DE10141633A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entkernen wasserlöslicher Gießkerne - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Entkernung wasserlöslicher Gießkerne aus Sand erfolgt ein Anlösen der Gießkerne in einem wassergefüllten Lösungsbecken (2.5). Ein mit Mitnehmern (2.9) zum Sandaustrag (2.8) versehenes sanddurchlässiges Transportband (2.3a) befördert die Gußteile (2.0) in ein Entkernungsbecken (2.6), wo der Sand mittels Wasserstrahlen aus programmsteuerbaren beweglichen Wasserstrahldüsen (2.4) ausgetrieben wird. Die Restentsandung erfolgt durch gezieltes Bewegen in einem wassergefüllten Restentsandungsbecken (2.7). Der in den Becken (2.5 bis 2.7) anfallende Altsand wird ausgeräumt (2.8), in einer Sandwascheinrichtung gereinigt, getrocknet und zur erneuten Gießkernherstellung verwendet. Das anfallende Abwasser wird in einer Verdampfungseinrichtung konzentriert und als Sekundärrohstoff weiterverwendet. Das Destillat steht der Anlage erneut zur Verfügung.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entkernen wasserlöslicher Gießkerne aus Sand.
• Die Entkernung der Gießkerne aus dem fertigen Gußteil erfolgt bei herkömmlichen drucklosen Aluminiumgußverfahren wie Cold-Box, Warm-Box, Croning und dergleichen durch Anbrechen und anschließendem Rütteln mittels Vibrationstischen, Klopfen, Ausblasen und anderer mechanischer Verfahren. Anschließend werden die Gußteile noch sandgestrahlt, wobei das Strahlgut aus Eisenkügelchen oder Quarz-Globulit besteht, um das restliche, anhaftende Kernmaterial zu entfernen.
• Die dafür verwendeten Bindersysteme zur Form- und Kernherstellung basieren vorwiegend auf Kunstharzen als Bindemittel für den eingesetzten Sand. Die organischen Bindemittelkomponenten sind in der Mehrzahl gesundheitsschädlich, weshalb am Arbeitsplatz Vorkehrungen zur Absaugung der verwendeten Chemikalien (z. B. Lösemittel oder als Katalysatoren eingesetzte Amine) ergriffen werden müssen. Bei der Reinigung 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 gesundheitsschädliche 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 Verfahren zur Entkernung wasserlöslicher Gießkerne zu schaffen und darüber hinaus eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer sich dieses Verfahren durchführen läßt.
• Besonderes Augenmerk richtet sich dabei auf die mögliche Wiederverwendung des bei der Entkernung anfallenden Altsands und einer ebenso ökonomischen wie ökologischen Behandlung des anfallenden Abwassers.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein gattungsgemäßes Verfahren, bei dem die mindestens einen Gießkern aufweisenden Gußteile zum Anlösen des Gießkerns in ein wassergefülltes Lösungsbecken eingebracht werden, anschließend der Kernsand in einem Entkernungsbecken durch Wasserstrahlen aus den Gußteilen ausgetrieben wird und die Gußteile durch Bewegen in einem wassergefüllten Restentsandungsbecken restentsandet werden.
• Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung weiter eine gattungsgemäße Vorrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch ein wassergefülltes Lösungsbecken, ein Entkernungsbecken mit Wasserstrahleinrichtung und ein wassergefülltes Restentsandungsbecken.
