CH630544A5

CH630544A5 - Apparatus for shaking out and cooling castings and for cooling foundry sand

Info

Publication number: CH630544A5
Application number: CH788978A
Authority: CH
Inventors: Dieter Dr Bass
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1982-06-30
Also published as: DE2926835A1; DE7919047U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auspacken und Kühlen von Gussteilen und zum Kühlen von Formsand nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a device for unpacking and cooling castings and for cooling molding sand according to the preamble of patent claim 1.

Die Sandformen und die darin abgegossenen metallischen Giesswerkstoffe, zusammen Formballen genannt, müssen getrennt und gekühlt werden. Die Formballen werden zu diesem Zweck in rotierende Hohltrommeln eingebracht und kontinuierlich umgewälzt. Dadurch wird einerseits der Wärmeaustausch zwischen Gussteilen und Formsand und anderseits die Wärmeabfuhr an die Umgebung erhöht und es wird eine Trennung von Gussteilen und Formsand erreicht, wobei letzterer zur Wiederverwendung bereits weitgehend in Einzelpartikel aufgelöst wird. Es kann dabei Wasser eingesprüht und Kühlluft zugeführt werden. The sand molds and the metal casting materials poured into them, collectively called mold bales, must be separated and cooled. For this purpose, the shaped bales are placed in rotating hollow drums and continuously circulated. On the one hand, this increases the heat exchange between cast parts and molding sand and, on the other hand, the heat dissipation to the environment, and a separation of castings and molding sand is achieved, the latter already largely being broken down into individual particles for reuse. Water can be sprayed in and cooling air can be supplied.

Das Transportverhalten rotationssymmetrischer Hohltrommeln für den kontinuierlichen Durchsatz von Schüttgütern und trommelfähigen Teilen ist durch eine Reihe von Faktoren bestimmt: The transport behavior of rotationally symmetrical hollow drums for the continuous throughput of bulk goods and drum-capable parts is determined by a number of factors:

Einerseits bildet sich aufgrund der dauernden Zuführung von Material an einem Ende der Trommel in Durchlaufrichtung ein von der inneren Reibung des Schüttgutes und von der Wandreibung abhängiger Schüttwinkel aus, der zum Vorwärtstransport beiträgt. Anderseits kann durch eine Neigung der Drehachse der Trommel sowohl eine beschleunigte als auch verzögerte Durchlaufgeschwindigkeit erreicht werden. Schliesslich beeinflussen Einbauten (Rippen, Stege usw.) den Transport in oder entgegen der Durchlaufrichtung. Gleichzeitig sind die Durchlauf- oder Verweilzeiten vom Füllgrad der Trommel und deren Drehgeschwindigkeit abhängig, wobei mit steigender Drehzahl eine Zunahme der Streuung des Verweilzeitspektrums festgestellt wird. On the one hand, due to the continuous supply of material at one end of the drum in the direction of flow, an angle of repose which is dependent on the internal friction of the bulk material and on the wall friction, which contributes to forward transport. On the other hand, both an accelerated and a decelerated throughput speed can be achieved by inclining the axis of rotation of the drum. Finally, internals (ribs, webs, etc.) influence the transport in or against the direction of flow. At the same time, the throughput or dwell times depend on the degree of filling of the drum and its speed of rotation, with an increase in the scatter of the dwell time spectrum being found with increasing speed.

Die sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren wurden in den bekannten Ausführungsformen nicht richtig beachtet. Dies führte in der Vergangenheit dazu, dass die Länge der Trommeln überdimensioniert wurde, um eine ausreichende Kühl- und Trennwirkung sicherzustellen. The mutually influencing factors were not properly taken into account in the known embodiments. In the past, this meant that the length of the drums was oversized to ensure sufficient cooling and separating effects.

