DE3931987A1 - Verfahren und vorrichtung zum abrunden und glaetten von gebrochenem und/oder form-behauenem gestein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrunden und Glätten von gebrochenem und/oder form-behauenem Gestein, insbesondere Pflastersteine, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer um ihre Längs­ achse drehbar gelagerten hohlen Drehtrommel, die an ihrem vorderen Ende eine zentral in der betreffenden Stirnwand befindliche Einlaßöffnung mit einer davor angeordneten Material-Zuführungseinrichtung und an ihrem gegenüberliegenden Ende eine zentral in der dorti­ gen Stirnwand befindliche Auslaßöffnung mit einer darun­ ter angeordneten Material-Abführungseinrichtung hat, wobei an der peripheren Innen-Oberfläche der Drehtrom­ mel leistenförmige Material-Mitnehmer befestigt sind.

Durch die DE- OS 28 12 985 ist bereits eine Vorrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen zur Bearbei­ tung von zerkleinertem Gestein bekannt geworden. Dabei ist in der Hohltrommel achsparallel zu deren Rotations­ achse, jedoch exzentrisch ein rotierendes Zerkleinerungs­ organ in Form eines Walzenkörpers angeordnet, der auf seiner Umfangsfläche mit in Längsrichtung dicht neben­ einander verlaufenden Mahlrippen versehen ist. Als ebensolche Mahlrippen sind die leistenförmigen Material- Mitnehmer an der peripheren Innen-Oberfläche der Dreh­ trommel ausgebildet.

Die Drehtrommel ruht mit zwei Stützringen, die sie in den Endbereichen ihres Zylinderkörpers umfassen, auf vier an einem Lagergestell im Bereich der Stützringe gelagerten Laufrollen. Für ihren Antrieb ist sie in der Mitte von einem Zahnkranz umgeben, in den ein neben der Drehtrommel achsparallel gelagertes Antriebs-Zahnrad eingreift. Zur axialen Führung der Trommel sind an dem Lagergestell vier Führungsrollen symmetrisch so ange­ ordnet, daß sich die beiden Stützringe jeweils mit ihren äußeren Stirnkanten daran abstützen.

Der Walzenkörper ist mit seiner Antriebswelle, die mit ihren beiden Enden aus den stirnseitigen Öffnungen der Drehtrommel herausragt, auf Lagerböcken gelagert, die vor den beiden Stirnseiten der Drehtrommel stehen, wobei an einem Ende der Antriebswelle ein Kettenrad befestigt ist. Der Walzenkörper wird von einem separaten Motor über eine auf dem Kettenrad liegende Kette angetrieben. Die Drehrichtungen der Drehtrommel und des darin rotie­ renden Walzenkörpers sind gegensätzlich. Zwischen dem Walzenkörper und der inneren peripheren Oberfläche der Drehtrommel befindet sich ein Freiraum, in den sich das zu bearbeitende Material anstaut und durch Aneinander­ reiben und Mahlen zerkleinert wird bei weitestgehender Schonung der mit dem Mahlgut in Berührung kommenden Metallflächen der Vorrichtung.

Mit dieser bekannten Vorrichtung soll Kleingebrochenes so fein zerkleinert, geglättet und gereinigt werden, daß es anstelle von Naturkies als glattwandiger Zuschlags­ stoff für die Betonbereitung geeignet ist. Für die Bearbeitung von gebrochenem und form-behauenem Gestein ist diese bekannte Apparatur sowohl in verfahrenstech­ nischer Hinsicht, als auch von der Mechanik her nicht brauchbar. Es würde zwischen den in entgegengesetzten Richtungen laufenden Reibflächen der Trommel-Innenwand und des Walzenkörpers ein weiteres ungewolltes und schädliches Brechen von form-behauenen Steinen erfolgen, wenn die Vorrichtung solchen Belastungen überhaupt standhalten könnte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zum Abrunden und Glätten von gebrochenem und/oder form-behauenem Gestein zu schaffen, wobei einerseits ein ungewolltes weiteres Brechen der Steine, z. B. Pflastersteine, praktisch ausgeschlossen ist. Andererseits soll dabei die Vorrichtung geringsten Verschleißbelastungen ausgesetzt sein und mit geringst­ möglicher Lärmbelästigung arbeiten. Das Verfahren soll Merkmale enthalten, die darauf gerichtet sind, die er­ forderliche Zeit zur Bearbeitung der Steine so kurz wie möglich zu halten und die Belastung der Umwelt durch Staub und Lärm weitestgehend zu vermeiden.

