DE2608775A1

DE2608775A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung einer formmassenmischung und anordnung zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2608775A1
Application number: DE19762608775
Authority: DE
Inventors: Gerard Yves Richard
Original assignee: SAPIC
Current assignee: SAPIC
Priority date: 1975-03-03
Filing date: 1976-03-03
Publication date: 1976-09-23
Also published as: AU1158676A; SE7602223L; BR7601298A; FR2302774B1; AU3157977A; NL7602091A; IT1057654B; AU511929B2; FR2302774A1; SE420978B; GB1536201A; ES445714A1; DE2608775C2; CH609882A5; JPS51112427A; BE839135A; CA1090983A; US4056259A

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Formmassenmischung und Anordnung zur Ausübung des Verfahrens

(Priorität: 3· März 1975 - Frankreich - 75.06564)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung einer Mischung, die eine körnige und/oder pulverförmige Charge enthält, die durch ein System von Bindemittel und Härter zusammengehalten uiird.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung ajjf die kontinuierliche Herstellung einer Mischung, ausgehend von einer inerten Charge, etwa einem insbesondere in der Formerei für die Herstellung von Formen und Kernen verwendeten Sand, einem feuerfesten Material oder einem Schleifmittel, einem Marmorstaub, einem Kies oder einem beliebigen anderen Baustoff, u/obei die genannte Charge in Form von mehr oder weniger großen Körnern, nämlich in Stücken von einigen Millimetern oder einigen zehn Millimetern Größe vorliegt und von einem mineralischen oder einem organischen Bindemittel zusammengehalten wird.

Es ist bekannt, daß man vor allem im Gießereiu/esen auf die Herstellung von Mischungen aus Formmasse angewiesen ist, die aus

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ORIGINAL INSPECTEq

Körnern oder Stücken einer inerten Charge (Sand) bestehen, die von einem Bindemittel zusammengehalten werden, das dem Sand seine Bildsamkeit verleiht, dh die Fähigkeit vermittelt, unter Druckausübung eine Form anzunehmen und zu behalten. Ferner luird ein Härtungsmittel zugefügt, das die Uerfestigung des Bindemittels bewirkt.

Diese Mischungen aus Sand, Bindemittel und Härter sind im allgemeinen selbsthärtend, wenn man die Temperatur erhöht; in bestimmten Fällen findet Selbsthärtung bei Raumtemperatur statt, wenn einem sauren Härtungsmittel ein Furanharz, ein Harnstoff-Formol-Harz oder ein Phenol-Formol-Harz zugefügt wird. Zur Zeit wird bei der Herstellung derartiger selbsthärtendar Mischungen nach verschiedenen Methoden gearbeitet.

In erster Linie sind Anordnungen bekannt, die mit zu/ei üblichen hintereinandergeschalteten Stetigmischern mit langsamlaufender Schnecke ausgerüstet sind. Das Härtungsmittel wird in der Mitte des ersten Stetigmischers eingeführt, damit dort mit der Charge ein Vorgemisch gebildet u/erden kann, das dann bis an den zweiten Stetigmischer geführt wird, in dessen Innerem eine Einlaßöffnung für das Bindemittel vorgesehen ist. Die fertige, aus Vorgemisch und Bindemittel bestehende Mischung wird im Inneren dieses zweiten Stetigmischers hergestellt. Da es sich bei den verwendeten beiden Mischern um Geräte handelt, in denen sich die gemischten Substanzen nur sehr langsam fortbewegen, kommt es häufig vor, daß am Ende des zweiten Mischers eine Teilpolymerisation des Bindemittels stattgefunden hat, denn die Kontaktzeit zwischen Härter und Bindemittel ist so lang gewesen, daß eine derartige Verfestigung bereits hat einsetzen können. Wenn nicht die gesamte vermischte Masse die Schnecke des zweiten Stetigmischers ausreichend schnell hat passieren können, bevor sie teilweise erhärtet war, entsteht einerseits natürlich ein Formsand minderer Qualität, dessen mechanische Eigenschaften sich um etwa 20$ verschlechtert haben, und andererseits besteht vor allem eine gewisse Gefahr, daß der Mischer Schaden erleidet, wenn er nicht sofort gesäubert wird.

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Außerdem sind Kneter üblicher Bauart mit langsam laufender Schnecke bekannt, denen eine Dosierschnecke nachgeschaltet ist, auf die wiederum ein Scheibenkneter mit kegelstumpfförmigem Trog und vertikaler Achse folgt, an der Scheiben angebracht sind, die die zu mischende Masse durchmischen und die zu einer schnelleren Bewegung angetrieben werden als die Schnecke des ersten Kneters. Im ersten Kneter erfolgt eine Teilvermischung des Sandes mit einer der beiden Komponenten des Bindemittel-Härter-Systems, wobei die beiden genannten Komponenten dosiert zugegeben werden. Danach wird dieses Teilgemisch, durch die Ziuischenschnecke dosiert, in den die Anlage abschließenden Mischer mit vertikaler Achse zugleich mit der zweiten Komponente das Bindemittel-Härter-Systems, ebenfalls dosiert, eingeführt. Die endgültige Mischung entsteht mittels Durchmischens der Masse im Inneren des von dem abschließenden kegelstumpfförmxgen Trog gebildeten abgeschlossenen Raumes. Wenn eine homogene Mischung erreicht ist, wird die Entleerungsöffnung dieses letzten Troges geöffnet und das homogene Gemisch sofort an den Verwendungsplatz gefördert.

In der französischen Patentschrift 2 033 644 wird eine derartige Anlage beschrieben. Die Konstruktion dieser Anlage läßt sofort zwei erhebliche Nachteile deutlich erkennen: einerseits arbeitet die Anlage diskontinuierlich, außerdem läßt sich mit ihr bei jedem einzelnen Arbeitszyklus nur ein Volumen homogener Mischung herstellen, das auf den nutzbaren Innenraum des abschließenden kegelstumpfförmigen Troges begrenzt ist.

Die Anwendung der letztgenannten Anordnung ist somit auf das Herstellen von Mischungen kleinen oder mittleren Volumens bis etwa 10 1 beschränkt. Natürlich wird die Benutzung einer solchen Anordnung außerordentlich schwierig, wenn eine Form von mehr als 10 1 Inhalt hergestellt werden muß: wenn es sich beispielsweise um eine Form von 3 m Inhalt handelt, wie sie in der Gießerei sehr oft vorkommt, müssen 300 aufeianderfolgende diskontinuierliche Arbeitszyklen ablaufen, wenn schließlich eine Form gefüllt werden soll, deren Rauminhalt das 300fache des Nutzinhalts des abschließenden Mischers beträgt.

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Im übrigen wurde schon darauf hingewiesen, daß die bekannte Anordnung chargenujeise arbeitet: wenn die drei Bestandteile Sand, Bindemittel, Härter der herzustellenden Mischung nacheinander dosiert eingeführt sind und den abschließenden Mischer erfüllen, fördern die Dosiervorrichtungen für die drei Mischungsbestandteile nicht mehr, während die abschließende Durchmischung in dem kegelstumpfförmigen Trog stattfindet. Umgekehrt arbeitet nach der Entleerung des Troges am Schluß der Mischstrecke und mährend des gesamten Zeitraums, der zum Wiederauffüllen dieses Troges durch Zufuhr aus den Dosiervorrichtungen für die drei Mischungsbestandteile erforderlich ist, der abschließende Mischer mit vertikaler Achse nicht, dh er dreht sich leer.

Um die Nachteile der genannten beiden Anordnungen zu vermeiden, hat die Anmelderin sich das Ziel gesetzt, Mischungen zu bereiten, indem am Ende der Anordnung ein als Schnellkneter bezeichneter Kneter eingesetzt wird, der nach einer bestimmten Verzögerungszeit kontinuierlich arbeiten und die zu mischenden Massen durchmischen kann. Ein derartiger "Schnellkneter" weist einen Mischtrog auf, in dem mit größerer Geschwindigkeit als bei der Anlage nach der französischen Patentschrift 2 033 644 eine Mittelwelle umläuft, an der'Knetscheiben angebracht sind. Die Drehung der Scheiben in der zu durchmischenden Masse erfolgt entweder um eine Horizontalachse im Inneren eines Zylindertroges mit horizontaler Achse, womit der Schnellkneter ähnlich aussieht wie ein üblicher Stetigmischer, oder um eine vertikale Achse im Inneren eines zylindrisch-kegelförmigen Troges mit vertikaler Achse.

