Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern durch Vibrationsverdichten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der Aluminiumindustrie kommen Elektroden, insbesondere Anoden , zur Anwendung, die aus einer körnigen Kunstkohlen¬ masse gebildet sind. Die Kunstkohlenmasse besteht aus zu Körnern aufbereiteten Anodenresten aus der Elektrolyse, ge- branntem und ungebranntem Anodenausschuss, Petrolkoks und Pech, die nach gewissen Rezepturen in Mischern gemischt werden. Die Mischung wird als grüne Masse bezeichnet.

Zur Herstellung von in der Elektrolyse gebrauchsfertiger Anoden ist die grüne Masse zunächst zu einem verdichteten Körper bestimmter Bemessung zu formen, der anschliessend gebrannt wird. Zur verdichtenden Formung sind zwei Verfah¬ ren bekannt. Bei einem Verfahren erfolgt die Formgebung durch verdichtendes Pressen, bei dem anderen Verfahren wird die Formgebung durch Vibrationsverdichtung in einer Kokille unter Aufbringung einer Presskraft auf die grüne Masse in der Kokille erreicht. Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vibrationsverdichtung.

Zur Vibrationsverdichtung ist ein sogenannter Schiebetisch- Rüttelverdichter bekannt. Bei dieser Ausführungsform sind Rütteltisch und Kokille auf einem Schiebetisch angeordnet, mit dem Rütteltisch mit Kokille von einer ersten Beladesta¬ tion mit grüner Masse in eine zweite Verdichtungsstation verfahrbar sind. In der Verdichtungsstellung wird ein Deck¬ gewicht in die Kokille eingefahren und die grüne Masse

durch Inbetriebsetzung des Rütteltisches mit aufgebrachter Kokille verdichtet. Nach Abschluss der Verdichtung -wird das Deckgewicht ausgefahren, die Kokille vom Rütteltisch gelöst und vom Formkörper abgehoben und der Formkörper vom Rüttel- tisch in dessen Einfahrrichtung aus der Verdichtungsstation abgeschoben.

Zur Vibrationsverdichtung und Einbringung des Deckgewichtes und Abheben der Kokille unterfährt der Rütteltisch ein aus zwei Säulen mit Querträger gebildetes Portal. Der Querträ- ger trägt das Deckgewicht, während an den Säulen je ein Haken zur Hebung der Kokille in senkrechter Richtung ver¬ fahrbar angeordnet ist. Die Nachteile dieser Ausführungs¬ form liegen im konstruktiven Aufwand zur Verfahrung der Kokille von der Beschickungs- zur Beladestation und der notwendigen Einrichtungen zur Ausformung der Anodenkörper aus der Kokille durch Heben der Kokille, ferner in der Ver¬ bindung von Kokille und Rütteltisch, so dass die Kokille unnötigerweise mit zur Anregung kommt und weiter darin, dass sich Schwingungen des Rütteltisches auf das Portal mit daran angeordneten Einrichtungen zur Befüllung der Kokille übertragen, was zu einem grossen Wartungsaufwand für das Portal mit daran angeordneten Einrichtungen führt. Ferner setzen sich unerwünschterweise Schwingungen des Rüttel¬ tisches auf in der Nähe vorgesehene Einrichtungen, wie Maschinen oder dergleichen fort. Erkennbar aus Vorstehendem ist, dass auf Grund der verschiedenen einzelnen Arbeitsab¬ läufe die Ausbringung von Schiebetisch-Rüttelverdichtern relativ niedrig ist.

