IBURG, Frank (Steinkampstrasse 1b, Freden, 31084, DE)
Ansprüche:
1. Vorrichtung zum Selektieren von thermisch stark beanspruchtem Altsand mit
5 hohem Kernsandanteil vom thermisch gering beanspruchten Altsand eines - nach dem Entformen von Gussteilen - anfallenden gesamten Altsandstroms, bestehend aus einer um eine horizontale Achse rotierend antreibbaren Siebtrommel (2) mit einem Eintrittsende (4) zur Zuführung des Altsandstroms (9) und einem Austrittsende (5) für eine Abführung von - beim Passieren der lo Siebtrommel nicht vollständig zerfallenen - Sandknollen oder dgl., und aus einem im geringen Abstand unter der rotierbaren Trommel angeordneten, bunkerartigen Sammelgehäuse (1 1 ), dessen Breite und dessen Länge mindestens der Breite und der Länge der Siebtrommel (2) entspricht, wobei in dem Gehäuse (1 1 ) wenigstens ein, quer und senkrecht zur Rotationsachse (3) der Siebtrommel (2) i5 orientiertes Trennwandelement (13) angeordnet ist, welches den Innenraum des
Sammelgehäuses (1 1 ) - bezogen auf die Länge der Siebtrommel (9) - in wenigstens zwei Sektionen (20,21 ) unterteilt, deren Weite und relative Lage jeweils auf einen bestimmten Längenabschnitt (A 1 B) der Siebtrommel abgestimmt sind, wobei im unteren Bereich jeder der Sektionen eine (eigenständige)
20 Vorrichtung (16,17) zum Abfördern der in der jeweiligen Sektion gesammelten
Menge an ausgesiebtem Altsand angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der Lage und Weite jeder Sektion (20,21 ) des Sammelgehäuses (11 ) - bezogen auf die Siebtrommel (2) - in Abhängigkeit von
25 dem unterschiedlichen spezifischen Siebverhalten der unterschiedlichen
Komponenten des in die Siebtrommel eingeleiteten (4) Altsandstroms (9) bestimmt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Weite jeder Sektion (20,21 ) des 30 Sammelgehäuses (11 ) mindestens 100 mm beträgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das bzw. jedes Trennwandelement (13) oben eine Trennkante (14) und unten zwei von der Wand in entgegengesetzte Richtungen geneigte Ableitschrägen (15a, 15b) zum Ableiten
35 der in den durch das Trennwandelement (13) getrennten Sektionen (20,21 ) gesammelten Sandanteile auf die der Sektion zugehörige Abfördervorrichtung (16,17) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der die Siebwand der Siebtrommel (2) einen polygonalen Querschnitt aufweist.
5 6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der der Durchmesser der Siebtrommel (2) vom Eintrittsende (4) zum Austrittsende (5) hin, vorzugsweise stetig, zunimmt, und insbesondere in dem Umfang, der für eine Förderung mit auf den Siebvorgang abgestimmter Fördergeschwindigkeit der in der Siebtrommel (2) befindlichen Altsandmenge in Richtung des Austrittsendes (5) erforderlich ist.
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7. Verfahren zum Selektieren von thermisch stark beanspruchtem Altsand mit hohem Kernsandanteil vom thermisch gering beanspruchtem Altsand des nach dem Entformen von Gussteilen anfallendem gesamten Altsandstrom, der dem Eintrittsende einer polygonalen, um eine horizontale Achse ständig rotierenden i5 Siebtrommel (2) zugeführt und durch die Rotationsbewegung der Trommel in
Richtung zum anderen Ende der Siebtrommel geleitet wird, während die auf dem Weg durch die Siebtrommel ausgesiebten Sandkörner in Abhängigkeit davon, in welchem Längsabschnitt (A 1 B) der Siebtrommel sie durch deren Siebwand rieseln, jeweils gesondert in einem dem Längsabschnitt zugeordneten Abschnitt (20,21 )
20 eines unter der Siebtrommel angeordneten bunkerartigen Sammelgehäuses (11 ) gesammelt und von dort gesondert abgeführt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die bei Eintritt (4) des Altsandstromes in die Siebtrommel (2) rasch durch die Siebwand der Trommel rieselnden Einzelkörner
25 von den knolligen Kernsandanteilen und dem thermisch stärker beanspruchten
Altsandanteil in einem dem vorderen Längsabschnitt der Siebtrommel zugeordneten Abschnitt des Sammelgehäuses gesammelt und so von den feuchteren und thermisch weniger beanspruchten Anteilen des Altsandstromes selektiert werden.
