Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen, Trocknen und Trennen von Gussstücken und Formsand in einer Kühltrommel

Abstract

 Beim Kühlen, Trocknen und Trennen von Gußstücken und Formsand in einer drehbaren Kühltrommel (1) werden die Gußstücke am stirnseitigen Ende und der Formsand durch einen vor diesem Ende liegenden, Durchtrittsöffnungen (11) aufweisenden perforierten Wandungsbereich aus der Kühltrommel ausgetragen. Der endseitige Teil der dabei verwendeten Kühltrommel (1) ist zumindest im Bereich der perforierten Wandung von zwei einander funktionell nachgeschalteten Kammern (2, 3) umgeben, deren gemeinsame Zwischenwand ebenfalls Durchtrittsöffnungen (8) aufweist und zweckmäßig als mit der Kühltrommel rotierendes Polygonsieb ausgebildet ist. in ihrer feststehenden Außenwand hat die zweite Kammer (3) an ihrem tiefstgelegenen Ende eine verschließbare Sandabzugsöffnung (6) und an ihrem oberen Ende einen Luftsaugstutzen (5).
Zwecks intensiver Kühlwirkung wird zusammen mit dem warmen und noch etwas feuchten Formsand durch die Durchtrittsöffnungen (11, 8) ein aus der Kühltrommel (1) kommender Luftstrom durch die erste Kammer (2) in die zweite Kammer (3) gesaugt. Dort wird der infolge intensiver Durchmischung mit der Luft in der ersten Kammer getrocknete und gekühlte Formsand aus der staubhaltigen Abluft abgeschieden.

Beschreibung

[0001] Es gibt Kühltrommeln, bei denen auf einer Seite heiße Gußstücke und Formsand eingegeben werden, die dann unter Umwälzung die Kühltrommel durchwandern und auf der anderen Seite wieder austreten, wobei sie kurz vorher durch Siebung getrennt werden. Die Kühlung von Sand und Gußteilen erfolgt dabei durch verdunstendes Wasser, das dem Sand entzogen oder zusätzlich zugegeben wird (siehe z. B. OS 26 07 265).

[0002] Ein Problem ist dabei, daß der Sand vor allem bei stark wechselndem Gießprogramm nie mit vollkommener Sicherheit unter eine gewünschte Endtemperatur (z. B. unter 30° C) beim Verlassen der Kühltrommel gebracht werden kann und daß er dabei meistens noch nicht fein genug ist bzw. noch Knollen enthält.

[0003] Für seine Weiterverarbeitung ist jedoch gerade eine solche Feinheit und auch eine vorbestimmbare niedrige Temperatur bekanntlich wünschenswert.

[0004] Ein solch erwünschter Zustand des Sandes wird nun erreicht durch das neue Verfahren nach Anspruch 1 - 8. Dabei wird der Formsand aus dem perforierten Teil der Kühltrommel in einer rotierenden Kammer, die die Kühltrommel umschließt, aufgefangen, über eine weitere perforierte Zwischenwand durch einen aus der Kühltrommel kommenden Luftstrom in eine zweite Kammer gesaugt, dort durch Schwerkraft vom Luftstrom getrennt und an der tiefsten Stelle dieser zweiten Kammer ausgetragen. Vorher wird in der vorderen Hälfte der Kühltrommel der Sand nach Möglichkeit weitgehend getrocknet, um schon hier vom Gießen her hartgebackene Knollen zum Zerfall zu bringen. Mit der Abluft wird aus der zweiten Kammer der im Formsand unerwünschte Staubanteil, der aus totgebranntem Binder, zersplittertem Feinstkorn etc. besteht, ausgetragen und einem Staubabscheider zugeführt.

[0005] Der entscheidende Effekt ergibt sich nun daraus, daß aus der ersten Kammer durch die perforierte Zwischenwand ein Sand-Luft-Gemisch gesaugt und dem Sand dabei durch die intensive Berührung mit viel Luft noch eine entscheidende Menge Wasser entzogen wird, wodurch seine Kühlung sogar unter Raumtemperatur möglich ist. Das setzt voraus, daß der durch die Löcher im perforierten Teil der Kühltrommel in die erste Kammer fallende Sand noch eine gewisse Restfeuchtigkeit besitzt, deren Verdunstungswärme den Kühleffekt bewirkt. Bei stark wechselnden Betriebsbedingungen ist es daher zweckmäßig, die Sandtemperatur und evtl. auch die Sandfeuchtigkeit speziell in der ersten Kammer zu überwachen und gegebenenfalls geregelte Mengen Wasser in die Kühltrommel kurz vor ihrem perforiertem Teil einzudüsen, um den vorgetrockneten Sand wieder anzufeuchten. Die Luftführung und dadurch auch die Kühlung führt über den perforierten Teil der Kühltrcmmel und durch den in der ersten Kammer rotierenden Sand. Der Luftstrom ist in seiner Stärke regelbar und nimmt dabei nur die leichten, sehr fein zerkleinerten und ziemlich trockenen Sandteilchen mit und beläßt in der rotierenden ersten Kammer die gröberen Sandklümpchen zurück.

