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Vorrichtung zum Aufbereiten von Sand o. dgl., insbesondere von Formsand
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Sand o. dgl., insbesondere
von Formsand, in der der gelieferte Sand und die zur Aufbereitung des Sandes notwendigen
7,usätze sorgfältig durchgearbeitet werden.
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Die bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art dienen fast ausschließlich
zum Mahlen, Pulverisieren und mehr oder minder guten Mischen des Sandes.
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Eine Art solcher bekannten Aufbereitungsmaschinen besitzt auf einem
festen und einem umlaufenden Teil kreisförmige, konzentrisch angeordnete Zahnreihen,
die auf niedrige, die Seitenwandungen ganz flacher Mahlgänge bildende Ringe aufgesetzt
und vollkommen gleichartig ausgebildet sind. Die viereckigen und scharfkantigen
Zähne des umlaufenden Teiles greifen dabei zwischen die in gleicher Weise ausgebildeten
Zähne des feststehenden Teiles ein und zermahlen dabei den Sand.
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Ferner sind zum Zerkleinern grobstückigen Materials dienende sogenannte
Schlagmühlen bekannt, die durch Siebanordnung das klein gemahlene Material aus der
Vorrichtung entweichen lassen, dagegen das Überkorn zurückhalten.
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Schließlich gibt es noch Wurfvorrichtungen, die die abgeschleuderten
Stücke des Mahlgutes senkrecht auf die gegenüberliegenden Flächen werfen und dadurch
ebenfalls die Aufbereitung von Sand ermöglichen.
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Diese bekannten Vorrichtungen gestatten zwar ein Zerkleinern und
Pulverisieren grobstückigen Materials, haben aber den Nachteil, durch zu weitgehende
Zerkleinerung ein als Formsand schlecht geeignetes Material zu liefern.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung dient ausschließlich zur Behandlung
von Sand, der von vornherein eine im wesentlichen gleiche Korngröße aufweist und
zum Mischen und Durchkneten dieses Sandes mit zur Bildung eines guten Formsandes
dienenden Zusätzen geeignet ist.
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Erfindungsgemäß wird die gute Mischung und Durchknetung dadurch erreicht,
daß der Sand und die Zusätze der Vorrichtung in der Mitte zugeführt werden und in
konzentrische kreisförmige waagerechte Kanäle gelangen, in denen sie durch in die
Kanäle hineinragende Misch- und Knetelemente bewegt werden.
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Diese sind derart ausgebildet, daß sie bei ihrer Bewegung den Sand
zwischen ihrer gewölbten Arbeitsflanke und den feststehenden Kanalwänden hindurchpressen.
Die Kanalwände besitzen Durchbrechungen oder Spalten, durch die der Sand radial
von dem einen Kanal in den nächsten gelangt und sich dabei in einzelne Streifen
auflöst. Durch die wiederholte Auflösung des Sandstreifens und wiederholte Pressung
zwischen den genannten Elementen und den Kanalwänden erfolgt die wirksame Aufbereitung
des Formsandes.
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In den Zeichnungen ist ein Beispiel einer Ausführung gemäß der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigen:
Abb. I einen waagerechten Schnitt
der Mahlvorrichtung nach der Linie I-I der Abb. 2 Abb. 2 einen senkrechten Schnitt
nach der Linie 2-2 der Abb. I, Abb. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 3-3
der Abb. 2, Abb. 4 eine Aufsicht auf die Mahlvorrichtung, Abb. 5 eine Aufsicht auf
eine vom Rotor abgenommene Rotorplatte, Abb. 6 einen waagerechten Schnitt durch
bestimmte Teile der Vorrichtung, Abb. 7 einen vergrößerten' Schnitt nach Linie 7-7
der Abb. 4, Abb. 8 einen Schnitt nach Linie 8-8 der Abb. 4 in vergrößertem Maßstabe.
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In der Zeichnung ist mit I eine Fußplatte bezeichnet, die einen aufrecht
stehenden Stützzylinder 2 trägt. In der Mitte auf diesem Unterteil innerhalb der
Begrenzung durch den Stützzylinder 2 befindet sich ein Gehäuse 3 für Antriebsgetriebe
der Vorrichtung. Abgeschlossen wird der Stützzylinder 2 und das Gehäuse 3 durch
eine Scheibe 4, die sich in waagerechter Lage befindet. Das Untergestell 1 und die
Scheibe 4 besitzen in der Mitte Lager 5 und 6, die eine senkrecht stehende Welle
7 tragen.
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Diese Welle ragt aus der Scheibe heraus und trägt mit der Nabe 8 den
Rotor, der etwa den gleichen Durchmesser wie die Scheibe 4 besitzt und sich über
derselben in waagerechter Lage befindet. Die Welle ist mit der Rotornabe bei 10
befestigt.
