DE1433984B2 - Sandaufbereitungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Sandaufbereitungsvor- Nabenaufbau 12, mit drei um ihre eigenen Achsen

richtung mit einer den Sand aufnehmenden Schüssel drehbaren Mischrädern 14 und drei Ablenkungs-

mit im wesentlichen zylindrischer Umfangswand; schaufehl 16 angeordnet. Die Räder und die Schau-

einem in diese von unten hineinragenden, auf einer fein sind am äußeren Umfang des Nabenaufbaus

um die Schüsselachse drehbaren Nabe angeordneten 5 gleichmäßig verteilt. Die im Chargenbetrieb arbei-

Aufbau, der mit pflugscharähnlichen Ablenkschaufeln tend© Vorrichtung weist außerdem zur Belüftung und

versehen ist. Kühlung des Sands eine Druckluftzuführung 18 auf.

Da Formsand in der Gießereipraxis wiederholt Über eine Wasserleitung 20 wird ferner Wasser der

verwendet wird, ist es üblich, den gebrauchten Sand Schüssel zugeführt. Ein Elektromotor M treibt über

vor seiner Wiederverwendung zum Zerkleinern und io ein Untersetzungsgetriebe 22 den Nabenaufbau an.

Verdichten sowie zum Zumischen von Bindematerial Der Sand wird in die Schüssel 10 über den offenen

in einer Misch- und Aufbereitungsschüssel einem oberen Rand mit einem nicht dargestellten, endlosen

intensiven Misch- und Rührvorgang zu unterziehen. Förderband eingeführt. Die Schüssel sitzt abnehmbar

Bei dieser Aufbereitung wird auch Wasser zugeführt. auf einem Gußstück 24, das auf dem Hauptrahmen

Das Zusetzen von geeigneten Mengen von Wasser 15 26 der Vorrichtung angeordnet ist.

ist für die Durchlässigkeit des Sands von Bedeutung. Die Schüssel 10 hat eine eine mittige Öffnung 40

Ist der Sand zu naß, ist seine Durchlässigkeit zu ge- umgebende ringförmige Bodenwand 30 und eine mit

ring, und die beim Gießen erzeugten heißen Gase kön- einem Gummifutter 34 versehene Seitenwand 32. Die

nen nicht ohne Ausblasen durch den Sand hindurch- Schüssel 10 ist am Gußstück 24 durch hakenförmige

treten. Da der aufzubereitende Sand hohe Tempera- 20 Klemmarme 46 festgeklemmt. In der Seitenwand 32

türen haben kann, ist die Zuführung einer dem je- befindet sich eine durch eine Tür 52 verschlossene

weüigen Zustand des Sands angepaßten Wassermenge Abgabeöffnung, die nach Beendigung der Behandlung

schwierig, so daß man dazu überging, den Sand vor jeder Charge geöffnet wird, so daß der Sand tangen-

der Wiederaufbereitung zu kühlen und dann eine der tial unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft ausge-

Temperatur des gekühlten Sands entsprechende Was- 25 stoßen werden kann, wobei er durch eine nicht ge-

sermenge zuzusetzen. zeigte Ablenkplatte nach unten abgelenkt wird.

Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe be- Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, ist der Nabenaufbau

steht nun darin, eine Sandaufbereitungsvorrichtung 12 drehbar auf einem an der Bodenwand 100 des

zu schaffen, bei der das Wasser und zur Belüftung Gußstücks 24 befestigten, senkrechten Ständer 90 an-

des Sands dienende Luft gleichzeitig der Schüssel so 30 geordnet, der durch eine Mittelöffnung der oberen

zugeführt werden, daß* der Aufbereitungsvorgang in- Deckwand 98 des Gußstücks 24 und die mittige Öff-

tensiviert und die der Schüssel jeweils zugeführten nung 40 in den mittleren Bereich der Schüssel 10