Alle derartigen "Schnellkneter¹¹ mit horizontaler oder mit vertikaler Achse weisen in unterschiedlichem Ausmaße drei Vorteile auf, die das Interesse des Gießereifachmanns erregen: zunächst entstehen weniger Zufallsergebnisse; ferner garantieren sie eine starke Herabsetzung oder quasi Unterbindung jeglichen Sandverlustes; und schließlich können Formen oder Kerne mit einer Erstarrungszeit von einigen. Sekunden hergestellt werden, was unmöglich war · bei allen Anlagen, die nur mit einem üblichen Stetigmischer mit langsamlaufender Schnecke ausgerüstet waren, und bei Anlagen, die nach dem in der fra^ösischen Patentschrift 2 033 644 beschriebenen Prinzip arbeiten.

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Bei der l/eriuendung eines "Schnellkneters" sind bislang zuiei unterschiedliche Techniken angewendet worden.

Danach sind Anlagen bekannt, die aus zu/ei üblichen Stetigmischerr mit langsamlaufender Schnecke bestehen, die parallel arbeiten und beide als Zulieferer für einen "Schnellkneter" mit vertikaler Achse dienen. In jedem der beiden- Stetigmischer mit langsamlaufender Schnecke wird kontinuierlich ein l/orgemisch hergestellt, das im einen Fall aus Sand und Bindemittel und im anderen Fall aus Sand und Härter besteht. Am Ausgang der langsamlaufenden Kneter werden die beiden getrennt hergestellten homogenen Mischungen in das Inneres des "Schnellkneters" überführt und dort miteinander in Kontakt gebracht; hier u/ird die endgültige Mischung hergestellt. Zur Zeit ermöglichen die Anlagen der angegebenen Art die Herstellung der fertigen Mischung entu/eder diskontinuierlich ("Fascold"-Gerät der Firma BAKER-PERKINS LIMITED) oder kontinuierlich ("Pacemaster"-Gerät der Firma FORDATH LIMITED). Alle diese Anlagen weisen aber denselben Nachteil auf: die beiden hergestellten l/orgemische bilden zwei Massen, die zu umfangreich sind, als daß sie in ausreichend kurzer Zeit im Inneren des abschließenden Schnellkneters mit vertikaler Achse innig miteinander vermischt werden könnten.

Ferner sind Anlagen bekannt, bei denen am Schluß ein "Schnellkneter" mit horizontaler oder vertikaler Achse vorgesehen ist, wobei Härter-und Bindemittel gegenüber der Eintrittszone der Charge gleichzeitig zugegeben werden können. In diesem Falle wird also kein l/orgemisch hergestellt, die endgültige Mischung Sand + Bindemittel + Härter wird vielmehr in einer einzigen Arbeitsstufe über die Gesamtlänge des "Schnellkneters" gebildet. Von den zahlreichen bekannt gewordenen Anlagen dieser Art sind zu nennen: das "Quick-set"-Gerät der Firma SAPIC, das "Sand-Turb"-Gerät der Firma STRONG-SCGTT, das einen Schnellkneter mit horizontaler Achse aufweist, die Geräte "Celecta-Flo" und "Centri-Flo" der Firma CE-CAST, bei denen Kneter mit horizontaler Achse (erstes Gerät) bzw vertikaler Achse (zweites Gerät) vorgesehen sind.

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Alle diese Anlagen haben folgenden gemeinsamen Nachteil: da Härter und Bindemittel gleichzeitig eingeleitet werden, reagiert der Härter mit dem Bindemittel, bevor er mit dem Sande innig vermischt ist; in zahlreichen Zonen, in denen der Härter lokal und heftig mit dem Bindemittel reagiert hat, u/urde infolgedessen ein großer Teil des eingeführten Bindemittels unwirksam gemacht. In derartigen Anlagen muß daher unbedingt mit einem Überschuß an Bindemittel gearbeitet werden. Bei solchen Substanzen handelt es sich aber in den meisten Fällen um Kunstharze, die einerseits immer teurer werden und andererseits immer weniger verfügbar sind. Daher besteht größtes Interesse an einer Arbeitsweise, bei der keine größeren Bindemittelmengen benötigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, alle genannten Nachteile zu vermeiden, und es wird daher ein Verfahren und eine Anordnung vorgeschlagen, die eine kontinuierliche Herstellung einer Mischung erlauben, die 1) im Zeitpunkt ihrer Abgabe keinerlei polymerisierte Anteile enthält, 2) an keinerlei Grenzen hinsichtlich des Mischungsvolumens gebunden ist, 3) vollkommen homogen ist, 4) eine erhebliche Herabsetzung des Bindemittelverbrauchs herbeiführt und sogar praktisch einen optimalen Bindemittelverbauch ermöglicht und 5) in jedem Zeitpunkt nur eine äußerst kleine Chargenmenge auf einmal mischt, wodurch jede Verzögerungszeit der Anordnung bei jedem Anhalten völlig vermieden wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Formmassenmischung, die eine körnige und/oder pulverförmige Charge enthält, die durch ein System von Bindemittel und Härter zusammengehalten wird; das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine innig durchmischte und homogene Vormischung hergestellt wird, indem die Charge und eine der beiden Komponenten des Binderaittel-Härter-Systems miteinander vermischt werden, daß dann im Inneren eines Dünnschichtkneters die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems zugeführt wird, um die zweite Komponente mit der Vormischung in Kontakt zu bringen, daß darauf die endgültige Mischung hergestellt wird, indem auf die Dauer von einigen Sekunden die Vormischung

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mit der zweiten Komponente in dünner Schicht vermischt wird, und daß schließlich die fertige Mischung sofort an den Verwendungsort gebracht wird.

Bei einer ersten Abu/andlung dieses Verfahrens uiird die Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems in einem üblichen Kneter mit längsamlaufender Schnecke hergestellt, dann tuird diese Vormischung bis an den Dünnschichtkneter geführt, dann wird die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems in den genannten Dünnschichtkneter eingeführt, um sie mit der Vormischung zu vermischen und die fertige Mischung herzustellen.

Bei einer zweiten Ausführungsvariante des Verfahrens uiird die Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems im Inneren eines ersten Dünnschichtkneters hergestellt, dann wird das Vorgemisch an einen zweiten Dünnschichtkneter geführt, dann wird die andere Komponente des Bindemittel-Hater-Systems in das Innere des zweiten Kneters geführt, um sie mit dem Vorgemisch zu vermischen und die fertige Mischung herzustellen.

Bei.einer dritten Variante des Verfahrens wird im Inneren eines einzigen Dünnschichtkneters die Vormischung aus Charge und erster. Komponente des Bindemittel-Härter-Systems hergestellt, dann die fertige Mischung, indem der Vormischung die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems zugefügt wird, wobei die Zuführung der ersten Komponente praktisch am Eingang des Geräts stattfindet,dh in der Zone, in der die Charge eingeführt wird, während die zweite Komponente praktisch in der Mitte zwischen der Eintrittszone der ersten Komponente und dem Auslaß des Geräts zugeführt wird.

Bei allen oben angegebenen Möglichkeiten zur Ausübung des erfin-· dungsgemäßen Verfahrens tritt das Bindemittel mit dem Härter nur während der Durchführung der abschließenden Vermischung für einen Zeitraum von einer bis zu drei Sekunden in Kontakt, wenn das Vorgemisch mit der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems im Inneren des alleinigen oder letzten Dünnschichtkne-

ters durchgemischt wird. Die fertige Mischung wird dann sofort ._ _ _{6 0 9 8 3} -- ₀ —Q-g - : -

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kontinuierlich bis an ihren Verujendungsplatz geführt, und die
Zeitspanne von einer bis zu dr&i Sekunden ist viel zu kurz, als daß eine Polymerisation des Bindemittels eintreten könnte.

