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Antriebsvorrichtung für Sortiervorrichtungen. Die Erfindung bezweckt
das schnelle Inbewegungsetzen von Körnern oder sonstiger kleiner Teilchen, wie Mineralien,
Körnerfrüchten und anderer in bezug auf ihre Sichtung oder Sortierung im Wasser
oder im Trocknen mit oder ohne -vorhergehender oder gleichzeitiger volumetrischer
Sortierung.
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Zu diesem Zwecke wird der Sortiervorrichtung, welcher Art sie sei,
Sieb, glatter oder geriffelter Tisch, Rost usw., eine besondere Bewegungsbahn erteilt,
die den Zweck hat, den Haftwiderstand infolge der Reibung und der Kapillarität auf
ein Mindestmaß zu verringern, .d. h. die Aufhebung der Adhäsion zu bewirken, die
zum Trennender zu behandelnden Teilchen notwendig ist.
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Die gewerblichen Anwendungsformen der Erfindung sind sehr zahlreich,
beispielsweise für die mechanische Trennung der Mineralien, Kohlen, verschiedener
gewerblicher Erden, Körner, Hülsenfrüchte und sonstiger Mahlprodukte, die nach dem
Volumen, nach dem Gewicht oder der Gleichfälligkeit zu sortieren sind, und zwar
je nach ihrer Art an der Luft oder irn Wasser.
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Bei den.bisher zu diesem Zweck bekannten Sortiervorrichtungen hat
man das erwünschte Ergebnis dadurch zu erreichen gesucht, daß man ein Gleiten des
Materials unter dem Einfluß von Schwingsingen, Erschütterungen oder wiederholten
Stößen hervorzubringen suchte. Diese Gleitwirkung indessen, welche im allgemeinen
zur Aufhebung des Reibungswiderstandes genügt, tut dies nicht in bezug auf die Aufhebung
des Reibungswiderstandes durch die Kapillarität. Die durch die Rechnung bestätigte
Erfahrung zeigt, daß man rasch eine nicht überschreitbare Grenze erreicht, weil
die Haftfähigkeit auf Grund der Kapillaritätskräfte in direktem Verhältnis mit der
Verringerung der Abmessungen der Teilchen wächst, während diejenige auf Grund der
Reibung .im Gegenteil so klein wird, daß sie vernachlässigt werden kann. Hieraus
folgt, daß man, um die Teilchen zu trennen, gezwungen ist, die Anzahl der Erschütterungen
und Stöße ganz beträchtlich zu steigern und entsprechend ihren Ausschlag zu verringern
unter der Gefahr von Brüchen in der Maschine.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt man den Wurf dies Sörtiergutes
nach einer regelbaren Bahn und nicht ihr Gleiten. Dies ermöglicht die -Aufhebung
der Haftfähigkeit, welches auch die Kleinheit der Abmessungen der Teilchen sei.
Letztere werden in der Tat aufgeworfen und getrennt, derart, daß sie jeder gewünschten
Waschung oder Sortierung ,unterzogen werden können. Außerdem gestattet dieses Prinzip
die Verminderung .der Anzahl der Stöße und Vergrößerung ihres Ausschlages im Gegensatz
zu dem bekannten, nach dem Prinzip des Gleiteis arbeitenden Verfahren.
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Das Prinzip der Erfindung besteht also darin, mechanisch den Sortiervorrichtungen
eine Bewegung zu erteilen, ähnlich -der Bewegung einer Getreideschwinge oder Wurfschaufel
mit der Hand oder eine entsprechende Bewegung in Porm .der den Galopp kennzeichnenden
Bewegung, welche sich von der mit der - Getreideschwinge (Fig. 1 bis 5) dadurch
unterscheidet,
daß die rückkehrende Bahn unterhalb .der aufsteigenden verläuft (Fig. 7 bis ii)
statt wie bei der ersteren Bewegung oberhalb.
