(57)【要約】砂でできた水溶性の鋳型コアを抜くための方法において、水で満たされた溶解タンク（１．５）内でコアの部分溶解がなされる。砂を排出する目的でつかみ金（１．１１）を備える砂透過型のコンベアベルト（１．１０）は、鋳造物（１．９）をコア抜きタンク（１．８）内に搬送し、そこで、砂が、プログラム制御可能に移動可能なウォータージェットノズル（１．１３）からのウォータージェットによって除去される。残留砂除去は、水で満たされた残留砂除去タンク（１．６）において、目標を定めて移動させることによって行なわれる。タンク（１．５、１．６、１．８）に集められた古い砂（１２）は除去され、砂洗浄装置において洗浄され、乾燥されて、鋳型コアの製造のために再使用される。生じた廃水は、蒸発器ユニットにおいて凝縮され、二次原料として再使用される。蒸留物は再び工場で利用可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造物から砂でできた水溶性の鋳型コアを抜くための方法であって、コアの砂はウォータージェットによって鋳造物から取除かれる、方法。
【請求項２】
砂はコア抜きタンク内で鋳造物から取除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの鋳型コアを有する鋳造物は、先に、コアの部分溶解のために水で満たされた溶解タンク内に導入される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
鋳造物は、水で満たされた残留砂除去タンク内で移動することによって残留砂除去される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
溶解タンク、コア抜きタンクおよび残留砂除去タンク間の鋳造物の搬送は、少なくとも１つのコンベアベルトを有するコンベアシステムによって行なわれる、請求項１から請求項４に記載の方法。
【請求項６】
洗浄により除去された砂は、残留砂除去タンクおよび／またはコア抜きタンクおよび／または溶解タンクから、泥除去装置によって排出される、請求項２から請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
コンベアベルトまたは、複数のコンベアベルトのうち少なくとも１本は、鋳造物が溶解タンク、コア抜きタンクまたは残留砂除去タンク内にある間に速度が落とされるか停止される、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
コアの部分溶解は、溶解タンクに界面活性剤および／または脱気器および／または酸を加えることにより加速される、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
コアの部分溶解のために必要な溶解タンクにおける休止時間は、搬送速度を落とすかまたは対応するコンベアベルトを停止させることによってもたらされる、請求項５から請求項８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ウォータージェットによるコア抜きは、砂が他の鋳造物に導入されるのを防ぐために、各鋳造物について別々に行なわれる、請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
コア抜きは、鋳造物に向かって目標を定めた態様で噴出されるウォータージェットによって行なわれる、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
鋳造物は、鋳造物に対してたとえば局所的に圧力を制御するといったプログラム制御された態様により適合が可能な個々のウォータージェットノズルによって、少なくとも部分的にコア抜きされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
鋳造物は、グループで制御される個々のノズル（ノズルアセンブリ）によって少なくとも部分的にコア抜きされる、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
鋳造物およびウォータージェットノズルは、コア抜き中、互いに対して並進式に動かされる、請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
鋳造物は、少なくとも部分的にウォータージェットノズルを通り越すように動かされる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ウォータージェットノズルは、少なくとも部分的に鋳造物を通り越すように動かされる、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