Höhere Ausbringungen werden mit sogenannten Drehtisch-Rüt- telverdichtern erzielt. Diese bestehen aus einer Mittel¬ säule als Tragkonstruktion, um deren Umfang auf einem Dreh¬ tisch beispielsweise drei Kokillen drehen. An einer ersten Station wird eine Kokille mit Masse befüllt, an einer zwei-

ten Station wird die Masse verdichtet, indem die Kokille auf einen neben der Tragkonstruktion fest angeordneten Rütteltisch verfahren und ein Deckgewicht eingebracht wird, während an einer dritten Station durch Heben der Kokille der Formkörper ausgeformt und vom Drehtisch abgeschoben wird. Die drei Arbeitstakte Befüllen, Verdichten und Aus¬ formen laufen also gleichzeitig an drei verschiedenen Arbeitsstationen ab. Abgesehen von der höheren Ausbringung sind dem Drehtischrüttelverdichter die gleichen Nachteile eigen wie dem Schiebetischrüttelverdichter.

Bekannt sind auch sogenannte Stationärtisch-Rüttler, die sich durch einen ortsfest angeordneten Rütteltisch und ein dem Rütteltisch übergreifendes Gestell kennzeichnen. Bei dieser Ausführungsform trägt das Gestell ein in vertikaler Richtung verfahrbares Deckgewicht und zur Entladung eines Formkörpers Einrichtungen zur vertikalen Verschiebung der Kokille, so dass der Formkörper wie beim Schiebetisch-Rüt¬ telverdichter vom Rütteltisch abgeschoben werden kann. Die Befüllung der Stationärtisch-Rüttler erfolgt durch Char¬ gierwagen, die zwischen Kokille und Deckgewicht ein- und ausfahrbar sind. Stationärtisch-Rüttler sind konstruktiv weniger aufwendig als Schiebetisch-Rüttelverdichter ausge¬ staltet, sie vereinigen bezüglich unerwünschter Schwin¬ gungsanregungen mit Mitvibrierung der Kokille jedoch deren übrigen Nachteile auch auf sich, wobei zusätzlich bei Sta¬ tionärtisch-Rüttlern Kokillenwechsel zeitaufwendig sind.

Hiervon ausgehend hat sich der Erfinder die Aufgabe ge¬ stellt, einen Vibrations-Rüttler der letztgenannten Art zu schaffen, mit dem die Nachteile der bekannten Vibrations- rüttler vermieden sind, ihn zusätzlich so weiterzubilden, dass er tandemdisierbar ist, wobei unter Tandemdisierbar- keit eine einfache oder mehrfache Nebeneinanderanordnung in Reihe je zweier über eine Dosieranlage beschickbarer Rütt-

ler verstanden wird, die ausgeformte Formkörper auf ein für alle Rüttler gemeinsames Förderband fördern und die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäss ragen vom Maschinenrahmen od. dgl. Gestell in unterschiedlichen Höhen Ausleger bevorzugt horizontal ab, welche in einem unteren Bereich Formkasten und Rüttel¬ tisch halten und im oberen Bereich die dem Formkasten zuge¬ ordnete Abdeckplatte. Vorteilhafterweise bilden jeweils zwei Ausleger eine Auflageebene; beide Auflageebenen sind mit dem Maschinenrahmen starr verbunden, der seinerseits schwingend gelagert ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegen¬ standes sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.

^Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzug¬ ten Ausführungsbeispieles und der Zeichnung, es zeigen:

Fig. 1: den erfindungsgemässen Rüttler in der Vorderansicht

Fig. 2: den Rüttler gemäss Fig. 1 in der

Seitenansicht

Gemäss Fig. 1 weist der erfindungsgemässe Rüttler 10 einen Maschinenrahmen 11 auf, der an seinem bodenseitigen Ende mit Fundamentblöcken 12 und 13 verbunden ist. Zwischen Boden 14 und den Fundamentblöcken 12 und 13 sind Federele¬ mente 15 zur Unterdrückung einer Schwingungsanregung des Bodens 14 durch den Rüttler 10 angeordnet.

