Die Entkernung der Gießkerne aus dem fertigen Gußteil er- folgt bei herkömmlichen drucklosen Aluminiumgußverfahren wie Cold-Box, Warm-Box, Croning und dergleichen durch An- brechen und anschließendem Rütteln mittels Vibrationsti- schen, Klopfen, Ausblasen und anderer mechanischer Verfah- ren. Anschließend werden die Gußteile noch sandgestrahlt, wobei das Strahlgut aus Eisenkügelchen oder Quarz-Globulit besteht, um das restliche, anhaftende Kernmaterial zu ent- fernen.

Die dafür verwendeten Bindersysteme zur Form-und Kernher- stellung basieren vorwiegend auf Kunstharzen als Bindemit- tel für den eingesetzten Sand. Die organischen Bindemittel- komponenten sind in der Mehrzahl gesundheitsschädlich, wes- halb am Arbeitsplatz Vorkehrungen zur Absaugung der verwen-

deten Chemikalien (z. B. Lösemittel oder als Katalysatoren eingesetzte Amine) ergriffen werden müssen. Bei der Reini- gung der Abluft anfallende Waschlösungen müssen entsorgt werden. Der in großen Mengen bei der Entkernung anfallende Altsand muß entweder teuer entsorgt werden oder wird durch Pyrolyse regeneriert, wobei auch hier eine gesundheits- schädliche Abluft entsteht, und die anfallende Waschlösung deshalb ebenfalls teuer entsorgt werden muß.

Aus der DE 195 49 469 ist ein wasserlöslicher Binder auf der Basis von Polyphosphat zur Herstellung von Gießkernen für drucklose Aluminiumgießverfahren bekannt, durch dessen Verwendung sich die o. a. Nachteile weitestgehend vermeiden lassen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren zur Entkernung wasserlöslicher Gießkerne zu schaffen und darüber hinaus eine Vorrichtung bereitzustellen, mit- tels derer sich dieses Verfahren durchführen läßt.

Besonderes Augenmerk richtet sich dabei auf die mögliche Wiederverwendung des bei der Entkernung anfallenden Alt- sands und einer ebenso ökonomischen wie ökologischen Be- handlung des anfallenden Abwassers.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein gattungs- gemäßes Verfahren, bei dem der Kernsand durch Wasserstrah- len aus den Gußteilen ausgetrieben wird. Nach einer bevor- zugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Sand in einem Entkernungsbecken aus den Gußteilen ausgetrieben wird. Vorteilhafterweise werden die mindestens einen Gießkern aufweisenden Gußteile zum An- lösen des Gießkerns vorab in ein wassergefülltes Lösungsbe- cken eingebracht. Nach einer Weiterentwicklung des Verfah- rens werden die Gußteile durch Bewegen in einem wasserge-

füllten Restentsandungsbecken restentsandet.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung weiter eine gat- tungsgemäße Vorrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch eine Wasserstrahleinrichtung zum Austreiben des Kernsandes aus den Gußteilen.

Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese weiterhin ein Entkernungsbecken zur Aufnahme der Gußteile beim Austreiben des Formsandes auf. Vorzugs- weise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich ein wassergefülltes Lösungsbecken zum Anlösen des Formsandes in den Gußteilen auf. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung be- inhaltet die Vorrichtung darüber hinaus ein wassergefülltes Restentsandungsbecken zum Ausspülen des Formsandes aus den Gußteilen.

Das Gußteil wird vorab in ein wassergefülltes Lösungsbecken eingetaucht, um den Gießkern anzulösen. Anschließend wird der angelöste Kern in einem Entkernungsbecken mittels Was- serstrahlen aus dem Gußteil ausgetrieben. Der in schwer zu- gänglichen Teilen der Gußform verbleibende Restsand wird dann durch gezieltes Bewegen des Gußteils in einem wasser- gefüllten Restentsandungsbecken entfernt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Anlagenteile, die zur schrittweisen Entkernung des Gußteils erforderlich sind, mit einem Transportsystem verbunden sind, das mindestens ein Transportband aufweist, um unnötige Umlagerungen der Gußteile zu vermeiden.

Das zu diesem Zweck vorrichtungsgemäß vorgesehene Trans- portsystem kann aus mehreren einzelnen Transportbändern be-

stehen oder in besonders vorteilhafter Ausführung als ein einziges Transportband ausgeformt sein.

In einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird das Gußteil nach dem Gießen auf ein Transportband abgelegt, das Transportband befördert das Gußteil in das Lösungsbecken, es durchläuft das Lösungsbecken auf dem Transportband, wird auf diesem wieder über den Wasserspiegel gehoben, zur Ent- kernungsstation mit Wasserstrahldüsen transportiert und nach der Entkernung zum Tauchbad für die Restentsandung be- fördert.

Das Verfahren sieht vor, dass das Transportband oder Teile davon an den jeweiligen Bearbeitungsstationen angehalten oder in der Transportgeschwindigkeit gesteuert werden kön- nen, um so die Verweildauer der Gußteile an den einzelnen Bearbeitungsstationen den jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.

Eine äußerst bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die un- behandelten Gußteile durch einen Manipulator auf das Trans- portband gelegt werden. Vorrichtungsgemäß kann es sich bei dem Manipulator z. B. um einen sensorgesteuerten Greifarm handeln.

Im Lösungsbecken wird der Gießkern im Wasserbad durch Auf- nahme von Wasser angelöst. Dieses Anlösen kann aufgrund der Wasserlöslichkeit des Binders allein schon durch reines Wasser erreicht werden. Denkbar ist aber auch, das Anlösen durch Zugabe eines Tensids zur Verringerung der Oberflä- chenspannung und/oder durch Zugabe eines Entlüfters, der die Austreibung der verbliebenen Luft im Gießkern unter- stützt, zu beschleunigen. Zusätzlich oder alternativ kann auch Zugabe von Säure erfolgen.

