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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Sand aus im wesentlichen aus Sand bestehenden Knollen, die sich beim Giessen von Metallteilen in einer Gussform unter Verwendung von Sand bilden, wobei die Vorrichtung eine so genannte Brechmulde zur Einfüllung der Knollen und einen Schwing- und/oder Vibrationsantrieb für die Brechmulde und eine Transporteinrichtung für nach dem Brechen anfallendes Material umfasst.
Prinzipiell geht es bei einer o. g. Vorrichtung um ein Brechen oder Zermahlen von QuarzsandKnollen, die beim Giessen von Metallteilen anfallen. Dazu werden diese Knollen in eine so genannte Brechmulde, also eine Art Einfülltrog, eingefüllt, und die Brechmulde wird durch einen Schwingund/oder Vibrationsantrieb in Schwingungen und/oder Vibrationen versetzt. Durch diese Bewegung der Brechmulde reiben sich die in der Brechmulde befindlichen Knollen aneinander, so dass sie sich gegenseitig zermahlen, abreiben und zerbrechen. Dieses Mahlgut bzw. dieser Abrieb wird üblicherweise nach unten hin abgesiebt, so dass wiederverwertbarer Sand durch die Siebeinrichtung hin durchläuft und entnommen werden kann, während Überkorn auf der Siebeinrichtung verbleibt und anderweitig bzw. an anderer Stelle entnommen werden kann.
Ausserdem bleiben in der Vorrichtung sich ansammelnde, unzerbrechbare Teile zurück, insbesondere metallische Grossteile, die Ausschuss des Giessvorganges selbst bilden. Diese Ausschussteile werden üblicherweise aus der Vorrichtung entnommen, wenn diese nach einem Betriebslauf und einer weitgehenden Entleerung angehalten wird. Für die Entnahme dieser Ausschussteile ist üblicherweise eine Revisionsklappe mit einem beispielsweise hydraulischen oder pneumatischen Öffnungs- und Verschliessmechanismus, vorhanden.
Die Wiedergewinnung des Sandes erfolgt letztlich aus Kostengründen, wobei nicht nur der Wert des wiedergewonnenen Sandes eine Rolle spielt, sondern die Einsparung der ansonsten anfallenden Deponiekosten für die nur aufwendig zu entsorgenden Knollen.
Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung werden offensichtlich dort benötigt, wo Metallteile regelmässig und in grösserer Stückzahl gegossen werden. Dies ist beispielsweise in der Automobilindustrie der Fall. Derartige Betriebe arbeiten aber beispielsweise häufig in drei Schichten rund um die Uhr, um die vorhandenen Maschinen optimal und ständig zu nutzen, um eine gute Rentabilität zu erzielen. Jeder Stillstand oder jede Rüstzeit beteiligter Einrichtungen bringt also letztendlich geldwerte Verluste. Dies gilt auch für die vorliegend genannte Vorrichtung. Es ist also angestrebt, auch derartige gattungsgemässe Vorrichtungen 24 Stunden am Tag und 7 Tage in der Woche möglichst lückenlos zu nutzen. Dies ist aber in dem wünschenswerten Grad häufig nicht erzielbar.
Bei derartigen Vorrichtungen ist insbesondere der Bereich der Brechmulde einem enormen Verschleiss durch die Knollen ausgesetzt. Verschlissene Teile müssen daher regelmässig ersetzt werden, was zu einem erheblichen Stillstand der entsprechenden Vorrichtung führen kann.
Ebenfalls sind schon die Stillstandszeiten erwähnt worden, die beispielsweise dadurch auftreten oder sich zumindest verlängern, dass unzerbrechbare Ausschussteile zwischen zwei Befüllungen der Brechmulde aus der Vorrichtung durch die Revisionsöffnung entnommen werden müssen, um die Vorrichtung wieder voll arbeitsfähig zu machen. Hinzu kommt, dass die häufig recht aufwendigen Verschlussmechanismen für die entsprechende Entnahmeöffnung teuer und selbst wiederum häufig wartungsbedürftig sind. Durch die Schwingungen und Vibrationen der Brechmulde belasten die Knollen und der Materialdruck üblicherweise diese Verschlüsse der Entnahmeöffnungen, so dass auch hier u. U. Verschleiss bzw. Verwerfungen auftreten.
