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Die Erfindung betrifft einen Vibrations-Rundtrockner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, umfassend einen Behälter, der auf einem Grundgestell federnd gelagert ist und von einer Schwingeinheit in Vibrationen versetzt werden kann, einen in dem Behälter vorgesehenen Arbeitskanal, und eine Heizeinrichtung zur Erwärmung von Trocknungsmittel und Werkstücken, die sich in dem Arbeitskanal befinden.
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Derartige Vibrations-Rundtrockner sind grundsätzlich bekannt und dienen dazu, Werkstücke, vornehmlich Metalle aller Art, in dem Arbeitskanal durch die Maschinenbewegung zu trocknen, umzuwälzen und leicht zu polieren. Das Trocknungsmittel nimmt Feuchtigkeits-/Restschmutz-Einschleppungen auf, und sorgt dafür, dass die Werkstückoberflächen fleckenfrei sind. Dies kann innerhalb von z.B. 1,5 - 3 Minuten, im einmaligen Durchlauf oder chargenweise, zeitlich kontrolliert gesteuert werden. Während die Werkstücke sich in loser Schüttung im Arbeitskanal des Trockners bewegen, stellt das Trocknungsmittel eine Einbettung dieser dar und verhindert so eine direkte Werkstückberührung, welche bei empfindlichen Werkstücken zu eine Berührung/Beschädigung führen könnte. Die Absorption von Flüssigkeitsresten sowie von Verschmutzungen wird so lange gewährleistet, bis das Trocknungsmittel bzw. Trocknungsmedium, beispielsweise Maiskolbenschrot, Naturkerneschrote oder dgl., vollgesaugt, feucht, und zunehmend verschmutzt ist. Deshalb wird Wärme eingesetzt, um das Medium ständig aufnahmebereit zu halten, wobei allerdings eine energiesparende Anlagentechnik zunehmend Bedeutung erlangt, insbesondere wenn Maschinen nahezu den ganzen Tag ohne Unterbrechung arbeiten, wie es häufig bei Werkstück-Trocknungsanlagen der Fall ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vibrations-Rundtrockner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit dem bei kostengünstiger Herstellung ein energieeffizienter Betrieb möglich ist, wobei gleichzeitig die Gefahr einer Beschädigung des Trocknungsmittels verhindert und ein störungsfreier Betrieb sichergestellt sein soll.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass bei einem Vibrations-Rundtrockner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die Heizeinrichtung wärmeleitend an dem Behälter montiert ist.
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Im Gegensatz zu bekannten Lösungen, bei denen beispielsweise eine Heizspirale am nicht vibrierenden Grundgestell oder freistehend befestigt ist, um Wärme mittels Konvektion auf das Trocknungsmittel zu übertragen, erfolgt erfindungsgemäß die Erwärmung des Trocknungsmittels bzw. der Werkstücke durch Wärmeleitung. Überraschenderweise hat sich nämlich herausgestellt, dass eine Befestigung der Heizeinrichtung an dem vibrierenden Behälter entgegen herkömmlicher Vorstellungen einen störungsfreien Betrieb ermöglicht, wobei gleichzeitig eine wesentlich effizientere Übertragung der Wärme auf das im Arbeitskanal befindliche Trocknungsmittel erfolgen kann. Im Gegensatz zu im Stand der Technik auch verwendeten Heizgebläsen oder aber Heizwendeln, die von dem Trocknungsmittel durchströmt werden, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung weder ein Staub aufwirbelnder Luftstrom produziert noch besteht die Gefahr, dass Trocknungsmittel, Werkstücke oder Bruchstücke verklemmen, verkleben oder angeröstet werden bzw. in Brand geraten.
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Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich sehr kostengünstig umsetzen und ermöglicht eine sehr genaue Steuerung der in das Trocknungsmittel eingebrachten Wärmeenergie. Die Heizeinrichtung weist zumindest einen Wärmeleitblock auf, in den zumindest ein Heizstab eingebettet ist. Dadurch ist einerseits eine robuste Lösung geschaffen, die ohne Störungen im Betrieb an dem vibrierenden Behälter betrieben werden kann. Gleichzeitig ist durch den Wärmeleitblock dafür gesorgt, dass die Wärme von dem Heizstab großflächig auf den Behälter bzw. auf den Boden des Arbeitskanals übertragen wird. Schließlich ist durch das Einbetten des Heizstabs in den Wärmeleitblock dafür gesorgt, dass Verschmutzungen, Fremdteile und Staub nicht auf den Heizstab gelangen können, was einen störungsfreien Betrieb über lange Zeit sicherstellt.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen beschrieben.
