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Einrichtung zum hydraulischen Pressen eines Kohlekuchens Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum Pressen eines für die Beschickung von Koksöfen bestimmten
Kohlekuchens von beiden Seiten her, wobei zum Gegeneinanderbewegen der beiden als
Preßwände ausgebildeten Seitenwände hydraulischer Antrieb angewendet wird.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist jede der beiden seitlichen
Preßwände aus einer großen Anzahl einzelner Druckstempel zusammengesetzt, deren
jeder durch einen besonderen hydraulischen Preßzylinder vorgetrieben wird. Diese
Anordnung hat den Mangel, daß wegen der gegenseitig unabhängigen Verschiebbarkeit
der einzelnen Druckstempel und der nicht durchweg gleichen Schüttdichte der Kohle
beim Pressen ein Kohlekörper von, unregelmäßig gestufter Seitenbegrenzung entstehen
muß.
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ach der Erfindung werden die beiden den Kohlekuchen einschließenden,
eine Preßform ergebenden Seitenwände als einheitliche drucksteife Preßwände ausgebildet
und durch hydraulische Preßzylinder, die unmittelbar an mindestens einer der beiden
Preßwände angreifen, gegeneinanderbewegt. Dadurch wird die Schaffung eines ebenmäßig
begrenzten Kohlekuchens als Preßkörper auch bei nicht ganz gleichförmiger Schüttdichte
der Kohle gesichert, weil die eine große Flächenausdehnung besitzenden, in sich
steifen Preßwände sowohl ausgleichend für die Übertragung der gesamten Preßkräfte
der hydraulischen Preßzylinder auf die Kohlenmasse wirken als auch zugleich die
Vorschübe der verschiedenen Preßzylinder gleichförmig gestalten. Der hvdraulische
Antrieb stellt dabei das einfachste und betriebssicherste Mittel dar, um die sehr
großen Preßkräfte zu erzeugen, welche sich aus den bedeutenden Flächenausdehnungen
der Preßwände und aus dem hohen spezifischen Druck, dessen die Kohle zur Erzielung
hinreichender Festigkeit bedarf, ergeben.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der hydraulisch
bewegten Preßwand eine besondere Parallelführung durch mechanische Mittel erteilt.
Zu diesem Zweck wird an der Preßwand, über ihre ganze Fläche verteilt, eine Anzahl
von Schraubenspindeln mit vorteilhaft steilen Gangneigungen befestigt, deren drehbare,
im festen Gestell unverrückbare Muttern durch zwangsläufige Getriebe miteinander
gekuppelt sind. Diese kuppelnden Getriebe können nach einem weiteren Erfindungsmerkmal
so eingerichtet sein, daß .der obere Teil der Preßwand einen größeren Vorschub als
gleichzeitig der untere Teil erhält. Hierdurch wird, besonders für Kohlekuchen großer
Höhe, ein Ausgleich für die in der Höhenrichtung von unten nach oben abnehmende
Schüttdichte geschaffen, welche die Kohle beim Einfüllen von oben her in die offene,
zum Zusammenschieben bereite Preßform erfährt.
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Es ist zwar eine hydraulische Presse bekannt,
bei
der zum Parallelführen des Preßhauptes eine Mehrzahl von daran befestigten Zahnstangen
und in letztere eingreifende Zahnräder dienen, die durch Getriebe untereinander
gekuppelt sind. Im Falle der Erfindung wird jedoch durch die gekennzeichneten Mittei
zum hvdraulischen Pressen und zur Parallelführung der hydraulisch angetriebenen
Preßwand die Aufgabe gelöst, einen Kohlekörper nicht nur von hinreichender Festigkeit,
sondern zugleich auch von rings ebenmäßiger parallelepipedischer Begrenzung und
vorgeschriebenen Abmessungen zu erzeugen. Die Erreichung dieses Zieles ist wesentlich
sowohl für die Beschickung eines Koksofens mit einem Kohlekuchen als auch für die
Durchführung eines einwandfreien Verkokungsbetriebes in einem solchen Ofen. Nur
bei genügender Festigkeit des Kohlekuchens ist es überhaupt möglich, denselben von
außen in die Ofenkammer hineinzufahren, und nur dann, wenn der Kohlekuchen den Hohlraum
der Ofenkammer mit möglichst guter Annäherung und Passung ausfüllt, ist mit einem
richtigen und für alle Ofen einer Batterie gleichförmigen Verlauf der Erhitzung
und Verkokung des Kohlekuchens zu rechnen.
