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Kollergangähnliche, aus mindestens zwei übereinanderliegenden Arbeitsflächen
bestehende Formsandaufbereitungsanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine kollergangähnliche,
aus mindestens zwei übereinanderliegenden Arbeitsflächen bestehende Formsandaufbereitungsanlage,
insbesondere bei Fließarbeit, unter Verwendung von gekuppelten Walzen, die sich
relativ zueinander mit verschiedener Umdrehungsgeschwindigkeit bewegen.
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Diesen Anlagen haftet der Mangel an, daß der Sand nicht in geeigneter
Weise behandelt werden kann, weil die Walzen lediglich Gleitbewegungen nach einer
Richtung hin auf dem Sande ausführen.
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Diesen Mängeln soll gemäß der Erfindung dadurch abgeholfen werden,
daß man die Walzen derart anordnet, daß abwechselnd eine Walze auf der Oberfläche
des Sandes abrollt und die andere Walze so angetrieben wird, daß die gleitenden
Walzen auf der Oberfläche des Sandes in entgegengesetztem Drehsinn umlaufen. Zweckmäßig
wird die Oberfläche der gleitenden Walzen schraubenförmig gerieft. Die auf der Arbeitsfläche
gleitende Walze kann durch das Abrollen der auf der Arbeitsfläche rollenden Walze
angetrieben werden. Für den zuzuführenden Formsand wird zweckmäßig eine Verteil-und
Meßvorrichtung angeordnet, und in Übereinstimmung mit der Anzahl der Paare von walzenden
und gleitenden Zylindern werden regelbare Vorrichtungen vorgesehen, welche die Höhe
der zu bearbeitenden Sandschicht begrenzen und im Sinne ihrer Arbeitsbewegung vor
den Walzen angeordnet sind.
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Es sind Kollergänge bekannt, die zum Behandeln des Sandes für Gießereiformen
bestimmt sind, und es sind auch Anlagen bekannt, in welchen mehrere Kollergänge
übereinander. angeordnet sind, um zu erzielen, daß der in einem Kollergang teilweise
bearbeitete Stoff auf den darunter angeordneten Kollergang fällt, um hierbei in
geeigneter Weise belüftet zu werden. Diesen Kollergängen und Anlagen haftet indessen
der Mangel an, daß der Sand nicht in geeigneter Weise behandelt werden kann, weil
die Walzen lediglich gezwungen sind, eine Bewegung in Form der Drehung einer senkrechten
Welle auszuführen, die senkrecht zu der Fläche angeordnet ist, auf welche der
Sand
aufgebracht wird. In diesen Maschinen führen die Walzen lediglich Gleitbewegungen
auf dem Sande aus.
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Es sind auch Maschinen bekannt, in welchen Walzen miteinander gekuppelt
sind; die eine verschiedeneUmlaufgeschwindigkeit mit Bezug aufeinander haben, so
das abwechselnd eine Walze auf dem zu behandelnden Sand abrollt, während die folgende
Walze auf dem Sand gleitet. - Die Gleitbewegung der verschiedenen Gleitwalzen erfolgt
aber immer in derselben Richtung. Auch bei diesen Maschinen hat sich der Mangel
gezeigt, das die Behandlung des Sandes nicht in geeigneter Weise erfolgt, weil,
obgleich der Sand abwechselnd der Einwirkung einer Druckwalze und einer Gleitwalze
unterworfen wird; die Gleitrichtung stets dieselbe ist.
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Bei allen bekannten Ausführungen wird im übrigen die Gleitbewegung
nur in einer Richtung ausgeführt, die senkrecht zur Drehachse der Gleitwalzen verläuft.
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In den Abbildungen ist beispielsweise eine Ausführungsform der neuen
Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i schematisch in Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, die ganze Maschine für die Bearbeitung bzw. Behandlung von Formsand
oder ähnlichen Mischungen.
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Abb. 2 zeigt im Grundriß einen Arbeitsbehälter, und zwar von rechteckiger
Ausbildungsform.
