DE4314902C2 - Trommelmagnetscheider mit feststehendem Magnetsystem und Entmagnetisierungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trommelmagnetscheider mit feststehendem Magnetsystem und Entmagnetisierungseinrichtung (im folgenden Beschreibungstext der Einfachheit halber "Magnetseparator" genannt) zum Trennen eines Gemisches von metallischen Teilen, insbesondere Werk­ stücken, und nichtmetallischen Teilen, insbesondere Schleif­ körpern, bestehend aus einer zumindest einen rotierenden Man­ tel aus amagnetischem Material aufweisenden Trommel mit ei­ ner Mehrzahl von auf einem Umfangs-Teilbereich benachbart der Mantelinnenseite angeordneten stationären Magneten, die sich zumindest im wesentlichen über die axiale Länge des ro­ tierenden Mantels erstrecken und einen sich über einen vor­ gebbaren Umfangswinkel erstreckenden magnetischen Haftbe­ reich festlegen, auf den ein magnetfreier Entladebereich folgt.

Magnetseparatoren zur Trennung von Werkstücken und Schleif­ körpern, auch Chips genannt, sind auf dem technischen Gebiet der Gleitschliffbearbeitung von Werkstücken sowohl in Form von Bändern als auch in Form von Trommeln bekannt.

Derartige Magnetseparatoren werden beispielsweise oberhalb der Austragssiebs von Rundvibratoren angeordnet, wobei die magnetisierbaren Werkstücke, die auf dem Sieb ankommen, von dem Magnetseparator angezogen und an dessen Oberfläche haf­ tend weitertransportiert werden, während die nichtmagneti­ schen Schleifkörper bzw. Chips, die nicht bereits durch das Sieb gefallen sind, am Siebende nach unten und im allgemei­ nen wieder zurück in die Maschine fallen. Die am Magnetsepa­ rator haftenden Werkstücke gelangen im Verlauf ihres Trans­ ports zu einem Entladebereich, wobei in diesem Bereich der betreffende Magnetseparator keine Magnete mehr aufweist und damit die Haftkräfte entfallen und die Werkstücke sich auf­ grund der Wirkung der Schwerkraft vom Separator trennen und beispielsweise auf ein Förderband fallen.

Magnetseparatoren in Form von Bändern sind im allgemeinen aufwendig und teuer und benötigen außerdem relativ viel Raum.

Bekannte Magnettrommeln sind im Aufbau vergleichsweise ein­ fach und benötigen weniger Raum als ein bandförmiger Magnet­ separator. Solche Magnettrommeln bestehen aus einer still­ stehenden inneren Trägertrommel, an der eine Mehrzahl von sich längs den Trommelmantellinien erstreckenden Permanent­ magneten befestigt ist, und zwar über einen Umfangsbereich von etwas mehr als 180°. Relativ zu dieser stillstehenden Permanentmagnetanordnung dreht sich ein den Permanentmagne­ ten benachbarter und diese Permanentmagnetanordnung um­ schließender Außenmantel aus amagnetischem Material. Magne­ tisierbare Teile bzw. Werkstücke, die in die Nähe dieses Mantels geführt werden, werden aufgrund der im Mantelbereich wirksamen Magnetkräfte angezogen und am rotierenden Außen­ mantel festgehalten und von diesem Außenmantel weiter zu einem Entladebereich transportiert, wobei dieser Entladebe­ reich frei von Haftwirkung erzeugenden Magneten ist, so daß die bis zu diesem Bereich transportierten Werkstücke auf­ grund des Wegfalls der magnetischen Haftwirkung durch Schwer­ kraft abfallen und beispielsweise auf ein nachgeordnetes Förderband gelangen können.

Problematisch ist sowohl bei bandförmigen Magnetseparatoren als auch bei Magnettrommeln, daß die einzelnen Werkstücke während ihres Transports magnetisiert werden. Dies hat zur Folge, daß insbesondere kleine Teile und Teilchen nach dem Transport durch den betreffenden Magnetseparator aneinander haften und damit deren Weiterverarbeitung, insbesondere wenn sie vereinzelt erfolgen muß, wesentlich erschwert wird.

