DE2239475C2

DE2239475C2 - Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere Gießereiformstoffen

Info

Publication number: DE2239475C2
Application number: DE2239475A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Boenisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-21
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1984-12-20
Also published as: DE2239475A1

Description

Gegenstand des Hauptpatentes 21 37 277 ist eine Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, mit einem im wesentlichen vertikal stehenden Behälter für die zu mischenden Stoffe, wobei beim Betrieb jeder Punkt des Behälters auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn umläuft und der Behälter selbst sich nicht dreht und wobei der Durchmesser der kreisförmigen Bahn und die Umlaufgeschwindigkeit so gewählt sind, daß das Mischgut sich im entgegengesetzten Drehsinn der kreisförmigen Bahn im Behälter bewegt, mit einem ersten Schacht, der mit dem Behalter fest verbunden ist und auf dem Behälterboden aufsteht und dort mindestens eine Einlauföffnung für das Mischgut aufweist.

Die vorliegender; Erfindungen gehet· von der Aufgabe aus. Mischer nach dem Hauptpatent weiterhin zu verbessern, so deren Mischleistung für einen kontinuierlichen Durchlauf zu erhöhen und auch als Schießmaschine, wie sie insbesondere in der Gießereiindustrie zum Einsatz kommen, auszubilden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der genannten Art vorgeschlagen, daß zwei oder mehrere Schächte im Behälter angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schächte rohrförmig und an der Innenwandung oder in der Mitte des Behälters angeordnet.

In weiterer Ausgestaltung wird bei einer Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere Gießereiformsloffcn mit im wesentlichen vertikal stehenden Behältern für die zu mischenden Stoffe, wobei beim Betrieb jeder Punkt der Behälter auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn umläuft und die Behälter selbst sich nicht drehen und wobei der Durchmesser der kreisförmigen Bahn und die Umlaufgeschwindigkeit so gewählt sind, daß das Mischgut sich im entgegengesetzten Drehsinn der kreisförmigen Bahn in den Behältern bewegt, mit strömungslcni,enden Einbauten in den Behältern, die fest mit ihnen verbunden sind, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß an einer gemeinsamen schwingenden Platte zwei Reihen von untereinander verbundenen Mischbehältern angeordnet sind, wobei jede Mischbehälterreihe mit einem zugeordneten Zulauf und einem Ablauf verschen ist, und daß die Abläufe in einen schwingenden Mischbehälter münden, der mit einem unabhängigen Antrieb versehen ist.

Weiterhin wird bei einer Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, mit einem im wesentlichen vertikal stehenden Behälter für die zu mischenden Stoffe, wobei beim Betrieb jeder Punkt des Behälters auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn umlauft und der Behälter selbst sich nicht dreht und wobei der Durchmesser der kreisförmigen Bahn und die Umlaufgeschwindigkeit so gewählt sind, daß das Mischgut sich im entgegengesetzten Drehsinn der kreisförmigen Bahn im Behälter bewegt, mit strömungslenkcnden Einbauten im Behälter, die fest mit ihm verbunden sind, wobei die Einbauten bestehen: entweder aus

mindestens einer Rinne, deren offene Seite der Strömungsrichtung des Mischgutes zugekehrt ist und deren eine Längskante an die Wandung des Behälters unmittelbar anschließt oder aus einem Schacht, der auf dem Boden des Behälters aufsteht, und dort mindestens eine Einlauföffnung für das Mischgut aufweist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Behälter druckdicht verschließbar ist, daß in den Behälter eine Luftzuführungsleitung mündet und daß der Behälter eine in einen Formkasten mündende Leitung aufweist

Die Erfindungen sind in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Mischvorrichtung in Oberansicht, F i g. 2 eine weitere Mischvorrichtung in Oberansicht,

F i g. 3 die Mischvorrichtung nach F i g. 2 in Seitenansicht und vertikalem Schnitt,

F i g. 4 in Oberansicht eine Mischvorrichtung mit vier miteinander verbundenen Mischbehältern,

F i g. 5 einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 4 entsprechend der dortigen Linie V-V,

F i g. 6 eine Abwandlung von F i g. 5,

F i g. 7 eine Mischvorrichtung in Oberansicht mit zwei Mischstrecken,

F i g. 8 die Mischvorrichtung nach F i g. 7 in Seitenansicht mit angeschlossener Formstoff-Schießmaschine.

