DE102006038254A1

DE102006038254A1 - Detailverbesserte mechanische Vorrichtung zur Aufbereitung von Metallspänen und Metallschlämme in Brikettieranlagen

Info

Publication number: DE102006038254A1
Application number: DE200610038254
Authority: DE
Inventors: Rainer Kienle
Original assignee: Kienle Rainer Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Kienle Rainer Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-04-17

Abstract

Herkömmliche Vorrichtungstechniken von hydraulischen Brikettieranlagen für Metallspäne und -schlämme sind einem großen Ölfördervolumen und Energieaufwand unterworfen. Die üblicherweise undefinierte Flüssigkeitsabfuhr während des Pressvorganges hat einen negativen Einfluss auf die Brikettqualität. Die Vorrichtung soll eine Reduzierung der Kolbenfläche im Hydraulikzylinder bewirken, das zur Reduzierung von Ölfördervolumen und Energieaufwand führt. An die Pressform angrenzende Flüssigkeitskanäle sollen die Flüssigkeit im Pressgut definiert abführen und die Brikettqualität verbessern. Die beim Pressvorgang auftretenden Wirkkräfte im Füllstempel (2) werden über eine am Füllstempel einankernde mechanische Verriegelung (10) abgetragen. Diese Anordnung führt zur Entlastung des Füllzylinders (5). Der Füllkolben (6) wird den reduzierten Wirkkräften entsprechend kleiner ausgeführt. Daraus resultieren geringere Ölfördermengen und reduzierte Antriebsleistungen zur Betätigung des Füllzylinders. Angrenzend an die Pressform (7) wird eine Schneidbuchse (9) angeordnet, deren geometrisches Zusammenwirken Flüssigkeitskanäle zur definierten Flüssigkeitsabfuhr bildet. Die definierte Flüssigkeitsabfuhr führt zur Reduzierung des Flüssigkeitsgehaltes im Brikett. Die Vorrichtung eignet sich aufgrund der Energieeinsparung und der verbesserten Flüssigkeitsabfuhr für Brikettieranlagen im Bereich der Aufbereitung von Kühlschmierstoff behafteten Metallspänen und -schlämmen.

