preßstempels, sondern die Abmessungen und die Form des elastischen Ringes herangezogen werden müssen, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Ebenfalls nachteilig auf den zu ermittelnden Wert wirkt sich die Elastizität des relativ dickwandigen elastischen Ringes aus. Bei einer anderen Verfahrensweise wird z. B. einem Formstoffmischer während der Aufbereitung kontinuierlich Sand

entnommen und einem mit einer Nut versehenen Rad zugeleitet.

In dieser Nut läuft eine Druckrolle mit, die den losen Sand mit einer bestimmten Kraft verdichtet. Nach dem Qrad der Verdichtung

des In die Nut gedrückten Sandes wird die Wasserdosierung gesteuert.

Der Nachteil dieser Verfahrenswelse besteht darin, daß sehr trockene Formstoffe damit nicht geprüft werden könntn, so daß

diese Vorrichtung nur im Zusammenhang mit einem weiteren Verdlchtbarkeitsprüfsystem angewendet werden kann. Erst nach einer Grobdosierung, die mittels einer sogenannten Vlbrationerinne gesteuert wird, kann d!« Feindosierung erfolgen.

Ein besonderer Nachteil der Verfahrensweise mittels einer Vibrationsrinne besteht darin, daß die VerdlchtbarkeltsprOfung und

die damit zusammenhangende Dosiersteuerung relativ zeitaufwendig Ist.

2IeI der Erfindung

Ziel der Erfindung Ist es, die Verdichtbarkeit von schüttfählgen Massen beliebiger Konsistenz, automatisiert und mit honor Genauigkeit In kurzer Zeit bei geringem Aufwand und minimalem Verschleiß zu ermitteln.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ermittlung der Verdichtbarkeit schüttfflhlger Massen beliebiger Konsistenz zu schaffen, bei der das Verhältnis der Gosamtoberf loche der schüttfähigen Masse zu der mit der Verdichtungskraft

beaufschlagten Fläche annlhernd 1 betragt und die Fließfähigkeit der schOttfBhlgen Masse sowie die) Funktionsfähigkeit der

Vorrichtung durch Reibung nicht beeinträchtigt wird. Erfindungsgemfiß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß In einer zylindrischen Hülse, die In ihrem Mantel radial eine Bohrung

aufweist, eine zweite unelastische perforierte Hülse kleineren Durchmessers zentrisch angeordnet ist, so daß zwischen beiden

Hülsen ein Ringspalt entsteht. Zu dieser perforierten Hülse Ist eine dritte elastische Hülse so engeordnet, daß sie an der Innenseite der zweiten Hülse eng anliegt. Diese Hülse besteht vorzugsweise aus Gummi. Eine zweite Variante zur Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß in einer zylindrischen Hülse eine zweite elastische Hülse

eingesetzt Ist, die ohne Zwischenraum an der Innenwandung der Süßeren Hülse anliegt. Die Innenwandung des Mantola der fiußeren Hülse weist dabei mehrere auf der gesamten Innenseite des Mantels verteilte Nutan auf, die mit der Bohrung im Mantel

In Verbindung stehen. An den Stirnseiten der Hülsen ist jeweils eine Ringplatte engeordnet, die der Befestigung der genannten Hülsen und deren Öffnung zum Füllen bzw. Entleeren der Hülsen dienen. Die Befestigung der elastischen Hülsen an den Stirnseiten erfolgt vorzugsweise durch Spannen derselben Ober die äußere Hülse

und Aufsetzen der beiden Ringplatten.

In weiterer erfinderischer Ausgestaltung weist die Vorrichtung Ober der oberen Ringplatte einen mit einer Schlleßpiatte starr

verbundenen verschiebbaren oder schwenkbaren Trichter auf.

Die Bodenöffnung ist vorzugsweise durch eine schwenkbare Bodenplatte oder durch eine weitere verschiebbare Schließplatte

verschließbar.

Zur Ermittlung der Verdichtbarkeit schüttfähiger Massen werden dieselben durch den sich Ober der oberen Ringplatte

befindenden Trichter in die Vorrichtung eingegeben.

