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Behälter für die Abgabe von tongebundenem Formsand Die vorliegende
Erfindung betrifft einen Behälter mit rostartigem Abschluß für die Abgabe von tongebundenem
Formsand, dessen Boden bei der Gutsabgabe in vorzugsweise senkrechter Richtung bewegbar
ist.
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Es ist bekannt, das Aufstreuen von Formsand durch Sieben auszuführen.
Dieser Vorgang hat den Nachteil, daß die Menge des aufgestreuten Formsandes stark
schwankt, an verschiedenen Flächenteilen verschieden groß sein kann und eine unbestimmte
Randstreuzone bildet. Im weiteren ist es nur möglich, kleinere Mengen pro Zeiteinheit
aufzusieben.
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Im weiteren ist es bekannt, pulverisiertes Glas aus einem Behälter
in Formen zu füIlen, indem ein Behälterboden, als Gitter ausgebildet, durch Magnete
in Schwingungen versetzt wird.
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Ferner sind Entleerungsvorrichtungen für Silos mit rostartigen Böden
bekannt, die zwischen den Stäben eines festen Rostes Stäbe eines beweglichen Rostes
entweder nur hin- und her- oder zugleich auf und ab bewegen, so daß durch diese
Bewegung aufgelockerter Formsand in regelbarer Menge zwischen den Spalten des festen
Rostes hindurchfallen kann.
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Es ist ferner bekannt, das Aufstreuen von Formsand so auszuführen,
daß ein biegungssteifer Gitterrost, über dem Formsand lagert, in Schwingungen versetzt
wird.
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Es ist auch eine Entleerungsvorrichtung für Silos mit rostartigen
Böden bekannt, bei welcher alle oder ein Teil der Roststäbe des beweglichen Rostes
unabhängig voneinander mit ihrer Bewegungsvorrichtung gekuppelt oder von ihr gelöst
werden können. Eine solche Entleerungsvorrichtung arbeitet nur dann zufriedenstellend,
wenn die Roststäbe verhältnismäßig nahe beieinander stehen. Diese Entleerungsvorrichtung
hat überdies die Eigenschaft, daß die Roststäbe nur synchron, d. h. mit übereinstimmender
Phase, schwingen können. Für das Leeren von Behältern, welche mit pulverförmigem
oder feinkörnigem Material, beispielsweise Superphosphat, Zement u. dgl., gefiillt
sind. ist vorgeschlagen worden, einen Boden oder Hilfshoden anzuordnen, bei welchem
die in parallelen senkrechten Ebenen auf und ab beweglichen Roststäbe. wenn sie
in dieselbe Ebene gestellt sind, einander ganz oder beinahe mit den Kanten erreichen,
so daß sie zusammen einen geschlossenen oder beinahe geschlossenen Boden bilden.
Diese Bauart von Entleerungsvorrichtung ist nur für rieselfähiges, trockenes Material
verwendbar. Für tongebundenen Formsand kann man diese Entleerungsvorrichtung deshalb
nicht anwenden. weil man durch die während der Aufundabbewegung der Roststäbe entstehenden
Schlitze nur sehr wenig oder gar keinen Formsand bringt.
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Eine weitere Rostanordnung in Behältern für körnige oder pulverförmige
Stoffe sieht vor, zwei Roste untereinander anzuordnen, und zwar derart, daß die
Stäbe des einen die Schlitze des andern ganz oder teilweise decken, wobei die Stäbe
des unteren Rostes nach den Wänden hin eine geringere Unterschneidung der oberen
Stäbe, einen größeren Abstand von ihnen oder eine größere Neigung aufweisen, zum
Zwecke, eine gleichmäßige Entnahme des Gutes im ganzen waagerechten Querschnitt
des Behälters zu erzielen.
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Auch diese Vorrichtung ist für tongebundenen Formsand nicht anwendbar,
weil durch Brückenbildung über dem oberen Rost eine Entnahme von Formsand praktisch
verunmöglicht wird.
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Muß tongebundener Formsand für Gießereien, insbesondere, wenn dieser
durch Pressen verfestigt werden kann, in großen Mengen pro Zeiteinheit aus Silos
abgegeben werden. so sind die bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen nicht
verwendbar, weil entweder die Rostteilung des schwingenden Rostes so groß gewählt
werden müßte, daß der Form sand im Ruhezustand nicht mehr sicher gehalten wird,
oder aher bei kleinerer Rostteilung die abzugebende Menge durch Vorverdichtung des
Formsandes über dem schwingenden Rost sehr stark ungleichmäßig reduziert wird. In
der Praxis ist zudem eine Vorverdichtung des Formsandes über dem Austragrost immer
unerwünscht.