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Es hat sich gezeigt, daß diese der Sortiervorrichtung erteilte neue
Form der Bewegung grundlegend deren Wirkung ändert und ihre Leistungsfähigkeit wesentlich
erhöht. Die Antriebsvorrichtung zur Verwirklichung dieser Bewegungsform besteht
im wesentlichen aus folgenden Teilen: r. einem Rahmen, an welchem das Sieb oder
eine andere Sortiervorrichtung befestigt wird und der bei jeder Umdrehung einer
Daumenwelle zurückgezogen wird, um dann durch Federn, die während der Rückzugsbewegung
gespannt werden, nach vorwärts geschleudert zu werden; 2. einem zweiten Rahmen,
der unter dem ersten angeordnet ist und an der Vorderseite in gelenkige Schnäbel
endet, welche mit einer Rückzugsfeder versehen sind, wobei Winkelgelenke diesen
Rahmen einerseits mit denn oberen Rahmen, ?.nderseits mit .der festen Grundlage
der Vorrichtung verbinden; 3. einem um eine wagerechte Achse drehbaren Anschlag,
dessen Achse an der Vorderseite der Vorrichtung, d. h. gegenüber -der Daumenwelle
in einer Höhe -zwischen beiden Rahmen angeordnet ist; ¢. einem auf der Grundplatte
der Vorrichtung rollenden Wagen, sowie Winkelgelenken, die ihn mit festen Punkten
der Grundplatte verbinden und deren Drehachsen ständig gegen den oberen Rahmen anliegen,
welchen sie stützen; 5. einer regelbaren Feder, welche den oberen Rahmen nach vorwärts
wirft, sobald er nicht von der Daumenwelle zurückgezogen wird; 6. einer anderen
regelbaren Feder, die zwischen dem genannten Rahmen und dem Rückzugsglied desselben
eingeschaltet ist; 7. einer regelbaren .Feder, welche bestrebt ist, den erwähnten
Anschlag schwingen zu lassen, derart, daß sie -sein unteres Ende nach vorwärts zu
ziehen sucht; 8. einer Feder, welche bestrebt isst, den Wagen nach vorwärts
zurückzubringen und hierdurch die Drehachsen seiner Winkelgelenke ständig in Berührung
mit dem oberen Rahmen zu halten.
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Aus .dieser Zusammensetzung der Antriebsvorrichtung folgt, daß, sobald
die Daumenwelle nicht mehr wirksam ist, der obere Rahmen durch seine Feder angezogen
wird und gegen den oberen Arm .des Anschlages schlagend diesen mch vorn stößt. Infolgedessen
bewegt sich der untere Arm nach rückwärts und stößt den unteren Rahmen zurück, wodurch
die Winkelgelenke, welche beide Rahmen mit der festen Grundplatte verbinden, gespreizt
werden und demzufolge die Rahmen schnell hochgehen lassen. Der wagerechte Stoß findet
sich auf diese Weise in einen senkrechten Stoß umgewandelt oder genauer in eine
Kraft mit senkrechter Komponente, welche in jedem Augenblick ihrer Bahn sich ändert
und beliebig regelbar ist dank der verschiedenen vorgesehenen Regelungsmittel. Während
der rückkehrenden, durch die Daumenwelle bestimmten Bahn senken sich die Rahmen
gleichzeitig mit ihrem wagerechten Rückgang derart, @daß während der .doppelten
Bahn jeder Punktdes Siebes oder der anderen Sortiervorrichtung, die am oberen Rahmen
befestigt ist, eine geschlossene Kurve beschreibt, deren Hauptrichtung sich der
Senkrechten nähert, wobei für den Hin- und Rückgang eine verschiedene Bahn beschrieben
wird, und zwar so, daß die rückläufige Kurve über der hinläufigen verläuft (Bewegung
der Wurfschaufel) .
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Die Fig. i bis 5 zeigen beispielsweise verschiedene Bewegungsbahnen,
wie sie durch regelnde Einstellung der Antriebsvorrichtung erreichbar sind bei einer
Ganggeschwindigkeit von 22o Umdrehungen in der Minute. Die Kurve der Fig.6 mit ihren
zahlreichen Sprüngen zeigt zum Vergleich eine Bewegungsbahn für eine Sortiervorrichtung
mit bekanntem Antrieb bei einer Umdrehungszahl von i5oo pro Minute.
