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Vorrichtung zum Füllen von Preßformen mit vorbestimmten Gewichtsmengen
pulverförmigen Gutes Zur Herstellung von Briketts ist es bekannt, lockeres Gut in
einem Füllraum mittels eines Kolbens mehr oder weniger vorzupressen und dabei einem
Raum zuzuführen, in dem ebenfalls durch einen Stempel das Gut, abschnittweise zu
einem Strang aneinandergereiht zu endgültigen Briketts gepreßt wird, und zwar entsprechend
dem Reibungswiderstand, den der Strang an den Formwänden findet. Soweit jeweils
vorgepreßtes. Gut in dem Füllraum verbleibt, um beim nächsten Rückhub des Strangpreß.stempels
vor diesen zu gelangen:, fällt auch roch lockeres Gut nach, das somit einer Vorpressung
nicht unterliegt, infolgedessen die Briketts eine ungleichmäßige Festigkeit aufweisen..
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Ferner ist es bekannt, Preßformen für die Herstellung von Metallbriketts
in ihrer ganzen Höhe nach unten konisch zu erweitern, wodurch das Gut unter der
Wirkung eines Preßs.tempels besser nachrutschen und die Formlöcher gleichmäßig ausfüllen
soll.
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Um einen Preßstempel in, einer Strangpresse für plastische Massen
unabhängig vom. Antrieb nach jedem Preßvorgang in. seine Ausgangsstellung zu bewegen,
wurde vorgeschlagen, nach Umsteuern eines hydraulischen Antriebes beim Stempelvorschub
eine
Feder auf den Stempel zur Wirkung zu bringen.
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Im Gegensatz zu diesen Pressen betrifft die Erfindung eine Verbesserung
an solchen Vorrichtungen, zum Füllen von Preßformen mit pulverförmigem Gut, wobei
dem Gut mittels eines beschaufelten Schleuderrades in einem stillstehenden zylindrischen
Gehäuse eine gewisse Dichte erteilt und es so nach einer zu füllenden Preßform überführt
wird. Die so gefüllte Preßform wird zum Fertigpressen ihres Inhaltes vor einen besonderen
Preßstempel bewegt.
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Es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß für verschiedenes
pulverförmiges Gut durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit durch das Schaufelrad
im zylindrischen Gehäuse nur innerhalb sehr enger Grenzen eine Änderung in der erzeugten
Dichte erreicht werden kann. Praktisch kommt es also darauf hinaus, daß ein bestimmtes
pulverförmiges Gut stets in einer gleichen Dichte den Preßformen zugeführt wird
und diese also fortwährend mit konstanten Gewichtsmengen gefüllt werden.
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Die Erfindung hat nun den Zweck, die Gewichtsmenge des pulverförmigen
Gutes, womit die Preßformen gefüllt werden, auf einfache Weise je nach Bedarf und
ohne nennenswerten Zeitverlust zu verändern.
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Erfindungsgemäß ist zwischen dem zylindrischen Schleudergehäuse und
der Füllstelle der Preßformen ein Verdichtungszylinder geschaltet, in den. ein Preßkolben
mit einem geringeren Druckhub eintaucht, als die Länge des Zylinders beträgt, so
daß nach dem Füllen einer an diesen anschließenden quer bewegbaren, geschlossenen
Preßform nach deren Verschieben eine Scheibe verdichteten Gutes in dem Zylinder
verbleibt. Zweckmäßig hat die Preßform einen größeren lichten Durchmesser als der
Verdichtungszylinder, dessen Raum am Gutsaustrittsende v orteilhafterweise in eine
Erweiterung ausläuft und damit an die Preßform anschließt. Der Kolben ist in. dem
Preßzylinder dicht geführt, damit bei seinem Rückhub in dem Zylinderraum eine den
Gutzutritt aus dem Schleudergehäuse fördernde Luftleere entsteht. Die Vorrichtung
kann derart ausgeführt sein, daß die Endstellung des Preßkolbens, der jeweils nahe
an die Auslaßöffnung des Zylinders gelangt, unverändert bleibt. Es kann jedoch zwischen
dem durch ein vom Antrieb für den Arbeitshubs unabhängiges Mittel begrenzt zurückschiebbaren
Preßkolben und dem Arbeitshubantrieb ein einstellbares Spiel vorgesehen sein.. Ferner
kann der Rückwärtshub des Preßkolbens unabhängig oder abhängig vom Antrieb eingerichtet
sein.