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9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die feuchteren und thermisch weniger beanspruchten Altsandanteile durch die Rotation der Siebtrommel (2) weiter in Richtung Austrittsende (5) der Siebtrommel gefördert und unter Wirkung der auf den Altsand wirkenden Reibung und von - gegebenenfalls verstärkten -
35 Zentrifugalkräften in vom Eintrittsende der Siebtrommel weiter beabstandeten
Abschnitten der Trommel in Einzelkörner zerlegt werden und gesiebt und in einem oder mehreren abgetrennten weiteren Abschnitten des Sammelgehäuses gesammelt und getrennt von dort abgeführt werden.
10. Verfahren zum Behandeln einer Mischung aus unterschiedlich stark beanspruchtem Formstoff (44), mit einem ersten Anteil von thermisch stärker beanspruchtem Formstoff und einem zweiten Anteil von thermisch weniger beanspruchtem Formsand,
5 wobei die Mischung (44)
(a) in ein drehendes Polygonsieb (50) eingeleitet wird, welches außen liegende Siebflächen (55) aufweist, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit drehen;
(b) während der Drehung des Polygonsiebs (50), die Mischung (44) in lo Längsrichtung (100) des Polygonsiebs bewegt wird, und sich dabei entsprechend der thermisch unterschiedlich stark beanspruchten Anteile lokal aufkonzentriert, wobei
(1 ) der stärker beanspruchte Anteil näher zum Anfangsbereich (52a) des Polygonsiebs (50) konzentriert wird, und hier durch die i5 Siebflächen (55) ausgesiebt wird;
(2) der weniger beanspruchte Anteil näher zum Endbereich (52b) konzentriert wird, und hier durch die Siebflächen (55) ausgesiebt wird;
(c) die ausgesiebten beiden Anteile getrennt weitergefördert werden (81 ,82).
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11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Anfangsbereich (52a) kürzer ist als der Endbereich (52b), insbesondere weniger als halb so lang ist, beispielsweise im wesentlichen ein Drittel bis ein Viertel einer Gesamtlänge des Polygonsiebs (50) einnimmt.
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12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei hinter dem Endbereich (52b) des Polygonsiebs dritte Anteile der Formstoffmischung (44) aus dem Polygonsieb (50) axial austreten, welche überkerngröße aufweisen, insbesondere - durch ein Reiben und das Fördern im Polygonsieb - nicht oder nicht ausreichend
30 zerkleinerte Knollenanteile (44k).
13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der thermisch stark beanspruchte Anteil (44t) Kernsand aufweist und der weniger thermisch beanspruchte Anteil
Formsand (44f) ist, welch letzterer eine größere Feuchte aufweist.
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14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Zentrifugalkraft auf die Formstoffmischung (44) während der Drehung des Polygonsiebs zum Ende (E) hin zunimmt.
15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die beiden ausgesiebten Anteile (44t,44f) von einer Leitvorrichtung (78,79;70a,70b) nach dem Aussieben und vor dem Weiterfördern getrennt gehalten und geleitet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 10 oder 15, wobei eine erste, quer zur
Längsrichtung (100) des Polygonsiebs (50) ausgerichtete Wandfläche (70b) geneigt ist, und den ersten Anteil (44t) einer ersten Fördereinrichtung (81 ) zuleitet.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei eine zweite geneigte Wandfläche (70a) quer zur Längsrichtung (100) des Polygonsiebs ausgerichtet ist und den zweiten Anteil (44f) einer zweiten Fördereinrichtung (82) zuleitet.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Neigung der ersten geneigten Wandfläche und die Neigung der zweiten geneigten Wandfläche gegenläufig sind.
19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die beiden geneigten Wandflächen (70a, 70b) eine gemeinsame Trennkante (78) besitzen, mit der die beiden Anteile der Formstoffmischung getrennt gehalten werden und von den geneigten Wandflächen jeweils einem anderen Förderband (81 ,82) zugeleitet werden.
20. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die geneigte erste oder zweite Wandfläche (70a, 70b) in eine Vertikalwand (79) überleiten, welche näher zum drehenden Polygonsieb (50) reicht und an ihrem oberen Ende eine Trennkante (78) aufweist.
21. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die erste oder zweite Wandfläche (70a, 70b) eine zum Polygonsieb (50) weisende freie Kante (78) aufweist, zum Trennen oder Getrennt-Halten der unterschiedlich stark beanspruchten, ausgesiebten Formstoffanteile.