Sandmengen schneller als bisher behandelt werden hineinragt. Das Gußstück 24 weist eine Seitenwand

können. 110 auf, die mit einem Lufteinlaß 112 versehen ist,

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, 35 der an die Luftzuführung 18 angeschlossen ist. Eine

daß der Nabenaufbau in bekannter Weise eine glatte, mittels eines Luftzylinders 115 verschwenkbare Dros-

im wesentlichen horizontal verlaufende Oberfläche selklappe 114 steuert den Zustrom der Druckluft

hat und an seiner Unterseite mit einem ringförmigen, durch den Lufteinlaß 112.

von unten zugänglichen Verteilerkanal mit einer An- Der im Hauptrahmen 26 angeordnete Motor M zahl von sich im wesentlichen radial nach außen er- 4° treibt über einen Riementrieb das Untersetzungsstreckenden Auslaßkanälen versehen ist, deren Aus- getriebe 22 für die den Ständer 90 durchdringende laßöffnungen in der Nähe des Umfangs des Aufbaus senkrechte Antriebswelle 147 (F i g. 3) an, deren liegen; daß neben einer an sich bekannten Wasser- oberes Ende durch einen Sc'herbolzen 148 mit einer zuführung eine Druckluftzuführung zu dem unterhalb Antriebshaube 149 für den Nabenaufbau 12 Verbundes Aufbaus Hegenden Teil der Schüssel vorgesehen 45 den ist.

ist und die Wasserzuführung mit dem Verteilerkanal Wie aus den F i g. 1, 2 und 4 ersichtlich, ist der

ausgerichtet ist; und daß die mit dem Aufbau fest Nabenaufbau 12 als ein parabolisches Gußstück 150

verbundenen pflugscharähnlichen Ablenkschaufeln ausgebildet, dessen oberer Abschnitt von einem an

außerhalb des Umfangs in der Nähe jeder Auslaß- seinem Spitzenbereich bei 154 abgerundeten Blechöffnung und in Drehrichtung der Nabe vor dieser 5° kegel 152 überdeckt ist. Der Nabenaufbau 12 sieht

Öffnung liegen. in Verbindung mit dem Ständer 90 pilzartig aus. Die

Eine Ausführungsform der Erfindung ist im folgen- ganze Oberfläche des Nabenaufbaus 12 ist glatt po-

den Teil der Beschreibung im Zusammenhang mit liert, um die Reibung zwischen dieser Oberfläche und

den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen dem Sand innerhalb der Schüssel 10 zu verringern, zeigt " ■ ' 55 Diese glatte Fläche ist so gestaltet, daß der Absetz-

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine erfin- winkel des Sandes an irgendeinem Punkt näherungs-

dungsgemäße Aufbereitungsvorrichtung, bei der ein- weise 0 beträgt, wenn der Nabenaufbau mit einer

zelne Teile fortgelassen sind, bestimmten Drehzahl umläuft.

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, Der obere Endbereich des Gußstücks 150 bildet F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Schnit- ^6o eine ausgezackte Öffnung 160 (F i g. A), die im Be-

tes entlang der Linie 3-3 der Fig. 1, trieb durch den Kegel 152 abgedeckt ist und am

F i g. 4 eine vergrößerte schaubildliche Boden- inneren Rand mit einen radialen Flansch 162 ver-

ansicht des Nabenbauteils, der Schaufeln und der sehen ist. Der untere Rand des Kegels 152 sitzt in

Mischräder, und einer ringförmigen Ausnehmung 164 und stößt gegen Fig. 5 einen mittig und senkrecht durch eines der 65 eine Schulter 166, so daß die parabolische und die

Mischräder gelegten Schnitt. kegelförmige Fläche des Nabenaufbaus ineinander

Bei der dargestellten Ausführungsform ist in der übergehen.