コア抜き中、鋳造物およびウォータージェットノズルは、互いに対して回転式に動かされる、請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
コア抜きのために、異なる形状のウォータージェットノズルが使用される、請求項１１から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも複数のウォータージェットノズルは、１つのマニピュレータによって動かされかつ操作される、請求項１１から請求項１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
コア抜き中、鋳造物はコア抜きタンク内に配置されたクランプ装置によって保持される、請求項１から請求項１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
未処理の鋳造物は、マニピュレータによって、コンベアベルトまたは複数のコンベアベルトのうち最初のコンベアベルト上に置かれる、請求項５から請求項２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
ウォータージェットの作用にかけられる鋳造物は、マニピュレータによって、対応のコンベアベルトから取上げられて残留砂除去タンク内に移動され、同じマニピュレータによってプログラム制御されて鋳造物の性質に応じて空間をあらゆる方向に移動され、そこから再び同じマニピュレータよって取去られる、請求項５から請求項２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
コンベアベルトまたは複数のコンベアベルトのうち少なくとも１つのコンベアベルトは、その上部が溶解タンク、コア抜きタンクおよび／または残留砂除去タンクの底部に沿って案内されて、洗浄により除去された砂がタンクから、コンベアベルトの表面上に存在するつかみ金によって排出されるようにする、請求項５から請求項２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
排出された古い砂は、砂洗浄装置に供給される、請求項１から請求項２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
古い砂は、砂洗浄装置の、細かい網目の砂透過式中間底部の上方に導入され、前記装置は清水で満たされ、砂は中間底部の下方に圧縮空気を吹き込むことにより洗浄される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
洗浄処理は、砂の最適な擾乱が生じるように、圧縮空気の供給を間隔をおいて切換えることによって支持される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
砂洗浄装置および／またはコア抜き装置からの洗浄水は蒸発器ユニットに供給される、請求項１から請求項２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
蒸発器ユニットからの蒸留物は、コア抜き装置および／または砂洗浄装置に再供給され、廃水の濃縮物は二次原料として利用可能である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
洗浄後の砂は、乾燥装置に供給される、請求項２４から請求項２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
乾燥後の砂は、新しい鋳型コアを製造するのに使用される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
コア抜き装置で生じる噴霧水または結果として生じる水蒸気は、筐体内に集められるかまたは凝縮により回収される、請求項１から請求項３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
水蒸気の回収のために、結果として生じる水蒸気は、蒸発器ユニットからの蒸留物によって冷却される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
鋳造物の形状の光学的検知を含む、請求項１から請求項３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
