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Die
Erfindung betrifft eine Rüttelmaschine zur
Abformung von ungebrannten Anodenblöcken aus körnigen Rohmassen, insbesondere
für die
Aluminium-Schmelzflusselektrolyse, mit einem Rütteltisch, auf den ein Formkasten
spannbar ist, wobei nach der Rüttelverdichtung
der fertig abgeformte Anodenblock vom Rütteltisch abschiebbar ist.
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Metallisches
Aluminium wird aus Tonerde durch Schmelzflusselektrolyse in Elektrolysezellen gewonnen,
in welche Anoden in Form von Kohlenstoffblöcken eingehängt werden, die in Anodenfabriken
aus kalziniertem Petrolkoks und in der Regel Pech als Bindemittel
hergestellt werden. Dabei wird die heiße Mischung aus Petrolkoks
und Pech in einem auf dem Tisch einer Rüttelmaschine befestigten Formkasten
unter Rüttelverdichtung
zu einem Anodenblock, nämlich
zur ungebrannten sogenannten Grünanode
abgeformt, die dann in einem Ringofen gebrannt wird. Eine derartige
Rüttelmaschine
ist z. B. aus der
DE-A-43
32 921 bekannt.
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Bei
ihrem Einsatz werden die Anodenblöcke an die unteren Enden von
Anodenstangen angehängt.
Bei der Elektrolyse fließt
der Strom von den Anodenstangen über
die Anodenblöcke
durch die Schmelze zu den im Bodenbereich der Elektrolysezellen
angeordneten Kathoden. Dabei entstehen durch das Abbrennen der Anodenblöcke sowie
durch andere elektrochemische Vorgänge Gase, die den Über gangswiderstand
für den
elektrischen Stromfluss erhöhen
und damit den Stromdurchgang bzw. Stromübergang beeinträchtigen
können.
Zum erleichterten Abzug solcher Gase hat man schon vorgeschlagen,
in die Unterseite der Anodenblöcke schlitzförmige Vertiefungen
bzw. Kanäle
einzuformen, die durch entsprechende von der Rütteltischoberfläche stegförmig nach
oben vorstehende Profile erzeugt werden müßten. Solche von der Rütteltischoberseite
nach oben vorspringende Profile lassen aber ein horizontales Ausstoßen bzw.
Abschieben des fertig gerüttelten
Anodenblocks aus der Abformungsstation der Rüttelmaschine allenfalls dann
zu, wenn die stegförmigen
Profile des Rütteltisches
in Ausstoßrichtung
des Anodenblocks verlaufen. Weil die Ausstoßrichtung bei gebräuchlichen
Rüttelmaschinen
in der Regel quer zur Längsachse
der im Querschnitt rechteckigen Anodenblöcke liegt, könnten also
auf diese Weise in die Unterseite der Anodenblöcke nur Querschlitze eingeformt
werden, nicht aber Längsschlitze,
weil in Anodenlängsrichtung
angeordnete Profilstege des Rütteltisches
dem Ausstoßvorgang
des fertig gerüttelten
Anodenblocks im Wege stünden.
Zwecks optimaler Ausnutzung der o. g. verfahrenstechnischen Vorteile,
die mit den in den Anodenblockunterseiten eingeformten Schlitzen
verbunden sind, werden aber von der einschlägigen Industrie nicht Querschlitze
sondern Längsschlitze
verlangt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rüttelmaschine zur Abformung
von Anodenblöcken
der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht,
in den Anodenblock beim Rüttelvorgang an
sich beliebig konfigurierte Vertiefungen bzw. Ausnehmungen einzuformen,
insbesondere auch Längsschlitze,
ohne dass nach Abschluss des Rüttelvorganges
das seitliche Ausstoßen
bzw. Abschieben des Anodenblocks vom Rütteltisch eines Schubtisch-Rüttelverdichters
bzw. von der Tischpalette eines Drehtisch-Rüttelverdichters behindert bzw.