Aufbereitungs- bzw. Mischschüssel 10 ein drehbarer F i g. 4 zeigt, daß die Unterseite des Nabenaufbaus

12 einteilig mit einem kanalförmigen Luft- und Wasserverteilerkanal 170 ausgebildet ist, der eine aufwärts gebogene Lippe 172 aufweist (Fig. 1 und 3). Drei etwas gekrümmte radiale Auslaßleitungen 174 gehen von dem Verteilerkanal nach außen; jede Leitung divergiert etwas in ihrem Querschnitt. Die Leitungen 174 enden am äußeren Rand des Nabenauf baus 12 in im wesentlichen rechteckigen Auslaßöffnungen 176. Im wesentlichen tangential verlaufende und etwas gekrümmte Schaufeln 178 sind in einer ringförmigen Reihe angeordnet und erstrecken sich von dem Verteilerkanal aus zwischen benachbarten Auslaßleitungen 174 divergierend nach außen, wobei sie kurz vor dem Rand des Nabenaufbaus enden.

Die F i g. 1, 2, 4 und 5 zeigen, daß drei Räder 14 frei drehbar an den oberen Enden von drei sich nach oben verjüngenden, gleichmäßig entlang des Nabenaufbaus verteilten Tragarmen 180 gelagert sind. Die vergrößerten oberen Enden der Arme 180 haben eine waagerechte, ebene Sitzfläche 184 für eine senkrechte, exzentrische Spindel 186, auf der das Rad 14 drehbar angeordnet ist. Die Spindel 186 ist mittels eines Bolzens 190 einstellbar befestigt.

Jedes Rad weist eine obere und eine untere Wand 192 bzw. 194 auf. Die untere Wand 194 ist eben und die obere Wand 192 parabolisch. Eine Innenwand 196 erstreckt sich zwischen der oberen und unteren Wand und bildet eine Nabe, die durch Kugellager 198 und 200 auf der Spindel 186 gelagert ist. Eine aus Sicherungsmutter unO Scheibe bestehende Anordnung 204 und eine Radlagerkappe 206 hält die beiden Kugellager zusammen. Eine die äußeren Enden der Wände 192 und 194 verbindende Ringleiste 216 trägt einen massiven Gummireifen 218.

Die Räder 14 nehmen Randstellungen ein, in welchen sie im wesentlichen tangential zur Seitenwand 32 liegen, obwohl sie nicht unbedingt das Futter 34 berühren. Ein größerer Abschnitt jedes Rades übergreift die Kante des Nabenaufbaus. Eine Einstellung der Exzentrizität der Räder 14 wird dadurch ermöglicht, daß der Bolzen 190 gelöst und ein Schlüssel in untere Ausnehmungen der Spindel eingeführt wird.

Wie aus den F i g. 2 und 5 ersichtlich, sind Schaufehl 16 außerhalb der Kante des Nabenaufbaus angeordnet. Jede Schaufel besteht aus der eigentlichen Schaufel 220 und einem Halter 222. Die Halter sind an der Unterseite des Nabenaufbaus 12 durch Bolzen befestigt. Jede Schaufel hat die Form eines sich verjüngenden Stahlblattes mit einer breiten Führungskante 226 und einer verhältnismäßig schmalen Hin- terkante 228. Jede Schaufel liegt vor und etwas unterhalb von dem übergreifenden Teil eines benachbarten

Mischrades 14, so daß bei Drehung des Nabenaufbaus 12 im Sinne des Pfeiles in F i g. 2 der Sand in
den Weg des betreffenden Rades gehoben wird, wel- 55 sich Bereiche einer groben Sandverteilung. Diese ches unmittelbar der Schaufel nachfolgt. Der Zweck Bereiche laufen auf einer Kreisbahn um und folgen

wird durch obere und untere Halteringe 246 und 240 sowie diesen zugeordnete Dichtungen verhindert. Das Schmiermittel wird über eine Schmiermittelzuleitung 262 zugeführt, die sich durch den Ständer erstreckt. Die Wasserleitung 20 steht durch einen Einlaß 270 mit dem Inneren eines hohlen, in senkrechter Richtung sich erstreckenden, am Ständer 90 befestigten Düsengußstückes 272 in Verbindung, das eine obere Öffnung 274 in waagerechter Ausrichtung mit dem Inneren des Verteilerkanals 170 unmittelbar über der Ringlippe 172 (Fig. 3 und 4) aufweist. Da die Öffnung 274 in waagerechter Ausrichtung mit dem Verteiler 170 liegt, werden die Auslaßleitungen 174 während der Drehung des Nabenaufbaus 12 nacheinander in radiale Ausrichtung mit dieser Öffnung gebracht, so daß das unter Druck stehende, aus dieser Öffnung austretende Wasser in die Auslaßleitungen gerichtet wird. Das Wasser, das aus der Öffnung in den Zwischenzeiten austritt, wenn die Zuführungen außer Flucht mit der Öffnung liegen, wird innerhalb des Verteilerkanals gesammelt und fließt durch die Zentrifugalkraft in die Auslaßleitung.