Es ist wesentlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine kontinuierliche Arbeitsweise erlaubt: Wenn die jeweiligen Mengen
von inerter Charge, Bindemittel und Härter je nach der herzustellenden fertigen Mischung festgesetzt sind, braucht man nur die
genauen Mengen kontinuierlich zuzuführen, weil der Kneter mit
einer dünnen Schicht aus diesen drei Bestandteilen arbeitet
(beispielsweise Vormischung aus Charge und Härter einerseits
und Bindemittel andererseits), was auch einschließt, daß der
Dünnschichtkneter der Anordnung kontinuierlich arbeitet. Ferner ist festzustellen, daß, weil die drei Bestandteile der herzustellenden Mischung in genau dosierten Mengen in die Anordnung eingeführt werden, das sekundlich von dem letzten Kneter ausgegebene Formmassenvolumen genau bekannt ist. Infolgedessen ist das
Volumen einer Mischung aus genau bekannten Anteilen, das man
ausgeben kann, um eine Gießform oder einen Gießkern zu füllen,
nicht begrenzt: man braucht die Anordnung nur während einer genau bestimmten Zeit arbeiten zu lassen und erhält am Ausgang des letzten Kneters eine kontinuierlich gelieferte homogene Mischung von genau bekanntem Volumen zur Füllung des Hohlraums einer Form oder eines Kerns, dessen zu füllendes nutzbares Volumen die Bestimmung der Arbeitszeit der genannten Anordnung durch eine einfache Rechnung erlaubt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit zwei wichtige Vorteile gegenüber dem in der französischen Patentschrift 2 033 644 beschriebenen Verfahren auf. Es sei daran erinnert, daß es sich bei dem letzten Kneter, der für die in dem genannten Patent empfohlene Arbeitsweise vorgeschlagen wurde, um einen die Masse
durchmischenden Kneter handelt. Diese Mischvorrichtung läuft zu bestimmten Zeiten leer und wird zu anderen Zeiten mit vordosierten Komponenten versorgt. Wenn alle Bestandteile in den letzten Kneter eingeführt sind, ist es nicht mehr möglich, die Zusammensetzung der auszugebenden Formmassenmischung zu verändern.

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Das erfindungsgemäße l/erfahren erlaubt demgegenüber eine sofortige Anpassung nach Maßgabe der herzustellenden fertigen Mischung. Wie eru/ähnt, ist nämlich die in jedem Augenblick in dem abschließenden Kneter der Anordnung enthaltene Menge außerordentlich klein, u/eil die hergestellte Mischung im Inneren dieses Kneters als dünne Schicht am Rande des Troges fortschreitet. Der Kneter arbeitet mit dünner Schicht und somit völlig trägheitslos, und jede Änderung des Anteils einer der Komponenten kommt sofort in einer Änderung der Zusammensetzung der von dem Kneter abgegebenen homogenen Mischung zum Ausdruck. Infolgedessen ist es, nachdem eine Mischung mit genau bestimmten Anteilen von Charge, Bindemittel und Härter von dem Kneter ausgegeben u/ird, immer möglich, durch bloßes Ändern der Dosierung von mindestens einer der drei erwähnten Komponenten eine andere homogene Mischung zur Füllung einer anderen Form oder eines anderen Kerns herzustellen. Dieser Änderungsvorgang läuft ebenfalls kontinuierlich ab. Es ist beispielsweise üblich, die Füllung einer Form mit einer bindemittelreichen Mischung einzuleiten und dann die Füllung mit einer bindemittelarmen Mischung abzuschließen. Das erfindungsgemäße l/erfahren erlaubt eine derartige Arbeitsweise, ohn.e daß der Kneter angehalten werden muß: wenn eine ausreichende Menge der bindemittelreichen Mischung in die Form eingefüllt ist, werden gleichzeitig die einzuführende Bindemittelmenge und die einzuführende Härtermenge herabgesetzt,und infolgedessen tritt sofort am Ausgang des Dünnschichtkneters eine abgemagerte Mischung aus, die zur weiteren Füllung der Form dient.

Ferner ist festzuhalten, daß, wenn die Massen der Vormischung einerseits und der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems andererseits, die innerhalb einer sehr kurzen Zeit im Inneren des Dünnschichtkneters innig miteinander vermischt werden sollen, ihrerseits äußerst klein sind, sich keinerlei Schwierigkeiten ergeben sie zu mischen, und infolgedessen ist die erhaltene fertige Mischung selbst homogen.

Schließlich ist zu beachten, daß bei dem erfindungsgemäßen l/erfahren vorzugsweise die Vormischung zwischen der inerten Charge

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und dem Härter erfolgen kann. Daher ist die aus Charge und Härter hergestellte Vormischung homogen, dh daß in keiner Zone dieser Vormischung eine Härtermenge anzutreffen ist, die so groß ist, daß sie unter Zerstörung der Vormischung mit dem ansohließend in dünner Schicht untermischten Bindemittel reagieren könnte. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher die Anu/endung nicht-proportionaler Bindemittelmengen beendet, weil diese Komponente jetzt mit ihrer Gesamtmenge für den Zu/eck der Zusammenballung der inerten Charge ausgenutzt wird.

Bei den drei oben angegebenen Varianten der Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ohne weiteres zu erkennen, daß die dritte Variante vorzugsweise angewendet werden dürfte, denn die apparative Ausrüstung ist dabei auf einen einzigen Dünnschichtkneter beschränkt. Die Verwendung nur eines Kneters setzt naturgemäß den Platzbedarf der Anordnung ebenso herab wie die Kosten für die Herstellung der erforderlichen Apparatur.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für die kontinuierliche Herstellung aller Arten von Formmassenmischungen einsetzen: es gibt daher zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten: Gießerei, Industrie der feuerfesten Massen, Baugewerbe, Fertigbearbeitung und Polieren von Formteil'en; die zu vermischenden Chargen sind (ohne damit eine Beschränkung ausdrücken £u wollen): Sand, feuerfeste, keramische oder schleifend wirkende Substanzen, tonerdehaltige Stoffe, Chromit, Olivin ebenso wie Marmorpulver, Kies und alle Arten Baustoffe.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine neues Industrieprodukt, das eine Anordnung zur Ausübung der obengenannten Verfahren darstellt und dadurch gekennzeichnet ist, daß es im wesentlichen eine Dünnschicht-Knetvorrichtung bildet, die folgende Bestandteile aufweist: a) eine Einrichtung für die Zuführung und/oder durch Kneten bewirkte Herstellung einer Vormischung aus einer Charge und einer der zwei Komponenten des Bindemittel-Härter-Systems; b) eine Einrichtung zum getrennten Zuführen der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems; c) eine Einrichtung zum Zuführen und Mischen dieser zweiten Komponente mit der genannten Vormischung und d) eine Einrichtung zum sofortigen

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Wegführen der fertigen Mischung, die sich nach dem einige Sekunden andauernden innigen Vermischen der zweiten Komponente mit der Vormischung ergeben hat.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung arbeitet das Knetgerät in dünner Schicht und besitzt eine Einrichtung für das Zuführen der Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems, und ihm sind vorgeschaltet: a) ein üblicher Stetigmischer mit langsamlaufender Schnekke, in dem die Vormischung hergestellt wird, und b) eine Einrichtung, um die genannte Vormischung von dem Stetigmischer mit langsamlaufender Schnecke unmittelbar in das Innere des Dünnschichtkneters zu führen, in uielcnem sie mit der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems vermischt u/ird, um die endgültige Mischung herzustellen.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung weist der Dünnschichtkneter eine Einrichtung für die Zuführung der Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems auf und ihm sind vorgeschaltet: a) ein erstes, ebenfalls mit dünner Schicht arbeitendes Knetgerät, in dessen Innerem die Vormischung hergestellt u/ird, und b) eine Einrichtung, die die Vormischung aus dem ersten in den zweiten Dünnschichtkneter führt.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung weist der Dünnschichtkneter eine Einrichtung für die durch Kneten bewirkte Herstellung der Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems auf und enthält: einen Einlaß für die Charge, einen Auslaß für die in der Vorrichtung hergestellte fertige Mischung, eine erste Öffnung für die Zuführung der ersten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems, vorzugsweise nahe dem Vorrichtungseinlaß gelegen, und eine zweite Öffnung für die Zuführung der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-· Systems, wobei die zweite Öffnung vorzugsweise auf halbem Wege zwischen der ersten Öffnung und dem Auslaß der Vorrichtung angeordnet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Öffnung für die Zuführung der ersten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems

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in das Innere eines ersten Kneters oder in das Innere der Dünnschichtknetvorrichtung einen solchen Abstand von der Öffnung ■ für die Zuführung der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems in das Innere der Dünnschichtknetvorrichtung, die sich entweder am Ende der Anordnung befindet oder allein die Anordnung darstellt, daß die Homogenität der durch Kneten der Charge und der ersten Komponente erhaltenen Vormischung praktisch ebenso gut ist wie die Homogenität, die für die Bildung der endgültigen Mischung erforderlich ist, die zwischen dem Zeitpunkt, in dem man die zweite Komponente zu der im Inneren der Dünnschichtknetvorrichtung befindlichen Vormischung hinzufügt, und dem Zeitpunkt des Austritts der fertigen Mischung aus dem Gerät hergestellt wird.

Bei allen obenbeschriebenen Anordnungen, unabhängig davon, ob sie einen langsamlaufenden oder einen Dünnschichtkneter aufweisen, hinter den ein abschließender Dünnschichtkneter gesetzt ist, oder ob sie nur einen einzigen Dünnschichtkneter umfassen, wird in einem ersten Schritt eine homogene Mischung won Sand und nur einer der beiden Komponenten des Bindemittel-Härter-Systems hergestellt und dann in einem zweiten Schritt die endgültige Mischung, wobei der Vormischung im Verlaufe eines sehr kurzen, nur einige Sekunden währenden Zeitabschnitts die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems zugeführt wird.

Als allgemeine Regel kann - aus Gründen, die weiter unten erläutert werden - gelten, daß die Vormischung durch Vermischen von Sand und Härter hergestellt wird, und infolgedessen wird zuletzt die Bindemittelkomponente zugefügt, um die fertige Mischung im Inneren des Dünnschichtkneters herzustellen. Wenn der Härter der Sandcharge zugemischt wird, um eine homogene Vormischung herzustellen, versteht es sich von selbst, daß.die oben erwähnten Unzuträglichkeiten ausgeschlossen werden, die darin liegen, daß Härter und Bindemittel gleichzeitig dem Sande zugefügt werden, wodurch unvermeidbar lokale plötzliche Reaktionen des aggressiven Produkts - das ist der Härter - gegenüber dem neutralen Produkt - das ist das Bindemittel - hervorgerufen wurden, was zum Unbrauchbarwerden einer gewissen Menge

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Bindemittel führte und das Arbeiten mit einem Bindemittelüberschuß in der Knetvorrichtung erforderte, damit die Charge einu/andfrei zusammengehalten wurde.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird das Bindemittel im letzten Augenblick und sehr schnell in die Vormischung gegeben, mit der es sich innig vermischt und die endgültige Mischung bildet, ohne daß ein Abbau des Harzes stattfände. Die Zahlen, die zum Vergleich mitgeteilt werden, erlauben die Feststellung, daß der Verbrauch an Harz bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung in der Praxis auf seinen optimalen Wert reduziert ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfaßt der die Anordnung bildende ader den Abschluß der Anordnung darstellende Dünnschichtkneter: einen äußeren Trog, eine homothetische Mittelwelle von der Gestalt des Troginnenraumes mit im Vergleich zu dem Innenraum des Troges vergleichsweise großen Abmessungen, damit nur ein kleiner Ringraum verbleibt, welche Welle mit sehr großer Geschwindigkeit umläuft und Hammer fluchtend mit der Innenseite des Troges trägt, welche Hämmer mit der zu mischenden Masse nur über ihren Außenrand Kontakt haben, um die Arbeit in dünner Schicht zu begünstigen und das Volumen der zu mischenden Masse in dem Knettrog so weit wie' möglich herabzusetzen. Da die Mittelwelle einen sehr erheblichen Anteil des Innenraums des Knettroges beansprucht und weil außerdem die Mittelwelle mit sehr hoher Geschwindigkeit umläuft, werden turbulente Luftströmungen hervorgerufen, die natürlich die zu vermischenden Substanzen an die Mantelfläche des Troges führen. Man sieht, daß durch diese Konstruktion die Ausbildung einer dünnen Schicht begünstigt wird, dh eine Art Film auf der gesamten Innenwand des Knettroges entsteht. Einerseits die turbulenten Strömungen und andererseits der wiederholte Kontakt der äußeren Ränder der Hammer mit den zu vermischenden Massen rufen eine sehr intensive Durchknetung der zu vermischenden Substanzen hervor, wobei diese in Form einer einfachen Schicht gleichmäßig auf der Innenseite des Knettroges ausgebreitet werden.

Bei einer derartigen Ausführung stehen die Hämmer schräg, so daß sie einen Schraubengang bilden, der die bearbeitete Masse in dün-

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ner Schicht von dem Einlaß in Richtung auf den Auslaß des Knettroges führt. Die Rotation der Mittelwelle verursacht somit eine fortlaufende Förderung der durchmischten Masse mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von dem Einlaß zu dem Auslaß des Kneters durch bloßen Kontakt des äußersten Randes der Hämmer mit der zu mischenden Masse.

Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Hämmer einander überlappend längs der Mittelwelle derart angeordnet, daß sie die gesamte Innenfläche des Troges bei der Drehung der genannten Welle überstreichen. Es gibt daher keine Ringzone des Troges, die nicht von den Hämmern bearbeitet wird. Da das Abstreifen der bearbeiteten Masse durch die Hämmer über die gesamte Länge des Troges gleichmäßig erfolgt, gibt es keine Stelle, an der diel Masse zurückbleiben und daher erhärten und somit die Funktion des mit dünner Schicht arbeitenden erfindungsgemäßen Kneters unterbrechen könnte.

Als Mittelwelle dient entweder ein Zylinder mit großem Durchmesser in einem zylindrischen Trog bei einem mit horizontaler Achse versehenen Gerät oder ein Kegelstumpf von gleicher Konizität wie der kegelstumpfförmige Trog in einem Gerät mit vertikal stehender Achse. Daher hat der schmale Ringspalt, der längs des Knettroges für die zu mischende Masse freibleibt, praktisch gleichbleibende Weite. Das Abstreifen mit Hilfe der Hämmer erfolgt gleichartig über die gesamte Troglänge, und daraus folgt, daß die im Inneren dieses Troges gebildete Mischung am Ausgang des Dünnschichtkneters in Form einer notwendigerweise homogenen dünnen Schicht abgegeben wird.

Um den Erfindungsgegenstand zu verdeutlichen, werden nachstehend einige die Erfindung nicht begrenzende Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:

Fig..1: eine erste Ausführungsform der Anordnung, bestehend aus einem üblichen Stetigmischer mit langsamlaufender Schnecke und einem nachgeschalteten Dünnschichtkneter mit horizontaler Achse;

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Fig.2: eine zweite Ausführungsform der Anordnung, bestehend aus einem üblichen Stetigmischer mit langsamlaufender Schnecke und einem nachgeschalteten Dünnschichtkneter mit Kegelstumpftrog und vertikal stehender Achse;

Fig.3: eine dritte Ausführungsform der Anordnung, bestehend aus zwei hintereinandergeschalteten Dünnschichtknetern;

Fig.4: eine vierte Ausführungsform der Anordnung, bestehend aus einem einzigen Dünnschichtkneter mit horizontaler Achse, in dessen Innerem die Herstellung der Vormischung von Sand und Härter in der stromauf gelegenen Hälfte und die abschließende Mischung der Vormischung und des Bindemittels in der stromab gelegenen Hälfte erfolgt.