22. Trenn- und Leiteinrichtung für gemischten Altsand aus Kern- und Formsand, zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche, wobei eine Siebtrommel (50) mit außen liegenden Siebflächen (55) drehbar oberhalb einer Bunker- oder Leitvorrichtung (75) gehalten ist,
5 - die Siebflächen (55a,55b,55c ...) einen vielflächigen, dreidimensionalen
Körper der Siebtrommel (50) bilden; unter der Siebtrommel (50) eine Bunker- oder Leitvorrichtung (75) angeordnet ist, welche unter sich zumindest zwei getrennte Fördereinrichtungen (81 ,82) aufweist; lo - in der Leitvorrichtung (75) zumindest eine, bevorzugt zwei gegensätzlich geneigte Wandfläche(n) (70a, 70b) angeordnet sind, um thermisch stärker und thermisch weniger stark beanspruchten Altsand getrennt den getrennten Fördereinrichtungen (81 ,82) zuzuleiten; die zumindest eine geneigte Wandfläche (70a, 70b) eine zur i5 Siebtrommel (50) weisende, quer zu ihrer Längsrichtung (100) ausgerichtete Trennkante (78) besitzt.
23. Trenn- und Leiteinrichtung nach Anspruch 22, wobei die Trennkante (78) höhenverstellbar ist, insbesondere an einer und mit einer Wandfläche.
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24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine Neigung von Siebflächen der Siebtrommel (2) vom Eintrittsende (4) zum Austrittsende (5) mehr als 2° beträgt; und/oder die Drehzahl der Siebtrommel oberhalb von 15 U/min liegt.
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25. Verfahren nach Anspruch 10 oder 13, wobei der thermisch stark beanspruchte Anteil (44t) Altsand mit abgebrannten Binderhüllen aufweist, und der weniger thermisch beanspruchte Anteil Formsand (44f) ist, der eine größere Feuchte aufweist.
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SELEKTIEREN EINES NACH DER GUSSHERSTELLUNG ANFALLENDEN ALTSANDSTROMS UND
VORRICHTUNG DAFüR
Bei der Gussherstellung in tongebundenen Sandformen werden für bestimmte Gussteile, wie Motorblöcke, Zylinderköpfe, Pumpengehäuse und andere häufig zahlreiche Sandkerne verwendet. In dem nach dem Giessen und Auspacken der Gussteile anfallenden Altsandstrom verbleiben die Kerne zumeist als Sandknollen, aber auch als abgebrannte, rieselfähige Einzelkörner. Der Altsand wird erneut zum Formstoff aufbereitet.
Für die erneute Aufbereitung ist es ein Problem, dass durch den Kernsandzulauf die Gesamtmenge des Altsandes ständig zunimmt und Anteile des Altsandes entsorgt oder regeneriert werden müssen. Die kernintensive Gussproduktion hat zur Folge deutlich höhere Aufbereitungskosten als auch negative technologische Einflüsse auf die Formstoffqualität. So ist die Sandaufbereitung von tongebundenem Altsand, der mit hohem Kernsandzulauf „verdünnt" ist, energetisch ungünstiger und mit deutlich höherem Additiven-Verbrauch verbunden. Bei der Entsorgung von Altsandüberschuss gehen wertvolle Additive, z.B. Glanzkohlenstoffbildner verloren. Auch ist die Entsorgung selbst mit steigenden Kosten verbunden. Auf der anderen Seite ist das Regenerieren von Mischrestsanden mit hohem Anteil an frischem Ton technologisch schwierig und energetisch deutlich ungünstiger als das Regenerieren von reinem Kernaltsand und thermisch stark beanspruchtem tongebundenem Altsand.
In der DE-A 10 2005 055 877 wurde vorgeschlagen den Kernsandzulauf und den Anteil an thermisch stark beanspruchtem Altsand durch selektives Auspacken der Form zu reduzieren, wobei das Gussstück und der Formstoff separat aus dem Formkasten ausgepackt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Kernsandzulauf und den Anteil an thermisch stark beanspruchten Anteilen im anfallenden Altsandstrom in einfacher und Kosten sparender Weise zu selektieren und ohne großen maschinellen Aufwand wirksam von dem weniger stark thermisch beanspruchten Altsand im anfallenden Altsandstrom zu trennen.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und auf die Verfahrensweise nach Anspruch 7 gelöst. Ebenso Anspruch 10 oder Anspruch 22.