Die nachfolgenden Bezugszeichen entsprechen für gleiche oder gleichartige Teile jenen des Hauptpatentes.

F i g. 1 zeigt eine Mischeinrichtung mit im Mischer 10 vorhandenen Schächten 28a, 286 und 28c mit zugehörigen Leitschaufeln 30a, 306 und 30c. Die Mischarbeit wird somit von mehreren Mischeinrichtungen gleichzeitig übernommen, die von verhältnismäßig kleinem Durchmesser sind und entsprechend hohe Förder- und Mischgeschwindigkeiten im einzelnen Rohr aufweisen.

In dem Großraummischer nach F i g. 2 in der Ansicht von oben und nach F i g. 4 in einem vertikalen Schnitt sind zahlreiche Schächte 28 zwischen einer inneren Mischbehälterwand 10 und einer äußeren Mischbehälterwand '.Oa in einem konzentrischen Kreis angeordnet Die Schächte sind an ihren unteren Enden offen und in einem Abstand von Mischbehalterboden 11 angeordnet. Das innerhalb des Mischbehälters 10 befindliche Gut wird zufolge seiner im Uhrzeigersinn verlaufenden Drehbewegung von den zahlreichen Leitflächen 30 durch zugeordnete Einlauföffnuojcn 29 in den konzentrischen Raum unter die Schächte 28 gedrückt und in diesen schnclldrehend hochgeschraubt und von oben fein gemischt und fein gefachen in dem mittleren Raum abgelagert. Die zwischen den Schächten 28 befindlichen Hohlräume 31 sind zweckmäßigerweise geschlossen und ζ. Γ, mit Gießharz ausgefüllt, um tote Mischzonen zu vermeiden.

Fig.4 zeigt einen Durchlaufmischer mit hintereinander geschalteten vier Mischbehältern 10, 10a, \0b und lOc, die auf einem gemeinsamen Schwingtisch 14 befestigt sind. Jeder einzelne Mischbehälter und die zugehörigen schachtartigen Mischeinrichtungen 28, 28a, 28i> und 28c sind von der grundsätzlichen Ausbildung, die in F i g. 7 des Hauptpatentes beschrieben ist.

Fig. 5 zeigt einen vertikalen Schnitt entsprechend der Linie V-V in Fig.5. Hier ist zu erkennen, daß die beiden einander anliegenden Teile der beiden Mischbehälter 10a und 106 eine fensterartige öffnung besitzen. Eine sich nach der Größe dieser Öffnung beniessende Menge des Mischgutes wird aus der Mischeinrichtung 28a des Behälters tCü in den Behälter 106 geworfen, wührend die restlichen aus der Mischeinrichtung 28a austretende Mischung dem Behälter 10a zurückgegeben und dort weiter gemischt wird. Auf diese Weise gelangt das Gut unter ständiger Durchmischung dvirch alle hintereinandergeschalteten Mischbehälter und tritt bei 43 als fertige Mischung aus, weil alle angrenzenden

Teile der Mischbehälter mit dieser Öffnung versehen sind. Der Zulauf der einzelnen Komponenten in den ersten Mischbehälter 10 erfolgt Ober Zuleitungsvorrichtungen 40,41 und 42, die als Rohre, Vibrationsförderrinnen oder dergleichen Einrichtungen ausgebildet sein

to können. Es können mehr oder weniger Zuführungen entsprechend der Anzahl der zu durchmischenden Stoffe vorhanden sein. Es ist auch möglich, den anderen Mischbehältern weitere Komponenten zuzugeben.
Die Durchlaufgeschwindigkeit des Mischgutes und

is damit auch die Mischintensität bemißt sich zunächst nach der Drehzahl des Antriebsmotors, nach der Anzahl der hintereinandergeschalteten Mischbehälter und nach dem von den Mischeinrichtungen 28, 28a, 28b, 28c usw. weitergegebenen Menge. So kann die Durchsatzleistung beispielsweise dadurch westjilich gesteigert werden, daß die in F i g. 5 als horizontal abgeführte Kante 28x des rohrförmigen Schachtes 28a schräg angeordnet ist, wie es in F i g. 6 zur oberen Kante 2Sy beschrieben ist. Dadurch wird die weitergegebene Menge an Mischgut verstärkt, die in den eigenen Mischbehälter zurückgegebene Menge aber vermindert, was in F i g. 6 durch die unterschiedliche Anzahl der Pfeile angedeutet ist.

Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung eignet sich in den nachfolgend beschriebenen besonderen Anordnungen sehr vorteilhaft zur Durchführung von Formverfahren nach dem sogenannten Kalthärteprozeß zur Herstellung von Formen und Kernen für die Gußerzeugung in der Gießerei-Industrie. Sande, zumeist ist Quarzsande, werden mit Harz als Bindemittel und bestimmten Härtern, vielfach Säuren, zur Aushärtung des Harzes und damit der Verfestigung des Formstoffgemisches versetzt. Die Art des Harzes und das Verhältnis von Harz zu Säure können derart eingestellt werden, daß die Aushärtung in kürzester Zeit. z. B. in einigen Sekunden erfolgen kann, so daß hierdurch ein wirtschaftliches und automatisierbares Formverfahren möglich ist. Voraussetzung zum Gelingen derartiger Verfahren sind jedoch sehr schnell arbeitende Mischer und Mischer sehr einfacher Bauart, in denen die starke Verkrustungsneigung und das Ansetzen der reagierenden Sand-Harz-Härter-Mischung an den Mischerflächen vermieden werden kann oder zumindest keine sonderlichen Probleme ergibt.
Zufolge der für Kalthärteverfahren erforderlichen

M hohen FormstofTmengen, dabei sind mehrere Tonnen pro Stunde zu befördern, erweisen sich Durchlaufmischer als besonders vorteilhaft.

F i g. 7 zeigt in der Ansicht von oben eine für das Kalthärtcvcrfiihren geeignete Mischvorrichtung. Der von einem Vibrationsförderer 40 odnr von einer anderen Fördereinrichtung dosierte Sandstrom wird in zwei Sandströme 40a und 40Zj geteilt und in zwei auf einem gemeinsamen f^hwingtisch i4 befestigte Durchlaufmischer 10a bis 10c und 10c/bis 10f geleitet. Die einzelnen Mischer sind von der zu Fig.7 im Hauptpatent beschriebenen Ausbildung und, wie in Fig.4 dargestellt, hintereinander geschaltet. Der Zulauf von Harz erfolgt dosiert aus der Rohrleitung 41 in die Mischerstrecke 10a bis 10c und der Zulauf von Härter dosiert aus der Rohr-

b¹) leitung 42 in die Mischerstrecke 10c/bis 10/oder umgekehrt, jede Mischerstrecke besitzt für den Austritt der Fcrtigmischung Sand-Harz bzw. Sand-Härter eine eigene Ablauföffnung 43a bzw. 436. Beide Mischungen blei-

ben somit bis zum Auslauf getrennt und können nicht miteinander reagieren. Sie werden in eine Schnellmischkammer 46 geleitet, die nachfolgend zu F i g. 8 noch im einzelnen beschrieben wird.

Fig.8 zeigt im rechten Teil die beschriebene Mischerkombination nach Fig. 7 in Seitenansicht. Hinter dem Durchlaufmischer und tiefer liegend ist die rohrförmige Schnellmischkammer 46 mit untcrcinandcrliegenden Sieb- oder Schlitzböden 47 angeordnet, wie es in Fig.8 im vertikalen Schnitt zu erkennen ist. Das Schnellmischrohr 46 ist auf einem eigenen Schwingtisch 14a mit zugehörigen Schwingelcmcntcn 16a befestigt und besitzt einen eigenen und von dem Antriebsmotor 18 für den Schwingtisch 14 unabhängig arbeitenden Motor 18a, so daß beide Schwingtischc 14 und 14a einzeln ein- und ausgeschaltet werden können. Beide Schwingtische sind auf einem gemeinsamen Sockel 17 angeordnet.

Die in den Mischerstrecken 10a bis 10c und 10c/ bis 10/fertig gemischten Vormischungen Sand-Harz bzw. Sand-Härter treten aus den Auslauföffnungen 43a und 436 so lange aus, wie der Schwingtisch 14 angetrieben wird. Sie fallen durch das Schnellmischer 46 und werden dort verwirbelt und intensiv gemischt. Sie gelangen schließlich aus der unteren öffnung 48 heraus über eine Ablaufrinne 49 in einen in F i g. 8 nicht eingezeichneten Form- oder Kernkasten, wo die reagierende Mischung nach einigen Sekunden erstarrt und einen fertigen Formling ergibt.