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Durch die Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Einrichtung als ein senkrechter Querschnitt in schematischer Darstellungsweise wiedergegeben.
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Die Preßform zum Herstellen des Kohlekuchens ist innerhalb eines die
Preßkräfte aufnehmenden Eisengerüstes angeordnet, dessen Hauptteile Rahmen aus zwei
senkrechten Fachwerkträgern i und 2, waagerechten oberen Querträgern 3 und unteren
Querträgern .4 bilden. Derartige Gerüstrahmen sind eine größere Anzahl in der waagerechten
Längserstreckung der Preßform, d. h. in der Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene,
vorgesehen und durch entsprechende Längsverbindungen, die hauptsächlich zwischen
den Fachwerkträgern i und 2 angeordnet sind, zusammengefügt. Diese weiteren Einzelheiten
des Gerüstbaues sind in der Zeichnung nicht mitberücksichtigt.
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Die waagerechte Grundfläche der Preßform enthält die Bodenplatte 5,
auf welcher der Preßkuchen 6, wenn er fertig ist, steht und mit der er dann in üblicher
Weise in die Ofenkammer einzufahren ist. Der Kohlekörper des Preßkuchens 6 mit der
Querschnittsumgrenzung A B F E ist in dem Zustand zu Beginn des Pressens
dargestellt; am Ende desselben, also nach der Verdichtung, hat er die Ouerschnittsumgrenzung
A B D C. Die Seitenbegrenzungen der Preßform bilden die beiden senkrechten
Wände 7 und 8 aus starkein Eisenblech, die durch senkrechte, durchgehende Profileisenträger
g und dazwischenliegende waagerechte Profileisenträger io versteift sind. Die linksseitige
Preßwand 8 ist mit dem Fachwerkträger 2 fest verbunden. steht also unbeweglich innerhalb
des Gerüstes, Die rechtsseitige Preßwand 7 ist innerhalb des Gerüstes in waagerechter
Richtung beweglich. Durch die geschilderte Ausbildung wird jede der beiden Preßwände
erfindungsgemäß zu einer einheitlichen, drucksteifen Wand ausgestaltet.
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Oberhalb der Preßform ist ein Fülltrichter i i angebracht. Zum oberen
Abschluß der Preßform dient eine Platte 12, die aus der gezeichneten Stellung schieberartig
nach rechts in die punktierte Stellung 12' beiseitegerückt werden kann. Entsprechende
Abschlußwände von senkrechter Stellung, die aus der Zeichnung nicht erkenntlich
sind, müssen an dem vorderen und hinteren Ende der Preßform vorgesehen werden.
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Der rechtsseitige Fachwerkträger i des Eisengerüstes trägt an seinen
beiderseitigen Kopfgurten Stützkörper aus Stahlguß 13 und 14. Zwischen dem Stützkörper
13 und den Versteifungsprofilträgern g der Preßwand 7 ist eine senkrechte Reihe
hydraulischer Kolbenpressen 15 angebracht, die das erfindungsgemäße Mittel für das
Antreiben und Vorschieben der drucksteifen Preßwand 7 zum Zweck des Pressens bilden.
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Der Stützkörper 13 trägt oben und unten Büchsen 16 zur Führung von
oberen und unteren Spindeln i7 und 18, die durch Gelenkstücke i9 und 2o mit der
Preßwand7 verbunden sind. Der andere Stützkörper 14 des Fachwerkträgers i trägt
obere und untere Lager 21, die in der Achsenverlängerung der Büchsen 16 liegen,
und ein mittleres Lager 22. In den Lagern 21 drehen sich Kegelräder 23, deren Naben
die Muttergewinde für entsprechende auf die Spindeln 17 und i8 aufgeschnittene Gewinde
24 und 25 enthalten. Diese Gewinde besitzen steile Gangneigung, am besten von annähernd
45°, müssen also im allgemeinen mehrgängig ausgebildet sein, und zwar wird dies
deshalb vorgesehen, weil Kraftübertragungen in der Richtung sowohl von den Kegelrädern
23 auf die Schraubenspindeln 24, 25 als auch umgekehrt von den letzteren zurück
auf die Kegelräder stattfinden können. In die Kegelräder 23 greifen andere Kegelräder
26 ein, die auf der in feststehenden Lagerböcken 27 geführten Welle 28 festsitzen.
Ein drittes auf dieser Welle 28 festsitzendes Kegelrad 29 hat Eingriff mit dem Kegelrad
3o, dessen Welle 31 in dem obenerwähnten Lager 22 des Stützkörpers 14 gelagert ist.
