EP1689543B1 - Verfahren zum befreien von gussteilen von giesssandresten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum befreien von gussteilen von giesssandresten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens Download PDF

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EP1689543B1
EP1689543B1 EP04802757A EP04802757A EP1689543B1 EP 1689543 B1 EP1689543 B1 EP 1689543B1 EP 04802757 A EP04802757 A EP 04802757A EP 04802757 A EP04802757 A EP 04802757A EP 1689543 B1 EP1689543 B1 EP 1689543B1
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EP
European Patent Office
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drum
cast parts
bulk material
molding sand
bed
Prior art date
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EP04802757A
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English (en)
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EP1689543A2 (de
Inventor
Dieter Johnen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elino Industrie-Ofenbau Carl Hanf & Co GmbH
Original Assignee
Elino Industrie-Ofenbau Carl Hanf & Co GmbH
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Publication date
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Publication of EP1689543A2 publication Critical patent/EP1689543A2/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D31/00—Cutting-off surplus material, e.g. gates; Cleaning and working on castings
    • B22D31/002—Cleaning, working on castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
    • B22D29/001—Removing cores
    • B22D29/006—Removing cores by abrasive, water or air blasting

Definitions

  • the present invention relates to a method for ridding castings of G fauxsandresten, in particular sand cores.
  • the castings are continuously moved through a furnace chamber in which there is a heated gas atmosphere.
  • the binders which bind together the sand cores are burned out and the castings are freed from the sand adhering thereto.
  • the dissolved sand is collected in the lower part of the furnace chamber, removed from the furnace and regenerated.
  • the present invention has for its object to provide a method of the type specified, which is particularly quick and easy to carry out.
  • the method according to the invention is based on the idea of applying cast iron residues to castings containing heated loose bulk material by throwing it down from the upper area of the interior of the drum onto the castings to thereby break up the adhering cast sand residues and burn off the casting.
  • the bulk material used for discarding is preferably high-temperature and has for example a temperature of 500 ° C or more.
  • the same material as it adheres to the casting ie the same casting sand.
  • a separation of the throwing material from the detached casting sand is not required, which would be the case if another particulate material were used as the throwing material, for example other sand particles and the like.
  • the foundry sand used as throwing material mixes with the detached foundry sand residues in the lower region of the drum, and due to the rotation of the drum, this mixed casting sand material is again conveyed to the upper drum region and thrown off there again. In this way, a permanent loading of the castings by dropped casting sand takes place during their movement through the drum.
  • the method according to the invention finds another material, such as metallic or ceramic solids, as the bulk material used as the casting sand adhering to the castings use.
  • the invention further includes embodiments in which mixtures of the same foundry sand and other bulk materials are used.
  • an embodiment is particularly preferred in which a G confusesandbett finds application, in which ceramic or metallic solids are included. Glass particles can also be used alone or mixed with foundry sand.
  • the casting sand is separated from these other materials, for example sieved, and removed from the drum while the other throwing material remains in the drum.
  • the casting sand In mixtures of other bulk material and foundry sand, only a portion of the casting sand, which is increasingly obtained by the passage of the castings through the drum, separated and removed from the drum.
  • any bulk material can thus be used as a throwing material, which has the required hardness and whose abrasion is not too large.
  • any shapes can be used (round shapes, angular shapes) as long as the purpose according to the invention is achieved. The most suitable forms are to be determined empirically.
  • the drum wall is heated to maintain the bed of bulk material disposed within the drum at a substantially constant high temperature.
  • the introduction of the castings in the drum located in this bulk material bed is heated before the start of the process, so that already at the introduction of the first casting a correspondingly high-temperature material bed is present.
  • the castings themselves can be introduced into the drum in the temperature condition in which they leave the casting plant.
  • the interior atmosphere of the drum is determined in relation to the treatment of the castings. For example, when the castings leaving the foundry plant are to be annealed, the atmosphere in the drum is adjusted for its composition or temperature so that this annealing process can be performed.
  • the cleaned castings led out of the drum are subjected to a further cleaning process by blowing off in order to remove even the last adhering sand particles.
  • the castings are continuously passed through the drum.
  • the method according to the invention can be carried out particularly quickly and easily.
  • this does not exclude that a discontinuous promotion of castings (stepwise, intermittently, etc.) is possible.
  • an introduction in the drum at one longitudinal end a promotion by the drum and a design at the opposite longitudinal end is preferred.
  • this should not exclude that a feed and removal at the same longitudinal end of the drum (so-called retort oven) is performed.
  • retort oven a feed and removal at the same longitudinal end of the drum
  • the promotion of castings within the drum can be horizontal or inclined.
