DE2334499A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bloecken - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bloecken

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DE2334499A1
DE2334499A1 DE19732334499 DE2334499A DE2334499A1 DE 2334499 A1 DE2334499 A1 DE 2334499A1 DE 19732334499 DE19732334499 DE 19732334499 DE 2334499 A DE2334499 A DE 2334499A DE 2334499 A1 DE2334499 A1 DE 2334499A1
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Harry Blaser
Franz Stelzmueller
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Von Roll AG
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Von Roll AG
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Description

BE 16 036
233U99
Von Roll AG, Gerlafingen (Schweiz)
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blöcken, insbesondere Blockelektroden, aus mit Bindemitteln gemischten Granulaten, die in einer mehrteiligen Form, bestehend aus einer mit einem beweglichen Boden und einem beweglichen Deckel versehenen Kokille, durch Vibrieren und Druckanwendung zu kompakten Blöcken verdichtet werden, wobei am Deckel und/oder am Boden Vibrationsantriebe angreifen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Blöcken, insbesondere Blockanoden zur Verwendung in der Aluminiumindustrie, aus Granulat, bei denen das Granulat sowohl durch Vibrieren als auch durch Druckbehandlung verdichtet wird, sind bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung ist der Boden und der Deckel an der Kolbenstange eines Schubkolbenantriebes befestigt, mit dem sowohl
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die Vorschub- als auch die Vibrationsbewegung ausgeführt wird. Hierbei wird ein Programmgeber verwendet, bei welchem alle Betriebsgrössen, wie Vorschub, Amplitude, Frequenz und Schwingungsform für das Vibrieren des zu verdichtenden Granulates in Funktion der Zeit geregelt werden. Dies kann zur Folge haben, dass, wenn beispielsweise der Vorschub oder die Amplitude im Vergleich zum jeweiligen Verdichtungsgrad des Granulates zu gross gewählt wird, eine hohe, gegebenenfalls gefährliche Belastung der Verdichtungsvorrichtung oder auch ein ungünstiger Verdichtungsverlauf, beispielsweise mit zu geringem Druck, resultiert. Zudem kommt diese bekannte Vorrichtung vor allem für die Herstellung von Blöcken geringerer Höhe in Frage.
Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile wird gemäss der Erfindung ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, bei welchem der vom S chubko.lben antrieb auf die Granulate ausgeübte Verdichtungsdruck gemessen und in Funktion des Vorschubes bzw. der Verdichtungszeit geregelt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, dass auf der den Verdichtungsdruck ausübenden Druckseite des Schubkolbenantriebes ein Druckgeber angeschlossen ist, mittels dessen Signal die Vorschubeinrichtung betätigbar ist.
Eine weitere Vorrichtung kennzeichnet sich erfindungsgemäss dadurch, dass die Vorschubeinrichtung·einen Hydromotor aufweist, der über ein mechanisches Getriebe mit einer den Boden bzw. den Deckel lagerndenund den Schubkolbenantrieb tragendenFührungshülse verbunden ist.
Das Wesen der Erfindung wird in der beiliegenden Zeichnung anhand dreier Ausführungsbeispiele dargestellt und anschliessend beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verdichtungsvorrichtung für das Verdichten von Granulaten mit einer hydraulischen Vorschubeinrichtung für den Boden und den Deckel der Form, wobei nur die für das Verdichten des Granulates wesentlichen Teile dargestellt sind,
Fig. 2 (a und b): eine schematische Darstellung, teilweise in Blockdarstellung, einer Vorrichtung zur Verdichtung von Granulaten,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen spielfreien Spindelantrieb und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer der Ausführung nach Fig. 3 ähnlichen Verdichtungsvorrichtung mit mecnanischem Vorschub für den Boden und den Deckel der Form, wobei, wie in Fig. 1, nur die für das Verdichten des Granulates wesentlichen Teile dargestellt sind.
