EP0445436B1 - Vorrichtung zum Mischen von Giessereiformstoffen - Google Patents

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EP0445436B1
EP0445436B1 EP90125711A EP90125711A EP0445436B1 EP 0445436 B1 EP0445436 B1 EP 0445436B1 EP 90125711 A EP90125711 A EP 90125711A EP 90125711 A EP90125711 A EP 90125711A EP 0445436 B1 EP0445436 B1 EP 0445436B1
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EP
European Patent Office
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mixing
container
drive shaft
inserts
plane
Prior art date
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EP90125711A
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English (en)
French (fr)
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EP0445436A2 (de
EP0445436A3 (en
Inventor
Bernd Dipl.-Ing. Federhen
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Alb Klein GmbH and Co KG
Original Assignee
Alb Klein GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Alb Klein GmbH and Co KG filed Critical Alb Klein GmbH and Co KG
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Publication of EP0445436A3 publication Critical patent/EP0445436A3/de
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    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers

Definitions

  • the invention relates to a device for mixing foundry molding materials according to the preamble of the independent claim and to a method which can be carried out therewith.
  • Rotary mixing tool mixers are common in the foundry industry for mixing sand and binders. Their mixing effect is achieved in that the wing-like mixing tools rotate with the material to be mixed at a relative speed, rub, split and rearrange it. The mix is braked by the wall of the mixing container and moved in the center by the mixing tool.
  • Mixing tools can work according to DE-PS 26 08 775 in straight flow mixers with a horizontal drive shaft, according to DE-GM 82 34 900 in batch mixers with a vertical drive shaft or alternatively with an inclined axis.
  • the mixing effect of mixers with a rotating mixing tool can be increased by increasing the mixing tool speed until the friction of the material to be mixed on the wall of the mixing container is no longer sufficient and the material as a more or less compact mass follows the rotary movement of the mixing tool. This limits the friction, cutting and shifting forces required for the mixing process. This property is particularly noticeable when viscous components are present in the mix.
  • FR-A-2 011 198 discloses a generic device based on a cascade-like mixer group.
  • two mixing tools which are curved in plan view in the opposite direction to the direction of rotation and whose cross-section is vertical to the bottom of the container and which are seated on a common diameter on the central drive shaft, rotate directly above the bottom thereof.
  • resistance bodies protrude from the container wall - triangular in plan view.
  • peripheral speed is to be increased in mixers with a vertical axis
  • profiles are used above the mixing tools, the longitudinal axes of which extend parallel to the mixing container wall on which they are fixed. These profiles slow down the mix. In this area, however, the wall of the mixing container cannot be kept free of caking by a rotating scraper. On the one hand, the baked-on substances are missing in the mixture and, on the other hand, may require considerable cleaning effort.
  • the inventor has set himself the goal of creating a device of the generic type for mixing foundry molding materials which, on the one hand, offers a high mixing intensity and, on the other hand, is kept largely free from caking by the mixing tools and the movement of the material to be mixed.
  • the built-in bodies protruding from the wall of the container with a small lateral extension run in a common plane - as a construction plane for braking the mixture rotation - which divides the container interior into a pair of mixing rooms.
  • the mix is exchanged between the mixing rooms.
  • the mix rotation is slowed down in that level.
  • the flow of the mixed material keeps the container wall in the area between the installation bodies free of caking.
  • the specific selection of the number, cross-section and length of the installation bodies as well as their angle of attack to the mixer wall allows the mixing characteristics to be determined to a large extent. For this purpose, it has proven to be advantageous to design the installation body in the manner of a knife or as a bolt with a small cross-section or as a rod with a teardrop-shaped cross-section.
  • the slim, knife-like or drop-shaped cross-section result in a distribution of the mix flow with little friction. For example, they enable fast, dry, temperature-sensitive substances to be mixed.
  • Fatter cross-sections have a greater influence of friction and are more suitable, for example, for mixing solid and liquid components with one another - for example built-in bodies with a circular cross-section for treating quartz sand with liquid binder.
  • the axis of the installation body can also be curved in order to influence the flows of the mixed material; twisting the built-in body creates additional spatial flows in the mix, which can be helpful, for example, when mixing liquid components.
  • the installation bodies define a common level, which divides the interior of the container into mixing rooms.
  • the installation body is preferably provided between at least two mixing tools projecting adjacent to the drive shaft, each of which rotates in one of the mixing rooms and alternately conveys the mixed material from one of the mixing rooms to the other mixing room. The rotation of the mixing tools is transferred to the mix.
  • At least two mixing tools or the like protrude offset from a common support ring.
  • Several such mixing tool units can also be combined axially one behind the other with built-in or flow bodies arranged in between to form a continuous mixer. By moving the mixing tool blades differently, a transport component from the mixture inlet to the mixture discharge is superimposed on the mixing movement.