Die auf das Verfahren gerichtete Teilaufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine Menge des zu bearbeitenden Steinmaterials in eine um eine waage­ rechte oder schwach geneigte Achse drehbare, an ihrer peripheren Innenwandfläche mit Mitnahmeelementen aus­ gestattete Drehtrommel gibt und durch Rotieren der Drehtrommel so lange auf eine im unteren Trommelbereich von demselben Steinmaterial gebildete, sich ständig mischende und wechselnde Unterlage fallenläßt, bis der gewünschte Abrundungs- und Glättegrad erreicht ist und dann aus der Drehtrommel befördert.

Eine Vervollkommnung des Verfahrens besteht darin, daß das Steinmaterial während des Bearbeitungsprozesses in der Drehtrommel benetzt gehalten wird.

Zur Lösung der auf die Vorrichtung gerichteten Teilauf­ gabe ist eine Vorrichtung gemäß der Beschreibungseinlei­ tung und dem Oberbegriff des Anspruchs 3 mit folgenden Merkmalen ausgestattet:

• a) In der Drehtrommel sind Einbauten zur rotations­ abhängigen axialen Förderung des eingegebenen Stein­ materials angeordnet;
• b) die zentrale Öffnung in der einfüllseitigen Stirnwand der Drehtrommel ist innen von einem sich in die Drehtrommel hinein konisch erweiternden Rückhalte­ kragen umgeben;
• c) an der auslaßseitigen Stirnwand der Drehtrommel sind innen mehrere gegen die Rotationsachse und gegen eine Querebene der Drehtrommel geneigte, je nach Dreh­ richtung eine Rückhalteeinrichtung oder eine Auswurf­ einrichtung bildende Leitfläche angeordnet;
• d) die Drehtrommel liegt auf zwei Stütz- und Antriebs­ räderpaaren, deren die Drehtrommel tragende Lauf­ flächen aus elastischem Material bestehen und deren Achsen parallel zur Trommelachse auf einem Maschinen­ sockel gelagert sind, wobei jedes Räderpaar separat über eine Getriebeanordnung kraftschlüssig mit einem Antriebsmotor verbunden und seine Drehrichtung um­ kehrbar ist;
• e) die Drehtrommel weist auf ihrer zylindrischen Außen­ fläche wenigstens einen sie umfassenden, flanschartig senkrecht zur Trommelachse stehenden Führungsring mit zwei einander gegenüberliegenden Führungsflächen auf, der zwischen wenigstens zwei am Maschinensockel installierten Führungsrollen in axialer Richtung fixiert und in Rotationsrichtung der Drehtrommel beweglich geführt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den An­ sprüchen 2 und 4 bis 10 hervor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden an­ hand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Seitenansicht der Vorrichtung, ohne An­ triebsmotor und Teile der Getriebeanordnung;

Fig. 2 die gleiche Vorrichtung in Draufsicht, ohne Führungsrollen;

Fig. 3 die gleiche Vorrichtung in einer Stirnansicht, ohne Darstellung der Zuführungs- und Abführungs­ einrichtungen;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Drehtrommel mit den ge­ strichelt dargestellten Einbauten;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 4;

Fig. 6 eine Stirnansicht der Drehtrommel von der Aus­ laßseite her.

