Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giessereialtsand

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regenerierung von überwiegend kunstharzgebundenem Giessereialtsand, aber auch von thermisch belastetem bentonitgebundenem Formsand für die Wiederverwendung anstelle von Neusand mittels mechanischer Trennung des Sandkornes von Anteilen der Bindestoffe.

Hierfür ist eine Vorrichtung bekannt geworden (DE 29 09 408 A1), welche eine liegende, umlaufende Trommel und einen im Innern derselben im Bereich eines Altsand-Fallstromes angeordneten Schlagrotor aufweist. In dieser Vorrichtung wird der Sand gescheuert, indem er beim Auftreffen auf das Schlagwerkzeug schlagartig beschleunigt und in den Sandvorhang, bzw. Sandsumpf geschleudert wird, wodurch eine intensive Korn an Korn Reibung entsteht. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, dass der Sand nur chargenweise regeneriert wird.

Aus der DE-B-24 08 981 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Giessereisand bekannt geworden, bei dem sich ein drehender Teller mit einer hochstehenden Wandung versehen ist. Zwischen der Wandung und dem Teller ist ein Spalt vorgesehen, durch welchen der Sand geschleudert wird. Der aus dem Spalt geschleuderte Sand schlägt an der Gehäusewandung auf, und bildet an der Gehäusewandung ein Sandbett aus. Die hier beschriebene Vorrichtung ermöglicht ausschliesslich einen kontinuierlich arbeitenden Reinigungsablauf.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei dem die Altsandkörner durch wiederholte Reibung gereinigt werden können und ein kontinuierlicher Regenerierprozess möglich ist. Die Vorrichtung soll konstruktiv einfach realisierbar sein, und einen wirtschaftlichen Einsatz gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Altsand durch Aneinanderreiben der Körner regeneriert wird. Es findet keine Schlag- bzw. Prallbehandlung statt.

Durch die konstruktive Auslegung der Einrichtung ist die mehrfache Wiederholung der Korn an Kornreibung einfach realisierbar, indem mehrere Reinigungsstufen hintereinander schaltbar sind.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in den beiden Zeichnungen dargestellten Beispieles erläutert.

Fig. 1

Zeigt einen Längsschnitt durch die Sandregeneriereinrichtung

Fig. 2

zeigt die Ansicht A von Fig.1 auf den Spalt

Fig. 3

zeigt die Ansicht A von Fig.1 auf den Spalt mit einer weiteren Ausführungsart des Spaltes

Fig. 4

zeigt die Draufsicht von Fig.3 entlang dem Schnitt B-B

In Fig.1 ist eine Sandregeneriereinrichtung zum mechanischen Abreinigen von Sandkörnern, insbesondere von organisch und anorganisch gebundenen Formsanden dargestellt. An einem Gestell 1 ist ein Behälter in Form eines Zylinders 9 angeordnet. Der Zylinder 9 weist einen Deckel 13 auf, an welchem eine Sandzuführung 11 angeordnet ist. An der Innenwandung des Zylinders 9 sind Sandhalteelemente 19 angeordnet, welche ein Rotieren der Sandsäule im Zylinder verhindern. Am Gestell 1 ist ein Leitelement 8 im unteren Bereich des Zylinders 9 angeordnet. Unterhalb des Leitelementes 8 ist ein trichterförmiges Führungselement 6 angeordnet. Im unteren Bereich des Gestelles 1 ist eine Sandabführungseinrichtung 12 in Form eines Trichters ausgebildet, welche in ein Rohr 14 mündet. Durch den Zylinder 9 ist koaxial eine zentrale Antriebswelle 10 angeordnet, welche in einem Absaugungsstutzen 15 endet. Der Absaugungsstutzen 15 ist als kurzes Rohrstück mit einem Anschlussflansch an dessen Ende ausgebildet und dient gleichzeitig als Anschluss an eine Absaugungseinheit. Am unteren Ende der Antriebswelle 10 ist eine Lagerungseinheit 2 angebracht, welche über einen Riementrieb 3 von einem Motor 4 angetrieben wird. Die Antriebswelle 10 ist als Hohlwelle ausgebildet. An dieser Hohlwelle 10 ist ein Teller 7, welcher als Auffangbehälter ausgebildet ist, fest verbunden. Der Teller 7 ist unterhalb des Zylinders 9 angeordnet, wobei der Teller 7 einen bestimmten Abstand zum Zylinder 9 hin aufweist. Somit ergibt sich ein Spalt 16 zwischen Teller 7 und Zylinder 9. Die Spaltbreite ist mittels einer Verstellvorrichtung (24,25) stufenlos einstellbar, wobei die Verstellung vorzugsweise mechanisch betätigt wird.