Um die Verweilzeit in der Trommel bei gleichbleibender Drehzahl zu vergrössern und dadurch ihre Länge zu verkleinern, wurde in der DE-OS 2 348 906 bereits vorgeschlagen, die im vertikalen Längsschnitt untere Mantellinie der Trommel in Durchlaufrichtung nach oben geneigt verlaufen zu lassen. Dies kann gemäss dieser Schrift entweder durch eine zylindrische Trommel mit einer zur Horizontalen geneigten Längsachse oder durch eine kreiskegelstumpfförmige Trommel mit einer im wesentlichen horizontalen Längsachse geschehen. Nachteilig dabei ist aber die dadurch entstehende ungleich dicke Schicht der Gutmenge, die eine tote Ecke im Einfüllbereich bildet und zum Auswurfbereich hin immer dünner wird, so dass das Verhältnis Mantelflä-che-Gutmenge über die Trommellänge nicht gleichmässig ist, was die Kühlleistung herabsetzt und/oder schwierig errechenbar macht. Um dies wettzumachen, muss die Trommellänge wieder vergrössert werden. Ausserdem muss besonders bei einer geneigten, zylindrischen Trommel eine kleinere Füllung und bei einer horizontal gelagerten konischen Trommel eine bezüglich einer geneigten zylindrischen Trommel kürzere Verweilzeit in Kauf genommen werden. In order to increase the dwell time in the drum at a constant speed and thereby reduce its length, it has already been proposed in DE-OS 2 348 906 to let the lower surface line of the drum in the vertical longitudinal section incline upwards in the direction of passage. According to this document, this can be done either by a cylindrical drum with a longitudinal axis inclined to the horizontal or by a truncated cone-shaped drum with an essentially horizontal longitudinal axis. The disadvantage here is the resulting unevenly thick layer of the amount of material, which forms a dead corner in the filling area and becomes ever thinner towards the discharge area, so that the ratio of surface area to amount of material is not uniform over the drum length, which reduces the cooling capacity and / or makes it difficult to calculate. To make up for this, the drum length must be increased again. In addition, especially with an inclined, cylindrical drum, a smaller filling and with a horizontally mounted conical drum, a shorter dwell time with respect to an inclined cylindrical drum must be accepted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, die gleichzeitig eine grosse Füllung, eine lange Verweilzeit, geringe Streuung der Verweilzeit und eine bessere Kühlung ermöglicht, so dass eine Verkürzung der Trommellänge erreicht werden kann. The invention has for its object to avoid these disadvantages and to provide a device mentioned at the beginning, which at the same time enables a large filling, a long residence time, low dispersion of the residence time and better cooling, so that the drum length can be shortened.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.

Dadurch, dass die im vertikalen Längsschnitt untere Mantellinie in Durchlaufrichtung den im Patentanspruch 1 festgelegten Verlaufhat, wird dem Schüttbett ein entsprechender Schüttwinkel aufgeprägt. Gleichzeitig wird die Gutmenge dadurch, dass die Längsachsein Durchlaufrichtung nach oben geneigt ist, ständig zurücktransportiert, d.h. die Durchlaufgeschwindigkeit wird verzögert bzw. die Verweilzeit wird vergrössert. Auf diese Weise kann das resultierende Transportverhalten einer solchen Trommel konstruktiv genau festgelegt werden und bleibt nicht wie bisher dem Zufall überlassen. Gleichzeitig stellt sich eine weitgehend gleichbleibende Schichtdicke der Gutmenge ein. Due to the fact that the lower surface line in the longitudinal direction in the flow direction has the course defined in claim 1, a corresponding angle of repose is impressed on the bed. At the same time, the fact that the longitudinal axis is inclined upwards in the direction of passage means that the quantity of material is constantly transported back, i.e. the throughput speed is delayed or the dwell time is increased. In this way, the resulting transport behavior of such a drum can be structurally precisely determined and is not left to chance as before. At the same time, the layer thickness of the quantity of material remains largely constant.

