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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Rezirkulation von keramischem
Formgebungsabfall, also von ungebrannter keramischer Masse, einer
keramikbe- oder -verarbeitenden Vorrichtung, wie einer Presse, insbesondere
einer Ziegel- oder Baumaterialpresse, oder eines Baukeramikextruders.
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Es
ist bekannt, dass beim Formpressen von Keramikmaterialbatzen zur
Bildung von Keramikgrünlingen
Keramikabfall entsteht. Beispielsweise sticht ein Messer einen die
Ziegelpressenform überragenden
Keramikmassenrand von dem Ziegelformling ab, welcher Randabfall
von dem Ausstechmesser und dem Formling abfällt. Auch bei Extrudern für Keramikmaterial,
wie Einzelschnecken- oder Doppelschneckenextrudern, kommt es vor,
dass Keramikabfälle
anfallen. Der Keramikabfall liegt üblicherweise als langgestreckter
Lappen vor.
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Da
die Menge des Keramikabfalls nicht unerheblich ist und sich bei
einem Keramikmassendurchlauf von 40 bis 60 t/h auf etwa 2 bis 3
m3/h beläuft, kann
es für
Keramikbausteller von Vorteil sein, die Keramikmasse nicht nur aus
dem Fertigungsbereich zu entfernen oder zu entsorgen, sondern auch
wieder in den Keramikmaterialmassenkreislauf zurückzuführen. Auch aufgrund von steigenden
Materialkosten für
hochwertige Keramikmasse ist es für Keramikbauteilhersteller,
insbesondere die Baukeramikhersteller, interessant, den Keramikabfall
wieder dem Keramikfertigungsprozess zuzuführen. Die Rückführung oder Rezirkulation des
Abfalls in den Fertigungsprozess findet just vor oder an der entsprechenden
Formgebungsvorrichtung, wie einer Ziegelpresse oder einem Extruder,
statt.
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Es
ist bekannt, die Keramikabfallmaterialien zu sammeln und über einen
Rezirkulationskreislauf beispielsweise einer Ziegelpresse wieder
zuzuführen.
Dabei wird beispielsweise der ausgestochene Keramikabfallrand unzerkleinert
in den Formgebungsprozess zurückgeführt. Es
zeigte sich, dass aufgrund der relativ langen Förderzeit ab dem Ausstechzeitpunkt,
also der Erzeugung des Keramikabfalls, bis zur Wiedereinführung in
den Fertigungsprozess eine derart lange Zeit vergeht, dass der Keramikabfall
zumindest zum Teil aushärtet.
Dabei tritt ein prozesstechnischer Nachteil insofern auf, als, sollte ein
aus der Mischung aus „frischem” Keramikmaterial und
Abfallmaterial hergestelltes Keramikteil einen hohen Keramikabfallanteil
aufweisen, es zu einer unzureichenden Materialqualität und Festigkeit
des Keramikformlings kommen kann.
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Insofern
ist es bekannt, innerhalb des Rezirkulationskreislaufes einen sogenannten
Kastenbeschicker zu integrieren, der die Rückführung des Keramikabfalls in
bestimmten Mengen dosiert, allerdings die Beschaffenheit des Keramikabfalls
unverändert
lässt.
Es zeigte sich, dass sich Keramikabfall nicht homogen genug mit
dem Frischkeramikmaterial vermischt, sodass es zu Ausschusskeramikformlingen
kommen kann.
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Es
ist bekannt, Keramikabfallmaterial zu zerkleinern, bevor es einer
Formgebungsvorrichtung zugeführt
wird, um eine möglichst
homogene Basiskeramikmaterialstruktur bei der Formgebung vorliegen zu
haben. Eine Zerkleinerungseinrichtung kann beispielsweise als Schnitzelwerk
ausgeführt
sein, welches üblicherweise
eine Zuführhöhe von 5
m im Erdschwerefeld aufweist, was entsprechend geneigte Transportwege
von 20 bis 30 m erfordert, um die Eingangshöhe für das Schnitzelwerk zu erreichen.