Am anderen Ende der Welle 31
sitzt, durch eine lösbare Kupplung
32 mit ihr gekuppelt, das Stirnzahnrad 33. In dieses greift das Stirnrad 3.4 ein,
das auf der Achse des Schneckenrades 35 festsitzt, und dieses letztere empfängt
seinen Antrieb von der Schnecke 36, die auf der Achse eines Motors 37 befestigt
ist. Mit dem Körper des Kegelrades 29 ist ferner ein Kettenzahnrad 38 verbunden.
Die ganze Reihe der in der waagerechten Längserstreckung der Preßeinrichtung hintereinander
angeordneten Kettenräder 36 wird durch eine darübergelegte Gelenkkette 39, die an
ihren Eingriffsstellen durch Halter 40 gegen Abspringen gesichert wird, untereinander
gekuppelt.
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Der Betrieb der beschriebenen Einrichtung spielt sich wie folgt ab:
Am Ende einer vorhergegangenen Pressung befindet sich die Oberfläche der Preßwand
7 in einer Stellung nahe der eingezeichneten Begrenzungslinie C D, wie sich
zweiter unten ergeben wird, und die obere Abschlußplatte 12 in der punktiert gezeichneten
Stellung 12'. Zunächst wird diese Platte 12 nach links in die voll gezeichnete Stellung
zurückgeschoben. Hierbei wird die von der vorhergegangenen Beschickung auf ihr verbliebene
Restmasse von Füllkohle abgestrichen und in den Hohlraum der Preßform hineingeschüttet.
Um nun die Preßwand 7 in die gezeichnete Anfangsstellung des Pressens, d. h. aus
der Stellung C D in die Stellung E F zurückzuholen, wird, sofern dies
nicht schon der Fall ist, das Stirnzahnrad 33 durch die Kupplung 32 mit der Welle
3 i und dadurch mit den damit zusammenhängenden Kegelradgetrieben gekuppelt und
der Motor 37 in solcher Richtung in Bewegung gesetzt, daB er durch Vermittelung
der Kegelräder 30, 29, 26 und 23 die Schrauben 24 und 25 und damit die Führungsspindeln
17 und 18 in der Richtung nach rechts vorzieht. Man erkennt, daß hierzu bei dem
dargestellten Getriebe die Schraubengewinde 24. und 25 gegenläufig, d. h. als Rechts-und
Linksgewinde geschnitten sein müssen, und daß wegen der Kongruenz der oberen und
unteren Kegelradgetriebe 26, 23 und bei gleicher Ganghöhe der Schraubengewinde 2.4
und 25 eine reine Parallelverschiebung der Preßwand 7 eintritt. Bei diesem Zurückholen
der Preßwand 7 werden zugleich die hydraulischen Kolbenpressen 15 zusammengeschoben
und entsprechende Wassermengen aus ihnen entleert. Wenn die Preßwand 7 in die Stellung
E F gelangt ist, wird der Hohlraum der entstandenen Preßform durch den Fülltrichter
i i mit körniger Füllkohle vollgeschüttet, bis die Kohlenmasse noch ein Stück weit
in den Trichter i i hineinragt. Dann wird die Platte 12 aus der voll gezeichneten
Stellung nach rechts in die Stellung ia' herübergeschoben, so daß sie die Preßform
oben schließt. Hierbei wird die überschüssige Kohlenmasse abgeschnitten und in dem
Fülltrichter i i gehalten.
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Um nun das Pressen durchzuführen, wird zunächst die Kupplung 32 geöffnet,
so daß der Motor 37 mit den Zwischengetrieben 36, 35, 3-h 33 von der Welle 31 abgeschaltet
ist.
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unmehr wird in die Zylinder der sämtlichen hydraulischen Kohlenpressen
15 Druckwasser eingeleitet und hierdurch die Preßwand 7 gegen die gegenüberliegende
Preßwand 8 hin vorgeschoben. Hierbei wird die ganze Preßwand 7 durch die Spindeln
17, 18 und die mit ihnen zusammenarbeitenden, untereinander gekuppelten Getriebe
mit Sicherheit parallel geführt, und zwar nicht nur, wie sich unmittelbar aus den
in der Zeichnungsebene dargestellten Getrieben ergibt, in der Höhenrichtung, sondern,
weil außerdem eine Kupplung der sämtlichen in der Zeichnungsebene hintereinanderliegenden
Wellen 28 durch die Kettenräder 38 und die Kette 39 besteht, auch in der waagerechten
Längserstreckung senkrecht zur Zeichnungsebene. Selbstverständlich könnte man aber
während des hydraulischen Pressens den Motor 37 unter Einschaltung der Kupplung
32 auch in dem Sinne mitlaufen lassen, daß die Spindeln 17 und i8 in Richtung der
hydraulischen Vorwärtsbewegung der Preßwand 7 verschoben werden, wobei ein nennenswertes
Beitragen des Motor zur Preßarbeit nicht nötig ist, d. h. durch ihn nur die kuppelnden
Getriebe in Bewegung gehalten werden. Wenn durch das hydraulische Pressen die Vorderfläche
der Preßwand 7 bis in die Stellung C D vorgerückt ist, ist die Pressung beendet.