Die Entkernung der Gußteile erfolgt in Einzelbearbeitung, d. h. jedes Gußteil wird für sich bearbeitet, um den Sand- eintrag von einer Gußform in eine benachbart angeordnete auszuschließen. Aufgrund der Wasserlöslichkeit des Binders erfolgt die Entkernung durch Wasserstrahlen, die gezielt auf das Gußteil gerichtet sind. Die Wasseraustrittsdüsen können dabei in allen Richtungen manipulierbar sein und können in ihrem Bewegungsablauf programmgesteuert dem je- weiligen Gußteil angepaßt werden, wodurch die Entkernung von komplizierten Gußteilen gewährleistet werden kann, da die Wasserstrahlen auch unzugängliche Ecken im Inneren des Gußteils erreichen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vor- gesehen, dass Bewegungen der Wasserstrahldüsen zumindest teilweise einzeln programmgesteuert an die Gußteile anpaß- bar sind. Dies ist vor allem bei kleinen, schwer zugängli- chen Ecken des Gußteils von Vorteil. Eine Weiterentwicklung sieht vor, dass mehrere Wasserstrahldüsen zu gruppenweise gesteuerten Düsenanordnungen (Düsenstöcke) zusammengefaßt sind, so dass sich auch größere Bereiche effizient entker- nen lassen.

Um auch größere Gußteile in ihrer Gesamtheit zu entkernen, ist im Entkernungsbecken eine translatorische oder rotato- rische Relativbewegung zwischen Gußteil und Wasserstrahldü- sen vorgesehen. Diese ergibt sich nach einer Weiterentwick- lung der Erfindung dadurch, dass zumindest zeitweise das Gußteil gehalten ist und die Wasserstrahldüsen bewegt sind oder umgekehrt. Nach einer Weiterentwicklung der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Gußteil in einem Rotationskäfig angeordnet ist. Vorzugsweise weist der Rotationskäfig eine Anzahl von Rollen auf, die auf im

wesentlichen kreisförmigen Laufschienen der Entkernungsein- richtung abrollen.

Des weiteren sieht eine bevorzugte Ausführung Wasserstrahl- düsen unterschiedlicher Geometrie bzw. entsprechender Dü- senstöcke vor, wobei die Wasserstrahldüsen als Flachstrahl- düsen, Vollstrahldüsen und/oder Vollkegeldüsen ausgebildet sein können. Die einzelnen Düsenstöcke können nacheinander geschaltet und zeitversetzt aktiv sein. Jedoch ist auch möglich, unterschiedliche Düsenstöcke (Düsengeometrien) gleichzeitig zu aktivieren. Mittels einer derartigen Konfi- guration kann zunächst eine großflächige Entkernung, z. B. durch Flachstrahldüsen erfolgen, woraufhin ein nachgeschal- teter Düsenstock, der spezifisch nach dem jeweiligen Guß- teil ausgebildet ist (Vollstrahl, Vollkegelstrahl), die Feinentkernung übernimmt. Der Strahldruck kann entsprechend angepaßt werden.

Das Verfahren sieht weiterhin vor, dass das Gußteil nach der Wasserstrahl-Entkernung durch einen Manipulator vom Transportband genommen und in ein Tauchbad zur Restentsan- dung überführt wird. Bei dem Greifarm kann es sich seitens der Vorrichtung wiederum um einen sensorgesteuerten Greif- arm handeln.

Gerade bei komplizierten Gußformen ist es nicht auszu- schließen, dass sich loser Sand in unzugänglichen Bereichen abgesetzt hat. Dieser wird nun durch gezielte Bewegungen des Gußteils im Tauchbad herausgewaschen und sinkt aufgrund der Schwerkraft auf den Boden des Tauchbadbehälters. Die ausgeführten Bewegungen des Gußteils erfolgen programmge- steuert in horizontaler, vertikaler und axialer Richtung je nach Anforderungen des jeweiligen Gußteils mit Hilfe des Manipulators bzw. des Greifarms. Anschließend wird das Guß- teil aus dem Tauchbad herausgehoben und auf einer Entnahme-

station abgelegt. Dies geschieht wiederum durch den Greif- arm im gleichen Arbeitsgang.

Sowohl auf dem Grund des Lösungsbeckens, des Entkernungs- beckens als auch des Tauchbades zur Restentkernung sammelt sich der Altsand, der noch mit Resten des Binders behaftet ist. Dieser Altsand kann vorteilhaft mit einer sogenannten Schlammräumeinrichtung, wie sie aus der Klärschlammtechnik bekannt ist, aus den verschiedenen Becken ausgeräumt wer- den.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Funktion der Schlammräumeinrichtung von dem Transportband bzw. einzelnen Transportbändern mit übernommen. In diesem Fall weist das entsprechende Transportband an seiner Ober- fläche Mitnehmer auf. Auf der Oberseite des Transportbandes werden dann die Gußteile befördert (Haltefunktion der Mit- nehmer), auf der Unterseite, die entlang des jeweiligen Beckenbodens geführt ist, wird der Sand durch die Mitnehmer zum Austrag über die Wasseroberfläche gefördert. Im Zuge dieser Verfahrensdurchführung ist es vorteilhaft, die ent- sprechenden Teile des Transportsystems als sanddurchlässige Transportbänder zu gestalten, um so die Ablagerung des San- des am Boden der Becken zu ermöglichen.

Im Falle eines Transportsystems mit nur einem Transportband läßt sich so ein gemeinsamer Sandaustrag für die gesamte Entkernungsrichtung realisieren.

