EP1702699B1 - Wendelkühler - Google Patents

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EP1702699B1
EP1702699B1 EP06005685A EP06005685A EP1702699B1 EP 1702699 B1 EP1702699 B1 EP 1702699B1 EP 06005685 A EP06005685 A EP 06005685A EP 06005685 A EP06005685 A EP 06005685A EP 1702699 B1 EP1702699 B1 EP 1702699B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conveyor channel
cooling air
air
workpieces
conveyor
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06005685A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1702699A1 (de
Inventor
Manfred Kreft
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.)
Joest GmbH and Co KG
Original Assignee
Joest GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Joest GmbH and Co KG filed Critical Joest GmbH and Co KG
Publication of EP1702699A1 publication Critical patent/EP1702699A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1702699B1 publication Critical patent/EP1702699B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group

Definitions

  • the present invention relates to a spiral cooler and a method for cooling workpieces.
  • the WO 2004/058602 A2 discloses a spiral cooler with a coiled conveying channel for workpieces to be cooled by cooling air.
  • the cooling air is supplied by supply air ducts extending radially into the delivery channel, so that workpieces located in the delivery channel are exposed to the cooling air in the axial direction.
  • the suction takes place in the radial direction via corresponding, axially in the interior of the spiral cooler extending suction channels.
  • the said structure is very expensive.
  • the feed channels can be easily damaged by workpieces in the delivery channel.
  • the DE 41 06 712 C1 discloses a spiral conveyor in which gas, such as cooling air, is supplied by means of radially extending, tubular leads, which are connected to a central support tube, a work conveyor duct, so that the gas impinges on the workpieces substantially in the axial direction. The gas is discharged via the open coil end again. This structure is complicated.
  • the DE 42 28 543 C1 discloses a spiral conveyor in which gas for heat exchange several times radially supplied and removed. This structure is complicated.
  • the US 2,688,807 A discloses a spiral conveyor for drying workpieces by hot air in countercurrent.
  • a fan recirculates a part of the exhaust air into a heater for the supply air.
  • the present invention has for its object to provide a spiral cooler and a method for cooling workpieces, with a simple, robust construction of the spiral cooler is made possible with good cooling effect.
  • negative pressure is generated in the conveying channel. This prevents an undesired escape of dust and also makes it possible, for example, to open inspection openings during operation.
  • the negative pressure is generated in a very simple and effective manner - even with a high flow resistance for the cooling air in the delivery channel - preferably characterized in that a partial stream of cooling air is sucked out of the delivery channel and introduced at a higher speed back into the delivery channel. This takes place in the vicinity of the first end, ie in the vicinity of the task of the workpieces to be cooled or the exhaust device.
  • a negative pressure to the second end - output end - of the delivery channel can be generated.
  • the negative pressure or, if appropriate, the flow of ambient air sucked into the delivery channel can be controlled or regulated.
  • Another aspect of the present invention is to cool the workpieces in countercurrent by cooling air, wherein the cooling air to the conveying channel preferably only in the region of the second end for discharging the cooled workpieces and the exhaust air in the region of the first end, where to be cooled Workpieces are placed in the conveyor channel, preferably exclusively dissipated.
  • This allows a very simple and therefore cost-effective and also robust construction.
  • no axial or radial air ducts, collecting tanks or the like are required. Rather, an at least substantially continuous inner and outer walls of the conveyor channel can be realized.
  • Fig. 1 and 2 schematically show a proposed helical radiator 1 in a preferred embodiment.
  • the spiral cooler 1 is used for cooling of workpieces 2, in particular castings, such as brake discs or the like., As in Fig. 1 indicated.
  • the cooling is done by cooling air, if necessary, however, other gas can be used for cooling. Alternatively or additionally, additional media can be used for cooling.
  • the spiral cooler 1 has a preferably at least substantially coiled or spiral conveyor channel 3 for the workpieces 2.
  • the conveying channel 3 preferably represents a conveying path for the workpieces 2 that is closed on all sides Fig. 1 and 2 is the upper helical pitch of the conveyor channel 3 only for illustrative reasons on the left side each open - so not covered - shown.
  • the length of the conveyor channel 3 - ie the conveyor line for the workpieces 2 in the coil cooler 1, preferably more than 50 m.
  • the delivery channel 3 has in the illustrated example on five superposed Wendel réelle.