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Die Zeichnung veranschaulicht in den Fig. i und 2 Ausführungsbeispiele
der Vorrichtung im Längsschnitt und teils in Ansicht.
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Bei beiden Ausführungsforrnen ist an die Auslaßöffn.ung i des zylindrischen
Gehäuses 2, worin das pulverförmige Gut mittels eines Schleuderrades verdichtet
wird, das eine Ende eines Zylinders 3 angeschlossen. Quer zum offenen anderen Ende
q. des Zylinders 3 kann eine Platte 5 bewegt werden, worin sich Formen 6 befinden,
so daß jedesmal eine leere Form 6 gegenüber dem offenen Ende q. des Zylinders 3
gebracht werden kann. um gefüllt zu werden. Das Fertigpressen des Inhalts der Form
6 erfolgt durch Bewegen ihres Trägers so, daß sie an anderer Stelle vor einen nicht
gezeichneten Preßstempel gelangt.
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Im Zylinder 3 ist ein Preßkolben ; hin und her bewegbar. Bei .der
in Fig. i abgebildeten Ausführungsform wird der Preßkolben ; von einer Feder 8 aus
dem Zylinder 3 zurückgezogen; diese Bewegung ist von der Anlage eines auf dem Preßkolben
7 angeordneten Kragens g gegen einen Anschlag io in der Kolbenführung i i begrenzt.
Um den Preßkolben 7 gegen die Wirkung der Feder 8 zu verschieben, dient ein hin
und, her bewegbarer Kreuzkopf 12, der z. B. am Ende der Antriebsstange eines nicht
dargestellten Exzenterantriebesbefestigt ist und zwischenFührungsbahnen 15 gleitet.
Der Kreuzkopf 12 ist mit einem zentralen Bolzen 1.4 versehen. der mit Hilfe einer
Mutter 15 zum Kreuzkopf 12 eingestellt werden kann, um nach Durchlaufen des Zwischenraumes
zwischen der Kopffläche des Bolzens 14 und dem Ende des Preßkolbens 7 diesen bis
auf die gewünschte Tiefe in den Zylinder 3 zu drücken, um hierdurch das darin befindliche
Gut zu verdichten und in die zu füllende Preßform 6 überzuführen. Der Preßkolben
7 kann jedoch nur so weit in den Zylinder 3 geschoben werden. daß nach dem Füllen
und Entfernen der gefüllten Preßform 6, deren Inhalt an anderer Stelle fertiggepreßt
wird, im Zylinder 3 eine in Fig. i mit v2 angegebene Menge des zusammengepreßten
pulverförmigen Gutes in dem Zylinder 3 zurückbleibt und das offene Ende dieses Zylinders
derart abschließt, daß sich nach Zurückziehen des Preßkolbens der dadurch frei werdende
Zylinderraum v, von neuem mit aus der Öffnung i des Gehäuses 2 kommendem pulverförmigen
Gut füllt. Die jeweils im Zylinder 3 zurückbleibende Gutscheibe und die Länge des
Raumes v3 in dem Füllzylinder 3, der beim Zurückbewegen des Preßkolbens frei wird,
läßt sich durch Einstellen des Bolzens 1.4 zum Kreuzkopf 12 regeln. Die Scheibe
verdichteten Gutes v2, die im Zylinder 3 zurückbleibt, sorgt gleichzeitig für einen
luftdichten Abschluß dieses
Zylinders und Abgrenzung des Raumes
v3, so daß, wenn man. auch dafür sorgt, daß längs des Kolbens 7 keine Luft in diesen
Raum v3 gelangen kann" die neue Füllung aus dem Gehäuse 2 in einen luftleeren. Raum
geschlendert wird und dadurch beim Eintritt in diesen Raum keine Hinderung erfährt.