Eine andere Ausgestaltung erlaubt alternativ einen Sandaus- trag durch Spiralförderer, Saugräumer, Schildräumer oder dergleichen.

Im Zuge der Aufgabenstellung sieht eine besonders bevorzug- te Art der Durchführung vor, den ausgetragenen Altsand ei- ner Sandwascheinrichtung zuzuführen.

Die Sandwascheinrichtung kann als ein Becken mit feinma- schigem sandundurchlässigem Zwischenboden gestaltet sein, in das der Altsand oberhalb des Zwischenbodens eingetragen wird. Die Sandwascheinrichtung ist dabei mit Wasser ge- füllt.

Die Reinigung kann durch das Einblasen von Druckluft unter- halb des Zwischenbodens-eventuell im Intervallbetrieb- unterstützt werden, um so eine effiziente Verwirbelung des Sandes zu erreichen.

Das Verfahren sieht darüber hinaus vor, den gewaschenen biner Trocknungseinrichtung zuzuführen. Diese kann da- ) rrichtungsgemäß als Band-oder Durchlauftrockner aus- let sein. Denkbar ist jedoch auch eine Kammertrock- da hier eine effektivere und energiesparendere Trock- nung möglich ist. sehen, den gereinigten getrockneten Sand zur Stellung von Gießkernen zu verwenden.

Das Abwasser aus dem Lösungsbecken, der Entkernungsstation, dem Tauchbad und dem Sandreinigungsbecken enthält Phosphate aus dem gelösten Binder. Dieses phosphathaltige Abwasser muß nicht teuer entsorgt werden, sondern kann als Rohstoff in der chemischen Industrie oder Düngemittelindustrie wie- der Verwendung finden. Um die Transport-und Lagerkosten gering zu halten, wird das Abwasser aus der Entkernungsan- lage einer Verdampfungseinrichtung zugeführt, die das Ab- wasser in ein Konzentrat überführt. Damit wird ein deutlich geringeres Volumen erreicht. Das dabei anfallende Destillat

kann der Entkernungseinrichtung direkt wieder zugeführt werden. Zur Verdampfung kann beispielsweise ein Brüdenver- dichter, z. B. in Form eines Blasenverdampfers, eines Fall- stromverdampfers oder eines Zwangsumlaufverdampfers, oder ein Niedrigtemperaturverdampfer eingesetzt werden.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vor- gesehen, dass wenigstens an der Entkernungseinrichtung ent- stehendes Spritzwasser bzw. beim Entkernen noch heißer Guß- teile entstehender Wasserdampf in einer Einhausung aufge- fangen bzw. durch Kondensation zurückgewonnen wird. Zur Wasserdampfrückgewinnung wird dabei vorteilhafterweise der entstehende Wasserdampf mittels des Destillats aus der Ver- dampfungseinrichtung gekühlt, das in Kühlwasserschläuchen in Wandungen der Einhausung geführt ist. Auf diese Weise wird zudem das Destillat bzw. das eingsetzte Frisch-oder Prozeßwasser (wäßrige Salzlösung) vor der erneuten Verwen- dung im Rahmen der Wasserstrahltechnologie erwärmt, was beim Entkernen zu einem beschleunigten Anlösen der Binder- brücken führt, so dass der gesamte Prozeß schneller durch- führbar ist.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass diese ein optisches Erkennungssystem zur Erken- nung der Gußteilgeometrie aufweist. Eine solche Erkennung kann beispielsweise aufgrund einer Schattenbildung des Guß- teils bei Verwendung geeigneter Lichtquellen, Bildaufnahme- einrichtungen (Video, CCD) und Bildauswerteeinrichtungen (Mikroprozessor) erfolgen und anschließend den Entkernungs- vorgang steuerungstechnisch beeinflussen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung der nachfolgenden Figuren, die Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzel- nen darstellen. Es zeigt :

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Pilotanlage als Vor- richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung der Vor- richtung, der den Transportweg der Gußteile und die Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte und des Sandaustrags verdeutlicht ; Fig. 2b eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer er- sten Ausführung der Wasserstrahl-Entkern- ungseinrichtung ; Fig. 3 eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer wei- teren Ausführung der Wasserstrahl-Entkernungs- einrichtung ; Fig. 4 eine Aufsicht und eine Schnittansicht einer wei- teren Ausführung der Wasserstrahl-Entkernungs- einrichtung ; Fig. 4a, b eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht einer weiteren Ausführung der Wasserstrahl-Entkern- ungseinrichtung zum rotarischen Bewegen der Guß- teile ; Fig. 5 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Wasser- strahl-Entkernungseinrichtung mit einem Manipu- lator zur Gußteilentkernung ; Fig. 6 eine Schnittansicht einer Ausführung der Wasser- strahl-Entkernungseinrichtung mit Einhausung zur Wärme-und Wasserdampfrückgewinnung ;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Wascheinrich- tung zum Reinigen des Altsandes ; Fig. 8 ein Fließbild der Verdampfungseinrichtung ; Fig. 9 eine schematische Darstellung der Trocknungsein- richtung.

Die Fig. 1 zeigt in Form eines Blockschaltbilds ein konkre- tes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entkernen von Gußteilen und insbesondere zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens. Die eigentliche Entkernung der Gußteile erfolgt in einer Entkernungseinrichtung 1, die auch eine Schlammräumeinrichtung 1.1, 1.2 beinhaltet. Die Entker- nungseinrichtung 1 wird anschließend in Fig. 2 bis 5 de- tailliert dargestellt.

In unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Entkernungseinrich- tung 1 sind Gitterboxen 2.1, 2.2 angeordnet, die der Auf- nahme unbehandelter 2.1 und behandelter Gußteile 2.2 die- nen. Des weiteren weist die Vorrichtung einen Sandauffang- container 3 auf, der ebenfalls in der Nähe der Entkernungs- einrichtung 1 angeordnet ist und sich zwischen dieser und einer Sandreinigungseinrichtung 4 befindet. Die Sandreini- gungseinrichtung 4 und die Entkernungseinrichtung 1 sind über Leitungen mit einem Destillatbehälter 5 verbunden.