  • the spiral cooler 1 has an air supply 4 for supplying cooling air and an exhaust device 5 for discharging cooling air, as in Fig. 1 indicated.
  • Arrow Z indicates the feed direction of the cooling air.
  • Arrow A indicates the direction of the discharged exhaust air.
  • the workpieces 2 are placed at a first end 6 in the conveying channel 3 and delivered cooled at the other, second end 7 of the conveyor channel 3.
  • the air supply device 4 is connected in the region of the second end 7 to the conveyor channel 3 and the exhaust device 5 in the region of the first end 6 to the conveyor channel 3.
  • only an end-side supply and discharge of cooling air so that the usual in the prior art inlet and outlet channels for axial or radial supply and discharge of cooling air are dispensable.
  • the supply of cooling air in the region of the second end 7 is preferably carried out obliquely from above into the conveying channel, in particular by means of a nozzle, not shown, or the like.
  • the spiral cooler 1 is preferably designed such that ambient air is introduced together with cooling air into the second end 7, in particular sucked by injector action.
  • the proportion of ambient air in the total flow in the conveyor channel is preferably 10% to 70%, in particular substantially 50% or more. This allows, for example, a reduction in the dust load in the vicinity of the spiral cooler.
  • negative pressure is generated in the delivery channel 3, at least over a substantial area.
  • a partial flow of cooling air is sucked out of the delivery channel 3 and reintroduced into the delivery channel 3 at a higher speed.
  • the spiral cooler 1 for suction on a terminal 8, to which a fan 9 connects which then introduces the partial flow at a higher speed in the delivery channel 3, preferably at least substantially tangentially and / or horizontally, in particular by means of a nozzle 10th the like.
  • the branching or suction of the partial flow and re-introduction of the partial flow take place in the vicinity of the first end 6 of the conveying channel 3, in particular about a helical passage in front of the first end 6.
  • the distance of the nozzle 10 from the branch through the port 8 along the conveying channel 3 is preferably about 1/4 of a helical turn.
  • the desired negative pressure in the delivery channel 3 can be generated before the diversion or suction.
  • the negative pressure in the region upstream of the connection 8, ie upstream with respect to the flow direction of the cooling air is preferably at least 2000 Pa, in particular 2500 Pa or more.
  • the partial flow is preferably at least 50%, in particular about 70 to 90%, of the total cooling air flow in the conveying channel 3.
  • the higher speed with which the partial flow is introduced again into the conveying channel 3 is at least a factor of 2, preferably 3 or more, greater than the speed of the cooling air in the delivery channel 3 before the terminal. 8
  • an overpressure of about 500 Pa to 800 Pa can be set in the delivery channel 3. On the way to the first end 6, this pressure then drops to a negative pressure of about 200 Pa due to a corresponding suction through the exhaust device 5.
  • the flow velocity of the cooling air in the conveying channel 3 is on average preferably at least 10 m / s, in particular about 15 m / s or more.
  • a very turbulent or sufficiently turbulent flow can be achieved around the workpieces 2 with a correspondingly good cooling effect.
  • cooling air flow rate mass flow
  • this is preferably kept at least substantially constant.
  • the flow velocity of the cooling air then changes depending on the air temperature, ie in particular increases from the second end 7 to the first end 6 towards, if necessary, the mass flow in dependence on the required cooling capacity and / or to achieve a desired Flow rate or a desired flow rate range in the delivery channel 3 are controlled or regulated.
  • an unillustrated sensor for detecting the flow of supplied or sucked in ambient air is provided in the region of the second end 7.
  • the sensor thus detects in particular the volume flow or mass flow of the supplied ambient air.
  • This measured value serves as the actual value of a control loop.
  • the speed and / or the volume or mass flow of the diverted and re-introduced partial flow is varied, in particular the speed of the fan 9 is changed. This is preferably done via a frequency converter.
  • the injector effect of the partial flow can be adapted to the changing operating conditions and in particular a desired flow of ambient air: can be achieved in the delivery channel 3.
  • the exhaust device 4 or its suction can be controlled or regulated to allow adaptation to different operating conditions.
  • the spiral cooler 1 is preferably assigned at least one vibration generator 11 in order to vibrate the conveyor channel 3, in particular the entire spiral conveyor, and thereby to achieve the conveyance of the workpieces 2 through the conveyor channel 3.