Dabei erfolgt die Trennung der verschiedenen Anteile an Sand in dem anfallenden Altsandstrom innerhalb einer um eine horizontale Achse rotierend angetriebenen Siebtrommel, an deren Eintrittsende der anfallende Altsandstrom zugeführt und durch die Rotation der Trommel in Richtung auf das Austragende der Trommel in mäßigem Tempo weiter befördert wird. Die vereinzelten und durch die Siebwand der Trommel austretenden Sandkörner werden von einem bündig unter der Siebtrommel angeordneten bunkerartigen Sammelgehäuse mit - den Maßen der Siebtrommel entsprechenden - Breiten- und Längenabmessungen aufgenommen und zwar in entsprechend den in der Siebtrommel selektierten Altsandanteilen angeordneten und voneinander getrennten Gehäusesektionen, denen jeweils eigene Geräte, wie Förderbänder oder dgl., zum Abtransport der selektierten Altsandbestandteile zugeordnet sind.
Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht somit im Wesentlichen nur aus zwei einfachen Komponenten: der rotierenden Siebtrommel und dem dieser angepassten bunkerartigen Sammelgehäuse, das in wenigstens zwei voneinander getrennte
Gehäusesektionen unterteilt ist. Der Aufwand an Gerät und Mechanik ist gering.
Die Selektion erfolgt stetig und automatisch. Die Stelle(n) im Sammelgehäuse, an denen dieses in jeweils eigenständige Sektionen unterteilt wird, sind genau auf den in der Siebtrommel erfolgenden Siebvorgang eingestellt.
Dies basiert auf der genauen Beobachtung, auf welcher Anfangslänge der Siebtrommel bei Eintritt des Altsandstromes die ungebundenen Kernsand-Einzelkörner und die Einzelkörner des thermisch stark beanspruchten Altsandanteils spontan durch die
Siebwand der Trommel rieseln. Die 'Weite' - gemessen in Längsrichtung der Trommel - der ersten Sektion des bunkerartigen Sammelgehäuses ist auf diese Anfangslänge der Siebtrommel abgestimmt.
Der feuchtere, thermisch überwiegend geringer beanspruchte Altsandanteil wird über die Anfangslänge der Siebtrommel hinaus gefördert und dabei oder danach gesiebt, wobei der Siebvorgang zum Teil erst durch die Wirkung von Fliehkräften ermöglicht wird. Damit gelangt der geringer beanspruchte Altsand überwiegend in die zweite Sektion bzw. gegebenenfalls in weitere vorgesehene Sektionen des Sammelgehäuses.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher beschrieben:
Figur 1 zeigt die Vorrichtung im senkrechten Schnitt in Seitenansicht, Figur 2 zeigt die Siebvorrichtung in mit Blick in Richtung des Eintrittsendes der Siebtrommel,
Figur 3, 4 alternatives Ausführungsbeispiel (Anspruch 10),
Figur 3a ,3b eine Vorrichtung zum Selektieren von Sand in zwei 90°-Ansichten. Das Polygonsieb ist oben und das Trennwandelement in der Figur 3b bei 79' zu erkennen.
Die Siebvorrichtung 1 umfasst eine horizontal angeordnete Siebtrommel 2, deren horizontale Achse 3 in einem die Siebtrommel umschließenden Gehäuse 7 gelagert ist, welches nach unten offen ist. Das Eintrittsende 4 der Siebtrommel 2 dient zur Zufuhr des nach Beendigung des Gieß- und Entformungsvorgangs der Gussteile anfallenden Altsandstromes, der in Figur 1 nur durch den Pfeil 9 angedeutet ist. Zum Zuführen des Altsandstromes kann z.B. ein Trichter 9a dienen. Das entgegengesetzte Austrittsende 5 der Siebtrommel 2 dient zum Abführen von beim Durchgang der Trommel auch durch die dabei auftretende Reibung und die bestehenden Fliehkräfte nicht in Einzelkörner zerlegte Sandklümpchen oder -Knödel, wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist.
Die Siebtrommel 2 ist in dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel polygonal ausgebildet, wie am Besten aus Figur 2 ersichtlich ist. Außerdem ist sie bevorzugt, wie dargestellt, in Längsrichtung vom Eintrittsende 4 zum Austrittsende 5 hin konisch schwach erweitert, wie aus Figur 1 erkennbar ist. Hierdurch wird eine Förderung des in der Siebtrommel 2 befindlichen Sandes vom Eintrittsende 4 aus in Richtung zum Austrittsende 5 mit einer für den Siebvorgang und vor allem für die angestrebte Selektion günstigen Fördergeschwindigkeit gewährleistet. Die Erweiterung der Siebtrommel 2 kann stufenweise, bevorzugt jedoch stetig erfolgen. Die Durchmesser- Erweiterung hat auch den Vorteil, dass zum hinteren Bereich der Trommel hin die die Vereinzelung und Aussiebung der Sandkörner fördernde Reibung und Einwirkung von Fliehkräften auf den Sandstrom zunimmt.
