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Verfahren und Vorrichtung zum Einhalten eines vorher festgelegten
Preßdruckes und eines diesem Preßdruck zugeordneten Feuchtigkeitsgehaltes des Gemisches
beim Pressen von Kunststeinen, insbesondere von Kalksandsteinen Bei der Herstellung
von Kalksandsteinen erfolgt üblicherweise, die Aufbereitung der Kalksandmassen in
der Weise, daß gebrannter Kalk und Sand gemischt und dann mit Wasser versetzt werden,
wobei ein bestimmtes Mengenverhältnis eingehalten werden muß. Dieses Rohgemisch
gelangt in einen Reaktor, in welchem sich der gebrannte Kalk, also Kaleiumoxyd,
mit der zugesetzten Menge zu gelöschtem Kalk, also Kalciumhydroxyd, verbindet. Aus
dem Reaktor wird am unteren Teil der Mörtel, d. h. das gelöschte Kalksandgemisch,
durch eine geeignete Austrittsvorrichtung, meist einen Drehteller, entnommen. Dieser
Mörtel wird sodann in einer Presse zu den gewünschten Steinen geformt.
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Die Qualität der gepreßten Steine war fräher weitgehenden Schwankungen
unterworfen, so daß ein recht erheblicher Ausschuß anfiel. In neueren Anlagen hat
man daher, um das gewünschte Mischungsverhältnis genau einzuhalten und damit ein
Optimum an Steinfestigkeit zu erzielen, die drei Bestandteile der Rohmischung in
der Reihenfolge Kalk - Sand -
Wasser in automatischen Wiegeeinrichtungen
gewogen. Diese bekannten automatischen Wiegeeinrichtungen erlauben eine gewisse
Verstellung der einzelnen für den Mriegevorgang benutzten Gewichte, so daß die Mengen
der drei Gemischteile variiert werden können. Bei dem Kalk ist dies verhältnismäßig
selten erforderlich, da sein CaO-Wert meistens kaum schwankt. Anders ist es jedoch
mit dem Sand. Wenn dieser auch gleichbleibend-, Qualität besitzt, so ändert sich
doch in Abhängigkeit von der Witterung seine Feuchtigkeit sehr stark, so daß bei
sehr nassem Sand weniger Wasser zugesetzt werden muß. Da sich die Feuchtigkeit des
Sandes durch handelsübliche Meßinstrumente nur annähernd genau feststellen läßt,
können die Gewichte der Wiegeeinrichtung auch nur dementsprechend verstellt werden.
Durch diese Einrichtung ist bereits erreicht worden, daß der aus dem Reaktor entnommene
Mörtel eine wesentlich gleichmäßigere Zusammensetzung hat als früher.
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Trotz dieser Maßnahmen ist es jedoch üblich, dem Mörtel vor dem Pressen
noch eine ganz bestimmte Menge Wasser zuzusetzen, um ein für die Weiterverarbeitung
geeignetes Gemisch zu erhalten. Dieses Anfeuchten des Mörtels erfolgt von Hand durch
Verstellen entsprechender Einrichtungen in Ab-
hängigkeit vom Feuchtigkeitsgrad
des Mörtels und des effektiven Preßdruckes. Für diesen Vorgang ist eine sehr erfahrene
und zuverlässige Arbeitskraft erforderlich. Der bei jedem einzelnen Arbeitshub vorhandene
Preßdruck der Presse wird durch einen Druckmesser angezeigt. Um diesen Preßdruck
in geringen Toleranzen konstant zu halten, muß der hier eingesetzte Arbeiter außerdem
die Füllhöhe der Preßform mittels eines Handrades verstellen, um den optimalen Preßdruck
wieder zu erreichen. Hierbei kann es nun aber vorkommen, daß zwar genau der Soll-Preßdruck
eingestellt und vorhanden ist, der als Optimum für die anschließende Härtung festgelegt
ist, ohne daß hierbei gleichzeitig auch das Optimum an Wassergehalt vorhanden ist.
Es besteht also bei nicht einwandfreier Bedienung der Regelglieder die Möglichkeit:
1 . daß ein zu feuchtes oder zu trockenes Gemisäh den richtigen Preßdruck
hat oder 2. daß ein richtig angefeuchtetes Gemisch oder ein zu feuchtes oder zu
trockenes Gemisch mit einem zu hohen oder zu niedrigen Preßdruck verpreßt wird.
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Alle diese Abweichungen haben zur Folge, daß bei der anschließenden
Dampfliärtung eine stark schwankende Qualität der Steine auftritt. Um ein Optimum
dieser Qualität zu erreichen, ist man also ausschließlich auf das Können und die
Zuverlässigkeit der Bedienungskraft angewiesen, die den Preßdruck unausgesetzt beobachten
und nachregalieren und bei dauernd zu hohem oder dauernd zu niedrigem Druck auch
den Wasserzusatz von Hand einregeln muß.