Nach Füllung der inneren elastischen Hülse mit der schüttfähigen Masse wird dio Vorrichtung durch Verschieben oder Schwenken des Trichters und der Schließplatte geschlossen. Danach wird durch eine bekannte Einrichtung durch die Bohrung In

der äußeren Hülse eine Flüssigkeit unter einem definierten Druck in den Ringspalt zwischen der äußeren und der mittleren Hülse

oder in die Nuten der Bußeron Hülse gedrückt. Unter der Einwirkung des Druckes löst sich die innere elastische Hülse von der mittleren oder Bußeren Hülse und drückt auf das schüttfähige Material und verdichtet dieses.

Die Verdichtbarkeit ergibt sich nach folgender Beziehung:

100%

V_d - Verdichtbarkeit (%) Va » Ausgangsvolumen V_E = Volumen nach der Verdichtung

Die Messung der Volumendifferenz zwischen Ausgangsvolumen und Volumen nach der Verdichtung ist nech verschiedenen Methoden möglich.

Wird die Flüssigkeit zur Verdichtung der schüttfähigen Masse mit Hilfe eines Hydraulikzylinders und eines sich darin befindend« ι Kolbens in den Rlngspalt gedrückt, so kann der zurückgelegte Kolbenweg oder das bewegte FlOssIgkeitsvolumen als Grundlage zur Berechnung der Volumendifferenz dienen. Nach Abschluß des Verdichtungsvorganges wird der Druck im Rlngspalt aufgehoben, wodurch die jetzt im Querschnitt verringerte schüttfähige Masse nach Öffnen des unteren Auslaufes von selbst aus der Vorrichtung fallen kann.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung Ist auf Grund des Wegfalls der relativ hohen Wandreibung bei Einsatz eines auf die Stirnseite der schüttfähigen Masse wirkenden Preßstempels eine sehr genaue Messung der Verdichtbarkeit möglich. Gleichzeitig wird der Verschleiß der Vorrichtung gesenkt, was zu einer höheren Lebensdauer derseloen führt. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion der Vorrichtung sind in sehr kurzer Zeit mehrere Verdichtungsmessungen möglich, wodurch die Vorrichtung besonders in automatischen Anlagen einseubsr ist.

Ausführungsbelsplel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen

Fig. 1: eine erfindungsgemfiße Vorrichtung mit drei Hülsen Fig. 2: eine erfindungsgemBße Vorrichtung mit zwei Hülsen.

Die Vorrichtung gemflß Fig. 1 besteht aus einer Bußeren zylindrischen Hülse 1, In der eine zweite perforierte Hülse 2 aus einem

unelastischen Material so eingesetzt ist, daß zwischen der Bußeren zylindrischen Hülse 1 und der perforierten Hülse 2 ein

Ringspalt 3 gebildet wird. An der Innenseite der perforierten HOlse 2 ist eine dritte eng anliegende elastische Hülse 4 angeordnet Diese Hülse 4 besteht vorzugsweise aus Gummi und wird über die Hülsen 1 und 2 gespannt und durch eine obere Ringplatte 6

und eine untere Rinyplatte 6 fixiert.

Die Ringplatten 6 und β werden mittels Schraubverbindungen 7 mit der Hülse 1 verbunden. Die Ringplatten 6 und 8 besitzen Jeweils eine zentrische Bohrung 8 und 9, die sich Jeweils nach unten konisch erweitern. Auf der oberen Ringplatte 6 ist ein mit einer Schließplatte 10 fest verbundener verschiebbarer Trichter 11 angeordnet. Die Bodenöffnung ist durch eine schwenkbare Bodenklappe 12 verschließbar. Im Mantel der zylindrischen HOlse 1 befindet sich eine

Bohrung 13.

Eine weitere mögliche Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Vorrichtung gemäß Flg. 2 besteht aus einer zylindrischen Hülse 1 a, In der eine zweite Hülse 4 aus einem elastischen Material

angeordnet ist. Die elastische Hülse 4 liegt ohne Zwischenraum an der Innenwandung der Äußeren Hülse 1 a an. Die

Innenwandung des Mantels der Bußeren Hülse 1 a weist mehrere auf der gesamten Innenseite des Mantels verteilte Nuten 14 auf,

die mit der Bohrung 13 In Verbindung stehen.