Die Drehzahl der Trommel kann erhöht werden und damit die Kühlgeschwindigkeit; die Trommellänge und dadurch die Investitionskosten und die Motorleistung für die Rotation der Trommel verringern sich. Der Füllgrad und auch die Füllung können bezüglich einer herkömmlichen konischen Trommel mindestens gleichbleiben. The speed of the drum can be increased and thus the cooling speed; the drum length and thereby the investment costs and the motor power for the rotation of the drum are reduced. The degree of filling and also the filling can at least remain the same with respect to a conventional conical drum.

Vorteilhafte Ausfuhrungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Advantageous embodiments are defined in the dependent claims.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte zylindrische Trommel im Längsschnitt gemäss dem Stand der Technik, 1 is a schematically illustrated cylindrical drum in longitudinal section according to the prior art,

Fig. 2 eine schematisch dargestellte kreiskegelstumpfförmige Trommel im Längsschnitt gemäss dem Stand der Technik, 2 shows a diagrammatically illustrated frustoconical drum in longitudinal section according to the prior art,

Fig. 3 eine schematisch dargestellte kreiskegelstumpfförmige, erfindungsgemässe Trommel im Längsschnitt, 3 shows a diagrammatically illustrated frustoconical drum according to the invention in longitudinal section,

Fig. 4 eine praktische Ausfuhrungsform einer erfin-dungsgemässen Trommel, wobei die Winkel überspitzt gezeichnet sind, und 4 shows a practical embodiment of a drum according to the invention, the angles being drawn exaggerated, and

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

630 544 630 544

Fig. 5 eine Variante des Auswurfbereiches der Ausführungsform nach Fig. 4. 5 shows a variant of the ejection area of the embodiment according to FIG. 4.

Einein Fig. 1 dargestellte zylinderförmige Trommel 1 ist derart gelagert, dass ihre Drehachse 2 von der durch Pfeile 3 und 4 angedeuteten Einfüllseite zur Auswurfseite nach oben 5 geneigt verläuft. Ihre Füllung 5 ist beträchtlich kleiner als die in einer konischen, in Fig. 2 dargestellten Trommel 8 mit einer horizontal verlaufenden Drehachse 10 befindliche Füllung 9. Die Durchlaufgeschwindigkeit wird hier aber durch die sich einstellende, von der Gutmenge abhängige Schütt- 10 winkelneigung bestimmt, so dass, um die Verweilzeit gleichzuhalten, die Drehzahl herabgesetzt werden muss. A cylindrical drum 1 shown in Fig. 1 is mounted such that its axis of rotation 2 is inclined upwards from the filling side indicated by arrows 3 and 4 to the ejection side 5. Their filling 5 is considerably smaller than the filling 9 located in a conical drum 8 shown in FIG. 2 with a horizontally running axis of rotation 10. However, the throughput speed is determined here by the angle of inclination which is dependent on the quantity of material, so that in order to keep the dwell time the speed must be reduced.

Fig. 3 zeigt eine konische Trommel 14, deren Drehachse 15 in Durchlaufrichtung nach oben geneigt und deren im vertikalen Längsschnitt untere Mantellinie 16 horizontal 15 verläuft. Ihre Füllung 17, die hier über die Trommellänge etwa gleich dick ist und somit besser gekühlt werden kann, ist mindestens gleich der Füllung 9 und kann, wie in Fig. 4 gezeigt, bei einer in Durchlaufrichtung nach unten geneigten Mantellinie 16 sogar vergrössert werden. Die Drehzahl kann bezüglich der Trommel 8 erhöht werden, so dass der Durchsatz bei gleichbleibender Verweilzeit gesteigert oder die Trommellänge verkürzt werden kann. Fig. 3 shows a conical drum 14, the axis of rotation 15 inclined upward in the direction of passage and the lower surface line 16 runs horizontally 15 in the vertical longitudinal section. Their filling 17, which is approximately the same thickness over the drum length and can thus be better cooled, is at least equal to the filling 9 and, as shown in FIG. 4, can even be enlarged with a surface line 16 which is inclined downward in the direction of passage. The speed can be increased with respect to the drum 8, so that the throughput can be increased while the dwell time remains the same or the drum length can be shortened.

