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Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Schüttgut
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unterschiedlicher Korngröße Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Aufbereiten von Schüttgut unterschiedlicher Korngröße, insbesondere zum Fraktionieren
von Schüttgut nach dessen Korngröße, insbesondere zum Trennen - und gleichzeitigen
Kühlen - von aus Gußformen entleerten ("ausgepackten") Gußstücken und Formsand unter
gleichzeitiger Reinigung der mit Formsand behafteten Gußstücke von Formsand sowie
(Vor-)Aufbereitung des Formsandes insbesondere durch Zerkleinern von Formsandknollen,
bei dem das aufzubereitende Schüttgut einer gleichsam schraubenförmigen Umwälzbewegung
unterworfen wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum verfahrenstechnischen
Aufbereiten von Schüttgut unterschiedlicher Korngröße, insbesondere zum Fraktionieren
von Schüttgut nach dessen Korngröße, insbesondere zum Trennen - und gleichzeitigen
Kühlen - von aus Gußformen entleerten Gußstücken und Formsand unter gleichzeitiger
Reinigung der mit Formsand behafteten Gußstücke von Formsand sowie (Vor-)Aufbereitung
des Formsandes insbesondere durch Zerkleinern von Formsandknollen, mit einem nachstehend
der Einfachheit halber auch als Trog bezeichneten trogartigen Behältnis, welches
von wenigstens einem Antrieb in eine Bewegung zu versetzen ist, die eine im wesentlichen
schraubenförmige Umwälzbewegung des Schüttgutes im Trog zur Folge hat, wobei an
der Abgabestelle des Troges eine Trenneinrichtung in der Art eines Rostes od.dgl.
vorhanden ist, deren Trennmaß größer ist als die größte Korngröße einer ersten Schüttgutkomponente
sowie kleiner als die kleinste Korngröße einer zweiten Schüttgutkomponente.
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Wenn vor- oder nachstehend von "Schüttgut" oder "Schüttgutkomponenten"
die Rede ist, so ist hiermit nicht notwendigerweise insgesamt ein Schüttgut gleichsam
klassischer Konsistenz gemeint Vielmehr soll unter dem Begriff "Schüttgut" vor-
und nachstehend in gegenüber der üblichen Terminologie etwas erweiterter Auslegung
dieses Begriffes ein Gut verstanden werden, welches im Gegensatz beispielsweise
zu Gasen, Flüssigkeiten, pastösen Gütern u.dgl. insbesondere hinsichtlich seines
Förderverhaltens Eigenschaften wie insbesondere feste Konsistenz, "Körnigkeit" etc.
besitzt, die für Schüttgut im klassischen Sinne typisch sind.
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Dabei kann aber insbesondere die "Korngröße" - allerdings auch die
"Kornform" - beträchtlich sein und außerhalb üblicher Dimensionen klassischen Schüttgutes
liegen. Dieses kann beispielsweise bei einer aus Gußteilen bestehenden
(zweiten)
Schüttgutkomponente des aufzubereitenden Schüttgutes der Fall sein, die beispielsweise
bei einer Ausgestaltung der hier in Rede stehenden Vorrichtung als sog.
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"Auspackvorrichtung" bzw. spezieller als "Auspackrohr" zusammen mit
einer ersten Schüttgutkomponente insgesamt das aufzubereitende Schüttgut bilden
kann, bei welcher es sich um Formsand handelt, und damit also um ein weitgehend
klassisches Schüttgut (wenn man einmal von in aller Regel zumindest zunächst vorhandenen
Formsandknollen absieht und dabei auch nicht einen Fall im Auge hat, bei dem der
Formsand (noch) extrem feucht ist).
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Im Rahmen dieser erweiterten Definition des Begriffes "Schüttgut"
wird nachstehend mithin auch beispielsweise unter Bezugnahme auf größere Gußteile
od.dgl. von deren "Korngröße und nicht von deren Stückgröße gesprochen.
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Wenn vor- oder nachstehend von einem "Fraktionieren" von Schüttgut
die Rede ist, so soll hierunter insbesondere eine Trennung von Schüttgutkomponenten
unterschiedlicher Korngröße bzw. unterschiedlicher Korngrößenbereiche (Kornbänder)
verstanden werden, wobei indes beispielsweise im Gegensatz zu reinen Siebmaschinen,
Schwingrosten etc.
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einem solchen Aufbereitungsschritt im allgemeinen wenigstens ein weiterer
Aufbereitungsschritt überlagert bzw.
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vor- oder nachgeordnet ist.
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Wenn weiterhin vor- oder nachstehend von einem trogartigen Behältnis"
bzw. kurz von einem "Trog" die Rede ist, so ist hierunter ebenfalls nicht zwangsläufig
ein Trog im klassischen Sinne zu verstehen, also beispielsweise ein an seinen Stirnseiten
offenes oder geschlossenes rinnenartiges Gebilde. Dieses kann zwar der Fall sein,
ist indes, wie ausgeführt, keineswegs obligatorisch. Vielmehr wird der Trog bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
aller Regel bevorzugt und
damit überwiegend als im wesentlichen (auch an seiner Oberseite) geschlossenes Gebilde
ausgeführt, und zwar nicht allein aus fertigungstechnischen Gründen, sondern auch
im Hinblick auf die durchzuführende Betriebsweise dann vorzugsweise wenigstens im
wesentlichen rohrförmig od.dgl., wobei dann auch ein solcher rohrförmiger Trog an
seinen Stirnseiten offen oder an wenigstens einer Stirnseite geschlossen und an
diesem Ende dann mit einem entsprechenden Ein-oder Auslaß versehen sein kann.