unmöglich
gemacht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer
Rüttelmaschine
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei
der erfindungsgemäßen Rüttelmaschine sind
im Rütteltisch
bzw. in der Tischpalette, dessen bzw. deren Oberseite die Bodenplatte
des Anodenblock-Formkastens bildet, Profilkörper, z. B. Schlitzbleche versenkbar
angeordnet, die während
des Rüttelvorganges
nach oben vorstehen zwecks Einformung entsprechender Anodenblockausnehmungen, wie
z. B. Schlitze, und die nach dem Rüttelvorgang in den Rütteltisch
bzw. in die Tischpalette versenkbar sind. Es ist wenigstens ein
versenkbarer ausfahrbarer Profilkörper wie Schlitzblech vorhanden;
vorteilhaft sind zwei oder je nach Anodenblockgröße auch mehr zueinander parallele
Schlitzbleche vorhanden, die im Rütteltisch über Hubelemente so bewegt werden
können,
dass sie während
des Vibrationsvorganges nach oben ausgefahren und oben gehalten
sind, und dass sie vor dem horizontalen Ausstoßen bzw. Abschieben des fertig
gerüttelten
Anodenblocks im Rütteltisch
wieder versenkt werden. Auf diese Weise lassen sich in die Anodenblockunterseite
auch Längsschlitze
einformen, auch dann, wenn die Ausstoßrichtung des fertig gerüttelten
Anodenblocks quer zu den Längsschlitzen
bzw. quer zu den entsprechenden Schlitzblechen liegt. Dies gilt
sowohl für einen
Schubtisch-Rüttelverdichter
als auch für
einen Drehtisch-Rüttelverdichter,
bei welch letzterem auf dem Rütteltisch
eine Palette ablegbar ist, in deren Hohlraum die Profilkörper wie
z. B. Schlitzbleche erfindungsgemäß versenkbar sind. In jedem
Fall machen die im bzw. am Rütteltisch
ausfahrbaren Profilkörper
wie z. B. Schlitzbleche die Rüttelbewegung des
Rütteltisches
mit, so dass der Anodenblock auch im Bereich der Einformung seiner
Schlitze eine gleichmäßige Rüttelverdichtung
erfährt.
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Um
die Stabilität
der mit den Längsschlitzen versehenen
Anodenblöcke
nicht zu beeinträchtigen, und
außerdem
den Füllvorgang
des Anodenblock-Formkastens mit den Rohmassen infolge etwa zu weit
in den Formkasten eingefahrener Schlitzbleche nicht zu behindern,
sollte die Höhe
der im Formkasten nach oben ausgefahrenen Schlitzbleche so bemessen
sein, dass sich die in die entsprechende Anodenblockseite eingeformten
schlitzförmigen
Vertiefungen nicht höher
als etwa über
die Hälfte
der Anodenblockhöhe
erstrecken.
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Bei
Rüttelmaschinen
zur Abformung von Anodenblöcken
arbeitet die Blockform mit einem Deckgewicht zusammen, dessen Unterseite
eine Formplatte mit zapfenartig nach unten vorstehenden Vorsprüngen aufweist,
mittels denen bei der Vibrationsabformung in die Oberseite des Anodenblocks
sogenannte Zapfenlöcher
eingeformt werden, an denen die fertige Blockanode dann an den Enden
einer Anodenstange angehängt
wird. Die Zapfenlöcher
werden also von oben her in den Anodenblock eingeformt, wobei aber
eine gleichmäßig starke
Verdichtung der Anodenblockmasse im Bereich der von oben her eingedrückten Zapfenlöcher nicht
immer mit Sicherheit gewährleistet
ist.
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Sind
nun die im Rütteltisch
erfindungsgemäß versenkbar
angeordneten Profilkörper
nicht Schlitzbleche, sondern zapfenartige Vorsprünge, so lassen sich mit diesen
in den abzuformenden Anodenblock die Zapfenlöcher erfindungsgemäß einformen,
wenn der Anodenblock auf dem Rütteltisch
auf dem Kopf stehend abgeformt wird. Der fertig rüttelverdichtete Anodenblock
wird anschließend
gewendet, damit die Zapfenlöcher
wieder auf der Blockoberseite liegen. Bei dieser Art der Anodenblockabformung
wird der Anodenblock besonders auch im Bereich der Zapfenlöcher gleichmäßig und
fest rüttelverdichtet,
so dass die Gefahr von Rissbildungen, ausgehend von den eingeformten
Zapfenlöchern,
minimiert ist.
