DE2147385C3 - Apparatur zum Herstellen von Probekörpern aus grüner Kunstkohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Apparatur zum Herstellen von Probekörperri aus grüner Kunstkohle durch Rütteln einer warmen, körnigen Masse in einer feststehenden, mit dem Maschinenrahmen starr verbundenen Kokille, deren Boden von einer im unteren Teil der Kokille vertikal beweglichen Abschlußplatte gebildet ist, auf Federelementen ruht und mit Hilfe einer Vibriereinrichtung in vertikaler Richtung schwingbar ist und die oben mittels einer in die Kokille eingebrachten Gegenplatte verschließbar ist, welche von einem darüber angeordneten Arbeitszylinder beaufschlagbar ist.

Probekörper aus Kunstkohle seilen in ihren physikalischen Eigenschaften und insbesondere im Verdichtungszustand genau den später herzustellenden Serienkörpern entsprechen. Solche zu physikalischen Untersuchungen geeignete Probekörper sind sehr viel kleiner als die später in Serie herzustellenden Kunstkohlekörper. So liegt ein typisches Gewicht von für physikalische Untersuchungen geeigneten Probekörper bei 8 bis 10 kg, während die Serienkörper 500 bis 800 kg wiegen.

Es ist eine Apparatur für die Vorverdichtung einer Kunstkohlemasse zu !Blöcken bekannt, die in einem nachgeschalteten Preßvorgang endverdichtet werden (CH-PS 4 89 360). Während des Preßvorgangs wirkt die Gegenplatte mit einer kontinuierlichen Preßkraft auf die zu verdichtende Masse, wobei diese l'rcßkraft zum Ermöglichen einer erhöhten Einfülltemperatur der zu pressenden Masse gegebenenfalls programmmierbar sein kann. Der bei der Vorverdichtung erzielte Verdichtungszustand der Kunstkohlemasse ist nicht so hoch, daß damit die den Serienkörpern entsprechende höh·. Endverdichtung erzielt werden könnte.

Bei einer anderen bekannten Apparatur (CH-PS 4 94 110), die ebenfalls zum Herstellen von serienmäßigen Formkörpern aus einer verdichtbaren Masse und nicht zur Herstellung von Probekörpern bestimmt ist, kann die zunächst nicht angetriebene Gegenplatte durch ihr Gewicht der Höhenverringerung der Preßmasse beim Rütteln folgen, wonach sie mit Druck beaufschlagt wird.

Schließlich ist eine Apparatur bekannt, mit der Probekörper aus Kunstkohle hergestellt werden könnten (GB-PS 11 42 615). Bei der bekannten Apparatur sollen die Schwingungen der unteren Abschlußplatte über die zu verdichtende Masse auf die Platte übertragen werden derart daß die obere Gegenplatte zu phasenverschobenen Schwingungen gegenüber der unteren Abschlußplatte angeregt wird. Hierzu ist ein hoher mechanischer Aufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden daß damit in einer Verdichtungsstufe Probekörper aus kunstkohle hergestellt werden können, die in ihren phvsikalischen Eigenschaften und insbesondere in ihrem Verdichtungszustand weitgehend den in Serie herzustellenden Kunstkohlekörpern entsprechen sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Apparatur der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß in die Ölversorgung des Arbeitszylinders ein Rückschlagventil und parallel dazu eine einstellbare Drossel in Gestalt eines Nadelfeinventils eingeschaltet

Die Apparatur nach der Erfindung läßt sich so einstellen, daß die Gegenplatte gegen die Kunsikohlemasse derart angepreßt wird, daß sie der Höhenveränderung der sich verdichtenden Masse folgen kann, ohne dabei den maximalen Druck auf die Abschlußplatte, der z. B. durch die Fliehkraft in Unwuchtmotoren erzeugt wird, zu überschreiten. Vorzugsweise wird dabei dafür gesorgt, daß bei fortgeschrittener Verdichtung die Gegenp'atte mit einer Amplitude mitschwingt, die zwischen '/2 und ³A der Amplitude der Schwingungen der Abschlußplatte liegt.

Zu Beginn des Pressens fließt bei jedem Schwingungshub öl durch das Rückschlagventil. Die Gegenplatte bewegt sich ruckweise ausschließlich nach unten. Die Masse ist noch sehr komprimierbar. Es Hießt praktisch nocn kein Öl durch das parallel geschaltete Nadelfeinventil. Sobald sich die Masse in der Nähe der Endverdichtung befindet, erhöht sich der Gegendruck auf die Gegenplatte, und Öl beginnt durch das Nadelfeinventil zurückzufließen, und zwar bei jedem Hub des Bod'ens. Es läßt sich ein Gleichgewicht einstellen.

Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Apparatur lassen sich drei Extremfälle denken:

1. Das Nadelfeinventil wird geschlossen gehalten. Bei jeder Abwärtsbewegung der Abschlußplatte der Kokille fließt öl durch das Rückschlagventil in den oberen Zylinder nach. Bei der jeweils folgenden Aufwärtsbewegung der Abschlußplalte baut sich ein immer größer werdender Druck im oberen Zylinder auf. Die Federelemente, auf denen die Abschlußplatte ruht, werden schließlich zusammengequetscht, wodurch ein Schwingen des Bodens verhindert wird.

2. Das Nadelfeinventil ist ganz geöffnet. Bei jedem positiven Amplitudenausschlag kann die Gegenplatte nach oben gedrängt werden und dadurch schließlich den Kontakt mit der Kunstkohlemasse verlieren.

3. Der Verlust des Kontaktes mit der Masse bei offenem Nadelfeinventil kann durch Erhöhen des Druckes im Hydrauliksystem verhindert werden. Auf diese Weise wird der Kontakt mit der Masse aufrechterhalten, doch werden die Federelemente zu stark zusammengepreßt, wodurch die Schwingungen des Bodens stark abgeschwächt oder gar verhindert werden.

Die erfinaur.^sgemäße Apparatur ermöglicht die Einstellung eines Gleichgewicht-zustands zwischen der Rückflußmenge des Öls durch das Nadelfoinventil und der Dmckeiristeiiüüg im Hyäiaüiiksyslein.

Die Figur veranschaulicht schematisch eine vorteil-

hafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Apparatur.

Mit 10 ist ein Maschinenrahmen bezeichnet, der mit einem auf Federeiementen i Ί ruhenden Betonfundament 12 fest verbunden ist. Eine Kokille 13 aus einem runden Stahlrohr mit einem Innendurchmesser von 200 mm, einer Wandstärke von 16 mm und einer Höhe von 300 mm ist in einer Stahlplatte 14 eingeschweißt, die ihrerseits mit dem Maschinenrahmen 10 verschweißt ist. Die Abschlußplatte 15, die als Boden für die Kokille 13 dient, ist mit der Kolbenstange 16 verschraubt, die den Kolben 17 trägt und im Auswurfzylinder 18 beweglich ist. In der gezeichneten Stellung sitzt die Abschlußplatte 15 auf dem Kragen 19, der auf die Grundplatte 20 angeschweißt ist. Die Grundplatte 20 «ragt die im Betrieb gegenläufig rotierenden Unwuchtmotoren 21 und 22 und stützt sich mittels vierer Federelemente 23 zu je vier Schraubenfedern 24 auf dem Maschinenrahmen 10 ab. Der Auswurfzylinder 18 ist mit der Grundplatte 20 verschraubt. 25 ist eine runde Gegenplatte, die mit der den Kolben 26 betätigenden Kolbenstange 27 des Öldruckzylinders 28 verschraubt ist. Mit 29 und 30 sind Öllleitungen bezeichnet, die zum oberen Öldruckzylinder 28 führen. Die Ölleitung 29 ist mit einem Rückschlagventil 31 und in Parallelschaltung dazu mit einem Nadelfeinventil 32 versehen. Das Rückschlagventil 31 ist so angeordnet, daß das während des Vibrierens bzw. Verdichtens unter Druck stehende und von einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe 33 gelieferte Öl nur in Richtung auf den Öldruckzylinder 28 fließen kann. Die Pumpe 33 und ein im Betrieb verstellbares Druckbegrenzungsventil sind von einem Steuerpult 35 aus bedienbar. Um jedoch auch eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 26 zu erträglichen, z. B. zwecks Besrhickens der Kokille 13 mit körniger Kunstkohlemasse, ist das Rückschlagventil 31 mittels der Steuerleitung 34 hydraulisch entsperrbar.