In Fig. 1 weist eine Verdichtungsvorrichtung 1 eine mehrteilige Form auf, die von einer Kokille 2, einem Boden 3 und einem Deckel 4 gebildet wird. Der Boden 3 ist mittels eines hydraulischen Schubkolbenantriebes 6 und der Deckel 4 mittels eines hydraulischen Schubkolbenahtriebes 7 angetrieben. Die Schubkolbenantriebe S, 7, die reversierbar und beliebig hin- und herbewegbar sind, sind in schematisch dargestellten Gestellen 8, 9 gelagert, welche ihrerseits an einem angedeuteten Rahmen 10, 11 abgestützt sind.
Die Schubkolbenantriebe 6, 7 werden durch elektrohydraulische Signal-Wandler und -Verstärker-Ventile 12 beaufschlagt, wobei der Ist-Zustand der Antriebe 6, 7 mittels Weggebern 14, 17 gemessen wird, von denen erstere die Bewegung des Bodens 3 bzw. des Deckels und letztere den Weg des Verstärkerventiles 12 messen. Die gemessenen Wegsignale werden über Leitungen 30, 31 und 32, 33 einem
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Vergleicher 34, 35 zugeführt, wo sie mit dem von einem Programmgeber 20 über die Leitungen 36, 37 zugeleiteten Soll-Wert verglichen werden und die als Soll-Ist-Wert-Differenz ermittelte Stellgrösse über von einem Speisegerät 19 gespiesene Verstärker 38, 40 über Leitungen 39, 41 den Ventilen 12 zugeleitet wird. Die Verstärkerventile 12 werden über Zuleitungen 50, 51 bzw. Rückleitungen 52, 53 mit einer Station 45 verbunden, welche die notwendigen Pumpen, Behälter etc. enthält, um Druckmedium durch die Zuleitungen 50, 51 den Verstärkerventilen 12 zuzuleiten und das von diesen abgehende Druckmedium über die Leitungen 52, 53 wieder aufzunehmen.
Im Programmgeber 20 sind die programmierten Betriebsgrössen mittels Diagrammen dargestellt, wobei 21 der von den Schubkolbenantrieben 6, 7 ausgeübte Druck, 22 die Amplitude, 23 die Frequenz und 24 die Schwingungsform des Soll-Wertes darstellt.
Wesentlich ist, dass der vom Boden 3 bzw. Deckel 4 ausgeübte Verdichtungsdruck direkt gemessen wird. Hierzu wird auf der der Kokille 2 abgewendeten Druckseite der Schubkolbenantriebe 6,7 ein Druckgeber 25 angeschlossen, dessen Signal über Leitungen 27, 28 den Vergleichern 34, 35 zugeleitet wird; damit kann der Verdichtungsdruck der Schubkolbenantriebe 6, 7 in Funktion des Vorschubes bzw. der Verdichtungszeit geregelt werden. Das von den Druckgebern 25 gemessene Signal kann hierbei in geeigneter Weise umgeformt werden, z.B. durch Mittelwertbildung.
In Fig. 2, die in zwei Teilfiguren 2a und 2b unterteilt ist, sind zwei Kokillen 2 mittels einer starren Verbindung 102 verbunden und können mittels eines Schubkolbenantriebes 103 seitlich verschoben werden. Die rechts dargestellte Kokille 2 bildet mit Boden 3 und dem Deckel 4 die Form. Während in der rechten Kokille 2 das Granulat verdichtet wird, befindet sich die andere Kokille unterhalb einer gesamthaft mit 107 bezeichneten Dosiervorrichtung, die eine
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Förderrinne 108, einen Dosierbehälter 109, eine Waage 110 und einen von einem Schubkolbenantrieb 111 betätigten Behälterverschluss 112 aufweist. Zwei Schubkolbenantriebe 113 sorgen dafür, dass während der Beschickung die untere Oeffnung der Kokille mittels eines vom Schubkolbenantrieb 113 bewegten Boden geschlossen ist. Beim Wechsel der Kokillen wird die in Fig. 2a links gezeichnete Kokille 2 in fluchtende Lage mit dem Boden 3 und dem Deckel 4 gebracht, wobei ein Zwischentisch 115 zur Vermeidung von Granulatverlusten angeordnet ist. Die andere Kokille befindet sich nun über dem in Fig. 2a rechts dargestellten Schubkolbenantrieb 113. Der Block 106 wird nun abgesenkt (Fig. 2b) und mittels eines weitern Schubkolbenantriebes 116 weiter transportiert, der in Wirklichkeit senkrecht zur Zeichenebene liegt. Es ist auch ersichtlich, dass uer Block 106 ungleich lange Seitenflächen aufweisen kann.