  • the delivery can be centric or eccentric.
  • the castings can also be pivoted or rotated, in the drum rotation direction or in opposite directions to the drum rotation direction in order to achieve the most uniform possible loading of the casting with the dropped casting sand.
  • places of the casting are exposed to the discarded bulk material that would not be hit by the bulk material without turning or pivoting.
  • a heat treatment of the castings which is expediently carried out immediately after the process according to the invention can be carried out by utilizing the sensible heat of the castings and has a significantly improved uniformity and thus quality with an equally considerably shortened duration.
  • the present invention further relates to an apparatus for carrying out the method described above, which comprises a furnace system.
  • the furnace system comprises a rotating heated drum, the inside of which is provided with conveying elements which promote the bulk material from the bed of bulk material along the wall of the drum upwards and cast onto the castings.
  • These conveying elements are preferably designed as blades.
  • the conveying elements are preferably arranged at a distance along the inner circumference of the drum. As the drum rotates, it passes through the bulk material bed located in the lower area of the drum interior, thereby conveying a portion of the bulk material along the drum wall to the upper drum area, from where the bulk material is dropped onto the castings below.
  • the preferably high-temperature bulk material reaches the G fauxsandreste adhering to the castings (sand cores), whereby they are broken by the burning out of the binder and released from the castings. It thus finds a combination of mechanical and thermal action for removing the G fauxsandreste application.
  • the drum forms part of a drum or rotary kiln oven.
  • the drum furnace is fed with the castings at one end of the oven and the removal at the opposite end of the oven.
  • a rotary oven has a closed end, while at the other end of the feed and removal take place.
  • drum it is always uniformly referred to as "drum", although it is meant both the rotary element of a drum furnace and that of a retort oven.
  • the drum is indirectly heated, i. a direct heating inside the drum does not take place, but it is the drum wall heated from the outside.
  • an additional heating may be provided for direct heating.
  • Such drum ovens or rotary oven ovens with indirect heating are known and need not be described in detail at this point.
  • the indirect heating can be done for example by heating with gas, oil, in an electrical manner, in an inductive manner, by microwaves, etc.
  • the castings to be liberated from the G cardssandresten be moved by means of a product carrier through the drum or in the drum.
  • a product carrier may be formed, for example, as slideway, vibrating table, Hubbalkensystem, chain-like flow system, etc. It is essential that the castings can be contacted by the discharged bulk material largely free, without being hindered by the product carrier.
  • the product carrier used can be designed to be pivotable or rotatable, so that the castings arranged on or in the product carrier can be pivoted or rotated during their movement within the drum in order to achieve a substantially uniform application of the bulk material.
  • the furnace system is preferably designed as a continuous system, but may also be configured as a rotary kiln-fired furnace. In this case, the movement of the castings takes place in the forward and backward direction.
  • the product carrier can also be designed as a conveyor belt, or the product carrier can be arranged on a conveying device, for example a conveyor belt.
  • the furnace system preferably has on the inlet and outlet side suitable locks to allow introduction and execution of the castings, without the furnace atmosphere penetrates to the outside or penetrates the ambient atmosphere in the oven.
  • suitable locks are known and need not be described in detail here.
  • baffle plates To determine the height of the bulk material bed inside the drum are preferably used baffle plates. These may be formed spirally and run around the inner circumference of the drum, so that they can serve for filling or emptying of the drum when reversing the direction of rotation.
  • the excess G hasslesandmenge is discharged from the drum in a suitable form completed atmospherically. It can then be sent to a conventional core sand regeneration to allow reuse in the caster.
  • FIG. 1 schematically shown drum furnace has a rotating drum 1, which is rotatably mounted within a suitable storage rack, which is schematically indicated at 2.
  • a suitable storage rack which is schematically indicated at 2.
  • the rotatably mounted drum 1 is heated indirectly, ie from the outside over in FIG. 1 not shown heaters (for example, a suitable gas heater), so that the drum wall is heated.
  • heaters for example, a suitable gas heater
  • Inside the drum 1 is a suitable gas atmosphere, which is maintained almost unchanged in the interior of the drum due to the formation of inlet and outlet locks for the castings to be treated and the incoming and outgoing casting sand.
  • the respective locks for entry and execution of the castings and the G fauxsandes are in FIG. 1 not shown.
  • FIG. 1 also shows a product carrier 5 in the form of a cage in which a casting 6 to be treated is located.
  • the product carrier 5 rests on a conveyor belt 7 which feeds the product carrier into the drum, through the drum in the longitudinal direction thereof and out of the drum moved out again.
