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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Schleifmittels od.
dgl. In der Schleifmittelindustrie verwendet man zur Zerkleinerung des Ausgangsgutes,
wie Elektrokorund, Siliciumkarbid usw., Walzenmühlen, Kollergänge, Schlägermühlen,
für Gesteinsarten unter Umständen Steinbrecher od. dgl. Die Verwendung dieser bekannten
Einrichtungen hat den Nachteil, daß das anfallende, also aufbereitete Gut Korngrößen
höchst unterschiedlicher Art enthält, während man nur bestimmte Korngrößen verwenden
kann. Das Ziel geht darauf hinaus, ein möglichst gleichmäßiges, falls erreichbar
kubisches Korn zu -erhalten, das hinsichtlich seiner Abmessungen nur wenig Spiel
aufweist. Das Einzelkorn soll also möglichst würfelförmig sein und natürlich viele
Ecken und Kanten aufweisen, denn die Einzelkörner werden zu Schleifrädern oder -scheiben
zusammengefaßt oder auf Papier gestreut. Jedenfalls bezeichnet man in der Schleifmittelindustrie
eine gleichmäßige Körnung der erwähnten Art als ein hochwertiges Erzeugnis, vorausgesetzt
selbstverständlich, daß überdies auch noch den Härteanforderungen entsprochen werden
konnte, während man ein Korn, das mehr stäbchenförmige Gestalt aufweist, als ein
minderwertiges Erzeugnis bezeichnet. Das liegt daran, daß das stäbehen, förmige
Korn im Verband einer Scheibe od. dgl. vielfach eine Lage einnimmt, die nicht sicherstellt,
daß die Kanten an den zu schleifenden Gegenständen reiben.. Diese Möglichkeit ist
bei einem kubischen bzw. kugeligen Korn erheblich geringer, und darum wird es auch
höher bewertet.
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Hochwertige Schleifmittel einer Körnung der erwähnten Art sind gelegentlich
vom Auslande her auf den europäischen Markt gelangt mit dem
Erfolg,
daß weit bessere Preise infolge der größeren Leistungsfähigkeit erzielt werden konnten.
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Beobachtungen haben gezeigt, daß z. B. Elektrokorund oder Siliciümkarbid
die vorstehend als erstrebenswert bezeichnete Körnung annehmen, wenn man die Zertrümmerung
statt durch Mühlen durch Schlagen oder durch Stampfen hervorruft. Diese zum mindesten
im Prinzip der einschlägigen Industrie bekannte Erscheinung hat aber trotz der erwähnten
Vorteile eines kubischen oder kugeligen Kornes in Deutschland nicht zur praktischen
Verwertung geführt. Das dürfte einmal daran liegen, daß der Bedarf an hochwertigen
Schleifmitteln größer als das entsprechende Angebot war, zum anderen daran, daß
es an einer wirtschaftlich arbeitenden Einrichtung zur Herstellung der erwähnten
Körner fehlte.
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In beiden Richtungen schafft die Erfindung einen Wandel. Nach ihr
wird, ausgehend von bekannten Siebverfahren mittels schwingender Siebe, nun dieser
Siebvorgang mit einem Schlag- bzw. Stampfvorgang vereinigt. Es geschieht das in
Ausführung der Erfindung in der Weise, daß man das Ausgangsgut einer bestimmten
Körnung auf ein beispielsweise in waagerechter bzw. annähernd waagerechter Ebene
hin und her schiebendes Sieb bzw. eine solche Bahn bekannter Ausführung aufbringt
und es nun auf dem Sieb bzw. der Bahn, auf der es in dünner Schicht, zweckmäßig
nur Korn neben Körn liegend, infolge der Schwingungen ausgebreitet wird, der Zertrümmerung
der Schlag-bzw. Stampfbewegung unterwirft, wobei es- im Grunde natürlich auf sich
beruhen kann, in welcher Weise diese Schlag- bzw. Stampfhewegung herbeigeführt wird..
Es braucht also nicht notwendigerweise mit dem Zertrümmerungsvorgang gleichzeitig
ein Siebvorgang verbunden zu sein, jedoch wird man in, den überwiegenden praktischen
Fällen dazu schreiten.
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Je gleichmäßiger die Größe eines Kornes ist, das beispielsweise unter
einen Hammer zu liegen kommt, desto geringer wird der Druck, der beim Schlag auf
den einzelnen Körnern lastet. Stehen in der Belagsch.icht aber nur einzelne Körner
über die anderen hervor, dann haben diese die gesamte Schlagenergie aufzunehmen
und werden infolgedessen wesentlich leichter zertrümmert.
