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Die
Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für mit Fremdkörpern belastete
mineralische Feststoffe, insbesondere einen Tonreiniger mit zumindest
einer Förderschnecke,
und mit einem ausgangsseitigen Siebkorb, welcher die Fremdkörper zurückhält, wobei
der Siebkorb zumindest vor einer Fremdkörper-Fangvorrichtung einen in Förderrichtung
abnehmenden Querschnitt aufweist und einen Trichterbereich definiert.
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Eine
derartige Reinigungsvorrichtung bzw. ein Tonreiniger der eingangs
beschriebenen Ausführungsform
ist Gegenstand der
DE
298 03 827 U1 . Solche Tonreiniger sind erforderlich, um
in natürlich vorkommenden
mineralischen Feststoffen zwangsläufig vorhandene Fremdkörper, beispielsweise Äste, Steine
etc. auszusondern. Neben solchen Tonreinigern mit Siebkorb existieren
auch andere Reinigungsvorrichtungen für Ton, so genannte Doppelwellensiebmischer,
bei denen ein plattenförmiges
Sieb hin- und herbewegt wird und mit Hilfe einer Räumvorrichtung
von den daran haftenden Fremdkörpern
befreit wird (vgl.
DE
203 02 003 U1 ).
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Insbesondere
die letztgenannte Reinigungsvorrichtung stößt dort an Grenzen, wo es darum
geht, den Ton besonders umfassend von Fremdkörpern zu reinigen und Fremdkörper mit
kleinem Durchmesser auszusondern. Deshalb greift man in der Praxis
zunehmend auf die gattungsbildende Reinigungsvorrichtung entsprechend
der
DE 298 03 827
U1 zurück, welche
sich grundsätzlich
bewährt
hat.
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Ein
Problem stellen jedoch in diesem Zusammenhang im Ton bzw. allgemein
in dem mineralischen Feststoff befindliche Fremdkörper dar,
die bei ihrem Transport entlang des Siebkorbes hin zur Fremdkörper-Fangvorrichtung
von der im Innern befindlichen Förderschnecke
zermahlen bzw. zerkleinert werden.
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Denn
diese zerkleinerten Feststoffe können durch
die üblicherweise
im Siebkorb befindlichen umfangsseitigen Siebschlitze in den gereinigten
Ton austreten und führen
zu einer unerwünschten
Verschmutzung. Solche Fremdkörper
bzw. Verschmutzungen sind besonders vor dem Hintergrund zu vermeiden,
dass aus dem gereinigten Ton zunehmend Ziegelsteine mit immer filigraneren
Stegausbildungen gefertigt werden, um besonders hohe Wärmedämmwerte
zu erreichen. Je dünner
die fraglichen Stege, desto mehr spielen natürlich im Ton befindliche Fremdkörper und
insbesondere deren Größe eine
Rolle. Hier setzt die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung
der eingangs beschriebenen Ausführungsform
so weiter zu entwickeln, dass die Reinigungswirkung insgesamt verbessert
ist.
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Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer
gattungsgemäßen Reinigungsvorrichtung
für mit
Fremdkörpern
belastete mineralische Feststoffe, insbesondere bei einem Tonreiniger
der eingangs beschriebenen Ausgestaltung, vor, dass dem Trichterbereich
ein Expansionsbereich mit wachsendem Querschnitt des Siebkorbes
vorgeschaltet ist.
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Das
heißt,
der Siebkorb verfügt
erfindungsgemäß über wenigstens
zwei exponierte Bereiche, nämlich
den Trichterbereich und den Expansionsbereich. Dem Siebkorb im Ganzen
ist eine Tonzuführvorrichtung
vorgeschaltet, welche den mit den Fremdkörpern belasteten Ton bzw. die
mineralischen Feststoffe in den Siebkorb fördert. Dafür sorgt die regelmäßig von
der Tonzuführvorrichtung
bis in den Siebkorb reichende Förderschnecke.