Ein Schnitzelwerk hat neben der Funktion, die Oberfläche des
Keramikabfalls zu vergrößern, auch
die Eigenschaft, die Oberfläche „aufzureißen”, d. h.
die durch die Ver- oder Bearbeitung des Keramikmaterials geschlossenen
Poren (beispielsweise beim Verpressen des Keramikmaterials entsteht
eine sogenannte oberflächige
Presshaut) durch das Schnitzelwerk wieder zu öffnen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik
zu überwinden,
insbesondere eine Anordnung zur Rezirkulation von Keramikabfall
einer Keramikbe- oder -verarbeitenden Vorrichtung bereitzustellen,
mit der eine möglichst
kompakte Struktur für
die Rezirkulationsanordnung bei kurzen Förderwegen realisierbar ist,
wobei eine Ausschussquote für
Keramikteile, welche durch eine Mischung von frischem Keramikmaterial
und Keramikabfall gebildet sind, reduziert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Danach
ist eine Anordnung zur Rezirkulation von Keramikabfall einer keramikbe-
oder -verarbeitenden Vorrichtung, insbesondere einer Keramikpresse,
wie einer Ziegelpresse, oder eines Extruders für Baukeramikmaterial, vorgesehen.
Die Anordnung umfasst erfindungsgemäß eine unterhalb eines keramikabfallerzeugenden
Werkzeugs, wie eines Ausstechmessers, eines Presskopfs, eines Abschneiders,
der Vorrichtung angeordnete Fördereinrichtung,
auf die Keramikabfall insbesondere unter dem Einfluss der Schwerkraft
von dem Werkzeug abfällt, um
auf einem vorbestimmten Förderweg
in den Keramikmassebe- und/oder – verarbeitungsprozess insbesondere
der Vorrichtung zurückgeführt zu werden. Außerdem hat
die erfindungsgemäße Rezirkulationsanordnung
eine auf dem Förderweg
angeordnete Zerkleinerungseinrichtung, wie ein Schnitzelwerk, insbesondere
zum Vergrößern einer
Außenfläche des
Keramikabfalls. Erfindungsgemäß bildet
die den Keramikabfall auffangende Fördereinrichtung zumindest einen
Teil eines Bodenabschnitts eines ortsfesten, insbesondere unterhalb
der keramikbe- oder -verarbeitenden Vorrichtung liegenden Behälters für den Keramikabfall.
Die Fördereinrichtung
definiert innerhalb des Förderbehälters einen
Förderweg,
der mit einem Dosierengpass versehen ist, auf den zu und durch den
hindurch die Fördereinrichtung
den Keramikmasseabfall fördert
und der für
einen dosierten Durchlass einer vorbestimmten Menge von auf der
Fördereinrichtung
liegenden Keramikabfall dimensioniert ist.
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Mit
der erfindungsgemäßen Anordnung
einer Dosiereinrichtung kombiniert mit einer Zerkleinerungseinrichtung
unterhalb der keramikbe- oder -verarbeitenden Vorrichtung ist es
möglich,
möglichst kompakt
Keramikabfall derart zu verarbeiten, dass es in den gewünschten
dosierten Mengen sowie der gewünschten
homogenen Feinstruktur dem Verarbeitungsprozess wieder zugeführt werden
kann, wobei kürzeste
Förderwege
möglich
sind. Zudem ist für
die erfindungsgemäße Rezirkulationsanordnung
ein sehr geringer Platzaufwand nötig,
um die dosierte Wiedereingliederung des zerkleinerten Keramikabfalls
sicherzustellen. Des Weiteren ist es möglich, den Funktionsumfang
von keramikbe- oder -verarbeitenden Vorrichtungen, insbesondere
von Ziegelpressen und Keramikextrudern, dahingehend zu erweitern,
dass der jeweiligen Vorrichtung auch eine die Qualität des Keramikprodukts
nicht beeinträchtigende
Dosier- und Keramikabfallvorbereitungsfunktion verliehen ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist die Fördereinrichtung
ein insbesondere im Wesentlichen horizontales Förderband, auf das der Keramikabfall
fällt und
das zumindest teilweise den Boden des Pufferbehälters bildet. Vorzugsweise
bildet das Förderband
den gesamten horizontalen Bodenabschnitt des Pufferbehälters.