  • a further embodiment has the installation bodies in the container above the mixing tool, which determine a horizontal plane or a plane that is inclined to the horizontal, separating two mixing chambers lying one above the other. Below this level, the mixing tool projecting from the drive shaft is connected to a stripping device which extends over this level. Since, in the case of a version with a vertical or inclined axis, gravity moves the mix downward, it is sufficient to arrange a mixing tool only in the lower mixing chamber; the return transport is effected by gravity. It is also sufficient here to keep the upper mixing area free of caking by means of a light stripping device.
  • a scraper device with a rod-like section projecting radially from the drive shaft, a second section inclined toward it and reaching in front of the end faces of the installation bodies, and a further section running on the inside of the container have proven to be favorable.
  • a section that can be guided on the lid of the closed container can preferably be provided; thanks to this, the inside of the lid is kept free of caking, and the second section of the stripping device has the effect that, in the upper mixing chamber, material which is adhering to and on the end faces of the built-in body is scraped off and the mixed material which is braked in the area between the built-in body is given a new radial movement component. Before the mix can fall back into the lower mixing room, it is distributed radially again.
  • a device for distributing viscous media on the surface of granular substances contains, below the plane determined by the installation bodies, a mixing tool protruding from the drive shaft and at least one roller rotating relative to the drive shaft, the peripheral surface of which advantageously delimits an acute angle with the inner surface of the container.
  • the axis of this roller should form an angle with the drive shaft that is less than 90 °.
  • the roller When the entire mixer rotor rotates, the roller performs an additional self-rotation due to the frictional forces acting on it, which improves the aforementioned distribution of viscous media on the surface of granular substances.
  • the angular position forces an additional spatial shifting of the mix.
  • roller or its circumferential surface taper conically towards the level of the installation bodies and / or to provide the upper end face of the roller at a short distance from the assigned installation bodies, so as to promote stripping of the mixed material.
  • peripheral surface of the roller is provided with recesses and / or recesses leads to an increase in squeezing and shear forces acting on the mixture.
  • a container or housing 10 comprising a cylindrical housing shell 12 and disk-like end walls 14 of a mixer 16 mounted at 15 for mixing sand and binders in the foundry industry is shown in FIG. 1 by a drive shaft driven by a motor 18 and mounted in the end walls 14 20 enforced.
  • the shape of the outer edge 27 is adapted to the inner side 11 of the housing shell 12 adjacent to it.
  • the end edges 29 of the mixing tools 24 run radially to that drive shaft 20 near the inner surface 13 of the end wall 14.
  • these installation bodies 30 are formed by bolt-like parts of length i, which here is somewhat shorter than half the radius q of the housing shell 12.
  • the two mixing tools 24, as can be seen above all in FIG. 1, are provided offset on the drive shaft 20 and convey the batch-working mixer 16, which is not shown in the drawing for the sake of clarity, through closure elements in the housing jacket 12, not shown or mixed material fed or removed in the end walls 14 alternately from a mixing space A of the mixing space 17 to the other side of the plane E into a mixing space B.
  • the rotation (arrow x) of the mixing tools 24 is transferred to the mixed material.
  • the outer edges 27 of the mixing tools 24 keep the inside of the housing 11 free of caking in an area indicated by b in FIG. 1. This freedom from caking is further promoted by the small expansion a of the installation body 30, as a result of which they represent geometrically small obstacles.
  • the material to be mixed flows around the built-in bodies 30 on their way from the one mixing room A or B to the other mixing room B or A and thereby brake the rotation of the mixing material; strong shear and friction forces are created, which enable the mixing components to be mixed intensively and quickly.
  • the mixing characteristic can be influenced to a large extent.
  • the bolt-like installation bodies 30 of circular cross section shown in FIGS. 1, 2, 6 have e.g. proven to be particularly suitable for mixing quartz sand with liquid binders.
  • insert bodies 30 with a diameter d of 20 mm and a length i of 100 mm with a housing radius q of 270 mm are shown to be very effective.
  • mixing tools 24 can be combined axially one behind the other with installation bodies 30 arranged in between to form a continuous mixer 16 a . Due to the different placement of such mixing tools 24 or mixer blades, the mixing movement is superimposed on a transport component from a mixer inlet 32 to a mixture discharge 34. The individual mix components can also be supplied at various points in the housing 10.
  • the scraper 36 is formed such that starting from a radial arm 37 of the support sleeve 22 a is an upstanding front end faces 31 of the mounting body 30 of vertical section 38, connecting to the above that level H after a second radial arm 37 a a wandungsnaher second vertical portion 38 a. This is followed by a ridge arm 39 pointing towards the mixer axis M, which moves with play below the inside of a housing cover 14 a .
  • the vertical section 38 of the scraper 36 entrains mixed material adhering to the end faces 31 of the installation body 30 as it moves.