In der gesamten nachfolgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung des Wortlauts und zum besseren Verständnis der Erfindung bei den Mischbeispielen der Härter als erste Komponente des Bindemittel-Härter-Systems und das Bindemittel als zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems aufgefaßt. Die Vormischung entsteht demnach in jedem der angegebenen Beispiele durch Kneten des Sandes und des Härters, und die endgültige Mischung wird durch Kneten der Vormischung und des Bindemittels hervorgebracht.

Aus den Figuren ergibt sich, daß der am Ende der erfindungsgemäßen' Anordnung (Figuren 1 bis 3) befindliche oder allein die Anordnung bildende Dünnschichtmischer (Fig.4) als Mischer mit horizontaler Achse mit 11 und als Mischer mit vertikaler Achse mit 21 bezeichnet ist.

Bei allen vorgeschlagenen Ausführungsformen besitzt der Mischer 11 oder 21: eine Öffnung 12 für die Zuführung des Bindemittels und für seine Zugabe zu der Vormischung, eine Einrichtung zur Zugabe und zum Vermischen des Bindemittels mit der Vormischung sowie einen Auslaß 13 für die sofortige Ausgabe der fertigen Mischung, die nach der innigen und homogenen Vermischung des Bindemittels mit der Vormischung entstanden ist.

Die Einrichtung zum Zuführen und zum Vermischen des Bindemittels mit der Vormischung besteht aus einer Mittelwelle 14, die mit

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sehr hoher Drehzahl umläuft und die Hammer 15 trägt, die äußerst nahe und längs der Innenseite eines Mischtroges laufen, der als Zylinder 16 mit horizontaler Achse bei den Horizontalmischern 11 in den Figuren 1 und 4 oder als Kegelstumpf 17 mit vertikaler Achse bei den Vertikalmischern nach den Figuren 2 und 3 ausgebildet ist.

Bei dem Horizontalmischer ist die Mittelwelle 14 ein koaxial zu dem Troge 16 verlaufender Zylinder, wobei zwischen der Welle und dem Troge ein Spalt verbleibt, der über die gesamte Mischerlänge konstante Weite hat.

Bei dem Vertikalmischer bildet die Mittelwelle 14 einen Kegelstumpf, bei dem Konizität und Achse mit denen des Troges 17 übereinstimmen, so daß der Ringspalt zwischen der Welle und dem Trog ebenfalls über die gesamte Höhe des Mischers 21 die gleiche Weite aufweist.

Bei den beiden genannten Beispielen hat die Mittelwelle 14 relativ große Abmessungen im Vergleich zu dem Trog, so daß sie bei ihrer schnellen Rotation Turbulenzen hervorruft, die das zu mischende Material gegen die Innenwandseite der Tröge 16 bzw 17 drückt. Bei dem Horizontalmischer hat die Mittelwelle einen Durchmesser, der praktisch gleich dem halben Durchmesser des Troges 16 ist. Bei dem Vertikalmischer hat der Kegelstumpf in jedem seiner Horizontalabschnitte einen Durchmesser, der mindestens gleich dem halben Durchmesser des Troges 17 in der gleichen Horizontalebene ist.

Die an der Welle 14 angebrachten Hämmer 15 sind an der genannten Welle jeweils mit einem senkrecht zu der Welle verlaufenden Stiel befestigt. Bei dem Horizontalmischer durchsetzt der Stiel die Welle 14 radial und trägt an seinem dem Hammer abgeu/andten Ende ein Gewinde, und eine auf das Gewinde geschraubte Mutter verbindet den Hammer mit der Welle.

Dank des Gewindes läßt sich der Hammer gegenüber der Welle verstellen, und durch mehr oder weniger weites Aufschrauben der Mutter läßt sich der Hammer so anordnen, daß sein äußerer Rand so nahe wie möglich an der Inneseite des Troges 16 entlangläuft.

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Es verbleiben nur einige Millimeter zwischen dem äußeren Rande das Hammers und der Trogu/and, wodurch einerseits die Wirkung des Hammers an der dünnen Schicht verbessert und andererseits das Volumen der in jedem Zeitpunkt in dem Mischertrog behandelten Masse auf einen Höchstwert beschränkt wird.

Der erfindungsgemäße horizontale bzui vertikale Mischer 11 bzw 21 besitzt entweder eine Einrichtung zum Einführen der Vormischung aus Charge und Härter (Figuren 1, 2 und 3) oder eine Einrichtung für die Herstellung der genannten Vormischung durch Vermischen unmittelbar im Inneren des genannten Mischers (Fig.4).

Der horizontale Dünnschichtmischer 11 in der Anordnung nach Fig.1 folgt auf einen üblichen Stetigmischer 18 mit langsamlaufender Schnecke 19. Dieser langsame Mischer 18 weist einen Einlaß 20 für den Sand, eine Öffnung 22 für die Zuführung von Härter und einen Auslaß 23 auf, aus dem die erhaltene Vormischung von dem Ende der langsamen Schnecke in den Einlaß 24 des Mischers 11 geleitet wird. Der Einlaß 20 befindet sich natür-1-ich im stromauf gelegenen Abschnitt der langs-amlaufenden Schnecke 19, und die Öffnung 22 befindet sich ganz in der Nähe des Einlasses 20, so daß das Vorvermischen von Sand und Härter über die größtmögliche Länge der Schnecke 19 hinweg erfolgt und die Vormischung daher dem Mischer 11 vollständig homogenisiert zuführbar ist.

Die Anordnung nach Fig.1 arbeitet folgendermaßen: nach dem Einschalten des Motors 25 für den Antrieb der langsamlaufenden Schnecke und des Motors 26 für den Antrieb der die Hämmer 15 tragenden Welle 14 wird der Sand durch den Einlaß 20 und der Härter durch die Öffnung 22 in üblicher Weise eingeleitet, der Härter etwa mit Hilfe einer Dosierpumpe und der Sand etwa durch eine Klappe, die in dem Abgabekegel eines Sandsilos angebracht ist (der Abgabekegel sorgt für einen gleichbleibenden Abfluß des Sandes). Durch Mischen längs der Schnecke 19 erfolgt das innige und homogene Vorvermischen innerhalb eines Zeitraums, der zwischen fünfzehn und neunzig Sekunden variieren kann, je nach der Drehzahl der langsamlaufenden Schnecke und in Anpassung an die zu vermischenden Substanzen. Die homogene Vormischung wird dann

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an den stromauf gelegenen Abschnitt des Horizontalmischers 11 abgegeben und wird darauf sehr schnell innerhalb einer Zeit von größenordnungsmäßig drei Sekunden von diesem stromauf gelegenen Abschnitt 24 zum Auslaß 13 des Mischers 11 transportiert. Da dieser Mischer die Zentrifugalkraft der Welle 14 und. der Hammer 15 ausnützt, die mit sehr hoher Drehzahl umlaufen, wird die Vormischung gegen die Umrandung des Tr_oges 16 gedruckt und dort in dünner Schicht ausgebreitet. Eine Schräglage der Hammer gegenüber der Achse der Welle 14 sorgt für den Vorschub der Vormischung längs des Troges. Die Öffnung für die Zuführung von Bindemittel in das Innere des Mischers 11 kann in der Zone vorgesehen sein, die durch die Leitungen 12a und 12b begrenzt ist, dh praktisch zwischen der stromauf gelegenen Zone der Welle 14 und der Mitte der Welle. Das von der Zentrifugalkraft gegen die Trogwand gedrückte Bindemittel wird der Vormischung zugefügt, die sich im Inneren der Vorrichtung 11 vorwärtsbewegt, und sie luird ihrerseits von den Hämmern 15 zum Auslaß 13 hin getrieben. Da der Mischer 11 mit geringer Schichtdicke arbeitet, reicht die Vermischung der Vormischung mit dem Bindemittel bei weitem aus, um die aus dem Auslaß 13 austretende endgültige Mischung ebenfalls als völlig homogenes Gemisch abzugeben.