Der Boden 3 und der Deckel 4 sind an einer' Führungsstange 60 befestigt, welche in einer Hülse 62 geführt ist. Die Hülse 62 trägt an ihrem freien Ende 119 einen Schubkolbenantrieb, dessen Kolbenstange 121 mit der Führungsstange 60 und andererseits mit einem ebenfalls am freien Ende 119 der Hülse 62 abgestützten Weggeber 14 verbunden ist. Der Schubkolbenantrieb 6, 7 wird über ein elektro-hydraulisches Servoventil 12 beaufschlagt.
Die Hülse 62 ist in einem Gehäuse 124 gelagert, das an dem angedeuteten festen Teil 10, 11 der Anlage, z.B. an einem Rahmen, abgestützt ist. Die Hülse 62 bildet die Spindel eines Spindeltriebes 62, 64, dessen Spindelmutter 64 ebenfalls im Gehäuse 124 gelagert ist. Die Spindelmutter 64 wird mittels eines Schneckentriebes 28 angetrieben. Der Spindeltrieb wird anhand von Fig. 3 beschrieben.
Am Deckel 4 ist eine Absaugvorrichtung 130 angeordnet, die einen am Gehäuse 124 befestigten Kasten 131 und einen im Kasten 131 be-
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weglich geführten Mantel 132 aufweist, der mittels Schubkolbenantrieben 133 auf das obere Ende 134 der Kokille 2 abgesenkt werden kann. Ein am Kasten 131 angeordneter Stutzen 135 ist mit einer nicht dargestellten Absaugpumpe verbunden, welche die in der Kokille 2 während des Verdichtens entstehenden Abgase und Dämpfe absaugt.
Am Boden 3 oder am Deckel 4 können Schubkolbenantriebe 137 angreifen, die am Gehäuse 124 oder an der Anlage 10, 11 abgestützt sind. Die Schubkolbenantriebe 137 können hierbei nur am Boden bzw. Deckel 4 anliegen und weisen keine Verbindung mit den Teilen 3, 4 auf; sie dienen der Endverdichtung des Blockes.
Mit 45 ist die Hydraulikstation bezeichnet, welche die notwendigen Pumpen und Steuerorgane enthält, um die verschiedenen Sclvubkolbenantriebe in der richtigen Folge mit Druckmedium zu versorgen. Die zu den einzelnen Schubkolbenantrieben führenden Verbindungsleitungen sind mit der Bezugsziffer des angeschlossenen Schubkolbenantriebes und einem Index versehen.
Zur Steuerung der Verdichtungsvorrichtung nach Fig. 2 wird ein schematisch dargestellter Programmgeber 150 verwendet, dessen Einstellmöglichkeiten, d.h. Vorschub, Amplitude, Frequenz und Schwingungskurven-Form durch Diagramme angedeutet sind. Grundsätzlich könnten auch zwei Programmgeber verwendet werden, von denen je einer für den Boden- und für den Deckelantrieb verwendet wird.
Die Antriebe für den Boden 3 und den Deckel 4 werden mittels Regelkreisen betätigt, wobei die Weggeber 14 den Ist-Wert liefern, der an den Vergleichern 151 mit dem aus dem Programmgeber 150 kommenden Soll-Wert verglichen wird. Das Fehlersignal wird über Verstärker 152 den elektro-hydraulischen Servoventilen 12 zugeführt. Der Spindeltrieb 62, 64 wird ebenfalls vom Programmgeber 150 mittels eines nicht dargestellter« elektromotorischen Antriebes
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gesteuert.