  • the scraper 36 gives the mixed material braked in the area between the installation bodies 30 in the upper mixing space F a new radial movement component; Before the mix can fall back into the lower mixing chamber C, it is distributed radially again.
  • an additional horizontal rotation profile 40 protrudes from the supporting bush 22 a , the radial extent n of which corresponds approximately to that of the radial arm 37. This rotation keeps the profile 40 located within the path of movement of the mixing tool edge 29 of the inner surface of the housing bottom 14 b of caking free.
  • concentric rings 41 connect the installation body 30 to a sieve-like flow body, above which a part 37 a , 38 a of the scraper 36 and under which the mixing tool 24 a rotates.
  • the mixed version 16 v of FIG. 6 has proven particularly useful, in which, in addition to the parts already described, a roller 42 is attached to a radial support arm 43 of the support sleeve 22 a .
  • the axis K of the roller 42 includes an angle w 1 with the mixer axis M, and the conical peripheral surface 44 of the roller 42 delimits a smaller acute angle w 2 with the housing shell 12.
  • an apron 45 hangs down as a mixture carrier to the housing base 14 a .
  • the mixer rotor 50 When the mixer rotor 50 consists of the carrying sleeve 22 a , the mixing tool 24 a , the carrying arm 43 and the roller 42, the latter performs an additional self-rotation due to the frictional forces acting on it. This improves the distribution of viscous media on the surface of granular substances.
  • the angles shown w1, w2 force an additional spatial shifting of the mix.
  • An upper end face 52 of the roller 42 should be at a short distance h from the installation bodies 30; the rotation of that mixing rotor 50, in superposition with the self-rotation of the roller 42, causes the material to be adhered to the end face 52 to be removed therefrom.
  • housing or the container 10 can also be non-cylindrical.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Gießereiformstoffen nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches sowie ein damit durchführbares Verfahren.
  • Mischer mit rotierendem Mischwerkzeug sind in der Gießereiindustrie zum Vermischen von Sand und Bindemitteln üblich. Ihre Mischwirkung wird dadurch erreicht, daß die flügelartig gestalteten Mischwerkzeuge zum Mischgut mit einer Relativgeschwindigkeit umlaufen, dieses reiben, zerteilen und umschichten. Das Mischgut wird von der Wand des Mischbehälters gebremst und im Zentrum vom Mischwerkzeug bewegt.
  • Mischwerkzeuge können gemäß DE-PS 26 08 775 in gestreckten Durchlaufmischern mit horizontaler Antriebswelle, nach DE-GM 82 34 900 in chargenweise zu füllenden Rotationsmischern mit vertikaler Antriebswelle oder aber auch mit schräg angeordneter Achse arbeiten.
  • Die Mischwirkung von Mischern mit rotierendem Mischwerkzeug läßt sich durch Erhöhung der Mischwerkzeugdrehzahl solange steigern, bis die Reibung des Mischgutes an der Mischbehälterwand nicht mehr ausreicht und das Mischgut als mehr oder minder kompakte Masse der Drehbewegung des Mischwerkzeuges folgt. Damit sind die für den Mischvorgang erforderlichen Reib-, Zerteil- und Umschichtkräfte begrenzt. Diese Eigenschaft macht sich besonders dann nachteilig bemerkbar, wenn auch viskose Komponenten im Mischgut vorhanden sind.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung offenbart die FR-A-2 011 198 anhand einer kaskadenartig angeordneten Mischergruppe. In jedem der zylindrischen Mischbehälter drehen sich unmittelbar über dessen Boden zwei in Draufsicht schaufelartig gegensinnig zur Rotationsrichtung gekrümmte Mischwerkzeuge, deren Querschnittvertikal zum Behalterboden steht und die auf einem gemeinsamen Durchmesser an der zentrischen Antriebswelle sitzen. Oberhalb von deren Oberkanten ragen von der Behälterwandung -- in Draufsicht dreiecksförmige -- Widerstandskörper ab.
  • Soll bei Mischern mit vertikaler Achse die Umfangsgeschwindigkeit gesteigert werden, kommen oberhalb der Mischwerkzeuge Profile zum Einsatz, deren Längsachsen sich parallel zur Mischbehälterwand erstrecken, an der sie festgelegt sind. Diese Profile bremsen das Mischgut. In diesem Bereich kann aber die Mischbehälterwand nicht von einem umlaufenden Schaber von Anbackungen freigehalten werden. Die angebackenen Stoffe fehlen zum einen in der Mischung und erfordern zum anderen unter Umständen einen beträchtlichen Reinigungsaufwand.
  • Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zum Mischen von Gießereiformstoffen zu schaffen, die zum einen eine hohe Mischintensität anbietet sowie zum anderen durch die Mischwerkzeuge und die Bewegung des Mischgutes weitgehend frei von Anbackungen gehalten wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches; die Unteransprüche geben günstige Ausgestaltungen an.