  • Such product carriers are also known.
  • the product carrier 5 in the clockwise direction of FIG. 1 pivot about the central longitudinal axis of the drum. During the movement of the product carrier 5 through the drum, there is thus a pivoting of the casting 6 arranged in the product carrier 5.
  • a G mansandbett (bed of bulk material) 4 which is erected before the introduction of the first, with G mansandresten afflicted casting 6 in the drum there. While the casting 6 passes through the drum in the longitudinal direction, rotates the drum, wherein arranged on the inside of the drum wall conveying elements 3 in the form of blades the casting sand from the bed 4 in FIG. 1 promote counterclockwise in the upper region of the interior of the drum and upon reaching this upper portion of the underlying casting 6, which is fixed in the cage-shaped product carrier 5 drop.
  • the G mansandbett 4 Due to the indirect heating of the drum wall, the G mansandbett 4 has been brought to a correspondingly high temperature, for example, about 500 ° C, so that the G mansandresten afflicted casting 6 is now applied from above with hot loose casting sand. Due to the impact of the hot G fauxsandes on the adhering G fauxsandreste (cores) (abrasive effect) and the associated thermal contact the G toysandanhaftept are broken by burning out the possibly still existing binder dissolved from the casting and destroyed, so that the formerly solid masses as loose Collect foundry sand in the lower area of the rotating drum and enlarge the existing cast sand bed 4. To keep the height of the bed 4 approximately constant, excess foundry sand becomes permanent removed from the drum.
  • cores adhering G fauxsandreste
  • excess foundry sand becomes permanent removed from the drum.
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through the drum furnace of FIG. 1 , wherein drum 1 and storage rack 2 are shown purely schematically.
  • entry lock 9 to be treated provided with G mansandanhaftungen castings 6, which are arranged within the cage-shaped product carrier 5, via the conveyor belt 7 in the interior of the drum 1, are continuously moved through the interior of the drum and pass through the schematically indicated exit lock 10 out of the drum again.
  • the formed G mansandbett is indicated in the lower part of the drum interior, is subtracted from the casting sand through an outlet 8.
  • the invention also includes an embodiment in which the actual drum does not rotate, but arranged in the drum frame, which is adjacent to the drum wall and carries the conveying elements (blades) for the bulk material. This achieves a corresponding effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befreien von Gußteilen von Gießsandresten, insbesondere Sandkernen.
  • Bei relativ kompliziert ausgebildeten Gußteilen, beispielsweise Aluminiumgußteilen, wie Motorblöcken, ist es relativ schwierig, die an den Gußteilen haftenden Gießsandreste zu entfernen. Insbesondere bereitet es Schwierigkeiten, Sandkerne zu entfernen, die sich innerhalb von Hohlräumen der Gußteile befinden. Derartige Sandkerne werden in der Regel über ein geeignetes Bindemittel, beispielsweise organische Substanzen, die ausbrennbar sind, zusammengehalten und bilden relativ feste Körper.
  • Verfahren zum Befreien von Gußteilen von Gießsandresten, beispielsweise zum Entkernen von Aluminiumgußteilen, sind bekannt. Diese Verfahren arbeiten auf mechanische, pneumatische oder auch auf thermische Weise, beispielsweise in stationären Wirbelbettöfen. So sind beispielsweise aus der EP 0 546 210 B2 und der EP 0 612 276 B1 kontinuierliche thermische Verfahren bekannt, bei denen das Entkernen, die Wärmebehandlung der Gußteile und die Sandregenerierung kombiniert sind. Dabei wird insbesondere in den vorstehend erwähnten stationären Wirbelbettöfen gearbeitet.
  • Bei diesen bekannten Verfahren werden die Gußteile kontinuierlich durch eine Ofenkammer bewegt, in der sich eine erhitzte Gasatmosphäre befindet. Durch die unter einem geeigneten Überdruck stehende heiße Gasatmosphäre wird das die Sandkerne zusammenhaltende Bindemittel ausgebrannt und werden die Gußteile vom daran haftenden Sand befreit. Der gelöste Sand wird im unteren Bereich der Ofenkammer gesammelt, aus dem Ofen abgeführt und regeneriert.
