DE1071900B - - Google Patents

Description

großen Nachteil, daß die fertiggemischte Formmasse je nach der Temperatur des einlaufenden Sandes im Feuchtigkeitsgehalt, also in seinen Formstoffeigenschaften, bereits beim Verlassen des Mischers stark schwankt.

Es ist auch bekannt, den Formsand durch eine Transportrinne zu führen und hierbei zwecks Kühlung zu wälzen, zu kämmen oder zu schieben oder ihn mehrmals und ohne Unterbrechung durch die Luft zu fördern. Diese Verfahren zum Kühlen von Formsand haben sich als zu wenig wirkungsvoll erwiesen. Außerdem besteht auf Grund der Bewegung des Formsandes immer die Gefahr,; daß der in ihm enthaltene wertvolle Bindeton, der im Sand verbleiben soll, aufgewirbelt wird und hierbei verlorengeht. Der Vorschlag, den Sand durch zwei vertikalachsige, übereinanderliegende Zylinder, die mit einer Verengung miteinander verbunden sind, von oben nach unten hindurchzuschicken, während diese Zylinder von einem starken aufwärts gerichteten Luftstrom durchspült werden, kann daher nur für solche Sande benutzt werden, die ausschließlich verbrauchte Binder enthalten.

Daneben hat man den Formsand auch über übereinanderliegende, rotierende Teller ausgebreitet, auf denen die Masse dauernd so umgepflügt wird, daß sie von einem Teller auf den nächsten darunterliegenden usw. bewegt wird, wobei dauernd Kühlluft über den Sand geführt wird. Diese Kühlung hat sich als sehr wirksam erwiesen, sie hat jedoch den Nachteil, daß wegen der hohen Luftgeschwindigkeit dem Formsand mehr als erwünscht Feinanteil entzogen wird und daß die hierfür notwendigen Einrichtungen hohe Investitionskosten erfordern und im Betrieb teuer sind.

Die Nachteile, die die bisher bekannten bzw. vorgeschlagenen Verfahren und Einrichtungen für die Kühlung von gebrauchtem Gießereiformsand, die wertvolle Bindersubstanz, z. B. Ton, enthalten, aufweisen, können gemäß der Erfindung dadurch behoben werden, daß durch den in lockerer Schüttung und in annähernd gleichbleibender Höhe auf eine luftdurchlässige Unterlage aufgebrachten Formsand Luft hindurchgeleitet wird, währenddem sich der Formsand gegenüber seiner luftdurchlässigen Unterlage in Ruhe befindet. Falls der Formsand noch nicht die für die angestrebte Abkühlung erforderliche Feuchtigkeit besitzt, kann er vorher angefeuchtet werden. Da der Formsand, wenn er in feuchtem Zustand aufgesiebt wird, eine gute Luftdurchlässigkeit aufweist und diese Luftdurchlässigkeit nur erhalten bleibt, wenn die beim Aufsieben erhaltene lockere Schüttung in ihrem Aufbau nicht gestört wird, bleibt vorzugsweise der Formsand während der ganzen Dauer des Kühlvorganges auf der luftdurchlässigen Unterlage unverändert liegen. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, durch entsprechende Wahl der Wassermenge im Formsand zu Beginn des Prozesses sowie der durchgeleiteten Kühlluftmenge nach erfolgter Behandlung eine Temperatur zu erreichen, die sogar unter der Raumtemperatur liegt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig eine Vorrichtung verwendet, die eine der Sandzuführvorrichtung vorgeschaltete, kontinuierlich arbeitende Waage mit die Kühlung des Formsandes regelnden elektrischen Steuerelementen aufweist.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zu dessen Ausführung dienenden Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie I-I in Fig. 4,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 4,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt gemäß LinieIV-IV in Fig. 1, Fig. 5 ein Schaltschema der Vorrichtung,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform im Grundriß, Fig. 7 einen Schnitt gemäß LinieVII-VII in Fig. 6, Fig. 8 ein Teilstück des Schnittes gemäß Fig. 7 in ίο größerem Maßstab.