砂でできた水溶性の鋳型コアを、特に請求項１に記載の方法に従って、抜くための装置であって、鋳造物（１．９）から鋳型砂（１２）を取出すためのウォータージェット装置（１．７）を有する、装置。
【請求項３５】
鋳型砂（１２）の除去中、鋳造物（１．９）を収容するためのコア抜きタンク（１．８）を含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
鋳造物（１．９）内の鋳型砂（１２）の部分溶解のための、水で満たされた溶解タンク（１．５）を含む、請求項３４または請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
鋳型砂（１２）を鋳造物（１．９）から流し落すための、水で満たされた残留砂除去タンク（１．６）を含む、請求項３４から請求項３６のいずれかに記載の装置。
【請求項３８】
溶解タンク（１．５）、コア抜きタンク（１．８）および残留砂除去タンク（１．６）は、少なくとも１つのコンベアベルト（１．１０）を介して相互接続される、請求項３４から請求項３７のいずれかに記載の装置。
【請求項３９】
溶解タンク（１．５）、コア抜きタンク（１．８）および残留砂除去タンク（１．６）は、複数の個別のコンベアベルト（１．１０，１．１２）を有するコンベアシステムによって連結される、請求項３４から請求項３７のいずれかに記載の装置。
【請求項４０】
コンベアベルト（１．１０）または複数の個別のコンベアベルト（１．１０，１．１２）のうち少なくとも１つは、砂を透過するように構築される、請求項３８または請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
コンベアベルト（１．１０）または複数の個別のコンベアベルト（１．１０，１．１２）のうち少なくとも１つは、制御可能な搬送速度を有する、請求項３８から請求項４０のいずれかに記載の装置。
【請求項４２】
未処理の鋳造物（１．９）をコンベアベルト（１．１０）またはコンベアシステムの最初の部分ベルト（１．１０）上に置くためのマニピュレータ（１．３）を含む、請求項３８から請求項４１のいずれかに記載の装置。
【請求項４３】
ウォータージェットの作用にかけられた後の鋳造物（１．９）をコア抜きタンク（１．８）から残留砂除去タンク（１．６）へと移し、残留砂除去タンク（１．６）内で鋳造物（１．９）をプログラム制御式に移動させ、さらに、残留砂除去タンク（１．６）から鋳造物（１．９）を取去るためのマニピュレータ（１．４）を含む、請求項３４から請求項４２のいずれかに記載の装置。
【請求項４４】
溶解タンク（１．５）および／またはコア抜きタンク（１．８）および／または残留砂除去タンク（１．６）は、少なくとも１つの泥除去装置を有する、請求項３５から請求項４３のいずれかに記載の装置。
【請求項４５】
１または複数の泥除去装置は、スパイラルコンベア、吸込みスクレーパ、スラッジスクレーパ等として構築される、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
コンベアベルトまたは複数の個別のコンベアベルト（１．１０，１．１２）のうち少なくとも１つは、その表面に、砂を排出するための、および／または、鋳造物（１．９）をコア抜きタンク（１．８）内でウォータージェット装置へと搬送する間保持するための保持装置としての、つかみ金（１．１１）を有する、請求項３８から請求項４５のいずれかに記載の装置。
【請求項４７】
コア抜きタンク（１．８）は、コア抜き段階中に鋳造物（１．９）を保持するためのクランプ装置（１．１５）を有する、請求項３５から請求項４６のいずれかに記載の装置。
【請求項４８】
ウォータージェット装置（１．７）は、コア抜きの目的で鋳造物（１．９）に対して目標を定めた態様で向けることのできるウォータージェットノズル（１．１３）を有する、請求項３４から請求項４７のいずれかに記載の装置。
【請求項４９】
ウォータージェットノズル（１．１３）の動きは、少なくとも部分的に、鋳造物（１．９）に対して個々にプログラム制御された態様で適合され得る、請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
複数のウォータージェットノズル（１．１３）は、グループで制御されるノズル配列（ノズルアセンブリ）（１．１４）にまとめられる、請求項４８または請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
鋳造物（１．９）とウォータージェットノズル（１．１３）との並進的な相対運動を含む、請求項４８から請求項５０のいずれかに記載の装置。
【請求項５２】
鋳造物（１．９）とウォータージェットノズル（１．１３）との回転式の相対運動を含む、請求項４８から請求項５１のいずれかに記載の装置。