  • two vibration generators 11 are provided, which generate the desired vibrations, for example via unbalanced shafts.
  • the delivery channel 3 is formed in helical radiator 1 by screw-miniature arranged bottom elements 12 which are arranged and held between preferably hollow cylindrical side walls.
  • a side wall is radial outside and a side wall radially disposed within the bottom elements 12 and the conveyor channel 3.
  • the side walls are preferably formed at least substantially without interruption, since no radial inlets or outlets as in the prior art are required.
  • closable openings 13 for inspections or the like are provided in the outer side wall. Due to the normally prevailing in the delivery channel 3 negative pressure these can also be opened during operation if necessary.
  • the screening device 14 is formed in particular by a perforated bottom element, below which a collecting tray 15, as in FIG Fig. 2 indicated, is arranged. Trapped particles can then be removed or discharged by means of a preferably arranged inside, axially extending channel 16 from the conveyor channel 3 to a bottom 17 of the spiral cooler 1 or other recording.
  • the supply of the workpieces 2 is preferably carried out by means of a in Fig. 1 schematically indicated, in particular encapsulated separation channel 19 or the like. However, a different supply of the workpieces 2 can take place.
  • the proposed helical radiator 1 has in particular an at least substantially cylindrical or hollow cylindrical shape.
  • the spiral cooler 1 is preferably divisible for transport or assembly purposes along a plane containing the cylinder or helix axis, as indicated by the connection 18.
  • the proposed helical radiator 1 is characterized in particular by a simple and therefore inexpensive construction.
  • the proposed helical radiator 1 is very robust, since - except for the discharge and supply of the partial flow - no other inlets and outlets along the conveyor duct 3 are required. This reduces or prevents possible damage due to workpieces 2 in the conveyor 3.
  • the invention is not limited to refrigeration. Rather, the supply and discharge of air or other gas for other purposes, such as a gas treatment or heat treatment serve. Accordingly, the term "helical radiator” in the context of the present invention to understand that it is a particular helical or spiral conveyor, wherein a supply and discharge of air or other gas for heat exchange with workpieces and / or other Purposes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Screw Conveyors (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wendelkühler sowie ein Verfahren zur Kühlung von Werkstücken..
  • Die WO 2004/058602 A2 offenbart einen Wendelkühler mit einem gewendelten Förderkanal für durch Kühlluft zu kühlende Werkstücke. Die Kühlluft wird durch sich radial in den Förderkanal erstreckende Zuluftkanäle zugeführt, so daß im Förderkanal befindliche Werkstücke in axialer Richtung mit der Kühlluft beaufschlagt werden. Die Absaugung erfolgt in radialer Richtung über entsprechende, sich axial im Inneren des Wendelkühlers erstreckende Absaugkanäle. Der genannte Aufbau ist sehr aufwendig. Zudem können die Zuführkanäle sehr leicht durch Werkstücke im Förderkanal beschädigt werden.
  • Die DE 41 06 712 C1 offenbart einen Wendelförderer, bei dem Gas, wie Kühlluft, mittels sich radial erstreckender, rohrförmiger Zuleitungen, die an ein zentrales Tragrohr angeschlossen sind, einem Förderkanal für Werkstücke zugeführt wird, so daß das Gas im wesentlichen in axialer Richtung auf die Werkstücke trifft. Das Gas wird über das offene Wendelende wieder abgeführt. Auch dieser Aufbau ist aufwendig.
  • Die DE 42 28 543 C1 offenbart einen Wendelförderer, bei dem Gas zum Wärmeaustausch mehrfach radial zu- und abgeführt wird. Auch dieser Aufbau ist aufwendig.
  • Die US 2,688,807 A offenbart einen Wendelförderer zur Trocknung von Werkstücken durch Warmluft im Gegenstrom. Ein Gebläse rezirkuliert einen Teil der Abluft in eine Heizeinrichtung für die Zuluft.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wendelkühler und ein Verfahren zur Kühlung von Werkstücken anzugeben, wobei ein einfacher, robuster Aufbau des Wendelkühlers bei guter Kühlwirkung ermöglicht wird.
  • Die obige Aufgabe wird durch einen Wendelkühler gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem bevorzugtem Aspekt wird zumindest über einen wesentlichen Bereich des Förderkanals Unterdruck im Förderkanal erzeugt, Dies verhindert ein unerwünschtes Austreten von Staub und ermöglicht beispielsweise auch das Öffnen von Kontrollöffnungen während des Betriebs.