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Die vorliegende Erfindung behebt diese Mängel dadurch. daß der Abstand
der Roststäbe ein Mehrfaches der Stabbreite beträgt und benachbarte Roststäbe phasenverschobene
Schwingungen ausführen. Die An-
wendung der Erfindung bewirkt, daß
die Rostteilung. die von der Beschaffenheit des Formsandes abhängig ist. verhältnismäßig
eng gewählt werden kann, da im Bcr-;iehszustand, weil benachbarte Roststäbe phasenvti
ah(,ient .:bwiiigungen ausführen, der Rost so arbei . wie wLiln er die mindestens
doppelt so große Teilung der Roststäbe besitzen würde. Dadurch, daß benachbarte
Roststäbe phasenverschobene Schwingungen ausführen. werden während dem Austrag sich
bildende Brücken iiber den Roststäben immer wieder zerstört.
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In den Zeichnungen sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt gemäß Linie 1-1 in Fig. 3.
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Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 3, Fig. 3 eine Ansicht
gemäß PfeilrichtungA in Fig.2 Fig. 4 eine Ansicht gemäß PfeilrichtungB in Fig. 5,
Fitr.5 eine Ansicht gemäß PfeilrichtungC in Fig. 4.
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Fig. 6 eine Ansicht gemäß Pfeilrichtung D in Fig. 7 teilweise geschnitten.
nach Linie VI-VI in Fig. 7, Fig. 7 eine Ansicht gemäß PfeilrichtungE in Fig.6, teilweise
geschnitten. nach Linie VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 eine Ansicht in Pfeilrichtung
F in Fig. 9, teilweise geschnitten. gemäß LinieVIII-VIII in Fig. 9, Fig. 9 eine
Ansicht in Pfeilrichtung G in Fig. 8, teilweise geschnitten, gemäß Linie I.X-IN
in Fig. 8.
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In den Fig. 1 bis 3 zeigt 1 Stäbe, an denen ein Rahmen 2. der mit
Blei 3 ausgegossen ist, an einer nicht dargestellten Stützkonstruktion aufgehängt
ist. Auf dem Rahmen 2 wird über Konsolen 4 ein Silo 5 abgestützt, der körnige Masse
6 enthält. Ein Motor 7. der sich auf dem Rahmen 2 abstützt, ist mit Wellen 8 und
9 über Kupplungen 10 und 11 gekuppelt. Die Welle8 treibt über Kegelräderpaar 12
die Welle 13 und die Welle 9 über Kegelräderpaar 14 die Welle 15 an. Ein oberer
Rost 16 ist an vier Pleuelstangen 17 aufgehängt. die über Exzenterlager 18 auf den
Wellen 13 bzw. 15 gelagert sind. Ein unterer Rost 19 ist an Pleuelstangen 20 aufgehängt,
die über Exzenterlager 21 auf Wellen 13 bzw. 15 gelagert sind. Im Rahmen 2 abgestützte
Stangen 22 tragen vorgespannte Federn 23 und 24, die den oberen Rost 16 über Bund
27 abfedern und sich am Bund 25 bzw. 26 abstützen. Auf Bund 26 bzw. 28 stützen sich
ferner Federn 29 und 30 ab, die ihrerseits über Bund 31 den unteren Rost 19 abfedern.
Der obere Rost 16 weist Tragstäbe 32 auf, die ihrerseits zusammen mit dem Umfassungsrahmen
des Rostes 16 Stäbe 33 tragen, während der Rost 19 Tragstät>e34 aufweist, die
Roststäbe 35 tragen. Die Tragstäbe 32 weisen Aussparungen 36 auf, die den mit den
Tragstäben 34 fest verbundenen Roststäben 35 nach oben genügende Bewegungsfreiheit
gestatten.
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Die Tragstäbe 34 weisen Aussparungen 37 auf, die den mit den Tragstäben
32 fest verbundenen Roststäben 33 die notwendige Bewegungsfreiheit nach unten gestatten.
Ist der obere Rost 16 und der untere Rost 19 in der Ruhelage bzw. in Schwingungsmittelstellung.
so ist die Oberkante der Roststäbe 33 und 35 zweckmäßigerweise gleich hoch zu wählen.
Die Charakteristik der Federn 23, 24 bzw. 29, 30 werden zweckmäßigerweise so gewählt,
daß sie die Beschleunigungskräfte der leer schwingenden Roste 16 bzw. 19 aufzunehmen
in der Lage sind.