Die Vorrichtung hat eine zylindrische, um ihre Längs­ achse drehbar gelagerte hohle Drehtrommel 1, die an ihrem vorderen Ende eine zentrale in der betreffenden Stirnwand 2 angeordnete Einlaßöffnung 3 mit einer davor angeordneten Material-Zuführungseinrichtung 4 und an ihrem gegenüberliegenden Ende eine zentral in der dor­ tigen Stirnwand 5 befindliche Auslaßöffnung 6 mit einer darunter angeordneten Material-Abführungseinrichtung 7 hat.

Die Drehtrommel 1 besteht aus etwa 20 mm dickem Stahl­ blech. Sie hat an ihrer inneren peripheren Oberfläche in Längsrichtung verlaufende angeschweißte Mitnahme­ leisten 8 und zwei diametral einander gegenüber in steiler Windung schraubig um die Rotationsachse ver­ laufende Gruppen von an radialen Leistenträgern 9 mit Zwischenabständen parallel zueinander verlaufender Förderleisten 10 aus Flachstahl. Die Förderleisten 10 sind etwa halb so lang wie die Drehtrommel 1 und in deren Mittelbereich peripher angeordnet. Die Mitnahme­ leisten 8 verhindern, daß das Steinmaterial bei Rotation der Drehtrommel 1 fortwährend an der Trommel- Innenwand herabrutscht. Dabei ist die Umfangsgeschwin­ digkeit der rotierenden Drehtrommel 1 so gewählt, daß das Steinmaterial durch die Mitnahmeleisten 8 in Ver­ bindung mit der Fliehkraft in der Drehtrommel 1 eine möglichst große Höhe erreicht, aus der es auf eine sich fortwährend erneuernde und mischende Unterlage aus dem­ selben Steinmaterial im unteren Trommelbereich herab­ fällt. Dadurch wird die Abrundung und Glättung der Steine erzielt.

Die Förderleisten 10 bewirken durch die Trommelrotation eine axiale Förderung der zu bearbeitenden Steine in der Drehtrommel 1 und zwar je nach Drehrichtung ent­ weder rückwärts zur Einlaßseite hin oder vorwärts zur Auslaßöffnung 6 hin. Während der Bearbeitung der Steine ist die Drehrichtung so, daß sie durch ständige Rück­ führung in der Trommel gehalten werden. Wenn die ge­ wünschte Rundung und Glättung der Steine erreicht ist, wird die Trommel-Drehrichtung umgekehrt, so daß die Steine zur Auslaßöffnung 6 gefördert werden.

Vor der Auslaßöffnung 6 sind in der Drehtrommel 1 diametral einander gegenüberliegend zwei gegen die Rotationsachse und gegen die Querebene geneigte Leit­ bleche 11 angeordnet. Diese wirken im gleichen Sinn wie die Förderleisten 10, das heißt, je nach Drehrich­ tung halten sie entweder die Steine in der rotierenden Drehtrommel 1 zurück oder sie fördern bei umgekehrter Drehrichtung die fertigbearbeiteten Steine durch die Auslaßöffnung 6 aus der Drehtrommel 1 auf eine als Rutsche ausgebildete Material-Abführungseinrichtung 7. Die Material-Zuführungseinrichtung 4 ist ein auf einem Gestell 4a angeordneter Trichter, der in die einlaß­ seitige zentrale Öffnung 3 der Drehtrommel 1 mündet. Die zentrale Öffnung 3 ist auf der Innenseite von einem sich in die Drehtrommel 1 konisch erweiternden Rückhalte­ kragen 2a umgeben, der die Steine während der Bearbei­ tung, wobei die Steine ständig von den Förderleisten 10 zur Einlaßseite hin gefördert werden, in der Drehtrommel 1 zurückhält.