  • Der Unterdruck wird auf sehr einfache und effektive Weise - auch bei einem hohen Strömungswiderstand für die Kühlluft im Förderkanal - vorzugsweise dadurch erzeugt, daß ein Teilstrom an Kühlluft aus dem Förderkanal abgesaugt und mit höherer Geschwindigkeit wieder in den Förderkanal eingeleitet wird. Dies erfolgt in der Nähe des ersten Endes, also in der Nähe der Aufgabe der zu kühlenden Werkstücke bzw, der Ablufteinrichtung. So kann je nach Anteil des Teilstroms am Gesamtstrom und/oder der Geschwindigkeit, mit der der Teilstrom wieder in den Förderkanal eingeleitet wird, ein Unterdruck bis zum zweiten Ende - Ausgabeende - des Förderkanals erzeugt werden. Weiter kann durch Variation des Anteils bzw. der Geschwindigkeit des Teilstroms der Unterdruck oder ggf. der Strom von in den Förderkanal gesaugter Umgebungsluft gesteuert oder geregelt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Werkstücke im Gegenstrom durch Kühlluft zu kühlen, wobei die Kühlluft dem Förderkanal vorzugsweise ausschließlich im Bereich des zweiten Endes zur Abgabe der gekühlten Werkstücke wird und die Abluft im Bereich des ersten Endes, an dem die zu kühlenden Werkstücke in den Förderkanal aufgegeben werden, vorzugsweise ausschließlich abgeführt wird. Dies gestattet einen sehr einfachen und damit kostengünstigen und auch robusten Aufbau, Insbesondere sind keine axialen bzw. radialen Luftkanäle, Sammelkästen oder dgl. erforderlich. Vielmehr kann eine zumindest im wesentlichen durchgehende Innen- und Außenwandung des Förderkanals realisiert werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfmdung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht eines vorschlagsgemäßen Wendelkühlers; und
    Fig. 2
    eine schematische Schnittdarstellung des Wendelkühlers.
  • In den Fig. werden für gleichen oder ähnliche Teile die selben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.
  • Fig. 1 und 2 zeigen schematisch einen vorschlagsgemäßen Wendelkühler 1 in einer bevorzugten Ausführungsform. Der Wendelkühler 1 dient der Kühlung von Werkstücken 2, insbesondere Gußteilen, wie Bremsscheiben oder dgl., wie in Fig. 1 angedeutet.
  • Das Kühlen erfolgt durch Kühlluft, Bedarfsweise kann jedoch auch sonstiges Gas zur Kühlung eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich können zusätzliche Medien zur Kühlung eingesetzt werden.
  • Der Wendelkühler 1 weist einen vorzugsweise zumindest im wesentlichen gewendelten oder spiralförmigen Förderkanal 3 für die Werkstücke 2 auf. Der Förderkanal 3 stellt vorzugsweise eine allseitig geschlossene Förderstrecke für die Werkstücke 2 dar. In Fig. 1 und 2 ist der obere Wendelgang des Förderkanals 3 lediglich aus Veranschaulichungsgründen auf der linken Seite jeweils offen - also nicht abgedeckt - dargestellt.
  • Beim Darstellungsbeispiel beträgt die Länge des Förderkanals 3 - also die Förderstrecke für die Werkstücke 2 im Wendelkühler 1, vorzugsweise mehr als 50 m. Der Förderkanal 3 weist beim Darstellungsbeispiel fünf übereinander angeordnete Wendelgänge auf.
  • Der Wendelkühler 1 weist eine Zulufteinrichtung 4 zur Zuführung von Kühlluft und eine Ablufteinrichtung 5 zur Ableitung von Kühlluft auf, wie in Fig. 1 angedeutet. Pfeil Z gibt die Zufiihrrichtung der Kühlluft an. Pfeil A gibt die Richtung der abgeführten Abluft an.