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Darüber hinaus ist es bei den in Frage stehenden Pressen bereits bekannt,
beim Unterschreiten eines minimalen Preßdruckes den Formboden im Sinne einer Vergrößerung
des Füllraumes und beim Überschreiten
eines maximalen Preßdruckes
den Formboden im Sinne einer Verkleinerung des Füllraumes zu bewegen. Dabei wird
eine selbständige Verstellung des Formbodens bis zum Erreichen der richtigen Füllhöhe
für ein spezifisch unterschiedliches Füllgut durch stufenweises Herantasten an den
eingestellten Preßdruck vorgenommen. Bei der Aufbereitung plastischer Massen, insbesondere
in der keramischen Industrie, ist es weiterhin bekannt, bei einem Ab-
weichen
der Steifheit des Gemisches vom Sollwert mittels dieser Meßgröße die Flüssigkeitszugabe
selbsttätig zu steuern. Die Steifheit des Gemisches wird dabei durch die Eindringtiefe
eines belasteten Tasters in das Gemisch bestimmt. Durch keine dieser bekannten Regulierungsarten
lassen sich die aufgezeigten Nachteile beseitigen.
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Diesen bekannten Verfahren gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, den Preßvorgang automatisch so zu steuern, daß stets ein Optimum des erforderlichen
Preßdruckes und gleichzeitig das Optimum an Wassergehalt im Preßling eingehalten
wird.
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Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
in an sich bekannter Weise die Füllhöhe der Preßform selbsttätig in Abhängigkeit
von der Abweichung des Preßdruckes vom Sollwert so geändert wird, daß bei zu hohem
Preßdruck die Füllhöhe verkleinert und bei zu geringem Preßdruck die Füllhöhe vergrößert
wird und daß bei Feststellung eines längeren Verweilens der Füllhöhe auf einem vorher
eingestellten maximalen oder minimalen Wert selbsttätig die Wasserzugabe zum Gemisch
derart geändert wird, daß bei maximaler Füllhöhe die Wassermenge verringert und
bei minimaler Füllhöhe die Wassermenge vergrößert wird.
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Für die Durchführung dieses Verfahrens dient nach der Erfindung eine
Vorrichtung, bestehend aus einer Mischvorrichtung und einer Presse, bei der die
Füllhöhe der Preßfonn mittels eines auf- und abwärts verstellbaren Füllrahmens geändert
wird, und bei der das Neue darin liegt, daß an dem Füllrahmen ein Ansatz befestigt
ist, welcher in der oberen und unteren Endstellung des Füllrahmens, die dem minimalen
bzw. maximalen Wert der Füllhöhe entspricht, je-
weils einen Schalter schließt,
und daß eine Abtastvorrichtuno, angeordnet ist, die, vom Schließen eines der beiden
Schalter an, diesen in regelmäßigen Zeitabständen, z.B. alle 5 Minuten, abtastet,
und daß, falls dabei der Schalter noch in geschlossenem Zustand aiigetroff-en wird,
die Mischvorrichtung selbsttäti- die Wiisserzu-abe zum Gemisch ändert.
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An der Presse ist zum Einstellen der Füllhöhe der Preßform z"T#-eclm,
äßigerweise eine Druckmeßeinrichtun- angebracht und ein durch diese gesteuerter
Elektromotor vorjgesehen, durch den der Füllrahmen bei 7-11 geringem Preßdruck abgesenkt
und bei zu
holdem Preßdruck angehoben wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht bei einer
Presse, die ein den Preßdruck aufnehmendes Federpaket aufweist, die Drucknießeinrichtunu
aus einer die vom Preßdruck abhäng-Te Zusammendrück-ung des Federpaketes mechanisch
messenden Femmeßeinrichtung und einem durch diese Fei , rimeßeinrichtung
gedreliten Vorwähler, w21cher einen der jeweils gemessenen Druckstufe entsprechenden
Kontakt schließt.
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Kommt eine Mischvorrichtung zur Verwendung, die eine Wiegeeinrichtung
für die festen Bestandteile des Gemisches, eine Dosieranlage für das Wasser und
einen Mischer für das Gemisch aufweist, so ist es vorteilhaft, zum Sicherstellen
einer jeweils gleichzeitigen Zugabe der festen Bestandteile des Gemisches und des
Wassers in den Mischer eine Verriegelung anzuordnen.
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Die Dosieranlage für das Wasser kann mit einem elektrisch zu betätigenden
Zulaufventil und einem Schwimmer ausgerüstet sein. der beim Aufschwimmen einen durch
einen Flektromotor der Höhe nach verstellbaren Kontakt betätigt, der dann das Schließen
des Zulaufventils bewirkt.