• Das Gußteil wird dazu in ein wassergefülltes Lösungsbecken eingetaucht, um den Gießkern anzulösen. Anschließend wird der angelöste Kern in einem Entkernungsbecken mittels Wasserstrahlen aus dem Gußteil ausgetrieben. Der in schwer zugänglichen Teilen der Gußform verbleibende Restsand wird dann durch gezieltes Bewegen des Gußteils in einem wassergefüllten 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 Transportsystem kann aus mehreren einzelnen Transportbändern bestehen oder in besonders vorteilhafter Ausführung als ein einziges Transportband ausgeformt sein.
• In einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird das Gußteil nach dem Gießen und Erkalten auf eine 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 Entkernungsstation mit Wasserstrahldüsen transportiert und nach der Entkernung zum Tauchbad für die Restentsandung befördert.
• Das Verfahren sieht vor, dass das Transportband oder Teile davon an den jeweiligen Bearbeitungsstationen angehalten oder in der Transportgeschwindigkeit gesteuert werden können, um so die Verweildauer der Gußteile an den einzelnen Bearbeitungsstationen den jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.
• Eine äußerst bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die unbehandelten Gußteile durch einen Manipulator auf das Transportband gelegt werden. Vorrichtungsgemäß kann es sich bei dem Manipulator z. B. um einen sensorgesteuerten Greifarm handeln.
• Im Lösungsbecken wird der Gießkern im Wasserbad durch Aufnahme 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 Oberflächenspannung und/oder durch Zugabe eines Entlüfters, der die Austreibung der verbliebenen Luft im Gießkern unterstützt, zu beschleunigen.
• Die Entkernung der Gußteile erfolgt in Einzelbearbeitung, d. h. jedes Gußteil wird für sich bearbeitet, um den Sandeintrag 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 jeweiligen Gußteil angepaßt werden, wodurch die Entkernung von komplizierten Gußteilen gewährleistet werden kann, da die Wasserstrahlen auch unzugängliche Ecken im Inneren des Gußteils erreichen.
• Das Verfahren sieht vor, dass das Gußteil nach der Wasserstrahl-Entkernung durch einen Manipulator vom Transportband genommen und in ein Tauchbad zur Restentsandung überführt wird. Bei dem Greifarm kann es sich seitens der Vorrichtung wiederum um einen sensorgesteuerten Greifarm handeln.
• Gerade bei komplizierten Gußformen ist es nicht auszuschließen, 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 programmgesteuert in horizontaler, vertikaler und axialer Richtung je nach Anforderungen des jeweiligen Gußteils mit Hilfe des Manipulators bzw. des Greifarms. Anschließend wird das Gußteil aus dem Tauchbad herausgehoben und auf einer Entnahmestation abgelegt. Dies geschieht wiederum durch den Greifarm im gleichen Arbeitsgang.
• Sowohl auf dem Grund des Lösungsbeckens, des Entkernungsbeckens 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 werden.
• 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 Oberfläche Mitnehmer auf. Auf der Oberseite des Transportbandes werden dann die Gußteile befördert, 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 entsprechenden Teile des Transportsystems als sanddurchlässige Transportbänder zu gestalten, um so die Ablagerung des Sandes 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 Sandaustrag durch Spiralförderer, Saugräumer, Schildräumer oder dergleichen.
• Im Zuge der Aufgabenstellung sieht eine besonders bevorzugte Art der Durchführung vor, den ausgetragenen Altsand einer Sandwascheinrichtung zuzuführen.
• Die Sandwascheinrichtung kann als ein Becken mit feinmaschigem sandundurchlässigem Zwischenboden gestaltet sein, in das der Altsand oberhalb des Zwischenbodens eingetragen wird. Die Sandwascheinrichtung ist dabei mit Wasser gefüllt.
