DE10025815C2 - Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Sand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Sand aus im wesentlichen aus Sand bestehenden Knollen, die sich beim Gießen von Metall­ teilen in einer Gußform unter Verwendung von Sand bilden, wobei die Vorrich­ tung eine sogenannte Brechmulde zur Einfüllung der Knollen und einen Schwing- und/oder Vibrationsantrieb für die Brechmulde umfaßt.

Prinzipiell geht es bei einer o. g. Vorrichtung um ein Brechen oder Zermahlen von Quarzsand-Knollen, die beim Gießen von Metallteilen anfallen. Dazu werden diese Knollen in eine sogenannte Brechmulde, also eine Art Einfülltrog, einge­ füllt, und die Brechmulde wird durch einen Schwing- und/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 hindurchläuft und entnom­ men 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 übli­ cherweise 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 Einrich­ tungen bringt also letztendlich geldwerte Verluste. Dies gilt auch für die vor­ liegend genannte Vorrichtung. Es ist also angestrebt, auch derartige gattungs­ gemäße 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 auf­ wendigen 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. Vibra­ tionsantriebe 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 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 Leistungsver­ mögen 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 Vibra­ tionsmotoren 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 er­ höhten Kostenaufwand darstellt.

Wie bereits erwähnt, dürfen herkömmliche Brecher über einen bestimmten Füllungs­ grad nicht mit Material beschickt werden, weil dann die Brechleistung stark zurück­ geht 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 durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Infolge der Ausbildung des Schwing- und Vibrationsantriebes als Kurbelantrieb er­ gibt sich ein Schwingungsantrieb für die Brechmulde ohne erhebliche Schwingungs­ belastungen für die Umgebung und es kann eine Förderbewegung auf die Transport­ einrichtung 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 dergleichen, gesondert im Reversierbetrieb auf der gegenüberliegen­ den 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 gegenüber liegenden Seite der Transport­ einrichtung 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 Verschleißele­ mente. 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 Kompletteil abgenom­ men, 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 beispiels­ weise durch das Lösen weniger Schrauben abnehmbar und paßgenau wieder aufsetz­ bar ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß wenigstens eine Ausgleichsmasse zur Auswuchtung des Kurbelantriebs vorgesehen ist, so daß beim Kurbelantrieb kei­ ne, beispielsweise die Lager belastenden, Unwuchten auftreten.

Der erfindungsgemäße Brecher ist somit durch die Art seines Antriebes ausgewuch­ tet. Sein Leistungsvermögen ist, im Gegensatz zum Stand der Technik, unabhängig vom Füllungsgrad. Es werden quasi keine dynamischen Restkräfte mehr in das Fun­ dament geleitet. Auch kann ein solcher Kurbelantrieb mit einer relativ niedrigen Drehzahl von ca. 300 bis 350 Umdrehungen pro Minute betrieben werden, was be­ deutet, daß quasi keine Beeinträchtigungen durch Infraschall auftreten. Durch den stets gleichbleibenden Schwinghub des erfindungsgemäßen Brechers ist auch die Brechleistung letztlich unabhängig vom Füllungsgrad immer gleich. Außerdem er­ gibt sich aus dem Kurbelantrieb die besondere Möglichkeit, die Antriebsrichtung umzukehren, was an späterer Stelle noch einmal gesondert erläutert wird.

Insbesondere dann, wenn, wie vorzugsweise vorgesehen, dem Schwingungs- und Vibrationsantrieb eine genaue 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 Förderka­ nal ausgebildet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird von einer federnden Auf- und Abbe­ wegung der Brechmulde abgesehen, sondern ein Antrieb, beispielsweise als Kurbel­ antrieb, vorgesehen, der eine Förderrichtung des anfallenden Materials vorgibt. Diese Förderrichtung hat insbesondere auch eine Horizontalkomponente, so daß das anfal­ lende Material auf einem Transportboden, der vorzugsweise als Förderrinne oder Förderkanal ausgestaltet ist, ausgetragen wird. Während eines Arbeitsverlaufes der Vorrichtung würde also beispielsweise der wiederverwertbare Sand unterhalb einer Siebeinrichtung und das abgesiebte Überkorn auf der Siebeinrichtung in eine und dieselbe Förderrichtung der Förderrinne transportiert und aus der Vorrichtung konti­ nuierlich 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 För­ derrichtung angetrieben werden, so daß diese Ausschußteile selbsttätig in einer ande­ ren 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 Ver­ schlusses 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 verbun­ den werden.

Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Detail die Transporteinrichtung 2. Erkennbar ist insbesondere eine Kurbelwelle 7, die für einen Schwingungs- und Vibra­ tionsantrieb der Brechmulde 1 sorgt, wobei die Brechmulde 1 nicht nur schwin­ gend in vertikaler Richtung auf und abbewegt wird, sondern aufgrund der Rotation der Kurbelwelle 7 auch eine Horizontalkomponente einer Förder­ bewegung verursacht wird.

In Fig. 3 ist schematisch das Antriebsprinzip dargestellt. Auf Kurbel Wellen 7 sind anzutreibende Massen 8 angedeutet, die zur Vermeidung von Unwuchten durch Ausgleichsmassen 9 ausgeglichen 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 Antriebseinrichtung 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. Außer­ dem kann als Bestandteil der Transporteinrichtung 2 ein Siebbelag 15 erkannt werden, durch den wiederzuverwendender Sand zum Sandauslauf 11 fällt, 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.

Claims (7)

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 Knollen und einen Schwing- und/oder Vibrationsantrieb für die Brechmulde und eine Transporteinrichtung für nach dem Brechen anfallendes Material umfaßt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwing- und Vibrationsantrieb (4) als reversibler Kurbelantrieb (7) ausgebildet ist, und daß die Transporteinrichtung (2) an einem Ende einen Sandaus­ lauf und gegenüberliegend eine unverschlossene Austragsöffnung (12) für unzerbrech­ bare Ausschußteile an einem von der Brechmulde (1) abgewandten Ende der Transport­ einrichtung (2) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechmulde (1) ab­ nehmbar auf der Transporteinrichtung (2) aufgeflanscht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ausgleichsmasse (9) zur Auswuchtung des Kurbelantriebes vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigs­ tens zwei Kurbelantriebe (7) miteinander synchronisiert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelantriebe (7) über eine Welle (10) miteinander gekoppelt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung im wesentlichen als Förderrinne oder Förderkanal (13) ausge­ bildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der abnehmbaren Brechmulde (1) ein Bereich eines Förderkanals (13) der Transport­ einrichtung (2) angeordnet ist.