Beim Abschalten des Motors 18 für den Schwingtisch 14 werden die aus den Auslauföffnungcn 43a und 436 austretenden Sandströme sofort unterbrochen. Auch wird der Zulauf 40a und 406 für den Sand und der Zulauf für Harz- und Härterer aus den Förderrohren 41 und 42 unterbrochen. Die entsprechenden Förder- bzw. Antriebsmotore sind in den F i g. 7 und 8 nicht besonders dargestellt und werden vorteilhaft von einem gemeinsamen Hauptschalter bedient. Dadurch ist es möglich, über die Dauer der Einschaltzeit genau zu dosierende Formstoffmengen zu entnehmen und sie dem Formstoffbedarf zur Herstellung der jeweiligen Form bzw. des jeweiligen Kernes genau anzupassen. Damit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr vielseitig einsetzbar und geeignet, um Formen, auch Kerne von sehr unterschiedlichem Gewicht nachcinandcrfolgend herzustellen. Das Schnellmischrohr 46 kann kontinuierlich weiterlaufen oder auch nur kurzzeitig, um die gewünschte Formstoffmenge durchzumischen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den weiteren sehr wichtigen Vorteil, daß der gesamte Durchlaufmischer 10a bis !Of wegen fehlender chemischer Reaktion keine Krusten ansetzen kann. Vertrustungen im Schnellmischrohr 46 sind zwar unvermeidlich, durch konstruktive Maßnahmen aber wenig problematisch. Das Schnellmischrohr 46 kann aus einzelnen Rohrabschnitten aus Pappe. Kunststoff oder anderen preisgünstigen Werkstoffen und zwischen geklemmten gelochten Gummischeiben als Siebe 47 aufgebaut und damit leicht auseinanderzunehmen und zu reinigen sein. Es kann zufolge seiner einfachen Bauart aus billigen Werkstoffen, aber auch als nach einer Verkrustung wegzuwerfendes Bauteil vorgesehen sein und wird dann nach Eintritt einer stärkeren Verkrustung einfach durch ein neues Teil ersetzt.

Die beschriebene Mischerkombination zur Durchführung von Kalt-Härte-Verfahren kann sinnvoll und vorteilhaft durch mit Luftdruck arbeitende Schicßmaschinen zur Herstellung von Formungen erweitert werden, die ebenfalls auf dem Schwingmischprinzip betrieben werden. Hierdurch kann selbst die Verdichtung des reagierenden Formstoffgemisches im Form- oder Kernkasten wesentlich beschleunigt und die Fertigungszeit verkürzt werden.

F i g. 8 zeigt die Gcsamtanlage und im linken Teil den Schwingschicßmischcr. Dieser besteht aus dem Schieüzylinder 50 mit Druckluftzuführung 51, Schießrohr 52 und Einfülltrichter 53. Der Schießzylinder 50 ist auf dem

in Schwingtisch 146 verschraubt und über Schwingelemcnie 166 mit dem Ständer 176 und dem Exzenter 216 des Antriebsmotors 186 verbunden. Der Antrieb des Schwingschießmischers 50 und die Schwingmischer 10 und 46 können nach Frequenz und Amplitude ähnlich sein.

Die aus dem Schnellmischrohr 46 austretende reagierende Sandmischung wird in einer der betreffenden Form oder dem Kern angepaßten Menge über die Ablaufrinne 49 und den Einfülltrichter 53 dem geöffneten Mischbehälter 50 zugeführt. Durch öffnen eines Luftvcntils 54 wird in den Mischbehälter 50 Druckluft eingeführt und das im Mischbehälter befindliche Gut über ein flexibles Schlauchzwischenstllck 54 in den Form- oder Kernkasten entleert.

Die Misch- und Schießvorrichtung nach Fig. 8 hat die folgenden wichtigen Vorteile:

Eine Mischerkombination, bestehend aus Durchlaufmischer und Schnellmischrohr, kann mehrere Schwingschießmischcr gleichzeitig bedienen. Dadurch können

jo Maschinenwartezeiten, die durch die Aushärtung der Formstoffmischung in Form- oder Kernkasten bedingt sind, weitgehend vermieden werden. Die Mischerkombination arbeitet ohne Ventile oder Verschlüsse, die durch härtenden Formstoff blockiert werden könnten.