• Die Reinigung kann durch das Einblasen von Druckluft unterhalb des Zwischenbodens - eventuell im Intervallbetrieb - unterstützt werden, um so eine effiziente Verwirbelung des Sandes zu erreichen.
• Das Verfahren sieht darüber hinaus vor, den gewaschenen Sand einer Trocknungseinrichtung zuzuführen. Diese kann dabei vorrichtungsgemäß als Band- oder Durchlauftrockner ausgebildet sein. Denkbar ist jedoch auch eine Kammertrocknung, da hier eine effektivere und energiesparendere Trocknung möglich ist.
• Es ist vorgesehen, den gereinigten getrockneten Sand zur erneuten Herstellung 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 wieder Verwendung finden. Um die Transport- und Lagerkosten gering zu halten, wird das Abwasser aus der Entkernungsanlage einer Verdampfungseinrichtung zugeführt, die das Abwasser 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 Blasenverdampfer eingesetzt werden.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung der nachfolgenden Figuren, die Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen darstellen. Es zeigt:
• Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Pilotanlage als Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung der Vorrichtung, der den Transportweg der Gußteile und die Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte und des Sandaustrags verdeutlicht;
• Fig. 2b eine Aufsicht und eine Schnittansicht der Wasserstrahl-Entkernungseinrichtung;
• Fig. 3 eine schematische Darstellung der Wascheinrichtung zum Reinigen des Altsandes.
• Fig. 4 ein Fließbild der Verdampfungseinrichtung;
• Fig. 5 eine schematische Darstellung der Trocknungseinrichtung.
• Die Fig. 1 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entkernen von Gußteilen und insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die eigentliche Entkernung der Gußteile erfolgt in einer Entkernungseinrichtung 1.1, die auch eine Schlammräumeinrichtung 2.3, 2.9 beinhaltet. Die Entkernungseinrichtung 1.1 wird anschließend in Fig. 2 detailliert dargestellt.
• In unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Entkernungseinrichtung 1.1 sind Gitterboxen 1.6, 1.7 angeordnet, die der Aufnahme unbehandelter 1.6 und behandelter Gußteile 1.7 dienen. Des Weiteren weist die Vorrichtung einen Sandauffangcontainer 1.8 auf, der ebenfalls in der Nähe der Entkernungseinrichtung 1.1 angeordnet ist und sich zwischen dieser und einer Sandreinigungseinrichtung 1.8a befindet. Die Sandreinigungseinrichtung 1.8a und die Entkernungseinrichtung 1.1 sind über Leitungen mit einem Destillatbehälter 1.4 verbunden. Weitere Leitungen führen von der Entkernungseinrichtung 1.1 und der Sandreinigungseinrichtung 1.8a zu einem Vorlagetank 1.2 für eine nachgeschaltete Verdampfungseinrichtung 1.3 und von dort zu einem Konzentratbehälter 1.5. Die Verdampfungseinrichtung 1.3 ist außerdem mit dem Destillatbehälter 1.4 verbunden. Nachgeschaltet zur Sandreinigungseinrichtung 1.8a weist die Vorrichtung einen Sandbunker 1.9 und eine Trocknungseinrichtung 1.10 für gewaschenen Sand auf. An diese schließt sich eine Kernmacherei 1.11 an.
• Die Verfahrensdurchführung geschieht wie folgt: Unbehandelte Gußteile lagern in der Gitterbox 1.6 und werden der Entkernungseinrichtung 1.1 mittels eines Manipulators 2.1 z. B. in Form eines Greifarms zugeführt. Nach erfolgter Entkernung legt ein zweiter Manipulator 2.2 die behandelten Gußteile in der anderen Gitterbox 1.7 ab.