Weitere Leitungen führen von der Entkernungseinrichtung 1 und der Sandreinigungseinrichtung 4 zu einem Vorlagetank 6 für eine nachgeschaltete Verdampfungseinrichtung 7 und von dort zu einem Konzentratbehälter 8. Die Verdampfungsein- richtung 7 ist außerdem mit dem Destillatbehälter 5 verbun- den. Nachgeschaltet zur Sandreinigungseinrichtung 4 weist die Vorrichtung einen Sandbunker 9 und eine Trocknungsein- richtung 10 für gewaschenen Sand auf. An diese schließt sich eine Kernmacherei 11 an.

Die Verfahrensdurchführung geschieht wie folgt : Unbehandel- te Gußteile lagern in der Gitterbox 2.1 und werden der Ent- kernungseinrichtung 1 mittels eines Manipulators 1.3, z. B. in Form eines Greifarms, zugeführt. Nach erfolgter Entker- nung legt ein zweiter Manipulator 1.4 die behandelten Guß- teile in der anderen Gitterbox 2.2 ab.

Bei der Entkernung anfallender Altsand 12 und das ver- schmutzte Wasser 13 werden getrennt wieder aufbereitet. Der Altsand 12 wird mittels der in der Entkernungseinrichtung 1 enthaltenen Schlammräumeinrichtung 1.1, 1.2 in den Sandauf- fangcontainer 3 überführt und gelangt von dort in die Sand- reinigungseinrichtung 4, die in Fig. 7 näher dargestellt ist.

Der gereinigte Sand wird über den Sandbunker 9 der Trock- nungseinrichtung 10 zugeführt. Dies kann z. B. mittels einer Transportschnecke geschehen. Der gereinigte, getrocknete und somit regenerierte Sand 14 steht anschließend in der Kernmacherei 11 erneut zur Verfügung. Die Trocknungsein- richtung 10 ist in Fig. 9 näher dargestellt.

Das Abwasser 13 wird über den Vorlagetank 6 der Verdamp- fungseinheit 7 zugeführt. Letztere ist in Fig. 8 näher er- läutert. Dort wird das Abwasser 13 zu einem Konzentrat 15 reduziert, das in dem gesonderten Behälter 8 gelagert wird und als Sekundärrohrstoff für die chemische Industrie wei- tere Verwendung finden kann. Das Destillat 16 gelangt in den dafür vorgesehenen Behälter 5 und steht somit für die Entkernungseinrichtung 1 (speziell für dort enthaltene Was- serbäder 1.5, 1.6 und eine Wasserstrahleinrichtung 1.7) und für die Sandwascheinrichtung 4 erneut zur Verfügung.

Den schematischen Aufbau einer Ausführung der Entkernungs- einrichtung 1 zeigt die Fig. 2. Sie weist drei wesentliche Teileinrichtungen auf, nämlich ein wassergefülltes Lösungs- becken 1.5, ein wassergefülltes Restentsandungsbecken 1.6 und ein Entkernungsbecken 1.8, die in einer Reihe nebenein- ander angeordnet sind. Das Lösungsbecken 1.5 und das Ent- kernungsbecken 1.8 sind mit einem Transportsystem für zu entkernende Gußteile 1.9 verbunden, das in der gezeigten Ausgestaltung aus einem sanddurchlässigen Transportband 1.10 mit Mitnehmern 1.11 für Sandaustrag auf seiner Ober- fläche besteht. Das Transportband 1.10 beginnt auf der dem Entkernungsbecken 1.8 abgewandten Seite des Lösungsbeckens 1.5 oberhalb der Wasseroberfläche, führt über den Boden des Lösungsbeckens 1.5 und des Entkernungsbeckens 1.8 und von dort zurück. Die Mitnehmer 1.11 des Transportbandes 1.10 übernehmen dabei zusätzlich zu der Räumerfunktion des aus- gewaschenen Sandes 12 auch die Funktion einer Haltevorrich- tung der Gußteile 1.9 während des Transportes zur Entker- nungsstation. Das Restentsandungsbecken 1.6 weist ein eige- nes sanddurchlässiges mitnehmerbesetztes Transportband 1.12 auf, das ebenfalls oberhalb der Wasseroberfläche beginnt, über den Beckenboden geführt wird und von dort zum Aus- gangspunkt zurückkehrt. Die gezeigte Entkernungseinrichtung 1 beinhaltet weiterhin zwei Manipulatoren 1.3, 1.4 in Form von Greifarmen, die so angeordnet sind, dass sich ein er- ster Manipulator 1.3 am Anfang des Lösungsbeckens 1.5 be- findet, so dass er den Teil des Transportbandes 1.10 er- reicht, der oberhalb der Wasseroberfläche verläuft. Ein zweiter Manipulator 1.4 befindet sich am Ende des Restent- sandungsbeckens 1.6, so dass er sowohl das Restentsandungs- becken 1.6 selbst als auch das Ende des ersten Transport- bandes 1.10 im Entkernungsbecken 1.8 erreicht. Das Entker- nungsbecken 1.8 weist bewegliche und programmsteuerbare Wasserstrahldüsen 1.13 auf, die beim gezeigten Ausführungs-

beispiel in Form von Düsenstöcken 1.14 gruppenweise ange- ordnet sind.

Der erste Manipulator 1.3, der hier schematisch als sensor- gesteuerter Greifarm dargestellt ist, setzt die Gußteile 1.9 auf dem ersten Transportband 1.10 ab, auf dem sie in das wassergefüllte Lösungsbecken 1.5 eingebracht werden (Lösungsmitteltemperatur von Raumtemperatur bis ca. 80°C).