  • Erfindungsgemäß verlaufen die von der Wandung des Behälters mit geringer seitlicher Erstreckung abragenden Einbaukörper in einer gemeinsamen Ebene -- als Konstruktionsebene zum Abbremsen der Mischgutrotation --, die das Behälterinnere in ein Paar von Mischräumen unterteilt.
  • Während des Mischvorganges wird das Mischgut zwischen den Mischräumen ausgetauscht. Zudem wird in jener Ebene die Mischgutrotation abgebremst.
  • Durch die geringe seitliche Ausdehnung der Einbaukörper hält die Strömung des Mischgutes die Behälterwand im Bereich zwischen den Einbaukörpern anbackungsfrei. Die spezifische Auswahl von Anzahl, Querschnitt und Länge der Einbaukörper sowie ihres Anstellwinkels zur Mischerwandung erlaubt die Bestimmung der Mischcharakteristik in weitem Umfang. Dazu hat es sich als günstig erwiesen, den Einbaukörper messerartig oder als Bolzen geringen Querschnitts auszubilden oder als Stab mit tropfenförmigem Querschnitt.
  • Die schlanken, messerartigen oder mit tropfenförmigem Querschnitt ausgeführten Einbaukörper bewirken eine Aufteilung des Mischgutstromes mit wenig Reibung. Sie ermöglichen beispielsweise die schnelle Vermischung von trockenen, temperaturempfindlichen Stoffen. Fülligere Querschnitte ergehen einen größeren Reibungseinfluß und sind etwa zum Vermischen fester und flüssiger Komponenten miteinander besser geeignet - etwa Einbaukörper mit kreisförmigem Querschnitt zum Behandeln von Quarzsand mit flüssigem Bindemittel.
  • Zur Beeinflussung der Mischgutströme kann die Achse des Einbaukörpers auch gekrümmt ausgeführt werden; mit einer Verwindung der Einbaukörper ergeben sich zusätzliche räumliche Strömungen im Mischgut, die etwa beim Mischen flüssiger Komponenten hilfreich sein können.
  • Ebenfalls ist es möglich, die Einbaukörper durch sie kreuzende Ringe oder Spiralen zu einem siebartigen Strömungskörper zu verbinden; da die Teile eines solchen Siebes sich gegenseitig stabilisieren, vermögen sie mit einer besonders geringen Dicke ausgeführt zu werden, ohne daß sie dem Mischgutstromdruck ausweichen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung bestimmen die Einbaukörper eine gemeinsame Ebene, welche das Behälterinnere in Mischräume unterteilt. Bevorzugtermaßen ist der Einbaukörper zwischen zumindest zwei von der Antriebswelle benachbart abragenden Mischwerkzeugen vorgesehen, deren jedes in einem der Mischräume umläuft und das Mischgut wechselweise von einem der Mischräume in den anderen Mischraum befördert. Dabei überträgt sich die Rotation der Mischwerkzeuge auf das Mischgut. Durch jene Einbaukörper entstehen starke Scheer- und Reibungskräfte, die eine intensive schnelle Vermischung der Mischkomponenten ermöglichen.
  • Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ragen zumindest zwei Mischwerkzeuge versetzt von einem gemeinsamen Tragring od.dgl. Tragelement der Antriebswelle ab, wobei zwischen ihnen jene Ebene für die Einbaukörper etwa vertikal verläuft. Auch können mehrere solche Mischwerkzeugeinheiten axial hintereinander mit dazwischen angeordneten Einbau- oder Strömungskörpern zu einem Durchlaufmischer kombiniert werden. Durch unterschiedliche Anstellung der Mischwerkzeugschaufeln wird der Mischbewegung eine Transportkomponente vom Mischguteinlaß zum Mischgutabwurf überlagert.
  • Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, in jedem der Mischräume --statt einer -- mehrere Mischwerkzeugschaufeln an der Mischerachse vorzusehen.
  • Eine weitere Ausführung weist die Einbaukörper im Behälter oberhalb des Mischwerkzeuges auf, die eine -- zwei übereinander liegende Mischräume trennende -- horizontale oder zur Horizontalen geneigte Ebene bestimmen. Unterhalb dieser Ebene ist das von der Antriebswelle abragende Mischwerkzeug mit einer über diese Ebene greifenden Abstreifeinrichtung verbunden. Da bei einer Ausführung mit senkrechter oder geneigter Achse die Schwerkraft das Mischgut nach unten bewegt, ist es ausreichend, nur im unteren Mischraum ein angestelltes Mischwerkzeug anzuordnen; der Rücktransport wird von der Schwerkraft bewirkt. Auch genügt es hier, den oberen Mischraum mittels einer leichten Abstreifeinrichtung anbackungsfrei zu halten.