Die Drehtrommel 1 liegt waagerecht auf zwei Stütz- und Antriebsräderpaaren 12, 13 deren Achsen 14, 15 parallel zur Trommelachse auf einem Maschinensockel 16 gelagert sind. Jedes Räderpaar 12, 13 ist über eine Getriebe­ anordnung 17, 18 kraftschlüssig mit einem Antriebs­ motor 19, 20 verbunden, wobei die Antriebsdrehrichtun­ gen der beiden Motoren gegensätzlich sind. Je nach ge­ wünschter Trommel-Drehrichtung wird der eine oder der andere Antriebsmotor 19 oder 20 eingeschaltet, wobei jeweils der andere Motor im Leerlauf rückwärts läuft.

Jedes Stütz- und Antriebsräderpaar 12, 13 nebst Achse 14, 15 ist eine handelsübliche LKW-Antriebsachse mit zwei in üblicher Weise gummi-luftbereiften Zwillings­ rädern.

Diese Stütz- und Antriebseinrichtung für die Drehtrommel 1 macht eine solche Vorrichtung überhaupt erst zum Abrunden und Glätten von grob gebrochenem und/oder form-behauenem Gestein in der Größe von Pflastersteinen geeignet. Die luftgefüllten Gummireifen ergeben eine elastische Kraftübertragung von den Antriebsmotoren 19, 20 auf die Trommeloberfläche und eine sehr gut stoß- und schwingungsdämpfende Lagerung für die Dreh­ trommel 1.

Zur axial fixierten Führung der Drehtrommel 1 weist diese auf ihrer zylindrischen Außenfläche in der Längs­ mitte einen sie umfassenden flanschartig senkrecht zur Trommelachse stehenden Führungsring 27 mit zwei in parallelen Ebenen in axialer Richtung einander gegen­ überliegende Führungsflächen auf, der zwischen zwei jeweils auf einer Seite der Drehtrommel 1 an dem Maschinensockel 16 installierten Paaren von Führungs­ rollen 28, 29 läuft.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Drehtrommel 1 ist über den Antrieb auf die gewünschte Bearbeitungsintensität einstellbar. Da die Bearbeitung der Steine fast aus­ schließlich durch ihr Aufeinanderprallen erfolgt, wird die intensivste Bearbeitung dann erzielt, wenn die Steine durch die Mitnahmeleisten 8 in Verbindung mit der durch die Rotation der Drehtrommel 1 erzeugten Fliehkraft bis in größtmögliche Höhe an der Innenwand der Drehtrommel 1 gehalten werden.