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Abb. 3 und 4. veranschaulichen. in vergrößertem Masstabe eine Seitenansicht
und einen teilweisen Grundriß der ersten Verteilungs- und Meßvorrichtung.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen ebenfalls im vergrößerten Masstabe und in
ähnlicher Weise wie die Abb. 3 und 4 eine aus zwei Bearbeitungszylindern, die auf
einer Arbeitsebene angeordnet und mit den damit zusammenarbeitenden Vorrichtungen
kombiniert sind, bestehende Arbeitseinheit.
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Im einzelnen ist in den Abbildungen mit i die Zuführung für das zu
verarbeitende Mischgut bezeichnet. 2 ist der Magnetscheider; 3 die Abführrinne für
die von diesem ausgeschiedenen metallischen Verunreinigungen: Die von diesen Metallbestandteilen
befreite Mischung fällt durch den Trichter q. auf das Sieb 5, wo das gröbere Gut
abgeschieden und durch die Leitung 6 abgeführt wird, während das verwendbare Feingut
in den Kanal? gelangt, in welchem sich die über die Kupplung 9 angetriebene Förderschnecke
8 dreht. In den gleichen Kanal mündet das Leitungsrohr 8' für das Wasser, welches
gegebenenfalls zum Befeuchten und anfänglichen Kühlen der Mischung dient. Das Gemisch
wird durch die Förderschnecke in Richtung- des Pfeiles 1o gefördert und erreicht
dann den Trichter i i, dessen Boden in ein waagerechtes und rechtwinkliges Mundstück
12 ausläuft. Die Verteil- und Meßvorrichtung 13, die im einzelnen in Abb. 3 und
.4 dargestellt ist, ist unterhalb dieses Mundstückes angeordnet, und zwar oberhalb
einer Gleitebene 1q.. Sie wird durch die Rollen 15 getragen, die einen schmalen
Randteil 16 aufweisen, der in Eingriff mit den Längskanten der Ebene 14 steht. Die
Höhe der Zuteil- und Meßvor richtung ist von einem bis zum anderen Ende die gleiche
und ferner gleich dem Abstand zwischen der oberen Fläche der Ebene 14 und der tjffnung
12 des Trichters i i. Die Verteil- und Meßvorrichtung 13 führt eine hin und her
gehende Bewegung in der Richtung der Pfeile 17 und 18 aus, und zwar mit Hilfe
der Verbindungsstangen i9, von denen eine für jede Seite der Vorrichtung vorgesehen
ist und welche an einem ihrer Enden 2o bei 22 angelenkte Kurbeln aufweisen und sich
mit kleinen Armen 23 zu den Kreuzgliedern 24., 25 erstrecken. Die Verteil- und Meßv
orrichtung 13 besteht aus drei aufeinanderfolgenden Teilen, und zwar einer ersten
Meßkammer 26, die oben und unten offen ist, einer oberen Zwischenplatte 27 und einer
zweiten Meßkammer 28, die gleichfalls oben und unten offen ist und deren Fassungsvermögen
dem der Kammer 26 entspricht. Die Abmessungen der Kammer 26 und a8 in Richtung senkrecht
zu der Ebene der Abbildung entsprechen der Abmessung ebenfalls in der gleichen Richttang
sowohl der Öffnung 12 wie der Platte i4..
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Die Abmessungen in der Richtung der Pfeile 17 und 18 der Öffnung,
ferner die jeder der Kammern 26 und 28 der Platte 27 in der gleichen Richtung sind
solche, das, wenn sich die Verteil- und Meßvorrichtung 13 in ihren äußersten Stellungen
befindet (von denen eine in Abb. i dargestellt ist), eine dieser Kammern unterhalb
des Mundstücks 1-2 des Trichters .liegt, während die andere sich in der Entleerungsstellung
befindet. Abstreichmesser 33 und 34., die entsprechend dem Grade ihrer Abnützung
einstellbar sind, sind mit Hilfe der seitlichen Arme 31 und 32 auf den Zapfen 29
und 30 der Elemente 15 befestigt.