Auch die Schwingungs- und Vibrationsantriebe sind häufig anfällig. Das Dokument DE 21 26 284 A beschreibt ein Schneidwerk, das Sandknollen zerkleinern kann. Die Schneiden des Schneidwerks werden dabei in Schwingungen versetzt. Im Dokument DE 42 37 838 A1 wird durch Reibung ein Zermahlen von Sandknollen offenbart. Die Reibung wird durch rotierende Reibarme erzeugt. Das Dokument DE 28 04 679 A1 betrifft die Zerkleinerung von insbesondere zusammengebackenem Sand durch eine kreisförmige Vibration mittels eines Fliehkraft- bzw. Unwuchtmotors oder ähnlichen derartigen Kreisbahnkörpern. Einen Behälter, der z. B. durch Riemen zu Schwingungen versetzt wird, beschreibt das Dokument GB 397 580 A. Die zu Schwingungen angeregten Sandknollen werden dann durch Reibung zerkleinert.
Vibrationsantriebe umfassen häufig Federeinrichtungen mit einem vorgegebenen Federweg, der als Vibrationsweg zur Verfügung steht. Wird aber die Brechmulde mit besonders schwerem Befüllgut befüllt oder in sonstiger Weise über Gebühr belastet, so verkürzt sich durch das Ladungsgewicht der Federweg, so dass
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die Vorrichtung insgesamt nicht mehr optimal arbeitet und ausserdem auch hier ein zusätzlicher Verschleiss eintreten kann.
Durch den Vibrationsantrieb der herkömmlichen Art ist auch das Leistungsvermögen der Vorrichtung insgesamt abhängig vom Füllungsgrad. Dabei wird aber nicht nur die Vorrichtung selbst belastet. Obwohl die Vorrichtung über Federelemente abgefedert ist, gibt sie beträchtliche dynamische Restkräfte an die Fundamente ab. Dies führt zu u. U. erheblichen Schwingungsbelastungen in Gebäuden und auch bei Anliegern. Die üblicherweise mit 1000-tourigen Vibrationsmotoren betriebenen Vibrationsantriebe verursachen zudem ein in letzter Zeit immer gravierender werdendes Problem des hieraus resultierenden Infraschalls. Dieser Luftschall regt Gebäudeteile, Fensterflächen usw. zu Schwingungen an und reicht u. U. einige hundert Meter weit. Deshalb könnte eine Schutzkabine für eine solche Vorrichtung erforderlich sein, die wiederum einen erhöhten Kostenaufwand darstellt.
Wie bereits erwähnt, dürfen herkömmliche Brecher über einen bestimmten Füllungsgrad nicht mit Material beschickt werden, weil dann die Brechleistung stark zurückgeht oder beinahe ganz aufhört. Bei Überlast koppelt sich so viel Material an und der Einfluss der Materialdämpfung ist so stark, dass die Schwingweite und somit die Leistung gravierend abfallen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Sand zu schaffen, welche robust und einfach aufgebaut ist, Schwingungsbelastungen gering hält und auch die Aussonderung der wiedergewonnenen Teile erleichtert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Schwing- und Vibrationsantrieb als reversibler Kurbelantrieb ausgebildet ist, und dass die Transporteinrichtung an einem Ende einen Sandauslauf und gegenüberliegend eine unverschlossene Austragsöffnung für unzerbrechbare Ausschussteile an einem von der Brechmulde abgewandten Ende der Transporteinrichtung aufweist.
Infolge der Ausbildung des Schwing- und Vibrationsantriebes als Kurbelantrieb ergibt sich ein Schwingungsantrieb für die Brechmulde ohne erhebliche Schwingungsbelastungen für die Umgebung und es kann eine Förderbewegung auf die Transporteinrichtung ausgeübt werden, die es ermöglicht, den wiedergewonnenen Sand über einen Siebboden an einem Ende der Transporteinrichtung auszutragen, wobei infolge der reversiblen Ausbildung des Antriebs übergrosse Teile, insbesondere metallische Abfallteile und dgl., gesondert im Reversierbetrieb auf der gegenüberliegenden Seite über eine unverschlossene Austragsöffnung ausgetragen werden können.
Da ein Austreten dieser Teile nur während des Reversierbetriebes möglich ist, also nicht im üblichen Betrieb, wo der Sand zur gegenüberliegenden Seite der Transporteinrichtung gefördert wird, bedarf es keiner aufwendigen Verschlussmechanismen. Insgesamt ergibt sich dadurch ein vergleichsweise einfacher und robuster Aufbau einer Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Sand ohne wesentliche Verschleisselemente. Die Bereiche der Brechmulde unterliegen einem erhöhten Verschleiss, was häufige Reparaturarbeiten erfordert. Die Ausfallzeit für solche Reparaturarbeiten ist auf ein kurzes Mass beschränkbar, weil die Brechmulde als Komplettteil abgenommen, insbesondere abgehoben, werden kann und innerhalb kürzester Zeit durch eine andere funktionsfähige Brechmulde ersetzt werden kann, die auf der Vorrichtung aufgesetzt wird.