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Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann die Heizeinrichtung an der Unterseite des Arbeitskanals montiert sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders effiziente Wärmeübertragung an den Arbeitskanal und damit auf das Trocknungsmittel, wobei die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung und nicht durch Konvektion oder Strahlung erfolgt. Konstruktiv lässt sich eine einfache Lösung schaffen, wenn die Heizeinrichtung an der Unterseite einer ebenen Bodenplatte des Arbeitskanals montiert ist. Alternativ oder zusätzlich könnte die Heizeinrichtung auch an einer Seitenwand des Arbeitskanals montiert sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Arbeitskanal einen ebenen Abschnitt und einen schraubengangförmig ansteigenden Abschnitt aufweisen, wobei die Heizeinrichtung nur im Bereich des ebenen Abschnitts des Arbeitskanals vorgesehen ist. Dies erleichtert die Herstellung der Heizeinrichtung, da diese in diesem Fall auch mit ihrer Montagefläche eben ausgebildet werden kann. Alternativ oder zusätzlich könnte die Heizeinrichtung jedoch auch an dem schraubenförmig ansteigenden Abschnitt des Arbeitskanals montiert sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in dem Wärmeleitblock ein Temperaturfühler eingebettet sein, um die Temperatur im Bereich des Heizstabs zu überwachen und sicherzustellen, dass dieser in Funktion ist und nicht überhitzt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Wärmeleitblock eine diesen durchdringende Aussparung aufweisen, in der ein Lagerteil des Behälters angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Wärmeleitblock somit auch in Bereichen montiert werden, in denen ansonsten ein großflächiges Anliegen des Wärmeleitblocks nicht möglich wäre. Durch Vorsehen der Aussparung lässt sich der Wärmeleitblock jedoch in Bereichen befestigen, die ansonsten für Lagerteile des Behälters, beispielsweise zur Lagerung von Federn des Behälters, vorgesehen sind.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Heizeinrichtung mit dem Behälter über eine Fläche von mindestens 150 cm2, insbesondere von mindestens 300 cm2, und insbesondere von mindestens 500 cm2 wärmeleitend verbunden sein. Durch derartig große Wärme leitende Übertragungsflächen kann eine sehr gute Wärmeübertragung erzielt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann im Boden des Arbeitskanals zumindest ein Temperatursensor vorgesehen sein, um die Prozesssteuerung zu optimieren. Durch eine solch direkte Messung lässt sich die Temperatur des Trocknungsmittels unmittelbar und genau erfassen, so dass die Heizeinrichtung mit hoher Effizienz und auch schnell reagierend gesteuert bzw. geregelt werden kann.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Heizeinrichtung mehrere Heizmodule umfassen, die insbesondere von einer Steuerung unabhängig voneinander angesteuert und überwacht sind. Mit dieser Ausführungsform lässt sich nicht nur eine sehr genaue und abgestufte Übertragung von Wärme auf das Trocknungsmittel erzielen. Vielmehr kann durch die unabhängige Ansteuerung und Überwachung auch ein Betrieb der Anlage fortgesetzt werden, wenn eines der Heizmodule ausgefallen sein sollte.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Behälter im Bereich des Arbeitskanals mit einer Wärmedämmung versehen sein. Hierdurch lässt sich einerseits die Energieeffizienz erhöhen. Andererseits kann durch eine solche Wärmedämmung auch dafür gesorgt werden, dass sich ein Bediener nicht versehentlich an Maschinenteilen verbrennt.
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Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn der Arbeitskanal an seiner Oberseite mit einer Abdeckung versehen ist, da hierdurch der Wärmeverlust verringert werden kann.
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Wenn der Behälter im Bereich des Arbeitskanals zumindest teilweise mit einer wärmedämmenden Verschleißschutzschicht versehen ist, beispielsweise mit einer Beschichtung aus Keramik oder Polytetrafluorethylen, lässt sich zusätzlich zur Wärmedämmung auch eine erhöhte Standzeit erreichen.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Draufsicht auf einen Vibrations-Rundtrockner;
- 2 eine Ansicht von unten auf den Vibrations-Rundtrockner von 1;
- 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von 2;
- 4 eine Draufsicht auf eine Heizeinrichtung; und
- 5 eine perspektivische Ansicht der Heizeinrichtung von 4.
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Der in 1 dargestellte Vibrations-Rundtrockner weist einen grundsätzlich kreiszylindrischen Behälter 10 auf, der auf einem in den Figuren nicht dargestellten Grundgestell federnd gelagert ist. Der Behälter 10 kann von einer in einem Innenraum 12 des Behälters 1 angeordneten Schwingeinheit, beispielsweise ein Elektromotor mit Exzenter, in Vibrationen versetzt werden, so dass der gesamte Behälter gegenüber dem Grundgestell vibriert bzw. schwingt.
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Im Inneren des Behälters 10 ist ein grundsätzlich ringförmiger Arbeitskanal 14 vorgesehen, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen ebenen Abschnitt 16 und einen schraubengangförmig ansteigenden Abschnitt 18 aufweist. Der Arbeitskanal könnte jedoch auch insgesamt eben ausgebildet sein. Über eine seitlich angebrachte Zuführung können Trocknungsmittel und Werkstücke in den Beginn des ebenen Abschnitts 16 des Arbeitskanals 18 eingebracht werden. Durch das Vibrieren des Behälters 10 bewegen sich dann Trocknungsmittel und Werkstücke im Uhrzeigersinn in Richtung des schraubengangförmig ansteigenden Abschnitts 18 und werden bis zum Ende dieses schraubengangförmigen Abschnitts 18 gefördert. Am Ende dieses Abschnitts 18 fallen Trocknungsmittel und/oder Werkstücke über eine Stufe 22 wieder nach unten auf den ebenen Abschnitt 16 des Arbeitskanals. Alternativ können die Werkstücke durch Einsetzen eines Austragssiebes, eines Magneten, eines Linearschwingers oder dgl. durch einen Auslass 24 wieder ausgeschleust werden. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Öffnung, in die ein Sieb eingesetzt werden kann.