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Wenn vor- oder nachstehend weiterhin davon die Rede ist, daß der Trog
von wenigstens einem Antrieb in eine Bewegung zu versetzen ist, die eine im wesentlichen
schraubenförmige Umwälzbewegung des im Trog befindlichen Schüttgutes zur Folge hat,
so kann dieses beispielsweise bei einem rohrförmigen Trog durch eine Drehbewegung
des Troges um eine Längsachse realisiert werden, die in der Richtung vom Einlaß
zum Auslaß nach unten geneigt ist, während eine andere, bevorzugte Antriebsmöglichkeit
darin besteht, den Trog durch wenigstens einen Schwingungserreger in unter einem
positiven Anstellwinkel zur Horizontalen verlaufende Schwingungen zu versetzen,
die zumindest eine quer zur Troglängsrichtung (= Förderrichtung) weisende Komponente
aufweisen, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird.
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Wenn schließlich im Zusammenhang mit einer Trenneinrichtung von deren
(sie kennzeichnenden) "Trennmaß" die Rede ist, so kann es sich hierbei beispielsweise
bei einem Lochblech mit kreisrunden Löchern um die Lochdurchmesser bei einem Sieb
um dessen Maschenweite oder bei einem Stabrost um die Spaltweite zwischen einander
benachbarten Roststäben handeln, also um eine Konstruktionsgröße, die eine
aus
dem Schüttgut zu separierende Schüttgutkomponente bzw. einen Anteil von dieser dadurch
bestimmt oder zumindest entscheidend mitbestimmt, so daß Schüttgutbestandteile größerer
Korngröße als das Trennmaß mit der Trenneinrichtung nicht von dem (Gesamt-)Schüttgut
separiert werden können, während Schüttgut mit kleinerer Korngröße als das Trennmaß
an der Trenneinrichtung aus dem (Gesamt-) Schüttgut abgeschieden werden kann, wenn
es in den Bereich der Trenneinrichtung gelangt.
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Verfahren und Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung sind
seit vielen Jahren nicht nur als papierener Stand der Technik bekannt, sondern haben
auch in großer Anzahl Einzug in die Praxis gefunden.
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So beschreibt beispielsweise die DE-PS 19 26 291 eine gattungsmäßige
Vorrichtung zum Aufbereiten von körnigem bis pulverförmigem Schüttgut durch Mischen,
Kühlen oder Beheizen, Pelletisieren etc., bei welcher der Trog aus einem an seinen
beiden Enden offenen, dort jeweils mit einem Ein- bzw. Auslaßstutzen versehenen
Rohr besteht und der Antrieb aus zwei gegenläufigen, selbstsynchronisierenden Unwuchtvibratoren,
die während des Betriebes eine periodische Erregerkraft erzeugen, welche den Trog
in unter einem positiven Anstellwinkel zur Horizontalen verlaufende Schwingungen
versetzt, die quer zur Troglängsrichtung und damit zur Förderrichtung verlaufen,
so daß es zu der bereits erwähnten Umwälzbewegung um eine parallel zur Troglängsachse
verlaufende Längsachse kommt, wobei eine Förderung von der Ein- zur Auslaßstelle
des Troges dadurch zustande kommt, daß die Troglängsachse von hinten nach vorn nach
unten geneigt ist, so daß sich insgesamt eine oben bereits erwähnte im wesentlichen
schraubenförmige
Umwälzbewegung des Schüttgutes im Trog ergibt.
Zur Erzielung einer Förderkomponente könnte statt dessen die Wirkungslinie der Erregerkraft
ersichtlich nicht rechtwinklig zur Trogmittelachse verlaufen, wie dieses bei dem
Ausführungsbeispiel der DE-PS 19 26 291 der Fall ist, sondern in einem spitzen Winkel
zu dieser.
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Eine ähnlich ausgebildete Vorrichtung, die speziell zum Reinigen und
Kühlen von mit Formsand behafteten Gußteilen bestimmt ist, ist aus der DE-OS 28
53 344 bekannt, wobei der einzige Unterschied zu der Vorrichtung gemäß der DE-PS
19 26 291 darin besteht, daß die Wirkungslinie der resultierenden Erregerkraft durch
den Massenschwerpunkt der Vorrichtung (einschl. Antriebe) verläuft, während bei
der Vorrichtung gemäß der DE-PS 19 26 291 der Schwerpunkt der Vorrichtung (einschl.
Antriebe) mit senkrechtem Abstand oberhalb der Wirkungslinie der resultierenden
Erregerkraft liegt und damit die Massenankopplung des aufzubereitenden Schüttgutes
im Trog an letzteren berücksichtigt, wie dieses in identischer Weise auch bei der
Vorrichtung gemäß der DE-OS 32 06 544 der Fall ist.
