DE2145440A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken - Google Patents
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Description
BE 14 751
Von Roll AG7 Gerlafingen / Schweiz
Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
von Blöcken, insbesondere von Blockanoden, aus Granulaten, bei der die Granulate in einem mehrteiligen Behälter
einer Vibrationsbehandlung unterworfen und zu Blöcken verdichtet werden.
Es ist bekannt, aus Granulaten durch eine Vibrationsbehandlung Blöcke herzustellen. Hierzu werden gefederte Tische verwendet,
auf welchen die Form befestigt wird. Am Rütteltisch sind mindestens zwei rotierende Unwuchten angeordnet, deren Unwuchten
beispielsweise so angeordnet sind, dass sich ihre horizontalen Komponenten aufheben. Während bei kleineren Rütteltischen der
Elektromotor für den Antrieb der rotierenden unwuchten ebenfalls
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am Rütteltisch befestigt ist, werden bei grösseren Rütteltischen die Unwuchten über Gelenkwellen von ausserhalb des
Rütteltisches angeordneten Kraftmaschinen angetrieben. Durch die Rotation der unwuchten entsteht eine im wesentlichen harmonische
Schwingung des Rütteltisches, wobei das in die Form eingefüllte Granulat zu einem kompakten Block gerüttelt wird. Die
beim Rütteln auftretende Verdichtung des Granulates ist einerseits von der Frequenz und andererseits von der Amplitude der
Vibrationen abhängig.
Durch die Gelenkwellenantriebe der am Rütteltisch rotierbar befestigten unwuchten, die praktisch ausschliesslich bei
Rütteltischen höherer Leistung angewandt werden, benötigt man für die Anordnung des Antriebes verhältnismässig viel
Platz, da die Gelenkwellen eine genügende Länge zur Kompensation der Rütteltischbewegungen aufweisen müssen. Zwar
kann die Frequenz durch Aenderung der Drehzahl und auch die Amplitude in gewissen Grenzen verändert werden, jedoch bleibt
die dieser Antriebsart eigene harmonische Schwingungsbewegung erhalten. Harmonische Vibrationen sind jedoch bezüglich der
Verichtungswirkung weniger wirkungsvoll wie nichtharmonische Schwingungen, beispielsweise Stösse oder Schläge mit ausgeprägtem
Energiemaximum.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken durch eine Vibrationsbehandlung
zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Vibrationseinrichtungen vermeidet und die wenig Platz für die Energiequelle
benötigt, die zudem beliebig angeordnet werden kann. Weiter soll die Vorrichtung Schlag- und Stosswirkungen auf
das zu verdichtende Granulat ausüben können, d.h. nichtharmonische Bewegungen ausführen können, und sowohl bezüglich
der Frequenz und/oder des Hubes als auch bezüglich des Kraftverlaufes steuerbar sein.
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Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung
der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch die Anordnung einer aus mindestens einem Vibrator bestehenden
Vibrationseinrichtung in Wirkverbindung mit mindestens einem der den Behälter bildenden Teile, wobei der Vibrator eine
ausschliesslich in Richtung der Achse des Behälters wirkende Stoss*- und/oder Schlagwirkung ausübt, dessen Energie über
Leitungen von aussen zugeführt und bezüglich seines Hubes und/oder seiner Frequenz, inklusive Frequenz Null, von aussen
steuerbar ist.
Durch diese Lösung erhält man eine Freizügigkeit in Bezug auf die Anordnung der Energiequelle und benötigt nur wenig Platz,
da die Energie in hochkonzentrierter Form der in der Vorrichtung angeordneten Vibriereinrichtung zugeführt werden kann.
Die Erfindung ist beispielsweise in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken, und
Fig. 2a eine schematische Darstellung teilweise in Blockdarstellung,
eines ölhydraulischen Verdichter-Vibrators für Granulate mit elektronischer Programmierung der
Vorschubgeschwindigkeit der Amplitude, der Frequenz und der Schwingungs-Form.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung kann eine Presse oder eine andere geeignete Anlage sein, in welcher mit Hilfe durch einen
Boden 201 und eine Kokille 202 ein Behälter gebildet wird, in den das Granulat 203 in nicht dargestellter Weise eingebracht
wird. Der Boden 201 ist an einem Ständer 204 befestigt, der seinerseits sich auf einen Sockel 205 in nicht dargestellter
Weise abstützt. Die Abstützung kann federnd oder fest sein.