In den Fig. 1 und 4 ist mit 1 ein Mischtrog bezeichnet, in dem Wellen 2 und 2 a schräggestellte Schaufeln 3 aufweisen, die beim Rotieren in Pfeilrichtung 4 und 5 den im Mischtrog 1 befindlichen Formsand 6 mischen. Die Wellen 2 und 2 a werden mittels eines Motors 7 und eines Untersetzungsgetriebes 8 in Drehung versetzt. Ein Förderband 9 bringt den Formsand 6 in den Mischtrog 1. Über eine Leitung 10 fließt Wasser in einen Behälter 11. Der Zufluß ist durch den Hahn 12 von Hand regulierbar. Ein Abl auf rohr 61 verbindet den Behälter 11 mit einer Brause 62. Aus dieser Brause 62 tritt Wasser in den im Mischtrogl in Bewegung befindlichen Formsand 6. An einem Ständer 63 ist ein Schlauchhalter 64 verschiebbar angeordnet, der, in der Höhe verstellbar, ein Überlaufrohr 65 festhält. Der Wasserspiegel 66 des Behälters 11 entspricht der Austrittshöhe 67 des Überlaufrohres 65. Demzufolge ist der Spiegel 66 des Wassers im Behälter 11 durch die Höhenverstellung des Schlauchhalters 64 einstellbar. Eine Reguliernadel 68, die über ein Gewinde 69 durch ein von einem Regelmotor 71 angetriebenes Schneckengetriebe 70 verstellbar ist, erlaubt, den Austrittsquerschnitt des Wassers aus dem Behälter 11 in das Ablauf rohr 61 zu verändern.

Der Formsand 6 verläßt den Mischtrog 1 am Auslauf 13 und fällt zur Hälfte in ein Pendelrohr 14 und zur Hälfte auf ein Transportband 15. Das Transportband 15, das als Waage ausgebildet ist, befördert den auf ihn fallenden Teil des Formsandes in das Pendelrohr 16, das über Verbindungshebel 17 mit dem Pendelrohr 14 gelenkartig verbunden ist. Ein doppeltwirkender Zylinder 18, der am Mischtrog 1 über dem Drehpunkt 19 drehbar befestigt ist, enthält einen Kolben 20 mit einer Kolbenstange 21, die ihrerseits über den Drehpunkt 22 mit dem Pendelrohr 14, das im Drehpunkt 23 aufgehängt ist, und über die Verbindungsstangen 17 mit dem Pendelrohr 16, das im Drehpunkt 24 gelagert ist, verbunden ist.
Tritt über die Leitung 25 Preßluft in den Zylinder 18 und ist die Leitung 26 auf Auspuff gestellt, so bewegt sich das Pendelrohr 14 von der gezeichneten Stellung in die punktiert gezeichnete Lage 27 und das Pendelrohr 16 in die punktiert gezeichnete Stellung 28. In dieser Stellung wird ein nicht gezeichnetes Steuerorgan durch die Bewegung des Pendelrohres selbst in bekannter Weise so gesteuert, daß die Leitung 26 Preßluft erhält und die Leitung 25 auf Auspuff gestellt wird. Das Pendelrohr 14 bewegt sich somit von der Stellung 27 in die Stellung 29 und das Pendelrohr 16 von der Stellung 28 in die Stellung 30. In dieser Lage wird das nicht gezeichnete Steuerorgan durch die Pendelbewegung wieder in die ursprüngliche Lage zurückbewegt, worauf die Pendelbewegung ebenfalls umgesteuert wird und der Vorgang von neuem beginnt.