In Fig. 4 ist der halbe Öffnungswinkel Vx a grösser als der Neigungswinkel ß, der die Längsachse 21, um welche die kreiskegelstumpfförmige Trommel 22, die bis zu 20 m lang werden kann, drehbar ist, mit der Horizontalen macht. In Fig. 4, the half opening angle Vx a is greater than the angle of inclination β, which makes the longitudinal axis 21 about which the frustoconical drum 22, which can be up to 20 m long, is rotatable with the horizontal.

Der Neigungswinkel ß ist vorteilhafterweise etwa 5° und es können Drehzahlen von 20 U./min und Durchsatzleistungen von 150 Tonnen pro Stunde erreicht werden. An der Mantelaussenfläche sind auf Laufrollen 24 rollende Laufringe 23 und ein Zahnkranz 28 angebracht, der über ein Antriebsritzel 29 und ein stufenlos verstellbares Reduziergetriebe mit einem Elektromotor 30 verbunden ist. Die Rollen 24 und der Motor 30 sind auf einem Gestell 32 montiert, das um ein Gelenk 33 mittels einer heb- und senkbaren Verstell-einrichtung 34 bekannter Bauart kippbar ist, so dass der Neigungswinkel ß einstellbar ist. Meistens jedoch ist man geneigt, auf eine solche aufwendige Konstruktion möglichst zu verzichten. The angle of inclination β is advantageously about 5 ° and speeds of 20 rpm and throughputs of 150 tons per hour can be achieved. On the outer surface of the casing, rolling races 23 and a ring gear 28 are attached to rollers 24 and are connected to an electric motor 30 via a drive pinion 29 and a continuously variable reduction gear. The rollers 24 and the motor 30 are mounted on a frame 32 which can be tilted about a joint 33 by means of a lifting and lowering adjusting device 34 of a known type, so that the angle of inclination β can be adjusted. Most of the time, however, one is inclined to dispense with such a complex construction as much as possible.

Formballen 38 werden mit Hilfe eines Förderbandes 39 in einen den Einfüllbereich darstellenden Einfülltrichter 40 am Trommelende mit dem kleinsten Durchmesser gebracht. In der sich drehenden Trommel 22 werden die Gussteile ausgepackt und die Gussteile und der Formsand gekühlt. Durch eine Kühlluftzuleitung 44, die in den Einfülltrichter 40 hineinragt, wird Kühlluft in Gleichstrom zugeführt. Die Luft wird wärmer und expandiert zum den Auswurfbereich darstellenden Auswurftrichter 45 hin, so dass die Expansion, wenigstens teilweise, durch den in Durchlaufrichtung sich vergrössernden Hohlraum aufgenommen werden kann. An der Innenseite des Trommelmantels sind durchgehende oder unterbrochene, gerade Mitnehmerleisten 48 angebracht, die bezüglich der Drehachse 21 windschief verlaufen und deren dem Auswurftrichter 45 zugeneigte Enden in Drehrichtung vorversetzt sind. Dies ist eine zusätzliche Massnahme, die Gutmenge ständig zurückzuwerfen und dadurch die Verweilzeit zu vergrössern. Form bales 38 are brought with the aid of a conveyor belt 39 into a filling funnel 40, which represents the filling area, at the end of the drum with the smallest diameter. The castings are unpacked in the rotating drum 22 and the castings and the molding sand are cooled. Cooling air is supplied in direct current through a cooling air supply line 44 which projects into the filling funnel 40. The air becomes warmer and expands toward the ejection funnel 45 which represents the ejection area, so that the expansion can be absorbed, at least partially, by the cavity which increases in the direction of flow. On the inside of the drum shell, continuous or interrupted, straight carrier strips 48 are attached, which are skewed with respect to the axis of rotation 21 and whose ends inclined towards the ejection funnel 45 are offset in the direction of rotation. This is an additional measure to constantly throw back the quantity of goods and thereby increase the dwell time.