Auch bei größeren Teilen treten aufgrund der unvermeidbaren Magnetisierung nicht nur bei der Weiterverarbeitung im Hin­ blick auf die Transportierbarkeit Probleme auf, sondern der­ artige Teile müssen häufig in Galvanisierbäder eingebracht werden, in denen sich unvermeidbar immer auch kleine und kleinste Metallteilchen in Form von Spänen oder Abrieb und dergleichen befinden. Diese kleinen Teilchen werden auf­ grund des vorhandenen Restmagnetismus der Werkstücke von die­ sen angezogen und haften an deren Oberfläche, was zu einer äußerst unerwünschten Oberflächenrauhigkeit und Qualitätsver­ schlechterung der galvanisierten Teile führt.

Um diesem Problem Rechnung zu tragen, ist es bereits be­ kannt, den Magnetseparatoren sogenannte Entmagnetisiereinhei­ ten nachzuschalten, durch die die von den Magnetseparatoren kommenden Teile geleitet werden müssen, um die notwendige Entmagnetisierung zu erreichen. Solche Entmagnetisierungs­ einrichtungen sind vergleichsweise aufwendig und erfordern zusätzlichen Platzbedarf sowie entsprechende Transportein­ richtungen, die die zu entmagnetisierenden Teile durch die Entmagnetisierungseinheiten oder an diesen Entmagnetisie­ rungseinheiten vorbei transportieren.

Aus der Firmenschrift KHD Humboldt Wedag, Köln; New-Rare-Earth Permanent Magnet Structure for Producing Optimal Magnetic Fields in Magnetic Separation Devices . . . 9th Intern. Workshop on Rare-Earth-Magnets and Their Applications, Bad Soden, 31.8.-2.9.1987, S. 3-20, ist eine Untersuchung über neue Magnetstrukturen für Magnetseparato­ ren bekannt. Mit der dort vorgeschlagenen neuen Magnetstruk­ tur wird eine optimierte Feldverteilung im Arbeitsbereich des Separators bei einer höheren Flußdichte erzielt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetseparator zu schaf­ fen, der es ermöglicht, die von der Magnetisierung der trans­ portierten Teile herrührenden Probleme zu vermeiden, und zwar mit vergleichsweise geringem Mehraufwand und ohne zu­ sätzlichen Platzbedarf.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß innerhalb des Mantels im Entladebereich zumin­ dest eine Entmagnetisiereinheit vorgesehen ist.

Durch die Anordnung einer Entmagnetisiereinheit, die sowohl elektrisch als auch mechanisch ausgebildet und betrieben sein kann, wird noch auf der Trommel eine Entmagnetisierzone geschaffen, bei deren Durchlaufen jeglicher Restmagnetismus in den transportierten Teilen und Werkstücken beseitigt wird und somit die die Magnettrommel verlassenden Werkstücke und Teile frei von störendem Restmagnetismus sind.

Diese Entmagnetisiereinheit wird vorzugsweise angrenzend an den oberen Scheitelpunkt der Trommel angeordnet, so daß die­ se Entmagnetisiereinheit unmittelbar wirksam wird, wenn die magnetische Haftkraft der Trommel bezüglich dieser Teile un­ wirksam wird und die Teile selbst sich noch etwa mit der Um­ drehungsgeschwindigkeit des Mantels der Magnettrommel bewe­ gen und erst anschließend bezüglich der Mantelfläche ins Rut­ schen kommen und durch die Schwerkraft beschleunigt werden.

Die Position der Entmagnetisiereinheit kann bezüglich des oberen Scheitelpunkts der Trommel verändert werden.