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Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Einrichtung zur Abgabe von tongebundenem
Formsand arbeitet wie folgt: Wird der Motor 7 in Betrieb gesetzt, so dreht dieser
in Pfeilrichtung 39 über die Kupplung 10, Welle 8, Kegelräderpaar 12, die Welle
13 in Pfeilrichtung 38 an und über die Kupplung 11 in Pfeil-
richtung 40 die Welle
9, das Kegelräderpaar 14 bzw. die Welle 15 in Pfeilrichtung41. Die Drehung der Wellen
13 und 15 bewirken über Exzenterlager 18 und Pleuelstangen 17 eine Aufundabbewegung
des Rostes 16, während die Drehung der Wellen 13 und 15 über Exzenterlager 21 und
Pleuelstangen 20 eine Aufundahbewegung des Rostes 19 bewirken. Im vorliegenden Beispiel
wird durch eine 1800-Verschiebung des Exzenters in den Exzenterlagern 18 gegenüber
den Exzentern der Exzenterlager 21 bewirkt, daß die Aufundabbewegung der Schwingung
des oberen Rostes 16 1800 phasenverschoben der Schwingung des unteren Rostes 19
liegt.
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Wird Formsand über den Rosten 16 und 19 bzw. über den Roststäben
33 und 35 eingefüllt und dieselbe durch ein darüber angeordnetes Silo 5, das beispielsweise
ein Mittel zur Erhaltung einer für eine gleichmäßige Abgabe erforderlichen Mindestschütthöhe
an Formsand über der ganzen Rostfläche darstellt, so wird diese körnige Masse, solange
der Motor 7 nicht in Betrieb gesetzt wird, durch die Roststäbe 33 bzw.
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35 gehalten. Dabei ist die Teilung dieser Roststäbe 33 und 35 der
Eigenschaft der körnigen Masse anzupassen. Bei tongebundenem Formsand kann die Teilung
normalerweise zwischen 20 und 30 mm gewählt werden. Wird der Motor 7 in Betrieb
gesetzt, so bewegt sich beispielsweise der Rost 16 nach oben, währenddem sich der
Rost 19 nach unten bewegt. Nach Erreichung der Schwingungsendlage wird die Bewegungsrichtung
umgekehrt. Der Rost 16 bewegt sich nach unten, während der Rost 19 sich nach oben
bewegt. Es ist leicht ersichtlich, daß nach Beginn der Schwingung der Form sand
zuerst nur auf den Roststäben 33 ruht und nach der Umkehrung der Schwingungsbewegung,
wenn die Hälfte des Schwingweges zurückgelegt ist, auf die Roststäbe35 zu liegen
kommt, während die Roststäbe 33 sich, nach unten bewegend, vom Formsand abheben.
Durch diese im Verfahren begründete Maßnahme wird nun aber erreicht, daß der über
den Rosten lagernde Formsand im Betriebszustand sich ähnlich verhält, wie wenn sie
über einem Rost mit doppelter Roststabteilung liegen würde. Im weiteren werden bestimmte
Stellen des Formsandes abwechslungsweise auf Druck und wenn auch in geringerem Maße
durch die Reibungskräfte auf Zug beansprucht. Dies bringt im Betriebszustand eine
weitere zusätzliche, die Brückenbildung durch den Formsand zerstörende Wirkung.
Versuche mit Formsand haben gezeigt, daß durch das vorgeschlagene Verfahren bei
gleicher Schwingungsfrequenz und bei gleicher Schwingungsamplitude der Austrag pro
Zeiteinheit gegenüber einem bekannten Rost um das Vielfache gesteigert werden kann
und die in der Praxis unerwünschte Verdichtung von Formsand über den Roststäben
auf einen Bruchteil der bei bekannten Rosten zwangläufig entstehenden Verdichtung
abfällt.
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Werden die Roststäbe einzeln von Exzenterlagern über Pleuelstangen
angetrieben, so läßt sich der Austragsvorgang so gestalten, daß der Rost sich im
Betriebszustand so verhält, wie wenn er die drei- oder mehrfache Roststab-Teilung
besitzen würde. Für diesen Fall ist notwendig, daß im Betriebszustand nur jeder
dritte, vierte usw. Roststab den Formsand abwechslungsweise trägt und daß die Amplituden
der Schwingungen der einzelnen Roststäbe so groß gewählt werden, daß nur jeder dritte,
vierte usw. Roststab den Formsand trägt.
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Als Mittel zur Zuführung von Formsand kann beispielsweise ein unter
einem Silo angeordneter Drehteller mit Abstreifer verwendet werden. Eine bestimmte,
wählbare
Schichthöhe von Formsand über dem Rost kann beispielsweise in bekannter Weise durch
einen elektrischen Fühler gesteuert werden.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eine besondere Form eines rechteckigen Silos
42. Die Fig. 6 und 7 zeigen eine besondere Ausführungsform eines oberen Rostes 43,
der geeignet ist, mit der Siloform 42 zusammenzuarbeiten. Die Fig. 8 und 9 zeigen
eine besondere Form eines unteren Rostes 44.
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Übersteigen die Abmessungen einer Einrichtung zur Abgabe von Formsand
in der Länge und Breite bestimmte Größen und sind die Querschnittsformen rechteckig,
was in der Praxis meistens der Fall ist, so kann man durch Versuche feststellen,
daß im Betrieb die Verdichtung des Formsandes in der Mitte über den Rosten 43 bzw.