Der Maschinenrahmen 11 ist als ein aus Profil eilen beste¬ hender Kastenrahmen ausgestaltet und wird von einem hori¬ zontal verlaufenden unteren Profilrahmen 16 sowie einem entsprechend verlaufenden oberen Profilrahmen 17 gebildet , die über je zwei vordere und hintere, senkrecht aufragende Träger 18a, 18b miteinander verbunden sind, so dass der Kasten allseits durchfahrbar ist. Die hinteren Träger 18b sind mit Trägern 19 in vertikaler Erstreckung verbunden, die vorzugsweise mittels zweier horizontaler Tragarme 19a und 19b paarweise mit jeweils einem der Fundamentblöcke 12, 13 verbunden sind. Erkennbar wird aus der folgenden Beschreibung des erfindungsmässen Rüttlers 10, dass die Fundamentblöcke 12 und 13 nicht nur die Funktion eines Fundamentes erfüllen, sondern auch als Gegengewicht zu einer am Maschinenrahmen 11 angeordneten Vibrationseinrich¬ tung 20 wirken.

Der Maschinenrahmen 11 trägt an seiner vorderen, den Fundamentblöcken 12, 13 zugewandten Seite jeweils zwei in senkrechtem Abstand zueinander angeordnete obere Tragpro- file 21 und untere Tragprofile 22, die horizontal vom Maschinenrahmen 11 abragen. Die Tragprofile 21 und 22 kön¬ nen an den Profilrahmen 16, 17 oder an den vorderen senk¬ recht aufragenden Trägern 18a angebracht sein. Aufgabe der oberen Tragprofile 21 und unteren Tragprofile 22 ist es, die Vibrationseinrichtung 20 mit einem Gegengewicht 20a am und vom Maschinenrahmen 11 abragend zu haltern. Dadurch werden bei Stationärtisch-Rüttlern der erfindungsgemässen Art der Kokillenwechsel erleichtert sowie mindestens zwei Verschieberichtungen der geformten Körper und eine hohe Dämpfung erreicht, indem die hinteren Träger 18b und vorde¬ ren Träger 18a als Zug- bzw. Druckstangen wirkend von der Vibrationseinrichtung 20 ausgehende Schwingungen auffangen und abbauen.

Gemäss Fig. 1 tragen die unteren Tragprofile 22 die Vibrationseinrichtung 20 und die oberen Tragprofile 21 ein hydraulisches Deckgewicht 20a. Die Vibrationseinrichtung 20 besteht aus einem Rütteltisch 24, dem zwei gegenläufige Unwuchterreger 25, 26 zugeordnet sind. Der Rütteltisch 24 ist in einer Halterung, beispielsweise einem oben offenen Kasten 27, aufgenommen und über Federn 28, 29 auf einem Kastenboden 30 abgestützt. Dem Kastenboden 30 liegt eine Deckplatte 31 mit auf ihr befestigter Kokille 32 gegenüber, die über den Kasten 27 und die unteren Tragprofile 22 fest mit dem Maschinenrahmen 11 verbunden ist. Innerhalb der Kokille 32 befindet sich eine Bodenplatte 33 gleicher Flächenbemessung wie die Kokilleninnenfläche, die die Deck¬ platte 31 durchgreifend auf dem Rütteltisch 24, vorzugs- weise über Abstandshalter 34, 35, aufliegt und die zur Ver¬ dichtung des Füllgutes erforderlichen Bewegungen überträgt, während die^ okille 32 nicht mitschwingt, d.h. in Ruhelage verbleibt. Mit dem Boden 30 des Kastens 27 ist eine hydrau¬ lisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit 36 verbunden, deren Zylinderstange 37 den Boden 30 und den Rütteltisch 24 durchgreift und mit der Bodenplatte 33 in Eingriff steht. Diese Kolben-Zylindereinheit 36 dient als Ausstosseinrich- tung, indem sie verdichtete Körper mit Hilfe der Boden¬ platte 33 aus der Kokille 32 austrägt, so dass die Körper vom oberen freien Rand der Kokille 32 über nicht gezeigte Verschiebe- und Fördereinrichtungen in mindestens zwei För¬ derrichtungen, beispielsweise quer zur oder aus der Zeichenebene heraus, abführbar ist. Im Falle einer Abfuhr quer zur Zeichenebene sind zwei erfindungsgemäss ausgebil- dete Rüttler 10 zu einem Tandem mit einer Beladeeinrichtung 38 für die Kokille 32 und einem Förderer 39 für beide Rüttler 10 zusammenschaltbar. Tandems dieser Art haben den Kostenvorteil nur eines Förderers 39, sind platzsparend aufzustellen, und sie erlauben eine höhere Ausbringung, in- dem die Beladeeinrichtung 38 eine erste Kokille 32 befüllt,