An den Expansionsbereich mit wachsendem Querschnitt des Siebkorbes
schließt
sich unmittelbar der Trichterbereich mit abnehmendem Querschnitt
des Siebkorbes an. Endseitig des Trichterbereiches ist die Fremdkörper-Fangvorrichtung
vorgesehen, um die von dem Siebkorb im Ton zurückgehaltenen Fremdkörper zu sammeln,
welche von der Förderschnecke
entlang des Siebkorbes in Förderrichtung
transportiert werden.
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In
der Regel folgt auch der Querschnitt der Förderschnecke bzw. derjenige
ihres Schneckengewindes der Querschnittsausbildung des Siebkorbes. D.h.,
im Expansionsbereich verfügt
die Förderschnecke
bzw. ihr Schneckengewinde über
einen in Förderrichtung
zunehmenden Querschnitt, während
der Querschnitt des Schneckengewindes im Trichterbereich in Förderrichtung
abnimmt. Meistens ist der Expansionsbereich wenigstens doppelt so
lang im Vergleich zum Trichterbereich ausgeführt. Außerdem hat es sich bewährt, wenn
der jeweilige Gradient der Querschnittsänderung, d. h. die Änderung
des Querschnittes pro Längeneinheit
in Axialrichtung, von Siebkorb und ggf. Förderschnecke im Trichterbereich größer als
im Expansionsbereich ist. Auf diese Weise kann der mit Hilfe der
Förderschnecke
geförderte
Ton im Expansionsbereich langsam expandieren, zumal hier eine meistens
doppelte Expansionslänge
im Vergleich zur Trichterlänge
zur Verfügung
steht. Dagegen wird der Ton im Trichterbereich relativ stark komprimiert,
so dass ein ausreichender Gegendruck aufgebaut wird, damit der von
der Förderschnecke
in Förderrichtung
geförderte
Ton radial aus Sieböffnungen
des Siebkorbes austritt und auch austreten kann.
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Diese
im Siebkorb umfangsseitig vorgesehenen Sieböffnungen sind regelmäßig als
Siebschlitze ausgeführt
und verlaufen in Förderrichtung.
Sie mögen über eine
Spaltbreite von ca. 3 mm bis 4 mm verfügen, wobei die Länge der
Siebschlitze in Förderrichtung
ca. 50 bis 80 mm beträgt.
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Da
sowohl der Expansionsbereich als auch der Trichterbereich des Siebkorbes
in der Regel als jeweilige Kegelstümpfe ausgebildet sind, folgen
auch die Siebschlitze in Förderrichtung
dem jeweiligen Kegelwinkel des aus zwei Kegelstumpfbereichen zusammengesetzten
Siebkorbes. Die beiden Kegelstümpfe
schließen
dabei unmittelbar aneinander an.
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In
diesem Zusammenhang hat es sich ferner bewährt, wenn der Siebkorb gegenläufig zur
Förderschnecke
rotiert. Denn dadurch wird der Austrag des gereinigten Tones aus
den Siebschlitzen insgesamt verbessert. Dieser aus den Siebschlitzen
austretende gereinigte Ton wird von einer unterhalb des Siebkorbes
vorgesehenen Fördervorrichtung
gesammelt. Hierbei mag es sich vorteilhaft um ein Förderband handeln,
welches den gereinigten Ton zur anschließenden Weiterverarbeitung transportiert.
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Schließlich ist
es vorteilhaft, wenn sich die Förderschnecke
insgesamt gegenüber
dem Siebkorb axial verstellen lässt.
Denn dadurch kann ggf. am Kranz des Schneckengewindes der Förderschnecke zu
verzeichnender Verschleiß ausgeglichen
werden, indem die Förderschnecke
entsprechend nachgestellt wird. Das kann manuell oder auch automatisch erfolgen.