[0006] Diese gröberen Sandklümpchen oder Sandknollen können in der ersten Kammer mit Hilfe von Mahlkörpern zerkleinert und aufgemahlen werden. Wenn sie aber hauptsächlich aus Kernresten bestehen, kann es vorteilhaft sein, die Sandknollen möglichst frühzeitig vom wieder aufzubereitenden Formsand abzutrennen und in einer besonderen Kammer aufzufangen, weil verschiedene Kernbindertypen im aufbereiteten Formsand unerwünscht sind.

[0007] Damit ist die gestellte Aufgabe optimal gelöst, den Formsand mit Sicherheit unter eine vorgegebene Endtemperatur - die sogar unter Raumtemperatur liegen kann - zu kühlen und ihn gleichzeitig mit einer sehr großen Feinheit und Gleichkörnigkeit zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung zu stellen, wobei der Sand gleichzeitig entstaubt ist.

[0008] In den Abbildungen sind erfindungsgemäße Kühltrommeln dargestellt. Dabei zeigen:

Figur I eine Prinzipskizze einer Ausführungsart zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 8

Figur II und Figur III bevorzugte Bauformen der erfindungsgemäßen Kühltrommeln in teilweise geschnitten dargestellter Seitenansicht und

Figur IV einen Schnitt entlang der Linie A - F in Figur III

[0009] Eine drehbare Kühltrommel 1 ist an ihrem endseitigen Teil, der mit Durchtrittsöffnungen 11 für Formsand versehen ist, von einer ersten Kammer 2 und einer zweiten Kammer 3 umgeben. Die zweite Kammer 3 ist ortsfest und mittels Dichtelementen 4 gegen die drehbare Kühltrommel 1 und die sich mit ihr drehenden Wandungsteile der ersten Kammer 2 abgedichtet. Am oberen Bereich der zweiten Kammer 3 ist ein Saugluftanschluß 5 vorgesehen. Der untere Teil der zweiten Kammer 3 ist als Auffangbehälter für getrockneten und gekühlten Sand ausgebildet und durch eine Klappe 6 abgeschlossen, die durch eine Feder oder ein Gegengewicht 7, deren Kraft in einem bestimmten Verhältnis zum nach unten wirkenden Gewicht des ausfließenden Sandes steht, nach oben gedrückt wird. Unterhalb der Klappe 6 ist ein nicht dargestelltes Transportgerät, beispielsweise ein Förderband, vorgesehen.

[0010] Die Wandung zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 3 ist wenigstens teilweise perforiert und mit Durchtrittsöffnungen 8 für den sich in der rotierenden ersten Kammer 2 umwälzenden Sand 9 versehen. Weiter ist eine Tür 10 (Figur I) vorgesehen, um die erste Kammer 2 bei Bedarf vollständig zu entleeren.

[0011] Bei den in den Figuren II - IV dargestellten Kühltrom= meln besteht die Wandung zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 3 aus einem Polygonsieb, das pyramidenstumpfförmig ausgebildet und dessen Innenwand mit Leitblechen 12 versehen ist. Die Leitbleche 12 sind, wie Figur IV zeigt, abwechselnd radial und sekantenförmig gerichtet auf der Innenwand des Pyramidenstumpfmantels angeordnet.

[0012] Eine besonders wirksame Kühlung wird erreicht, wenn der Pyramidenstumpfmantel einen den mit Durchtrittsöffnungen 11 versehenen Bereich der Kühltrommel 1 umgebenden Abschnitt aus unperforiertem Blech hat, an den sich ein den unperforierten Wandungsbereich der Kühltrommel umgebender Siebabschnitt anschließt, wobei die Leitbleche 12 an der Anschlußstelle der Nantelabschnitte durch Blechstege miteinander verbunden sind und umlaufende Sandtaschen bilden.