Die Anordnung nach Fig.2 unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig.1 nur durch die Wahl des nachgeschalteten Mischers. Der bei 20 eintretende Sand und der bei 22 dazu dosierte Härter werden bei ihrem Weg längs der langsamlaufenden Schnecke 19 wie nach dem vorigen Beispiel vermischt, dann in Form einer homogenen Vormischung bei 23 in den stromauf gelegenen Abschnitt 24 des vertikal stehenden Kegelstumpfmischers 21 abgegeben. Dann wird der Vormischung bei 12 das Bindemittel von einer Dosierpumpe dosiert zugeführt, und die fertige homogene Mischung erhält man innerhalb von einer bis drei Sekunden Mischzeit während des vertikalen Absteigens der aus den drei Bestandteilen Sand, Härter und Bindemittel zusammengesetzten Masse. Die fertige Mischung tritt als sehr homogene Masse unter ziemlich hohem Druck aus dem Auslaß 13 heraus.

Bei der Anordnung nach Fig.3 ist der Mischer mit langsamlaufender Schnecke nach Fig.2 durch einen Dünnschichtmischer 32 nach

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Art des Mis_chers 21 ersetzt, der im Endabschnitt der genannten Anordnung eingesetzt wird. Bei dieser Anordnung werden Sand bzw Härter durch die Öffnungen 20 bzu/ 22 eingeführt und in dünner Schicht in dem Mischer 32 vermischt, so daß eine homogene Vormischung entsteht, die durch den Auslaß 23 in den Einlaß 24 des abschließenden Mischers abgegeben uiird. In der Einlaßzone des zweiten Dünnschichtmischers wird das Bindemittel durch die Öffnung 12 eingeführt und der Vormischung zugesetzt, so daß sich im Verlauf von einer bis drei Sekunden die fertige homogene Mischung im Inneren des abschließenden Mischers 21 bildet. Die fertige Mischung tritt sofort kontinuierlich aus dem Auslaß 13 heraus.

Zum Unterschiede von allen abschließend angeordneten Mischern der Anordnungen nach den Figuren 1 und 3, in deren Innenraum die homogene Vormischung aus Sand und Härter eingeführt und anschließend mit Bindemittel versetzt wurde, kann mit dem Horizontalmischer 11 der Anordnung nach Fig.4 gleichzeitig sou/ohl die Vormischung als auch die fertige Mischung hergestellt u/erden. Dieser Mischer stellt somit den Hauptteil einer solchen Anordnung dar. Bei der Anordnung u/ird der Sand in zeitlich konstanter Menge am Eingang der Welle 14 durch die Beschickungsöffnung 2S) aufgegeben. Der Sand kann beispielsweise zuvor aus einem Silo 27 abgezogen und über Abgabekegel und Klappe auf das obere Trum eines Förderbandes 28 gegeben sein, das die Charge über die Einlaßöffnung 20 bringt. Der Härter u/ird in das Innere des Mischers 11 durch die Öffnung 22 eingeführt, die unmittelbar hinter dem Einlaß 20 angeordnet ist. Das Bindemittel tritt durch die Öffnung 12 ein, die sich praktisch auf halbem Wege zwischen der Öffnung 22 und dem Auslaß 13 des Mischers 11 befindet. Auf diese Weise wird in einem ersten Arbeitsschritt eine Vorvermischung von Sand und Härter herbeigeführt und anschließend, wenn diese Vormischung homogen geworden ist, was leicht in der stromauf gelegenen Hälfte der Längserstreckung der horizontal liegenden zylindrischen Welle 14 eintritt, wird das Bindemittel hinzugefügt, um in der stromab gelegenen Hälfte des Mischers 11 die endgültige homogene Mischung herzustellen, die aus der Vormischung und dem Bindemittel besteht. Wegen der übereinstimmenden

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Abstände zu/ischen der Härterzuführungsöffnung 22 und der Bindemittelzuführungsöffnung 12 einerseits und dieser Öffnung 12 und dem Auslaß 13 andererseits stimmt die Zeit für die Bildung der Vormischung aus Charge und Härter mit der von dem Augenblick, in dem bei 12 das Bindemittel in die Vormischung gegeben wird, bis zu dem Augenblick, in dem die fertige -Mischung bei 13 heraustritt, gerechneten Zeit für die Bildung der endgültigen Mischung praktisch überein.

An Hand der nachstehenden Tabelle kann man die Mengen des erforderlichen Harzes vergleichen, die gebraucht u/erden, um in Abhängigkeit von einer bestimmten Durchmischung die Herstellung einer Mischung zu ermöglichen, die bestimmte vorgegebene Eigenschaften aufweist. Die zur Zeit festgesetzte Eigenschaft ist die für ein gegebenes Bindemittel konstant anzusetzende Biegefestigkeit von 45 kg/cm . Das Harz ist ein Furanharz bzw ein Phenolharz, die im Handel von der Anmelderin unter den Bezeichnungen "FAREZ" bzvu "PENAREZ" vertrieben werden.

Vor allem wird der überwiegende Einfluß der Bildung einer Vormischung festgestellt, u/eil tatsächlich die Ergebnisse nach den Beispielen IV und V besser als das Ergebnis aus dem Beispiel III sind. Dann wird der Einfluß der Mischzeit deutlich, wenn das Bindemittel und die Vormischung einander gegenübergestellt werden, dh die Zeit, während welcher der Härter mit dem Bindemittel reagieren kann: die Lösung nach Beispiel V ist hier deutlich besser als die Lösung nach Beispiel IV.

Im übrigen ist aus Erfahrung bekannt, daß eine nicht aktive Mischung von Sand und Bindemittel, die in eine Form gegeben ist, die gleiche mechanische Eigenschaft einer Biegefestigkeit von · 45 kg/cm aufweist, wenn sie später durch Einführen eines sauren Härtemittels in Gas- oder Aerosolform gehärtet wird, sofern der Prozentanteil des Bindemittels 0,60 beträgt. Natürlich ist der genannte Wert von 0,60^ der Mindestwert an Bindemittel, das man dem Sand zufügen muß, weil in einem solchen Fall die Kontaktzeit zu/ischen Bindemittel und Härter null ist. Man sieht infolgedessen, daß die erfindungsgemäße Anordnung diesen optimalen Wert· zu erreichen erlaubt, weil die Bildung einer Vormischung (lang-

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sam oder in .dünner Schicht) von Sand und Härter mit nachfolgender abschließender Vermischung (in dünner Schicht) der Vormischung mit dem Bindemittel nur Ώ,Ώ5% mehr Bindemittel erfordert als der theoretische. Wert angibt. Die Wirtschaftlichkeit des auf diese Weise frervo-r-gebrachten Erzeugnisses ist außerordentlich bemerkenswert.

Die Anordnung nach Fig.4, die die bei weitem interessanteste ist, weil- sie.den geringsten Raumbedarf hat, läßt sich leicht an Hand der nachstehend genannten Zahlen verwirklichen:

1) In einen horizontalen Trog 16 von 230 mm Durchmesser wird eine Mittelwelle 14 von 112 mm Außendurchmesser gesetzt, die mit zweiunddreißig Hämmern je Meter, in vier Reihen zu je acht Stück, ausgestattet ist. Die Hämmer können regellos verteilt angebracht werden, aber vorzugsweise sind sie gegeneinander versetzt, so daß vier Schraubenlinien entstehen, die die zu vermischenden Substanzen von dem Einlaß zu dem Auslaß des Mischers 11 leiten. Jeder der zweiunddreißig Hämmer ist um 45 gegen die Achse der Welle geneigt. Seine auf die genannte Achse projizierte Länge beträgt 4 cm; daraus ergibt sich, daß die Hammer die ganze Länge des Troges überdecken, was zur Folge hat, daß die gesamte Innenseite des Troges überstrichen wird, so -daß die zu einer dünnen Schicht ausgebreitete Masse sich in kontinuierlicher Bewegung in Richtung auf den Auslaß 13 befindet. Auf diese Weise wird ein mehr oder weniger langes Verharren eines Teiles der Mischung verhindert, was sonst zum Aushärten der Mischung im Inneren des Mischers und zur Zerstörung der Hammer 15 führen könnte. Deder Hammerstiel ist an der Welle 14 so angebracht, daß ein Spiel von 5 mm zwischen dem äußersten Hammerrand und der Innenseite des Troges 16 verbleibt. Die Umfangsgeschwindigkeit soll mindestens 10 m/s betragen, vorzugsweise liegt sie zwischen 12 und 15 m/sj zwischen diesen Werten arbeitet die Anordnung am besten. Die gesamtlänge des Mischers kann zwischen 1,2 und 3 m variieren. Bei einem Mischer von 2 m Länge befindet sich die Leitung 22 in 0,65 m Abstand von dem Ausgang des Fülltrichters 20, während die Bindemittelzuführungsöffnung 12 von der Öffnung 22 bzw dem Auslaß 13 0,8 bzw 0,55 m Abstand hat. Wegen der sehr schnellen