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Mit
einem den gesamten Bodenabschnitt des Pufferbehälters ausbildenden Förderband
ist sichergestellt, dass die Verweilzeit für abgefallenen Keramikabfall
innerhalb des Pufferbehälters
im Wesentlichen konstant ist.
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Es
sei im Allgemeinen klar, dass „horizontal” und „vertikal” durch
die Gravitationsrichtung definiert ist, die lotrecht zu einer horizontalen
Ebene und parallel zur Vertikalrichtung liegt.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Zerkleinerungseinrichtung
benachbart einem aus dem Pufferbehälter ragenden Förderende
des Förderbandes
angeordnet. Dabei kann das Förderende des
Förderbandes
derart der Zerkleinerungseinrichtung zugeordnet sein, dass der Keramikabfall
unter dem Einfluss der Schwerkraft selbständig von dem Förderband
in die Zerkleinerungseinrichtung fällt.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist der Dosierengpass durch eine
Ausgangsöffnung
in einer Seitenwand des Pufferbehälters ausgebildet.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung fällt
die Ausgangsöffnung
mit einem Eingangsdurchlass eines Gerätegehäuses der Zerkleinerungsvorrichtung
im Wesentlichen zusammen, so dass insbesondere der Pufferbehälter und
die Zerkleinerungseinrichtung vollständig innerhalb einer horizontalen
Ausdehnung der Vorrichtung unterhalb letzterer liegen.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung bilden die Zerkleinerungseinrichtung
und der Pufferbehälter eine
gemeinsame Gehäusestruktur,
die eine Durchfallöffnung
für den
Keramikabfall an der Oberseite und eine Ausgabeöffnung an einer Seitenwand
zum Herausbefördern
des zerkleinerten Keramikabfalls durch die Fördereinrichtung aufweist, wobei
innerhalb der Gehäusestruktur
der Dosierengpass angeordnet und ausgebildet ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist unterhalb des Werkzeugs ein Trichter zum Auffangen
und Leiten des von dem Werkzeug abfallenden Keramikabfalls auf die
Fördereinrichtung
angeordnet. Dabei kann der Trichter durch im Wesentlichen vertikale
Seitenwände
gebildet sein, die unter Umständen
derart geneigt sind, dass der Keramikabfall sicher auf die Fördereinrichtung
fällt.
Es sind die Fördereinrichtung
sowie die im Wesentlichen vertikalen Seitenwände des Trichters, welche den
Pufferbehälter
bilden, der obenseitig offen für
das Aufnehmen des Keramikabfalls ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist eine Zone der Zerkleinerungseinrichtung auf einem
vertikalen Niveau angeordnet, das im Wesentlichen gleich dem vertikalen
Niveau eines der Zerkleinerungseinrichtung benachbarten Abschnitts
der Fördereinrichtung
ist. Die Zerkleinerungseinrichtung und die Fördereinrichtung liegen in Vertikalrichtung unterhalb
der Vorrichtung.
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Vorzugsweise
hat die Zerkleinerungseinrichtung zwei drehbar gelagerte Schneidmesserwellen, deren
Messereingriff eine Zerkleinerungszone bildet. Vorzugsweise sind
die Schneidmesser derart zu einem der Zerkleinerungseinrichtung
benachbarten Förderende
der Fördereinrichtung
angeordnet, dass eine der Schneidmesserwellen als Schneid- und Aufnahmemesserwelle
den Keramikabfall von der Fördereinrichtung
aufnimmt und in die Zerkleinerungszone transportiert. Dabei kann
die Schneid- und Aufnahmemesserwelle in vertikaler Richtung tiefer
als die andere Schneidmesserwelle der Zerkleinerungseinrichtung
angeordnet sein.
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Vorzugsweise
ist eine Drehachse der Schneid- und Aufnahmemesserwelle in vertikaler Richtung
tiefer als eine den Keramikabfall haltenden Oberseite eines der
Zerkleinerungseinrichtung benachbarten Abschnitts der Fördereinrichtung
angeordnet.