【請求項５３】
少なくとも一時的に鋳造物（１．９）が停止されウォータージェットノズル（１．１３）が動かされるか、またはその逆である、請求項５１または請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
鋳造物（１．９）は、回転ケージ（１．１５ｃ）内に配置される、請求項５２または請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
回転ケージ（１．１５ｃ）は複数のローラ（１．１５ｄ）を有し、それらのローラは、コア抜き装置（１）の実質的に環状のガイドレール（１．１５ｅ）上を走行する、請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
異なる形状のウォータージェットノズル（１．１３）または対応のノズルアセンブリ（１．１４）を含む、請求項４８から請求項５５のいずれかに記載の装置。
【請求項５７】
ウォータージェットノズル（１．１３）は、フラットジェットノズル、フルジェットノズルおよび／またはフルコーンノズルとして構築される、請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
少なくとも複数のウォータージェットノズル（１．１３）は、１つのマニピュレータ（１．２１）上に配置され、それらは後者によって鋳造物（１．９）のまわりで移動させることが可能である、請求項４８から請求項５７のいずれかに記載の装置。
【請求項５９】
鋳造物は（１．９）、その全側面からコア抜きされるように、直立手段（１．２４）に収容される、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
細かい網目の砂透過型の中間底部（４．３）と、その下に設けられた、圧縮空気（４．４，４．５）を吹き込むための装置と、清水供給ライン（４．７）と、廃水排出ライン（４．８）とを有する、タンク（４．１）の形状の砂洗浄装置（４）を含む、請求項３４から請求項５９のいずれかに記載の装置。
【請求項６１】
溶解タンク（１．５）、コア抜きタンク（１．８）、残留砂除去タンク（１．６）および砂洗浄装置（４）において生じる廃水（１３）のための蒸発器ユニット（７）を含む、請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
蒸発器ユニット（７）は、気泡蒸発器、下降気流蒸発器、強制循環蒸発器または低温蒸発器として構築される、請求項６１に記載の装置。
【請求項６３】
洗浄された古い砂（１２．１）のための乾燥装置（１０）を含む、請求項６０から請求項６２のいずれかに記載の装置。
【請求項６４】
乾燥装置（１０）は、ベルトコンベア、連続またはチャンバドライヤとして構築される、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
噴霧水を集めるおよび／または水蒸気（１３．２）を回収するための、コア抜き装置（１）を少なくとも取囲む、筐体（１．２７）を含む、請求項３４から請求項６４のいずれかに記載の装置。
【請求項６６】
筐体（１．２７）は、蒸発器ユニット（７）からの蒸留物（１６）によって冷却され得る、請求項６５に記載の装置。
【請求項６７】
筐体（１．２７）の壁部内に冷却水用のホース（１．２８）を含む、請求項６６に記載の装置。
【請求項６８】
鋳造物の形状を検知するための光学検知システムを含む、請求項３４から請求項６７のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、砂からなる水溶性の鋳型コアを抜くための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
完成された鋳造物から鋳型コアを除去することは、コアリングまたはデコアリングとしても知られているが、コールドボックス、ホットボックス等の従来の常圧アルミニウム鋳造方法の場合、鋳型コアの除去は、予め破壊してから振動テーブルを使用して振動させる、殴打する、吹き飛ばす等の、機械的な方法によって行なわれる。その後、鋳造物に対して、鉄または石英の小球を含む吹付け材料でサンドブラストを施すことにより、付着している残りのコア材料を取除く。
【０００３】
金型およびコア製造バインダシステムは、主に、用いられる砂のバインダとしての合成樹脂に基づく。有機バインダ成分はたいてい健康に害を及ぼすので、作業場においては、使用される化学物質（たとえば触媒として使用されるアミンまたは溶媒）を除去する際に用心せねばならない。排気の浄化中に生じる洗浄液は、廃棄されねばならない。コア抜き中、大量に生じる古いまたは使用済の砂は、費用のかかる方法で廃棄されねばならないが、それらが熱分解によって再生される場合には、再び、健康を害する排気が生じ、そのため、結果として生ずる洗浄液が再び、高くつく方法で廃棄されねばならない。