  • Als günstig hat sich eine Abstreifeinrichtung mit einem radial von der Antriebswelle abstehenden stabartigen Abschnitt, einen dazu geneigten und vor die Stirnflächen der Einbaukörper reichenden zweiten Abschnitt sowie einen an der Behälterinnenseite verlaufenden weiteren Abschnitt erwiesen.
  • Zudem kann bevorzugt noch ein am Deckel des geschlossenen Behälters führbarer Abschnitt vorgesehen werden; dank dessen wird die Deckelinnenseite anbackungsfrei gehalten, und der zweite Abschnitt der Abstreifeinrichtung bewirkt, daß im oberen Mischraum auch auf sowie an den Stirnflächen der Einbaukörper haftendes Mischgut abgestreift sowie dem im Bereich zwischen den Einbaukörpern abgebremsten Mischgut eine neue radiale Bewegungskomponente erteilt wird. Bevor das Mischgut zurück in den unteren Mischraum fallen kann, wird es nochmals radial verteilt.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verteilung viskoser Medien auf der Oberfläche körniger Stoffe enthält unterhalb der von den Einbaukörpern bestimmten Ebene ein von der Antriebswelle abragendes Mischwerkzeug sowie zumindest eine relativ zur Antriebswelle rotierende Rolle, deren Umfangsfläche mit der Behälterinnenfläche vorteilhafterweise einen spitzen Winkel begrenzt. Die Achse dieser Rolle soll mit der Antriebswelle einen Winkel einschließen, der kleiner als 90° ist.
  • Bei der Rotation des gesamten Mischläufers führt die Rolle durch die auf sie wirkenden Reibungskräfte eine zusätzliche Eigenrotation aus, wodurch die erwähnte Verteilung viskoser Medien auf der Oberfläche körniger Stoffe verbessert wird. Durch die Winkelstellung wird eine zusätzliche räumliche Umschichtung des Mischgutes erzwungen.
  • Als günstig hat es sich erwiesen, die Rolle bzw. ihre Umfangsfläche sich zur Ebene der Einbaukörper hin konisch verjüngen zu lassen und/oder die obere Stirnfläche der Rolle in geringem Abstand zu den zugeordneten Einbaukörpern vorzusehen, um so ein Abstreifen von Mischgut zu begünstigen.
  • Daß die Umfangsfläche der Rolle mit Aus- und/oder Einformungen versehen ist, führt zu einer Steigerung auf das Mischgut wirkender Quetsch- und Scheerkräfte.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt jeweils in schematisierter Wiedergabe in
    • Fig. 1:
    den Längsschnitt durch einen Mischer mit zwei pflugscharartigen Mischwerkzeugen an einer horizontalen Antriebswelle in einem Behälter;
    Fig. 2:
    die Sicht in den Behälter nach Pfeil II in Fig. 1;
    Fig. 3:
    eine andere Ausführung des Mischers mit mehreren Mischwerkzeugen im Längsschnitt;
    Fig. 4:
    den Längsschnitt durch einen Mischer mit vertikal verlaufender Antriebswelle;
    Fig. 5, Fig. 6:
    Ausschnitte aus weiteren Ausführungsformen des Mischers.
  • Ein Behälter oder Gehäuse 10 aus einem zylindrischen Gehäusemantel 12 sowie scheibenartigen Stirnwänden 14 eines bei 15 gelagerten Mischers 16 zum Vermischen von Sand und Bindemitteln in der Gießerei-Industrie wird in Fig. 1 von einer durch einen Motor 18 angetriebenen, in den Stirnwänden 14 gelagerten Antriebswelle 20 durchsetzt.
  • Auf der Antriebswelle 20 sitzt ein Tragring 22 für zwei davon radial abragende pflugscharartig geformte Mischwerkzeuge 24, die in den ausgewählten Beispielen jeweils aus einem Radialarm 25 sowie einer gekrümmten Teilringfläche 26 bestehen. Die in Fig. 2 teilkreisförmigen Kanten 27, 28 dieser Mischwerkzeuge 24 erscheinen in Fig. 1 als S-förmige Konturen.
  • Die Außenkante 27 ist in ihrer Form an die ihr benachbarte Innenseite 11 des Gehäusemantels 12 angepaßt. Die Stirnkanten 29 der Mischwerkzeuge 24 verlaufen radial zu jener Antriebswelle 20 nahe der Innenfläche 13 der Stirnwand 14.