• Bei der Entkernung anfallender Altsand 1.15 und das verschmutzte Wasser 1.12 werden getrennt wieder aufbereitet. Der Altsand 1.15 wird mittels der in der Entkernungseinrichtung 1.1 enthaltenen Schlammräumeinrichtung 2.3, 2.9 in den Sandauffangcontainer 1.8 überführt und gelangt von dort in die Sandwascheinrichtung 1.8a, die in Fig. 3 näher dargestellt ist.
• Der gereinigte Sand wird über den Sandbunker 1.9 der Trocknungseinrichtung 1.10 zugeführt. Dies kann z. B. mittels einer Transportschnecke geschehen. Der gereinigte, getrocknete und somit regenerierte Sand 1.16 steht anschließend in der Kernmacherei 1.11 erneut zur Verfügung. Die Trocknungseinrichtung 1.10 ist in Fig. 5 näher dargestellt.
• Das Abwasser 1.12 wird über den Vorlagetank 1.2 der Verdampfungseinheit 1.3 zugeführt. Letztere ist in Fig. 4 näher erläutert. Dort wird das Abwasser zu einem Konzentrat 1.13 reduziert, das in dem gesonderten Behälter 1.5 gelagert wird und als Sekundärrohrstoff für die chemische Industrie weitere Verwendung finden kann. Das Destillat 1.14 gelangt in den dafür vorgesehenen Behälter 1.4 und steht somit für die Entkernungseinrichtung 1.1 (speziell für dort enthaltene Wasserbäder 2.5, 2.7 und eine Wasserstrahleinrichtung 2.4) und für die Sandwascheinrichtung 1.8a erneut zur Verfügung.
• Den schematischen Aufbau der Entkernungseinrichtung 1.1 zeigt die Fig. 2. Sie weist drei wesentliche Teileinrichtungen auf, nämlich ein wassergefülltes Lösungsbecken 2.5, ein Entkernungsbecken 2.6 und ein wassergefülltes Restentsandungsbecken 2.7, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind. Das Lösungsbecken 2.5 und das Entkernungsbecken 2.6 sind mit einem Transportsystem verbunden, das in der gezeigten Ausgestaltung aus einem sanddurchlässigen Transportband 2.3a mit Mitnehmern 2.9 für Sandaustrag auf seiner Oberfläche besteht. Das Transportband 2.3a beginnt auf der dem Entkernungsbecken 2.6 abgewandten Seite des Lösungsbeckens 2.5 oberhalb der Wasseroberfläche, führt über den Boden des Lösungsbeckens 2.5 und des Entkernungsbeckens 2.6 und von dort zurück. Die Mitnehmer des Transportbandes 2.3a übernehmen dabei zusätzlich zu der Räumerfunktion des ausgewaschenen Sandes auch die Funktion einer Haltevorrichtung der Gußteile während des Transportes zur Entkernungsstation. Das Restentsandungsbecken 2.7 weist ein eigenes sanddurchlässiges mitnehmerbesetztes Transportband 2.3b auf, das ebenfalls oberhalb der Wasseroberfläche beginnt, über den Beckenboden geführt wird und von dort zum Ausgangspunkt zurückkehrt. Die gezeigte Entkernungseinrichtung 1.1 beinhaltet weiterhin zwei Manipulatoren 2.1, 2.2 in Form von Greifarmen, die so angeordnet sind, dass sich ein erster Manipulator 2.1 am Anfang des Lösungsbeckens 2.5 befindet, so dass er den Teil des Transportbandes 2.3a erreicht, der oberhalb der Wasseroberfläche verläuft. Ein zweiter Manipulator 2.2 befindet sich am Ende des Restentsandungsbeckens 2.7, so dass er sowohl das Restentsandungsbecken 2.7 selbst als auch das Ende des ersten Transportbandes 2.3a im Entkernungsbecken 2.6 erreicht. Das Entkernungsbecken 2.6 weist bewegliche und programmsteuerbare Wasserstrahldüsen 2.4 auf.
• Der erste Manipulator 2.1, der hier schematisch als sensorgesteuerter Greifarm dargestellt ist, setzt die Gußteile 2.0 auf dem ersten Transportband 2.3a ab, auf dem sie in das wassergefüllte Lösungsbecken 2.5 eingebracht werden. Nach ausreichender Anlösezeit, die durch ein Verlangsamen oder Beschleunigen des Transportbandes 2.3a steuerbar ist, gelangen die Gußteile 2.0 in das Entkernungsbecken 2.6, worin sie mittels der beweglichen und programmsteuerbaren Wasserstrahldüsen 2.4 oberhalb des Wasserspiegels entkernt werden.