Nach ausreichender Anlösezeit, die durch ein Verlangsamen oder Beschleunigen des Transportbandes 1.10 steuerbar ist, gelangen die Gußteile 1.9 in das Entkernungsbecken 1.8, worin sie mittels der beweglichen und programmsteuerbaren Wasserstrahldüsen 1.13 oberhalb des Wasserspiegels bei Strahldrücken von 2-6 bar entkernt werden.

Anschließend hebt der zweite Manipulator 1.4, hier gezeigt in Form eines zweiten Greifarms, die Gußteile 1.9 vom Transportband 1.10 und taucht sie zur Restentsandung durch gezieltes Bewegen in ein wassergefülltes Restentsandungs- becken 1.6. Nach erfolgter Restentsandung werden die Guß- teile 1.9 durch den Manipulator 1.4 aus den Restentsan- dungsbecken 1.6 entnommen und zur Weiterbearbeitung abge- legt.

Der Austrag 12 des sich auf den Böden der Becken 1.5, 1.6, 1.8 ansammelnden Sandes wird durch die Schlammräumfunktion der Transportbänder 1.10, 1.12 bewerkstelligt. Die Trans- portbänder werden mit ihren mit Mitnehmern 1.11 besetzten Oberflächen so über die Beckenböden geführt, dass der Alt- sand 12 über den Beckenrand gehoben und auf diese Weise ausgetragen wird.

Die Fig. 2b zeigt in einer Aufsicht und einer Schnittan- sicht weitere Einzelheiten der Wasserstrahleinrichtung im Entkernungsbecken 1.8. Zur Entkernung der Gußteile 1.9 sind

auch lateral bewegliche Wasserstrahldüsen 1.13 angeordnet.

Das mit Mitnehmern 1.11 besetzte Transportband 1.10 kann in seiner Geschwindigkeit so gesteuert werden, dass eine opti- male Entkernung erreicht wird. Die Geschwindigkeit ist em- pirisch zu ermitteln.

Darüber hinaus weist das Entkernungsbecken 1.8 eine Spann- vorrichtung 1.15 als Halteeinrichtung für die Gußteile 1.9 während der Entkernungsphase auf, die an der Außenwand des Beckens fixiert ist 1.15a und eine oder mehrere Spannwangen 1.15b beinhaltet.

Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils in einer Aufsicht (links) und einer Schnittansicht (rechts) weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Wasserstrahl-Entkernungseinrichtung.

Die Fig. 3 erläutert ein Einsatzprinzip für Wasserstrahl- technik zum Entkernen von Gußteilen 1.9 mit mobilem Gußteil 1.9 auf einem Transportband 1.10 und fixierten Anordnungen von Wasserstrahldüsen 1.13 (Düsenstöcke 1.14). Die Düsen- stöcke 1.14 sind lineare Anordnungen aus einer Mehrzahl von Wasserstrahldüsen 1.13, die seitlich und oberhalb der auf dem Transportband 1.10 angeordneten Gußteile 1.9 an einem Düsenstrahlrahmen 1.16 angeordnet sind. Der Düsenstrahlrah- men 1.16 besitzt im wesentlichen eine oberhalb des Gußteils 1.9 geschlossene U-förmige Gestalt und umfaßt Verbindungs- leitungen 1.17 für Frischwasser oder Prozeßwasser (Destillat 16 bzw. wäßrige Salzlösung mit einer Konzentra- tion bis 13%, vorzugsweise bis 8,5%, pH 7-12), das zum Ent- kernen der Gußteile 1.9 verwendet wird.

Die Anordnung von jeweils drei Düsenstöcken 1.14 an einem Düsenstrahlrahmen 1.16 wird als Düsenstrahlsatz 1.18, 1. 18' bezeichnet. Im linken Teil der Fig. 3 ist gezeigt, dass ei- ne Mehrzahl solcher Düsenstrahlsätze 1.18, 1. 18'längs des

in Richtung der Doppelpfeile P beweglichen Transportbandes 1.10 angeordnet sein können, wobei die Düsenstöcke 1.14 des jeweiligen Düsenstrahlsatzes 1.18, 1. 18' unterschiedliche Düsenarten aufweisen. So weist der in Richtung der Trans- portbandbewegung vordere Düsenstrahlsatz 1.18 beispielswei- se Flachstrahldüsen auf, die eine erste (großflächig akti- ve) Reinigungs-bzw. Entkernungsstufe bilden. Der in Rich- tung der Transportbandbewegung nachgeschaltete Düsenstrahl- satz 1. 18'bildet eine zweite Reinigungs-bzw. Entkernungs- stufe und weist hierzu beispielsweise Vollstrahl-und Voll- kegeldüsen auf, mit denen eine gezielte kleinskalige Ent- kernung der Gußteile 1.9 möglich ist. Das Düsenmaterial wird aufgrund der angestrebten Haltbarkeit und chemischen Beständigkeit ausgewählt. Möglich sind z. B. Düsen aus Poly- mer, Messing oder Edelstahl.

Die Fig. 4 zeigt in einer der Fig. 3 entsprechenden Dar- stellung eine weitere Ausführungsform, bei der die Düsen- stöcke 1.14 mit den Wasserstrahldüsen 1.13 auf mobilen Dü- senstrahlrahmen 1.18, 1. 18' angeordnet sind. Letztere wei- sen zu diesem Zweck im unteren Bereich, d. h. an den Enden 1.19 ihrer freien Schenkel Räder 1.20 auf, auf denen sie entlang des Transportbandes 1.10 mit den Gußteilen 1.9 in Richtung der Doppelpfeile P'mit empirisch festzulegender Geschwindigkeit verschiebbar sind. Diese Weise läßt sich analog zu den Ausführungen betreffend die Fig. 3 ein mehr- stufiger Entkernungsprozeß für die Gußteile 1.9 realisie- ren.