44 größer wird als an den Seitenlinien. In den Eckflächen der Roste kann die Vorverdichtung
so stark abfallen, daß der Formsand im Betrieb durchbricht. DieAusführungsformen
Fig.4 bis 9 zeigen nun Mittel, die es gestatten, auch bei großen Ouerschnitten und
rechteckigen Formen über den gesamten Querschnitt eine gleichmäßig große Austragsmenge
und eine minimale Vorverdichtung des Formsandes und damit eine vollständige gleichmäßige
Vorverdichtung zu erreichen. Während die untere Begrenzung des Silos 5 in einer
horizontalen Ebene liegt, zeigen die Fig. 4 und 5, daß das Silo 42 nur am Punkt
45 und entlang der Linie 46 in einer horizontalen Ebene begrenzt ist, während die
Begrenzungslinien 47 und 48 ein Abschneiden der Silowände bis auf die Höhe der Begrenzungslinie
49 in den Ecken zeigt. Um ein Überströmen bei Verwendung der Siloform 42 zu verhindern,
besitzt der zugehörige obere Rost 43 entsprechende, an den Ecken hochgezogene Wände
50.
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Die Wirkung dieser Maßnahme beruht darauf, daß die Reibung, die im
feststehenden Silo 42 in den Siloecken größer ist als in der Silomitte, kompensiert
wird dadurch, daß die Siloecken zum Teil weggeschnitten sind, also keine Reibung
mehr verursachen können. Eine weitere Wirkung besteht darin, daß die hochgezogenen
Wände 50 des oberen Rostes 43 durch ihre Schwingung im Betriebszustand, die Reibung
zum größten Teil aufheben.
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Sowohl beim oberen Rost 43 als auch beim unteren zugehörigen Rost
44 ist ersichtlich, daß die Teilung 51 der Roststäbe 52 bzw. die Teilung 53 der
Roststäbe 54 in der Mitte des Rostes größer ist und am Rande gemäß der Teilung 55
bzw. 56 kleiner gewählt wird.
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Dadurch werden die Austragsverhältnisse und die Vorverdichtungsverhältnisse
über der gesamten Austragfläche weiter vergleichmäßigt. Eine weitere beispielsweise
Maßnahme zur Vergleichmäßigung der Austragsverhältnisse über die gesamte Rostfläche
stellt die Ausbildung der Tragstäbe 57 bzw. 58 dar.
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Versuche zeigen, daß, wenn die mittleren Tragstäbe 57 des Rostes 43,
die in die körnige Masse ragen, entsprechend der Begrenzungslinie 59 höher gewählt
werden als die Tragstäbe58, deren Höhe durch die Begrenzungslinie 60 veranschaulicht
ist und wenn die Partien entlang der Rostbegrenzung 61 bzw. 62 niedriger gehalten
werden als die Begrenzung 59 bzw.
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60, dies ein weiteres Mittel zur Vergleichmäßigung des Austrages darstellt.
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Bisher war es allgemein üblich, Austragsroste für Formsand durch
elektrische Magnete in Schwingung zu versetzen. Eingehende Versuche haben gezeigt,
daß die Schwingungsamplitude der Roste die Menge des Austrages direkt beeinflußt.
Ändern sich im Betrieb entweder die Eigenschaften des Formsandes oder die Überfüllhöhe
derselben über dem Rost, so bewirkt dies beim Antrieb des Rostes mit elektrischen
Magneten eine Änderung der Schwingungsamplitude. Es hat sich gezeigt, daß dies praktisch
nicht der Fall ist, wenn durch einen Antrieb, welcher eine konstante Schwingungsamplitude
garantiert, z. B. über eine rotierende Exzenterwelle mittels Kurbeltrieb, die Roste
angetrieben werden. Somit werden die Austragmengen weiter vergleichmäßigt, wenn
die Schwingungen der Roste von einer rotierenden Exzenterwelle über einen Kurbeltrieb
erzeugt werden.
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Handelt es sich um einen intermittierenden Streuvorgang und ist die
Zahl der Anläufe pro Zeiteinheit des Antriebsmotors sehr hoch, so wird zweckmäßigerweise
eine Kupplung zwischen Antriebmotor und Exzenterwelle angeordnet, die bei dauernd
umlaufendeis Motor die Exzenterwelle periodisch kuppelt.
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PATENTSPKCCHE: 1. Behälter mit rostartigem Abschluß für die Abgabe
von tongebundenem Formsand, dessen Boden bei der Guts abgabe in vorzugsweise senkrechter
Richtung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Roststäbe ein
Mehrfaches der Stabbreite beträgt und benachbarte Roststäbe phasenverschobene Schwingungen
ausführen.