• Anschließend hebt der zweite Manipulator 2.2, hier gezeigt in Form eines zweiten Greifarms, die Gußteile 2.0 vom Transportband 2.3a und taucht sie zur Restentsandung durch gezieltes Bewegen in ein wassergefülltes Restentsandungsbecken 2.7. Nach erfolgter Restentsandung werden die Gußteile 2.0 durch den Manipulator 2.2 aus den Restentsandungsbecken 2.7 entnommen und zur Weiterbearbeitung abgelegt.
• Der Austrag 2.8 des sich auf den Böden der Becken 2.5, 2.6, 2.7 ansammelnden Sandes wird durch die Schlammräumfunktion der Transportbänder 2.3a,b bewerkstelligt. Die Transportbänder werden mit ihren mit Mitnehmern 2.9 besetzten Oberflächen so über die Beckenböden geführt, dass der Altsand über den Beckenrand gehoben und auf diese Weise ausgetragen wird 2.8.
• Die Fig. 2b zeigt in einer Aufsicht und einer Schnittansicht weitere Einzelheiten der Wasserstrahleinrichtung im Entkernungsbecken 2.6. Zur Entkernung der Gußteile 2.0 sind auch lateral bewegliche Wasserstrahldüsen 2.4 angeordnet.
• Das mit Mitnehmern 2.9 besetzte Transportband 2.3a kann in seiner Geschwindigkeit so gesteuert werden, dass eine optimale Entkernung erreicht wird.
• Darüber hinaus weist das Entkernungsbecken 2.6 eine Spannvorrichtung 2.10 als Halteeinrichtung für die Gußteile 2.0 während der Entkernungsphase auf, die an der Außenwand des Beckens fixiert ist 2.11 und eine oder mehrere Spannwangen 2.12 beinhaltet.
• Die schematische Darstellung in Fig. 3 zeigt die Sandwascheinrichtung (1.8a in Fig. 1), mit deren Hilfe der beim Entkernen anfallende Sand 3.1/3.3 (2.8 in Fig. 2) von Binderresten gereinigt wird. Sie beinhaltet in der hier gezeigten Ausgestaltung ein Becken 3.0, das bei etwa 2/3 seiner Tiefe einen parallel zum Beckenboden angeordneten feinmaschigen, sandundurchlässigen Zwischenboden 3.5 aufweist. Unterhalb des Zwischenbodens 3.5 erstreckt sich eine parallel zum Beckenboden verlaufende, den größten Teil der Beckenausdehnung durchmessende Druckluftleitung 3.4, die in regelmäßigen Abständen nach oben, d. h. in Richtung des Zwischenbodens 3.5 gerichtete Öffnungen 3.7 besitzt. Das Becken 3.0 weist darüber hinaus in der Nähe des oberen Beckenrandes eine Zuleitung für Frischwasser 3.2 und am Beckenboden einen Ablaß für Schmutzwasser 3.6 auf.
• Der Altsand 3.1 wird oberhalb des feinmaschigen und sandundurchlässigen Zwischenbodens 3.5 in die Wascheinrichtung 1.8a eingetragen, die mit Frischwasser 3.2 gefüllt wird. Die Verwirbelung des Sandes 3.3 erfolgt durch Druckluft 3.4, die unterhalb des Zwischenbodens 3.5 eingeblasen wird und durch diesen hindurch nach oben steigen kann.
• Über den Schmutzwasserablaß 3.6 am Boden der Sandwascheinrichtung 1.8a kann das Abwasser der in Fig. 1 gezeigten Verdampfungseinrichtung 1.3 zugeführt werden.
• Fig. 4 zeigt ein Verfahrensfließbild für eine Verdampfungseinrichtung mit Brüdenverdichtung. Die Verdampfungseinrichtung 1.3 weist einen Verdampfer 4.3 in Form eines tankartigen Behälters auf, der eine Anfahrheizung 4.5 beinhaltet. Das Innere des Verdampfers 4.3 steht in Kontakt zu einem Kondensator 4.8, der beispielsweise als Plattenwärmeübertrager ausgebildet sein kann. Verdampfer 4.3 und Kondensator 4.8 sind über einen Brüdenverdichter 4.7, d. h. eine Wälzkolben-Vakuumpumpe verbunden. Des Weiteren weist die Verdampfungseinheit 1.3 einen Wärmetauscher in Form eines Vorwärmers/Destillatkühlers 4.1 auf. Der Vorwärmer 4.1 beinhaltet einen Schmutzwasserzulauf 4.2 und ist mit dem Inneren des Verdampfers 4.3 verbunden. Der Destillatkühler 4.1 besitzt einen Ablauf 4.9 für das Destillat und ist mit dem Kondensator 4.8 verbunden. Am Boden des Verdampfers 4.3 ist ein Ablaß 4.10 für das konzentrierte Abwasser im Sumpf vorgesehen.
