Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung 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 Blökken verdichtet werden, wobei am Deckel und/oder am Boden Vibrations-Antriebe angreifen.
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 die Vorschub- als auch die Vibrationsbewegung ausgeführt wird. Dies führt dazu, dass der Schubkolbenantrieb eine dem Hub des Bodens, beziehungsweise des Deckels, entsprechende Grösse aufweisen muss.
Beim Vibrieren müssen demnach verhältnismässig grosse Volumina von Druckmedium abwechselnd unter Druck gesetzt werden, was einen entsprechend grossen Leistungsaufwand benötigt. Weiter ist durch diese Ausführung auch der Frequenzbereich, in welchem eine solche Vorrichtung stabil arbeiten kann, beschränkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich- tung zur Herstellung von Blöcken zu schaffen, welche die den bekannten Vorrichtungen anhaftenden Beschränkungen nicht aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäss der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher der Boden und/oder der Deckel in einer Hülse in Richtung zur Längsachse der Kokille beweglich geführt und eine auf den Boden und/oder den Deckel wirkende Vibriereinrichtung an der Hülse abgestützt ist. Dadurch erreicht man, dass die Vibriereinrichtung unabhängig vom Vorschub des Bodens beziehungsweise des Deckels arbeitet, womit ein grösserer Wirkungsgrad des Antriebes und ein grösserer stabiler Arbeitsbereich erreicht wird.
Zweckmässig ist die Hülse mittels eines spielfreien mechanischen Antriebes bewegbar, wobei beispielsweise die Hülse die Spindel eines spielfreien Spindeltriebes bildet, dessen Spindelmutter zusammen mit der Spindel in einem an einem Teil der Vorrichtung abgestützten Gehäuse gelagert ist. Dadurch erreicht man eine spielfreie und damit vibrationsfreie Abstützung der Vibriereinrichtungen an der Vorrichtung.
Weiter kann die Kokille zum Beschicken mit Granulat seitlich verschiebbar sein, wobei zweckmässig die Kokille mit einer weiteren Kokille gekuppelt und gemeinsam nach beiden Seiten seitlich verschiebbar ist. Dadurch erreicht man eine Steigerung der Kapazität, indem das Verdichten des Granulates und das Beschicken der Kokille gleichzeitig erfolgen kann.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes kann am Gehäuse für die Lagerung des Deckels ein den Deckel umgebender Absaugkasten angeordnet sein, dessen Schliessteil auf den oberen Rand der Kokille absenkbar ist. Dadurch werden die in Verbindung mit der Herstellung der Blöcke entstehenden Rauchgase und Dämpfe abgesaugt, eine Belästigung des Personals vermieden, und einen sauberen Betrieb gewährleistet.
Weiter kann am Boden ein am Gehäuse beziehungsweise an einem Teil der Vorrichtung abgestützter Kraftantrieb, beispielsweise ein hydraulischer Schubkolbenantrieb, angreifen. Mit diesen kann eine Endverdichtung des Blockes vorgenommen werden.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. la und b eine schematische Darstellung, teilweise in Blockdarstellung, einer Vorrichtung zur Verdichtung von Granulaten und
Fig. 2 einen Schnitt durch einen spielfreien Spindelantrieb.
In Fig. la und lb sind zwei Kokillen 1 bezeichnet, die mittels einer starren Verbindung 2 verbunden und mittels eines Schubkolbenantriebes 3 seitlich verschoben werden können. Die in Fig. la rechts dargestellte Kokille 1 bildet mit einem Boden 4 und einem Deckel 5 eine Form, in welcher Granulat zu einem kompakten Block verdichtet wird.
Während in der einen Kokille 1 das Granulat verdichtet wird, befindet sich die andere Kokille 1 unterhalb einer gesamthaft mit 7 bezeichneten Dosiervorrichtung, die eine Förderrinne 8, einen Dosierbehälter 9, eine Waage 10 und einen von einem Schubkolbenantrieb 11 betätigten Behälterverschluss 12 aufweist. Zwei Schubkolbenantriebe 13 sorgen dafür, dass während der Beschickung die untere Öffnung der Kokille mittels eines vom Schubkolbenantrieb 13 bewegten Boden geschlossen ist. Beim Wechsel der Kokillen wird die in Fig. la links gezeichnete Kokille 1 in fluchtende Lage mit dem Boden 4 und dem Deckel 5 gebracht, wobei ein Zwischentisch 15 zur Vermeidung von Granulatverlusten angeordnet ist. Die andere Kokille 1 befindet sich nun über dem in Fig. la rechts dargestellten Schubkolbenantrieb 13.
Der Block 6 kann nun in die rechts dargestellte Lage abgesenkt werden und mittels eines weitern Schubkolbenantriebes 16 weiter transportiert werden. Der Schubkolbenantrieb 16 liegt in Wirklichkeit senkrecht zur Zeichenebene, doch ist er zur Darstellung in die Zeichenebene geklappt. Aus dieser Darstellung ist auch ersichtlich, dass der Block 6 ungleich lange Seitenflächen aufweist.
Die Verdichtung des Granulates erfolgt durch den Boden 4 und den Deckel 5 welche einwärts in die Kokille bewegt und gleichzeitig vibriert werden. Der Boden 4 ist an einer Führungsstange 17 befestigt, welche ihrerseits in einer Hülse 18 geführt ist. Die Hülse 18 trägt an ihrem freien Ende 19 einen Schubkolbenantrieb 20, dessen Kolbenstange 21 mit der Führungsstange 17 und andererseits mit einem ebenfalls am freien Ende 19 der Hülse 18 abgestützten Weggeber 22 verbunden ist. Der Schubkolbenantrieb 20 wird über ein elektro-hydraulisches Servoventil 23 beaufschlagt.