Ebenso lässt
sich die Fremdkörper-Fangvorrichtung
manuell oder automatisch betreiben. In letztgenanntem Fall sorgt
beispielsweise eine hydraulische Zylindervorrichtung dafür, dass
eine Klappe an der Fremdkörper-Fangvorrichtung
je nach Verschmutzungsgrad oder in entsprechenden Zeitzyklen geöffnet und
geschlossen wird, um die in der Fremdkörper-Fangvorrichtung gesammelten
Fremdkörper auszutragen.
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Insgesamt
zeichnet sich die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung
durch eine besonders effiziente Reinigungswirkung aus. Diese lässt sich besonders
auf den dem Trichterbereich vorgeschalteten Expansionsbereich des
Siebkorbes zurückführen. Denn
dieser Expansionsbereich stellt sicher, dass die im mineralischen
Feststoff vorhandenen Fremdkörper
von dem Schneckengewinde der Förderschnecke
nicht zermahlen oder zerkleinert werden, sondern vielmehr im Innern
entlang des Siebkorbes in Förderrichtung
einen Transport erfahren. Der im Expansionsbereich aus den Siebschlitzen austretende
Ton bzw. die mineralischen Feststoffe sind also praktisch nicht
mit zerkleinerten Fremdkörpern
belastet. Nicht zerkleinerungsfähige
Fremdkörper
werden ohnehin vom Siebkorb zurückgehalten.
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Im
anschließenden
Trichterbereich wird zwar ein hoher Gegendruck im Vergleich zum
in Förderrichtung
aufgebauten Druck aufgebaut. Dieser Gegendruck führt aber nicht dazu, dass die
bis hierhin transportierten Fremdkörper zerkleinert werden. Sondern
diese können
mehr oder minder unbeschadet die Fangvorrichtung am Ende des Trichterbereiches
erreichen. Gleichzeitig stellt der aufgebaute Gegendruck sicher,
dass der in Axialrichtung bzw. Förderrichtung
geförderte
Ton radial nach außen
aus den Siebschlitzen austritt. Hierin sind die wesentlichen Vorteile
zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert;
es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung
schematisch und
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2 einen
Längsschnitt
durch die Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 im Bereich des Siebkorbes.
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In
den Figuren ist eine Reinigungsvorrichtung für mit Fremdkörpern belastete
natürlich
vorkommende mineralische Feststoffe dargestellt. Vorliegend handelt
es sich um einen Tonreiniger, welcher zur Reinigung von Ton eingesetzt
wird, der beispielsweise im Anschluss hieran zu Ziegelsteinen verarbeitet
werden soll.
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Die
Reinigungsvorrichtung verfügt
in ihrem grundsätzlichen
Aufbau über
eine Förderschnecke 1 und
einen ausgangsseitigen Siebkorb 2. Die Förderschnecke 1 erstreckt
sich wenigstens von einer Tonaufgabevorrichtung 3, einer
daran anschließenden Tonzuführvorrichtung 4 bis
hin zu einer endseitig des Siebkorbes 2 vorgesehenen Fremdkörper-Fangvorrichtung 5.
In der Fremdkörper-Fangvorrichtung 5 sammeln
sich die im Ton befindlichen und auszusondernden Fremdkörper (beispielsweise
Steine, Holz etc.).
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Ein
Antrieb 6 sorgt dafür,
dass die Förderschnecke 1 um
ihre Achse A rotiert und folglich der über die Tonaufgabevorrichtung 3 zugeführte Ton
zur Tonzuführvorrichtung 4 weitertransportiert
wird und schließlich
in den Siebkorb 2 gelangt, welcher die im Ton befindlichen
Fremdkörper
aussondert. Dazu verfügt
der Siebkorb 2 über
umfangsseitige Sieböffnungen,
die als Siebschlitze 7 ausgestaltet sind und die eingangs
beschriebenen Dimensionen aufweisen mögen. Wandseitig in der Tonzuführvorrichtung 4 vorgesehene
Nuten 8 sorgen dafür,
dass die Tonförderung
insgesamt erleichtert ist.