[0013] Das untere basisseitige Ende des Polygonsiebes ist zweckmäßig etwas abgesetzt erweitert. In diese Erweiterung rollen die nicht durch die engen Durchtrittsöffnungen 8 des Siebes passenden Sandknollen und Metallreste. Sie werden daraus laufend in eine ortsfeste Auffangkammer 13 ausgetragen, die am unteren Ende mittels einer bereits beschriebenen Klappe 6 abgeschlossen und gegen die sich drehenden Wandungsteile abgedichtet ist. Es ist auch möglich, Mahlkörper in die abgesetzte Erweiterung der ersten Kammer 2 einzugeben, um in der nachgeschalteten Auffang-Kammer 13 den Sand der Kernreste in bereits aufgemahlenem Zustand getrennt vom Formsand in der zweiten Kammer 3 abzuscheiden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Kühlen, Trocknen und Trennen von Gußstücken und Formsand in einer rotierenden Kühltrommel, wobei abgegossene Formballen am stirnseitigen Ende in die Kühltrommel eingegeben werden, die Gußstücke aus dem anderen Ende der Kühltrommel und der Formsand aus einem vor diesem Ende liegenden perforierten Teil getrennt ausgetragen werden, und wobei bei Bedarf Wasser ins Innere der Kühltrommel eingedüst wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formsand aus dem perforierten Teil der Kühltrommel in einer rotierenden ersten Kammer aufgefangen wird, die den perforierten Teil der Kühltrommel allseitig umgibt, und daß durch diese erste Kammer über eine mit ihr durch eine perforierte Zwischenwand in Verbindung stehende zweite Kammer ein aus der Kühltrommel kommender Luftstrom gesaugt und damit gleichzeitig Formsand in diese zweite Kammer überführt, dort durch Schwerkraft vom Luftstrom getrennt und aus dem tiefstgelegenen Teil dieser zweiten Kammer ausgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die perforierte Zwischenwand im wesentlichen nur ein Sand-Luft-Gemisch getrieben wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Kammer mit der Kühltrommel angetrieben wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Kammer unabhängig von der Drehzahl und der Drehrichtung der Kühltrommel angetrieben wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Kammer mit Mahlkörpern zum Zerschlagen von Sandknollen befüllt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der eingegebene Sand im vorderen Teil der Kühltrommel weitgehend getrocknet und erst im hinteren Teil der Kühltrommel gegebenenfalls weiteres Wasser zugedüst wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sand im vorderen Teil der Kühltrommel auf einen H₂0-Gehalt von ca. 1 % getrocknet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 - 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Sandtemperatur und/oder Sandfeuchtigkeit an mehreren Stellen in der Kühltrommel und/oder in der ersten und/oder in der zweiten Kammer gemessen und die Meßwerte auf ein Rechen- und Regel= gerät gegeben werden, das den Kühl- und Trocknungs= vorgang steuert.

9. Vorrichtung zum Kühlen, Trocknen und Trennen von Gußstücken und Formsand, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, bestehend aus einer um ihre Langsachse drehbaren Kühltrommel, die Öffnungen zur stirnseitigen Eingabe von Gußstücken enthaltenden Formballen und zur endseitigen Entnahme der Gußstücke, sowie einen vor der endseitigen Öffnung liegenden perforierten Bereich in der Trommelwandung hat und mit einer Wasser-Eindüsungsvorrichtung und auf ihrer Innenwand angeordneten Mitnehmerleisten ausgerüstet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens der endseitige Teil der Kühltrommel (1) von einem Auffangraum umgeben ist, der durch eine teilweise perforierte Zwischenwand in eine den perforierten Wandungsbereich der Kühltrommel (1) vollständig umgebende erste Kammer (2) und eine gegen die Kühltrommel abgedichtete zweite Kammer (3) unterteilt ist, die an ihrem oberen Ende einen Luftsaugstutzen (5) und an ihrem tiefstgelegenen Ende eine verschließbare Sandabzugsöffnung hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die perforierte Zwischenwand im Auffangraum zwischen der ersten Kammer (2) und der zweiten Kammer (3) als Polygonsieb ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polygonsieb als Pyramidenstumpfmantel ausgebildet ist, der an der Innenwand mit Leitblechen (12) versehen und fest mit der drehbaren Kühltrommel (1) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitbleche (12) abwechselnd radial und sekantenförmig gerichtet auf der Innenwand des Pyramidenstumpfmantels angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Polygon-Pyramidenstumpfmantel einen den perforierten Wandungsbereich der Kühltrommel (1) umgebenden Abschnitt aus unperforiertem Blech hat, an den sich ein den unperforierten Wandungsbereich der Kühltrommel (1) umgebender Siebabschnitt anschließt, und daß an der Verbindungsstelle dieser beiden Mantel-Abschnitte die Leitbleche (12) durch Blechstege miteinander verbunden sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 - 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß basisseitig an das pyramidenstumpfförmige Polygonsieb eine Auffangkammer (13) für Sandknollen und Metallreste angeschlossen ist.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Kammer (3) und die Auffangkammer (13) an ihrem tiefstgelegenen Ende als Abschluß eine Klappe (6) haben, die durch eine Feder oder ein Gegengewicht (7), deren Kraft in einem bestimmten Verhältnis zum nach unten wirkenden Gewicht des ausfließenden Sandes steht, nach oben gedrückt wird.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 - 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnehmerleisten auf der Kühltrommel-Innenwand schraubenlinienförmig und gegebenen- falls zum Trommelinnern konisch ansteigend verlaufen und aus perforierten Flacheisen, T-Flügeln oder bügelförmig abgekröpften Rundeisen bestehen.

Zeichnung