während das Füllgut in der anderen, d.h. der zweiten Kokille 32 verdichtet wird.

Das mit der Kokille 32 zusammenwirkende hydraulische Gegengewicht 20a der Fig. 1 besteht aus einem Hydraulikzy- linder 51 mit darin aufgenommenem Kolben 52, der über eine Kolbenstange 53 mit einer Gegenplatte 54 in Eingriff steht. Die Gegenplatte 54 ist über den Hydraulikzylinder 51 in die Kokille 32 ein- und ausfahrbar ausgebildet. Ueber Oellei- tungen 55, 56 ist der Hydraulikzylinder 51 mit einem Pum- penaggregat 57 verbunden, zwischen Pumpenaggregat 57 und Hydraulikzylinder 51 sind in der Oelleitung 56 ein Rück¬ schlagventil 58 und in Parallelschaltung dazu ein in beiden Richtungen durchströmbares Nadelfeinventil 59 vorgesehen. Mit 60 ist eine Entriegelungsleitung bezeichnet, die die Oelleitung 55 mit dem Rückschlagventil 58 verbindet. Das Pumpenaggregat 57 umfasst im wesentlichen ein Oelreservoir, eine durch einen Elektromotor antreibbare Pumpe und ein während des Betriebes verstellbares Druckbegrenzungsventil. Entsprechend kann auch die Betätigungseinrichtung für die Kolben-/Zylinderheit 36 aufgebaut sein.

Ein Verdichtungszyklus ist umschrieben durch Ausfahren der Gegenplatte 54 aus der Kokille 32, Ausstoss eines verdich¬ teten Grünkohlekörpers aus der Kokille 32, Rücklauf der Bodenplatte 33, Befüllen der Kokille 32 mit grüner Masse, Einfahren der Gegenplatte 54 und Einleitung der Vibrations¬ verdichtung durch Anlassen der Unwuchterreger 25, 26.

Das Ausfahren der Gegenplatte 54 wird durch Druckbeauf¬ schlagung der Oelleitung 55 und Leitung des Oeles unter den Kolben 52 bewirkt, so dass letzerer über die Kolbenstange 53 die Gegenplatte 54 aus der Kokille 32 herausbewegt. Mit Beaufschlagung der Oelleitung 55 wird über die Entriege¬ lungsleitung 60 das Rückschlagventil 58 entriegelt, so dass

das auf der der Kolbenstange 53 abgekehrten Seite des Kol¬ bens 52 lastende Oelvolumen in das Pumpenaggregat 57 geför¬ dert werden kann. Zum Einfahren der Gegenplatte 54 in die Kokille 32 wird der Druck in der Oelleitung 55 aufgehoben, mit Aufhebung des Druckes wird gleichzeitig das Rückschlag¬ ventil verriegelt und die Oelleitung 56 unter Druck ge¬ setzt, wobei in verriegelter Stellung das Rückschlagventil 58 einen Oelfluss nur in Richtung auf den Hydraulikzylinder 51 gestattet, während das Oel auf der anderen Seite des Kolbens (mit Kolbenstange) aus dem Hydraulikzylinder 51 ab- fliessen kann.