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,Wenn es erwünscht, gestattet die Antriebsvorrichtung .die Umstellung
der Wurfschaufelbewegung in die Galoppbewegung, d. h. in eine solche, wo die rückläufige
Bahn unterhalb der hinläufigen erscheint. Beispiele hierfür zeigen die Fig. 7 bis
i i, welche Bewegungsbahnen veranschaulichen, die mit einer Antriebsgeschwindigkeit
von iio bis 22o Umdrehungen pro Minute erhalten werden.
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Zu dieser Umstellung genügt es. die Schwingungsachse des Anschlages
auf eine solche Höhe zu verstellen, daß in einem Augenblick des Rückganges die am
unteren Rahmen anscharnierten Schnäbel von dem Ende dieses Anschlages abschnappen
und unter ihm durchgehen, wodurch ein mehr oder minder rascher Absturz des oberen
Rahmens erfolgt.
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Zum Vergleich sind weiter in den Fig. 12 bis 15 Bewegungsbahnen gezeigt,
'wie sie an Sortiervorrichtungen mit bekannten üblichen Antrieben aufgenommen wurden.
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Die Fig. 12 bezieht sich auf eine Sortiervorrichtung mit einer Ganggeschwindigkeit
von 240 Umdrehungen pro Minute.
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Die Fig. 13 zeigt die Bewegungsbahn von zwei mit anderer Aufhängung
versehenen Sortiervorrichtungen bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 400 pro
Minute.
Fig. 14 bezieht sich auf eine vierte Ausführungsform mit
Zoo Umdrehungen pro Minute, wobei die Kurve a, b die Bahn des einen seitlichen
Randes des Tisches und die Kurve a, c ,die Bahn des anderen Randes desselben zeigt.
Endlich bezieht sich idie Fig. 15
auf eine fünfte Ausführungsform mit einer
Umdrehungsgeschwindigkeit von i2oo Umdrehungen pro Minute.
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Man sieht, daß bei allen diesen Vorrichtungen der zurückgelegte Weg
in beiden Richtungen der gleiche ist und nur .bei Fig. 14 sehr geringe Abweichung
zeigt, und weiter; daß diese Bahnen sämtlich nichts gemein haben mit den charakteristischen
Kurven der mit der vorliegenden Antriebsvorrichtung erzielten Bewegung.
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Eine beispielsweise Ausführungsform zeigt die Fig. 16 in teilweise
geschnittener Seitenansicht.
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Der Antrieb setzt sich zusammen aus einem starren Rahmen i, vorteilhaft
aus halbflachem Eisen oder aus Stahlrohren von rechteckiger Form, der an dem einen
Ende in abgerundete schräge Spitzen ausläuft. Auf der entgegengesetzten Seite ist
der Rahmen mit einem Kreuzkopf 15 versehen, durch welchen eine Antriebsstange i9
geht, die mit Gewinden versehen ist und eine Anschlagmutter 14 sowie Gegenmuttern
16 und Ringscheiben 17 trägt, gegen die sich eine Feder 18 stützt. Befestigungsplatten
13 an den Längsseiten des Rahmens gestatten, an diesem das Sieb oder die
sonstige Sichtvorrichtung zu befestigen, welche durch den Antrieb in Bewegung gesetzt
werden soll. Dieser Rahmen ist mittels der Gelenke 5 und 7 an einem gleichen Rahmen
2 direkt befestigt, welch letzterer indessen in beweglichen Schnäbeln .# endet,
die um eine Achse 44 drehbar sind. Diese aus gehärtetem Stahl bestehenden Schnäbel
sind mit einem Schwanzstück 61 versehen, welches durch eine Feder 62 in Stellung
gehalten wird, die an den Längsseiten des Rahmens 2 befestigt ist.
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Beide Rahmen sind um die Achsen 45,46 und 5o, 51 gegenseitig beweglich,
und das Ganze bewegt sich um Achsen 47 und. 52 der festen Grundplatte mittels der
Gelenke 6 und B.
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Zwei Federn 32 sind einerseits an der Achse 51 und anderseits an einem
Querstück 57 befestigt, welches selbst mittels einer Querstange 58 und Gewindestangen
35 an der Grundplatte befestigt ist. Die beiden Rahmen werden auf diese Weise mittels
der Federn gegen den Anschlag 3 gehalten, welcher auf einer Welle 43 aufgekeilt
ist, die in einem Lagerbock 34 gelagert ist. An .derselben Welle 43 befestigte Arme
33 sind bestrebt, den Anschlag 3 in Stellung zu halten, und zwar mittels einer Gewindestange
36, die sich mittels einer Feder 59 gegen ein Querstück 37 stützt. Die Stellmutter
6o gestattet dabei, die Spannung -der Feder zu regeln.