【０００４】
ＤＥ  １９５  ４９  ４６９は、常圧アルミニウム鋳造方法で使用されるコアを製造するためのポリリン酸塩をベースとする水溶性のバインダを開示しており、これを使用することにより、上述の欠点が大幅に回避される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、この発明の課題は、水溶性の鋳型コアを抜くための方法を提供し、また、この方法を実施することを可能にする装置を提供することである。
【０００６】
特に、コア抜き中に生じる古い砂の再使用の可能性、および、結果として生じる廃水の経済的かつ環境に配慮した処理に注意を払う。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従えば、上記の課題は、上述の種類の方法であって、コアの砂がウォータージェットによって鋳造物から除去される方法によって解決される。この発明の方法の好ましい展開例に従えば、砂はコア抜きタンク内で鋳造物から除去される。有利なことに、少なくとも１つの鋳型コアを有する鋳造物は、水で満たされた溶解タンクに前もって導入されてコアが部分的に溶解される。この方法のさらなる展開例に従えば、鋳造物は残存砂除去にかけられるが、これは、水で満たされた残存砂除去タンク内で移動させることによって行なわれる。
【０００８】
設定された課題を解決するために、本発明はまた、上述の種類の装置であって、鋳造物からコアの砂を除去するのにウォータージェット装置を使用することを特徴とする、装置を提供する。
【０００９】
この発明の装置のさらなる展開例に従えば、後者はまた、金型の砂の除去の間、鋳造物を収めるためのコア抜きタンクを有する。この発明に従った装置は好ましくは、鋳造物内の金型の砂を部分的に溶解するための、水で満たされた溶解タンクをさらに備える。好ましい展開例に従えば、この装置はまた、金型の砂を鋳造物から流し出すための、水で満たされた残留砂除去タンクを有する。
【００１０】
鋳造物は、コアを部分的に溶解するために、水で満たされた溶解タンクに前もって浸漬される。部分的に溶解されたコアはその後、コア抜きタンク内で、ウォータージェットによって鋳造物から除去される。金型のアクセスが難しい部分に残る残留砂はその後、水で満たされた残留砂除去タンク内で、鋳造物の計画された動きによって取除かれる。
【００１１】
この発明に従った方法を実施するために、有利には、鋳造物の段階的なコア抜きに必要な個々の工場設備部分は、鋳造物の不要な再配置を回避するために、少なくとも１つのコンベアベルトを有するコンベアシステムに接続される。
【００１２】
この目的のために提供されるコンベアシステムは、複数の個別のコンベアベルトを含んでもよいが、特に有利な構成においては、単一のコンベアベルトであってもよい。
【００１３】
この発明の好ましい変形例においては、鋳造後、鋳造物はコンベアベルト上に置かれ、溶解タンク内へと運ばれる。鋳造物はコンベアベルト上で上記溶解タンクを通過し、その後、コンベアベルト上で水面より上方に持上げられ、ウォータージェットノズルを備えるコア抜きステーションに搬送される。コア抜き後、鋳造物は残留砂除去のために浸漬槽へと搬送される。
【００１４】
この方法において、コンベアベルトまたはその一部分が処理または作業ステーションにおいて停止されるか、または、搬送速度が制御されて、必要に応じて各ステーションにおいて鋳造物を休止させることを可能にする。
【００１５】
特に好ましい展開例に従えば、未処理の鋳造物はマニピュレータによってコンベアベルト上に配置される。装置の観点から、このマニピュレータはたとえば、センサ制御型グリッピングアームであり得る。
【００１６】
溶解タンクにおいて、鋳型コアは水槽内で水を吸収することによって部分的に溶解される。この部分溶解は、バインダが水溶性であるために、浄水または純水のみで達成され得る。表面張力を減じる界面活性剤の添加、および／または、コア内の残留空気を排除する働きをする脱気器（deaerator）を追加することにより、部分溶解の速度を増すことも可能である。これらに加えてまたはこれらに代えて、酸を添加することも可能である。
【００１７】