Der Mantel der Siebtrommel ist an der Trommelwelle 3 durch radiale Streben 6 abgestützt. Die Trommelwelle 6 wird von einer Antriebsvorrichtung 8 nahe dem
Austrittsende 5 stetig in Rotation versetzt. Die vereinzelten und durch die Siebwand der Siebtrommel 2 nach unten rieselnden Sandkörner fallen in ein unter der Siebtrommel angeordnetes bunkerartiges Sammelgehäuse 11 , dessen Breite und Länge der Breite und Länge der Siebtrommel 2 entsprechen. Die obere Kante 12 des Gehäuses 11 liegt
nur geringfügig unter der Unterseite der Siebvorrichtung 1. Die vordere Wand ist mit 12a und die hintere Wand mit 12b bezeichnet.
Von Bedeutung für die Funktion ist die genaue Beachtung des jeweiligen Verhaltens der verschiedenen Kernsand- und Altsandanteile des Altsandstromes in der Siebtrommel während des Siebvorganges. So ist festzustellen, dass ein Großteil der Sandkörner der ungebundenen Kernsandeinzelkörner und der Einzelkörner des thermisch stärker beanspruchten Altsandanteils bei Eintritt des Altsandstromes in das Eintrittsende 4 der Siebtrommel 2 sofort durch die Siebwand der Siebtrommel rieseln. Sie gelangen damit in den vorderen, an die Wand 12a grenzenden Bereich des Sammelgehäuses 11. Es erweist sich, dass dieses rasche Aussieben der genannten Einzelkörner auf einer begrenzten Anfangslänge - A in Figur 1 - der Siebtrommel 2 geschieht. In einem dieser Anfangslänge A entsprechenden Abstand von der Vorderwand 12a des Sammelgehäuses 11 ist in diesem eine quer zur Welle 3 und unterhalb der Siebtrommel eine Trennwand 13 angeordnet, wodurch eine erste Sektion 20 gebildet ist, in der die im Abschnitt A ausgesiebten Einzelkörner gesammelt werden. Hinter der Trennwand 13 wird durch diese eine zweite Sektion 21 des Sammelgehäuses gebildet, in der die in dem übrigen Abschnitt B der Siebtrommel ausgesiebten Einzelsandkörner gesammelt werden. Diese gehören zu dem feuchteren, thermisch weniger beanspruchten Altsandanteil, der durch die Rotationsbewegung der Siebtrommel in den
Trommelabschnitt B gefördert wird und dabei der Reibung und den Fliehkräften ausgesetzt ist, was die Kornvereinzelung und den Siebvorgang fördert.
Die Trennwand 13 im Sammelgehäuse 11 beginnt oben mit einer Trennkante 14 und weist im unteren Bereich 15 zwei in entgegengesetzte Richtungen schräg verlaufende Leitelemente 15a und 15b auf, welche das Sammelgut aus jeder Sektion 20 bzw. 21 auf eine unten in der Sektion angeordneten Abfördervorrichtung, wie Transportband 16 bzw. 17 ableiten.
Mit 23a und 23b sind mögliche Füllhöhen in den beiden Sektionen angedeutet. Mit 25 ist in Figur 2 der Austritt der ausgesiebten Sandkörner angedeutet.
Durch die zuvor beschriebenen Vorgänge wird die angestrebte Selektierung der Kernsandeinzelkörner und der Einzelkörner des thermisch stärker beanspruchten Altsandanteils einerseits vom feuchteren und thermisch schwacher beanspruchten Altsandes andererseits auf einfache Weise gewährleistet. Es ist lediglich erforderlich, den nach dem Entformen anfallenden gesamten Altsandstrom dem Eintrittsende der rotierenden Siebtrommel 2 zuzuführen und die gleich im vorderen Abschnitt A der Länge der Siebtrommel ausrieselnden Einzelsandkörner in einem entsprechend
angeordneten und abgetrennten Abschnitt 20 des Sammelgehäuses zu sammeln. Die erst in dem weiter innen (oder hinten) liegenden Abschnitt B der Siebtrommel 2 ausrieselnden Einzelkörner werden in einem weiteren, abgetrennten Abschnitt des Sammelgehäuses gesammelt. Die jeweils gesammelten Sandmengen entsprechend getrennt aus dem Sammelgehäuse 11 abzuführen.
Zu dieser einfachen Verfahrensweise ist nur eine entsprechend einfache und kostengünstige Vorrichtung erforderlich, um die Selektierung ohne großen Aufwand zu 'gewährleisten' und die eingangs erwähnten Probleme zu meistern.
Next Patent: COALESCING CARBOXYMETHYLCHITOSAN-BASED MATERIALS