  • Aus der DE 27 52 562 A1 ist eine Vorrichtung zum Abkühlen von Gußteilen und zur Behandlung von Formsand bekannt, die eine angetriebene, drehbar gelagerte Trommel aufweist, die mit inneren, im wesentlichen axial mindestens zwischen einem Einlaßende und einem Auslaßende der Trommel verlaufenden Mitnehmern versehen ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, das besonders rasch und einfach durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Befreien von Gußteilen von Gießsandresten gelöst, das die folgenden Schritte umfaßt:
    1. a. Einführen der mit den Gießsandresten behafteten Gußteile in die beheizte Trommel eines Ofensystems, die in ihrem unteren Bereich mit einem Bett aus losem Schüttmaterial gefüllt ist;
    2. b. Hindurchführen der Gußteile durch die Trommel mit Hilfe eines Produktträgers und dabei Rotierenlassen der Trommel und dadurch Fördern des losen Schüttmateriales aus dem Bett in den oberen Trommelbereich und Abwerfen desselben auf die Gußteile zur Ablösung und Zerstörung der anhaftenden Gießsandreste;
    3. c. Abführen der über die anfangs vorhandene Schüttmaterialmenge hinaus anfallenden Sandmenge aus der Trommel; und
    4. d. Herausführen der gereinigten Gußteile aus der Trommel.
  • Das erfindungsgemäße Vefahren basiert auf dem Grundgedanken, die mit den Gießsandresten behafteten Gußteile mit erwärmtem losen Schüttmaterial zu beaufschlagen, indem dieses vom oberen Bereich des Trommelinnenraumes auf die Gußteile herabgeworfen wird, um dadurch die anhaftenden Gießsandreste unter Ausbrennen des Bindemittels aufzubrechen und vom Gußteil zu lösen. Im Inneren der Trommel wird daher nicht mit Überdruck gearbeitet, und es findet kein Wirbelbett oder eine gezielte Gasströmung Verwendung, sondern das Entfernen der Gießsandreste erfolgt allein durch Schwerkraftwirkung des abgeworfenen Schüttmateriales in Verbindung mit dem durch dieses verursachten Wärmeübertragungskontakt, der zum Ausbrennen des Bindemittels führt. Das zum Abwerfen verwendete Schüttmaterial ist dabei vorzugsweise hochtemperiert und hat beispielsweise eine Temperatur von 500 °C oder mehr.
  • Als Wurfmaterial findet bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise das gleiche Material Verwendung wie es am Gußteil haftet, d.h. der gleiche Gießsand. Auf diese Weise ist eine Trennung des Wurfmateriales vom abgelösten Gießsand nicht erforderlich, was der Fall wäre, wenn als Wurfmaterial ein anderes partikelförmiges Material verwendet würde, beispielsweise andere Sandpartikel u.dgl. Erfindungsgemäß vermischt sich somit der als Wurfmaterial verwendete Gießsand mit den abgelösten Gießsandresten im unteren Bereich der Trommel, und durch die Trommelrotation wird dieses vermischte Gießsandmaterial wieder in den oberen Trommelbereich gefördert und dort erneut abgeworfen. Auf diese Weise findet eine permanente Beaufschlagung der Gußteile durch abgeworfenen Gießsand während ihrer Bewegung durch die Trommel statt. Die über die anfangs vorhandene Gießsandmenge hinaus anfallende Sandmenge wird aus der Trommel abgeführt, um auf diese Weise ein etwa gleich hohes Gießsandbett im unteren Trommelbereich aufrechtzuerhalten. Natürlich kann auch ein etwas ansteigendes Sandbett in Kauf genommen werden, so lange hierdurch nicht die Umwälzung bzw. kontinuierliche Förderung des Gießsandes in den oberen Trommelbereich in Mitleidenschaft gezogen wird.
  • Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens findet als Schüttmaterial ein anderes Material, beispielsweise metallische oder keramische Festkörper, als der an den Gußteilen haftende Gießsand Verwendung. Die Erfindung umfaßt ferner Ausführungsformen, bei denen Gemische aus dem gleichen Gießsand und anderen Schüttmaterialien eingesetzt werden. So wird eine Ausführungsform besonders bevorzugt, bei der ein Gießsandbett Anwendung findet, in dem keramische oder metallische Festkörper enthalten sind. Auch Glaspartikel können allein oder im Gemisch mit Gießsand verwendet werden.
  • Wenn als Wurfmaterial andere Materialien als der an den Gußteilen haftende Gießsand verwendet werden, wird der Gießsand von diesen anderen Materialien abgetrennt, beispielsweise abgesiebt, und aus der Trommel entfernt, während das andere Wurfmaterial in der Trommel verbleibt. Bei Gemischen aus anderem Schüttmaterial und Gießsand wird nur ein Teil des Gießsandes, der beim Durchtritt der Gußteile durch die Trommel zunehmend anfällt, abgetrennt und aus der Trommel entfernt.