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Dem den Kontakt verstellenden Elektromotor ist vorzugsweise ein Zeitrelais
zugeordnet, welches den Elektromotor dann. wenn er durch die Abtastvorrichtung eingeschaltet
worden ist. nach einer vorher festgelegten Zeitspanne wieder abschaltet.
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Schließlich kann die Presse einen Fülltrichter mit einer Füllmengenkontrolleinrichtung
aufweisen, die beim Absinken der Füllmenge unter einen vorher festgelegten Wert
das Öffnen der Verschlußklappe der Wiegeeinrichtung und des Ausflußventils der Wasserdosieranlage
auslöst.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Vorrichtung zum Herstellen von
Kalksandsteinen, F i g. 2 einen Ausschnitt aus der Presse, F ig.
3 die elektrische Schaltung für die Verstellun- des Füllrahmens und F i
g. 4 die elektrische Steuerung für die Verstelluno der Wassermenge.
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Aus dem Reaktor 1 wird in üblicher Weise, z. B. durch einen
Drehteller, der Nförtel entnommen und durch ein Transportband 2 in ein Wiegegefäß
3 transportiert. Die von dem Wiegegefäß 3 aufgenommene Mörtelmenge
ist abhängig von dem Gewicht 4, welches verstellbar ist. Das Wiegegefäß
3 ist durch eine Verschlußklappe 11 verschlossen, die elektromagnetisch
geöffnet werden kann. Die elektromagnetische öffnungsvorrichtung ist nicht mit dargestellt,
da derartige Einrichtungen dem Fachmann bekannt sind. Neben dem Wiegegefäß
3 ist ein Wasserbehälter 8
angeordnet, in den durch das elektromagnetisch
gesteuerte Zulaufventil 7 Wasser zu- und durch das ebenfalls elektromagnetisch
gesteuerte Ausflußventil 12 abfließt. In dem Wasserbehälter8 ist ein Schwimmer
9 angeordnet. der mit einem elektrischen Kontakt 10 zusammenarbeitet.
Dieser Kontakt ist in seiner Lage verstellbar. und zwar durch einen Elektromotor
29, der eine Spindel antreibt. Die im Wiegegefäß 3 befindliche Mörtelmenge
und das Wasser aus dem Wasserbehälter 8 gelangen in einen Mischer
13,
aus dem das Gemisch in den Fülltrichter 6 der Presse transportiert
wird. Der Füllraum 23 ist in an sich bekannter Weise durch ein Triebwerk
16 so verstellbar, daß der Preßstempel 15 zusammen mit dem Füllraum
23 einmal unter dem Fülltrichter 6 liegt und in dieser Lage gefüllt
wird und in einer anderen Lage, wie sie strichpunktiert dargestellt ist, in der
Preßstellung lie-t. Bei dieser Bewegung fährt der Preßstempel 15
mittels Rollen
auf dem Füllrahmen 14. In der strichpunktierten Preßstellung fährt die Druckstange
15 a
zwischen den beiden Schienen des Füllraumes 14 und den
Laufrollen des Preßstempels 15 hindurch nach oben und übt über den Preßstempel
15 den erforderlichen Preßdruck auf das im Füllraum 23 befindliche
Gemisch aus. Der Füllraum 14 ist an der Presse
höhenverstellbar
angeordnet. Die Verstellung erfolgt durch einen Elektromotor26, der eine Spindel
antreibt, die an einem Ansatz 27 des Füllrahmens 14 anareift. In der höchstmöglichen
Lage des Füllrahmens 14 schließt der Ansatz 27 einen Kontakt 28,
in
der niedrigsten Lage einen Kontakt 28 a. Wie aus F i g. 2 ersichtlich,
wird beim Hochfahren des Preßstempels 15 das im Füllraum 23 befindliche
Gemisch gepreßt. Hierbei dient ein Holm 17 als Widerlager. Dieser Hohn stützt
sich über mehrere Federpakete 20 gegen eine ortsfeste Platte 18 ab und wird
hierbei durch Bolzen 19 geführt. Die Federpakete 20 nehmen also den vollen
Druck auf und werden dabei um etwa 3/io mm zusammengedrückt. Dieser Weg wird ins
Große übersetzt und über ein Gestänge 21 auf eine Druckuhr 22 übertragen. Mit dem
Zeiger dieser Druckuhr ist eine Wählerscheibe 24 verbunden, die an nähernd in gleicher
Weise ausgebildet ist wie die Wählerscheibe bei Fernsprechapparaten und zu einem
Vorwähler 25 gehört.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Die Kalksandsteine
sollen mit einem bekannten Solldruck verpreßt werden. Die höchste Qualität wird
aber auch bei diesem Solldruck nur dann erreicht, wenn der Mörtel eine ganz bestimmte
Feuchtigkeit hat. Weicht nun der Preßdruck vom Solldruck ab, so bewe-t sich vom
Gestänge 21 getrieben der Zeiger der Druckuhr 22 nach rechts oder links und nimmt
die Wählerscheibe 24 mit. Hierbei wird über eine geeignete elektrische Schaltung
ein Impuls ausgelöst, der den Elektromotor 26 rechts oder links herum anlaufen
läßt. Dementsprechend hebt oder senkt sich der Füllrahmen 14 und mit ihm der Preßstempel
15.