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Auf den Boden 201 wirkt eine gestrichelt dargestellte, im Ständer 204 und im Sockel 205 untergebrachte Vibrationseinrichtung
206. Die Vibrationseinrichtung 206 besteht aus mindestens einem Vibrator, der nur in einer einzigen Richtung
Stoss- und/oder Schlagbewegungen ausführt, beispielsweise in der vorliegenden Figur nur in vertikaler Richtung. Damit ist
es möglich, auch einen einzigen Vibrator anzuwenden, was aus Platzgründen wie auch aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft
sein kann. Neben der vom Vibrator nur in einer einzigen Richtung ausgeübten Stoss- und Schlagwirkung ist für den vorliegenden
Vibrator wesentlich, dass er eine von einer im wesentlichen harmonischen Bewegung abweichende Bewegung ausführt.
Mit 207 ist eine Energiequelle schematisch dargestellt, die die für den Betrieb des Vibrators notwendige Energie liefert. Diese
Energie kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch sein. Die Energie wird von der Energiequelle 207 über eine Leitungsverbindung
20 8 einer Steuerung 209 und hierauf über eine Leitungsverbindung 211 dem Vibrator zugeführt. Die Anordnung der Leitungsverbindungen,
wie auch der Steuerung, ist beliebig und entsprechend den örtlichen Verhältnissen anpassbar.
Die Steuerung 209 weist eine Betätigung 210 auf, die manuell
oder über einen Programmgeber erfolgt.
Der Vibrator kann als Kolbenaggregat ausgebildet sein, dessen Massen relativ zueinander durch die über die Leitungsverbindungen
208, 211 zugeführte Energie bewegt werden. Hierbei kann eine dieser Massen mit dem Boden 201 fest oder elastisch verbunden
sein.
Wirkt am Boden 201 und am Deckel 212 eine Vibrationseinrichtung, so kann die Verdichtungswirkung dadurch verstärkt werden, dass
der Boden und der Deckel gegengleiche Bewegungen ausführen.
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Eine Verstärkung der Verdichtungswirkung, die bereits durch die nichtharmonischen Vibrationsbewegungen verhältnismassxg
stark ist, kann dadurch erreicht werden, dass gleichzeitig mit der Vibrationsbehandlung mit Hilfe eines Deckels 212, der
durch einen Schubkolbentrieb 213 bewegt wird, ein Pressdruck auf das Granulat 203 ausgeübt wird. Wird zudem die Druckbelastung
in Abhängigkeit von dem Hub und/oder von der Frequenz des Vibrators aufgebracht, so kann die Verdxchtungswirkung
noch gesteigert werden.
In Fig. 2aist mit 1 gesamthaft eine Vorrichtung zur Herstellung
von Blöcken aus Granulaten bezeichnet. Sie weist einen an einem Fundament 2 mittels Federn 3 abgestützten Maschinenrahmen 4
auf. Im Maschinenrahmen 4 ist ein gesamthaft mit 5 bezeichnetes Gehäuse gelagert, das eine Kokille 6, eine obere Abdeckung 7
und eine untere Abdeckung 8 aufweist, wobei die Teile 6,7,8 gegeneinander mittels Dichtungen 9, 10 abgedichtet sind.
Im Innenraum des Gehäuses 5 ist ein Deckel 12 und ein Boden 13 in Führungen 14, 15 in Richtung der Längsachse des Gehäuses
5 verschiebbar gelagert.
Am Deckel 12 ist die Kolbenstange 16 eines Schubkolbentriebes 17 befestigt, der einen Zylinderteil 18 und einen Kolben
19 aufweist. Der Zylinderteil 18 weist einen Zylinder 20 sowie ein Zylindergehäuse 21 auf, in welchem noch näher zu
beschreibende Teile der Steuerung angeordnet sind. Das Zylindergehäuse 21 ist am Innenboden der oberen Abdeckung 7
befestigt.
Ein dem Schubkolbenantrieb 17 gleicher oder ähnlicher Schubkolbenantrieb
22 ist unterhalb des Bodens 13 angeordnet, dessen Kolbenstange 23 mit dem Deckel 12 verbunden ist und
der einen Zylinderteil 24 und einen Kolben 25 aufweist. Der Zylinderteil 24 weist einen Zylinder 26 und ein Zylindergehäuse
27 auf, in welch letzterem noch zu beschreibende Teile
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der Steuerung des Schubkolbenantriebes 22 angeordnet sind.
Das Zylindergehäuse 27 ist nicht, wie das Zylindergehäuse 21, am Innenboden der Abdeckung, sondern auf dem Tisch 29
eines Schubkolbenantriebes 30 befestigt, dessen Zylinder 32 in der unteren Abdeckung 8 befestigt und über Leitungen 31
beaufschlagt ist.