Während die Vorrichtung selbst also unverzüglich weiterbetrieben werden kann, kann während der Betriebszeit der Vorrichtung die ausgetauschte Brechmulde sachgerecht gewartet und repariert werden. Hierbei ist es zweckmässig, dass die Brechmulde auf die Transporteinrichtung aufgeflanscht ist, also beispielsweise durch das Lösen weniger Schrauben abnehmbar und passgenau wieder aufsetzbar ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Ausgleichsmasse zur Auswuchtung des Kurbelantriebs vorgesehen ist, so dass beim Kurbelantrieb keine, beispielsweise die Lager belastenden Unwuchten auftreten.
Der erfindungsgemässe Brecher ist somit durch die Art seines Antriebes ausgewuchtet. Sein Leistungsvermögen ist, im Gegensatz zum Stand der Technik, unabhängig vom Füllungsgrad. Es werden quasi keine dynamischen Restkräfte mehr in das Fundament geleitet. Auch kann ein solcher Kurbelantrieb mit einer relativ niedrigen Drehzahl von ca. 300 bis 350 Umdrehungen pro Minute betrieben werden, was bedeutet, dass quasi keine Beeinträchtigungen durch Infraschall auftreten. Durch den stets gleich bleibenden Schwinghub des erfindungsgemässen Brechers ist auch die Brechleistung letztlich unabhängig vom Füllungsgrad immer gleich. Ausserdem ergibt sich aus dem Kurbelantrieb die besondere Möglichkeit, die Antriebsrichtung umzukehren, was an
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späterer Stelle noch einmal gesondert erläutert wird.
Insbesondere dann, wenn, wie vorzugsweise vorgesehen, dem Schwingungs- und Vibrationsantrieb eine genau kreisförmige Förderbewegung mit insbesondere horizontaler Komponente gegeben werden soll, ist es vorzugsweise vorgesehen, mehrere Kurbelantriebe bereitzustellen, die miteinander synchronisiert sind, vorzugsweise über eine Welle miteinander gekoppelt sind.
Ferner ist es zweckmässig, dass die Transporteinrichtung zum Transport von nach dem Brechen anfallendem Material im Wesentlichen als Förderrinne oder Förderkanal ausgebildet ist.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird von einer federnden Auf- und Abbewegung der Brechmulde abgesehen, sondern ein Antrieb, beispielsweise als Kurbelantrieb, vorgesehen, der eine Förderrichtung des anfallenden Materials vorgibt. Diese Förderrichtung hat insbesondere auch eine Horizontalkomponente, so dass das anfallende Material auf einem Transportboden, der vorzugsweise als Förderrinne oder Förderkanal ausgestaltet ist, ausgetragen wird. Während eines Arbeitslaufes der Vorrichtung würde also beispielsweise der wieder verwertbare Sand unterhalb einer Siebeinrichtung und das abgesiebte Überkorn auf der Siebeinrichtung in eine und dieselbe Förderrichtung der Förderrinne transportiert und aus der Vorrichtung kontinuierlich abgegeben, indem beispielsweise ein Sandauslauf und ein Überkornauslauf in Förderrichtung vorgesehen sind.
Die Förderrinne kann bei Bedarf auch länger ausgeführt werden und damit gleichzeitig zum lückenlosen Weitertransport genutzt werden.
Bildet sich dann in der Vorrichtung nur noch ein Rückstand von unzerbrechbaren Ausschussteilen, so kann der erfindungsgemässe Förderantrieb mit umgekehrter Förderrichtung angetrieben werden, so dass diese Ausschussteile selbsttätig in einer anderen Förderrichtung als der Sand und die Überkörner aus der Förderrinne bzw. dem Förderkanal austreten. Ist dafür eine Entnahmeöffnung der Brechmulde abgewandt und von dieser ein gewisses Stück weit entfernt, so bedarf es nicht einmal eines Verschlusses dieser Entnahmeöffnung, da bei dem normalen Arbeitsablauf diese Entnahmeöffnung für die Ausschussteile in einer Art Totraum liegt, der von dem Arbeitsvorgang völlig unbelastet ist.
Dies bringt aber den Vorteil erfindungsgemäss mit sich, dass eine komplizierte Verschlusseinrichtung einer solchen Entnahmeöffnung ganz entfallen kann, was Herstellungs- und Wartungskosten und Stillstandzeiten reduziert bzw. teilweise entfallen lässt, und gleichzeitig kann auch der Austrag der Ausschussteile und damit die'Zwischenzeit zwischen zwei Befüllungen der Brechmulde durch die einfache Umkehrung der Förderrichtung beschleunigt durchgeführt werden. Die Zwischenzeit zwischen zwei Befüllungen reduziert sich dadurch also ganz erheblich.