Die ständige intensive Schüttelbewegung des Schwingschicßmischers erbringt die weiteren Vorteile, daß der bereits reagierende Formsioif während der Eimüiizeii locker gehalten wird und bereits beginnende Verklebungcn vermieden werden. Weiterhin wird der Schieß-Vorgang, der Transport in den Schießleitungen und die Entleerung des Behälters zufolge der starken Beweglichkeit des geschüttelten Formstoffes und seiner Drehbewegung außerordentlich erleichtert Während konventionelle Schießmaschinen üblicherweise mit einem Schießdruck von etwa 5 bis 6 atü arbeiten, erbringt der erfindungsgemäße Schwingschießmischer bereits mit ca. 2 atü Kerne und Formen mit ausreichender Dichte. Damit ist der Einsatz von billigen und einfachen Luflverdichtern möglich und der Druckluftverbrauch niedrig. Auch bleiben im Schwingschießmischer nar"» dem Schuß vorhandene Formstoffreste infolge der Schüttelbewegung rieselig und werden von der nachfolgenden Frischmischung ohne Nachteile aufgenommen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, mit einem im wesentliehen vertikal stehenden Behälter für die zu mischenden Stoffe, wobei beim Betrieb jeder Punkt des Behälters auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn umläuft und der Behälter selbst sich nicht dreht und wobei der Durchmesser der kreisförmigen Bahn und die Umlaufgeschwindigkeit so gewählt sind, daß das Mischgut sich im entgegengesetzten Drehsinn der kreisförmigen Bahn im Behälter bewegt, mit einem ersten Schacht, der mit dem Behälter fest verbunden ist und auf dem Behälterboden aufsteht und dort mindestens eine Einlauföffnung für das Mischgut aufweist. Zusatz zu Patent 21 37 277, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Schächte (28) im Behälter angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schächte (28) rohrförmig sind und an der Innenwandung des Behälters nebeneinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schächte (28) rohrförmig sind und 2s in der Mitte des Behälters angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante der rohrförmigen Schächte (28) geneigt ist.

5. Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere Gießereiformstoffen mit im wesentlichen vertikal stehenden Bt halten: iür die zu mischenden Stoffe, wobei beim Betrieb jeder Punkt der Behälter auf einer im wesentlichen kr« ,förmigen Bahn umläuft und die Behälter selbst sich nicht drehen und v> wobei der Durchmesser der kreisförmigen Bahn und die Umlaufgeschwindigkeit so gewählt sind, daß das Mischgut sich im entgegengesetzten Drehsinn der kreisförmigen Bahn in den Behältern bewegt, mit strömungslenkcnden Einbauten in den Behältern, die fest mit ihnen verbunden sind. Zusatz zu Patent 21 37 277, dadurch gekennzeichnet, daß an einer gemeinsamen schwingenden Platte (14) zwei Reihen von untereinander verbundenen Mischbehältern (10) angeordnet sind, wobei jede Mischbehälterreihe mit einem zugeordneten Zulauf (40a bzw. 40b) und einem zugeordneten Ablauf (43a bzw. 43b) versehen ist, und daß die Abläufe (43a bzw. 43b) in einen schwingenden Mischbehälter (46 bzw. 50) münden, der mit einem unabhängigen Antrieb (18a bzw. \%b) versehen ist.

6. Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, insbesondere Gießereiformstoffen, mit einem im wesentlichen vertikal stehenden Behälter für die zu mischenden Stoffe, wobei beim Betrieb jeder Punkt des v> Behälters auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn umläuft und der Behälter selbst sich nicht dreht und wobei der Durchmesser der kreisförmigen Bahn und die Umlaufgeschwindigkeit so gewählt sind, daß das Mischgut sieh im entgegengesetzten Drehsinn w> der kreisförmigen Bahn im Behälter bewegt, mit Strömungslenkenden Einbauten im Behälter, die fest mit ihm verbunden sind, wobei die Einbauten bestehen: entweder aus mindestens einer Rinne, deren offene Seite der Strömungsrichiung des Mischgutes μ zugekehrt ist und deren eine Längskantc an die Wandung des Behälters unmittelbar anschließt oder aus einem Schacht, der auf dem Boden des Behälters aufsteht, und dort mindestens eine Einlauföffnung für das Mischgut aufweist. Zusatz zu Patent 21 37 277, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter druckdicht verschließbar ist, daß in den Behälter eine Luftzuführungsleitung mündet und daß der Behälter eine in einen Formkasten mündende Leitung aufweist.