  • Generell kann somit jedes beliebige Schüttmaterial als Wurfmaterial eingesetzt werden, das die erforderliche Härte besitzt und dessen Abrieb nicht zu groß ist. Was die Form des Schüttmateriales anbetrifft, so können beliebige Formen Verwendung finden (runde Formen, eckige Formen), so lange wie der erfindungsgemäße Zweck erzielt wird. Die am besten geeigneten Formen sind empirisch zu ermitteln.
  • Nachdem die Gußteile auf ihrem Weg durch die Trommel nahezu kontinuierlich mit dem hochtemperierten abgeworfenen Gießsand beaufschlagt worden sind, sind sie am Ende ihres Weges durch die Trommel nahezu frei von Gießsandresten und können wieder aus der Trommel herausgeführt werden. Die Gießsandreste, die die Gußteile möglicherweise noch mit austragen, spielen natürlich für das im Inneren der Trommel verwendete Schüttmaterialbett keine Rolle, da dieses immer wieder durch neuen Gießsand aufgefüllt wird, der aus den abgelösten Gießsandresten stammt. Nur zu Beginn des Verfahrens muß daher im Inneren der Trommel ein Bett aus losem Schüttmaterial eingerichtet werden. Später wird dieses Bett immer wieder durch abgelöste Gießsandreste ergänzt, wobei überschüssiger Gießsand abgeführt wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Trommelwandung beheizt, um das innerhalb der Trommel angeordnete Schüttmaterialbett auf einer im wesentlichen konstanten hohen Temperatur zu halten. Vorzugsweise wird das vor Einführung der Gußteile in die Trommel in dieser befindliche Schüttmaterialbett vor dem Beginn des Verfahrens beheizt, damit bereits bei Einführung des ersten Gußteiles ein entsprechend hochtemperiertes Materialbett vorhanden ist.
  • Die Gußteile selbst können in dem Temperaturzustand, in dem sie die Gießanlage verlassen, in die Trommel eingeführt werden.
  • In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Innenraumatmosphäre der Trommel in bezug auf die Behandlung der Gußteile festgelegt. Wenn beispielsweise die die Gießereianlage verlassenden Gußteile einem Glühvorgang unterzogen werden sollen, wird die Atmosphäre in der Trommel in bezug auf ihre Zusammensetzung oder ihre Temperatur so eingestellt, daß dieser Glühvorgang duchgeführt werden kann.
  • Vorteilhafterweise werden die aus der Trommel herausgeführten gereinigten Gußteile durch Abblasen einem weiteren Reinigungsprozeß unterzogen, um auch die letzten anhaftenden Sandpartikel zu entfernen.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Gußteile kontinuierlich durch die Trommel geführt. Hierdurch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders rasch und einfach durchführen. Dies schließt jedoch nicht aus, daß auch eine diskontinuierliche Förderung der Gußteile (schrittweise, taktweise etc.) möglich ist. Generell ist hierbei zu sagen, daß eine Einführung in der Trommel an einem Längsende, eine Förderung durch die Trommel und eine Ausführung am gegenüberliegenden Längsende bevorzugt wird. Auch dies soll nicht ausschließen, daß eine Beschickung und Entnahme am gleichen Längsende der Trommel (sogenannter Retortenofen) durchgeführt wird. Bei einer taktweisen Förderung ergibt sich die Möglichkeit, die Verweilzeit zu steuern.
  • Die Förderung der Gußteile innerhalb der Trommel kann horizontal oder aber auch geneigt erfolgen. Die Förderung kann zentrisch oder exzentrisch ablaufen.
  • Während ihrer Bewegung durch die Trommel können die Gußteile darüber hinaus verschwenkt oder gedreht werden, und zwar in Trommeldrehrichtung oder gegenläufig zur Trommeldrehrichtung, um eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung des Gußteiles mit dem abgeworfenen Gießsand zu erreichen. Hierdurch werden auch Stellen des Gußteiles dem abgeworfenen Schüttmaterial ausgesetzt, die ohne ein Drehen oder Verschwenken möglicherweise nicht vom Schüttmaterial getroffen würden.
  • Eine sinnvollerweise unmittelbar anschließend an das erfindungsgemäße Verfahren vorgenommene Wärmebehandlung der Gußteile kann unter Nutzung der fühlbaren Wärme der Gußteile durchgeführt werden und hat eine wesentlich verbesserte Gleichmäßigkeit und damit Qualität bei ebenso erheblich verkürzter Dauer.