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Wie 3 verdeutlicht, ist der Arbeitskanal 14 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in seinem unteren Bereich im Querschnitt trapezförmig ausgebildet. Hierbei ist die Bodenplatte 28 im ebenen Abschnitt 16 des Arbeitskanals planar. Im schraubengangförmig ansteigenden Abschnitt 18 des Arbeitskanals ist die Bodenplatte 30 hingegen gekrümmt. Der Arbeitskanal könnte jedoch auch im Querschnitt rund, oval oder rechteckig, oder insgesamt schraubenlinienförmig ansteigend ausgebildet sein.
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Wie weiterhin die 2 und 3 verdeutlichen, ist an der Unterseite des Behälters 10 eine Heizeinrichtung 32 wärmeleitend montiert, die in 4 und 5 näher dargestellt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Heizeinrichtung 32 gezeigt. Es können jedoch auch mehrere Heizeinrichtungen 32 insbesondere an der Unterseite der ebenen Bodenplatte 28 des Arbeitskanals 14 montiert sein.
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Die Heizeinrichtung 32 ist als Modul ausgebildet und weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen in Draufsicht gekrümmten Wärmeleitblock 34 aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Aluminium, auf, in den ein schlangenförmiger Heizstab 36 eingebettet ist. Hierfür ist in dem Wärmeleitblock 34 eine Nut eingearbeitet bzw. ein Kanal eingefräst, in die bzw. in den der Heizstab 36 eingelegt ist. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung kann die Nut zusätzlich mit Wärmeleitpaste verfüllt sein. Auch kann die Wärmeleitfläche des Wärmeleitblocks mit einem die Wärmeleitung erhöhenden Mittel, beispielsweise mit Wärmeleitpaste, einer Kupferfolie, einem Flies oder dgl. versehen sein.
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Die Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung zu dem Behälter erfolgt also mittels Wärmeleitung, d.h. durch Wärmeübertragung zwischen Festkörpern, nämlich von dem Wärmeleitblock 34 zu der Bodenplatte des Arbeitskanals, und nicht durch Strahlung oder Konvektion, was einen hohen Wirkungsgrad möglich macht.
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In einer weiteren Nut des Wärmeleitblocks 34 ist ein Temperaturfühler 38 eingebettet, wobei die Zuleitung des Temperaturfühlers 38 sowie die beiden Enden des Heizstabs 36 mit Hilfe einer Durchführung 40 aus dem Wärmeleitblock 34 herausgeführt sind. Für einen elektrischen Anschluss des Heizstabs 36 und des Temperaturfühlers 38 dient ein elektrischer Anschlussstecker 42.
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Wie 4 ferner verdeutlicht, sind in dem Wärmeleitblock 34 mehrere Montagebohrungen 44 vorgesehen, die es ermöglichen, den Wärmeleitblock bzw. das Heizmodul beispielsweise mit Hilfe von Stehbolzen flächig mit gutem Wärmekontakt wärmeleitend an der Unterseite des Bodens 28 des Arbeitskanals 14 zu befestigen. Weiterhin weist der Wärmeleitblock 34 eine diesen durchdringende kreisförmige Aussparung 46 auf. Diese Aussparung 46 ermöglicht die Montage der Heizeinrichtung 32 derart, dass ein Lagerteil des Behälters 10 zur Aufnahme der Lagerfedern (nicht dargestellt) im Bereich der Aussparung angeordnet werden kann.
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4 verdeutlicht, dass der Heizstab 36 unter Berücksichtigung der Montagebohrungen 44 und der Aussparung 46 schlangenlinienförmig innerhalb des Wärmeleitblocks 34 angeordnet ist, um eine großflächige und optimierte Wärmeübertragung zu erzielen. Weiterhin weist der Wärmeleitblock eine vergleichsweise große Fläche von mindestens 150 cm22, insbesondere von mindestens 300 cm2, und insbesondere von mindestens 500 cm2 auf, über welche die Heizeinrichtung 32 mit dem Behälter 10 wärmeleitend verbunden ist.
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Für eine optimierte Prozesssteuerung kann in dem Arbeitskanal zumindest ein Temperatursensor 50 (2) vorgesehen sein, der die Ist-Temperatur im Trockenmedium überwacht. Weiterhin kann eine Steuerung vorgesehen sein, welche mehrere der in 4 und 5 dargestellten Heizmodule unabhängig voneinander ansteuert und überwacht.