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Die technische Verwertung dieser durch Versuch natürlich beweisbaren
Überlegung gestattet es also, einer überflüssigen und daher unerwünschten Zerkleinerung
weitgehend vorzubeugen. Durch die Erhöhung des Hammergewichtes oder durch die. Vergrößerung
der Fallhöhe oder allgemein durch die Erhöhung der Schlagenergie kann man also die
zu leistende Zerkleinerungsarbeit ihrerseits erhöhen, andererseits durch Verminderung
dieser Daten die Zerkleinerungsarbeit verringern. Das Verfahren gemäß der Erfindung
bietet also: eine bequeme und, ohne weiteres plausible Abstimmungsmöglichkeit in
Anpassung an die auftretenden Bedürfnisse.
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Nach der Vorrichtungsseite hin wird weiterhin einer Ausführung der
Vorzug gegeben, bei der die hin und her schwingende; das Ausgangsgut also befördernde
und möglicherweise unmittelbar ein Sieb darstellende Masse gleichzeitig die Einrichtung
trägt, die die Schlaghämmer, Pochstempel od. dgl. betätigt, so daß diese Einrichtung
also den gleichen Schwingungen unterliegt wie die das Gut tragende j schwingende
Masse. Ohnehin: verständlich dürfte sein, daß unter Schlaghämmern, Pachstempeln
od. dgl. die schwingende Masse auch dann vergleichsweise amboßartig ausgebildet
sein muß, wenn, sie im übrigen die Funktionen eines Siebes ausübt. Es kann aber
im Sonderfalle auch erwünscht sein, beide Teile unabhängig voneinander zu halten,
falls es nämlich notwendig wird, außer der Sieb- und Schlagbewegung noch. eine Reibung
hervorzurufen, die zwischen den vorstehend als amboßärtig wirkend bezeichneten Teilen
der schwingenden Masse und den Hämmern bzw. Stempeln auf das Korn einwirkt.
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Eine einfache Ausbildung dürfte dann vorliegen, wenn die Schlagbewegung
durch Hämmer herbeigeführt wird, deren Tätigkeit durch Nockenwellen gesteuert wird,
die ihren Antrieb vom Haupttrieb ableiten; doch kann auch die elektrische Steuerung
von Stoßstempeln oder entsprechenden. Gliedern sowie deren hydraulische oder pneumatische
Steuerung von Fall zu Fall Vorzüge aufweisen, die insbesondere von der Art des zu
zertrümmernden Gutes und von den Ansprüchen abhängt, die an. die Größe des Kornes
zu richten sind.
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In der Zeichnung wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert.
Es zeigt Fig. i eine Ausführungsform, Fig.2 eine andere Ausführungsform, beide in
Seitenansicht; Fig. 3, 4 und 5 zeigen Einzelheiten. Übereinstimmend bezeichnet i
in den Figuren eine annähernd waagerechte hin und her schwingende Masse, die üblicherweise
auf Federn 2 gelagert ist und ihre Bewegung von dem Antrieb 3 erhält. Diese Masse
r trägt das Gut, das auf ihrer am höchsten liegenden Stelle aufgehoben wird und
bis zu der am tiefsten liegenden Stelle hindurchläuft. Es breitet sich auf diesem
Wege in der schon geschilderten Weise aus. Mit der Masse i sind aber noch Vorrichtungen
4 verbunden, die den: Gang von Hätnmern 5 oder Stempeln beispielsweise über Nockenwellen
steuern, die ihrerseits ihren Antrieb von dem Hauptantrieb 3 ahleiten können.
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Beispiele, in denen Hämmer 5 bzw. Stempel 6 während des Siebvorganges
auf das Gut einwirken, zeigen schematisch in Einzelheiten die Fig. 3 bis 5. Fig.
3 zeigt den Hammer 5, dessen Stiel um einen Drehpunkt 8 schwingt und durch eine
-Nockenwelle 7 angehoben wird. Er schlägt auf das Gut 9; das auf dem Amboß 1o auflr,@°gt,
Die Flächen: i i und 12 können als Siebflächeni ausgebildet sein.
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Brei Fig.4 arbeitet der Stempel 6 in gleicher Weise wie der Hammer
5, nur wird er, wie aus dem Stromkreis 12 ersichtlich, elektromagnetisch angetrieben.
Im übrigen liegen die Verhältnisse ebenso wie in Fig. 3.
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Gleiches trifft auch für Fig. 5 zu, jedoch wird der Stempel 6 mittels
Druckluft über eine Kammer i 3
betrieben, die an eine Druckluftleitung
1d. angeschlossen ist.
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Ist die schwingende Masse, wovon in dem vorliegenden Beispiel ausgegangen
wird, ihrerseits gleichzeitig als Sieb ausgebildet, und zwar zum mindesten hinsichtlich
des Teils, der in der Ablaufrichtung des Gutes hinter den Hämmern liegt, so muß
der entsprechende andere Teil, wie ebenfalls schon angedeutet, amboßartig ausgebildet
sein. Es gelangt dann das der Stoß- bzw. Schlagwirkung ausgesetzte Gut erst auf
das Sieb, nachdem der Z.ertriirnmerungsvorgang beendet ist.