  • Wie Untersuchungen gezeigt haben, sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verweilzeiten wesentlich kürzer als bei den bisher bekannten thermischen Verfahren. Hierdurch ergibt sich eine beträchtliche Zeitersparnis, die nicht hoch genug bewertet werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, die ein Ofensystem umfaßt. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ofensystem eine rotierende beheizte Trommel aufweist, deren Innenseite mit Förderelementen versehen ist, die das Schüttmaterial aus dem Schüttmaterialbett entlang der Trommelwandung nach oben fördern und auf die Gußteile abwerfen. Diese Förderelemente sind vorzugsweise als Schaufeln ausgebildet. Die Förderelemente sind vorzugsweise im Abstand entlang dem Innenumfang der Trommel angeordnet. Bei Rotation der Trommel durchlaufen sie das im unteren Bereich des Trommelinnenraumes angeordnete Schüttmaterialbett und fördern dabei einen Teil des Schüttmateriales entlang der Trommelwandung bis zum oberen Trommelbereich, von wo aus das Schüttmaterial auf die darunter befindlichen Gußteile abgeworfen wird. Auf diese Weise gelangt das vorzugsweise hochtemperierte Schüttmaterial auf die an den Gußteilen haftenden Gießsandreste (Sandkerne), wodurch diese durch das Ausbrennen des Bindemittels aufgebrochen und von den Gußteilen gelöst werden. Es findet somit eine Kombination aus mechanischer und thermischer Wirkung zum Beseitigen der Gießsandreste Anwendung.
  • Vorzugsweise bildet die Trommel einen Teil eines Trommel- oder Drehretortenofens. Beim Trommelofen erfolgt die Beschickung mit den Gußteilen an einem Ofenende und die Entnahme am gegenüberliegenden Ofenende. Ein Drehretortenofen besitzt ein geschlossenes Ende, während am anderen Stirnende die Beschickung und Entnahme erfolgen.
  • In der vorliegenden Beschreibung wird immer einheitlich von "Trommel" gesprochen, obwohl hiermit sowohl das Drehelement eines Trommelofens als auch das eines Retortenofens gemeint ist.
  • Wie bereits erwähnt, wird die Trommel indirekt beheizt, d.h. eine direkte Beheizung im Inneren der Trommel erfolgt nicht, sondern es wird die Trommelwandung von außen beheizt. Wahlweise kann aber eine Zusatzheizung zum direkten Beheizen vorgesehen sein. Derartige Trommelöfen oder Drehretortenöfen mit indirekter Beheizung sind bekannt und brauchen an dieser Stelle im einzelnen nicht beschrieben zu werden. Die indirekte Beheizung kann beispielsweise durch eine Beheizung mit Gas, Öl, auf elektrische Weise, auf induktive Weise, durch Mikrowellen etc. erfolgen.
  • Die von den Gießsandresten zu befreienden Gußteile werden mit Hilfe eines Produktträgers durch die Trommel oder in der Trommel bewegt. Ein solcher Produktträger kann beispielsweise als Gleitbahn, Rütteltisch, Hubbalkensystem, kettenartiges Durchlaufsystem etc. ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß die Gußteile vom abgeworfenen Schüttmaterial weitgehend frei kontaktiert werden können, ohne hierdurch vom Produktträger behindert zu werden. Dies wird in jedem Fall bei einer besonders bevorzugten Lösung der Erfindung realisiert, bei der die Vorrichtung einen rost- oder käfigförmigen Produktträger innerhalb der Trommel aufweist. Generell kann der verwendete Produktträger verschwenk- bzw. drehbar ausgebildet sein, so daß die auf bzw. in dem Produktträger angeordneten Gußteile während ihrer Bewegung innerhalb der Trommel verschwenkt bzw. verdreht werden können, um eine weitgehend gleichmäßige Beaufschlagung mit dem Schüttmaterial zu erreichen.
  • Das Ofensystem ist vorzugsweise als Durchlaufanlage ausgebildet, kann jedoch ebenfalls auch als Drehretortenofenanlage ausgestaltet sein. Hierbei erfolgt die Bewegung der Gußteile in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung.
  • Der Produktträger kann auch als Förderband ausgebildet sein, oder der Produktträger kann auf einer Fördereinrichtung, beispielsweise einem Förderband, angeordnet sein.
  • Das Ofensystem besitzt vorzugsweise ein- und auslaufseitig geeignete Schleusen, um eine Einführung und Ausführung der Gußteile zu ermöglichen, ohne daß die Ofenatmosphäre nach außen dringt bzw. die Umgebungsatmosphäre in den Ofen hineindringt. Derartige Schleusen sind bekannt und müssen hier nicht im einzelnen beschrieben werden.