• Bei Prozeßbeginn wird das einzudampfende Abwasser 4.2 durch den Vorwärmer/Destillatkühler 4.1 in den Verdampfer 4.3 gesaugt. Dies geschieht mittels der als Brüdenverdichter 4.7 ausgebildeten Vakuumpumpe, die durch Absaugen der anfangs im Verdampfer 4.3 vorhandenen Luft für einen Unterdruck sorgt. Das eintretende Abwasser 4.4 wird mittels der durch den Kondensator 4.8 geführten, komprimierten und dadurch erhitzten Luft erwärmt. Zusätzlich kann zu Prozeßbeginn die Heizung 4.5 so lange zugeschaltet werden, bis das Abwasser 4.4 siedet. Der aufsteigende Wasserdampf 4.6 wird vom Verdichter 4.7 abgesaugt, auf Normaldruck gebracht und kondensiert im Kondensator 4.8, wobei die freiwerdende Wärme an den Verdampferinhalt 4.4 abgegeben wird. Das Destillat 4.9verläßt die Einrichtung über den Vorwärmer/Destillatkühler 4.1, wobei es einen Teil seiner Wärmeenergie an das einfließende Abwasser 4.2 abgibt.
• Das konzentrierte Abwasser im Sumpf 4.10 kann in einen Behälter abgelassen werden, sobald es die gewünschte Endkonzentration erreicht hat. Dann beginnt ein neuer Eindampfzyklus.
• Die Fig. 5 zeigt die Trocknungseinrichtung 1.10 für gewaschenes Kernmaterial in der speziellen Ausgestaltung als Fließbetttrockner. Das Trocknergehäuse 5.2 ist eine Schweißkonstruktion aus Stahlblech und besitzt einen Sandeinlauftrichter 5.1 und einen höhenverstellbaren Sandauslauf 5.7, dessen vertikale Position die Schichthöhe des Sandes 5.3 in der Trocknungseinrichtung bestimmt.
• Im unteren Bereich des Gehäuses 5.2 ist parallel zum Gehäuseboden ein Düsenboden 5.6 angeordnet, der als Blechplatte mit Bohrungen für geschraubte Luftdüsen (nicht gezeigt) ausgebildet ist. Unterhalb des Düsenbodens 5.6 befindet sich eine Windkammer 5.4. Die Luftdüsen sind so ausgebildet, dass mit ihrer Hilfe Luft aus der Windkammer 5.4 durch den Düsenboden 5.6 nach oben geleitet werden kann, jedoch von oben auch bei Stillstand keine Feststoffe durch den Düsenboden 5.6 in die Windkammer 5.4 gelangen können. Im Bereich der Windkammer 5.4 weist das Gehäuse 5.2 eine Öffnung 5.9 zum Einblasen erhitzter Trockenluft 5.5 auf. Weiterhin ist ein Thermoelement 5.8 zur Messung der Sandtemperatur vorgesehen.
• Der zu trocknende Sand 5.3 wird oberhalb des Düsenbodens 5.6 in das Gehäuse 5.2 eingebracht. Dabei wird auf ca. 400°C erhitzte Luft 5.5 in die Windkammer 5.4 eingeblasen und über den Düsenboden 5.6 in das Sandbett 5.3 geleitet.
• Die Trocknerluft 5.5 durchströmt das Sandbett 5.3 dergestalt, 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 5.3, die man auch als Fließbett oder fluidisierte Schüttschicht bezeichnet, ausgetragen zu werden. Über die so maximierte Kontaktoberfläche zwischen Feststoff und Gas, d. h. Sand 5.3 und Trocknerluft 5.5 wird der Wärmeinhalt der Luft rasch an den Sand 5.3 abgegeben, so dass das Wasser verdampft. Der Temperaturfühler 5.8 überwacht die Sandtemperatur, deren Anstieg einen zu geringen Sandeintrag signalisiert. Der getrocknete Sand verläßt die Kammer 5.2 über den Sandauslauf 5.7.