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Eine
Drehachse einer Schneidmesserwelle kann in vertikaler Richtung höher als
eine den Keramikabfall haltende Oberseite eines der Zerkleinerungseinrichtung
benachbarten Abschnitts der Fördereinrichtung
angeordnet sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist stromabwärts
der Zerkleinerungszone eine Anschlussfördereinrichtung fördertechnisch
angeschlossen, die insbesondere als vorzugsweise horizontales Förderband
ausgebildet ist. Dabei kann die Anschlussfördereinrichtung in vertikaler
Richtung unterhalb einer Zerkleinerungszone, vorzugsweise der gesamten
Zerkleinerungseinrichtung, angeordnet sein, so dass der zerkleinerte
Keramikabfall unter dem Einfluss der Schwerkraft auf die Anschlussfördereinrichtung
von der Zerkleinerungszone und/oder der Schneidmesserwellen fällt.
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Vorzugsweise
transportiert die Anschlussfördereinrichtung
den zerkleinerten Keramikabfall aus einem Ausgang eines Gerätegehäuses der
Zerkleinerungseinrichtung heraus.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist eine Förderoberseite
der Anschlussfördereinrichtung
in vertikaler Richtung insbesondere um wenige Zentimeter tiefer
als eine Förderoberseite
der Fördereinrichtung
angeordnet.
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Die
Erfindung betrifft auch eine keramikbe- oder -verarbeitende Vorrichtung,
insbesondere eine Keramikpresse, wie eine Ziegelpresse oder einen Keramikextruder.
Die Vorrichtung umfasst ein keramikabfallerzeugendes Werkzeug, wie
ein Ausstechmesser, einen Presskopf, eines Abschneiders oder dergleichen,
und eine erfindungsgemäße Anordnung zur
Rezirkulation von Keramikabfall.
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Weitere
Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch
die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand
der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ziegelpresse;
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2 eine
Stirnansicht der erfindungsgemäßen Ziegelpresse
nach 1;
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3 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ziegelpresse
nach den 1 und 2;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Untenteils der erfindungsgemäßen Ziegelpresse
entlang der Schnittlinie IV-IV nach 4; und
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5 eine
Detailansicht des Abschnitts V gemäß 4.
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Mit
den 1 bis 5 ist die erfindungsgemäße Ziegelpresse
im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen, wobei eine
erfindungsgemäße Anordnung
zur Rezirkulation von Keramikabfall der Ziegelpresse im Allgemeinen
mit der Bezugsziffer 3 versehen ist.
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Die
Ziegelpresse 1 hat einen bekannten Aufbau mit einem auf
dem Boden 5 einer Werkhalle feststehenden Maschinenrahmen 7,
an dem eine sechseckige Trommel 11 drehbar gelagert ist.
An den sechs Flachseiten der Trommel 11 sind Druckformen 13 für die Formgebung
von Ziegeln angeordnet. An der Oberseite der Ziegelpresse ist ein
Druckstempel 15 translatorisch vertikal relativ zum Maschinenrahmen 7 verlagerbar,
um eine Presskooperation mit den unteren Pressformen 13 zur
Formgebung der Ziegelpresse zu bilden.
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Nachdem
Formlinge an der Oberseite der Trommel gebildet sind, schwenkt die
Trommel um 60°.
In dieser geschwenkten Stellung nimmt eine nicht näher dargestellte
Greifeinrichtung die geformten Ziegelgrünlinge auf, wobei simultan
die überstehenden
Umfangsränder
der Grünlinge
mittels eines Ausstechmessers (nicht dargestellt) abgestochen werden.
Der abgestochene Keramikabfallrand fällt von der Trommel 11 insbesondere
von den Formlingen ab und fällt
in einen Pufferbehälter 21.
Der Pufferbehälter 21 hat
an einer Oberseite eine Durchfallöffnung 23, die sich
im Wesentlichen längs
der Längserstreckung
der Trommel 11 erstreckt, so dass sämtlicher Keramikabfall über die
Durchfallöffnung 23 in
den Pufferbehälter 21 fällt. Der
Pufferbehälter 21 hat
im Querschnitt eine Rechtecksform und wird von zwei Längswänden 25, 27 sowie
zwei Kurzwänden 29, 31 seitlich
begrenzt. Dabei können
die Längswände 25, 27 und
unter Umständen
auch die Kurzwände 29, 31 derart
geneigt sein, dass ein gezieltes Abfallen des Keramikabfalls auf
ein horizontales Förderband 35 möglich ist,
das den gesamten Boden des Pufferbehälters 21 bildet. Das
Förderband 35 hat
eine Förderrichtung,
welche durch den Pfeil F angedeutet ist.