Es ist hierbei zu empfehlen, das offene Ende 4 des Zylinders 3 gegenüber seinem
übrigen Durchmesser nach außen erweitert auszubilden, -wodurch vermieden wird, da.ß
die Luftleere ' die Scheibe v2 in den Zylinder 3 saugt.
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Bei der abgeänderten Ausführungsform mach Fig. 2 ist der Preßkolben
7 mit einem Verlängerungsstück 16 versehen, auf das eine Büchse 17 geschraubt
ist und auf dem eine Gegenmutter 18 zum Befestigen dient. Die Büchse 17 ist
in einer zentralen Bohrung des Kreuzkopfes 12 begrenzt verschiebbar. Ihre Bewegung
wird von dem an ihrem einen Ende angeordneten Kragen i9 und dem auf dem Verlängerungsstück
16 angeordneten Kragen 2o begrenzt. Beim Bewegen des. Kreuzkopfes 12 nach rechts
wird durch dessen Antreffen gegen den Kragen i9 der Preßkolben 7 mitgenommen. Beim
Zurückbewegen des. Kreuzkopfes z2 wird der Preßkodben 7 erst durch die Wirkung der
Federn 2z, die an- einem auf dem Kolben befestigten jochförmigen Querstück 22 angreifen,
aus dem Zylinder 3 zurückgezogen, bis der Kolben in seiner Führung ii (Fig. i) Anschlag
gefunden. hat, wonach sich der Kreuzkopf um das Spiel zwischen den Kragen i9 und
2o noch weiter zurückbewegt. ' Durch Einstellen der Schräubenbüchsei 17 auf dem
Kolbenverlängerungsstück 16 wird bestimmt, wie weit der Kolben jedesmal in den Zylinder
3 geschoben -wird.
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Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird der Preßkolben 7 stets
nur so weit in den Zylinder 3 gedrückt, da.ß eine Gutscheibe v2 in dem Zylinder
3 zurückbleibt, um nach Entfernen einer gefüllten und Vorschieben einer leeren Preßform
6 sowie Zurückziehen des Kolbens 7 das Zylinderende 4 geschlossen zu halten.
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Indem man während des Betriebes die Hubweite des Kolbens einstellt
oder ändert, kann auf sehr einfache Weise erreicht -werden, daß
oder, wenn gesetzt wird:
folgt: d3 = dl b2 -E. a [I -E- b]. das pulverförmige Gut, das dem Zylinder
3 stets in gleichbleibender Dichte zugeführt wird, während des Füllens der Preßformen
auf eine jeweils gewünschtes höhere Dichte gebracht und das Gewicht der Füllung
der Preßformen den augenblicklichen Umständen angepaßt wird.
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Daß tatsächlich mit der beschriebenen Vorrichtung beim Übergang von
einer gewissen Dichte des Gutes, -womit die Preßformen gefüllt werden, auf eine
andere die Preßformen in kurzer Zeit -wieder mit praktisch gleichen Mengen gefüllt
werden, ergibt sich aus folgender Erläuterung: Es wird angenommen., daß die zu füllenden
Preßformen 6 ein Volumen v1 haben, das Hubvolumen :des Kolbens 7 v3 beträgt und
nach jedem Hub des Kolbens 7 im Zylinder 3 ein Volumen v2 verdichteten Gutes zurückbleibt,
während das in den Zylinder 3 eingeführte Gut eine Dichte d aufweist.
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Bei zurückgezogenem Kolben 7, leerem Zylinder 3 und leerer Preßform
6 wird das Volumen (v1 -I- v2 -f- v3) mit pulverförmigem Gut von der Dichte d gefüllt.