  • In einer durch den Tragring 22 gelegten Radialebene E ragen zwischen den beiden propellerartig rotierenden Mischwerkzeugen 24 Einbaukörper 30 -- in Richtung der Mischerachse M gesehener -- geringer Ausdehnung a von der Gehäuseinnenseite 11 ab. Diese Einbaukörper 30 sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2 von bolzenartigen Teilen der Länge i gebildet, die hier etwas kürzer als der halbe Radius q des Gehäusemantels 12 ist. Der Anstellwinkel zwischen der Achse Q der Einbaukörper 30 und der entsprechenden Tangente t des Gehäusemantels 12, in Fig. 2 mit w bezeichnet, mißt dort etwa 90°.
  • Die beiden Mischwerkzeuge 24 sind, wie vor allem Fig. 1 zu erkennen gibt, auf der Antriebswelle 20 versetzt vorgesehen und befördern das -- aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht wiedergegebene -- dem chargenweise arbeitenden Mischer 16 durch nicht dargestellte Verschlußelemente im Gehäusemantel 12 oder in den Stirnwänden 14 zugeführte bzw. entnommene Mischgut wechselweise von einem Mischraum A des Mischerraumes 17 auf die andere Seite der Ebene E in einen Mischraum B. Dabei überträgt sich die Rotation (Pfeil x) der Mischwerkzeuge 24 auf das Mischgut. Die äußeren Kanten 27 der Mischwerkzeuge 24 halten die Gehäuseinnenseite 11 in einem in Fig. 1 mit b kenntlich gemachten Bereich anbackungsfrei. Diese Anbackungsfreiheit wird noch begünstigt durch die geringe Ausdehnung a der Einbaukörper 30, wodurch diese geometrisch geringe Hindernisse darstellen.
  • Die Einbaukörper 30 werden vom Mischgut auf dessen Weg von dem einen Mischraum A bzw. B in den anderen Mischraum B bzw. A umströmt und bremsen dabei die Mischgutrotation; es entstehen starke Scheer- und Reibungskräfte, die eine intensive sowie schnelle Vermischung der Mischkomponenten ermöglichen.
  • Mit Anzahl, Querschnitt, Länge i und Anstellwinkel w der Einbaukörper 30 läßt sich die Mischcharakteristik in weitem Umfange beeinflussen.
  • Die in den Fig. 1, 2, 6 dargestellten bolzenartigen Einbaukörper 30 kreisförmigen Querschnittes haben sich z.B. zum Vermischen von Quarzsand mit flüssigen Bindemitteln als besonders geeignet erwiesen. Als Beispiel seien hier Einsatzkörper 30 mit einem Durchmesser d von 20 mm und einer Länge i von 100 mm bei einem Gehäuseradius q von 270 mm als sehr wirkungsvoll herausgestellt.
  • Gemäß Fig. 3 können mehrere Mischwerkzeuge 24 hintereinander axial mit dazwischen angeordneten Einbaukörpern 30 zu einem Durchlaufmischer 16a kombiniert werden. Durch die unterschiedliche Anstellung solcher Mischwerkzeuge 24 oder Mischerschaufeln wird der Mischbewegung eine Transportkomponente von einem Mischereinlaß 32 zu einem Mischgutabwurf 34 überlagert. Die einzelnen Mischgutkomponenten können auch an verschiedenen Stellen des Gehäuses 10 zugeführt werden.
  • Nicht besonders dargestellt ist in der Zeichnung, daß in jedem der Mischräume A, B statt des einen schaufelartigen Mischwerkzeuges 24 deren mehrere angeordnet sein können.
  • Das vorstehend an Mischern 16, 16a mit horizontaler Antriebswelle 20 erläuterte Mischprinzip funktioniert auch in Mischern 16s mit senkrechter Antriebswelle 20 oder auch mit geneigter Antriebswelle. Da bei solchen Mischerausführungen die Schwerkraft das Mischgut nach unten bewegt, ist es hier ausreichend, nach Fig. 4, 5 in einem unteren Mischraum C an einem hier beispielsweise büchsenartigen Tragelement 22a lediglich ein einzelnes, aufwärts angestelltes Mischwerkzeug 24a vorzusehen; der Rücktransport des Mischgutes wird von der Schwerkraft bewirkt. Über einer hier horizontalen Ebene H, die durch die bei dieser Ausführung aus Vierkantstahl hergestellten Einbaukörpern 30 bestimmt ist, liegt ein oberer Mischraum F. Dieser wird durch einen drehenden Abstreifer 36 anbackungsfrei gehalten; der Abstreifer 36 ist so ausgebildet, daß von einem Radialarm 37 der Tragbüchse 22a ein vor Stirnflächen 31 der Einbaukörper 30 aufragender vertikaler Abschnitt 38 ausgeht, an den über jener Ebene H nach einem zweiten Radialarm 37a ein wandungsnaher zweiter Vertikalabschnitt 38a anschließt. Diesem folgt ein zur Mischerachse M weisender Firstarm 39, der sich mit Spiel unterhalb der Innenseite eines Gehäusedeckels 14a bewegt.