  • Die Werkstücke 2 werden an einem ersten Ende 6 in den Förderkanal 3 aufgegeben und an dem anderen, zweiten Ende 7 des Förderkanals 3 gekühlt abgegeben. Um die Werkstücke 2 im Gegenstrom zu kühlen, ist die Zulufteinrichtung 4 im Bereich des zweiten Endes 7 an den Förderkanal 3 und die Ablufteinrichtung 5 im Bereich des ersten Endes 6 an den Förderkanal 3 angeschlossen. Insbesondere erfolgt ausschließlich eine endseitige Zu- und Ableitung von Kühlluft, so daß die beim Stand der Technik üblichen Zu- und Abluftkanäle zur axialen oder radialen Zu- und Ableitung von Kühlluft entbehrlich sind.
  • Die Zuführung von Kühlluft im Bereich des zweiten Endes 7 erfolgt vorzugsweise von schräg oben in den Förderkanal, insbesondere mittels einer nicht dargestellten Düse oder dgl.
  • Der Wendelkühler 1 ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß Umgebungsluft zusammen mit Kühlluft in das zweite Ende 7 eingeleitet, insbesondere durch Injektorwirkung eingesaugt wird. Der Anteil der Umgebungsluft am Gesamtstrom im Förderkanal beträgt vorzugsweise 10 % bis 70 %, insbesondere im wesentlichen 50 % oder mehr. Dies gestattet beispielsweise eine Verringerung der Staubbelastung in der Umgebung des Wendelkühlers 1.
  • Vorzugsweise wird im Förderkanal 3 - zumindest über einen wesentlichen Bereich - Unterdruck erzeugt. Vorzugsweise wird hierzu ein Teilstrom an Kühlluft aus dem Förderkanal 3 abgesaugt und mit höherer Geschwindigkeit wieder in den Förderkanal 3 eingeleitet. Beim Darstellungsbeispiel weist der Wendelkühler 1 zur Absaugung einen Anschluß 8 auf, an den sich ein Gebläse 9 anschließt, das den Teilstrom dann mit höherer Geschwindigkeit wieder in den Förderkanal 3 einleitet, vorzugsweise zumindest im wesentlichen tangential und/oder horizontal, insbesondere mittels einer Düse 10 der dgl.
  • Die Abzweigung bzw. Absaugung des Teilstroms und Wiedereinleitung des Teilstroms erfolgen in der Nähe des ersten Endes 6 der Förderkanals 3, insbesondere etwa einen Wendelgang vor dem ersten Ende 6. Der Abstand der Düse 10 von der Abzweigung durch den Anschluß 8 entlang des Förderkanals 3 beträgt vorzugsweise etwa 1/4 eines Wendelgangs.
  • Aufgrund der Absaugung des Teilstroms und Wiedereinleitung in den Förderkanal 3 kann vor der Abzweigung bzw. Absaugung der gewünschte Unterdruck im Förderkanal 3 erzeugt werden. Insbesondere wird so ein Unterdruck im Förderkanal bis zum zweiten Ende 7 bzw, bis zum Anschluß der Zulufteinrichtung 4 erzeugt. Der Unterdruck im Bereich vor dem Anschluß 8 - bezüglich der Strömungsrichtung der Kühlluft also stromauf - beträgt vorzugsweise mindestens 2000 Pa, insbesondere 2500 Pa oder mehr.
  • Der Teilstrom beträgt vorzugsweise mindestens 50 %, insbesondere etwa 70 bis 90 %, des gesamten Kühlluftstroms im Förderkanal 3. Die höhere Geschwindigkeit, mit der der Teilstrom wieder in den Förderkanal 3 eingeleitet wird, ist mindestens um den Faktor 2, vorzugsweise 3 oder mehr, größer als die Geschwindigkeit der Kühlluft im Förderkanal 3 vor dem Anschluß 8.
  • Nach der Einleitung des Teilsstroms kann sich im Förderkanal 3 ein Überdruck von etwa 500 Pa bis 800 Pa einstellen. Auf dem Weg zum ersten Ende 6 fällt dieser Druck dann auf einen Unterdruck von ca. 200 Pa aufgrund einer entsprechenden Absaugung durch die Ablufteinrichtung 5 ab.
  • Es ist anzumerken, daß die Werte für den Unterdruck als positive Werte angegeben werden. Ein höherer Unterdruck führt also zu einem höheren Wert. Als relativer Wert gegenüber dem Normaldruck bzw. Umgebungsdruck können diese Werte dann entsprechend als negative Relativwerte bezogen auf den Normaldruck angesehen werden.