Bei Betrieb der Vorrichtung wird die Schüssel 10 mit einer zu behandelnden Sandmenge und außerdem mit einer Menge Bindemittel von außen gefüllt. Sobald der Elektromotor M die Antriebswelle 147 und damit den Nabenaufbau 12 in Richtung des Pfeiles in F i g. 2 dreht, wird der Luftzylinder 115 betätigt, um die Drosselklappe 114 zu öffnen und Druckluft durch den Einlaß 112 in das Innere des Gußstückes 24 einzuspeisen. Dem Inneren des Düsengußstückes 272 wird Wasser mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit zugeführt.

Wie die Pfeile in Fig. 1 zeigen, fließt die Luft, welche in das Gußstück 24 durch den Lufteinlaß 112 gelangt, aufwärts durch die Öffnung 106, beaufschlagt die Unterseite des Nabenaufbaus und fließt in allen Richtungen nach außen in die Schüssel hinein. Ein Teil der Luft gelangt in den Verteilerkanal 170 und fließt durch die Auslaßleitungen 174 nach außen, wobei sie sich mit dem Wasser mischt, das durch die Öffnung 274 in diese Leitungen abgegeben wird. Durch die gebogenen Schaufehl 178 wird die Luft unter dem Nabenaufbau 12 nach außen geschleudert und kühlt den Sand in der Schüssel 10.

Während ihrer Drehung um die senkrechte Mittelachse des Nabenaufbaus 12 drehen sich die Räder 14 auch um die Achsen der Spindeln 186. In Verbindung mit dem Umlaufen und der Drehung der Räder wird der Formsand gegen das Gummifutter unter dem Einfluß der Gummireifen 218 gepreßt.

Während der Drehung des Nabenaufbaus nehmen die Schaufeln 16 Sandmengen aus den unteren Bereichen der Schüssel 10 auf. Dadurch ergeben

dieses Vorganges ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung.

In den F i g. 1 und 3 sind die baulichen Einzelheiten des Ständers 90 dargestellt. Die Antriebshaube 147 enthält einen unteren, seitlich ausgezackten Befestigungsflansch 230, der durch Bolzen 232 an dem oberen Ende 233 einer Nabenbuchse 234 befestigt ist. Ein oberes und ein unteres Lager 236 bzw. 238 sind zwischen der Buchse 234 und dem Ständer 90 angeordnet. Das Austreten von Schmiermittel aus dem die Lager 236, 238 enthaltenen zwischen Ständer und Buchse 234 bzw. Haube 149 liegenden Raum eng der Bewegung der Schaufeln. Auslaßöffnungen 176 der Auslaßkanäle 174 führen in den den Nabenaufbau umgebenden Raum der Schüssel in den Abschnitten dieses Raums, die unmittelbar hinter den drei umlaufenden Schaufehl liegen. Dadurch werden Luft und Wasser aus den Kanälen 174 eingespeist und gleichmäßig in den umlaufenden Bereichen innerhalb des Sandes verteilt. Jedem Bereich folgt ein herankommendes Rad 14, welches durch den angehobenen Sand hindurchläuft und auf Grund seiner Drehung eine Verdichtung des Sandes gegen die Gummi gefütterte Seitenwand der Schüssel 10 be-