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Die Fußplatte I besitzt außerhalb des Stützzylinders eine Verlängerung
II, auf der ein Elektromotor 12 angeordnet ist. Eine Antriebswelle 13 führt vom
Motor durch das Innere des Stützzylinders in das Gehäuse 3 hinein und dreht sich
in Lagern I4, die an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 3 angebracht sind. Auf
der Welle 13 ist innerhalb des Gehäuses 3 eine Schnecke 15 aufgekeilt, mit der ein
Schneckenrad I6, das auf der senkrechten Rotorwelle 7 befestigt ist, in Eingriff
steht. Das Schneckenrad I6 befindet sich auf dem verstärkten Teil der Welle. Zwischen
dem Schneckenrad und den Lagern 5 und 6 sind ein oberes und ein unteres Kugellager
18 und 19 vorgesehen. Diese Teile der Antriebsvorrichtung werden durch das Gehäuse
3 vor dem Einfallen des Sandes geschützt, während der Motor durch einen Schild 20
abgedeckt ist, der sich außerhalb des Stützzylinders 2 befindet.
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Die Oberfläche der Scheibe 4 besitzt konzentrisch zur Welle 7 eine
kreisförmige Ausfräsung 2I, in der eine Anzahl flache Segmentplatten 22 nebeneinander
liegen. Jede Platte besitzt nach oben ragende, senkrechte, starre Vorsprünge 23,
die konzentrisch zur Rotorachse gekrümmt sind. Im vorliegenden Fall sind sechs Platten
vorgesehen, von denen jede acht Vorsprünge 23 trägt. Die Vorsprünge aller Platten
bilden mehrere aufwärts gerichtete, zur Achse konzentrische, zylindrische, in gleichen
Abständen voneinander angeordnete Wände mit Zwischenräumen 24. Diese liegen auf
voneinander gleich weit entfernten Radien und in jeder Seitenwand, wobei die Radien
an der Stoßstelle zwischen zwei Segmentplatten und je ein weiterer Radius in der
Mitte jeder Segmentplatte angeordnet ist. Die von Vorsprüngen gebildete äußerste
zylindrische Wand hat vom Außenrand der Scheibe 4 einen gewissen Abstand, der dem
zwischen zwei benachbarten Wänden entspricht und der größer ist als der Abstand
der innersten Wand von der Nabe 8.
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Der Rotor 9 besitzt eine skelettartige Gestalt und hat einen ringförmigen
Kranz 25. Er trägt radiale Arme 26 und in gewissem Abstande von der Nabe einen Ring
27, der konzentrisch dazu radiale Teile 28 besitzt, die den Ring mit dem oberen
Ende der Nabe 8 verbinden. Jeder Arm 26 besteht aus einer Rippe 29 mit waagerechten
Leisten 30 zu beiden Seiten. Der Kranz 25 hat einen Rand 3I (Abb. 8) mit einer waagerechten
Leiste 32 an der Innenseite. Diese Rippen und Leisten tragen sechs Segmentplatten
33, die lose auf dem Rotor angeordnet sind und bequem entfernt werden können, so
daß das Innere der Aufbereitungsvorrichtung leicht zugänglich ist. Sie können auch
nach oben nachgeben, wenn sie einem zu großen Druck des Sandes ausgesetzt sind.
Der Kranz 25 besitzt an der Unterseite eine kreisförmige Nut 34 (Abb. 8), in die
der obere Rand des Zylindermantels 35 hineinragt, dessen unterer Rand an dem Außenrand
der Scheibe 4 befestigt ist und eine ringförmige Außenwand bildet, die zwischen
der Scheibe und dem Rotor liegt. Die dicht unter den Rotorarmen 26 endenden aufwärts
gerichteten Vorsprünge 23 bilden zusammen mit der Ringwand und der Rotornabe innerhalb
des Knet- und Mischbeckens fünf konzentrische Kanäle 36, 37, 38, 39 und 40. Die
Zwischenräume 24 in den Kanalwänden gestatten den Durchtritt des Sandes von einem
Kanal zum andern Die Vorsprünge 41 sind starr an den Oberplatten 33 befestigt und
reichen senkrecht nach unten bis nahezu zum Boden dieser Kanäle. Die Vorsprünge
41 sind konzentrisch mit Zwischenräumen angebracht und verjüngen sich in der Drehrichtung
des Rotors.
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Sie besitzen senkrechte Schneiden 42 und stumpfe, abgerundete Enden
43, die etwa in der Mitte jedes Kanals liegen und einen gewissen Abstand von seinen
Wänden besitzen.
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Die Schneiden der Elemente befinden sich jedoch dicht neben den innenliegenden
Wänden der Kanäle. Jeder Vorsprung besitzt eine äußere, schwach gebogene Arbeftsflanke
4,1, die
von der Schneide und dem Hinterende begrenzt ist und sich
gegenüber der Außenwand des Kanals befindet. Sie bildet mit der gegenüberliegenden
Wand einen spitzen Winkel x (Abb. I). DieElemente 41 im äußersten Kanalo sind in
ähnlicher Weise zur Ringwand 35 angeordnet.