Hierdurch wird der Füllraum 23 verkleinert oder vergrößert, so
daß der Preßdruck sich dementsprechend ändert. Die elektrische Schaltung ist dabei
so eingerichtet, daß die Verstellung des Füllrahmens 14 zeitlich innerhalb des Hubabstandes
des Preßstempels 15 vor sich geht, welcher bei modernen Pressen etwa
3 Sekunden dauert. Wird nun der Solldruck nur bei in seiner höchsten oder
seiner niedrigsten Stellung stehendem Füllrahmen 14 erreicht, so schließt der Ansatz
27 den Schalter 28 bzw. 28 a. In gewissen Zeitabständen,
in der Praxis etwa alle 5 Minuten, wird nun dieser Schalter elektrisch ab-etastet
und falls er nach einer solchen Zeitspanne immer noch geschlossen ist
- wird ein Impuls gegeben, der elektrisch auf den Elektromotor
29 übertragen wird. Dieser läuft rechts oder links herum an und hebt oder
senkt den Kontakt 10. Strömt nun durch das Zulaufventil 7 Wasser in
den Wasserbehälter 8, so steigt der Schwimmer 9, bis die Schwimmerstange
den Kontakt 10 berührt. Hierdurch wird elektromagnetisch das Zulaufventil
7 geschlossen, derart, daß eine genau vorbestimmte Menge Wasser in den Wasserbehälter
8 fließt. Das Wiegegefäß 3 und der Wasserbehälter 8 können
nur gemeinsam geöffnet werden. Dies wird durch einen Mengenfühler 5 veranlaßt,
der im Fülltrichter 6 angeordnet ist. Sobald der Mengenfühler 5 einen
gewissen Leerzustand feststellt, schaltet er einen nicht mit dargestellten elektrischen
Kontakt ein, durch den auf elektromagnetischem Wege gleichzeitig die Verschlußklappe
11 des Wiegegefäßes 3 und das Ausflußventil 12 des Wasserbehälters
8 geöffnet werden. Die genau aufeinander abgestimmten Mengen an Mörtel und
Wasser fallen nun in den Mischer 13 und werden in den Fülltrichter
6 transportiert. F i g. 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der elektrischen
Schaltung. Derartige Schaltungen sind an sich bekannt. Durch die Wählerscheibe 24
wird der Vorwähler 25 mitgenommen. Stellt der Vorwähler 25 fest, daß
der Preßdruck dem Solldruck entspricht, steht der Kontakthebel auf dem Kontakt e,
das Schütz Ke zieht an, und über das Zeitrelais Ze wird der Vorwähler
25 wieder in Null-Stellung gebracht, so daß der Füllrahmen 14 in seiner Lage
stehenbleibt. Wandert der Kontakthebel des Vorwählers 25 über die Kontakte
d, c, b, a, so ziehen die zugehörigen Schütze K an,
die über die zugehörigen Zeitrelais den Elektromotor 26 für eine unterschiedliche
Dauer, z. B. von 0,5 bis 2 Sekunden nach links laufen lassen. Schlägt der
Kontakthebel des Vorwählers 25 nach der anderen Seite aus, so schließt er
einen der Kontakte f, g, h oder i, so daß die zugehörigen Schütze
über die beigeordneten Zeitrelais den Elektromotor 26 entsprechende Zeiten
rechts herum laufen lassen. Die Kontakte A und B zeigen schematisch die Rückholkontakte.
über die Ausgangsleitungen +220lKa bis i/-220 wird in bekannter Weise der Elektromotor
26 gesteuert.
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F i g. 4 zeigt schematisch die übertragung der von den Schaltern28
bzw. 28a abgenommenen Impulse. Wird der Schalter 28 geschlossen festgestellt,
so schließt sich der SchalterX, und über das RelaisZ, wird der Elektromotor
29 mit Linkslauf eingeschaltet. Wird der untere Endschalter28a als geschlossen
festgestellt, so schließt sich der KontaktY, und über das Relais Z2 wird der Elektromotor
29 rechts herum angelassen. Eine weitereErläuterungderelektrischen Schaltungen
dürfte sich erübrigen, da sie, wie erwähnt, bekannt sind.