  • Zur Festlegung der Höhe des Schüttmaterialbettes innerhalb der Trommel finden vorzugsweise Stauscheiben Verwendung. Diese können spiralförmig ausgebildet sein und um den Innenumfang der Trommel laufen, so daß sie bei Drehrichtungsumkehr zur Befüllung bzw. Entleerung der Trommel dienen können.
  • Auch die überschüssige Gießsandmenge wird aus der Trommel in geeigneter Form atmosphärisch abgeschlossen ausgeschleust. Sie kann dann einer üblichen Kernsandregenerierung zugeführt werden, um eine erneute Verwendung in der Gießanlage zu ermöglichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles einer Trommelofenanlage in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Querschnittsdarstellung eines Trommelofens; und
    Figur 2
    eine schematische Längsschnittdarstellung des Trommelofens der Figur 1 in verändertem Maßstab.
  • Der in Figur 1 schematisch dargestellte Trommelofen besitzt eine rotiertende Trommel 1, die innerhalb eines geeigneten Lagergestelles, das schematisch bei 2 angedeutet ist, drehbar gelagert ist. Derartige Trommelöfen sind bekannt und müssen daher hier in allen Einzelheiten nicht beschrieben werden.
  • Die drehbar gelagerte Trommel 1 wird indirekt beheizt, d.h. von außen über in Figur 1 nicht dargestellte Heizeinrichtungen (beispielsweise eine geeignete Gasheizung), so daß die Trommelwandung erwärmt wird. Im Inneren der Trommel 1 befindet sich eine geeignete Gasatmosphäre, die infolge der Ausbildung von Ein- und Austrittsschleusen für die zu behandelnden Gußteile und den ein- und abzuführenden Gießsand nahezu unverändert im Trommelinneren aufrechterhalten wird. Die jeweiligen Schleusen zur Ein- und Ausführung der Gußteile und des Gießsandes sind in Figur 1 nicht dargestellt.
  • Figur 1 zeigt ferner einen Produktträger 5 in der Form eines Käfigs, in dem sich ein zu behandelndes Gußteil 6 befindet. Der Produktträger 5 ruht auf einem Förderband 7, das den Produktträger in die Trommel hinein, durch die Trommel in Längsrichtung derselben und aus der Trommel wieder heraus bewegt. Derartige Produktträger sind ebenfalls bekannt.
  • Im Inneren der Trommel sind ferner geeignete Einrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen, die den Produktträger 5 im Uhrzeigersinn der Figur 1 um die zentrale Längsachse der Trommel verschwenken. Bei der Bewegung des Produktträgers 5 durch die Trommel erfolgt somit ein Verschwenken des im Produktträger 5 angeordneten Gußteiles 6.
  • Im unteren Teil der Trommel 1 befindet sich ein Gießsandbett (Schüttmaterialbett) 4, das vor der Einführung des ersten, mit Gießsandresten behafteten Gußteiles 6 in die Trommel dort errichtet wird. Während das Gußteil 6 die Trommel in Längsrichtung durchläuft, rotiert die Trommel, wobei an der Innenseite der Trommelwandung angeordnete Förderelemente 3 in der Form von Schaufeln den Gießsand aus dem Bett 4 in Figur 1 gegen den Uhrzeigersinn in den oberen Bereich des Innenraumes der Trommel fördern und bei Erreichen dieses oberen Bereiches auf das darunter befindliche Gußteil 6, das im käfigförmigen Produktträger 5 fixiert ist, abwerfen. Durch das indirekte Beheizen der Trommelwandung ist das Gießsandbett 4 auf eine entsprechend hohe Temperatur gebracht worden, beispielsweise etwa 500 °C, so daß das mit Gießsandresten behaftete Gußteil 6 nunmehr von oben mit heißem losen Gießsand beaufschlagt wird. Durch den Aufprall des heißen Gießsandes auf die anhaftenden Gießsandreste (Kerne) (abrasive Wirkung) und den damit verbundenen thermischen Kontakt werden die Gießsandanhaftungen unter Ausbrennen des möglicherweise noch vorhandenen Bindemittels aufgebrochen, vom Gußteil gelöst und zerstört, so daß sich die ehemals festen Massen als loser Gießsand im unteren Bereich der rotierenden Trommel sammeln und das dort vorhandene Gießsandbett 4 vergrößern. Um die Höhe des Bettes 4 etwa konstant zu halten, wird überschüssiger Gießsand permanent aus der Trommel abgeführt.