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Ein weiterer Unterschied der aus den DE-OS 28 53 344 und 32 06 554
bekannten Vorrichtungen gegenüber der Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß
der DE-PS 19 26 291 besteht darin, daß die beiden erstgenannten an ihrem abgabeseitigen
Endabschnitt eine als Siebstrecke ausgebildete Trennvorrichtung aufweisen, welche
für eine Trennung der Gußteile von dem erheblich feineren Formsand sorgt, indem
der Formsand durch die Maschen der Siebstrecke hindurchfällt, während die Gußstücke
aufgrund der gewählten Maschenweite nicht abgesiebt werden können, sondern über
Kopf aus dem Trog der Vorrichtung abgegeben werden.
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Eine solche Trennvorrichtung ist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß
der DE-PS 19 26 291 nicht vorgesehen, weil die dem Ausführungsbeispiel zugrunde
liegende Vorrichtung in erster Linie zum Mischen zweier Schüttgutkomponenten bestimmt
ist und nicht zum Fraktionieren.
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Bei der Aufbereitung von aus wenigstens zwei Schüttgutkomponenten
bestehendem Schüttgut, wie dieses beispielsweise und insbesondere bei Formsand und
(mit Formsand behafteten) Gußstücken der Fall ist, die aus Gußformen ausgepackt
worden sind, ist es zur Optimierung - -bzw. in Grenzfällen sogar überhaupt zur Ermöglichung
- des durchzuführenden Aufbereitungsschrittes bzw. der durchzuführenden Aufbereitungsschritte
erstrebenswert bzw. notwendig, daß das Verhältnis der einzelnen Schüttgutkomponenten
innerhalb bestimmter Grenzwerte bleibt.
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So ist es bei dem vorstehend angeführten Ausführungsbeispiel eines
Aufbereitens von aus Formkästen ausgepacktem Gut beispielsweise so, daß der Formsandanteil
in Relation zu dem Anteil der Gußstücke nicht beliebig groß sein soll bzw. darf,
wenn man eine zufriedenstellende oder gar optimale Arbeitsweise erreichen will.
Ist dieses nämlich der Fall, so ist zwar der durch den Formsand auf die Gußstücke
ausgeübte Kühleffekt sehr befriedigend, doch kommt es nicht zu einer Beseitigung
von Formsandknollen, also von aus zusammengebacktem Formsand bestehenden Brocken.
Diese werden vielmehr lediglich bei der Umwälzbewegung abgerundet, und es kann im
übrigen zu Pellettisierungen kommen, wie sie in der DE-PS 19 26 291 (dort als Ziel
für bestimmte Aufbereitungsvorgänge) beschrieben sind, wobei sich Formsandpellets
bis zu Faustgröße, ja Kopfgröße bilden können. Diese werden aber aufgrund des ungünstigen
Formsand/Gußstücke-Verhältnisse auch nicht etwa vollständig oder gar nur weitgehend
von den die
Umwälzebewegung teilweise mitmachenden Gußstücken zerschlagen,
da diese nur mit verhältnismäßig großem gegenseitigen Abstand im Formsandbett liegen.
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Andererseits sind auch umgekehrt Verhältnisse ungünstig, bei denen
der Gußstückanteil relativ zu dem Formsandanteil sehr groß ist. Unter derartigen
Umständen ergibt sich nicht nur ein unbefriedigender Kühleffekt, sondern es kann
auch zu einem über starken Austrocknen des Formsandes kommen. Dieses wirkt sich
aber wiederum ungünstig auf die erstrebte Umwälzbewegung aus, da ein Formsand, dessen
Feuchte beispielsweise beachtlich unter 1 % liegt, zum Fließen neigt, so daß der
zum unteren Umkehrpunkt der Bewegung gelangende Formsand unter derartigen Umständen
nur noch eine schlechte bzw. keine "Stützwirkung" mehr auf die Gußstücke ausübt
und demgemäß die von dem Formsand auf die Gußteile ausgeübte Schubwirkung verlorengeht.
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Es kommt unter diesen Umständen hinzu, daß die Gußstücke während des
Betriebes aneinanderschlagen, sich ineinander verhaken etc., so daß es z.T. zu beachtlichen
Beschädigungen bis zum völligen Ausschuß von Gußteilen kommen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen'Gattungen zu schaffen, mittels derer
die bekannten Verfahren und Vorrichtungen unter Vermeidung ihrer Nachteile insbesondere
dadurch zu verbessern sind, daß ein für die durchzuführende Aufbereitung befriedigendes
bzw. sogar optimales Verhältnis der Schüttgutkomponenten zueinander zu erzielen
ist, wobei derartige Verhältnisse in einzelnen Fällen ohne Schwierigkeiten empirisch
zu bestimmen sind bzw. der einschlägigen Fachwelt. bereits bekannt sind.
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Als Lösung des verfahrensmäßigen Teils der vorstehenden Aufgabe ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem aufzubereitenden Schüttgut bei einem für die
Aufbereitung nicht befriedigenden Schüttgutkomponentenverhältnis ggf. zunächst ein
Anteil bestimmter Körnung entzogen wird, bevor das verbleibende Schüttgut der eigentlichen
Aufbereitung unterzogen wird, wobei dieser Entzug eines bestimmten Anteils einer
Schüttgutkomponente, der im engeren Sinne ja bereits zu der Aufbereitung zu zählen
ist, im vorliegenden Zusammenhang im Sinne der vorstehenden Formulierung nicht zu
der eigentlichen Aufbereitung" durch Trennen, Reinigen, Kühlen od.dgl. gerechnet
werden soll.