In Fig. 2 ist der Bereich des Spaltes 16 zwischen dem Teller 7 und dem Zylinder 9 in vergrössertem Massstab dargestellt. Auf den sich zueinander zeigenden Flächen des Tellers 7 und des Zylinders 9 sind radial Reibelemente 20 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Reibelemente 20 einen balligen Querschnitt auf. Sie sind mit dem Teller 7 bzw. dem Zylinder 9 beispielsweise durch ein Gewindestück 21 und eine Mutter 22 austauschbar verbunden. Wegen erhöhter Verschleissgefährdung sind die Reibelemente 20 vorzugsweise aus einem verschleissfesten Werkstoff wie z.B. Keramik, Hartguss, Hartmetall, Metall mit Hartauftrag, usw. hergestellt. Durch verschiedene konstruktive Gestaltungen der Reibelemente 20 kann die Reibungsintensität verändert werden. Die durch Verschleiss gefährdeten Flächen werden mit einem Verschleissschutz 23 versehen.

In Fig.3 und Fig.4 wird eine weitere Ausführungsvariante der Spaltgeometrie gezeigt. Die Reibelemente 20 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Sie sind so angeordnet, dass sie nicht oder nur unwesentlich in den Spalt 16 hineinragen.

Der zu behandelnde Sand wird vorzugsweise fortlaufend durch die Sandzuführung 11 in den Zylinder 9 geleitet und bildet in diesem eine stehende Sandsäule, die im Bereich des Spaltes durch die Drehbewegung des Tellers 7 aufgerissen wird. In der Trennungsebene zwischen der stehenden Sandsäule und dem sich drehenden Sandanteil auf dem Teller 7 entsteht eine intensive Korn an Korn Reibung. Die Zentrifugalkraft treibt den Sand in dieser Trennungsebene in Richtung Spalt 16. Der Sand wird so durch den Spalt 16 gedrückt, dass durch die geometrische Gestaltung des Spaltes 16 und durch die Drehbewegung des Tellers 7 eine nochmalige und intensivere Korn an Korn Reibung stattfindet. Der Sand fällt aus dem Spalt 16 auf das Leitelement 8 und auf das Führungselement 6. Das Führungselement 6 ist als Kathode ausgebildet. Der Sand, der durch die Reibung eine statisch aufgeladene Binderhülle aufweist, wird beim Auftreffen auf das Führungselement 6 elektrisch entladen. Dadurch kann der Sand wirksamer weiterbehandelt werden. Der so behandelte Sand fällt entweder in eine weitere Reinigungsstufe oder in die Sandabführungseinrichtung 12 und wird dem Sandkreislauf über das Rohr 14 wieder zugeführt. Der bei der Korn an Korn Reibung entstandene Staub und die abgeriebenen Binderanteile werden mit Hilfe der Absaugung durch Öffnungen 17, die in der Hohlwelle im Bereich der Teller 5,7 angebracht sind, fortlaufend durch die Hohlwelle 10 abgesaugt. Die Absaugung erfolgt durch einen schwachen Unterdruck. Im Bereich des Leitelementes 8 sind Einlassöffnungen 18 vorgesehen, durch welche eine Zufuhr von Luft für die Absaugung auch während des Regenerierungsprozesses ermöglicht wird.

Bei der vorgestellten Einrichtung besteht die Möglichkeit, weitere Reinigungsstufen in Form von Tellern 5 an der Hohlwelle 10 anzubringen. Zu jedem weiteren Teller 5 sind ein Spalt 16, ein Leitelemente 8, ein Führungselemente 6 und Öffnungen 17 in der Hohlwelle 10 angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass der Sand bei jeder weiteren Reinigungsstufe erneut mechanisch gereinigt und elektrisch entladen wird. Die Anzahl der Reinigungsstufen ist beliebig wählbar und somit auf unterschiedliche Anforderungen an den zu regenerierenden Sand anpassbar.

Der Antrieb der Teller 5 ist so konzipiert, dass die Regenerierungseinheiten mit unterschiedlichen, stufenlos verstellbaren Drehzahlen betrieben werden können. Besonders günstig hat sich eine Drehzahl von 300-1500 U/min erwiesen.

Ein Chargenbetrieb ist mit dieser Vorrichtung möglich. Dabei wird die Vorrichtung mit einer Reinigungsstufe ausgestattet und der Sand beliebig oft im Kreislauf durch die Reinigungsstufe geleitet.