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Der obere Rahmen i ruht auf den Drehachsen 48 und 53 von Winkelgelenken
9, io, i r und 12, Die Gelenke 9 und T I drehen sich um Zapfen 47, 52, während die
Gelenke io und 12 mittels Lappen 49 und 54 an einem Wagen 42 befestigt sind, der
mittels Rollen 4o und 41 in versenkten Bahnen 55 und 56 der Grundplatte läuft. Der
Wagen 42 wird durch eine Gewindestange 39 in Stellung gehalten, die sich gegen eine
Anschlagleiste 38 mittels einer Fe der 3 i stützt.
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Die dem Ganzen seine Wechselbewegung erteilende Vorrichtung besteht
aus einer unrund.en Scheibe bzw. Daumen 22, der auf eine Welle 63 aufgekeilt ist,
welche mit einer Antriebscheibe 64 versehen und in einem Lagerbock 21 gelagert ist.
Ein um eine Achse 29 beweglicher Arm 28' ist an seinem oberen Ende mit einer Rolle
23 versehen, die zwischen zwei Pufferscheiben 24 aus Gummi gelagert ist. Ein in
seiner Stellung längs des Armes 28 mittels Klemmschrauben 26 und 27 einstellbarer
Bügel 25 überträgt die Bewegung auf die Rahmen mittels Kuppelstange 2o.
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Alle Teile, abgesehen von den in der Mittelebene der Antriebsstange
18 liegenden, sind symmetrisch auf beiden Seiten vorgesehen, so daß sich eine Draufsicht
erübrigt.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Dreht sich die Welle 63 im Sinne -.des
Pfeiles, so rollt die Rolle 23 eine Daumenscheibe -z2 ab und zieht den Arm 28 mit
gleichmäßig beschleunigter Bewegung zurück. Die Rahmen werden hierbei mittels der
Stange 2o nach rückwärts bewegt, so daß durch die Schließbewegung.3er Winkelgelenke
5 bis 12 der Rahmen sich tun ein regelbares Maß senkt. Die Feder 18 ist dann zusammengedrückt,
und die Mutter 14 legt sich gegen den Kreuzkopf 15,
sobald die Feder 32 ihre
gewünschte Spannung hat. Der Wagen 42 ist unter Spannung seiner Feder zurückgegangen,
während der Anschlag 3 unter Spannung der Feder 59 steht. In diesem Augenblick ,befindet
sich das Ganze in der Lage, wo seine Vorwärtsbewegung einsetzt. Es ist nun zu unterscheiden,
ob man eine Bewegungsbahn mit oder ohne Abschnappen des unteren Rahmens wünscht,
also eine Bewegung entsprechend der Wurfschaufel (Rücklauf oben Fig. i bis 5) oder
eine Bewegung nach idem Galopp (Rücklauf unten Fig.7 bis i i).
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Die Bewegung mit oberem Rücklauf vol:-zieht sich wie folgt: Entsprechend
der Form des Daumens und unter dem Einfluß der Fe.-der 32 schnellt der Rahmen i,
sobald der Daumen die Rolle 23 zurückschnellen läßt,
nach vorn und
schlägt gegen das Anschlagstück 3, welches den Stoß auf Iden R-ihrnen 2 überträgt,
derart, daß die Gelenke 5, 6, ; und 8 gespreizt werden und den Rahmen i hochschnellen.
Gleichzeitig schnellt der Wagen 42 nach vorwärts in die Stellung, um den Rahmen
i zu stützen, wo dieser beim Wiederwechseln der Bewegung zurückfallen würde. Je
nach der regelnden Einstellung beschreibt jeder Punkt des Rahmens i Kurven nach
den Fig. i bis 5, und zwar einige Hunderte solcher Bewegungsbahnen je nach der gewählten
Ganggeschwindigkeit.