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Insbesondere in Fällen wie dem bereits vorstehend beispielhaft erwähnten
Aufbereiten von Gußstücken und Formsand hat es sich nicht nur aufgrund der durch
die Gießverhältnisse
bestimmten Ausgangsbedingungen als besonders
zweckmäßig erwiesen, wenn dem aufzubereitenden Schüttgut ein Anteil mit relativ
kleiner Körnung, also Formsand, entzogen wird, um auf diese Weise ein weitgehend
optimales Verhältnis von Gußstücken zu Formsand einzustellen, welches in einem Bereich
von etwa 1:6 bis 1:10 liegt und nicht kleiner als 1:10 sein sollte.
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Daraus dürfte sich für den Fachmann auch bereits ergeben, daß der
dem aufzubereitenden Gesamtschüttgut entzogene Anteil bevorzugt nur ein Bruchteil
einer Schüttkomponente ist, d.h. daß von dieser Schüttgutkomponente - bei dem vorstehend
angeführten Anwendungsbeispiel also Formsand -noch ein ggf. sogar beachtlicher Anteil
in dem der eigentlichen Aufbereitung zu unterwerfenden Schüttgut verbleibt.
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Der vorrichtungsmäßige Teil der obigen Aufgabe ist erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Trog eine in Troglängsrichtung mit Abstand zu seiner Abgabestelle
angeordnete Trenneinrichtung aufweist, mittels welcher ein Teil der ersten Schüttgutkomponente
nach außen abzuführen ist.
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Es ist ersichtlich, daß diese mit Abstand zur Abgabestelle und bevorzugt
unmittelbar an der Aufgabestelle bzw.
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kurz hinter der Aufgabestelle angeordnete Trenneinrichtung funktionsmäßig
in keiner Weise beispielsweise mit der am Abgabeende angeordneten Siebstrecke zu
vergleichen ist, wie sie bei den Vorrichtungen gemäß der DE-OS 28 53 344 bzw. 32
06 544 vorgesehen ist. Denn die bei diesem Stand der Technik im Bereich der Abgabestelle
vorgesehene Trenneinrichtung dient - mehr oder weniger nach der eigentlichen Aufbereitung
des Schüttgutes - letztendlich dem völligen
Fraktionieren der beiden
Schüttgutkomponenten (dort also der Gußstücke einerseits und des Formsandes andererseits),
während die erfindungsgemäß im Bereich der Aufgabestelle vorgesehene Trenneinrichtung
gleichsam eine Einstellung eines befriedigenden bzw. optimalen Schüttgutkomponentenverhältnisses
bewirkt, damit der sich hieran vorzugsweise dann unmittelbar anschließende eigentliche
Aufbereitungsvorgang (bei dem, wie ausgeführt, ggf. auch mehrere verfahrenstechnische
Schritte simultan oder nacheinander durchgeführt werden können) möglichst unter
optimalen Bedingungen und damit mit weitgehend optimalen Ergebnissen und relativ
schnellen (und damit auch entsprechend kurzen und damit preiswerteren) Vorrichtungen
durchgeführt werden kann.
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Bevorzugt besteht der Antrieb für den Trog in an sich bekannter Weise
aus wenigstens einem Schwingungserreger, der den Trog unter einem positiven Anstellwinkel
zur Horizontalen in Schwingungen versetzt, die entweder quer zur Troglängsrichtung
verlaufen oder zumindest eine quer zur Troglängsrichtung verlaufende Komponente
aufweisen, wobei bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die zumindest u.a. zum Fraktionieren
von Schüttgut nach dessen Korngröße eingesetzt werden, in an sich bekannter Weise
dann auch an der Abgabestelle des Troges eine Trennvorrichtung in der Art eines
Rostes, einer Siebstrecke od.dgl. vorhanden ist, deren Trennmaß größer ist als die
größte Korngröße einer ersten Schüttgutkomponente sowie kleiner als die kleinste
Korngröße einer zweiten Schüttgutkomponente.
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Die erfindungsgemäß im Bereich der Aufgabestelle angeordnete, nachstehend
der Einfachheit halber auch kurz als "zweite Trenneinrichtung" bezeichnete Einrichtung
ist in bevorzugter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung asymmetrisch zur Mittelachse
des Troges angeordnet, und zwar bevorzugt von der Mitte zu der weniger mit Schüttgut
beaufschlagten Seite des Troges hin versetzt angeordnet, wobei es sich als besonders
zweckmäßig erwiesen hat, wenn die zweite Trenneinrichtung vollständig auf der weniger
mit Schüttgut beaufschlagten Seite des Troges angeordnet ist, wie weiter unten noch
erläutert wird.
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Die zweite Trenneinrichtung kann in einer sehr zweckmäßigen Ausgestaltung
im wesentlichen aus einer Ausnehmung in der Trogwandung bestehen, an welcher ein
Stabrost od.dgl. angeordnet ist, wobei die Roststäbe eines derartigen Stabrostes
zwar grundsätzlich einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen können,
es sich indes gezeigt hat, daß es dabei zu Verkeilungen von sog. Grenzkörnern zwischen
den Roststäben kommen kann, d.h. also von Stückgutpartikeln (beispielsweise Knollen),
deren Abmessungen zumindest in einer Dimension in etwa dem Trennmaß des Stabrostes
od.dgl. entsprechen, so daß es dann zu einem Festsetzen und im Verlaufe ggf. verhältnismäßig
kurzer Zeit zu einem Zusetzen der Trenneinrichtung kommen kann.