  • Figur 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch den Trommelofen der Figur 1, wobei Trommel 1 und Lagergestell 2 rein schematisch dargestellt sind. Über eine schematisch angedeutete Eintrittsschleuse 9 gelangen die zu behandelnden, mit Gießsandanhaftungen versehenen Gußteile 6, die innerhalb der käfigförmigen Produktträger 5 angeordnet sind, über das Förderband 7 in das Innere der Trommel 1, werden kontinuierlich durch das Trommelinnere bewegt und gelangen über die schematisch angedeutete Austrittschleuse 10 wieder aus der Trommel heraus. Im Trommelinneren sind sie bei rotierender Trommel gegen die Drehrichtung derselben verschwenkt worden. Bei 4 ist im unteren Teil des Trommelinneren das gebildete Gießsandbett angedeutet, von dem Gießsand über einen Auslaß 8 abgezogen wird.
  • Schließlich ist noch zu erwähnen, daß die Erfindung auch eine Ausführungsform umfaßt, bei der die eigentliche Trommel nicht rotiert, sondern ein in der Trommel angeordnetes Gestell, das benachbart zur Trommelwandung angeordnet ist und die Förderelemente (Schaufeln) für das Schüttmaterial trägt. Hierdurch wird ein entsprechender Effekt erreicht.

Claims (24)

  1. Verfahren zum Befreien von Gußteilen (6) von Gießsandresten mit den folgenden Schritten:
    a. Einführen der mit den Gießsandresten behafteten Gußteile (6) in eine beheizte Trommel (1) eines Ofensystems, die in ihrem unterem Bereich mit einem Bett (4) aus losem Schüttmaterial gefüllt ist;
    b. Hindurchführen der Gußteile durch die Trommel mit Hilfe eines Produktträgers (5) und dabei Rotierenlassen der Trommel (1) und dadurch Fördern des losen Schüttmateriales aus dem Bett (4) in den oberen Trommelbereich und Abwerfen desselben auf die Gußteile (6) zur Ablösung und Zerstörung der anhaftenden Gießsandreste;
    c. Abführen der über die anfangs vorhandene Schüttmaterialmenge hinaus anfallenden Sandmenge aus der Trommel (1); und
    d. Herausführen der gereinigten Gußteile (6) aus der Trommel (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schüttmaterial der gleiche Gießsand verwendet wird, der an den Gußteilen (6) haftet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schüttmaterial metallische oder keramische Festkörper verwendet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießsand vom ursprünglichen Schüttmaterial abgesiebt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Gußteilen (6) abgelöste Gießsand zusammen mit dem ursprünglichen Schüttmaterial auf die Gußteile (6) abgeworfen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelwandung beheizt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttmaterialbett (4) in der Trommel (1) vor Einführung der Gußteile (6) beheizt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußteile (6) in dem Temperaturzustand, in dem sie die Gießanlage verlassen, in die Trommel (1) eingeführt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttmaterial/Gießsandmenge in der Trommel (1) im wesentlichen konstant gehalten wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenraumatmosphäre der Trommel (1) in bezug auf die Behandlung der Gußteile (6) festgelegt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Trommel (1) herausgeführten gereinigten Gußteile (6) duch Abblasen endgereinigt werden.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußteile (6) kontinuierlich durch die Trommel (1) geführt werden.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (1) indirekt beheizt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußteile (6) während ihrer Bewegung durch die Trommel (1) verschwenkt bzw. gedreht werden.
  15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Ofensystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofensystem eine rotierende beheizte Trommel (1) aufweist, deren Innenseite mit Förderelementen (3) versehen ist, die das Schüttmaterial aus dem Schüttmaterialbett (4) entlang der Trommelwandung nach oben fördern und auf die mit Hilfe eines Produktträgers (5) durch die Trommel (1) geführten Gußteile (6) abwerfen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (1) Teil eines Trommel- oder Drehretortenofens ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (1) eine Heizeinrichtung zum indirekten Beheizen und wahlweise eine Zusatzheizung zum direkten Beheizen aufweist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente (3) als Schaufeln ausgebildet sind.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen rost- oder käfigförmigen Produktträger (5) innerhalb der Trommel (1) aufweist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen verschwenk- bzw. drehbaren Produktträger (5) aufweist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofensystem als Durchlaufanlage ausgebildet ist.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofensystem ein- und auslaufseitig geeignete Schleusen (9, 10) aufweist.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (1) Stauscheiben zur Bestimmung der Höhe des Schüttmaterialbettes (4) aufweist.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheiben spiralförmig ausgebildet sind und rundum laufen und bei Drehrichtungsumkehr der Trommel (1) zur Befüllung bzw. Entleerung dienen.
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