Beispielsweise ein Förderkanaldeckel kann an der vorzugsweise abnehmbaren Brechmulde angeordnet, eventuell sogar angeformt, sein. Mit dem Abnehmen der Brechmulde ist damit auch der Förderkanal für Eingriffe zugänglich.
Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit angehobener Brechmulde,
Fig. 2 den Antriebsbereich der Vorrichtung gemäss Fig. 1 als vergrössertes Detail,
Fig. 3 das prinzipielle Antriebsschema des Antriebes gemäss Fig. 2,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bei aufgesetzter Brechmulde,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Fig. 4,
Fig. 6 eine erste Stirnansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 4 und
Fig. 7 eine zweite Stirnansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Seitenansicht, bei der die Brechmulde 1 von einer Transporteinrichtung 2 abgehoben ist, die einen Transportboden 3 umfasst und der eine Antriebseinrichtung 4 zugeordnet ist. Die ganze Vorrichtung steht auf einem Gestell 5.
Die Brechmulde 1 kann mit der Transporteinrichtung 2 über Flansche 6 verbunden werden.
Fig. 2 zeigt in einem vergrösserten Detail die Transporteinrichtung 2. Erkennbar ist insbesondere eine Kurbelwelle 7, die für einen Schwingungs- und Vibrationsantrieb der Brechmulde 1 sorgt, wobei die Brechmulde 1 nicht nur schwingend in vertikaler Richtung auf- und abbewegt wird, sondern aufgrund der Rotation der Kurbelwelle 7 auch eine Horizontalkomponente einer Förderbewegung verursacht wird.
In Fig. 3 ist schematisch das Antriebsprinzip dargestellt. Auf Kurbelwellen 7 sind anzutreibende Massen 8 angedeutet, die zur Vermeidung von Unwuchten durch Ausgleichsmassen 9 ausgegli-
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chen werden. Die Kurbelwellen 7 sind über eine Verbindungswelle 10 miteinander verbunden.
Fig. 4 zeigt, entsprechend Fig. 1, die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Seitenansicht bei aufgesetzter Brechmulde 1.
Die Transporteinrichtung 2 kann in zwei einander entgegengesetzte Richtungen fördern, und zwar wiederzuverwendenden Sand zu einem Sandauslauf 11 und unzerbrechbare Ausschussteile zu einer unverschlossenen Abgabeöffnung 12, in der ein Förderkanal 13 endet. Die jeweilige Förderrichtung zum Auslauf 11 oder zur Abgabeöffnung 12 wird durch die Antriebsrichtung der Antnebseinrichtung 4 vorgegeben. Die aus der Abgabeöffnung 12 ausgeworfenen Ausschussteile fallen in einen Behälter 14.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Fig. 4.
Es kann in die trogartige, oben offene Brechmulde 1 eingesehen werden. Ausserdem kann als Bestandteil der Transporteinrichtung 2 ein Siebbelag 15 erkannt werden, durch den wiederzuverwendender Sand zum Sandauslauf 11fällt, während Überkorn auf dem Siebbelag 15 abgesiebt wird und in derselben Förderrichtung wie der Sand zu einem Überkornauslauf 16 transportiert wird, durch den es seitlich aus der Vorrichtung abgeführt wird.
Fig. 6 zeigt eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäss den Fig. 4 und 5. Erkennbar sind die beiden Ausläufe 11 und 16.
Fig. 7 zeigt die andere Stirnsansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 6. An dieser Stirnseite ist die Abgabeöffnung 12 zu erkennen.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Sand aus im wesentlichen aus Sand bestehenden
Knollen, die sich beim Giessen von Metallteilen in einer Gussform unter Verwendung von
Sand bilden, wobei die Vorrichtung eine sogenannte Brechmulde zur Einfüllung der Knol- len und einen Schwing- und/oder Vibrationsantrieb für die Brechmulde und eine Trans- porteinrichtung für nach dem Brechen anfallendes Material umfasst, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Schwing- und Vibrationsantrieb (4) als reversibler Kurbelantrieb (7) ausgebildet ist, und dass die Transporteinrichtung (2) an einem Ende einen Sandauslauf und gegenüberliegend eine unverschlossene Austragsöffnung (12) für unzerbrechbare
Ausschussteile an einem von der Brechmulde (1 ) abgewandten Ende der Transporteinrich- tung (2) aufweist.