In einem zur Waage gehörenden Apparatekasten 31 befinden sich Regelorgane, auf deren Funktionen später eingegangen wird.
Der aus den Pendelrohren 14 und 16 austretende

Formsand fällt auf ein Schwingsieb 32, das mittels angedeuteter Unwuchten 33 und 34 in nicht gezeichneter Weise angetrieben wird. Durch den Siebboden 35 fällt der Formsand aufgelockert und mit minimaler Fallhöhe auf ein über die Walzen 36 und 37 geführtes Drahtgeflechtband 38 (s. Fig. 2), dessen Maschenweite entsprechend der Korngröße des Sandes zu wählen ist. Ein Antriebsmotor 39 treibt über ein Regelgetriebe 40, dessen Funktionsweise später beschrieben wird, das Drahtgeflechtband 38 mit einer solchen Geschwindigkeit an, daß die Schichthöhe des Formsandes auf dem Band bei veränderlicher Zufuhrmenge praktisch konstant gehalten wird. Stützrollen 41 (s. ebenfalls Fig. 2), die in relativ engem Abstand das Drahtgeflechtband 38 stützen, verhindern bei belastetem Obertrum des Bandes ein Durchhängen desselben und damit eine Störung des Aufbaues des Formsandes während dessen Durchlaufen in Pfeilrichtung 42 von der Walze 36 zur Walze 37. Dagegen stützen nur wenige Stützrollen 43 das untere Trum ■des Drahtgeflechtbandes 38 ab.

Während der Formsand auf dem Drahtgeflechtband 38 liegt, wird er durch Seitenbleche 44 und 45, die in die Seitenteile der Absaughaube 46 überführen, seitlich abgestützt. Im weiteren wird durch die Pendelbleche 47 und 48, die sich an den Formsand anlegen, auch der übrige Teil der Absaughaube 46 so abgedichtet, daß ein nicht gezeichneter Ventilator, der die Luft in Pfeilrichtung 49 aus der Absaughaube 46 absaugt, gezwungen ist, diese Luft ausschließlich durch das Drahtgeflechtband 38 und durch den daraufliegenden Formsand hindurch zu saugen.

Ein Schieber 50 kann durch Drehung einer Kurbel 51 über Gewinde 52 in Pfeilrichtung 72 (s. Fig. 3) bewegt werden und verändert dabei den Durchtrittsquerschnitt der Luft durch den Stutzen 73. Diese Pvegulierung ist für Handbetätigung vorgesehen. Ein zweiter Schieber 74, der quer zum Schieber 30 in Pfeilrichtung 75 bewegbar angeordnet ist, wird von einem Regelmotor 76 über Schneckengetriebe 77 und Gewindespindel 78 betätigt. Diese Regulierung, die automatisch erfolgt, wird später beschrieben. Der Formsand fällt über die Walze 37 auf ein Transportband 53, das ihn zu einer nicht dargestellten Aufbereitungsanlage führt, in der unter anderem auch der Feuchtigkeitsgehalt in bekannter Weise auf die gewünschte Höhe gebracht wird.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Der Formsand, der über das Transportband 9 dem Mischtrog 1 zugeführt wird, wird in diesem durch das über die Brause 62 zufließende Wasser gleichmäßig angefeuchtet. Beim Auslauf 13 verläßt der Sand angefeuchtet, aber noch warm, den Mischtrog 1 und fällt auf bereits beschriebene Art je zur Hälfte in das Pendelrohr 14 bzw. über die in Pfeilrichtung 56 einstellbare Waage 15 in das Pendelrohr 16. Da der Pendelrohrantrieb durch Preßluftzylinder 18 mit gleichbleibender Drehgeschwindigkeit und in den Endstellungen 28 bzw. 30 oder 27 bzw. 29 mit plötzlicher Umkehrung arbeitet, wird der Formsand auf die ganze Länge des Schwingsiebes 32 gleichmäßig verteilt. Dadurch erfolgt auch eine gleichmäßige Verteilung des Sandes über die ganze Breite des Drahtgeflechtbandes 38.