いずれの場合にも、鋳造物のコア抜きは、１つの金型から隣接する金型へと砂が入るのを防ぐために、個別に行なわれる。バインダが水溶性なので、コア抜きは、鋳造物に対して狙いを定めてウォータージェットを噴出することによって行なわれる。ウォータージェットノズルは、すべての方向に操作が可能であり、その移動のシーケンスは、所与の鋳造物に対してプログラム制御により適用が可能である。これにより、複雑な鋳造物のコア抜きも確実に行なわれるようになる。なぜなら、ウォータージェットは、鋳造物内部のアクセスが困難な隅にも届くからである。
【００１８】
この発明の好ましい展開例に従えば、ウォータージェットノズルの動きは、鋳造物に対して、少なくとも部分的に個別にプログラム制御された態様で適用が可能である。これは特に、鋳造物の小さくかつアクセスが難しい隅部に対して有利である。さらなる展開例に従えば、複数のウォータージェットノズルが組合せられて、グループごとに制御されるノズル構成（ノズルアセンブリ）とされる。これにより、より大きな領域のコア抜きを効率的に行なうことが可能となる。
【００１９】
より大きな鋳造物のコアを完全に抜くために、コア抜きタンク内には、鋳造物とウォータージェットノズルとの間で直進または回転式の相対運動が与えられる。さらなる展開例に従えば、これは、少なくとも一時的に鋳造物を停止させてウォータージェットノズルを動かすか、またはその逆によって行なわれる。この発明の装置のさらなる展開例に従えば、鋳造物は回転ケージ内に配置される。回転ケージは好ましくは複数のローラを有し、それらのローラは、コア抜き装置の実質的に環状のガイドレールに沿って動く。
【００２０】
好ましい実施例に従えば、形状の異なるウォータージェットノズル、または、対応するノズルアセンブリが存在し、それらのウォータージェットノズルは、フラットジェットノズル、フルジェットノズルおよび／またはフルコーンノズル（full cone nozzle）として構築され得る。個々のノズルアセンブリは、連続的に切換えることが可能であり、時間をずらして作動させることができるが、異なるノズルアセンブリ（ノズル形状）を同時に作動させることも可能である。このような構成により、最初にたとえばフラットジェットノズルで大面積のコア抜きを行ない、その後、所与の鋳造物に応じて特定的に構成された後続のノズルアセンブリ（フルジェット、フルコーンジェット）によって微細なまたは精密なコア抜きを行なうことができる。噴出圧は対応して適合され得る。
【００２１】
この発明に従えば、ウォータージェットによるコア抜きの後に、鋳造物はマニピュレータによってコンベアベルトから取上げられ、残留砂除去のために浸漬槽内へと移動される。グリッピングアームはここでもまた、センサ制御型グリッピングアームであり得る。
【００２２】
複雑な金型の場合には特に、砂粒がアクセスの困難な領域内に堆積するであろう。このような砂が今度は、鋳造物を浸漬槽内で計画的に移動させることによって洗い流され、重力によって浸漬槽コンテナの底に沈む。鋳造物の移動は、マニピュレータまたはグリッピングアームを使用して、特定の鋳造物の要件に応じて、水平、垂直および軸方向にプログラム制御された態様で行なわれる。鋳造物はその後、浸漬槽から引き上げられ、除去ステーションに置かれるが、これらもやはり、グリッピングアームの同様の動作による。
【００２３】
溶解タンク、コア抜きタンクおよび残留コア抜きのための浸漬槽の底部には、バインダ残留物を未だ含有する古いまたは使用済の砂が堆積している。これらの古い砂は、下水スラッジ技術等で公知の泥除去器を使用して、それらのタンクから有利に除去される。
【００２４】
特に有利な展開例においては、このスラッジ除去器の機能は、コンベアベルトまたは複数の個別のコンベアベルトによって代わりに行なわれる。この場合、対応のコンベアベルトはその表面につかみ金（dog）を備える。そこで、コンベアベルトの上部においては、鋳造物が搬送され（つかみ金の保持機能）、特定のタンクの底部に沿って案内される底部においては、砂がつかみ金によって搬送されて、水面の上方に排出される。この点に関して、コンベアシステムの対応する部分を、砂を透過するコンベアベルトとして設計することが有利である。そうすれば、砂をタンクの底部に堆積させることが可能になる。
【００２５】
１本のコンベアベルトのみを有する搬送システムの場合、それにより、完全なコア抜き装置のための共通の（common）砂排出を実現することが可能である。
【００２６】
別の変形例においては、代替的に、複数のスパイラルコンベア、複数の吸込みスクレーパ、複数のスラッジスクレーパ等によって砂を排出することも可能である。
【００２７】
好ましい変形例に従えば、排出された古い砂は、砂洗浄装置へと供給される。
【００２８】
砂洗浄装置は、細かい網目を有して砂を透過し得る中間底部を備えたタンクとして設計することができる。古い砂は、その中間底部の上方に導入される。この砂洗浄装置は水で満たされる。