In Fig. 2 sind die Verbindungsleitungen für die Steuersignale kurz gestrichelt, während die Rücklaufleitung der Servoventile lang gestrichelt ist. ■
Mit 153 ist ein Netzgerät zur Speisung der Verstärker 152 dargestellt.
In Fig. 3 ist der Spindeltrieb im Detail dargestellt? im Gehäuse 124 ist die Schnecke 67 gelagert, welche mit dem auf der Spindelmutter 64 angeordneten Schneckenrad 66 im Eingriff steht. Die Spindelmutter 64 ist mittels eines Gewindes auf der Hülse 18 angeordnet. Die Spindel»utter 64 ist mittels Wälzlagern 155, 156, im Genäuse 124 drehbar gelagert.
Mit der Spindelmutter 64 wirkt ein weiterer Spinde !mutter teil zusammen, welcher mit einem zylindrischen Vorsprung in einem Rücksprung 159 der Spindelmutter 64 geführt und zentriert sowie mittels eines Wälzlagers 160 im Gehäuse 124 drehbar gelagert ist.
Die Spindelmutter 64 trägt stirnseitig Bolzen 161, die in eine Vertiefung 162 des Teiles 129 ragen. In der Vertiefung 162 sind TeHerfedern 163 angeordnet, die mittels einer Kappe 164 vorgespannt werden können. Die Vorspannung der Tellerfedern 163 kann durch Drehen der Kappe 164 eingestellt werden, wobei ein mit der Kappe 164 verbundener Gewindebolzen 165 relativ zu einem Stützring 166 bewegt wird. Die eingestellte Lage des Bolzens 165 kann mittels einer Mutter 167 gesichert werden. Der Stützring 166 stützt sich über ein Axialwälzlager 168 auf das Gehäuse 124 ab. Durch den Druck der Tellerfedern 163 werden die beiden Teile 64, 129 gespreizt, so dass ein etwaiges Spiel im Gewinde aufgehoben wird.
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Das Spreizen der beiden Teile 64, 129 kann auch hydraulisch vorgenommen werden, indem z.B. der Bolzen 161 den Hohlraum der Kappe 164 abdichtet und einen Druckraum bildet, der mit Druckmedium beaufschlagt wird und die Teile 64, 129 spannt. Der Vorteil liegt darin, dass bei Leerbewegungen der Spindel die Teile 64, 129 entspannt und damit die Spindelmutter schneller verstellt werden kann.
Der spielfreie Spindelantrieb kann auch in anderer Weise, z.B. durch Kugelrollspindeln oder Hydraulikspindeln, verwirklicht werden.
In Fig. 4 ist eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 2 dargestellt.
Der Boden 3 bzw. der Deckel 4 sind mittels der Führungsstangen 60 in den Hülsen 62 gelagert, welche ihrerseits die Spindel eines spielfreien Spindelantriebes bildet, deren Spindelmutter 64 über einen Schneckentrieb 66, 67 von einem Hydromotor 70 angetrieben wird.
An den Enden der Führungsstangen 60 ist der Schubkolbenantrieb 6, 7 angeordnet, welcher an der Hülse 62 gelagert und über das Verstärkerventil 12 mittels Druckmedium beaufschlagt wird.
Auf der der Kokille 2 abgewandten Seite der Schubkolbenantriebe 6, 7 ist je ein Druckgeber 25 angeordnet.
Pro Vorschubeinrichtung werden in Fig. 4 zwei Ventilverstärker 12, 13 verwendet, wobei die Verstärkerventile 13 Hydromotoren 70 zugeordnet sind. Entsprechend den beiden Verstärkerventilen 12, 13 ist auch der Programmgeber 20 in einen Programmgeberteil 21 für den Vorschub bzw. in Programmgeberteile 22, 23, 24 für die Amplitude,
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Frequenz bzw. Schwingungskurvenform unterteilt. Der Soll-Ist-Vergleich erfolgt in gleicher Weise in Vergleichern 34, 35 bzw. 34'# 35'. Die dem Programmgeberteil 21 zugeordneten Verbindungen und Teile sind analog wie diejenigen der Teile 22 - 24, jedoch mit Index bezeichnet.