Zu Beginn eines Verdichtungsvorganges wird die Gegenplatte 25 mittels des Öldruckzylinders 28 angehoben. Für das Anheben der Gegenplatte 25 wird die Ölleitung 30 von der Pumpe 33 her unter Druck gesetzt, wobei das Rückschlagventil 31 entsperrt wird. und Öl dem Zylinderraum unter dem Kolben 26 zugeführt. Die Abschlußplatte 15 schließt die Kokille 13 unten ab und wird durch den Kolben 17 des Auswurf/.ylinders 18 fest gegen den Kragen 19 gezogen. Bei angehobener Gegenplatte 25 wird die Kokille 13 mit körniger Kunstkohlemasse 36 beschickt. Sodann wird der Druck in der Ölleitung 30 aufgehoben, wodurch das Rückschlagventil 31 wieder in Funktion gesetzt wird, und gleichzeitig die Ölleitung 29 unter Druck gesetzt, was zunächst eine Abwärtsbewegung des Kolbens 26 und dadurch ein Einführen der Gegenplatte 25 in die Kokille 13 bewirkt. Die Gegen.platte 25 kommt mit der Be-Schickung aus körniger Kunstkohlemasse 36 in Berührung und drückt auf die Masse. Dadurch wird die Abschlußplatte 15 gemeinsam mi, der Grundplatte 20 nach unten gegen die Federelemente 23 gedrückt, die etwas nachgeben. Es stellt sich zwangläufig ein Gleichgewichtszustand zwischen der durch den Öldruckzylinder 28 aufgebrachten Kraft und der Reaktion der Federelemente 23 ein. Dabei muß berücksichtigt werden, daß auch bei der maximalen zu erwartenden Amplitude der Schwingungen, die dem System durch die Unwuchtmotoren aufgezwungen werden, die Federelemente 23 nicht überbeansprucht, z. B. nicht ganz zusammengedrückt werden dürfen. Nach Erreichen des Gleichgewichtszustands werden die Unwuchimotoren in Betrieb gesetzt, wobei die Grundplatte 20 zusammen mit der Abschlußplatte 15 zu schwingen beginnt. Durch Wahl des Öldrucks in der Ölleitung 29 wird die Gegenplatte 25 gegen die Beschickung 36 so angepreßt, daß sie der Höhenveränderung der sich verdichtenden Kunstkohlemasse 36 folgen kann, ohne dabei den durch die Abschlußplatte 15 auf die Masse 36 übertragenen Gegendruck bei maximaler Fliehkraft der Unwuchtmotoren zu überschreiten, wobei bei fortgeschrittener Verdichtung die Gegenplatte 25 mit einer Amplitude mitschwingt, die zwischen '/2 und V<t der Amplitude der Schwingungen der Abschlußplatte liegt.

Nach Erreichen des Endverdichtungsgrades der Kunstkohlemasse 36, z. B. nach 2 bis 3 min. werden die Unwuchtmotoren abgeschaltet, der Druck in tier Ölleitung 29 aufgehoben und die Ölleitung i0 unter Druck gesetzt, wobei das Rückschlagventil 31 entspern wird. Die Gegenplatte 25 wird durch den Druck in der Ölleitung 30 angehoben. Anschließend hebt der ölhydraulisehe Auswurfzylinder 18 den verdichteten, eiwa 8 kg schweren Kunstkohlekörper auf die Höhe des oberen Kolillenramks. von wo er weggenommen werden kann. Schließlich wird die Abschlußplatte 15 wieder gegen den Kragen 19 gezogen und eine neue Operation kann beginnen.

Es hat sich in der Praxis erwiesen, daß in dor erfindungsgemäßen Apparatur Probekörper erhalten werden, die tatsächlich recht gut Aufschluß über Kunstkohlekörper geben, die in der Produkiionsanlage unter Beachtung der gleichen Parameter wie in der erfindungsgemäßen Apparatur erhalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Apparatur zum Herstellen von Probekörpern aus grüner Kunstkohle durch Rütteln einer warmen, körnigen Masse in einer feststehenden, mit dem Maschinenrahmen starr verbundenen Kokille, deren Boden von einer im unteren Teil der Kokille vertikal beweglichen Abschlußplatte gebildet ist, auf Federelementen ruht und mit Hilfe einer Vibriereinrichtung in vertikaler Richtung schwingbar ist und die oben mittels einer in die Kokille eingebrachten Gegenplatte verschließbar ist, welche von einem darüber angeordneten Arbeitszylinder beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die -Ölversorgung (29) des Arbeitszylinders (28) ein Rückschlagventil (31) und parallel dazu eine einstellbare Drossel (32) in Gestalt eines Nadelfeinventils eingeschaltet sind.

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