Description

Detailverbessert eingesetzte Vorrichtungen in den Brikettieranlagen ermöglichen, Steigerung der Produktionsquantität und bessere Produktqualität des Endproduktes.
Bei der spanabhebenden Bearbeitung von Metallen erfordern anfallende Abfallstoffe, aus flüssigen Kühlschmierstoffen und Metallspänen, je nach Art und Gewichtsanteile der Kühlschmierstoffe enorme Entsorgungskosten. Ziel dieser detailverbessert mechanischen Vorrichtungen sind Senkung der Energiekosten und Reduzierung der Entsorgungskosten.
Dem gleichartigen Verfahrensprinzip der auf dem Markt handelsüblich erhältlichen Brikettieranlagentechniken, liegt ein gleichwertiges Funktionsprinzip, aller Brikettieranlagen der Metallspanbrikettierung, zugrunde.
Herkömmliche Vorrichtungstechniken der Brikettieranlagen für Metallspäne und -schlämme sind, auf Grund der bislang gleichwertigen Verfahrenstechniken noch immer einem großen und hohem hydraulischen Pressdruckbedarf und einem enormen Energieaufwand unterworfen, welche den Ausstoß brikettierter Erzeugnisse nur langsam gestatten.
Derzeit auf dem Markt erhältliche Brikettieranlagen sind nach dem in der 1, für die Verdichtung von Metallspänen vorgestellten Funktionsprinzip konstruiert worden.
Der Ablauf des Brikettierungsprozesses dieser Anlagentechnik beginnt im Materialtrichter (15). Indem, unterhalb des Materialtrichters (15) eine konstruktiv einsitzende Dosierschnecke (14) Pressgut, d.h. Abfallstoffe der spanabhebenden Formgebung, in den Vorverdichterkanal (13), zur Einleitung des eigentlichen Verdichtungsvorganges fördert, wobei Vorverdichterstempel (12), in einem vertikal verlaufenden Vorverdichterkanal (13), das Pressgut, innerhalb der Brikettieranlage vertikal, bei ständig steigendem Druck, vor die horizontal einlagernde Pressform (7) verschieben kann, so dass achsmittig der Pressform (7) ein Füllstempel (2) durch den Vorverdichterkanal (13) zur Pressform (7) gleitet und den spangefüllten Kanal (8) dieser Pressform verschließt. Der 180° auf gleicher Höhe des Füllstempels (2) zur Pressform (7) versetzt, hydraulisch verfahrbare Pressstempel (1) nach 1, vollzieht zusammen mit Füllstempel (2) hydraulisch betrieben den eigentlichen Pressvorgang, verdichtet die Metallspäne zu einem Brikett, wobei die in den Spänen und den Schlämmen enthaltene Flüssigkeit aus den Ringspalten, gebildet durch Pressstempel (1), Füllstempel (2) und Pressform (7), gedrückt wird und nach unten fällt.
Um eine bestmögliche Trennung von Metallspänen und Flüssigkeit zu erzielen, ist zum einen eine Flächenpressung von bis zu 50 kN/cm² auf das Pressgut erforderlich, zum anderen muss der Füllstempel (2) in kurzer Zeit durch den Vorverdichterkanal (13), zum Ausstoßen des Briketts durch Pressform (7), bewegt werden, wobei er enormen Antriebskräften stetig unterliegt. Hierzu ist auf Grund des großen Kolbenflächenbedarfes eine hohe hydraulische Leistung erforderlich.
Der Erfindung dieser Vorrichtungen liegen die Aufgaben zugrunde, das Verfahren der Brikettierung mit besserer Pressqualität auszuführen und den Ausstoß der zu fertigenden Briketts aus den Brikettieranlagen energieeinsparend zu beschleunigen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Vorrichtungsansprüche gelöst. Erfindungsgemäß ergeben sich energetische Vorteile welche die Ausstoßmengen des Produktes vervielfachen und die Qualität der Briketts erhöhen.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindungen dargestellt.
Zur Reduzierung der hydraulischen Leistung bei gleichzeitiger Steigerung der Brikettquantität wird nach 2, gegenüber, auf gleicher Ebene und Höhe, des konstruktiv üblich verschiebebeweglichen Pressstempels (1), der verschiebebewegliche Füllstempel (2) und dessen starr befestigter Füllzylinder (5), in welchem der Füllkolben (6) des Füllzylinders (5) gleitet, im Verhältnis zur Querschnittsgröße des Presszylinders (3) und dessen Presskolben (4), kleiner ausgelegt.
Der querschnittskleinere Füllkolben (6) des Füllzylinders (5) muss aber nunmehr mechanisch, elektro-mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch, um die im Arbeitsprozess auftretenden Wirkkräfte, entlastet werden.
Die Entlastung ermöglichen Arretierungen wie in 1 und 2 bzw. 4 und 5, bspw. mit Sperrzylinder (10) oder durch Gleitführungsarretierungen (16) nach 3, (schematisch in den Darstellungen ersichtlich) von außen auf den Füllstempel (2) aufwirkend. Eingelagerte Funktionsteile im Füllzylinder (5), im Gegensatz zu den Teilen innerhalb des Presszylinders (3) konstruktiv kleinere Baugruppengrößen, ermöglichen dass ein geringerer Hydrauliköl-Mengen-Fluß im System des Füllzylinders (5) erforderlich wird, so dass ursprünglich vorhandene konstant hydraulische Pumpleistung den Pressvorgang verhältnisbezogen beschleunigt.
Der Füllstempel (2) wird während des Pressvorganges beim Abtragen der vom Presszylinder (3) hydraulisch anwirkenden Kraft mit den Verriegelungen aller Art formschlüssig nicht nur in seiner Lage, sondern durch die Verriegelungsarretierung von außen absolut wirkkraftstabil gehalten.
Beispiele nach 4 mit pneumatisch oder hydraulisch betriebenem Sperrzylinder (10), 5 mit zwei Sperrzylindern (10), der Anlagentechnik im Rahmenverbund konstruktiv beigesetzt, in welchen Kolben mit Klaue (11) oder eventuell auch anderen Sperrmöglichkeiten in eingelassene Nuten oder Planflächen des Füllstempels (2) einankern, erfüllen die Anforderung mechanisch fest arretierten Haltes während des wirkkräftebelasteten Arbeitsprozesses in Brikettieranlagen.
In zweiter Variation ermöglicht die hydraulische Betreibung des Füllstempels (2) nach 3, mit Hilfe der Ölsteuerventile (17) und deren Sperrverriegelungsmöglichkeiten, gleichwohl auch eine von außen anwirkend feste Arretierung des Füllstempels (2). Der notwendige hydraulische Ölmengenfluß zur Betreibung des Füllzylinders (5) garantiert, auf Grund seiner flüssigen Eigenschaft in Bezug auf Kompressibilität, bei Schließung der Ölsteuerventile (17) proportionale Druckkraft zum Presszylinder (3) selbst bei veränderlichen Flüssigkeitsdrücken, vorausgesetzt die Menge des Ölvolumens im Füllzylinder (5) stagniert bei Schließung der Ölsteuerventile (17) im Zuge des Endverdichtungsprozesses.
Eine Qualitätsverbesserung der zu fertigenden Briketts nach 6 wird mit Hilfe einer an den Rahmen des Vorverdichterkanals (13), konstruktiv fest anzusetzenden Schneidbuchse (9), mit Ringschneide (19) versehen und der stirnflächenseitig am Füllstempel (2) aufzusetzenden Gegenschneide (18), also mit Schneidwerkzeug aus verschleißfestem Werkstoff, erreicht.
Wird Füllstempel (2) im Zusammenhang der Pressgutverdichtung in Richtung Presskammer (8) verfahren, ermöglicht die am Füllstempel (2) stirnflächenseitig angesetzte Gegenschneide (18), der Ringschneide (19) in der Schneidbuchse (9), die fachgerechte Trennung des überschüssigen, von dem zur Verdichtung in die Presskammer (8) gleitendem, Pressgutes.
Liegt nach 6, der arretierte Füllstempel (2) gegen das Pressgut, bei gleichzeitigem aufwirken des Pressstempels (1), bewirkt die hydraulisch aufwirkende Kraft gegen das Pressgut in Presskammer (8) die Abführung der Flüssigkeit in horizontal undefinierter Richtung aus dem zu verdichtendem Brikett.
Zum Zweck einer klar definierten Flüssigkeitsabfuhr sind selbstreinigende Flüssigkeitskanäle (20) in dem Vorrichtungsteil der Schneidbuchse (9) eingearbeitet. Der hohe Flüssigkeitsdruck garantiert im Zusammenwirken mit der Querschnittsgeometrie der Flüssigkeitskanäle (20) die selbstreinigenden Charaktereigenschaften dieser Vorrichtung. Die klar definierte Flüssigkeitsabfuhr bewirkt einen geringeren Restfeuchtegehalt im Brikett und erhöht somit die Brikettqualität.