【００２９】
効率的な砂の擾乱をもたらす目的で、圧縮空気を、選択的には間隔をおいて、中間底部の下方に吹き込むことにより、洗浄が行なわれる。
【００３０】
この方法において、洗浄後の砂は、乾燥器にも供給される。乾燥器は、ベルトコンベアまたは連続乾燥器として構築されるが、チャンバ乾燥もまた考えられ得る。なぜなら、それにより、より効果的かつよりエネルギ節約型の乾燥が可能となるためである。
【００３１】
洗浄されかつ乾燥された砂は、鋳型コアの製造に再び使用することが可能である。
【００３２】
溶解タンク、コア抜きステーション、浸漬槽および砂洗浄タンクからの廃水は、溶解されたバインダからのリン酸塩を含有する。このリン酸塩を含有する廃水を高い費用をかけて廃棄する必要はなく、これは、化学業界または肥料業界において原料として再使用することが可能である。輸送コストおよび保管コストを低く抑えるために、コア抜き工場からの廃水は蒸発器ユニットに供給され、そこで廃水は濃縮液に変換され、その結果として体積が非常に小さくなる。生成された蒸留物は直接、コア抜き装置に再供給することが可能である。蒸発させる目的で、たとえば、気泡蒸発器（bubble evaporator）、下降気流蒸発器（downflow evaporator）、強制循環蒸発器、または代替的に、低温蒸発器等の、蒸気圧縮器を使用することが可能である。
【００３３】
この発明の好ましい展開例に従えば、コア抜き装置において生じる噴霧水または未だ熱い鋳造物のコア抜きの結果として生じる水蒸気は、筐体内で集められるかまたは凝縮によって回収される。水蒸気の回収のために、有利には、水蒸気は蒸発器ユニットからの蒸留物によって冷却される。これは、筐体内の壁部に設けられた冷却水ホース内を案内される。このようにして、加えて、蒸留物または使用された清水もしくは処理水（食塩水）は、ウォータージェット技術で再使用される前に加熱される。これにより、コア抜き中、バインダの架橋の部分溶解が加速され、それにより、処理全体をより高速に行なうことが可能になる。
【００３４】
この発明のさらなる展開例に従えば、後者は、鋳造物の形状を検知する光学検知システムを備える。このような検知はたとえば、好適な光源、画像記録装置（ビデオ、ＣＣＤ）および画像評価装置（マイクロプロセッサ）を使用して、鋳造物の曇り（clouding）または陰の形成に基づいて行なわれ得、その後、コア抜き処理の制御に影響を及ぼす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
この発明のさらなる利点および特徴は、請求の範囲から、および、添付の図面に関連するこの発明の以下の実施例の説明から、理解することが可能であろう。
【００３６】
図１は、鋳造物のコア抜きのための装置であって、特に、この発明に従った方法を行なうための装置の特定的な実施例を、ブロック図で示す。鋳造物の実際のコア抜きは、コア抜き装置１内で行なわれるが、これはまた泥除去装置１．１、１．２を含む。コア抜き装置１は、図２から図５により詳細に示される。
【００３７】
コア抜き装置１に近接して、格子箱２．１、２．２が設けられる。これらは、未処理の鋳造物２．１および処理済の鋳造物２．２を収めるためのものである。この装置はまた、砂収集用コンテナ３を有し、これもまた、コア抜き装置１に近接して配置され、後者と砂洗浄装置４との間に位置付けられる。砂洗浄装置４およびコア抜き装置１は、複数のラインによって蒸留物コンテナ５に接続される。さらに複数のラインが、コア抜き装置１および砂洗浄装置４から、下流の蒸発器ユニット７のための受入タンク６へとつながり、そこから、濃縮物コンテナ８へとつながる。蒸発器ユニット７はまた、蒸留物コンテナ５にも接続される。砂洗浄装置４の下流において、この装置は、砂バンカ９および、洗浄した砂のための乾燥装置１０を有し、コア製造プラント１１がこれに接続されている。
【００３８】
本発明の方法は以下のように行なわれる。すなわち：未処理の鋳造物が格子箱２．１に格納され、たとえばグリップアームであるマニピュレータ１．３によってコア抜き装置１へと供給される。コア抜きが行なわれた後、第２のマニピュレータ１．４が処理済の鋳造物を他方の格子箱２．２に入れる。
【００３９】
コア抜き中に生成される古いまたは使用済の砂１２および汚水１３は、別個に再利用される。古い砂１２は、コア抜き装置１に含まれる泥除去装置１．１、１．２によって砂収集用コンテナ３に移され、そこから、砂洗浄装置４を通される。砂洗浄装置４は図７により詳細に示される。
【００４０】