Infolge der kleinen Distanz zwischen dem Schwingsieb 32 bzw. dessen Siebboden 35 und dem Drahtgeflechtband 38 gelangt der Formsand vollständig locker auf das Drahtgeflechtband 38. Wird die Maschenweite des Siebbodens 35 entsprechend ge-

wählt, so wird der Sand auch in feinkrümeliger Struktur aufgesiebt. Dies ermöglicht im weiteren Verlauf der in den Pfeilrichtungen 54 durchtretenden Luft nicht nur ein Durchströmen durch den Sand ohne zu großen Druckabfall, sondern es bringt auch die gesamte Luft, weil feinporige Kanäle die aufgesiebte Sandmasse durchziehen, in unmittelbare Berührung mit dem Formsand, was zur Folge hat, daß die Luft den Formsand weitgehend wasserdampfgesättigt ver-

l.o läßt, um dem nicht gezeichneten Ventilator in Pfeilrichtung 49 zugeführt zu werden. Es ist hierbei von besonderer Bedeutung, daß die lockere Formsandschüttung während des durch das Durchströmen der Luft erfolgenden Kühl- und Trocknungsprozesses unverändert bleibt. Wird diese Schüttung gestört, so wird die Formsanddichte vergrößert und damit die Luftdurchlässigkeit verringert.

Versuche haben gezeigt, daß auf die beschriebene Weise eine sehr wirksame Kühlung möglich ist, ohne

ao daß dem Formsand in spürbarem Maße Feinanteile entzogen werden. Es hat sich ferner herausgestellt, daß der Formsand sehr leicht auf Raumtemperatur oder sogar darunter abgekühlt, außerdem innerhalb kleinen Schwankungen im Feuchtigkeitsgehalt in der Nähe der »Staubgrenze« gehalten werden kann. Als »Staubgrenze« bezeichnet man einen Feuchtigkeitsgehalt, bei dem das körnige Gut gerade zu stäuben beginnt und bei dem es bereits sehr gut siebbar ist. Da der zeitlich zugeführte Formsand im praktischen Betrieb mengenmäßig Schwankungen unterworfen ist und die Art der Abgüsse, die herzustellen sind, und damit die Erwärmung des Formmaterials ebenfalls Veränderungen erfahren kann, ist folgende Regelung notwendig: Werden schwere Abgüsse hergestellt, die den Formsand stark erwärmen und ihre Feuchtigkeit weitergehend verringern, so wird durch Höherschieben des Schlauchhalters 64 in bereits beschriebener Weise der Wasserspiegel 66 im Behälter 11 so weit erhöht, daß infolge Erhöhung des statischen Druckes wieder eine genügende Wassermenge aus der Brause 62 in den Mischtrog 1 ausfließt. Gleichzeitig wird durch öffnen des Schiebers 50 in bereits beschriebener Weise der Durchtrittsquerschnitt der Luft durch den Absaugstutzen 73 so weit vergrößert, daß eine genügende Luftmenge für die Kühlung des Formsandes durchtreten kann. Diese beiden Regulierungsvorgänge werden nur dann verändert, wenn die Beschaffenheit des Sandes dies verlangt. Ändert sich die Sandmenge, so bewirkt dies automatisch eine Veränderung der Anzeige der Waage 15. In Fig. 5 ist diese Waage durch den Pfeil 15 gekennzeichnet.

Die Waage 15 betätigt einen Kondensator 80. Ein Regelgetriebe 40 wird mittels Regelmotor 81,-der.mit Kondensator 82 gekuppelt ist, über ein Differentialrelais 83 gesteurt. Das Regelgetriebe 40 (s. auch Fig. 1) wird vom Regelmotor 81 entsprechend der Stellung der Waage 15 und des Kondensators 80 über das Differentialrelais 83 und den Kondensator 82 so gesteuert, daß die Drehzahl der Walze 37 bzw. die Geschwindigkeit 42 des Drahtgeflechtbandes 38 sich so verändert, daß bei veränderter Durchgangsmenge des Formsandes über die Waage 15 eine gleichbleibend hohe Sandschicht auf das Drahtgeflechtband 38 auf gesiebt wird. Die Regulierung der Wassermenge entsprechend der Durchgangsmenge an Feinsand erfolgt über die Waage 15, in dem eine Reguliernadel 68 in bereits beschriebener Weise mittels Regelmotor 71 von der Stellung der Waage 15 und dem damit verbundenen Kondensator 80 über das Differentialrelais 84 und den Kondensator 85 so gesteuert wird, daß der