Claims (36)

1. Verfahren zum Entkernen von wasserlösliche Gießkerne aus Sand aufweisenden Gußteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens einen Gießkern aufweisenden Gußteile zum Anlösen des Gießkerns in ein wassergefülltes Lösungsbecken eingebracht werden; anschließend der Kernsand in einem Entkernungsbecken durch Wasserstrahlen aus den Gußteilen ausgetrieben wird; und die Gußteile durch Bewegen in einem wassergefüllten Restentsandungsbecken restentsandet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport der Gußteile zwischen Lösungsbecken, Entkernungsbecken und Restentsandungsbecken mittels eines Transportsystems mit mindestens einem Transportband erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgewaschene Sand mittels einer Schlammräumvorrichtung aus Restentsandungsbecken, Entkernungsbecken und Lösungsbecken herausgefördert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband bzw. mindestens eines der Transportbänder verlangsamt oder angehalten wird, während sich Gußteile im Lösungsbecken, im Entkernungsbecken oder im Restentsandungsbecken befinden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlösen des Gießkerns durch die Zugabe eines Tensids und/oder eines Entlüfters im Lösungsbecken beschleunigt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Anlösen des Gießkerns nötige Verweildauer im Lösungsbecken durch eine Verlangsamung der Transportgeschwindigkeit oder ein Anhalten des entsprechenden Transportbandes erreicht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahlentkernung für jedes einzelne Gußteil separat erfolgt, um Sandeintrag in andere Gußteile auszuschließen.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkernung mittels gezielt auf das Gußteil gerichteter, in alle Richtungen beweglicher und programmgesteuert an das Gußteil anpaßbarer Wasserstrahlen erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grußteil während der Entkernung mittels einer im Entkernungsbecken angeordneten Spanneinrichtung gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unbehandelten Gußteile durch einen Manipulator auf das Transportband bzw. das erste mehrerer Transportbänder gelegt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wassergestrahlten Gußteile von einem Manipulator vom entsprechenden Transportband genommen und in das Restentsandungsbecken überführt werden, worin sie durch denselben Manipulator programmgesteuert je nach Art des Gußteils in alle Raumrichtungen bewegt werden und woraus sie durch denselben Manipulator wieder entnommen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband bzw. mindestens eins der einzelnen Transportbänder mit seiner Oberseite so entlang des jeweiligen Bodens des Lösungsbeckens, des Entkernungsbeckens und/oder des Restentsandungsbeckens geführt wird, dass der ausgewaschene Sand durch an der Oberfläche des Transportbandes bzw. der Transportbänder vorhandene Mitnehmer aus dem Becken ausgetragen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgetragene Altsand einer Sandwascheinrichtung zugeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Altsand oberhalb eines feinmaschigen sandundurchlässigen Zwischenbodens in die Sandwascheinrichtung eingetragen wird, diese mit Frischwasser gefüllt wird und der Sand durch Einblasen von Druckluft unterhalb des Zwischenbodens gereinigt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsvorgang durch eine Intervallschaltung der Druckluftzufuhr zur optimalen Verwirbelung des Sandes unterstützt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschwasser aus der Sandwascheinrichtung und/oder der Entkernungseinrichtung einer Verdampfungseinheit zugeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Destillat aus der Verdampfungseinrichtung der Entkernungseinrichtung und/oder der Sandwascheinrichtung wieder zugeführt wird und das Abwasserkonzentrat als Sekundärrohstoff zur Verfügung steht.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der gewaschene Sand einer Trocknungseinrichtung zugeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der getrocknete Sand zur erneuten Gießkernherstellung verwendet wird.