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Die anderen Enden 35 der Verbindungsstangen i9 werden durch die Kurbeln
36 angetrieben. Diese Verbindungsstangen bilden zusammen mit den Kurbeln 21 zwei
gelenkige i Systeme, eins für jede Seite der Maschine, und bewirken, j e nachdem,
ob sie in der Richtung des Pfeiles 17 gezogen oder in der des Pfeiles 18 gestoßen
werden, eine teilweise Drehung der Teile 2i, 23, 24. und 25, so das die Vorsprünge
25 den Abstreicher 34. von der Ebene 14 anheben, während die Vorsprünge
24
eine solche Lage einnehmen, daß der Abstreicher 33 auf die Ebene 14 heruntergesenkt
wird, oder eine solche, in welcher die Vorsprünge 25 das Senken des Abstreichers
34 und die Vorsprünge 24 das Heben des Abstreichers 33 bewirken.
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Die Verwendung der kleinen Kurbeln 21 bewirkt eine solche Bewegung
der Verteil-und Meßvorrichtung 13, daß sich an jedem Ende des Hubes eine Stillstandsperiode
während der Drehung der Teile 2i, 23, 24 und 25 ergibt und während welcher die Kammer
25 oder die Kammer z8, je nachdem, welche dieser Kammern sich gerade unterhalb des
Mundstückes 12 befindet, völlig mit der durch den Trichter i i zugeführten Mischung
angefüllt wird.
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Die Anordnung dieses Mundstückes 12 in bezug auf die Oberkante der
Kammer 26 und 28 und die obere Oberfläche der Ebene 27 ohne Zwischenraum sichert
die genaue und vollständige Füllung der Kammern 26 und 28.
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Die Ebene 14 weist zwei Öffnungen 26' und 28' auf, deren Abmessungen
denen der Kammern 26 und 28 entsprechen. Durch diese Öffnungen gelangen die aufeinanderfolgend
in den Kammern 26 und 28 enthaltenden Mengen der Mischung nacheinander hindurch
und fallen in den Richtungen 26" und 28" herunter, wobei während dieses Falles eine
zusätzliche Kühlung der Mischung erfolgt. Jede Menge der herunterfallenden Mischung
bildet, wie bei 38 angedeutet, auf der darunterliegendenEbene 37 einen Haufen. Diese
Ebene 37 ist gemäß Abb. 2 als ein rechtwinkliger Behälter ausgebildet und weist
eine mittlere; in der Querrichtung angeordnete Öffnung 39 auf, zu deren beiden Seiten,
wie bei 38 angedeutet, die Haufen gebildet werden.
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Ein Wagen, dessen Rahmen durch zwei Verkleidungen 40 (je eine für
jede Seite der Arbeitsfläche 37) gebildet wird, welche miteinander durch ein Querteil
41 verbunden sind, ist auf der Ebene 37 angeordnet. In den beiden Verkleidungen
sind die Wellen 42 und 43 der Zylinder 44 und 45 gelagert, von welchen Zylindern
der erstere ein hohes Gewicht hat und eine glatte Oberfläche besitzt, während der
letztere leicht ist und eine mit schraubenförmig angeordneten Riefen versehene Oberfläche
aufweist. Auf den Wellen 42 und 43 sind Zahnräder 46 und 47 befestigt, ferner ein
Rad 48, welches ebenfalls durch die Verkleidungen 40 getragen wird und gleichzeitig
mit den Rädern 46 und 47 in Eingriff steht.
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Auch dieser Teil der Vorrichtung wird durch zwei Verbindungsstangen
49 (eine für jede Seite der Ebene37) betätigt, deren jede an einem Ende
50 mit einer Kurbel 51 und am anderen Ende 52 mit einer anderen Kurbel 53
verbunden ist, wobei diese Kurbeln sich über 52 hinaus erstrecken, und zwar zufolge
der Anordnung von Armen 54.