Im Auswurftrichter 45 befindet sich eine Siebstrecke 49 in Form eines rotationssymmetrischen, gelochten Mantelteils. Der Formsand gelangt durch Auslassöffnungen 50 auf eine Fördereinrichtung 51, während die Gussteile 55 über eine Rutsche 56 auf eine Fördereinrichtung 57 gelangen. A sieve section 49 in the form of a rotationally symmetrical, perforated jacket part is located in the discharge funnel 45. The molding sand passes through outlet openings 50 onto a conveyor device 51, while the castings 55 reach a conveyor device 57 via a chute 56.

Fig. 5 zeigt eine Variante des Auswurfbereiches 45, die vorteilhaft sein kann, wenn die Trommel besonders kurz gehalten werden muss. Hier werden Sand und Gussteile zusammen auf eine Siebrinne 61 gebracht. Auch hier sind getrennte Fördereinrichtungen 51, 57 für Sand- und Gussteile vorgesehen. Es kann auch vorteilhaft sein, Kühlluft über eine Zuleitung 62 über den Auswurfbereich in die Trommel zu führen (Gegenstromprinzip). Es entstehen durch den sich veijüngenden Trommelquerschnitt weniger Turbulenzen, so dass der Feingutaustrag reduziert werden kann. FIG. 5 shows a variant of the ejection area 45, which can be advantageous if the drum has to be kept particularly short. Here sand and castings are brought together on a sieve trough 61. Separate conveyors 51, 57 for sand and cast parts are also provided here. It can also be advantageous to feed cooling air into the drum via a feed line 62 via the discharge area (counterflow principle). There is less turbulence due to the tapering drum cross-section, so that the fine material discharge can be reduced.

Für einen variablen Durchsatz kann die Kühltrommel mit einer dem Durchsatz proportionalen Drehzahlregelung versehen werden. Es können auch mehrere Trommeln hintereinander geschaltet werden, wobei die vorderen Trommeln als reine Kühltrommeln ausgeführt werden können, wobei die letzte mit einem Siebteil versehen wird. For a variable throughput, the cooling drum can be provided with a speed control proportional to the throughput. A plurality of drums can also be connected in series, the front drums being designed as pure cooling drums, the last being provided with a sieve part.

25 25th

30 30th

35 35

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

630 544 PATENT CLAIMS

1.Device for unpacking and cooling castings and for cooling molding sand, which has a truncated cone-shaped drum (22) which can be rotated about its longitudinal axis and has a filling and an ejection area at its opposite ends, characterized in that the filling area (40 ) is at the end of the smaller drum diameter that the longitudinal axis (21) is inclined upwards in the direction of passage and that the half opening angle (Vi a) is not smaller than the angle of inclination (β) of the longitudinal axis (21) with the horizontal.

2. Device according to claim 1, characterized in that half the opening angle ('A a) is greater than the angle of inclination (ß) with the horizontal.

3. Device according to claim 1, characterized in that the angle of inclination (β) is between 1A and 14 °.

4. The device according to claim 1, characterized in that the angle of inclination (β) is adjustable by means of an adjusting device (34).

5. The device according to claim 1, characterized in that a cooling air supply line (44) projects into the filling end (40) of the drum (22).

6. The device according to claim 1, characterized in that a cooling air supply line (62) projects into the ejection end (45) of the drum (22).

7. The device according to claim 1, characterized in that driver strips (48) are arranged on the inner drum wall, which are skewed with respect to the longitudinal axis of the drum (21), such that their ends inclined towards the ejection end (45) are offset in the direction of rotation.