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Tim nun den gepreßten Kohlekuchen in die für ihn bestimmte Ofenkammer
einbringen zu können, müssen die beiden ihn seitlich einschließenden Preßwände in
bekannter Weise etwas voneinander entfernt werden, damit eine Entlastung und ein
freier seitlicher Spielraum für den Kohlekuchen entsteht. Zu diesem Zweck wird die
Kupplung 32 wieder eingerückt, wodurch das Zahnrad 33 mit der Welle 31 gekuppelt
wird und der Motor 37 sich wieder in der Richtung bewegt, daß er in derselben Weise,
wie oben beschrieben, die Preßwand 7 um ein kleines Stück zurückzieht. Der seitlich
frei gewordene Kohlekuchen wird nun durch die Bodenplatte 5, auf der er steht, in
üblicher Weise in die Ofenkammer eingefahren, worauf die Bodenplatte wieder aus
der, Ofenkammer in die Preßform zurückgezogen wird. Hiermit ist wieder der oben
dargestellte Anfangszustand erreicht, von dem aus eine neue Pressung unternommen
werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Getriebe,
welche die Spindeln 17 und 18 miteinander kuppeln, so eingerichtet, daß gleichzeitig
nebeneinander die mit dem oberen Teil der Preßwan:d verbundenen Führungsspindeln
17 einen größeren Vorschub als die mit dem unteren Teil der Preßwand verbundenen
Spindeln 18 erhalten. Bei den im Zeichnungsbeispiel berücksichtigten Getrieben ist
dies beispielsweise dadurch zu ermöglichen, daß die Ganghöhen der Schraubengewinde
24. der obenliegenden Spindeln 17 größer als diejenigen der untenliegenden Spindeln
18 vorgesehen werden.
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Hierbei wird die Einrichtung so getroffen, daß die Oberfläche der
Preßwand 7 am Ende des Pressens, wenn sie die Stellung C D einnimmt, parallel zu
der gegenüberliegenden Preßwand 8 steht, also dann, wie es notwendig ist, einen
rein parallelepipedischen Kohlepreßkuchen ergibt. Beim Zurückholen der Preßwand
7 aus dieser Endstellung in die Anfangsstellung des Pressens wird sich dann zufolge
des größeren Vorschubs der oberen Spindeln 17 gegenüber den unteren Spindeln 18
die Preßwand 7 etwas schräg stellen, derart, daß der Abstand der beiden Preßwände
und damit die Lichtweite der Preßform oben größer als unten ist. Die Gelenkstücke
i9 und 2o zwischen den Führungsspindeln 17 bzw. i8 und der Preßwand 7 ermöglichen
deren Schrägstellung ohne -Beeinflussung der Spindeln und ihrer Getriebe.
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Die vorbeschriebene Maßnahme hat den Zweck, die sich einstellende
Ungleichmäßigkeit der Schüttdichte der Füllkohle in der Höhenrichtung auszugleichen:
Bei Kohlekuchen bedeutender Höhe, wie sie für neuzeitliche Koksöfen vorwiegend in
Betracht kommen, wird nämlich beobachtet, daß die Schüttdichte der eingefüllten
Kohle zufolge ihres Falles und des Aufeinanderlastens der Kohlenmassen im unteren
Teil des geschütteten Kohlekörpers größer als im oberen Teil ist. Um dies auszugleichen,
muß man im oberen Teil der Preßform einen größeren Preßweg beim Gegeneinanderrücken
der beiden Preßwände als im unteren Teil vorsehen.
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Die Getriebe, durch welche die Führungsspindeln 17 und 18 miteinander
gekuppelt werden, brauchen durchaus nicht auf die in dein Zeichnungsbeispiel berücksichtigten
Schraubenspindeln und Zahnradgetriebe beschränkt zu werden. Geeignete andere Getriebe,
die ein zwangsläufiges Kuppeln ergeben, können in Betracht kommen.