  • Der vertikale Abschnitt 38 des Abstreifers 36 nimmt bei seiner Bewegung an den Stirnflächen 31 des Einbaukörpers 30 haftendes Mischgut mit. Zudem erteilt der Abstreifer 36 dem im Bereich zwischen den Einbaukörpern 30 abgebremsten Mischgut im oberen Mischraum F eine neue radiale Bewegungskomponente; ehe das Mischgut zurück in den unteren Mischraum C fallen kann, wird es nochmals radial verteilt.
  • Unterhalb des Abstreifers 36 ragt nahe des Gehäusebodens 14b von der Tragbüchse 22a ein zusätzliches horizontales Rotationsprofil 40 ab, dessen radiale Erstreckung n etwa jener des Radialarmes 37 entspricht. Dieses Rotationsprofil 40 hält den innerhalb der Bewegungsbahn der Mischwerkzeugkante 29 befindlichen Teil der Innenfläche des Gehäusebodens 14b von Anbackungen frei.
  • In Fig. 5 verbinden konzentrische Ringe 41 die Einbaukörper 30 zu einem siebartigen Strömungskörper, oberhalb dessen ein Teil 37a, 38a des Abstreifers 36 und unter dem das Mischwerkzeug 24a umläuft.
  • Zum Verteilen viskoser Medien auf der Oberfläche körniger Stoffe hat sich besonders die Mischausführung 16v der Fig. 6 bewährt, bei der zusätzlich zu den bereits beschriebenen Teilen eine Rolle 42 an einem radialen Tragarm 43 der Tragbüchse 22a angebracht ist. Die Achse K der Rolle 42 schließt mit der Mischerachse M einen Winkel w₁ ein, und die konische Umfangsfläche 44 der Rolle 42 begrenzt mit dem Gehäusemantel 12 einen kleineren spitzen Winkel w₂.
  • Unter dem Tragarm 43 hängt eine Schürze 45 als Mischgutmitnehmer zum Gehäuseboden 14a hinab.
  • Bei Rotation des Mischläufers 50 aus Tragbüchse 22a, Mischwerkzeug 24a, Tragarm 43 und Rolle 42 führt letztere durch die auf sie wirkenden Reibungskräfte eine zusätzliche Eigenrotation aus. Hierdurch wird die Verteilung viskoser Medien auf der Oberfläche körniger Stoffe verbessert. Die dargestellten Winkel w₁, w₂ erzwingen eine zusätzliche räumliche Umschichtung des Mischgutes.
  • Nur angedeutet sind in Fig. 6 Erhebungen 46 bzw. Vertiefungen 48 in der Umfangsfläche 44 der Rolle 42; derartige Retentionen steigern die auf das Mischgut wirkenden Quetsch- und Scheerkräfte erheblich.
  • Eine obere Stirnfläche 52 der Rolle 42 soll zu den Einbaukörpern 30 in einem geringen Abstand h stehen; die Drehung jenes Mischläufers 50 bewirkt in Überlagerung mit der Eigenrotation der Rolle 42, daß an der Stirnfläche 52 haftendes Mischgut von dieser entfernt wird.
  • Bei den Ausführungsbeispielen 16s und 16v der Fig. 4 bis 6 ist es denkbar, mehrere Ebenen gleicher Bauart -- wie in Fig. 3 in horizontaler Richtung -- vertikal hintereinander zu reihen, auf jeder dieser Ebenen können an der Antriebswelle 20 auch mehrere Mischwerkzeuge 24a und Abstreifer 36 bzw. Mischläufer 50 vorgesehen sein.
  • Nicht dargestellt ist in der Zeichnung, daß das Gehäuse bzw. der Behälter 10 auch nichtzylindrisch gestaltet sein kann.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Mischen von Gießereiformstoffen, insbesondere von Sand und Bindemittel, mit von einer Antriebswelle (20) abragendem und mit ihr in einem Behälter (10) drehbarem Mischwerkzeug (24), zu dem außerhalb von dessen Bewegungsbahn axial versetzt von der Wandung des Behälters Einbaukörper (30) abragen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mehrere der von der Wandung (12) des Behälters (10) mit geringer seitlicher Erstreckung (a, d) abragenden Einbaukörper (30) in einer gemeinsamen Ebene (E bzw. H) als Konstruktionsebene zum Abbremsen der Mischgutrotation verlaufen, die das Behälterinnere in Mischräume (A, B bzw. C, F) unterteilt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Einbaukörper (30) zwischen zumindest zwei von der Antriebswelle (20) benachbart abragenden Mischwerkzeugen (24) vorgesehen ist/sind, deren jedes in einem der Mischräume (A, B) umläuft.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine vertikale oder eine dazu geneigte Ebene (E) zwischen den nebeneinander vorgesehenen Mischräumen (A, B).