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Eine besonders zweckmäßige und daher zu bevorzugende Ausgestaltung
wurde darin gefunden, daß die Roststäbe einen rechtwinkligen, vorzugsweise rechteckigen
Querschnitt aufweisen, wobei es sich als besonders bedeutsam herausgestellt hat,
wenn die in Längsrichtung der rechteckig ausgebildeten Roststäbe verlaufende Symmetrieachse
der Roststäbe im einem Winkel zur Horizontalen angestellt ist,
wobei
es sich weiterhin herausgestellt hat, daß eine im Hinblick auf eine Vermeidung von
Verstopfungen optimale Ausgestaltung darin besteht, daß die Symmetrieachse der Roststäbe
in deren Längsrichtung in Schwingungsrichtung verläuft, wie weiter unten noch erläutert
ist.
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Denn es hat sich gezeigt, daß die Gefahr von Anbackungen und damit
auch von Verkeilungen od.dgl. am größten ist, wenn Schwingungsbeanspruchungen senkrecht
auf eine mit Schüttgut beladene Fläche einwirken, und daß diese Anback-und Verstopfungsneigung
durch Verkeilen od.dgl. abnimmt, wenn die Schwingungen im spitzen Winkel zu der
betreffenden Fläche verlaufen, wobei diese Gefahr am geringsten ist, wenn die Schwingungen
parallel zu mit Schüttgut beaufschlagten Flächen gerichtet sind.
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Um das Schüttgutkomponentenverhältnis für verschiedene Einsatzfälle
einstellen bzw. bei ein und demselben Einsatzfall empirisch anpassen zu können,
ist die Ausnehmung der zweiten Trennvorrichtung bevorzugt mittels eines Verschlußmittels
wenigstens teilweise in ihrer Größe veränderbar ausgebildet, bei dem es sich beispielsweise
um einen Schieber od.dgl. handeln kann, der bevorzugt mittels eines Betätigungsmittels,
wie eines Hydraulikzylinders, einer Spindel od.dgl. zu betätigen ist, wobei es bei
mit Schwingungserregern angetriebenen Vorrichtungen besonders zweckmäßig ist, wenn
die Betätigungseinrichtung für das Verschlußmittel nicht integral mit dem Trog ausgebildet
ist, also nicht wie dieser Vibrationsbeanspruchungen unterworfen ist.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung weiter erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Formanlage einer Gießerei
in perspektivischer Darstellung, der insbesondere ein sog. Auspackrohr nebst Zu-
und Abförderung zeigt; Fig. 2 eine schematische Darstellung des die Aufgabestelle
enthaltenden Abschnittes eines erfindungsgemäßen Auspackrohres in seitlicher Darstellung
in Richtung des Pfeiles II in Fig. 3 gesehen, wobei der in Fig. 3 schematisch angedeutete
Vibrationsantrieb der Einfachheit halber fortgelassen worden ist; Fig. 3 einen Schnitt
durch das Auspackrohr gemäß Fig. 2 in Richtung der Schnittlinie III-III in Fig.
2 gesehen; Fig. 4 den in Fig. 3 mit einer strichpunktierten Linie eingerahmten und
mit IV bezeichneten Ausschnitt des Auspackrohres gemäß den Fig.2 und 3 in vergrößerter
Darstellung; und Fig. 5 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 4 in Richtung
des Pfeiles V in Fig. 4 gesehen.
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Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus
der Formanlage einer Gießerei, für welche die vorliegende Erfindung u.a. bzw. insbesondere
bestimmt und geeignet ist.
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Im mittleren oberen Teil von Fig. 1 ist ein Zuförderer 1 erkennbar,
mit dem der aus Gußstücken 2 und Formsand 3 bestehende, zunächst quaderförmige Inhalt
4 von nicht dargestellten Formkasten einem sog. Auspackrohr 6 in Richtung des Pfeiles
7 zugeführt wird und am aufgabeseitigen Ende 8 des Auspackrohres 6 durch einen Aufgabestutzen
9 in das Auspackrohr 6 gelangt.
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Das Auspackrohr 6, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
einen Innendurchmesser D von 2 m aufweist, weist zunächst einmal einen Rohrkörper
11 (= Trog) auf, der mit Umfangsrippen 12 armiert ist. An der Außenseite des Rohrkörpers
11 befindet sich eine fest mit der Außenseite des Rohrkörpers 11 bzw. dessen Rippen
12 verbundene Anschlußkonstruktion 13 für zwei gegenläufig umlaufende sog. Unwuchterreger
14, die im wesentlichen jeweils aus einem Elektromotor bestehen, der im vorliegenden
Ausführungsbeispiel mit fliegend angeordneten Unwuchtgewichten bestückt ist. Da
die beiden Unwuchterreger 14 während des Betriebes selbsttätig synchronisieren,
erzeugen sie während des Betriebes mithin eine periodische, lineare Erregerkraft,
deren Wirkungslinie quer zur Längsachse 16-16 des Auspackrohres 6 und im wesentlichen
senkrecht zu dieser verläuft, wobei der Schwerpunkt des Auspackrohres 6 einschl.
seiner Erreger 14 unter Berücksichtigung des Füllgutes des Auspackrohres 6 mit einem
gewissen vertikalen Abstand oberhalb der Längsachse 16-16 liegt.