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Diese beiden Arme 54, von denen je einer für jede Seite der Ebene
37 vorgesehen ist, sind unterhalb dieser Arbeitsebene durch ein Querglied 55 miteinander
verbunden, so daß die ganze durch die zwei Kurbeln 53, 54 und das Querglied-55 gebildete
Bauart eine bei 56 angelenkte Einheit von U-förmiger Gestalt darstellt, welche um
56 schwingt, bis sie entweder gegen den Anschlag 57 oder den Anschlag 58 stößt.
Auf jedem der Drehpunkte 42 und 43 ist ein Winkelhebel 59 bzw. 6o gelagert. Auf
den sich nach unten erstreckenden Armen dieser Winkelhebel ist je ein kleines Rad
61 bzw. 62 angeordnet, während die Abstreicher 63 und 64, die je nach dem Grad ihrer
Abnutzung einstellbar sind, an dem Ende des anderen Armes, der in -im wesentlichen
waagerechter Richtung liegt, befestigt sind.
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Auf den Drehachsen 42 und 43 sind Arme 65 und 66 gelagert, an deren
Enden die Querwellen 67 und 68 angeordnet sind. An den Enden dieser W°llen wieder
sind die kleinen Rollen 69, 7o befestigt, welche auf den Kantenteilen 71 der Ebene
37 abrollen. Ferner tragen die Wellen 67 und 68 je ein Querglied 72 und 73, die
in der senkrechten Richtung einstellbar sind und dazu dienen, die Höhe 4, die das
Mischgut auf der Ebene 37 einnimmt, zu regeln. Diese Querglieder werden in vertikaler
Richtung nachgiebig mit Hilfe von pendelnden Gliedern 74 und 75 gehalten.
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Die Abb. 5 und 6 stellen die Teile der Vorrichtung in der Stellung
dar, in der sie sich befinden, wenn die Verbindungsstange 49 das Ganze in der Richtung
des Pfeiles 76 stößt. Unter dieser Annahme ist der Abstreicher 64 gesenkt, und die
U-förmige Vorrichtung 53, 54 und 55 legt sich an den Anschlag 58 an, wobei auf den
Armen 54 dieser Vorrichtung die Rollen 61 in einer solchen Stellung aufruhen, daß
sie den Abstreicher 63 anheben. Während einer solchen Bewegung der Einheit in der
Richtung des Pfeiles 76 ruht die schwere Walze 44 auf dem auf der Arbeitsebene 37
befindlichen zu behandelnden Gut auf und rollt auf dem letzteren in der Richtung
des Pfeiles 78, wobei sich das gezahnte Rad 46 in ähnlicher Weise dreht, während
das Rad 48 sich in Richtung des Pfeiles 79 dreht und dem gezahnten Rad 47 und dem
Zylinder 45 eine Drehbewegung in Richtung des Pfeiles 8o erteilt. Hieraus ergibt
sich, daß bei dieser Bewegung die mit Rillen versehene Oberfläche des leichteren
Zylinders 45 in Richtung der
Pfeile 76 auf der Ebene
37 gleitet, und zwar mit einer Relativbewegung in der des Pfeiles 76 entgegengesetzten
Richtung. Hierdurch wird, die Mischung, die unterhalb des Zylinders 44 sich
befindet; zwischen diesem und der Arbeitsebene 37 zusammengepreßt und anschließend
durch die Relativbewegung zwischen dem Zylinder 45 und der Ebene 37 aufgewühlt.
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Während einer solchen Bewegung in der Richtung des Pfeiles 76 wird
die Höhe der Sandschicht, welche sich zwischen dem Zylinder 44 und der Ebene 37
befindet, durch die Querplatte 72 auf den durch la bezeichneten Wert begrenzt. Die
Verbindung dieses Quergliedes 72 mit der Welle 67 und die Pendelglieder 74 sichern
in jedem Falle dank der durch sie erreichten Nachgiebigkeit der Arbeitseinheit den
regelmäßigen Verlauf dieses Vorganges.
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Sobald das. Ganze am Ende seiner Arbeitsbewegung in Richtung des Pfeiles
76 angelangt ist, wird die Verbindungsstange in Richtung des Pfeiles 77 gezogen.