Kommt die Gegenplatte 54 bei Einfahrt mit grüner Masse als Füllgut in der Kokille 32 in Berührung, übt sie, da hydrau- lisch belastet, Druck auf die grüne Masse und den Rüttel¬ tisch 24 aus, wodurch die Federn 28, 29 etwas zusammenge¬ drückt werden. In diesem Belastungszustand vor Eintritt des Vibrationsvorganges stellt sich zwangsläufig ein Gleichge¬ wichtszustand zwischen der durch die Gegenplatte 54 aufge- brachten Kraft und der Reaktion der Federn 28, 29 ein. Da¬ bei ist die Federdeformation durch entsprechende Druckbe¬ aufschlagung der die Oelleitung 56 so zu bemessen, dass zum Erhalt der Schwingungsfähigkeit des Rütteltisches 24 die Federn 28, 29 auch bei maximalen Schwingungsamplituden - ausgelöst durch die Unwuchterreger 25, 26 - nicht überbean¬ sprucht, d.h. vollständig zusammengepresst werden.

Nachdem sich der Gleichgewichtszustand eingestellt hat, werden Unwuchterreger 25, 26 in Betrieb gesetzt, wodurch -der Rütteltisch 24 und die Bodenplatte 33 in senkrechter Richtung zu schwingen beginnen. Zu Beginn des Pressens, d.h. die Masse ist noch leicht komprimierbar, fliesst bei jedem abwärts gerichteten Schwingungshub Oel durch das Rückschlagventil 58 in den oberen Teil des Hydraulikzylin¬ ders 51, so dass die Gegenplatte 54 unter Beibehaltung des

eingestellten Gleichgewichtes der Höhenabnahme der grünen Masse folgen kann. Bei fortschreitender Komprimierung mit abnehmender Komprimierbarkeit fliesst weiterhin Oel nach, jedoch aufgrund der abnehmenden Komprimierbarkeit baut sich mit jeder Aufwärtsbewegung der Bodenplatte 33 im Hydraulik¬ zylinder 51 ein immer grösser werdender Druck auf, das ein¬ gestellte Gleichgewicht wird in Richtung auf eine Ueberbe- anspruchung der Federelemente 28, 29 verschoben, wodurch die Schwingungsfähigkeit des Rütteltisches 24 aufgehoben wäre. Der Druckanstieg wird durch das Nadelfeinventil 59 abgebaut, indem der mit abnehmender Verdichtungsfähigkeit der grünen Masse steigende Gegendruck auf die Gegenplatte 54 bei jedem Aufwärtshub Oel durch das Nadelfeinventil 59 bei geschlossenem Rückschlagventil 58 aus dem Hydraulikzy- linder 51 in die Oelleitung 56 abfliessen lässt. Das Nadel¬ feinventil 59 ist bezüglich seiner jeweils hubbedingten Durchflussmenge zum Zwecke der Gewährleistung eines optima¬ len Schwingungsverhaltens des Rütteltisches 24 und perma¬ nentem Kontakt der Gegenplatte 54 mit der grünen Masse ein- stellbar ausgebildet. Damit wird erreicht, dass durch Wahl des Oeldruckes in der Oelleitung 56 die Gegenplatte 54 ge¬ gen die grüne Masse so angepresst gehalten wird, dass sie der Höhenabnahme der sich verdichtenden grünen Masse folgen kann, ohne dabei den durch die Bodenplatte 33 auf die grüne Masse 36 übertragenen Gegendruck bei maximaler Fliehkraft der Unwuchtmotoren zu überschreiten. Dabei kann bei fortge¬ schrittener Verdichtung die Gegenplatte 54 mit einer Ampli¬ tude mitschwingen, die zwischen 1/2 und 3/4 der Amplitude der Schwingungen der Bodenplatte 33 liegt.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, dass der Hydraulikzy¬ linder 51 auf einer Tragplatte 61 angeordnet ist, die beid- seits auf den oberen Tragprofilen 21 aufliegt. Mit dieser Anordnung befindet sich der Hydraulikzylinder 51 zum Rahmengestell gleichlagig wie der Rütteltisch 24.