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Das Auspackrohr 6 ist über elastische Puffer 17 am Untergrund 18 abgestützt,
so daß es frei schwingen kann, ohne beachtliche dynamische Kräfte auf die Umgebung
zu übertragen.
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Während man selbstverständlich tatsächlich nicht durch die Wandung
des Auspackrohres 6 in dieses hineinsehen kann, ist bei der Darstellung gemäß Fig.
1 der besseren Ubersicht halber so getan worden, als sei der Rohrkörper 11 durchsichtig.
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Da die Wirkungslinie der von den Unwuchterregern 14 ausgeübten Erregerkraft
senkrecht zur Längsachse 16-16 verläuft und mithin keine Komponente in Richtung
der Längsachse 16-16 (und damit in Förderrichtung) ausübt, würde das Füllgut im
Auspackrohr 6 lediglich eine Umwälzbewegung ohne eigentliche Förderung in Richtung
der Längsachse 16-16 ausführen, wie dieses - wenngleich im Hinblick auf den angestrebten
Aufbereitungseffekt mit geringer Geschwindigkeit - für einen kontinuierlichen Betrieb
erforderlich ist.
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Um dennoch eine gewisse Fördergeschwindigkeit in Richtung der Längsachse
16-16 zu erhalten, ist das Auspackrohr 6 geringfügig von hinten nach vorn nach unten
geneigt, wobei der Neigungswinkel bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 1,50
beträgt und demgemäß in der Zeichnung nicht erkennbar ist.
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Die am aufgabeseitigen Ende 8 weiterhin erkennbare Rohrleitung 19
führt zu einem rechts in Fig. 1 erkennbaren Staubzyklon 21, welcher einer Feinstoffrückgewinnung
dient und außerdem über eine Rohrleitung 19' noch mit einem Altsandkühler 22 verbunden
ist, wobei von dem Staubzyklon 21 eine weitere Rohrleitung 23 zu einer in der Zeichnung
nicht dargestellten Naßentstaubung führt, die Bestandteil der gesamten Altsandaufbereitung
ist, worauf hier im einzelnen nicht näher eingegangen werden soll.
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Am abgabeseitigen Ende 24 des Auspackrohres 6 ist dieses offen und
mit einer als Stabrost ausgebildeten, eine Siebstrecke
bildenden
Trenneinrichtung 26 zum Trennen der Gußstücke 2 und des Formsandes 3 versehen, wobei
der Formsand 3 durch die Trenneinrichtung 26 nach unten hindurchfällt und auf eine
Schwingförderrinne 27 gelangt, welche den Formsand 3 dem Altsandkühler 22 zuführt.
Die Gußstücke 2 gelangen seitlich (in Richtung der Roststäbe der Trenneinrichtung
26) aus dem Auspackrohr 6 auf eine ebenfalls von Schwingungserregern angetriebene
Sortierrinne 28, wo sie vom Bedienungspersonal ausgelesen und in Behälter 29 gepackt
werden, während ggf. noch von den Gußstücken 2 abfallender Rest-Formsand 3 durch
den Förderboden der Sortierrinne 28 auf deren ebenfalls als Fördertrog ausgebildeten
Grundrahmen 31 gelangt und über einen Auslaß 32 dem Altsandkühler 22 zugeführt wird.
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Es sei noch darauf verwiesen, daß die Neigung des Auspackrohres 6
zur Einstellung der gewünschten Verweilzeit der Gußstücke 2 im Auspackrohr 6 einstellbar
ist und je nach Aufgabenstellung demgemäß verändert werden kann.
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Weiterhin sei noch darauf verwiesen, daß je nach den gegebenen Verhältnissen
eine (ggf. temperaturabhängige) ein-oder mehrstufige Wasserzugabe vorgesehen ist,
um die Feuchtigkeit falls erforderlich einstellen zu können.
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Wie bereits weiter oben ausgeführt worden ist, ist es für eine hier
durch das Auspackrohr 6 repräsentierte Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art
in aller Regel wünschenswert bzw. zur Erzielung einer optimalen Betriebsweise sogar
erforderlich, daß das Verhältnis zwischen den einzelnen Schüttgutkomponenten - hier
also zwischen den Gußstücken 2 und dem Formsand 3 - nicht beliebig ist, sondern
zumindest innerhalb bestimmter Grenzen liegt, wie weiter oben bereits begründet
worden ist. Aus diesem Grunde
ist das in Fig. 1 im Rahmen eines
Teils der gesamten Formanlage dargestellte Auspackrohr 6 erfindungsgemäß so eingerichtet,
daß das Verhältnis Gußstücke/Formsand einstellbar ist, d.h. also im vorliegenden
Fall, daß bei einem übergroßen Formsandanteil ein Teil des Formsandes aus dem Auspackrohr
6 entfernt werden kann, bevor die eigentliche Aufbereitung der Guß-Formsand-Ballen
im Auspackrohr 6 durchgeführt wird. Die hierfür vorgesehenen Maßnahmen werden nachstehend
anhand der schematischen Fig. 2 und 3 beschrieben, da sie in Fig. 1 nicht erkennbar
sind, wobei darauf hingewiesen sei, daß in der Darstellung gemäß den Fig. 2 und
3 diverse Einzelteile wie die Abstützung, die Verrippung, der Antrieb nebst Anschlußkonstruktion
(Fig. 2), Anschlußrohre etc., fortgelassen worden sind, um die erfindungsgemäßen
Merkmale besonders deutlich hervorheben zu können, wobei noch darauf hingewiesen
wird, daß der Antrieb 13, 14 in Fig. 3 im oberen linken Quadranten des Koordinatenkreuzes
dargestellt worden ist, obwohl er zweckmäßigerweise schon aus Stabilitätsgründen
selbstverständlich in aller Regel so am Rohrkörper 11 angeordnet wird, daß er sich
in einer Querschnittsdarstellung gemäß Fig.3 im unteren rechten (oder linken) Quadranten
befindet, was aber für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Auspackrohres ohne Bedeutung ist.