Zusätzlich oder alternativ zu den durch die Doppelpfeile P, P'dargestellten horizontalen Bewegungen der Fig. 3,4 kön- nen die Gußteile 1.9 und/oder die Düsenstöcke 1.18, 1. 18' auch in vertikaler Richtung (senkrecht zur Ebene des Trans- portbands 1.10) bewegbar sein. Für die Gußteile 1.9 ist

hierfür eine gesonderte Hebeinrichtung (nicht gezeigt) vor- gesehen.

Die Fig. 4a und 4b zeigen eine Weiterbildung der erfin- dungsgemäßen Entkernungseinrichtung, die zum rotatorischen Bewegen der Gußteile ausgebildet ist.

Dazu weist die Entkernungseinrichtung 1 zusätzlich zu den Ausgestaltungen der Fig. 3 und 4 einen Rotationskäfig 1.15c auf, der im wesentlichen quaderförmig (Fig. 4b) ausgebildet ist und der innerhalb des Düsenstrahlrahmens 1.16 mittels an seinen Ecken angeordneter Rollen 1.15d auf zueinander parallel angeordneten kreisförmigen Laufschienen 1.15e, von denen in Fig. 4a, b nur eine zu erkennen ist, drehbar ge- führt ist. Der Rotationskäfig 1.15c ist dabei beim gezeig- ten Ausführungsbeispiel um eine zur Ebene des Transport- bands 1.10 parallele Achse A drehbar, die in Fig. 4b ge- zeigt ist (dort senkrecht zur Blattebene).

Der Entkernungsprozess durch Rotationsbewegung des Gußteils läuft folgendermaßen ab : Zunächst wird das zu entkernende Gußteil 1.0 mittels des Transportbandes 1.10 in Richtung des Pfeils P zum Rotati- onskäfig 1.15c transportiert. Mit Hilfe beispielsweise von Lichtschranken (nicht gezeigt) wird eine exakte Positionie- rung des Gußteils 1.9 unterhalb des Rotationskäfig 1.15c ermittelt. Anschließend wird mittels einer nicht gezeigten Hebevorrichtung das Gußteil 1.9 in den Rotationskäfig 1.15c gehoben und dort mittel der Spannvorrichtung 1.15 fixiert.

Danach wird eine Rotation des Gußteils 1.9 und zugleich die Entkernung mittels der Wasserstrahldüsen 1.13 eingeleitet.

Die Geschwindigkeit der Rotation muss der Entkernung ange- passt sein. Die Rotationsbewegung kann im Uhrzeigersinn und

Gegenuhrzeigersinn ausgeführt werden. Durch eine derartige Rotation des Gußteils 1.9 können sämtliche Flächen des Guß- teils 1.9 mittels Wasserstrahlen erreicht werden. Zusätz- lich lassen sich Hinterschneidungen im Gußteil 1.9 leichter erreichen und durch die Drehbewegung von 360° erheblich ef- fektiver ausschlämmen.

Die Rotation wird mit parallel verlaufenden Laufschienen 1.15e (zwei beim gezeigten Ausführungsbeispiel) und dem darin befindlichen Rotationskäfig 1. 15c, der über vier drehbar gelagerte Rollen 1.15d mit den Laufschienen 1.15e verbunden ist, realisiert.

Dieses Prinzip der Entkernung läßt sich mit einer weiter unten anhand der Fig. 6 beschriebenen Einhausung zur Wärme- und Wasserdampfrückgewinnung kombinieren, was hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt ist. Die Anord- nung der Düsenstöcke 1.13 (Anordnung vertikal oder horizon- tal) zum Gußteil muss empirisch ermittelt werden.

Die eingesetzten Düsengeometrien entsprechen den bereits oben vorgestellten Entkernungsprinzipien.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Einsatzprinzip der Wasser- strahltechnik zum Entkernen von Gießteilen unter Einsatz eines Manipulators.

Zu diesem Zweck ist im Bereich des Transportbandes 1.10 ein weiterer Manipulator 1.21 angeordnet, der am distalen Ende 1.22 seines Armes einen Düsenstrahlkopf 1.23 trägt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel Wasserstrahldüsen 1.13 unter- schiedlicher Form, z. B. Flachstrahl-, Vollstrahl-und Voll- kegeldüsen aufweist. Auf dem in Richtung des Pfeils P be- wegten Transportband 1.10 ist eine Ständereinrichtung 1.24 zur Aufnahme der Gußteile 1.9 angeordnet. Diese hat im we-

sentlichen die Form einer flach auf dem Transportband 1.10 aufliegenden Platte 1.25, die an ihrer Oberseite eine An- zahl vertikaler Stützen 1.26 aufweist, auf denen die Guß- teile 1.9 in einem Abstand zur Platte 1.25 aufliegen, so dass sie rundherum zugänglich sind und damit eine Entker- nung von allen Seiten möglich ist.

Das Entkernen der Gußteile 1.9, die auf dem Transportband 1.10 (der Ständereinrichtung 1.24) angeordnet sind und sich in Richtung des Pfeils P am Manipulator 1.21 vorbeibewegen, erfolgt durch punktförmiges programmgesteuertes Abfahren der Gußteile 1.9 durch den Manipulator 1.21, wobei je nach Bedarf die unterschiedlichen Wasserstrahldüsen 1.13 am Dü- senstrahlkopf des Manipulators eingesetzt werden. Die ver- schiedenen Bewegungsmöglichkeiten des Manipulators 1.21 in allen Raumrichtungen sind durch die Pfeile im oberen Teil der Fig. 5 dargestellt.