  • Die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft im Förderkanal 3 beträgt im Mittel vorzugsweise mindestens 10 m/s, insbesondere etwa 15 m/s oder mehr. So kann eine sehr turbulente bzw. ausreichend turbulente Strömung um die Werkstücke 2 mit entsprechend guter Kühlwirkung erreicht werden.
  • Hinsichtlich des Kühlluftdurchsatzes (Massenstroms) ist anzumerken, daß dieser vorzugsweise zumindest im wesentlichen konstant gehalten wird. Die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft ändert sich dann jedoch in Abhängigkeit von der Lufttemperatur, steigt insbesondere also vom zweiten Ende 7 zum ersten Ende 6 hin an, Bedarfsweise kann der Massenstrom in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlleistung und/oder zur Erreichung einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit bzw. eines gewünschten Strömungsgeschwindigkeitsbereichs im Förderkanal 3 gesteuert oder geregelt werden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist im Bereich des zweiten Endes 7 ein nicht dargestellter Sensor zur Erfassung des Stroms an zugeführter bzw. eingesaugter Umgebungsluft vorgesehen. Der Sensor erfaßt also insbesondere den Volumenstrom oder Massenstrom der zugeführten Umgebungsluft. Dieser Meßwert dient als Istwert eines Regelkreises. Als Stellgröße wird die Geschwindigkeit und/oder der Volumen- bzw. Massenstrom des abgezweigten und wieder eingeleiteten Teilstroms variiert, insbesondere die Drehzahl des Gebläses 9 verändert. Vorzugsweise erfolgt dies über einen Frequenzumformer. So kann die Injektorwirkung des Teilstroms an die wechselnde Betriebsbedingungen angepaßt und insbesondere ein gewünschter Strom an Umgebungsluft: in den Förderkanal 3 erreicht werden. Bei konstantem Strom an Kühlluft, der durch die Zulufteinrichtung 4 zugeführt wird, kann so ein konstantes Verhältnis von zugeführter Kühlluft zu angesaugter Umgebungsluft erreicht werden. Bedarfsweise kann dieses Verhältnis jedoch auch jeweiligen Bedingungen angepaßt und ggf. verändert werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der gewünschten bzw. erforderlichen Kühlleistung oder sonstigen Parametern. So ist auch eine Steuerung bzw. Regelung des Stroms an zugeführter Kühlluft möglich.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch die Ablufteinrichtung 4 bzw. deren Absaugleistung gesteuert oder geregelt werden, um eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen zu ermöglichen.
  • Dem Wendelkühler 1 ist vorzugsweise mindestens ein Schwingungserzeuger 11 zugeordnet, um den Förderkanal 3, insbesondere den gesamten Wendelförderer, in Schwingung zu versetzen und dadurch die Förderung der Werkstücke 2 durch den Förderkanal 3 zu erreichen. Beim Darstellungsbeispiel sind zwei Schwingungserzeuger 11 vorgesehen, die beispielsweise über Unwuchtwellen die gewünschten Schwingungen erzeugen.
  • Der Förderkanal 3 ist im Wendelkühler 1 durch schraubeminienförmig angeordnete Bodenelemente 12 gebildet, die zwischen vorzugsweise hohlzylindrischen Seitenwänden angeordnet und gehalten sind. Eine Seitenwand ist radial außerhalb und eine Seitenwand radial innerhalb der Bodenelemente 12 bzw. des Förderkanals 3 angeordnet. Die Seitenwände sind vorzugsweise zumindest im wesentlichen durchbrechungsfrei ausgebildet, da keine radialen Zu-oder Ableitungen wie beim Stand der Technik erforderlich sind. Vorzugsweise sind in der äußeren Seitenwand jedoch verschließbare Öffnungen 13 für Kontrollen bzw. Inspektionen oder dgl, vorgesehen. Aufgrund des im Förderkanal 3 normalerweise herrschenden Unterdrucks können diese bedarfsweise auch während des Betriebs geöffnet werden. Lediglich im Bereich des letzten Wendelgangs bzw. Abschnitts unmittelbar nach der Einleitung des Teilstroms mittels der Düse 10 zum ersten Ende 6 des Förderkanals 3 hin ist keine derartige Öffnung vorgesehen, da dort Überdruck herrschen kann, Vorzugsweise sind also die Öffnungen 13 nur in den Bereichen bzw. Abschnitten angeordnet, in denen Unterdruck auch während des Betriebs herrscht.