Am Maschinenrahmen 4 ist an einer Konsole 35 ein Schubkolbenantrieb
36 abgestützt, dessen Kolbenstange 37 an einem Hebel 38 angelenkt ist, der auf einer im Maschinenrahmen 4 drehbar
gelagerten Welle 39 befestigt ist. An der Welle 39 ist ebenfalls ein Arm 40 der oberen Abdeckung 7 befestigt. Wird durch
die Leitungen 41, 43 des Schubkolbenantriebes 36 Druckmedium zu- und abgeführt, so kann dadurch die obere Abdeckung 7 von
der Kokille 6 zusammen mit dem Schubkolbenantrieb 17 und dem Deckel 12 von der Kokille angehoben werden, so dass durch die
freie Oeffnung Granulat 44 in die Kokille 5 eingebracht werden kann.
Im Innenraum des Gehäuses 5 oberhalb des Deckels 12 und unterhalb des Bodens 13 sind Leitungsanschlüsse 45, 47 angeordnet,
die mit Leitungen 48, 49 mit einem Absaugeaggregat beliebiger Ausführung verbunden sind.
Die Steuerung des ölhydraulischen Vibrator-Verdichters 1 besteht aus einem Programmgeber 60 (Fig. 2b), dessen Einstellmöglichkeiten
des Vorschubes, der Amplitude, der Frequenz und der Schwingungskurven-Form durch Diagramme angedeutet ist, wobei
61 die Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit V, 62 die Einstellung der Amplitude A, 63 die Einstellung der Frequenz
T und 64 die Einstellung der Schwingungskurven-Form bedeutet. Das im Programmgeber 60 erzeugte Signal, der Sollwert, wird
über die Kanäle 65, 66 den Vergleichsstellen 67, 68 zugeleitet
und mit den durch die Leitungen 69, 70 und 71, 72 rückgeführten Istwerten verglichen. Das Fehlersignal gelangt
über die Leitungen 73, 74 zu durch ein Netzgerät 77 gespeisten
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Verstärkern 75, 76 und von dort über Leitungen 78, 79 zu den
Signal-Wandlern und -Verstärkern 80, 81. Die Signal-Wandler und -Verstärker 80, 81 sind beispielsweise elektrohydraulische
Servoventile, die entsprechend dem zugeführten Signal die Schubkolbenantriebe 17, 22 mit einem Druckmedium beaufschlagen.
Die Signal-Wandler und -Verstärker 80, 81 erhalten das Druckmedium,
beispielsweise Hochdrucköl, mittels der Leitungen 82,
83, während das verbrauchte Druckmedium durch die Leitungen
84, 85 über einen Kühler 86 in ein Reservoir 87 zurückfliesst,
wo es von einer von einem Motor 89 angetriebenen Druckpumpe über ein Filter 90 einem Druckakkumulator 91 zugeführt wird,
dessen Druck durch ein Druckregelventil 92 auf einem bestimmten Druck gehalten wird.
Die Signal-Wandler und -Verstärker 80, 81 sind über Leitungen 93, 94 und 95, 96 mit den beiden Schubkolbenantrieben 17, 22
verbunden. Weggeber 97, 98 für die Signal-Wandler und -Verstärker 80, 81 und Weggeber 99, 100 für die Kolbenstange 16,
23 erzeugen Rückführsignale, die über die Leitungen 69, 70 und 71, 72 an die Stellen 67, 68 geführt und dort mit dem vom
Programmgeber 60 erzeugten Sollwertsignal verglichen werden.
Die beschriebene Vorrichtung weist somit einen geschlossenen Regelkreis auf, bei dem die gemessenen Istwerte mit den Sollwerten verglichen und entsprechende Korrekturen vorgenommen
werden. Dadurch, dass für beide Schubkolbenantriebe 17, 22 ein einziger Programmgeber 60 verwendet wird, führen die
beiden Schubkolbenantriebe 17, 22 die gleiche Bewegung aus. Sie laufen also synchron, bewegen sich jedoch, da sie entgegengesetzt
angeordnet sind, gegenläufig.
Es können aber auch zwei Programmgeber, je einen für einen
Schubkolbenantrieb, verwendet werden. Schliesslich kann auch
der Rückführzweig weggelassen werden, so dass dann der Vibrator-Verdichter durch eine Steuerung betrieben wird.
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Das durch die Signal-Wandler und -Verstärker 80, 81 den Schubkolbenantrieben
17, 22 zugeleitete Druckmedium kann hydraulisch oder pneumatisch sein. Im Rückführzweig 70, 72, der die Istwerte,
d.h. die Stellung des Deckels 12 und des Bodens 13, misst und diese zum Vergleich mit den Sollwerten führt, können Anzeigegeräte
102, 104 angeschlossen werden, die die Stellung des Deckels 12 und des Bodens 13 anzeigen.