Um den Wasserverlust beim Entkernen heißer Gußteile beim Einsatz der vorstehend beschriebenen Wasserstrahltechnik zu reduzieren, schlägt die Erfindung im Rahmen einer bevorzug- ten Weiterentwicklung ein System zur Wasser-und Wärmerück- gewinnung bei einer Wasserstrahl-Entkernungsanlage vor.

Dies ist in der Fig. 6 dargestellt.

Die Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht durch eine Ausführung der Vorrichtung mit einem mobilen Düsenstrahlrahmen 1.18, die im wesentlichen der Schnittansicht der Fig. 4 ent- spricht. Um die Entkernungseinrichtung herum ist eine Ein- hausung 1.27 mit U-förmigem Querschnitt vorgesehen, die die Entkernungseinrichtung vollständig umgibt und zumindest größtenteils aus einem gut wärmeleitenden Material, z. B. einem Metall steht. Im Inneren der Wandung der Einhausung 1.27 sind Wasserschläuche 1.28 angeordnet. Diese haben ei- nen wendel-bzw. mäanderartigen Verlauf und erstrecken sich

so im wesentlichen in die Zeichenebene hinein bzw. aus der Zeichenebene heraus.

Mittels einer Zuleitung 1.29 und einem Auslauf 1.30 wird in den Leitungen 1.28 das Destillat 16 der Verdampfungsein- richtung 7, Frischwasser oder eine Lösung aus Wasser und Salz (Prozeßwasser) zugeführt.

Beim Einsatz der Wasserstrahltechnik zum Entkernen der in der Regel heißen Gußteile 1.9 (Gußteiltemperatur bis 450°C, Temperaturbereich bei Kokille-und Sandguß) bildet sich in- nerhalb der Einhausung 1.27 Wasserdampf 13.2, der aufgrund des Temperaturunterschieds zu den Wandungen der Einhausung 1.27 auf dieser kondensiert, wodurch der Wasserverlust beim Entkernen drastisch reduziert wird. Das Kondensat kann an- schließend dem Entkernungsbecken 1.8 zugeführt und wie oben beschrieben weiterbehandelt werden. Das erwärmte Destillat 16 verläßt die Einhausung durch den Auslauf 1.30 und wird anschließend selbst zum Entkernen von Gußteilen 1.9 verwen- det, wobei aufgrund der erhöhten Wassertemperatur ein schnelleres Anlösen der Binderbrücken erreicht wird, so dass die Entkernung schneller durchgeführt werden kann.

Die Einhausung 1.27 mit den wasserführenden Schläuchen 1.28 funktioniert demgemäß nach dem Prinzip eines Wärmetau- schers, durch den ein Teil der beim Gießprozeß aufgewende- ten Wärmeenergie rückgewonnen und zum beschleunigten Ent- kernen der Gußteile verwendet wird.

Die schematische Darstellung in Fig. 7 zeigt die Sandwasch- einrichtung 4, mit deren Hilfe der beim Entkernen anfallen- de Sand 12 von Binderresten gereinigt wird. Sie beinhaltet in der hier gezeigten Ausgestaltung ein Becken 4.1, das bei etwa 2/3 seiner Tiefe einen parallel zum Beckenboden 4.2 angeordneten feinmaschigen, sandundurchlässigen Zwischenbo-

den 4.3 aufweist. Unterhalb des Zwischenbodens 4.3 er- streckt sich eine parallel zum Beckenboden 4.2 verlaufende, den größten Teil der Beckenausdehnung durchmessende Druck- luftleitung 4.4, die in regelmäßigen Abständen nach oben, d. h. in Richtung des Zwischenbodens 4.3 gerichtete Öffnun- gen 4.5 besitzt. Das Becken 4.1 weist darüber hinaus in der Nähe des oberen Beckenrandes 4.6 eine Zuleitung für Frisch- wasser 4.7 und am Beckenboden 4.2 einen Ablaß 4.8 für Schmutzwasser 13 auf.

Der Altsand 12 wird oberhalb des feinmaschigen und sandun- durchlässigen Zwischenbodens 4.3 in die Wascheinrichtung 4 eingetragen, die mit Frischwasser gefüllt wird. Die Verwir- belung des Sandes 12 erfolgt durch Druckluft, die unterhalb des Zwischenbodens 4.3 eingeblasen wird und durch diesen hindurch nach oben steigen kann.

Über den Schmutzwasserablaß 4.8 am Boden der Sandwaschein- richtung 4 kann das Abwasser 13 der in Fig. 1 gezeigten Verdampfungseinrichtung 7 zugeführt werden.

Fig. 8 zeigt ein Verfahrensfließbild für eine Verdampfungs- einrichtung mit Brüdenverdichtung. Die Verdampfungseinrich- tung 7 weist einen Verdampfer 7.1 in Form eines tankartigen Behälters auf, der eine Anfahrheizung 7.2 beinhaltet. Das Innere des Verdampfers 7.1 steht in Kontakt zu einem Kon- densator 7.3, der beispielsweise als Plattenwärmeübertrager ausgebildet sein kann. Verdampfer 7.1 und Kondensator 7.3 sind über einen Brüdenverdichter 7.4, d. h. eine Wälzkolben- Vakuumpumpe verbunden. Des weiteren weist die Verdampfungs- einheit 7 einen Wärmetauscher in Form eines Vorwärmers/ Destillatkühlers 7.5 auf. Der Vorwärmer 7.5 beinhaltet ei- nen Schmutzwasserzulauf 7.6 und ist mit dem Inneren des Verdampfers 7.1 verbunden. Der Destillatkühler 7.5 besitzt einen Ablauf 7.7 für das Destillat 16 und ist mit dem Kon-

densator 7.3 verbunden. Am Boden des Verdampfers 7.1 ist ein Ablaß 7.8 für das konzentrierte Abwasser im Sumpf 7.9 vorgesehen.