Zweckmäßigerweise werden die Steine während der Bearbei­ tung in der Drehtrommel 1 benetzt gehalten. Dadurch wird zum einen die bei trockener Bearbeitung unvermeidliche Staubentwicklung unterdrückt. Zum anderen wird die Effektivität des Aufeinanderprallens der Steine erhöht und damit die Bearbeitungsdauer verkürzt. Das in die Trommel gegebene Wasser erzeugt mit dem feinkörnigen Abrieb einen schlammartigen Belag auf der Trommel­ innenwand, wodurch Dröhngeräusche der Trommel weit­ gehend unterdrückt werden und somit die Lärmbelästigung vermindert wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Abrunden und Glätten von gebrochenem und/oder form-behauenem Gestein, insbesondere Pflastersteinen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Menge des zu bearbeitenden Steinmate­ rials in eine um eine waagerechte oder schwach ge­ neigte Achse drehbare, an ihrer peripheren inneren Wandfläche mit Mitnahmeelementen ausgestattete Dreh­ trommel gibt und durch Rotieren der Drehtrommel so lange auf eine im unteren Trommelbereich von dem­ selben Steinmaterial gebildete, ständig sich mischen­ de und wechselnde Unterlage fallenläßt, bis der gewünschte Abrundungs- und Glättegrad erreicht ist und dann aus der Drehtrommel befördert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steinmaterial während des Bearbeitungs­ prozesses in der Drehtrommel benetzt gehalten wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einer um ihre Längsachse drehbar gelagerten hohlen Drehtrommel, die an ihrem vorderen Ende eine zentrale in der betreffenden Stirnwand befindliche Einlaßöffnung mit einer davor angeord­ neten Material-Zuführungseinrichtung und an ihrem gegenüberliegenden Ende eine zentral in der dortigen Stirnwand befindliche Auslaßöffnung mit einer darunter angeordneten Material-Abführungseinrichtung hat, wobei an der peripheren Innen-Oberfläche der Drehtrommel leistenförmige Material-Mitnehmer be­ festigt sind, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß in der Drehtrommel (1) Einbauten zur rotationsabhängigen axialen Förderung des einge­ gebenen Steinmaterials angeordnet ist;
• b) daß die zentrale Öffnung (3) in der einfüllseiti­ gen Stirnwand (2) der Drehtrommel (1) innen von einem sich in die Drehtrommel (1) hinein konisch erweiternden Rückhaltekragen (2a) umgeben ist;
• c) daß an der auslaßseitigen Stirnwand (5) der Dreh­ trommel (1) innen mehrere gegen die Rotations­ achse und gegen eine Querebene der Drehtrommel (1) geneigte, je nach Drehrichtung eine Rückhalte­ einrichtung oder eine Auswurfeinrichtung bildende Leitbleche (11) angeordnet sind;
• d) daß die Drehtrommel (1) auf zwei Stütz- und Antriebsräderpaaren (12, 13) liegt, deren die Drehtrommel (1) tragende Laufflächen aus elasti­ schem Material bestehen und deren Achsen (14, 15) parallel zur Trommelachse auf einem Maschinen­ sockel (16) gelagert sind, wobei jedes Räderpaar (12, 13) separat über eine Getriebeanordnung (17, 18) kraftschlüssig mit einem Antriebsmotor (19, 20) verbunden und seine Drehrichtung umkehr­ bar ist;
• e) daß die Drehtrommel (1) auf ihrer zylindrischen Außenfläche wenigstens einen sie umfassenden, flanschartig senkrecht zur Trommelachse stehenden Führungsring (27) mit zwei in parallelen Ebenen einander gegenüberliegende Führungsflächen auf­ weist, der zwischen wenigstens zwei am Maschinen­ sockel (16) installierten Führungsrollen (28, 29) in axialer Richtung fixiert und in den Rotations­ richtungen beweglich geführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der peripheren inneren Oberfläche der Dreh­ trommel (1) vorgesehenen Material-Mitnahmeleisten (8) kurze, in großen Abständen parallel zueinander in Längsrichtung der Drehtrommel (1) an deren Innen­ wand angeschweißte Stahlstäbe sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Drehtrommel (1) angeordneten Einbauten zur rotationsabhängigen axialen Förderung des einge­ gebenen Steinmaterials aus wenigstens zwei diametral einander gegenüber in steiler Windung schraubig um die Rotationsachse verlaufenden Gruppen von an radialen Leistenträgern (9) peripher mit Zwischen­ abständen parallel zueinander verlaufender Förder­ leisten (10) aus Stahlstäben bestehen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz- und Antriebsräderpaare (12, 13) je­ weils mit einer gemeinsamen Achse (14, 15) und einem Teil der Getriebeanordnung (17, 18) von einer han­ delsüblichen Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit zwei in üblicher Weise gummi-luftbereiften Zwillingsrädern gebildet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs-Drehrichtung der beiden Antriebs­ motoren (19, 20) entgegengesetzt ist, wobei jeweils nur ein Motor (19 oder 20) einschaltbar ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die vor der Einlaßöffnung (3) der Drehtrommel (1) angeordnete Material-Zuführungseinrichtung (4) ein auf einem Trägergestell (4a) angeordneter, in die Einlaßöffnung (3) mündender Trichter ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Auslaßöffnung (6) der Drehtrommel (1) angeordnete Material-Abführungseinrichtung (7) als Rutsche ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel (1) eine etwa 20 mm dicke Stahl­ wandung hat.