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Das Korn, soweit es durch das Sieb nicht hindurchläuft, kann am Ablaufrand
abgefangen und erneut in eine nachgeschaltete oder parallel geschaltete Einrichtung
gleicher Art eingeführt werden. Es kann aber auch, wi,e Fig.2 das andeutet, di-e
schwingende Masse stufenweise in amboßartige Teile und dazwischenliegende Siebpartien
unterteilt sein. Eine Hintereinanderschaltung kommt hauptsächlich in Frage bei der
Zerkleinerung, eine Neij.eneinanderschaltung vornehmlich dann, wenn es darum geht,
möglichst ein Korn von gleicher Größe zu erhalten.
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Versuche mit Einrichtungen., die nach Maßgabe der Erfindung arbeiten,
zeigen, daß* der erwartete und vorstehend geschilderte Erfolg in vollem Umfange
erreicht werden kann; während man bei einem Vergleichsversuch das Ausgangsmaterial
auf erstklassigen. Walzen zerkleinerte und die Körnung kleiner als 0,2 bis o,25
mm mit etwa 431/o der Körner o,.4 bis 0,20 mm erhielt, belief sich bei mehrfachen
Versuchen gemäß der Erfindung der Anfall an Körnern kleiner als 0,2 bis
0,25 mm auf nur etwa 20 bis 250/0. Mit anderen Worteng heißt das, es wurde
erheblich an Staub gespart, und es fiel entsprechend mehr brauchbares Korn an. Dabei
brauchten die Zerkleinerungswerkzeuge nur aus Gußstahl hergestellt zu werden, der
einem wesentlich geringeren Verschleiß unterlag als die hoch-,c Stähle, die für
mühl-enartige Gebilde verwendet werden müssen. Der Kraftverbrauch belief sich nur
auf ein Zehntel des Verbrauches, der bei der Zertrümmerung mit Walzen nicht zu umgehen
war. Entscheidend ist aber schließlich, daß die auf dem Markt besonders stark gefragten
Körnungen, wie sie in der Gruppe 0,4 bis o,2o mm zusammengefaßt sind, in erheblich
erhöhtem Maße erzeugt werden konnten, ohne daß man auf Zufälligkeiten mehr angewiesen
war, wie das bei der zum Vergleich gestellten Fertigungsart mittels Walzen regelmäßig
zutraf.
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Von weiteren Vorzügen, beispielsweise von der leichteren Ersetzbarkeit
abgenutzter Hämmer, Pochstempel od. dgl., kann abgesehen werden. Die Zerkleinerung
von. Korn, 1,6 bis 0,3-o,4 auf o,3-0,4 bis 0,2 mm brachte bei einem Sieb von i m
Breite eine Ausbeute von stündlich 200 kg bei einem Kraftverbrauch von 2 kW; eine
Walzenmühle, die das gleiche leistet, verbraucht ungefähr 6 PS.
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Von wesentlichem Einfluß auf das Verfahren ist natürlich auch die
Dicke des Belages auf dem Amboß während des Zerkleinerungsvorganges, Die Versuche
haben: jedenfalls gelehrt, daß die Mahlbahn möglichst gleichmäßig stark mit. Körnern
belegt sein muß, und zwar, wie ebenfalls schon angedeutet, daß ein Korn hart am
anderen liegt.
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Der abfallende Hammer, der natürlich gegenüber einer einzelnen Nockenwelle
in Vielzahl vorhanden sein: kann, trifft die vorstehenden, großen Körner zuerst
und drückt diese zusammen. Er wird in seiner Zertrümmerungsarbe.it aber immer mehr
aufgehalten, je mehr die einzelnen Körner auf eine gleichmäßige Höhe zurückgedrückt
werden. Wie weit die Zertrümmerungsarbeit erfolgen soll, hängt demnach ganz von
der Hubhöhe des Hammers und von ,dem Hammergewicht ab. Demnach muß das weitere Herabdrücken
des Staubanfalles in der Schlaghöhe der Hämmer liegen. Versuche, bei denen die Fallhöhe
der Hämmer nur ,45 mm gegen über go mm der schon erwähnten ersten Versuchsreihe
betrug, gleiches Hammergewicht vorausgesetzt, zeigten die Richtigkeit der eben erwähnten
Erkenntnis. Der Anfall an Feinkörnung kleiner als 0,2 bis 0,25 mm zeigte einen Rückgang
bis zu io% auf. Bei den, erwähnten Versuchen betrug das Gewicht jedes der Hämmer
i kg.
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Erwähnt sei noch, daß während der Zertrümmerung und Sortierung des
Gutes vermittels Siebens im Falle Verarbeitung eines zum Kleben neigenden Ausgangsgutes
die Beheizung der schwingenden. Masse von Vorteil sein kann. Diese läßt sich beispielsweise
auf elektrischem Wege ohne weiteres herbeiführen.