Im Falle der Verwendung einer elektrischen Entmagnetisier­ einheit wird vorzugsweise eine Einheit mit veränderbarer Fre­ quenz verwendet, um in Abhängigkeit von den jeweiligen Tei­ len die optimale Entmagnetisierwirkung erreichen zu können.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfin­ dung wird als Entmagnetisiereinheit eine mechanische Entmag­ netisierungsvorrichtung verwendet, die aus mehreren, um eine Achse drehbaren Permanentmagnetstäben unterschiedlicher Pola­ risierung besteht, wobei sich diese Permanentmagnetstäbe über die axiale Länge der Trommel erstecken und diese Perma­ nentmagnetanordnung so in Drehung versetzt ist, daß sich die jeweils optimale Entmagnetisierungsfrequenz einstellen läßt.

Die Frequenz kann dabei nicht nur durch Veränderung der Rota­ tionsfrequenz variiert werden, sondern auch dadurch, daß ei­ ne unterschiedliche Anzahl von Permanentmagneten verwendet wird, wobei vorzugsweise entsprechende Aufnahmetaschen für diese Permanentmagnete vorgesehen sein können, die dann ent­ sprechend den jeweils gegebenen Forderungen bestückt werden können.

Angetrieben werden kann diese mechanische Entmagnetisierein­ heit von der Zentralwelle her, aber es kann auch ein exter­ ner Antrieb vorgesehen sein oder eine kämmende Kupplung mit dem rotierenden Mantel der Magnettrommel genutzt werden.

Generell gilt für alle Ausführungsvarianten der Erfindung, daß sowohl für die Transportmagnete als auch für die in ei­ ner Entmagnetisiereinheit verwendeten Magnete entweder Elek­ tromagnete oder Permanentmagnete und auch Kombinationen die­ ser beiden Magnetarten verwendet werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundprin­ zips eines Magnetseparators mit Entmagneti­ siereinheit gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzug­ ten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt in schematisierter Weise einen magnetischen Trommelseparator 1 mit einem angetriebenen Mantel 2 aus amag­ netischem Material, innerhalb dessen sich eine stationäre Trägeranordnung mit einer Vielzahl von Permanentmagneten 3 befindet, die unmittelbar benachbart der Innenwandung des Mantels 2 gelegen sind und sich über die axiale Länge des Mantels 2 erstrecken.

Durch diese Permanentmagnete 3 wird ein magnetischer Haftbe­ reich 4 festgelegt, der sich über etwas mehr als 180° etwa vom untersten Punkt der Trommel bis über deren Scheitelpunkt hinaus erstreckt.

Gelangen magnetisierbare Teile, wie metallische Werkstücke, in die Nähe der rotierenden Trommel, so werden sie durch die Wirkung der Permanentmagnete 3 gegen den Mantel 2 gezogen und an diesem Mantel 2 haftend vom Mantel mitgenommen, das heißt nach oben über die Scheitellinie der Trommel hinaus transportiert.

Anschließend an den magnetischen Haftbereich 4 beginnt der Entladebereich 5, in dem keine Permanentmagneten mehr vorhan­ den und wirksam sind. Da in diesem Bereich die Haftkraft der Magneten fehlt, können die Teile sich vom Mantel 2 lösen und fallen dann schwerkraftbedingt beispielsweise auf ein sich unterhalb der Trommel befindendes Förderband.

Im Anfangsbereich des Entladebereichs 5 ist innerhalb der Trommel und unmittelbar angrenzend an den Mantel 2 eine Ent­ magnetisierungseinheit 6 vorgesehen, die gewährleistet, daß die während ihres Transports aufgrund der Wirkung der Perma­ nentmagnete 3 magnetisierten Teile die Trommel 1 entmagneti­ siert, das heißt ohne Restmagnetismus verlassen.