Claims (8)

Querschnitt der Eintrittsöffnung in das Ablaufrohr 61 proportional dem Formsand verändert wird. Die Regulierung der Luftmenge proportional zur Sandmenge erfolgt über die Waage 15 mittels des Schiebers 74. Die Waage 15 und der mit ihr verbundene Kondensator 80 steuern über das DifTerentialrelais 86 und den Kondensator 87 den Regelmotor 76 derart, daß der Schieber 74 in Pfeilrichtung 15 bewegt wird und damit den Durchtrittsquerschnitt der Luft durch den Stutzen 73 proportional zur Durchgangsmenge des Formsandes verändert. In Fig. 5 ist als Beispiel die Regelung mittels veränderlicher Kondensatorenkapazität und mit Differentialrelais dargestellt. Die Regulierung kann auch mittels induktiver oder ohmscher Widerstandsveränderung oder andern Mitteln durchgeführt werden. In Fig. 6 und 7 ist mit 101 eine feststehende Schiene gekennzeichnet, auf der sich Rollen 102 abstützen, die Kreissegmente 103 tragen. Diese Kreissegmente sind an Wellen 104 angelenkt, welche mit einem rotierenden Drehteller 105 verbunden sind. Der rotierende Drehteller 105 dreht sich in Pfeilrichtung 106 um die Achse 107. Die Kreissegmente 103 besitzen Lamellen 108 (s. Fig. 8) sowie jeweils eine Anfangslamelle 109 und eine Endlamelle 110. Die Kreissegmente 103 bewegen sich von der Stellung 111 in Pfeilrichtung 106 bis zur Stellung 112, ohne ihre gegenseitige Lage zu verändern. Verläßt die Rolle 102 eines Kreissegmentes 301 die SchienelOl beim Ende 113, so kippt dasselbe um die Achse 114 in die in Fig. 7 gezeichnete Kipplage 115. Beim anschließenden Auflaufen auf. die Schiene 101 im Auflaufstück 116 wird das Kreissegment 103 wieder angehoben, bis es in der Stellung 111 die Normallage wieder erreicht. Diese Ausführungsform arbeitet mit einer Zuführung ähnlich der bereits in den Fig. 1 und 4 beschriebenen Art ebenfalls auf ein Schwingsieb, das in den Fig. 6 und 7 mit 117 bezeichnet ist. Der sich aus den Kreissegmenten 103 bildende Kreisring läuft von der Stellung'unter dem. Schwingsieb 117 in Pfeilrichtung 106 unter die angedeutete Absaughaube 118 und ist ebenfalls beim Ein- und Austritt in bzw. aus der Haube durch Pendelbleche 119 und 120 abgedichtet. Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Über die Zuführung und das Schwingsieb 117 gelangt der Formsand in lockerer und feinkrümeliger Struktur auf die Kreissegmente 103. Passieren diese das Pendelblech 119, so wird ähnlich der bereits beschriebenen Weise Luft in Richtung des Pfeiles 121 durch den Sand hindurchgesaugt, wobei diese in Riehtung der Pfeile 122 zwischen den Lamellen 108 durch die Sandschüttung 123 strömt und diese über die Absaughaube 118 und den Absaugstutzen 124 in Richtung auf den nicht gezeichneten Ventilator verläßt. Der dadurch hervorgerufene Kühl- und Trocknungsprozeß ist beim Verlassen des Pendelbleches 120 beendet. Verläßt die Rolle 102 des entsprechenden Kreissegmentes 103 die Schiene 101 am Ende 113, so kippt das entsprechende Kreissegment 103 in die Kipplage 115 und entleert dadurch die daraufliegende Sandschüttung auf ein nicht gezeichnetes weiteres Förderdermittel. Beim Auflaufen der Kreissegmente 103 auf das Auf laufstück 116 wird das Kreissegment 103 wieder von der Stellung 115 in die Lagelll zurückgeführt. Der Vorgang beginnt von neuem. Selbstverständlich sind auch Ausführungen mit einem Pendelrohr oder mit mehreren parallel arbeitenden Pendelrohren möglich. Ferner ist die Wirkungsweise nicht an die Anwendung des Pendelrohres gebunden. Es können auch Vibrationszuführrinnen oder andere Mittel verwendet werden. Es ist auch nicht erforderlich, daß der Formsand aufgesiebt wird. Es hat sich nur in der Praxis gezeigt, daß dies besonders vorteilhaft ist, um den Formsand auf der luftdurchlässigen Unterlage in gleichmäßiger Schichthöhe locker und feinkrümelig aufzubringen. Ist die Erwärmung der Formmasse nach dem Abgießen verhältnismäßig gering und die Feuchtigkeit derselben noch genügend hoch, so kann eine Befeuchtungseinrichtung, z. B. in Form des in den Fig. 1 und 4 gezeichneten Mischtrogs 1, wegfallen. Grundsätzlich ist zu sagen, daß bei Zuführung einer bestimmten Wassermenge mittels Brause 62 der Formsand immer mindestens auf Raumtemperatur abgekühlt werden kann und daß ferner beim Hindurchleiten einer bestimmten Luftmenge durch den gebrauchten Formsand dieser immer in der Nähe der »Staubgrenze« gehalten werden kann. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen von gebrauchtem Gießereiformsand, gegebenenfalls nach zusätzlicher Befeuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß durch den in lockerer Schüttung und in annähernd gleichbleibender Höhe auf eine luftdurchlässige Unterlage aufgebrachten FormsandLuft hindurchgeleitet wird, währenddem sich der Formsand gegenüber seiner luftdurchlässigen Unterlage in Ruhe befindet.