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Rotation der Mittelwelle 14 und der Hämmer 15 werden die in den Trog eingeführte Bindemittel- und Härterkomponente gegen die Innenwand des Troges in Form eines Nebels geschleudert, der in dem Trog stromab, aber auch stromauf zieht. Im übrigen uierdeci die Bindemittelkomponente und die Härterkomponente eingesprüht mit Rücksicht auf die kurze Mischungszeit in dem Mischer und wegen der sofortigen Ausbildung der dünnen Schicht. Die von der Welle 14 hervorgerufenen turbulenten Strömungen nehmen im Inneren des Troges 16 einen erheblichen Raum ein und tragen ebenfalls zur Zerstäubung der Produkte bei, die sofort gegen die Trogwand gedrückt werden.

Der in der oben angegebenen Weise ausgebildete Mischer liefert einen Ausstoß, den man zwischen 0,5 und 5 kg/s variieren kann. Dieser Ausstoß hängt von der Menge der in 20, 22 und 12 eingeführten Komponenten ab. Der Ausstoß kann übrigens praktisch augenblicklich geändert werden, weil dieser so ausgebildete Mischer praktisch keine Verzögerungszeit besitzt.

2) Bei einem Trog von 310 mm Innendurchmesser ist eine Mittelwelle von 154 mm Außendurchmesser vorgesehen, die, wie bei dem vorhergehenden Beispiel, mit zweiunddreißig Hämmern je Meter in vier Reihen je acht Stück zur Bildung von vier Schraubenlinien ausgestattet ist. Alle Hämmer stehen unter 45 schräg zu der Wellenachse; die auf diese Weise gebildeten vier Schraubenlinien führen die vermischte Masse gleichmäßig von dem Einlaß zu dem Auslaß des Mischers. Die auf die Wellenachse projizierte Länge beträgt ebenfalls 4 cm, dh für zweiunddreißig Hammer 1,28 m, was bedeutet, daß die Hammer tatsächlich die gesamte Länge des Troges überstreichen.

Im übrigen stimmen die Hämmer aus dem Beispiel 2) genau mit denen aus Beispiel 1) überein, mit der einzigen Abweichung, daß die nutzbare Länge des Hammerstiels auf einen größeren Wert eingestellt ist, damit der äußerste Rand jedes Hammers bis zu 5 mm an die Innenwand des horizontalen Troges heranreichen kann.

Die Umfangsgeschwindigkeit dieses Hammers beträgt ebenfalls mindestens 10 m/s und liegt vorzugsweise zwischen 12 und 15 m/s.

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Die Gesatntlänge des Mischers kann zu/ischen 1,5 und 3 m variieren. Bei einem Mischer von 2 m Gesamtlänge befinden sich die Öffnungen 12 und 22 und der Zuführtrichter 20 an den gleichen Stellen, die für das vorhergehende Beispiel gelten.

Unter den angegebenen Umständen hat der Mischer einen Ausstoß, den man zwischen 1,5 und 15 kg/s verändern kann. Natürlich läßt sich auch hier der Ausstoß kontinuierlich ohne Wartezeit verstellen, weil es ausreicht, daß der Benutzer die Menge von mindestens einem der drei Bestandteile herabsetzt oder heraufsetzt, damit der Ausstoß von fertiger Mischung sich ändert.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen und nicht auf die Anwendungsweisen beschränkt, die vorstehend beschrieben morden sind, und im Rahmen der Erfindung sind die verschiedensten Varianten möglich. Das gilt insbesondere auch für die Anordnung nach Fig.3 mit zwei hintereinandergeschalteten Mischern: natürlich kann jeder Vertikalrnischer bzw können beide Vertikalmischer durch einen bzw durch zwei Dünnschichtmischer mit horizontaler Achse ersetzt werden, die mit den schematisch dargestellten Mischern 11 übereinstimmen.

In.der gesamten vorstehenden Beschreibung ist vorzugsweise eine fertige Mischung in Betracht gezogen worden,die dadurch hergestellt wurde, daß als erste Komponente des Bindemittel-Härter-Systems der Härter mit dem Sande vermischt wurde, während die zweite Komponente, dh das Bindemittel, im allerletzten Augenblick zugeführt und dann in dünner Schicht mit der Vormischung zu einer homogenen fertigen Mischung verarbeitet wurde.

Natürlich bleibt die Wirkung der zweistufigen Mischung insgesamt erhalten, wenn man die Reihenfolge der Zuführung von Bindemittel und Härter umkehrt, wenn auch die Wirtschaftlichkeit hinsichtlich des Bindemittels wegen der Zerstäubung des Härters über die Vormischung aus Charge und Bindemittel weniger auffällig ist; eine solche Zerstäubung kann nämlich zu einem Teilabbau des Bindemittels führen.

Diese zweite Verfahrensweise gemäß der Erfindung wird daher speziell den besonderen Fällen vorbehalten bleiben, in denen

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die chemische Eigenart der Charge eine Reaktion mit dem Härter im Bereich der Vormischung erwarten lassen kann: etwa bei Keramik, Chromit, Oliuin, Tonerdechargen im allgemeinen in Verbindung beispielsweise mit einem sauren Härter. In diesem Fall vuird vorteilhafteruieise eine Anordnung verwendet, die nur mit Dünnschichtknetern ausgestattet ist und keine Mischer mit langsamlaufender Schnecke für die Herstellung der Vormischung aus Bindemittel und Charge vorsieht: Anordnungen für derartige Anwendungsfalle bestehen daher aus zwei Mischern 11 mit horizontaler Achse oder zwei Mischern 21 mit vertikaler Achse oder auch aus einem einzigen Dünnschichtkneter nach Art des in Fig.4 gezeichneten Dünnschichtmischers.

Tabelle (S.25)

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CD C CC

	ART DER ANORDNUNG	MISCHDAUER	Harzgehalt für eine BIEGE FESTIGKEIT von 45 kg/cm²
I	Chargenkneter	a) Vormischung: 60 bis 90 s b) abschließende ^_n . . _Qn Mischunq: ^{60 bls 90 s}	1,15*
II	Anordnung mit zwei langsam laufenden, parallel geschalte ten Knetern, denen ein "Schnellkneter" nachgeschaltet ist	a) zwei Vormischungen von je weils 15 bis 20 s b) abschließende Schnell mischung der beiden Vor mischungen: 5 bis 15 s	1,15*
III	Anordnung mit einem "Schnell kneter" bei gleichzeitiger Zugabe von Sand, Härter und Bindemittel	a) Vormischung: entfällt b)'Mischung aller Bestand- - ^tBile: 3 bis 20 s	1,00*
IV	Anordnung mit zwei hinterein ander geschalteten langsam- ■ laufenden Knetern	a) Vormischung: 15 bis 20 s b) abschließende Mischung: 15 bis 20 s	0,85*
V	Stetigmischanordnung nach der Erfindung: Vormischung (lang samlaufend oder in dünner ' Schicht), dann abschließende Mischung in dünner Schicht von Vormischung und zweiter Komponente des Bindemittel- Harz-Systems	a) Vormischung: 2 bis 20 s b) abschließende Mischung: 1 bis 3 s	0,65*

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Formmassenmischung, die eine körnige und/oder pulverförmige Charge enthält, die durch ein System von Bindemittel und Härter zusammengehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine innig durchmischte und homogene Uormischung hergestellt wird, indem die Charge und eine der beiden Komponenten des Bindemittel-Härter-Systems miteinander vermischt luerden, daß dann im Inneren eines Dünnschichtkneters die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems zugeführt u/ird, um die zu/eite Komponente mit der Uormischung in Kontakt zu bringen, daß darauf die endgültige Mischung hergestellt wird, indem auf die Dauer von einigen Sekunden die Uormischung mit der zweiten Komponente in dünner Schicht vermischt wird und daß schließlich die fertige Mischung sofort an den Ueru/endungsort gebracht u/ird.

2. Uerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel Härter-Systems in einem üblichen Kneter mit langsamlaufender Schnecke hergestellt u/ird, daß dann diese Uormischung bis an den Dünnschichtkneter geführt und dann die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems in den genannten Dünnschichtkneter eingeführt u/ird, um sie mit der Uormischung zu vermischen und die fertige Mischung herzustellen.

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3. l/erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems im Inneren eines ersten Dünnschichtkneters hergestellt uiird, daß dann das Vorgemisch an einen zuzeiten Dünnschichtkneter geführt wird, daß dann die andere Komponente des Bindemittel-Härter-Systems in das Innere des zuzeiten Kneters geführt wird, um sie mit dem Vorgemisch zu vermischen und die fertige Mischung herzustellen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren eines einzigen Dünnschichtkneters die Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems hergestellt wird, daß dann die fertige Mischung hergestellt wird, indem der Vormischung die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems zugefügt wird, wobei die Zuführung der ersten Komponente praktisch am Eingang des Geräts stattfindet, dh in der Zone, in der die Charge eingeführt wird, während die zweite Komponente praktisch in der Mitte zwischen der Eintrittszone der ersten Komponente und dem Auslaß des Geräts zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Homogenität der durch Kneten der Charge und einer einzelnen Komponente aus dem Bindemittel-Härter-System gewonnenen Vormischung praktisch gleich der Homogenität ist, die zur Bildung der endgültigen Mischung erforderlich ist, die zwischen dem Zeitpunkt, in dem man der Vormischung die zweite Komponente des Bindemittel-Härter-Systems zufügt, und

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dem Zeitpunkt gebildet wird, in dem die fertige Mischung aus dem Dünnschichtkneter weggeführt u/ird.

6. l/erfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus einer Charge, etwa einem insbesondere für die Gießerei bestimmten Sand, einem feuerfesten Material oder einem Schleifmittel, einem Marmorpulver, einem Kies oder einem sonstigen Baustoff kontinuierlich hergestellt wird.

7. Anordnung zur Ausübung des kontinuierlichen Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen eine Dünnschichtknetvorrichtung darstellt, die folgende Bestandteile aufweist: a) eine Einrichtung für die Zuführung und/oder durch Kneten bewirkte Herstellung einer Vormischung aus einer Charge und einer der zwei Komponenten des Bindemittel-Härter-Systems, b) eina Einrichtung zum getrennten Zuführen der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems, c) eine Einrichtung zum Zufügen und Mischen dieser zweiten Komponente mit der genannten Vormischung und d) eine Einrichtung zum sofortigen Wegführen der fertigen Mischung, die sich nach dem einige Sekunden andauernden innigen und homogenen Vermischen der zweiten Komponente mit der Vormischung ergeben hat.

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8. Anordnung nach Anspruch 7, bei der der Dünnschichtkneter eine Einrichtung für das Zuführen der Vormischung aus Charge und erster Komponente das Bindernittel-Härter-Systems aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß stromauf von der genannten Knetvorrichtung vorgesehen sind: ein üblicher Stetigmischer mit langsamlaufender Schnecke, in dem die genannte Vormischung hergestellt wird, und eine Einrichtung, um die genannte Vormischung von dem Stetigmischer mit langsaralaufender Schnecke unmittelbar in das Innere des Dünnschichtkneters zu führen, in welchem sie mit der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems vermischt wird, um die endgültige Mischung herzustellen.

9. Anordnung nach Anspruch 7, bei der der Dünnschichtkneter eine Einrichtung für die Zuführung der Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie stromauf gegenüber der genannten Knetvorrichtung aufweist; ein erstes, ebenfalls mit dünner Schicht arbeitendes Knetgerät, in dessen Innerem die Vormischung hergestellt wird, und eine Einrichtung, die die Vormischung aus dem ersten in den zweiten Dünnschichtkneter führt.

10. Anordnung nach Anspruch 7, in der der Dünnschichtkneter eine Einrichtung für die durch Kneten bewirkte Herstellung der Vormischung aus Charge und erster Komponente des Bindemittel-Härter-Systems aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorrichtung enthält: einen Einlaß für die Charge, einen Auslaß für die in der Vorrichtung hergestellte fertige Mischung,

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eine erste Öffnung für die Zuführung der ersten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems, vorzugsweise nahe dem Vorrichtungseinlaß gelegen, und eine zweite Öffnung für die Zuführung der zuzeiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems, wobei die zweite Öffnung vorzugsweise auf halbem Wege zwischen der ersten Öffnung und dem Auslaß der Vorrichtung angeordnet ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung für die Zuführung der ersten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems in das Innere eines ersten Kneters oder in das Innere der Dünnschichtknetvorrichtung einen solchen Abstand von der Öffnung für die Zuführung der zweiten Komponente des Bindemittel-Härter-Systems in das Innere der Dünnschichtknetvorrichtung, die sich entweder am Ende der Anordnung befindet oder allein die Anordnung darstellt, aufweist, daß die Homogenität der durch Kneten der Charge und der ersten Komponente erhaltenen Vormischung praktisch ebenso gut ist wie die Homogenität, die für die Bildung der endgültigen Mischung erforderlich ist, die zwischen dem Zeitpunkt, in dem man die zweite Komponente zu der im Inneren der Dünnschichtknetvorrichtung befindlichen Vormischung hinzufügt, und dem Zeitpunkt des Austritts der fertigen Mischung aus dem Gerät hergestellt wird.

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12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtknetvorrichtung eine mit Ausnützung der Zentrifugalkraft arbeitende und bei horizontal oder vertikal verlaufender Achse mit hoher Drehzahl rotierende Vorrichtung darstellt.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtknetvorrichtung aufweist: einen äußeren Trog, eine homothetische Mittelwelle von der Innenform des Troges und mit gegenüber dem Innenraum des Troges verhältnismäßig großen Abmessungen derart, daß nur ein schmaler Ringspalt verbleibt, wobei an der mit hoher Drehzahlt rotierenden Welle Hämmer angebracht sind, die sich in gleicher Höhe mit und an der Innenfläche des Troges entlang erstrecken, wobei die Hämmer die zu mischende Masse nur mit ihrem äußeren Rande berühren, um die Ausbreitung in dünner Schicht zu begünstigen und das Volumen der in dem Knettrog behandelten Masse so weit wie möglich zu reduzieren.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Hämmer schrägstehend angeordnet sind, um eine Schraubenlinie zu bilden, die die'zu einer dünnen Schicht ausgebreitete Masse von dem Einlaß zu dem Auslaß des Knettroges leitet.

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15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hämmer einander überlappend längs der Mittelwelle derart angeordnet sind, daß sie die gesamte Innenfläche des Troges bei der Rotation der genannten Welle überstreichen.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwelle entweder als Zylinder großen Durchmessers für einen zylindrischen Trog in einem Gerät mit horizontaler Achse oder als Kegelstumpf mit gleicher Konizität, ajie sie der kegelstumpfförmige Trog sines Gerätes mit vertikaler Achse besitzt, ausgeführt ist.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zylindrischen Mittelwelle praktisch gleich dem halben Innendurchmesser des zylindrischen Troges in dem Gerät mit horizontaler Achse ist.

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