20. Vorrichtung zum Entkernen wasserlöslicher Gießkerne aus Sand, insbesondere nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein wassergefülltes Lösungsbecken (2.5), ein Entkernungsbecken (2.6) mit Wasserstrahleinrichtung (2.4) und ein wassergefülltes Restentsandungsbecken (2.7).

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsbecken (2.5), das Entkernungsbecken (2.6) und das Restentsandungsbecken (2.7) untereinander mit mindestens einem Transportband verbunden sind.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsbecken (2.5), das Entkernungsbecken (2.6) und das Restentsandungsbecken (2.7) mittels eines Transportsystems verbunden sind, das mehrere unabhängige Transportbänder (2.3a, b) aufweist.

23. Vorrichtung gemäß Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband bzw. mindestens eins der einzelnen Transportbänder (2.3a, b) sanddurchlässig ausgebildet ist.

24. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband bzw. mindestens eins der einzelnen Transportbänder (2.3a, b) in seiner Transportgeschwindigkeit steuerbar ist.

25. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, gekennzeichnet durch einen Manipulator (2.1) zum Auflegen der unbehandelten Gußteile (2.0) auf das Transportband bzw. das erste Teilband (2.3a) des Transportsystems.

26. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 25, gekennzeichnet durch einen Manipulator (2.2) zum Überführen wassergestrahlter Gußteile (2.0) aus dem Entkernungsbecken (2.6) in das Restentsandungsbecken (2.7), zum programmgesteuerten Bewegen der Gußteile (2.0) im Restentsandungsbecken (2.7) und zur Entnahme der Gußteile (2.0) aus dem Restentsandungsbecken (2.7).

27. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsbecken (2.5), das Entkernungsbecken (2.6) oder das Restentsandungsbecken (2.7) mindestens eine Schlammräumeinrichtung aufweisen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlammräumeinrichtung bzw. die Schlammräumeinrichtungen als Spiralförderer, Saugräumer, Schildräumer oder dergleichen ausgebildet ist bzw. sind.

29. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband bzw. mindestens eins der einzelnen Transportbänder (2.3a, b) an seiner Oberfläche Mitnehmer (2.9) zum Sandaustrag und als Halteeinrichtung für die Gußteile (2.0) während des Transports zur Wasserstrahleinrichtung im Entkernungsbecken (2.6) aufweist.

30. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkernungsbecken (2.6) eine Spannvorrichtung (2.10) für die Gußteile (2.0) während der Entkernungsphase aufweist.

31. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahleinrichtung (2.4) Wasserstrahldüsen aufweist, die gezielt auf die Gußteile (2.0) richtbar sind und deren Bewegungen programmgesteuert an die Gußteile (2.0) anpaßbar sind.

32. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 31, gekennzeichnet durch eine Sandwascheinrichtung (1.8a) in Form eines Beckens (3.0) mit einem feinmaschigen sandundurchlässigen Zwischenboden (3.5), einer darunterliegenden Einrichtung zum Einblasen von Druckluft (3.4; 3.7), einer Zuleitung für Frischwasser (3.2) und einem Abfluß für Abwasser (3.6).

33. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine Verdampfungseinrichtung (1.3) für das im Lösungsbecken (2.5), im Entkernungsbecken (2.6), im Restentsandungsbecken (2.7) und in der Sandwascheinrichtung (1.8a) anfallende Abwasser (1.12).

34. Vorrichtung gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungseinrichtung (1.3) als Blasenverdampfer oder Fallstromverdampfer ausgebildet ist.

35. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 32 bis 34, gekennzeichnet durch eine Trocknungseinrichtung (1.10) für den gewaschenen Altsand.

36. Vorrichtung gemäß Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung (1.10) als Band-, Durchlauf- oder Kammertrockner ausgebildet ist.