Die Entmagnetisiereinheit 6, deren Position innerhalb des Entladebereichs auch variiert werden kann, besteht beispiels­ weise aus einem elektrischen Entmagnetisiergerät, das vor­ zugsweise mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten kann, um optimale Entmagnetisierwirkung bei unterschiedlichen Teilen zu gewährleisten.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Der Grundaufbau des Trommel-Magnetseparators 1 ent­ spricht dem Aufbau nach Fig. 1, und es ist in Fig. 2 noch gezeigt, wie die Trennung des Gemischs von Werkstücken und Schleifkörpern im Falle der Gleitschliffbearbeitung, zum Bei­ spiel mittels eines Rundvibrators, erfolgt. Das Gemisch kommt dabei auf einem Austragssieb 14 an. Die aus magneti­ sierbarem Material bestehenden Werkstücke werden entspre­ chend der durch den Pfeil 15 gekennzeichneten Richtung von dem trommelförmigen Magnetseparator angezogen und haften an der Oberfläche des Mantels 2. Die noch nicht durch das Sieb 14 gefallenen Schleifkörper gelangen über die freie End­ kante des Siebs und fallen entsprechend dem Pfeil 16 zurück in die Maschine.

Die am Mantel 2 haftenden Werkstücke werden über den magneti­ schen Haftbereich 4 transportiert und gelangen zum Entladebe­ reich 5, wo sie die Trommel entsprechend dem Pfeil 17 verlas­ sen und beispielsweise auf ein Transportband 13 gelangen.

Wesentlich ist, daß bei dieser Ausführungsform die Entmagne­ tisiereinheit 6 aus einer mechanischen Anordnung besteht, nämlich aus mehreren Permanentmagneten 9 unterschiedlicher Polarität, die um eine Achse 8 rotierend angetrieben sind und eine Entmagnetisierzone 7 festlegen.

Die Permanentmagnete 9 sind stabförmig ausgebildet und er­ strecken sich über die axiale Länge der Trommel 1. Sie lie­ gen einander bezüglich der Achse 8 vorzugsweise diametral gegenüber, wobei die Anzahl der verwendeten Permanentmagne­ te 9 prinzipiell frei wählbar ist. Zweckmäßigerweise können die Permanentmagnete in einem Rohr 10 aus amagnetischem Ma­ terial angeordnet sein, und die Achse 8 ist so gelagert, daß der Antrieb dieser Entmagnetisiereinheit 6 von der Zentral­ achse her über ein endloses Antriebsorgan 12 erfolgen kann oder ein Antrieb von außen vorgesehen ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Rohr 10 oder einen entspre­ chenden Ring kämmend in Eingriff zu bringen mit dem rotieren­ den Mantel 2, so daß der Antrieb der Entmagnetisiereinheit 6 in diesem Falle über den Mantel 2 erfolgt.

Die Position der Entmagnetisiereinheit 6 bezüglich des magne­ tischen Haftbereichs 4 kann verstellbar ausgeführt sein.

Die mittels dieser mechanischen Entmagnetisiervorrichtung erzeugbare Entmagnetisierfrequenz hängt von der Drehzahl und der Anzahl der gegensinnig gepolten Permanentmagnete 9 ab, das heißt beide Parameter können verwendet werden, um die jeweils gewünschte Entmagnetisierfrequenz einzustellen.

Für den Fall, daß eine Frequenzveränderung durch Verwendung unterschiedlicher Anzahlen von Permanentmagneten vorgesehen sein sollte, werden zweckmäßigerweise Aufnahmetaschen 11 für diese Permanentmagnete 9 geschaffen, die entsprechend den jeweiligen Erfordernissen auf einfache Weise und schnell be­ stückt werden können.

Werden mehrere Entmagnetisiereinheiten zu einander benach­ bart angeordnet, dann läßt sich der Entmagnetisiereffekt dadurch verbessern und weiter steigern, wenn diese Einheiten mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten. Im Falle mechani­ scher Entmagnetisiereinheiten besitzen diese benachbarten Einheiten dann beispielsweise eine unterschiedliche Magnet­ anzahl und/oder unterschiedliche Antriebsdrehzahlen.

Grundsätzlich können die beschriebenen Entmagnetisiereinhei­ ten analog auch in einen Bandseparator integriert werden.