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Man
erkennt, dass der Siebkorb 2 im Wesentlichen in zwei Bereiche 2a, 2b unterteilt
ist. Zunächst
einmal findet sich in Förderrichtung
F unmittelbar vor der Fremdkörper-Fangvorrichtung 5 ein Trichterbereich 2a mit
in Förderrichtung
F abnehmendem Querschnitt des Siebkorbes 2. Dagegen ist ein
dem Trichterbereich 2a vorgeschalteter Expansionsbereich 2b mit
wachsendem Querschnitt des Siebkorbes 2 in Förderrichtung
F ausgerüstet.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels
und nicht einschränkend
verfügt
die Förderschnecke 1 bzw.
deren Schneckengewinde 9 über einen vergleichbaren Querschnittsverlauf.
D. h., das fragliche Schneckengewinde 9 besitzt im Expansionsbereich
einen wachsenden Querschnitt, während
der Querschnitt des Schneckengewindes 9 im Trichterbereich 2a abnimmt.
Sowohl der Trichterbereich 2a als auch der Expansionsbereich 2b sind
jeweils kegelstumpfartig ausgebildet. Über eine entsprechende Gestaltung verfügt eine
Einhüllende,
welche entlang eines Kranzes des Schneckengewindes 9 der
Förderschnecke 1 verläuft. D.
h., das Schneckengewinde 9 bzw. dessen Kranz beschreibt
ebenfalls zwei kegelstumpfartige Raumkörper entsprechend dem Trichterbereich 2a und
dem Expansionsbereich 2b.
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Anhand
der 2 erkennt man, dass eine den Expansionsbereich 2b charakterisierende
Expansionslänge
E in etwa doppelt so lang ausgelegt ist wie eine Länge T des
Trichterbereiches 2a. Außerdem wird unmittelbar deutlich,
dass der Gradient der Querschnittsänderung des Siebkorbes 2 und
ggf. der Förderschnecke 1 im
Trichterbereich 2a größer als der
zugehörige
Gradient im Expansionsbereich 2b ist. Letztlich drückt sich
dieser Gradient im zugehörigen
Kegelwinkel α, β der korrespondierenden
Kegelstümpfe
aus, d. h. es gilt: β > α.
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β charakterisiert
hierbei den Kegelwinkel des Kegelstumpfes des Trichterbereiches 2a,
wohingegen α den
Kegelwinkel des zum Expansionsbereich 2b korrespondierenden
Kegelstumpfes darstellt. Die Sieböffnungen bzw. Siebschlitze 7 verlaufen
in der Förderrichtung
F und folgen dem jeweiligen Kegelwinkel α, β des kegelstumpfartig ausgebildeten
Siebkorbes 2. – Man
erkennt schließlich,
dass beide Kegelstümpfe
unmittelbar aneinander anschließen.
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Ein
Antrieb 10 für
den Siebkorb 2 sorgt dafür, dass der Siebkorb 2 gegenläufig zur
Förderschnecke 1 rotiert.
Dadurch wird der Austrag des gereinigten Tones durch die Siebschlitze 7 verbessert.
Außerdem
lässt sich
die Förderschnecke 1 gegenüber dem Siebkorb 2 axial,
d. h. in Richtung ihrer Achse A, verstellen, und zwar manuell und/oder
automatisch. Dadurch kann ggf. an dem Kranz des Schneckengewindes 9 der
Förderschnecke 1 auftretender
Verschleiß ausgeglichen
werden. Denn eine solche Axialverstellung korrespondiert dazu, dass
ein Abstand B zwischen dem besagten Kranz des Schneckengewindes 9 und
einer Innenseite des Siebkorbes 2 eine Variation erfährt. – Eine unterhalb
des Siebkorbes 2 vorgesehene Fördervorrichtung 11 in
Gestalt eines Förderbandes sorgt
dafür,
dass der gereinigte Ton zur weiteren Verarbeitung transportiert
werden kann.