Der weitere Aufbau der Vorrichtung gemäß Flg. 2 ist mit dem Aufbau der Vorrichtung gemäß Fig.1 Identisch. Die Funktionsweise der Vorrichtung wird nachstehend am Beispiel der Formsandprüfung beschrieben. Die in bekannter Weise einem Formstoffmischer entnommene und mittels Areator aufgelockerte und homogenisiert« Formstoffprobenmenge wird durch den sich in Stellung I befindenden Trichter 11 in die mittels der Bodenklappe 12 von unten

geschlossene Vorrichtung gefüllt.

Nachdem dia Vorrichtung gefüllt ist, wird der Trichter 11 in die Stellung Il bewegt, wobei gleichzeitig die öffnung 8 mit Hilfe der Schließplatte 10 verschlossen wird. Nach dem Füllen und Schließen der Vorrichtung wird durch den Kolben eines nicht dargestellten hydraulischen Zylinders Flüssigkeit durch die Bohrung 13 In den Ringspalt 3 bzw. die Nuten A4 gedruckt. Unter der Einwirkung des Druckes löst sich die

elastische Hülse 4 von der perforierten HOlse 2 und verdichtet dabei den Formstoff.

Der dabei von dem hydraulischen Arbeitskolben bis zum Erreichen eines einstellbaren, Im Ringspalt 3 erwünschten Prüfdruckes

zurückgelegte Weg bzw. die bewegte Flüssigkeitsmenge sind ein Maß für die eingetretene Volumenminderung des Formstoffes und damit ein Maß für die Verdlchtbarkeit.

Die Me&sung des zurückgelegten Kolbenwegee oder des bewegten Flüssigkeitsstromos Ist nicht Gegenstand der Erfindung und

wird deshalb hler nicht beschrieben.

Nach Abschluß des Meßvorganges wird der Arbeitskolben in die Ausgangsstellung zurückbewegt, wodurch sich die elastische Hülse 4 wieder an die perforierte Hülse 2 anlegt. Dadurch kann die Jetzt Im Querschnitt verringerte Formstoffprobe nach öffnen der Bodenklappe von selbst aus der Vorrichtung

fallen. Danach kann der Prüfzyklus erneut beginnen.

Da die Verdlchtbarkeit ein direktes Maß für den Befeuchtungsgrad des Formstoffes ist, ist die erfindungsgemBße Vorrichtung

insbesondere bei der Formstoffaufbereitung in Gießereien einsetzbar.

Claims (4)

-ι- 28S032 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Verdichtbarkeit schüttfähiger Massen, wie Formsande, Baustoffe, Feuerfestmassen u.a., dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung drei ineinander angeordnete zylindrische Hülsen (1,2,4) umfaßt, wobei eine In Ihrem Mantel eine Bohrung (13) aufweisende
äußere Hülse (1) zu einer aus einem perforierten unelastischen Material bestehenden mittleren
Hülse (2) einen Ringspalt (3) bildet und die aus einem perforierten unelastischen Material
bestehende Hülse (2) eine aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi, bestehende
innere Hülse (4) anliegend umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei ineinander
angeordnete zylindrische Hülsen (1 a, 4) umfaßt, wobei eine äußere Hülse (1 a), die in ihrem Mantel eine Bohrung (13) aufweist, welche mit auf der Innenseite des Mantels der Hülse (1 a) befindlichen und untereinander verbundenen Nuten (14) korrespondiert, eine aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi, bestehende innere Hülse (4) anliegend umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten der Hülsen (1, 1 a, 2,4) jeweils eine mit einer sich nach unten konisch erweiternden Bohrung (8,9) versehene
Ringplatte (5,6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Ringplatte (5) ein mit
einer Schließplatte (10) starr verbundenerverschiebbarerTrichter (11) und unterhalbder Ringplatte (6) eine schwenk- und verschiebbare Bodenplatte (12) angeordnet ist.