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbaukörper (30) messerartig oder als Bolzen geringen Querschnittes (a, d) ausgebildet ist, und/oder daß der Einbaukörper (30) ein Stab mit tropfenförmigem Querschnitt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (i) des Einbaukörpers (30) höchstens dem halben Radius (q) des Behälters (10) entspricht.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte oder gewundene Achse (Q) des Einbaukörpers (30) zu einer Tangente (t) der Behälterwand (12) in einem Winkel (w) geneigt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Mischwerkzeuge (24) von einem gemeinsamen Tragring (22) od.dgl. der Antriebswelle (20) versetzt abragen und zwischen ihnen die Ebene (E) für die Einbaukörper (30) verläuft, und/oder daß an der Antriebswelle (20) Tragringe (22) für jeweils zumindest zwei Mischwerkzeuge (24) vorgesehen sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Einbaukörper (30) im Behälter (10) oberhalb des Mischwerkzeuges (24a) die zwei übereinander liegende Mischräume (C, f) trennende horizontale oder zur Horizontalen geneigte Ebene (H) bestimmen, wobei gegebenenfalls das unterhalb der von den Einbaukörpern (30) bestimmten Ebene (h) von der Antriebswelle (20) abragende Mischwerkzeug (24a) mit einer über diese Ebene greifenden Abstreifeinrichtung (36) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstreifeinrichtung (36) vorgesehen ist, die einen radial von der Antriebswelle (20) abstehenden stabartigen Abschnitt (37), einen dazu geneigten und vor die Stirnflächen (31) der Einbaukörper (30) reichenden Abschnitt (38) sowie einen an der Behälterinnenseite (11) verlaufenden Abschnitt (38a) aufweist, und/oder die mit eine an einem Deckel (14a) des Behälters (10) führbaren Firstarm (39) versehen ist.
  10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vom Tragring (22) bzw. von einer mit dem Mischwerkzeug (24a) verbundenen Tragbüchse (22a) ein der Behälterwandung (14) bzw. dem Behälterboden (14a) benachbartes Rotationsprofil (40) als Abstreifeinrichtung abragt.
  11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das unterhalb der von den Einbaukörpern (30) bestimmten Ebene (H) von der Antriebswelle (20) abragende Mischwerkzeug (24a) mit zumindest einer relativ zur Antriebswelle rotierenden Rolle (42) verbunden ist, deren Umfangsfläche (44) mit der Behälterinnenfläche (11) einen spitzen Winkel (w₂) begrenzt, wobei gegebenenfalls die Achse (K) der Rolle (42) mit der Antriebswelle (20) einen Winkel (w₁) einschließt, der kleiner als 90° ist.
  12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnfläche (52) der Rolle (42) in geringem Abstand (h) zu den zugeordneten Einbaukörpern (30) verläuft, und/oder daß sich die Rolle (42) bzw. ihre Umfangsfläche (44) zur Ebene (H) der Einbaukörper (30) hin konisch verjüngt.
  13. Vorrichtung nach wenigstens eine der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaukörper (30) durch Ringe (41), Spiralen od.dgl. verbunden sind, und/oder, daß die Umfangsfläche (44) der Rolle (42) mit Erhebungen (46) und/oder Einformungen (48) versehen ist.
  14. Vorrichtung nach eine der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug (24a) sowie die Abstreifeinrichtung (36) oder ein die Rolle (42) tragender Radialarm (43) beidseits der Antriebswelle (20) etwa auf eine gemeinsamen Durchmesser der Antriebswelle angeordnet sind, und/oder daß eine Stirnkante (29) des Mischwerkzeuges (24, 24a) einer Stirn- oder Bodenplatte (14, 14b) benachbart umläuft.
  15. Vorrichtung nach wenigstens eine der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug (24a) und die Abstreifeinrichtung (36) oder die am Radialprofil (40) vorgesehene geneigte Rolle (42) mit der Tragbüchse (22a) der Antriebswelle (20) zu eine Mischläufer (50) verbunden sind.
  16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug (24, 24a) eine zur Stirnwand (14) des Behälters (10) bzw. zum Gehäuseboden (14b) geneigte und pflugscharartig gekrümmte Fläche (26) aufweist, die mit einer Kante (27) der Behälterinnenseite (11) benachbart ist, und/oder daß die Fläche (26) teilringförmig ausgebildet sowie mittels eines Radialarms (25) an den Tragring (22) bzw. die Tragbüchse (22a) angeschlossen ist.
  17. Verfahren zum Mischen von Gießereiformstoffen, insbesondere von Sand und Bindemittel, mit einer Vorrichtung gemäß wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischgut von einem Mischraum in einen davon durch eine von Einbaukörpern bestimmte Ebene getrennten, anderen Mischraum gefördert wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischgutrotation in der von den Einbaukörpern bestimmten Ebene abgebremst wird.
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