Die Hülse 18 ist in einem Gehäuse 24 gelagert, das an einem schematisch angedeuteten festen Teil 25 der Anlage abgestützt ist. Die Hülse 18 bildet die Spindel eines Spindeltriebes, dessen Spindelmutter 26 ebenfalls im Gehäuse 24 gelagert ist. Die Spindelmutter 26 wird mittels eines Schnekkentriebes 27, 28 angetrieben. Die detaillierte Ausbildung dieses Spindeltriebes ist in Fig. 2 dargestellt.
Der Deckel 5, dessen Stirnseite eine den Bedürfnissen angepasste Formgebung aufweisen kann, wird in genau gleicher Weise betätigt wie der Boden 4, weshalb die betreffenden Teile mit der gleichen Bezugsziffer versehen sind.
Am Deckel 5 ist eine Absaugvorrichtung 30 angeordnet, die einen am Gehäuse 24 befestigten Kasten 31 und einen im Kasten 31 beweglich geführten Mantel 32 aufweist, der mittels Schubkolbenantrieben 33 auf das obere Ende 34 der Kokille 1 abgesenkt werden kann. Ein am Kasten 31 angeordneter Stutzen 35 ist mit einer nicht dargestellten Absaugpumpe verbunden, welche die in der Kokille 1 während des Verdichtens entstehenden Abgase und Dämpfe absaugt.
Am Boden 4 greifen Hubzylinder 37 an, die am Gehäuse 24 abgestützt sind. Die Schubkolbenantriebe 37 dienen der Endverdichtung der Kokille.
Mit 40 ist eine Hydraulikstation bezeichnet, welche die notwendigen Pumpen und Steuerorgane enthält, um die Schubkolbenantriebe 3, 11, 13, 16, 20, 33 und 37 in der richtigen Folge mit Druckmedium zu versorgen. Die zu den einzelnen Schubkolbenantrieben führenden Verbindungs leitungs-Paare beziehungsweise Verbindungsleitungen sind mit der betreffenden Bezugsziffer des Schubkolbenantriebes und mit einem Index versehen.
Zur Steuerung der beschriebenen Verdichtungsvorrichtung wird ein schematisch dargestellter Programmgeber 50 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 4 und für den Deckel 5 werden mittels Regelkreisen betätigt, wobei die Weggeber 22 das Ist-Signal liefern, das an den Vergleichstellen 51 mit dem aus dem Programmgeber 50 kommenden Sollwert verglichen wird. Das Fehlersignal wird in Verstärkern 52 verstärkt und zur Verstellung der elektro-hydraulischen Servoventile 23 verwendet. Der Spindeltrieb 18, 26 wird ebenfalls vom Programmgeber 50 mittels eines nicht dargestellten, beispielsweise elektromotorischen Antriebes gesteuert.
Die Verbindungsleitungen für die Steuersignale werden in gleicher Weise wie die hydraulischen Leitungen bezeichnet, jedoch kurz gestrichelt, während die Rücklaufleitung der Servoventile 23 lang gestrichelt ist.
Mit 53 ist ein Netzgerät zur Speisung der Verstärker 52 dargestellt.
In Fig. 2 ist der Spindeltrieb im Detail dargestellt; im Gehäuse 24 ist die Schnecke 28 gelagert, welche dem auf der Spindelmutter 26 angeordneten Schneckenrad 27 im Eingriff steht. Die Spindelmutter 26 ist mittels eines Gewindes auf der Hülse 18 angeordnet. Die Spindelmutter 26 ist mittels Wälzlagern 55, 56, 57 im Gehäuse 24 drehbar gelagert.
Mit der Spindelmutter 26 wirkt ein weiterer Spindelmutterteil 29 zusammen, welcher mit einem zylindrischen Vorsprung in einem Rücksprung 59 der Spindelmutter 26 geführt und zentriert sowie mittels eines Wälzlagers 60 im Gehäuse 24 drehbar gelagert ist.
Die Spindelmutter 26 trägt stirnseitig Bolzen 61, die in eine Vertiefung 62 des Teiles 29 ragen. In der Vertiefung 62 sind Tellerfedern 63 angeordnet, die mittels einer Kappe 64 vorgespannt werden können. Die Vorspannung der Tellerfedern 63 kann durch Drehen der Kappe 64 eingestellt werden, wobei ein mit der Kappe 64 verbundener Gewindebolzen 65 relativ zu einem Stützring 66 bewegt wird. Die eingestellte Lage des Bolzens 65 kann mittels einer Mutter 67 gesichert werden. Der Stützring 66 stützt sich über ein Axialwälzlager 68 auf das Gehäuse 24 ab. Durch den Druck der Tellerfedern 63 wird erreicht, dass die beiden Teile 26, 29 gespreizt werden, so dass ein etwaiges Spiel im Gewinde aufgehoben wird.
Das Spreizen der beiden Teile 26, 29 kann auch hydraulisch vorgenommen werden, indem z. B. der Bolzen 61 den Hohlraum der Kappe 64 abdichtet und einen Druckraum bildet, der mit Druckmedium beaufschlagt, die Teile 26, 29 spannt. Der Vorteil liegt darin, dass bei Leerbewegungen der Spindel die Teile 26, 29 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.