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Wenn
wie oben beschrieben der Anodenblock auf dem Rütteltisch auf dem Kopf stehend
abgeformt wird, um die Anodenstangen-Zapfenlöcher von unten her in den Anodenblock
einzuformen, kann das mit der Blockform zusammenarbeitende Deckgewicht
der Rüttelmaschine
nach unten vorspringende Profilkörper
wie Schlitzbleche aufweisen zwecks Einformung entsprechender Ausnehmungen
in die auf dem Kopf stehende Anodenblockunterseite. Mit der erfindungsgemäßen Rüttelmaschine
lassen sich also während
der Rüttelverdichtung
in den Anodenblock gleichzeitig die Anodenstangen-Zapfenlöcher und die
oben beschriebenen Bodenschlitze einformen.
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Die
Einrichtung zum Versenken bzw. Ausfahren der Profilkörper wie
Schlitzbleche, zapfenartige Vorsprünge etc. im bzw. aus dem Rütteltisch
besteht aus Hubelementen, die elektromechanisch, hydraulisch oder
pneumatisch betätigt
werden können.
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Die
Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand
der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1:
im Vertikalschnitt, teilweise in Ansicht, eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Rüttelmaschine,
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2:
einen Querschnitt längs
der Linie II-II der 1,
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3:
im Vertikalquerschnitt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rüttelmaschine,
und
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3a:
herausgezeichnet den mit der Rüttelmaschine
der 3 abgeformten Anodenblock.
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Nach
den 1 und 2 weist die Rüttelmaschine
zur Abformung von Anodenblöcken
in ihrer Abformstation einen Rütteltisch 10 auf,
der über
Federelemente 11, 12 auf einem Grundrahmen 13 schwingfähig gelagert
und durch rotierbare Unwuchterreger in Rüttelbewegungen versetzbar ist.
In der Abformstation ist auf den Rütteltisch 10 der mit
den heißen
körnigen
Rohmassen zu befüllende
Formkasten spannbar, der bei einem Drehtisch-Rüttelverdichter von einem radial
auskragenden Tragarm vermittels einer Palette 14 auf den
Rütteltisch 10 aufgebracht
wird. Der in den 1 und 2 nicht
dargestellte Formkasten 15 rechteckigen Querschnitts ist in 3 zu
sehen, aus der auch hervorgeht, dass der Formkasten 15 mit
einem Deckgewicht 16 zusammenarbeitet, das über eine
Schubstange 17 am Portal der Rüttelmaschine aufgehängt ist.
Im Betrieb der Rüttelmaschine
wird die in den Formkasten 15 eingefüllte Masse 18 im Raum
zwischen der Oberseite des Rütteltisches 10 bzw.
der Palette 14 und dem Deckgewicht 16 zum Anodenblock 19 rüttelverdichtet, dessen
strichpunktiert gezeichnete Kontur in den 1 und 2 zu
sehen ist.
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Nach
dem Rüttelvorgang
wird der Formkasten 15 vom Rütteltisch 10 bzw.
von der Palette 14 nach oben abgehoben und der fertig abgeformte
grüne Anodenblock 19 wird
von der Oberseite des Rütteltischs
bzw. der Palette seitlich abgeschoben, und zwar in der Ausschubrichtung 20,
die quer zu Längsachse
des quaderförmigen
Anodenblocks 19 liegt.
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Die
Oberseite des Rütteltisches 10 (Schubtisch-Rüttelverdichter)
bzw. die Oberseite der Palette 14 (Drehtisch-Rüttelverdichter)
bildet jeweils die Bodenplatte des Formkastens 15 in der
Abformstation der Rüttelmaschine.
Wie in den 1 und 2 zu sehen,
sind im Rütteltisch 10 bzw.
in der Palette 14 beispielsweise zwei voneinander beabstandete Schlitzbleche 21, 22 als
Profilkörper
versenkbar angeordnet, die während
des Rüttelvorganges
vom Rütteltisch
bzw. von der Palette nach oben in den Formkasten vorstehen, die
Rüttelbewegungen
mitmachen und die von der Bodenseite her in den Anodenblock 19 zwei
entsprechende Längsschlitze
einformen, wobei die Schlitzbleche 21, 22 und
damit die eingeformten Längsschlitze
des Anodenblocks 19 vorzugsweise in Längsrichtung des Anodenblocks liegen.