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Claims (1)

  1. P a t e. η t a χι s ρ r .ü σ. h e
    Verfahren zur Herstellung von Blöcken, insbesondere Blockelektroden, aus mit Bindemitteln gemischten Granulaten, die in einer mehrteiligen Form, bestehend aus einer mit einem beweglichen Boden und einem beweglichen Deckel versehenen Kokille, mittels einer Vorschub- und Vibriereinrichtung mit, mindestens einem Schubkolbenantrieb durch Vibrieren und/oder Druckanwendung zu kompakten Blöcken verdichtet werden, wobei am Deckel und/oder am Boden Vibrationsantriebe angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Schubkolbenantrieb auf die Granulate ausgeübte Verdichtungsdruck gemessen und in Funktion des Vorschubes oder der Verdichtungszeit geregelt wird.
    Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Verdichtungsdruck ausübenden Druckseite des Schubkolbenantriebes (6, 7) ein Druckgeber (25) angeschlossen ist, mittels dessen Signal die Vorschubeinrichtung betätigbar ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schubkolbenantrieb (6, 7) für den Vorschub und das Vibrieren dient und ein denselben beaufschlagendes elektro-hydraulisches Verstärkerventil (12) aufweist, das mit dem Druckgeber (25) wirkungsverbunden ist.
    4. Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (3) und/oder der Deckel (4) in einer Führungshülse (62) in Richtung zur Längsachse der Kokille (2) beweglich geführt und eine auf den Boden und/oder den Deckel wirkende Vibriereinrichtung (120-123, 150) an der Hülse (118)
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    abgestützt ist (Fig. 2) .
    5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung einen Hydromotor (70) aufweist, der über ein mechanisches Getriebe (62, 64, 66, 67) mit einer den Boden (3) bzw. den Deckel (4) lagerndenund den Schubkolbenantrieb (6, 7) tragendenFührungshülse (62) verbunden ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydromotor mittels eines elektro-hydraulischen Verstärkerventiles (13) beaufschlagbar ist, welches mit dem Druckgeber
    (25) wirkungsverbunden ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibriereinrichtung ein hydraulischer, von einem elektrohydraulischen Servoventil (7.2) beaufschlagter Schubkolbenantrieb ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (62) mittels eines spielfreien mechanischen Antriebes (64, 66, 67, 126, 127, 128) bewegbar ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (62) die Spindel eines spielfreien Spindeltriebes bildet, dessen Spindelmutter (64, 126) zusammen mit der Spindel in einem an einem Teil (125) der Vorrichtung abgestützten Gehäuse (124) gelagert ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (64) zweiteilig ist und die beiden Teile (126, 129) in einer zylindrischen Führung mittels Federn, z.B. Tellerfedern (163), miteinander verspannt sind.
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    11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (2) zum Beschicken mit Granulat seitlich verschiebbar ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (2) mit einer weiteren Kokille gekuppelt und gemeinsam nach beiden Seiten seitlich verschiebbar ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (124) für die Lagerung des Deckels (4) ein den Deckel umgebender Absaugkasten (131) angeordnet ist, dessen Schliessteil (131) auf den oberen Rand (134) der Kokille absenkbar ist.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem beweglichen Teil (3, 4) der ^orm ein am Gehäuse (124) bzw. an einem Teil der Vorrichtung abgestützter Kraftantrieb, z.B. hydraulische Schubkolbenantriebe (137) kraftschlüssig angreift.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (126, 129) der Spindelmutter durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium hydraulisch verspannbar sind.
    25.6.1973
    My/ip
    309885/1012
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