Hierbei bleibt in einem ersten Augenblick das Ganze im wesentlichen in Ruhe; und
lediglich die U-förmige Vorrichtung 53, 54, 55 führt eine Schwingbewegung in Richtung
des Pfeiles 81 um den Zapfen 56 aus, bis sie an den Anschlag 57 zur Anlage kommt.
Diese Bewegung der U-förmigen Vorrichtung ermöglicht es dem Winkelhebel 59, um die
Zäpfen 42 zu schwingen und so dem Abstreicher 63 sich auf die Ebene 37 herabzusenken,
während mittels der Rolle 62 der Winkelhebel 6o um den Zapfen 43 verschwenkt
wird und damit den Abstreicher 64 abhebt. Erst nachdem die U-förmige Vorrichtung
53, 54, 55 eine solche Stellung erreicht hat, daß sie an den Anschlag 57 zum Anliegen
gekommen ist, wird sie in Richtung des Pfeiles 77 bewegt; worauf die verschiedenen
Teile, ähnlich wie oben beschrieben, betätigt werden, mit dem bloßen Unterschiede,
daß der Abstreicher 63 nunmehr in Tätigkeit tritt, während der Abstreicher 64 außer
Tätigkeit gesetzt wird und der Zylinder 44 mit dem Rad 46 sich entgegengesetzt der
Richtung des Pfeiles 78 dreht, während der Zylinder 45 mit dem Zahnrad 48 entgegengesetzt
der Richtung des Pfeiles 8o umläuft.
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Der Abstreicher 63 schiebt das durchgearbeitete Sandgemisch vor sich
her und zu der Durchgangsöffnung 39 der Ebene 37; durch die das Aufbereitungsgut
hindurchfällt und auf die Barunterliegende Ebene 82 auffällt, auf deren Kante die
Rolle 83 abrollt; welche an den Enden einer Querwelle 84 befestigt ist, auf der
außerdem ein Schwingarm 85 sitzt, der in einem Abstreicher 86 endet. Die Ebene 82
ist beiderseitig durch geneigte Flächen 87 begrenzt; die Welle 84. ist mit den Enden
einer durch eine Kurbel 89 betätigten Verbindungsstange verbünden.
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Wenn der Abstreicher 86 in der Richtung des Pfeiles 89' gezogen wird,
wie dies in Abb: i dargestellt ist, so wird die auf die Ebene 82 heraufgefallene
Mischung zusammengeschoben und so wegbefördert, daß ' sie schließlich in der Richtung
des Pfeiles go herunterfällt. Sobald der Abstreicher 86 das Ende seines Arbeitsweges
in Richtung des Pfeiles 89' erreicht hat, bewegt er sich nach unten wie ein Pendel
und nimmt während der Bewegung in entgegengesetzter Richtung zu der des Pfeiles
89' relativ zu der Senkrechten durch die Welle 84 eine Stellung ein, die symmetrisch
zu der in Abb. i Bargestellten ist, wodurch die später durch die Öffnung 39 der
Ebene 37 auf die Ebene 8s heruntergefallene Mischung zusammengeschoben und veranlaßt
wird, die Arbeitsebene 82 in. Richtung des Pfeiles 9i zu verlassen.
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Das in Richtung der Pfeile 9o und gi herunterfällende Sandgemisch
kann schon gebrauchsfertig sein oder aber auch, wie in Abb. z angenommen, eine weitere
Behandlung oder eine Kühlung erfordern. In diesem Falle ist es notwendig, eine oder
mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsebenen 37' mit den entsprechenden Arbeitseinheiten
vorzusehen; gemäß der Abbildung ist eine solche zusätzliche Arbeitsebene 37' angedeutet.