  • Vorzugsweise weist der Wendelkühler 1 zwischen dem Anschluß 8 bzw. der Düse 10 und dem ersten Ende 6 - besonders bevorzugt etwa einen halben Wendelgang vor dem ersten Ende 6 und/oder nach der Düse 10 bezüglich der Strömungsrichtung der Kühlluft im Förderkanal 3 - eine Siebeinrichtung 14 zur Abtrennung von Partikeln, wie Sand, aus dem Förderkanal 3 auf. Die Siebeinrichtung 14 ist insbesondere durch ein gelochtes Bodenelement gebildet, unter dem ein Auffangboden 15, wie in Fig. 2 angedeutet, angeordnet ist. Aufgefangene Partikel können dann mittels eines vorzugsweise innen angeordneten, axial verlaufenden Kanals 16 aus dem Förderkanal 3 zu einem Boden 17 des Wendelkühlers 1 oder einer sonstigen Aufnahme abgeführt bzw. abgeleitet werden. So kann verhindert werden, daß gerade bei Gußteilen anfallender Formsand oder dgl. in beachtlichen Umfang in den Teilstrom gelangen und dadurch den Anschluß 8, das Gebläse 9 und/oder die Düse 10 beeinträchtigen oder gar zerstören kann. Das Absieben der genannten Partikel ist aufgrund des vorzugsweise vorgesehenen Vibrationsantriebs zur Förderung der Werkstücke 2 durch entsprechende Schwingung des Wendelkühlers 1 mit sehr geringen Zusatzaufwand möglich und daher bevorzugt.
  • Die Zuführung der Werkstücke 2 erfolgt vorzugsweise mittels einer in Fig. 1 schematisch angedeuteten, insbesondere gekapselten Trennrinne 19 oder dgl. Jedoch kann auch eine sonstige Zuführung der Werkstücke 2 erfolgen.
  • Der vorschlagsgemäße Wendelkühler 1 weist insbesondere eine zumindest im wesentlichen zylindrische bzw. hohlzylindrische Form auf. Der Wendelkühler 1 ist für Transport- bzw. Montagezwecke vorzugsweise entlang einer die Zylinder- bzw. Wendelachse enthaltenden Ebene teilbar, wie durch die Verbindung 18 angedeutet.
  • Der vorschlagsgemäße Wendelkühler 1 zeichnet sich insbesondere durch einen einfachen und damit kostengünstigen Aufbau aus. Darüber hinaus ist der vorschlagsgemäße Wendelkühler 1 sehr robust ausgebildet, da - bis auf die Ableitung und Zuleitung des Teilstroms - keine sonstigen Zu- und Ableitungen entlang des Fördergangs 3 erforderlich sind. Dies verringert oder verhindert mögliche Beschädigungen durch Werkstücke 2 im Fördergang 3.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Kühlung beschränkt. Vielmehr kann die Zuführung und Ableitung von Luft oder sonstigem Gas auch sonstigen Zwecken, beispielsweise einer Gasbehandlung oder Wärmebehandlung, dienen. Dementsprechend ist der Begriff "Wendelkühler" auch allgemein im Sinne der vorliegenden Erfindung dahingehend zu verstehen, daß es sich um eine insbesondere wendel- oder spiralförmige Fördereinrichtung handelt, wobei eine Zuführung und Ableitung von Luft oder sonstigem Gas zum Wärmeaustausch mit Werkstücken und/oder zu sonstigen Zwecken erfolgen.

Claims (15)

  1. Wendelkühler (1) zur Kühlung von Werkstücken (2) durch Kühlluft, mit einem gewendelten oder spiralförmigen Förderkanal (3) für die Werkstücke (2) sowie einer Zulufteinrichtung (4) und Ablufteinrichtung (5) für Kühlluft, wobei die Werkstücke (2) an einem ersten Ende (6) in den Förderkanal (3) aufgebbar und an dem anderen, zweiten Ende (7) des Förderkanals (3) abgebbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem Wendelkühler (1) ein Gebläse (9) zugeordnet ist, um vor dem ersten Ende (6) einen Teilstrom an Kühlluft aus dem Förderkanal (3) abzusaugen und mit höherer Geschwindigkeit wieder in den Förderkanal (3) in der Nähe des ersten Endes (6) etwa einen Wendelgang vor dem ersten Ende (6) einzuleiten, so daß vor der Absaugung ein Unterdruck im Förderkanal (3) erzeugt wird.