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Die oberen Platten 33 sind weiterhin mit starren Ablenkvorsprüngen
45 versehen, die in die Mahlkanäle 37, 38, 39 und 40 bis zur selben Tiefe wie die
Misch- und Knetelemente 41 hineinragen. Diese Ablenkelemente sind gleichfalls in
ihrer Bewegungsrichtung verjüngt und mit einer senkrechten Schneide 46 versehen,
die dicht neben der außenliegenden Kanalwand angeordnet ist. Sie besitzen ferner
eine zu dieser Wand konzentrische Fläche 47 und eine innere Sandführungsfläche 48,
die einen spitzen Winkel y mit der innenliegenden Wand des Kanals bildet (Abb. I).
Die Ablenkelemente sind zwischen den Misch- und Knetelementen in den Kanälen angeordnet.
Ihre Anzahl ist geringer als die Anzahl der Misch- und Knetelemente. Ihre Länge
verringert sich allmählich von außen nach der Mitte des Misch- und Knetbeckens zu.
Das Misch- und Knetbecken wird in der Mitte durch einen in geeigneter Weise angebrachten
Trichter 49 mit Sand gefüllt. Dieser Trichter verjüngt sich nach unten und hat eine
Öffnung, die durch den Mittelring 27 und seine Radialteile 28 begrenzt ist und die
in den innersten, die Nahe 8 umgebenden Kanal 36 führt. Um zu verhindern, daß der
Sand an der Nabe haftet und von ihr mitgerissen wird, sind auf der Scheibe 4 neben
der Nabe Ständer 50 vorgesehen, die den Sand abstreifen. Die Scheibe 4 ist am äußeren
Rande bei 51 ausgeschnitten und bildet eine Entleerungsöffnung am Boden des äußersten
Kanals 40. Unter der Öffnung 51 befindet sich eine Sandverteilungstrommel 52 mit
einer Bürstenoberfläche 53. Die Trommel ist auf der Welle 54 befestigt und dreht
sich in Lagern 55, die vom Trommelgehäuse 56, das sich nach außen öffnet, getragen
werden.
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Die Motorwelle 13 ist über ein Ubersetzungsgetriebe 57 mit der Trommelwelle
54 verbunden, durch das sich die Trommel schneller dreht als der Rotor 9.
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Beim Arbeiten der Misch- und Knetvorrichtung gelangt der Sand in
den Kanal 36 und wird durch die Elemente 41 nach außen gegen die feststehenden Teile
23 gedrückt. Da die Arbeitsflanken 44 radial gegenüber den Teilen 23 angeordnet
sind und einen spitzen Winkel mit diesen bilden, wird der Sand längs des Kanals
fortbewegt und einem radialen Druck ausgesetzt. Ein Teil des Sandes entweicht durch
die verengten Durchtrittsstellen und wird durch die nachfolgenden Misch- und Knetelemente
in dem Kanal bearbeitet. Die festen Vorsprünge 23 und die beweglichen Misch- und
Knetvorsprünge 41 mischen, kneten und zerschlagen auf diese Weise den Sand. Die
Elemente 41 bringen den Sand vor die zwischen räume 24 und drücken ihn radial nach
außen in den nächsten Kanal 3;. Die Wände sind an diesen Zwischenräumen wie bei
58 abgeschrägt, um den Durchtritt des Sandes zu erleichtern. In dem Kanal 37 wird
der Sand ähnlich aufbereitet. Die Bewegung des Sandes von dem Kanal 37 in den nächsten
Kanal 38 wird durch die Wirkung der beweglichen Ablenkelemente 45 verzögert, die
jeweils die Ausgänge 24 schließen und den Sand von der außenliegenden Wand des Kanals
weg und zurück in den Bereich der Misch- und Knetelemente befördern, wo er von neuem
behandelt wird.
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In den Kanälen 38 und 39 wird der Sand in ähnlicher Weise behandelt.
Sobald er den äußersten Kanal 40 erreicht, wird er gegen die Ringwand 35 gepreßt,
durch die Öffnungen 51 herausgedrückt. Darauf wird er von der drehbaren Bürste in
Empfang genommen und in fein verteiltem Zustande ausgeworfen.
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Die beschriebene Vorrichtung eignet sich zum fortlaufenden Aufbereiten
und Auswerfen des Sandes.
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Ein Zermahlen des Sandes durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung
findet nicht statt, da der Sand beins Kneten genügend Platz findet, dem auf ihn
ausgeübten Druck auszuweichen.
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PATENTANSPRÜCI1E : I. Vorrichtung zum Aufbereiten von Sand, insbesondere
von Form sand, mit konzentrischen, kreisförmigen, waagerechten Kanälen, in denen
der Sand durch in die Kanäle hineinragende Misch- und Knetelemente bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die in die feststehenden Kanäle mit senkrechten Seitenwänden
(23) hineinragenden umlaufenden Misch- und Knetelemente (41) je eine leicht gewölbte
Arbeitsflanke (44) besitzen, die zur gegenüberliegenden Kanalwand in einem spitzen
Winkel (x) steht.