Nach dem Rüttelvorgang
sind die Schlitzbleche 21, 22 in den Rütteltisch 10 bzw.
in deren Palette 14 versenkbar, so dass die Schlitzbleche
das seitliche Ausschieben des fertig abgeformten Anodenblocks 19 quer
zur Anodenblocklängsachse
nicht behindern können.
Während
das Schlitzblech 21 in der linken Hälfte der 1 in
der nach oben ausgefahrenen Endstellung zu sehen ist, ist in der
rechten Hälfte der 1 das
Schlitzblech 21 in der nach unten abgesenkten Endstellung
dargestellt. Die Einrichtung zum Versenken bzw. Ausfahren der Schlitzbleche 21, 22 besteht
aus Hubelementen, gemäß 1 und 2 aus
zwei Betätigungszylindern 23, 24,
die zweckmäßigerweise
im Rütteltisch 10 angeordnet sind.
Die Hubbewegung kann elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch
bewerkstelligt werden. Mit Ziffer 25 sind Rückstellfedern
der auf Führungen gleitenden
versenkbaren Schlitzbleche 21, 22 angezeigt. Die
auf- und abbeweglichen Schlitzbleche 21, 22 können mit
einer in 2 angedeuteten Einrichtung 26 zur
Erfassung, Überwachung
und Steuerung der Höhenstellung
der Schlitzbleche in Verbindung stehen.
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In 3 ist
zu sehen, dass die im Rütteltisch 10 versenkbar
angeordneten Profilkörper
auch zapfenartige Vorsprünge 27 sein
können
zwecks Einformung von Zapfenlöchern
für die
spätere
Einpassung der Enden von die Anodenblöcke tragenden Anodenstangen,
wobei in diesem Falle der Anodenblock auf dem Rütteltisch 10 auf dem
Kopf stehend abgeformt wird. Der fertig rüttelverdichtete Anodenblock
muss dann gewendet werden, damit die Zapfenlöcher auf der Anodenblockoberseite
zu liegen kommen. Ferner geht aus 3 hervor,
dass dann, wenn der Anodenblock auf dem Rütteltisch 10 auf dem
Kopf stehend abgeformt wird, das mit der Blockform zusammenarbeitende
Deckgewicht 16 der Rüttelmaschine
nach unten vorspringende Profilkörper
wie beispielsweise wiederum zwei beabstandete Schlitzbleche 28, 29 aufweisen
kann zwecks gleichzeitiger Einfor mung entsprechender Längsschlitze
in die auf dem Kopf stehende Anodenblockunterseite. Dabei müssen die von
der Unterseite des Deckgewichts 16 bzw. von deren unteren
auswechselbaren Formplatte vorspringenden Schlitzbleche 28, 29 nicht
versenkbar angeordnet sein. Die nach der Rüttelverdichtung aus dem Anodenblock
nach oben herauszuziehenden Schlitzbleche 28, 29 verursachen
keinerlei nennenswerten Reibungswiderstände. Die Konfiguration der
Bleche 28, 29 sowie deren Lage zur Längsachse
sowie Querachse des abzuformenden Anodenblocks können an sich beliebig gewählt werden.
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Während in 3 die
Anodenblockmasse 18 noch im nicht rüttelverdichteten Zustand gezeigt ist,
ist in 3a der durch die Rüttelverdichtung
fertig abgeformte Anodenblock 19 dargestellt und zwar mit eingeformten
Längsschlitzen 30 an
der einen Blockseite und mit Zapfenlöchern 31 an der gegenüberliegenden
Blockseite.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung können bereits vorhandene Schubtisch-Rüttelverdichter
sowie Drehtisch-Rüttelverdichter
zur Abformung von Anodenblöcken
mit vergleichsweise geringem Aufwand nachträglich mit den im Rütteltisch
versenkbaren Profilkörpern
ausgerüstet
werden.