  2. Wendelkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulufteinrichtung (4) eine vorzugsweise verstellbare Düse aufweist und/oder derart ausgebildet ist, daß Kühlluft von schräg oben in den Förderkanal (3) im Bereich des zweiten Endes (7) eingeleitet wird.
  3. Wendelkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulufteinrichtung (4) im Bereich des zweiten Endes (7) und die Ablufteinrichtung (5) im Bereich des ersten Endes (6) an den Förderkanal (3) angeschlossen ist, um die Werkstücke (2) im Gegenstrom zu kühlen.
  4. Wendelkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendelkühler (1) derart ausgebildet ist, daß Umgebungsluft zusammen mit Kühlluft in das zweite Ende (7) eingeleitet, insbesondere durch Injektorwirkung eingesaugt wird.
  5. Wendelkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des zweiten Endes (7) ein Sensor zur Erfassung des Drucks im Förderkanal (3) und/oder des Stroms an eingeleiteter bzw. angesaugter Umgebungsluft angeordnet ist, insbesondere um das Gebläse (9) zu steuern oder zu regeln.
  6. Wendelkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Absaugung und dem ersten Ende (6) im Förderkanal (3) eine Siebeinrichtung (14), insbesondere zur Abtrennung von Sand oder sonstigen Partikeln aus den Förderkanal (3), angeordnet ist.
  7. Wendelkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wendelkühler (1) ein Schwingungserzeuger (11) zugeordnet ist, um die Werkstücke (2) durch Schwingung des Wendelförderers (1) vom ersten zum zweiten Ende (7) im Förderkanal (3) zu fördern.
  8. Verfahren zur Kühlung von Werkstücken (2) mittels Kühlluft in einem Wendelkühler (1) mit einem Förderkanal (3), wobei die Werkstücke (2) an einem ersten Ende (6) in den Förderkanal (3) aufgegeben und an dem anderen, zweiten Ende (7) des Förderkanals (3) abgegeben werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß vor dem ersten Ende (6) ein Teilstrom an Kühlluft aus dem Förderkanal (3) insbesondere mittels eines Gebläses (9) abgesaugt und mit höherer Geschwindigkeit wieder in den Förderkanal (3) in der Nähe des ersten Endes (6) etwa einen Wendelgang vor dem ersten Ende (6) zwischen Absaugung und erstem Ende (6) eingeleitet wird, so daß vor der Absaugung ein Unterdruck im Förderkanal (3) erzeugt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlluft in den Förderkanal (3) im Bereich des zweiten Endes (7) eingeleitet und aus dem Förderkanal (3) im Bereich des ersten Endes (6) abgeleitet wird, wobei die Werkstücke (2) im Gegenstrom durch die Kühlluft gekühlt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich am zweiten Ende (7) Kühlluft von einer Zulufteinrichtung (4) und/oder Umgebungsluft in den Förderkanal (3) geleitet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Umgebungsluft zusammen mit Kühlluft in den Förderkanal (3) im Bereich des zweiten Endes (7) eingeleitet wird, wobei der Anteil an Umgebungsluft am Gesamtstrom im Förderkanal (3) 10 % bis 70 %, und/oder wobei der Anteil an Umgebungsluft am Gesamtstrom im Förderkanal (3) gesteuert oder geregelt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom mindestens 50 % des gesamten Kühlluftstroms im Förderkanal (3) beträgt, und/oder daß ein Unterdruck von mindestens 2000 Pa im Bereich vor der Absaugung im Förderkanal (3) erzeugt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Geschwindigkeit mindestens um den Faktor 2 größer als die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft im Förderkanal (3) vor der Absaugung ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom, insbesondere die Drehzahl des Gebläses (9), als Steuer- oder Regelgröße verwendet wird, um den Unterdruck im Förderkanal (3) im Bereich des zweiten Endes (7), und/oder die Ansaugung von Umgebungsluft im Bereich des zweiten Endes (7) zu steuern oder zu regeln.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft im Förderkanal (3) mindestens 10 m/s beträgt, und/oder daß Partikel, wie Sand, zumindest bereichsweise im Förderkanal (3) abgesiebt und aus dem Förderkanal (3) abgeführt werden.
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