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Durch .den ersten, Kolbenhub wird dieses Volumen bis auf v1 -I- v2
reduziert, wodurch eine Dichte d, entsteht. Diese Dichte d1 beträgt:
Nach dem Zurückziehen des Kolbens 7 und Ersatz der gefüllten Preßform 6 durch eine
leere wird, da das Zylinderende durch das darin. zurückgebliebene Gut mit Volumen
v2 und Dichte dl abgeschlossen bleibt, im freigewordenen Zylinderraum neues Gut
mit einer Dichte d zugeführt, bis das Volumen v3 gänzlich damit gefüllt ist. Im
Zylinder befindet sich dann ein Gewicht an Gut von. v.d -f- v2di. Diese Füllung
wird daraufhin durch den zweiten Hub des Kolbens auf das Volumen v1 -I- v2 verdichtet,
und zwar auf eine Dichte entsprechend:
Wenn man so fortfährt, wird die Dichte des Gutes, womit eine Preßform 6 gefüllt
wird, nach dem dritten Kolbenhub gleich Für die Dichte der Füllung einer Preßform
nach denn nten Hub des Kolbens ergibt sich: d" = dl bn-s + a [_ -(-
b + b2 ...... -f- b--2] (A)
Nun sind für b drei Fälle zu unterscheiden,
nämlich b G i ; b = i ; b > i, -wovon vorzugsweise
b
G i in Betracht kommt. Für diesen Fall nimmt, bei x. = unendlich, in Formel (.d )
dl b11-1 den Mindestwert = o an und a [i `-, b + b'= -f-
...... b11-=] den Mindestwert =
es ergibt sich also:
für 7a = unendlich. Aus dem erhaltenen Resultat geht hervor, daß anstatt der Annahme,
daß das gesamte Volumen v1 -I- v. -f- v3 ursprünglich vollkommen leer war, ebensowohl
hätte angenommen werden können, daß dieser Raum mit Gut einer willkürlichen Dichte
gefüllt war. Als resultierende Dichte wird jedoch immer
für lt = unendlich, gefunden werden. Indessen würde dies noch keine praktische Bedeutung
haben, wenn die resultierende Dichte nicht sehr schnell auftritt, und es muß also
noch bewiesen werden, daß wirklich die resultierende, praktisch konstant bleibende
Dichte schon. nach einigen Schlägen des Kolbens 7 auftritt.
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Dazu muß von der Formel (.d) ausgegangen und nachgeprüft werden, auf
welche Weise die Termen des zweiten Gliedes dieser Formel sich für zunehmenden Wert
von ;a verhalten.
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Es wird auf Grund praktischer Anwendungen angenommen, daß d = o,so,
vi = So, v2 = 2o und v. = ioo; dann gilt für die Formel (A) folgende Tabelle:
| ?a dl b11-3 a I -f- b + .... -{-
b11-2 d11 |
| i i.60 0.000 i.6oo |
| 2 o.32 0.80o 1.12o |
| 3 0.o64 0.96o 1.024 |
| 4 0.0128 0.992 1.0o48 |
| 5 o.oo256 - - |
| Ia 0.0000o 1.o0 1.o0 |
Hieraus geht hervor, daß praktisch bereits nach dem vierten Schlag des Kolbens eine
nahezu gleichbleibende Dichte für die Füllungen der aufeinanderfolgenden Preßformen
erreicht ist.
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Schließlich sei noch bemerkt, daß es zu empfehlen ist, bei praktischer
Ausführung der Vorrichtung gemäß der Erfindung den Innendurchmesser des Zylinders
der zu füllenden Preßformen 6 größer als den des Zylinders 3 zu machen, um zu erreichen,
daß die jeweils im Zylinder 3 zurückbleibende Menge Gutes beim Füllen der nächsten
Prelif,-)rm zerbröckelt wird und sich mit dem neu zu@@efiiltrten Gut vermischt.