Das fertig behandelte und durch die Öffnung 39' der letzten bzw. zu enterst gelegenen
Arbeitsebene ausgetragene Gut gelangt in eine Schleuder 92; die mit einem Flügelrad
93 versehen ist und durch einen Motor 94 angetrieben wird. 95 ist ein Behälter zur
Aufnahme des fertig durchgearbeiteten Aufbereitungsgutes, 96 ein drehbarer Austrägstisch,
von welchem das Fertiggut mit Hilfe des festen Abstreichbleches 97 ausgetragen wird,
.und 98 ein Becherwerk, welches das Fertiggut in Richtung des Pfeiles
99 fördert.
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Wie oben schon angedeutet, müssen die einzelnen Teile der ganzen Vorrichtung
in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander angetrieben werden. Diesem Zweck dient
ein einziger Motor ioo" welcher mit Hilfe der Riemenscheibe ioi, eines Schneckengetriebes
io2 und des ersten Zahnradpaares 103, dem ersten Kurbelgetriebe die Bewegung zum
Betätigen der hin und her gehenden Vorrichtungen überträgt. Das Rad io5 steht in
Eingriff mit dem Rad 103, und auf seiner Welle ist die Kurbel 89 befestigt.
Das Rad io6 steht in Eingriff mit dem Rad 105 und betätigt die Kurbeln 51
und weiter das Rad 107
auf der Welfe, auf welcher die Kurbeln 36 befestigt
sind, welche wieder mit dem Rad io8 in Eingriff stehen, auf dessen Welle
wieder
das Kettenrad iog sitzt, das über die Kette i io die Welle i i i antreibt, auf der
das erste der zwei konischen Räder 9, die die Förderschnecke 8 betätigen, sitzt.
Die Räder 103, io5, io6 und io7 zeigen, in Übereinstimmung hiermit die Pfeile,
welche die Drehbewegungen und die Bewegungen der einzelnen Teile der Vorrichtung
andeuten.
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Die in den Abb.5 und 6 dargestellte Gruppe von Arbeitselementen dient
dem Zwecke, die auf die Arbeitsebenen gefallenen Mischungen über diese zu bewegen.
In Anbetracht der Tatsache, daß die Zusammensetzung dieser Mischung ungleichmäßig
sein kann und daß infolgedessen die in den Abb.5 und 6 veranschaulichte Arbeitseinheit
ungleichmäßige und verschiedenartige Bewegungen in senkrechter Richtung mit jedem
ihrer Enden auszuführen haben kann, sind die Verbindungen der Verbindungsstangen
4.9 und 49' mit den Teilen 5o und 5ö gelenkig ausgebildet.
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Selbstverständlich können, obwohl vorstehend die Erfindung im einzelnen
unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben worden ist, viele praktische Veränderungen
zusätzlich zu den bereits erwähnten vorgenommen werden. So können beispielsweise
Vorrichtungen zur Regelung des Fassungsvermögens der Kammern 26 und 28 vorgesehen
werden; die Maschine kann mit einer oder mehreren Arbeitsebenen von kreisförmiger
Ausbildung ausgerüstet werden und folgerichtig die entsprechenden Vorrichtungen
oder Gruppen von Walzen und die Verteilungsvorrichtungen kreisförmige Bewegungen
ausführen. Die Kette i io kann durch einen Riemen ersetzt werden:; auch kann die
Arbeitsweise der verschiedenen Verbindungsstangen wie die Anordnung der Öffnungen
39 und 39' in den Ebenen 37 und 37' so geändert werden, daß sie nach dem einen der
Enden der Ebene hin liegen, und es kann auch lediglich eine der Öffnungen 26' oder
28' mit einem entsprechend abgeänderten Verteil- und Meßapparat 13 ausgerüstet werden.'
Es können ferner, wie in Abb. i dargestellt, zwei Gruppen von Vorrichtungen vorgesehen
werden und an den beiden Seiten einer einzigen Motoreinheit ioo, iog angeordnet
werden, durch welche beide Systeme gleichzeitig angetrieben werden. Die Anzahl der
auf jeder Ebene 37 wirkenden Walzen ebenso wie die der Betätigungsvorrichtungen
für die besonders gestalteten Walzen 45 kann geändert werden usw. Alle diese und
weitere Änderungen liegen innerhalb des Grundgedankens der Erfindung.