2. A'^rerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formsand während der ganzen Dauer des Kühlvorganges auf der luftdurchlässigen Unterlage unverändert liegenbleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil oder die gesamte durch die Anlage laufende Sandmenge mittels einer Waage gewogen wird und von dieser Waage auch die durchströmende Luftmenge und die zur Befeuchtung dienende Wassermenge proportional der Menge des aufgeschütteten Formsandes reguliert werden.

4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Sandzufuhrvorrichtung vorgeschaltete kontinuierlich arbeitende Waage (15) mit die Kühlung des Formsandes regelnden elektrischen Steuerelementen (80).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage (15) mittels Kondensatoren (80, 82), Diffcrentialrelais (83) und Regelmotor (81) selbsttätig den Vorschub der luftdurchlässigen Unterlage (38) so steuert, daß der Formsand (6) in einer bestimmten Schichthöhe ausgebreitet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage (15) mittels Kondensatoren (80, 87), Differentialrelais (86) und Regelmotor (76) selbsttätig die Menge der zur Kühlung des Formsandes dienenden Luft proportional zu der Durchlaufmenge des Formsandes (6) regelt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage (15) mittels Kondensatoren (80, 85), Differentialrelais (84) und Regelmotor (71) selbsttätig die Menge des zur Befeuchtung des Formsandes dienenden Wassers proportional zu der Durchlaufmenge des Formsandes (6) regelt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet

durch mindestens ein hin und her bewegtes Pendelrohr (14, 16), das den zu kühlenden Formsand zwangläufig in gleichmäßiger Schichthöhe über die ganze Breite der luftdurchlässigen Unterlage aufschüttet. 10

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 530 105, 711 049; USA.-Patentschrift Nr. 2 452 362; »Gießerei«, 1954, S. 578 bis 583.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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