1: Pressstempel
2: Füllstempel
3: Presszylinder
4: Presskolben
5: Füllzylinder
6: Füllkolben
7: Pressform
8: Spangefüllter Kanal/Presskammer
9: Schneidbuchse
10: Sperrzylinder
11: Klaue
12: Vorverdichterstempel
13: Vorverdichterkanal
14: Dosierschnecke
15: Materialtrichter
16: Gleitführungsarretierungen
17: Ölsteuerventile
18: Gegenschneide
19: Ringschneide
20: Flüssigkeitskanäle

Claims

Vorrichtung für Brikettieranlagen bestehend aus einer Pressform, in der Pressgut mittels eines verschieblichbeweglichen Presstempels und eines achsmittig um 180° versetzten verschieblichbeweglichen Füllstempels zu einem Brikett verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsgröße des Füllkolbens (6) im Füllzylinder (5) im Verhältnis zur Querschnittsgröße des Presskolbens (4) im Presszylinder (3) kleiner ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der querschnittskleinere Füllkolben (6), um die während des Pressvorganges auftretenden Wirkkräfte, teilweise oder ganz entlastet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstempel (2) während des Pressvorganges, mit Verriegelungen formschlüssig in seiner Lage und absolut wirkkraftstabil gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Klauen (11) im Füllstempel (2) einankern und die während des Pressvorganges auftretenden Wirkkräfte abtragen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Vorverdichterkanal (13) fest ansetzende Schneidbuchse (9) mit Ringschneide (19), im Zusammenspiel mit einer am Füllstempel (2) aufzusetzenden Gegenschneide (18), ein Schneidwerkzeug bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Schneidbuchse (9) im Zusammenwirken mit der Geometrie der angrenzenden Pressform (7), Flüssigkeitskanäle (20) bilden.