wirkt. Der angehobene Sand empfängt Feuchtigkeit aus dem benachbarten Bereich. Dadurch wird die Temperatur des Sandes in der Schüssel 12 auf ein 15 bis 25° über Raumtemperatur liegendes Niveau gesenkt. Jede Schaufel nimmt eine Sandmenge bei ihrem Umlauf auf der Kreisbahn auf und läßt hinter sich einen Sandregen, in welchen das nachfolgende Mischrad hineinläuft. Der nach den Seiten von dex Schaufel auf den sich drohenden Nabenaufbau 12 fallende Sand wird durch die Zentrifugalkraft wieder radial nach außen geschleudert und erhöht die Dichte des Sandringes. Eine Kombination von Erscheinungen, welche die Wirkung der aus den Schaufeln 178 austretenden Luft, die Wirkung der Luft und des Wassers, welche aus den Auslaßöffnungen 176 der Leitungen 174 austreten, und die Wirkung des von dem parabolischen Nabenaufbau 12 fortgeschleuderten Sandes einschließen, verursacht in dem sich drehenden Ring eine geschichtete Wirbelbewegung, die von schraubenförmigen Wirbelströmen innerhalb der Grenzen des Ringes gebildet wird, so daß eine innige Vermischung von Sand, Wasser und Bindemittel erreicht wird. Bei einem derartigen Betrieb der Vorrichtung wird im wesentlichen der gesamte in der Schüssel 10 befindliche Sand schwebend gehalten, wobei sich ein großer Teil innerhalb des sich drehenden Ringes befindet.

Bei Abschluß eines Sandmischvorganges wird die Tür 52 geöffnet. -Der Nabenaufbau läuft weiter um und die Schleuderwirkung aller sich drehender Teile verursacht, daß der Sand aus dem sich drehenden Ring durch die Abgabeöffnung nach außen geschleudert wird. Der ausgeworfene Sand schlägt gegen die Ablenkplatte und kann anschließend in einem Aufnahmegefäß gesammelt werden.

Der parabolische Umriß des Nabenaufbaus 12 und der gleichfalls parabolische Umriß der drei Mischräder sowie die Stromlinienform der drei Schaufeln sind derart, daß der Sand nicht an den verschiedenen Flächen des Nabenaufbaus anhaftet. Nachdem der Sand ausgestoßen worden ist, sind der Nabenaufbau und seine Zubehörteile im wesentlichen frei von anhaftendem Sand.

Während des Betriebes der Vorrichtung werden kleine Stöße durch geringe Verbiegungen und Verdrehungen der Welle innerhalb ihrer Elastizitätsgrenzen aufgefangen. Ein vollständiges Verklemmen 5 oder ein Bruch der Vorrichtung ist jedoch wegen des Scherbolzens 148 unmöglich.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ίο 1. Sandaufbereitungsvorrichtung mit einer den

   Sand aufnehmenden Schüssel mit im wesentlichen zylindrischer Umfangswand; einem in diese von unten hineinragenden, auf einer um die Schüsselachse drehbaren Nabe angeordneten Aufbau, der mit pflugscharähnlichen Ablenkschaufeln versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenaufbau (12) in bekannter Weise eine glatte, im wesentlichen horizontal verlaufende Oberfläche hat und an seiner Unterseite mit einem ringförmigen, von unten zugänglichen Verteilerkanal (170) mit einer Anzahl von sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden Auslaßkanälen (174) versehen ist, deren Auslaß-Öffnungen (176) in der Nähe des *Umfangs des Aufbaus liegen; daß neben einer an sich bekannten Wasserzuführung eine Druckluftzuführung (18) zu dem unterhalb des Aufbaus (12) liegenden Teil der Schüssel (10) vorgesehen ist und die Wasserzuführung (272, 274) mit dem Verteilerkanal ausgerichtet ist; und daß die mit dem Aufbau fest verbundenen pflugscharähnlichen Ablenkschaufeln (16) außerhalb des Umfangs in der Nähe jeder Auslaßöffnung (176) und in Drehrichtung der Nabe vor dieser Öffnung liegen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenaufbau (12) die Form eines spitz zulaufenden Umdrehungsparaboloids (152, 154) hat.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch an der Unterseite des Aufbaus zwischen den Auslaßkanälen (174) mit Abstand voneinander angeordneten Schau fein (178).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen