DE7605349U1 - Vorrichtung zum kuehlen von gussstuecken und formsand besonders in giessereien - Google Patents

Description

. .^Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, OifL.-P-twb. MVK^FtNd¹KEi

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem.'*B. H*uber Dr. Ing. H. Liska

15. Juni 1979

⁸⁰⁰° MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820 G 76 05 3^9.1 MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

MEC FOND - Societä per Azioni, S. Prospero (Modena - Italien)

<CVorrichtung zum Kühlen von Gußstücken und Formsand besonders in Gießereien _/>

Die vorliegende Neuerung "bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen von Gußstücken und Formsand besonders in Gießereien, d.h. auf eine rotierende Trommel, welche mit besonderen 'Elementen zur Kühlung von flüssigen Gußeisenstücken ausgestattet ist, oder für andere Metalle, gemeinsam mit dem zu-

älgehörigen Formsand, nach Auszug eben dieser Gußstücke aus den Erhitzern oder aus anderen Behältern jeglicher Art; es ist vorgesehen, mit dem Ausdruck "Formsand" auch jeden Typ von synthetischem Schlamm oder Sand oder anderen Produkten zu bezeichnen, die besonders, jedoch nicht begrenzt in der Gießerei zur Formierung geeignet sind. Der technische Status, der dieser Beschreibung vorsteht, zeichnet sich durch rotierende Trommeln aus, welche konische, nach vorne hin sich verengende Form haben, mit in Höhenrichtung schrägliegender Achse, um den Kontakt zwischen Gußstücken und zugehöriger Erde zu verlängern; die Trommeln sind im Inneren mit Längsblättern versehen, die bezüglich der Achse schräggestellt sind oder nicht, sowie mit einer Vorrichtung zur Absaugung der Dämpfe und einer Düse oder

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einem Schlauch zur Wassersprühung; der hintere Speisungsteil der Trommel ist von konischer Körperform; der vordere Abgabeteil der Erde ist zylindrisch und mit Löchern versehen, und der Gußstückabgabeteil, der auf den Abgabeteil folgt, ist ebenfalls von zylindrischerPorm. Diese technische Voraussetzung enthält einige Unterentwicklungen und Unbequemlichkeiten, die daher kommen, daß in der Tat der Kontakt zwischen Gußstücken und bezüglichem Formsand auf den Eingangsteil mit größerem Durchmesser der rotierenden Trommel beschränkt ist, wo der Formsand ein derartiges Niveau erreicht, daß die Gußstücke darin versenkt bleiben, während in dem folgenden Teil und für einen langen Abschnitt der Trommel selbst die Gußstücke "nicht in den zugehörigen Formsand versenkt bleiben, sondern herausschauen: somit ist , der Wärmeaustausch mit dem Formsand selbst erheblich attenuiert; weiterhin kann die Leistung dieser Trommeln in Abhängigkeit ihrer oben beschriebenen Form und der Höhenschrägstelluag 4er Achse keine geeigneten Werte erreichen, ■5.. Ii. γττ yjj¹·**¹ "·"" von °pⁿß^on Mon&ein τττο Stunde von Gußstücken und Formsänden, ohne übermäßige Dimensionen anzunehmen, oder die wirtschaftlich nicht günstig sind:

dies insofern, als auch die Trommeln selbst nicht serienmäßig für große Anlagen automatischer Formierung geeignet sind; weiterhin ermöglicht die Wassereingabe mittels einer einzigen Zufuhr oder in Längsrichtung verteilt keine genaue Kontrolle der Endtemperaturen der Gußstücke und des Formsandes unter der Endfeuchtigkeit des Formsandes selbst, besonders in Startphasen und bei Unterbrechung des Kühlprozesses; noch dazu ermöglicht der zylindrische Endteil zur Abgabe der Gußstücke keine schnelle Evakuierung derselben, und es ist nicht möglich, eine Siebaktion des Formsandes

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nach vorbestimmter Granulometrie vorzunehmen; es geschieht weiterhin, daß der Formsand, wenn er aus den Löchern austritt, verloren geht; schließlich erhöht sich die Verringerung des Sandniveaus bezüglich der unteren Generatrix der Irommelumhülluhg von der Eintrittszone her zu derjenigen des Austrittes recht erheblich, für die Kontakte zwischen den Gußstücken und der Umhüllung selbst, wobei starke und nicht erträgliche Geräusche gebildet werden. Diese Unvollkommenheite*i und Mangel verursachen die technische Problemlösung dazu, daß diese substantiell die Vorrichtung der rotierenden Trommel ändern muß, um einen vollkommenen Kontakt verlängert soweit wie möglich zwischen Gußstücken und zugehöriger Erde gewinnt and eine sehr viel höhere Kühlleistung pro Stunde bei Beibehaltung der Abmessungen für herkömmliche , Trommeln, um den industriellen Serieneinsatz für die größten Anlagen automatischer Formierung zu erhalten, auch für die Fälle, in denen die Gußstücke von großer Stärke sind; zudem besteht die Möglichkeit einer automatischen, kontinuierlichen Ewischenkontrolle der Temperaturen und der Endfeuchtigkeit vorgesehen ist, und weiterhin die rationellste Unterbindung von Staubentwicklung, um die Luftverschmutzung zu verhindern und, vor allem, um die Verflüchtigung des Betoziits und des schwarzen Minerals zu verhindern; weiterhin ist vorgesehen, die Geräuschentwicklung längs der Trommel zu unterbinden, sowie die Siebung des Formsandes je nach Anforderungen zu ermöglichen, auch sur Entfernung von Klumpen oder Kernteilen, die nicht vollkommen vermählen worden sind; der Verlust des Formsandes am Ausgang ist vermieden; es verunmöglichen, daß die Gußstücke von erheblicher Höhe herunterfallen, da sie die Eigenschaft haben, sich längs der Ausgangsöffnung auf Grund des Effektes der Drehung der Trommel zu erheben; weiterhin soll die Trommel im Notfall schnell geleert werden können.

Die vorliegende Erfindung löst hauptsächlich das neue,
oben zitierte, technische Problem,mittels Verwendung einer
sich, drehenden zylindrischen Trommel, auf einer waagrechten
Achse, so daß das Niveau des Formsandes bezüglich der unte- I ren Generatrix der zylindrischen Trommel konstant bleibt und, f vorzugsweise, gleich 2/3 des Radius der zylindrischen Trom- | mel selbst ist; "dies im Sinne, daß die Gußstücke vollkommen | in dem Formsand eingetaucht verbleiben, ohne daß praktisch I die Umhüllung auf der ganzen Bahn des Zylinders berührt wird; \ es ist vorgesehen, daß am Ende des langen zylindrischen Laufes ein kurzer konischer, konvergierender Körper ab schnitt
folgt, vollkommen mit Spirallauf gezogen, um den Transport .
der Gußstücke und des Formsandes zur Anhebung gegen die Aus- | gangsöffnung zu bestimmen, welche vorzugsweise aus einem · ί ersten Abschnitt mit achteckigem Schnitt besteht, mit aus- f tauschbaren, gelöcherten Wänden für den Austritt und die \ Siebung des Formsandes, sowie aus einem zweiten divergierenden Körperabschnitt für den Schnellaustritt der Gußstücke;
es ist vorgesehen, daß dieser achteckige Abschnitt aus einem ;' ebenfalls achteckigen Rahmen besteht, auf den nicht abnehm- f. bar diese Wände angebracht sind; es ist weiterhin vorgesehen, · daß ein Ableitungselement feststehend von außen in den koni-' 1 sehen Körperabschnitt des Ausgangs eintritt, um zu vermeiden, ; daß die Gußstücke sich längs dieses Abschnittes anheben
auf Grund des Dreheffektes; weiterhin ist vorgesehen, daß an
den Enden dieses Abschnittes mit achteckigem Schnitt außen
ein Paar von konischen Körperelementen gegenüberliegend angebracht ist, um Verluste beim Fall des Formsandes zu vermeiden und um diese zur Evakuierung zu geleiten; dazu ist
noch vorgesehen, daß im Innern der zylindrischen Trommel
einige Stationen eingerichtet sind, beispielsweise drei,
zur automatischen und kontrollierten Einsprühung des Wassers, S

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sowohl zur Vorbestimmung der Endtemperatur der Gußstücke und des Formsandes je nach EaIl, als auch dazu, um den Feuchtigkeitsgrad des Formsandes "beispielsweise "bei 1 # zu halten, um pulverartige Verluste zu vermeiden; weiterhin ist vorgesehen, daß mittels Klappen auf dieser Trommel es.möglich ist, "bei jeder Drehung Proben des Formsandes zur automatischen Temperaturkontrolle und Feuchtigkeitskontroll-?· zu entnehmen» um dementsprechend automatisch die vorherige Wassereinsprühung sowohl die nachherige nach diesen Klappen zu regulieren; ausgestattet mit Düsen 25 mit automatisch regulierbarem Strahl, um Wasser einzusprühen zur Kühlung, für den Formsand in verschiedenen Bereichen, sowie zur Befeuchtung desselben; mit 26 und 27 zwei Öffnungen, welche auf dem Mantel von 1 in Zwischenpositionen angebracht sind, ' um nachfolgende Entnahmen des Formsandes 4 bei jeder Drehung von 1 vorzunehmen, wobei diese Proben mittels der Transportführungen 28 und 29 fortgebracht werden, zur automatischen Kontrolle der Endkonditionen der Gußstücke und des Formsandes; mit 30 hydraulischen Operationszylindern, auf 20 befestigt, deren Kolbenstangen 31 unter dem Vorderende von 10 gelagert sind; mit 32 auf der Struktur 20 angebrachten Vorsprüngen, um einen Scharnierbolzen 33 zu halten, auf dem die Vorsprünge 34 aufliegen, die unter dem Hinterende von 10 angebracht sind; mit 35 Rollenpaaren, um bei Drehung die Ringe 9 zu halten, die drehbar auf 10 mittels Lagern 36 gelagert sind: mit 37 einem Motorreduktor, gelagert auf 10, angetrieben zur Drehung des Ritzels 38,

das in 13 eingreift; mit 39 einer Strebe, in 40 unterhalb

scharniergelagert auf 20, um 1 in waagrechter Stellung zu |

halten; mit 41 Löchern von 39, um einen Stecker 42 einzu- f schieben, der auch durch eine Muffe 43 von 10 führt; mit

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radiale lager der Ringe 9; mit 45 einem. Paar konischer Schirme, gegenüberliegend, um die Erde 4 gegen 17 zu leiten? mit 46 einem Ee st Stellelement, festmontiert, um zu -verhindern, daß die Gußstücke 3 -längs 8 sich erheben und von erheblicher Höhe auf 18 herabfallen. Die Funktion erfolgt folgendermaßen; nach Regulierung der waagrecht en Position der Achse von 1 mittels des öldynaiaisehen Zylinders 30, nach Starten des Motorvariators 37, nach Starten der Abtransportbänder 17, TS₁ 28, 29, nach Starten der Absaugung 21-23, werden mittels des vibrierenden Kanals 19 oder anderem Zufuhrkörper die Gußstücke 3 bei Temperaturen von 700 bis 800⁰C zusammen mit zugehörigem Formsand 4 kontinuierlich ins Innere der rotierenden Trommel 1 geführt, wo die Gußstücke selbst, auf Grund der Drehung von 1, sich weiterbewegen, in- > dem sio sich um sich selbst drehen, und zwar eingebettet in den Formsand 4, wobei sie an diese Wärme abgeben; da der Formsand selbst leicht feucht ist und weiterhin dies mittels Sprühwasser erhöht wird, mittels der Düsen 25, die in mehreren Längsbereichen im Abstand voneinander angebracht sind, wird ein gradualer Verdampfungsprozeß des Wassers erzeugt, welches in dem Formsand enthalten ist, auf Grund der * , Wärme der Gußstücke 3 und des Formsandes 4; daraus ergibt sich eine Senkung der Temperatur des Formsandes 4, ein weiteres Passieren der Wärme von den Gußstücken 3 zum Formsand 4, und schließlich eine weitere Verdampfung des darin enthaltenen Wassers, was zu weiterer Kühlung führt; dazu ist vorgesehen, daß die Trommel öldynamisch getragen wird, um die Schrägstellung der Achse nach vorne hin nach unten ermöglicht wird, um eine vollständige Entleerung zu ermöglichen. Eine Ausführung der Erfindung ist rein angabehalber abgebildet auf den 4 Tafeln schematischer Zeichnungen in der(Anlage; hierbei sind:

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I Fig. 1 ein senkrechter Längsschnitt der Vorrichtung;

I Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1; Pig. 3 ein-Schnitt

j 111-111 von links der Pig. 2; Pig. 4 der Schnitt IV-iV von

I rechts der Pig. 2; Pig. 5 der Schnitt V-V, übereinstimmend

jj mit 111-111, jedoch von rechts gesehen; Pig. 6 ein Teil-

\ schnitt vergrößert des vorderen Hebeorga?..3; Pig. 7 ein ver-

\ größerter Teilschnitt des hinteren HalterungsScharniers.

I Unter Bezugnahme auf diese Abbildungen sind angezeigt: mit

I 1 eine zylindrische Trommel m?t hinterem Ende von konischer

I /-·, Körperform 2 des Strahleintritts 3 und des Formsanöss für ji "" ' Gießerei 4; mit 5 konischem Körperende vorne 1 vorspringend

% für die Anhebung von 3 und 4, gefolgt von einem prismen-

I förmigen Achteck 6, ausgestattet mit austauschbaren Wänden

i mit Löchern 7 für den Austritt des Pormsandes 4; mit 8

P vorderem konischen Körperendstück divergierend für 1 für

i den Austritt der Gußstücke 3; mit 9 festen Ringen auf der Trommel 1, um bei gelenkter Drehung die Trommel selbst

:^s auf der beweglichen Basis zu halten; mit 11 einem Paar

Pührungsräder, drehbar gelagert mittel 10 Lagern 12; mit 13 einem festen peripherischen Zahnrad zu 1, um die Drehbewegung auf 1 selbst zu übertragen, die um die Achse 14 durchgeführt wird; mit 15 länglichen Leisten in Schräg^v ' stellung bezüglich der Generatrix von 1 und auf der inneren Oberfläche von 1 selbst angebracht, um die Gußstücke 3 zu bewegen und den Formsand 4 zu belüften, wodurch gleichzeitig der Vorlauf längs 1 erzeugt wird; mit 16 einem helicoidalen festen Vorsprung auf der inneren Oberfläche von 5» um die Gußstücke 3 und den Formsand 4 aus 1 zu entnehmen und diese bezüglicherweise zu den Ausgabeöffnungen 8 und 6-7 zu bringen; mit 17 einem Förderband, um d?n Formsand 4 zu den Rückgewinnungssilos zu bringen; mit 18 einem Förderband, um die Gußstücke 3 zu den folgenden Arbeitsphasen zu bringen; ff mit 19 einem vibrierenden Kanal, um 1 mit den Gußstücken 3

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und dem Formsand 4 zu versorgen, gelagert und von fester Struktur} 20, mit 21 einer Ringkammer, auf 20 montiert, vfelche in das loch 22 von 2 führt, das mit einer Ansaugöffnung 25 verbunden ist, um die Dämpfe anzusaugen und zu evakuieren, welche sich im Innern von 1 während des Vorgangs entwickeln, sowie für die Luft, de durch 8 eintritt; mit einem Rohr, und so fort, bis man eine fortschreitende Kühlung der Gußstücke und des Formsandes erhält, günstigerweise stufenweise und intensiv; gleichzeitigerweise wird der Wasserdampf, der sich aus dem feuchten Formsand entwickelt, mit der Luft vermischt, welche durch die Öffnung 8 eintritt, wird angesaugt und von 23 ausgeführt, wodurch die Geschwindigkeit des Prozesses erhöht wird; indem man mit der Drehung von 1 fortführt, erhöhen die Leisten 15 die Annäherung zum Kontakt Gußstück-Formsand und Kontakt Forxnsand-Luf t, neben der Begünstigung eines regulären Vorlaufens der Gußstücke 3 und des Formsandes 4; es ist vorgesehen, daß es während des Vorlaufens möglich ist, kontinuierlich bei jeder Drehung der Trommel 1 durch die Öffnungen 26 und 27 warmen Formsand 4 herauszunehmen, der, indem er auf den Transportbändern 28 und 29 läuft, automatisch auf Temperatür und Feuchtigkeit kontrolliert werden kann, um auf geeignete Weise die einzusprühende Wassermenge für jede der Düsen 25 zu regulieren, um günstigerweise die Endtemperatur der Gußstücke 3 und die Temperatur und Feuchtigkeit des Formsandes 4 zu regulieren; indem man die Drehung von 1 fortsetzt, gelangen die Gußstücke 3 und der Formsand 4 zum Vorderende der Trommel, in Übereinstimmung mit dem Beginn des konischen Körperteils 5, wo der helicoidale Vorsprung 16 die Gußstücke und der Formsand zur Ausgangsöffnung 6-8 hin anhebt, wobei der Kontakt zwischen Gußstücken und Formsand verlängert wird, bis der Formsand 4 durch die Löcher 7 ausgegeben wird; die Gußstücke 3, die ihren Lauf

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fortsetzen, verlassen dann schnell diesen Teil durch die Öffnung 8; da weiterhin vorgesehen ist,· daß ein geeignetes Gerät, zum Beispiel der Gesamtlänge von- 15 m» mit Durchmesser der Trommel von etwa 3,8 m, bei Drehzahl von 4-5 Umdrehungen pro Minute ist, kann die Kühlung von etwa 15 Ton/h erfolgen, und dies für Gußeisensträhle 3 der Stärke 8 τ 10 cm und für Temperaturen von etwa 800⁰C, auf eine Temperatur von etwa 50 - 6O⁰C; gleichzeitig erreicht der zugehörige Formsand 4 eine Endtemperatur von etwa 5O⁰C oder weniger; ( diese Ergebnisse sind bestimmt durch die besondere Situation von verlängertem und kontinuierlichem Kontakt zwischen Gußstücken 3 und Formsand 4, erhalten durch die waagrechte Lage der Achse.14» was ermöglicht, daß die Leistung der Trommel 1 höchstmöglich und für die gesamte Länge ausgenutzt , wird, sowie durch den besonderen Weitertransport zur Anhebung im konischen Körperteil 5; es ist weiterhin vorgesehen die Möglichkeit zur fortgesetzten Kontrolle der Endtemperatur der Gußstücke 3 und der Endtemperatur und Endfeuchtigkeit ■α-«™ 4- ^Trl "ρ^λ^Ιη können die besonderen Ausbildungsformen, die Abmessungen, die Materialien und die Form der Erfindung unterschiedlich sein, ohne daß vom juristischen Prinzip abgewichen wird; tatsächlich ist die Erfindung so angelegt, daß sie Veränderungen unterzogen werden kann, welche alle ^; zum Konzept der Erfindung selbst gehören. Weiterhin sind alle Elemente auswechselbar durch andere Elemente, die technisch gleichwertig sind.

Claims (8)

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, DiPif.*BHYs!.Dk'..K'. Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska G 76 05 349.1 sooo München se, den . POSTFACH 860 820 ' MEC FOND MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Kühlen von Gußstücken und Formsand !seconders in Gießereien, gekennzeichnet durch eine sich um eine waagerechte Achse drehende zylindrische Trommel, durch einen nach vorne konvergierenden konischen Körperabschnitt, der die Trommel mit einem Form-Bandauslaß verbindet und im Inneren mit einem schraubenförmigen Vorsprung versehen ist, der Gußstücke und Formsand zu ihnen zugeordneten Auslassen befördert, durch eine Sprühvorrichtung zum fortgesetzten und kontrollierten Besprühen des Formsandes, durch eine Vorrichtung zur Jontrolle der Temperatur und der Feuchtigkeit des Formsandes, fiurch eine Vorrichtung zur Siebung des Formsandes am Auslaß und durch eine Vorrichtung zum Schrägstellen der Trommel ftach vorne und unten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Trommel hinten mit einem zu einer Ansaugkammer hin konvergierenden konischen Körperßbschnitt verbunden ist und vorne mit einem in entgegengesetzte Richtung konvergierenden konischen Körperabschnitt, Und daß die Radien der Öffnungen dieser beiden konischen Körperabschnitte im wesentlichen gleich und vorzugshalber 1/3 des Radius der Trommel sind.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß durch die Ansaugkammer und die Öffnung des konischen Körperabschnitts zur Speisung der Trommel ins Innere der Trommel ein Längsrohr führt, das vorzugsweise mit drei Düsen mit selbsttätiger Strahlregulierung ausgestattet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in der Trommel öffnungen angebracht sind, vorzugsweise zwei und zwischen den drei Düsen, aus denen bei jeder Drehung der Trommel Formsandproben austreten·

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, daäurch gekennzeichnet , daß auf den konischen Körper ab schnitt, der nach vorne hin konvergiert, ein Abschnitt von mehreckiger, vorzugsweise achteckiger, Form folgt, der ausziehbare und austauschbare Wände aufweist, die mit Löchern zur Siebung des Formsandes versehen sind, und die unbeweglich an einem Rahmen von gewinkeltem Schnitt befestigt sind, der am Ende des konischen KörperabSchnitts angeflanscht ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß am konischen Körperabschnitt, der nach vorne konvergiert, ein Abschnitt folgt, der mit Löchern für den Austritt des Formsandes ausgestattet ist, und dem Ausgang dieses Abschnitts ein konischer Körperabschnitt folgt, der nach vorne hin konvergiert, und daß ein Ableitungselement für die Gußstücke unten gestellfest verbunden ist und ins Innere dieses konischen Körperabschnitts eindringt.

7· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an den Enden

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des mit Löchern zum Formsandaustritt versehenen Abschnitts mit eckigem Schnitt unbeweglich zwei konische Elemente angebracht sind, die mit ihrer größeren Basis einander gegenüberliegen und den Formsand auf ein untenliegendes Förderband leiten.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Halterahmen für Motorteile, Halteteile und Leitteile zur Drehung der Trommel am Vorderende - vorzugsweise durch Stecker - mit einer Strebe verbunden ist, die an einer Basis angelenkt ist, daß nahe diesem Vorderende der Rahmen zentral an einer Kolbenstange eines hydraulischen Zylinders von doppeltem Effekt angelenkt ist, der von der Basis getragen ist, und daß der Rahmen hinten an der Basis angelenkt ist.