Weiter wäre es möglich, auch den Druck in den Schubkolbenantrieben
17, 22 als Messgrösse zu verwenden, womit auch dieser Wert für die Regelung der Vorrichtung herangezogen würde.
Grundsätzlich kann die beschriebene Vorrichtung alle beliebigen Kombinationen des Vorschubes mit beliebig überlagerten Schwingungen
ausführen. Bei einer Schwingung mit Frequenz Null, d.h. bei gleichmässig oder langsam ändernder Vorschubgeschwindigkeit,
wird auf das Granulat mit Hilfe der beiden Schubkolbenantriebe 17, 22 ein Druck ausgeübt. Diese Druckwirkung kann
entweder allein oder zusammen mit überlagerten Schwingungen ausgeübt werden.
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Claims (1)
- 2U5440— Q —Patentansprüche1. ' Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken, insbesondere vonBlockanoden, aus Granulaten, bei der die Granulate in einem mehrteiligen Behälter, bestehend aus einem Boden, einem Deckel und einer Kokille, einer Vibrationsbehandlung unterworfen und zu Blöcken verdichtet werden, gekennzeichnet durch die Anordnung einer aus mindestens einem Vibrator bestehenden Vibrationseinrichtung (206) in Wirkverbindung mit mindestens einem der den Behälter bildenden Teile (201, 202, 212, 12, 13), wobei der Vibrator eine ausschliesslich in Richtung der Achse des Behälters wirkende Stoss- und/ oder Schlagbewegung ausführt, dessen Energie über Leitungen von aussen zugeführt und der bezüglich seines Hubes und/oder seiner Frequenz,inklusive Frequenz Null, von aussen steuerbar ist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrator ein von einem Druckmedium beaufschlagbares Kolbenaggregat ist, von dem eine der relativ zueinander bewegten Massen mit einem Teil des Behälters verbunden ist.3. Vorrichtung nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Hub und/oder von der Frequenz des Vibrators abhängige Druckbelastung des Granulates einstellbar ist.4. Vorrichtung nach Anspruch 1 des Hauptpatentes, gekennzeichnet durch je einen in einem Gehäuse (5) angeordneten und dem verschiebbaren Boden (13) und dem verschiebbaren Deckel (12) verbundenen steuerbaren Schubkolbenantrieb (17, 22), welcher der Erzeugung einer Vorschub- und/oder Rückschubbewegung des Deckels (12) und des Bodens (13) und/oder von der Vorschub'und Rückschubbewegung überlagerten Schwingungen be-209818/0S652H5440liebiger Frequenz, inklusive Frequenz Null, Amplitude und Form dient.5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die am Boden (201, 13) und am Deckel (212, 12) angeordnete Vibrationseinrichtung (206, 17, 22) dem Deckel und dem Boden synchrone, jedoch gegenläufige Bewegungen erteilt.6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen (16, 23) der Schubkolbenantriebe (17, 22) mit dem Boden (13) bzw. Deckel (12) verbunden sind, wobei ein Zylinderteil (18) am Gehäuse (5) befestigt ist und der andere Zylinderteil (24) relativ verschiebbar zum Gehäuse (5) angeordnet ist.7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dass der andere Zylinderteil (24) auf einem sich im Gehäuse (5) abstützenden zusätzlichen Schubkolbenantrieb(30) gelagert ist.8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) eine im Maschinenrahmen (4) gelagerte, mit dem Deckel (12) und dem Boden (13) den Behälter bildende Kokille (6) und zwei Abdeckungen (7, 8) aufweist, wobei an der einen Abdeckung (7) sich der eine Zylinderteil (18; und an der anderen Abdeckung (8) sich der zusätzliche Schubkolbenantrieb (30) abstützt.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Abdeckungen von der Kokille (6) entfernbar ist.10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubkolbenantriebe (17, 22) in ihrer Bewegung mittels209818/0 5am Zylindertexl (18, 24) angeordneten, von einem Programmgeber (60) gesteuerten Signal-Wandler und -Verstärker (80, 81) steuerbar oder regelbar sind, der mit einer die Hilfsenergie zur Beaufschlagung der Schubkolbenantriebe (17, 22) liefernden Station (88 - 91) durch Leitungen (82, 83) verbunden ist.11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen (16, 23) mittels des Programmgebers (60) in synchroner, jedoch gegenläufiger Bewegung steuerbar oder regelbar sind.12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenrahmen (4) gegenüber dem Fundament (2) federnd abgestützt ist.13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Gehäuses (5) oberhalb des Deckels (12) und unterhalb des Bodens (13) einen Leitungsanschluss (45, 47) zum Anschluss einer Absaugevorrichtung (50) aufweist.25.8.1971
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