Bezugszeichenliste

1 Trommel
2 Mantel
3 Magnete
4 magnetischer Haftbereich
5 Entladebereich
6 Entmagnetisiereinheit
7 Entmagnetisierzone
8 Achse
9 Permanentmagnet
10 amagnetisches Rohr
11 Magnettasche
12 Antriebsorgan
13 Transportband
14 Sieb
15 Werkstückbahn
16 Chipsbahn
17 Werkstückabwurfbahn

Claims (16)

1. Trommelmagnetscheider mit feststehendem Magnetsystem und Entmagnetisierungseinrichtung zum Trennen eines Gemisches von metalli­ schen Teilen, insbesondere Werkstücken, und nichtmetal­ lischen Teilen, insbesondere Schleifkörpern, bestehend aus einer zumindest einen rotierenden Man­ tel (2) aus amagnetischem Material aufweisenden Trom­ mel (1) mit einer Mehrzahl von auf einem Umfangs-Teilbe­ reich benachbart der Mantelinnenseite angeordneten sta­ tionären Magneten (3), die sich zumindest teilweise über die axiale Länge des rotierenden Mantels (2) erstrecken und einen sich über einen vorgebbaren Um­ fangswinkel erstreckenden magnetischen Haftbereich (4) festlegen, auf den ein magnetfreier Entladebereich (5) folgt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Mantels (2) im Entladebereich (5) zu­ mindest eine Entmagnetisiereinheit (6) vorgesehen ist.

2. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Haftbereich (4) sich bis über den oberen Scheitel der Trommel (1) erstreckt und die Ent­ magnetisiereinheit (6) unmittelbar anschließend an den magnetischen Haftbereich (4) angeordnet ist.

3. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der magnetische Haftbereich (4) über etwa 180° bis 210° und der von der Entmagnetisiereinheit (6) ein­ genommene Bereich über weniger als 90° erstreckt.

4. Trommelmagnetscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Entmagnetisiereinheit (6) aus einer elektri­ schen Entmagnetisiervorrichtung mit vorgebbarer Arbeits­ frequenz besteht.

5. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der elektrischen Entmagnetisiervorrich­ tung (6) veränderbar ist.

6. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Entmagnetisiervorrichtung (6) über einen Frequenzumformer gespeist ist.

7. Trommelmagnetscheider nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der Entmagnetisiereinheit (6) bezüglich des Endes des magnetischen Haftbereichs (4) veränderbar ist.

8. Trommelmagnetscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entmagnetisiereinheit (6) aus einem mechani­ schen Entmagnetisiergerät besteht, das mehrere in Bewe­ gung versetzte Permanentmagneten (9) aufweist.

9. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagneten der mechanischen Entmagneti­ siereinheit (6) um eine Achse (8) rotierbar sind.

10. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Entmagnetisiereinheit (6) mehrere bezüglich der Achse (8) einander diametral gegenüberlie­ gende Permanentmagnete (9) aufweist und daß der diesen Permanentmagneten (9) zugeordnete Umkreis unmittelbar benachbart dem Mantel (2) der Trommel (1) verläuft.

11. Trommelmagnetscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (9) der mechanischen Entmagne­ tisiereinheit (6) in einem amagnetischen Rohr (10) ange­ ordnet oder von Rohrabschnitten umschlossen sind, wobei der Antrieb dieser rotierenden mechanischen Entmagneti­ siereinheit (6) durch Reibeingriff oder kämmenden Ein­ griff des Rohrs oder zumindest eines Rohrabschnitts mit dem rotierenden Mantel (2) erfolgt.

12. Trommelmagnetscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (9) herausnehmbar in Magnet­ taschen (11) angeordnet sind.

13. Trommelmagnetscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Entmagnetisierein­ heit (6) rotierend über ein Antriebsorgan (12) angetrieben ist.

14. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan (12) ein Riemen oder Zahnriemen ist.

15. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan mit einstellbarer Drehzahl angetrieben ist.

16. Trommelmagnetscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Entladebereich (5) zumindest zwei mechanische Entmagnetisiereinheiten (6) benachbart angeordnet sind und eine unterschiedliche Anzahl von Permanentmagneten und/oder unterschiedliche Drehzahl aufweisen.