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Wie
in den 4 und 5 ersichtlich ist, wird das
auf dem Förderband
liegende Abfallmaterial in Förderrichtung
F hin zu einem Dosierengpass 41 gefördert, an dem eine quantitative
Dosierung des Keramikabfalls durch das Zusammenspiel der Förderbandgeschwindigkeit
des Förderbands 35 und der
Dimensionierung des Dosierengpasses 41 realisiert ist.
Der Dosierengpass 41 ist durch eine vorbestimmt dimensionierte
Ausgangsöffnung
in der Kurzseitenwand 29 des Pufferbehälters 21 gebildet,
wie in 4 und 5 ersichtlich ist.
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Das
Förderband 35 ragt
durch die Ausgangsöffnung
hindurch, so dass der Keramikabfall vollständig aus dem Pufferbehälter 21 heraus
befördert
werden kann.
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Unmittelbar
benachbart dem Förderende 43 des
Förderbands 35,
das aus dem Pufferbehälter 21 herausragt,
ist eine Zerkleinerungseinrichtung 45, wie ein kleines
Schnitzelwerk, vorgesehen, welche durch zwei gegensinnig drehende
Schneidmesserwellen 47, 49 gebildet ist.
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Die
Zerkleinerungseinrichtung 45 hat eine Schneid- und Aufnahmemesserwelle 47,
deren Drehachse etwas unterhalb der Oberseite des Förderendes 43 liegt.
Das an dem Förderende 43 ankommende
Abfallmaterial fällt
unter dem Einfluss der Schwerkraft in den Eingriff der Messer der
Schneidmesser- und Aufnahmewelle 47, welche den Keramikabfall
in die Schneidzone 51 befördert, die durch den Eingriff der
beiden Schneidmesserwellen 47, 49 definiert ist. Das
nicht dargestellte zerkleinerte Keramikabfallmaterial fällt unter
dem Einfluss der Schwerkraft auf ein horizontales Anschlussförderband 53,
das den zerkleinerten Keramikabfall in Förderrichtung F zu einem Ausgang 57 transportiert,
der in einem Gerätegehäuse 61 für die Zerkleinerungseinrichtung 45 vorgesehen
ist.
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Eine
Drehachse der Schneidmesserwelle 49 liegt in Vertikalrichtung
oberhalb eines oberen Abschnitts des Förderendes 43 des Förderbands 35. Die
Schneidzone 51 liegt im Wesentlichen auf dem gleichen Niveau
wie der obere Abschnitt des Förderendes 43 des
Förderbandes 35.
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Der
Pufferbehälter 21 sowie
das Gerätegehäuse 61 bilden
in Gesamtheit eine Gehäusestruktur, deren
Breiten- und Längsabmessung
nicht größer als die
Breiten- und Längsabmessung
der darüber
angeordneten Ziegelpresse ist.
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Wie
in 1 ersichtlich ist, ist die Fördereinrichtung 35 sowie
das Anschlussförderband 53 innerhalb
eines unterirdischen Kanals 65 untergebracht, der eine
Rückförderung
in den Verarbeitungsprozess der Ziegelpresse zulässt, was in den Figuren nicht näher dargestellt
ist.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung
der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein.
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- 1
- Ziegelpresse
- 3
- Keramikabfall
- 5
- Boden
- 7
- Maschinenrahmen
- 11
- Trommel
- 13
- untere
Pressformen
- 15
- Druckstempel
- 21
- Pufferbehälter
- 23
- Durchfallöffnung
- 25,
27
- Längswand
- 29,
31
- Kurzwand
- 35
- Förderband
- 41
- Dosierengpass
- 43
- Förderende
- 45
- Zerkleinerungseinrichtung
- 47
- Aufnahme-
und Schneidmesserwelle
- 49
- Schneidmesserwelle
- 51
- Schneidzone
- 53
- Anschlussförderband
- 57
- Ausgang
- 61
- Gerätegehäuse
- 65
- unterirdischer
Kanal
- F
- Förderrichtung