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Es findet also die Umkehr aus einer raschen wagerechten Bewegung in
eine rasche senkrechte von gleicher Geschwindigkeit statt bzw. die Umwandlung eines
Stoßes in wagerechtem Sinne in einen solchen in senkrechtem Sinne.
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Bei .dem raschen Vorschnellen des Hebes 28 schlägt die Bremsscheibe
24 gegen die Welle 63, worauf der Rahmen -seine Bewegung bis zu einer genügenden
Zusammenpressung der Feder 18 zwischen der Endwand des Rahmens und' der Scheibe
17 fortsetzt.
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Das Maß .dieser Bewegung ist nach Belieben regelbar, ebenso die Spannung
der Federn 32, der Lauf des Wagens und der Rückgang des Anschlages 3. Die Regelung
des Hubes geschieht durch Änderung der Stellung des Bügels z5 längs des Armes 28
und anderseits durch Regelung der Spannung der Feder 18.
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Die Bewegung mit Abschnappen, also mit unterer rückläufiger Kurve
(Galopp) vollzieht sich wie folgt: Die Welle 43 wird durch Verstellung des Lagerbockes
34, beispielsweise mittels Unterschieben von Keilen, auf eine solche Höhe eingestellt,
daß die Schnäbel. des Rahmens 2 von dem Anschlag abschnappen können, annähernd in
derr, Augenblick, wo der obere Rahmen am Ende seines Hubes anlangt. All.: anderen
Teile sind so einzustellen, daß vor dem Abschnappen der Rallmen seine Höchststellung
erreicht. Man erhält hierdurch ein mehr oder weniger plötzliches Fallen des Rahmens
i, derart, daß irgendein Punkt desselben die in den Fig. /-bis 1i dargestellte Bahn
beschreibt. Die unter die Spitze des Anschlages 3 gelangenden Schnäbel werden .durch
ihre Feder 62 wähnend des Rückganges =o eingestellt, daß sie sich bei Beginn der
Vorwärtsbewegung des Rahmens wieder in der Anfang2lage befinden.
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Die vorstehend beschriebene Bewegung eignet sich .beispielsweise für
die Konzentration und Sortierung von Mineralien. Befestigt man an dem Rahme-.! i
einen geriffelten oder glatten Tisch, so erhält man bei richtiger Regelung eine
sehr gute Trennring auch der feinsten aneinanderhaftenden Mineralteilchen.
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Durch Austausch des Tisches gegen ein geeignetes Sieh kann man die
volumetrische Trennung des zu behandelnden Sortiergutes oder ihre Siebung oder eine
Sonderung nach der Form usw. erhalten.
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Die Fig. 17 und 18 zeigen in beispielsweiser Ausführungsform in Längsschnitt
und Seitenschnitt einen nach zwei Richtungen einstellbaren Tisch, wie solcher am
Rahmen i der Antriebsvorrichtung nach Fig. 16 befestigt werden kann.
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Wenn es nicht erforderlich ist, dem Tisch 6,4 einen Längshang zu geben,
so wird der Tisch 64 unmittelbar an den Scharnieren 13 des Rahmens i befestigt.
Das auf der Gewindespindel 66 aufgekeilte Steilrad 65, ,welches die Gelenke 67 und
68 spreizt, gestattet, dem Tisch die gewünschte Querneigung zu geben. Soll ,der
Tisch auch einen Längshang erhalten, so wird er an den Scharnieren 69 eines Zwischenrahmens
7o befestigt, der seinerseits um die Achse 71 schwingt. Mittels' des Stellrades
72 auf der Gewin.dnspindel 73 lassen sich dann mittels der Üuttern 74 .die Gelenke
76 verstellen, wie sie bei 5 am Rahmen 70 angelenkt sind, und so lät sich
dem Tisch auch die gewünschte Längsneigung erteilen.
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Für den Betrieb wird selhstverständlich dieser auf ;dem Rahmen i zu
befestigende Tisch mit allem Zubehör für idie .Berieselung, Beriffelung und. der
Wiedergewimiung der Produkte versehen. Die zusammengesetzte Bewegung kann sich über
die ganze Fläche des Siebes, Tisches usw. erstrecken oder nur auf eine Längs- oder
Querzone desselben, wie leicht einzusehen. Auch die Antriebsvorrichtung kann einen
einfachen oder eines, doppelten Tisch tragen.