Bei Prozeßbeginn wird das einzudampfende Abwasser 13 durch den Vorwärmer/Destillatkühler 7.5 in den Verdampfer 7.1 ge- saugt. Dies geschieht mittels der als Brüdenverdichter 7.4 ausgebildeten Vakuumpumpe, die durch Absaugen der anfangs im Verdampfer 7.1 vorhandenen Luft für einen Unterdruck sorgt. Das eintretende Abwasser 13.1 wird mittels der durch den Kondensator 7.3 geführten, komprimierten und dadurch erhitzten Luft erwärmt. Zusätzlich kann zu Prozeßbeginn die Heizung 7.2 so lange zugeschaltet werden, bis das Abwasser 13.1 siedet. Der aufsteigende Wasserdampf 13.2 wird vom Verdichter 7.4 abgesaugt, auf Normaldruck gebracht und kon- densiert im Kondensator 7.3, wobei die freiwerdende Wärme an den Verdampferinhalt 13.1 abgegeben wird. Das Destillat 16 verläßt die Einrichtung über den Vorwärmer/Destillat- kühler 7.5, wobei es einen Teil seiner Wärmeenergie an das einfließende Abwasser 13 abgibt.

Das konzentrierte Abwasser im Sumpf 7.9 kann in einen Be- hälter (nicht gezeigt) abgelassen werden, sobald es die ge- wünschte Endkonzentration erreicht hat. Dann beginnt ein neuer Eindampfzyklus.

Die Fig. 9 zeigt die Trocknungseinrichtung 10 für gewasche- nes Kernmaterial 12.1 in der speziellen Ausgestaltung als Fließbetttrockner. Das Trocknergehäuse 10.1 ist eine Schweißkonstruktion aus Stahlblech und besitzt einen Sand- einlauftrichter 10.2 und einen höhenverstellbaren Sandaus- lauf 10.3, dessen vertikale Position die Schichthöhe des Sandes 12.1 in der Trocknungseinrichtung 10 bestimmt.

Im unteren Bereich des Gehäuses 10.1 ist parallel zum Ge- häuseboden 10.4 ein Düsenboden 10.5 angeordnet, der als Blechplatte mit Bohrungen für geschraubte Luftdüsen (nicht gezeigt) ausgebildet ist. Unterhalb des Düsenbodens 10.5 befindet sich eine Windkammer 10.6. Die Luftdüsen sind so ausgebildet, dass mit ihrer Hilfe Luft aus der Windkammer 10.6 durch den Düsenboden 10.5 nach oben geleitet werden kann, jedoch von oben auch bei Stillstand keine Feststoffe durch den Düsenboden 10.5 in die Windkammer 10.6 gelangen können. Im Bereich der Windkammer 10.6 weist das Gehäuse 10.1 eine Öffnung 10.7 zum Einblasen erhitzter Trockenluft 10.8 auf. Weiterhin ist ein Thermoelement 10.9 zur Messung der Sandtemperatur vorgesehen.

Der zu trocknende Sand 12.1 wird oberhalb des Düsenbodens 10.5 in das Gehäuse 10.1 eingebracht. Dabei wird auf ca.

400°C erhitzte Luft 10.8 in die Windkammer 10.6 eingeblasen und über den Düsenboden 10.5 in das Sandbett 12.1 geleitet.

Die Trocknerluft 10.8 durchströmt das Sandbett 12.1 derge- stalt, dass sie ein Ablösen der einzelnen Sandteilchen aus der Schicht bewirkt, jedoch keinen pneumatischen Transport des Sandes hervorruft. So erfahren die Sandteilchen eine intensive Durchmischung, ohne aus der Schicht 12.1, die man auch als Fließbett oder fluidisierte Schüttschicht bezeich- net, ausgetragen zu werden. Über die so maximierte Kontakt- oberfläche zwischen Feststoff und Gas, d. h. Sand 12.1 und Trocknerluft 10.8 wird der Wärmeinhalt der Luft rasch an den Sand 12.1 abgegeben, so dass das Wasser verdampft. Der Temperaturfühler 10.9 überwacht die Sandtemperatur, deren Anstieg einen zu geringen Sandeintrag signalisiert. Der ge- trocknete Sand 14 verläßt die Kammer 10.1 über den Sandaus- lauf 10.3.

Die folgenden Einflußfaktoren sind von entscheidender Be- deutung für den eigentlichen Entkernungsvorgang und werden

im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. der vorste- hend beschriebenen Vorrichtung kontrolliert und gesteuert bzw. explizit mit berücksichtigt : - Art des Lösungsmittels (Wasser) ; - wahlweise Frischwasser (im neutralen pH-Bereich) oder Prozeßwasser ; - Viskosität des Lösungsmittels ; - beim Einsatz von Prozeßwasser (pH 7-12) Konzentration der Lösung bis 13%, vorzugsweise bis 8,5% ; - Lösungsmitteldruck 2-6 bar ; - Lösungsmittelstrahl (abhängig von der Düsenform) ; - Düsenmaterial je nach angestrebter Haltbarkeit und che- mischer Beständigkeit (z. B. Polymer, Messing, Edel- stahl) ; - Lösungsmitteltemperatur (Raumtemperatur bis 80°) ; - Gußteiltemperatur (Raumtemperatur bis 450°), Temperatur- bereich bei Kokille-und Sandguß) ; - Gußgeometrie (Einsatz eines optischen Erkennungssy- stems) ; - Dauer des Entkernungsvorgangs ; - Geschwindigkeiten des Transportbandes bzw. des Düsen- strahlrahmens (empirisch zu ermitteln).