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Aus den Fig. 2 und 3 ist erkennbar, daß am aufgabeseitigen Ende 8
des Auspackrohres 6 - und damit mit Abstand zu seinem abgabeseitigen Ende 24 und
zur ersten Trenneinrichtung 26 -eine zweite Trenneinrichtung 33 vorhanden ist, mittels
welcher ein Teil des eine erste Schüttgutkomponente darstellenden Formsandes 3 am
aufgabeseitigen Ende 8 des Auspackrohres nach außen abzuführen ist, wenn das Verhältnis
Formsand/Gußstücke zu groß ist. Die unmittelbar hinter
der Aufgabestelle
9 angeordnete zweite Trenneinrichtung 33 ist asymmetrisch zur vertikalen Symmetrieachse
des Rohrkörpers 11 angeordnet und befindet sich in Fig. 3 vollständig im rechten
unteren Quadranten des Koordinatenfeldes. Dieses ist besonders zweckmäßig, weil
die von den beiden Unwuchterregern 14 erzeugte Schwingung, die in Fig. 3 durch den
Doppelpfeil 36 angedeutet ist, eine Umwälzbewegung des Formsandes 3 und der Gußstücke
2 gemäß den Pfeilen 37 im Inneren des Rohrkörpers 11 zur Folge hat, die mithin asymmetrisch
zur linken Seite hin versetzt ist und aufgrund der Neigung des Rohrkörpers 11 bzw.
des gesamten Auspackrohres 6 um den Winkel α (s. Fig. 1) von 1,5° zu einer
schraubenförmigen Umwälzbewegung des Schüttgutes 2, 3 im Rohrkörper 11 führt. Würde
man die zweite Trenneinrichtung 33 so anordnen, daß sie in Fig. 3 im unteren linken
Quadranten liegen würde, so könnte dieses zu einem Verhaken der Gußstücke 2 in der
zweiten Trenneinrichtung 33 führen, was auf diese Weise praktisch vollständig ausgeschlossen
ist.
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Wie schon aus den Fig. 2 und 3 und insbesondere den Fig.
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4 und 5 hervorgeht, welche einen in Fig. 3 mit einer strichpunktierten
Linie umrahmten Abschnitt IV zeigen, besteht die zweite Trenneinrichtung 33 im wesentlichen
aus einem Stabrost, dessen Roststäbe 38 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen
und sich unter einem Winkel 4 zur Horizontalen erstrecken, der gleich dem Schwingungswinkel
p ist, unter dem das Auspackrohr 6 von den Unwuchterregern 14 erregt wird (s. Fig.
3).
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Insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 ist erkennbar, daß ein Teil des
gemäß dem Pfeil 7 durch den Aufgabestutzen 9 in den Rohrkörper 11 des Auspackrohres
6 aufgegebenen Formsandes die Möglichkeit hat, den Rohrkörper 11 und damit das
Auspackrohr
6 bereits am aufgabeseitigen Endabschnitt 8 des Auspackrohres selbst durch den Stabrost
der zweiten Trenneinrichtung 33 wieder zu verlassen. Dieser Teil des Formsandes
3 gelangt durch die Spalte 39 des Stabrostes 33 in einen Auffangtrichter 41, von
wo aus er mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Förderers entweder
dem Altsandkühler 22 zugeführt wird, oder aber direkt zur Altsandrückführung geleitet
wird.
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Um die zeitliche Menge des auf diesem Wege das Auspackrohr 6 sogleich
wieder verlassenen Formsandes 3 je nach den Gegebenheiten einstellen zu können,
weist die zweite Trenneinrichtung 33 ein im wesentlichen aus einem Schieber 42 bestehendes
Verschlußmittel auf, welches durch eine Betätigungseinrichtung 43 zu betätigen ist,
die im vorgenannten Falle aus einer durch ein Handrad 44 zu betätigenden Spindel
46 besteht, die an einer ortsfesten Halterung 47 schwenkbar geführt ist und an ihrem
dem Handrad 44 abgekehrten Ende mit dem Schieber 42 in Verbindung steht, so daß
dieser aus seiner in Fig. 4 dargestellten, völlig geöffneten Stellung in eine Teil-Schließstellung
(s. Fig. 3) oder aber auch in eine völlige Schließstellung gebracht werden kann.
Selbstverständlich kann die Betätigung des Schiebers 42 od.dgl. auf vielfältige
andere Art und Weise erfolgen, wie für den zuständigen Fachmann ohne weiteres ersichtlich
ist.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw.
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des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mithin zusammengefaßt wie folgt:
Steht bei einer bestimmten Gießaufgabe fest, daß das Gußstücke/Formsand-Verhältnis
für die durchzuführende Aufbereitung zumindest weitgehend optimal ist, so wird bzw.
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bleibt der im wesentlichen aus den Roststäben 38 und den dazwischen
liegenden Spalten 39 bestehende Stabrost der zweiten Trenneinrichtung 33 mittels
der Betätigungseinrichtung 43 geschlossen und die Aufbereitung erfolgt sodann in
der bereits weiter oben beschriebenen Weise, indem die Guß-Formsand-Ballen . (4)
von dem Zuförderer (1) über den Aufgabestutzen 9 in den Rohrkörper 11 des Auspackrohres
gegeben werden und dort eine schraubenförmige Umwälzbewegung ausführen, wobei unter
gleichzeitiger Kühlung der Gußstücke der Formsand gleichsam zerschlagen und auch
von den Gußstücken separiert wird, so daß am abgabeseitigen Ende 24 des Auspackrohres
im wesentlichen von Formsand 3 befreite Gußstücke 2 über die erste Trenneinrichtung
26 auf die Sortierrinne 28 gelangen und dort vom Bedienungspersonal in Behälter
29 verpackt werden, während der Formsand durch die Spalte in der ersten Trenneinrichtung
26 in die Schwingförderrinne 27 fällt und einer Wiederaufbereitung zugeführt wird.
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Ist dagegen das Gußstücke/Formsand-Verhältnis nicht günstig, indem
nämlich ein zu großer Formsandanteil vorhanden ist, so wird der Stabrost 38, 39
mittels der Betätigungseinrichtung 43 so weit geöffnet, daß im Bereich der zweiten
Trenneinrichtung 33 ein solcher Anteil von Formsand 3 durch die Spalte 39 der zweiten
Trenneinrichtung 33 nach unten herausfällt und in den Auffangtrichter 41 gelangt,
so daß in Richtung der Längsachse 16-16 gesehen nach der zweiten Trenneinrichtung
33 dann ein zumindest weitgehend optimales Gußstücke/ Formsand-Verhältnis vorhanden
ist und die Aufbereitung dann in der gewünschten Art und Weise vor sich gehen kann.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es mithin erstmals möglich,
das Schüttgutkomponentenverhältnis aufzubereitender Schüttgüter in Anpassung an
die Gegebenheiten einzustellen, wobei dieses auf relativ einfache Art und Weise
mittels der gleichen Vorrichtung erfolgen kann, so daß der zusätzliche Investitionsaufwand
im Verhältnis zu den erzielten Vorteilen geradezu verschwindend gering ist.
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In Würdigung der obigen Ausführungen ist es selbstverständlich, daß
die vorstehend anhand des Ausführungsbeispieles erläuterte Ausgestaltung im Rahmen
der Erfindung in vielfältiger Weise verändert werden kann, und daß die Anwendung
der Erfindung nicht etwa auf das Ausführungsbeispiel oder ähnliche Anwendungen beschränkt
ist, sondern eine Vielzahl von Möglichkeiten zuläßt, bei denen aus verschiedenen
Komponenten bestehendes Schüttgut aufbereitet werden soll.
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Weiterhin ist ersichtlich, daß die Erfindung selbstverständlich auch
dann anwendbar'ist, wenn die "eigentliche Aufbereitung" erst mittels einer nachgeschalteten
Vorrichtung durchgeführt wird und die Vorrichtung eigens dafür benutzt wird, um
ein optimales oder zumindest weitgehend optimales Schüttgutkomponentenverhältnis
einzustellen.
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BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS) 1 Zuförderer 1 2
Gußstücke 3 Formsand Inhalt von Formkästen (= Guß-Formsand-Ballen) 4 5 - 5 6 Auspackrohr
6 7 Pfeil 8 aufgabeseitiges Ende (von 6) ~ 8 9 Aufgabestutzen (von 6) 10 - 10 11
Rohrkörper 11 12 Rippen 12 1 3 Anschlußkonstruktion 13 14 Unwuchterreger 14 15 -
15 16-16 Längsachse (von 6) ~ 16 17 Puffer 17 18 Untergrund 18 19,19' Rohrleitung
19 20 - 20 21 Staubzvklon 21 22 Altsandkühler 22 23 Rohrleitung 23 24 abgabeseitiges
Ende (von 6) 24 25 - 25 26 (erste) Trenneinrichtung 26 27 Schwingförderrinne 27
28 Sortierrinne ~ 28 29 Behälter 29 30 " 30
31 Grundrahmen (von
28) 31 @ @@ 32 Auslaß (von 31) 32 33 (zweite) Trenneinrichtung 33 34 Symmetrieachse
(vertikale) (von 11) 34 35 - 35 36 Doppelpfeil (Schwingung) 36 37 Pfeile 37 38 Roststäbe
(von 33) 38 39 Spalte (von 33) 39 40 - 40 41 Auffangtrichter 41 42 Schieber 42 43
Betätigungseinrichtung 43 44 Handrad 44 45 - 45 46 Spindel 46 47 Halterung (für
46) 47 48 48 49 49 50 50 51 51 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56 57 57 58 58 59 59 60
60 61 61 62 62 63 63 64 64 65 65