洗浄後の砂は、砂バンカ９を介して乾燥装置１０に供給される。これは、たとえば、送りねじによって行なわれ得る。洗浄され乾燥されることにより再生された砂１４は、その後、コア製造プラント１１において再び使用され得る。乾燥装置１０は図９により詳細に示される。
【００４１】
廃水１３は、受入タンク６によって蒸発器ユニット７に供給される。蒸発器ユニット７は図８により詳細に示される。後者において、廃水１３は濃縮物１５にされ、これは、別のコンテナ８に格納され、化学業界のための二次原料として再使用が可能である。蒸留物１６は、所与のコンテナ５を通され、したがって再び、コア抜き装置１で利用が可能であり（具体的には、そこに含まれる水槽１．５、１．６およびウォータージェット装置１．７で利用可能であり）、また、砂洗浄装置４で利用が可能である。
【００４２】
図２は、コア抜き装置１の一実施例の具体的な構造を示す。これは、３つの重要な装置、すなわち、水が満たされた溶解タンク１．５、水が満たされた残留砂除去タンク１．６、およびコア抜きタンク１．８を有し、それらは１列に並べられる。溶解タンク１．５およびコア抜きタンク１．８は、コア抜きされるべき鋳造物１．９のための搬送システムに接続されており、該システムは、図示される実施例においては、その表面に砂排出のためのつかみ金１．１１を有する砂透過式コンベアベルト１．１０からなる。コンベアベルト１．１０は、コア抜きタンク１．８から遠く離れた、溶解タンク１．５側から水面より上で開始し、その後、溶解タンク１．５の底部およびコア抜きタンク１．８を通過し、そこから元に戻る。コンベアベルト１．１０のつかみ金１．１１は、洗浄された砂１２を除去する機能を有するが、それに加えて、コア抜きステーションへの搬送中に鋳造物１．９を保持する装置の機能も果たす。残留砂除去タンク１．６は、自身専用の、砂透過式でつかみ金を備えたコンベアベルト１．１２を有し、これもまた、水面の上方から開始して、タンクの底部を通過し、そこから開始点へと戻る。コア抜き装置１はまた、グリッピングアームである２つのマニピュレータ１．３、１．４を含む。これらは、第１のマニピュレータ１．３が溶解タンク１．５の開始位置に配され、それが、水面の上方を通るコンベアベルト１．１０の部分に届くように配置される。第２のマニピュレータ１．４は、残留砂除去タンク１．６の端部に配置され、後者および、コア抜きタンク１．８内の第１のコンベアベルト１．１０の端部の両方に届くように配置される。コア抜きタンク１．８は、移動可能かつプログラム制御可能なウォータージェットノズル１．１３を有する。図示される実施例においては、ノズルは、ノズルアセンブリ１．１４として複数のグループで配置される。
【００４３】
ここではセンサ制御式グリッピングアームとして概略的に示される第１のマニピュレータ１．３は、鋳造物１．９を第１のコンベアベルト１．１０に載せる。その上で鋳造物は、水が満たされた溶解タンク１．５内に導入される（溶媒の温度は室温から約８０℃である）。コンベアベルト１．１０の速度を落とすかまたは速めることによって制御可能な十分な部分溶解時間の後に、鋳造物１．９はコア抜きタンク１．８に入れられる。該タンクにおいて鋳造物は、噴出圧が２〜６バールの、水面より上方の移動可能かつプログラム制御可能なウォータージェットノズル１．１３によって、コア抜きされる。
【００４４】
その後、ここでは第２のグリッピングアームとして示される第２のマニピュレータ１．４が、鋳造物１．９をコンベアベルト１．１０から持上げ、残留砂除去のために、それらを計画された動きによって、水が満たされた残留砂除去タンク１．６に浸す。残留砂除去の後、鋳造物１．９は、マニピュレータ１．４によって残留砂除去タンク１．６から取出されて、さらなる作業のために設置される。
【００４５】
タンク１．５、１．６および１．８の底部に集まった砂の排出物１２は、コンベアベルト１．１０および１．１２の泥または軟泥を除去する機能によって集められる。表面につかみ金１．１１を備えたコンベアベルトがタンクの底部を通ることにより、古い砂１２がタンクの縁部より上方に持上げられ、それにより排出される。
【００４６】
図２ｂは、コア抜きタンク１．８内のウォータージェット装置のさらなる詳細を上面図および断面図で示す。鋳造物１．９のコア抜きのために、横方向に移動可能なウォータージェットノズル１．１３もまた設けられる。つかみ金１．１１を備えたコンベアベルト１．１０は、最適なコア抜きが達成されるように速度を制御することが可能である。この速度は、実験を通じて求められる。
【００４７】
コア抜きタンク１．８はまた、コア抜き段階中に鋳造物１．９を保持するための保持装置としてのクランプ装置１．１５もまた有する。クランプ装置１．１５は、タンクの外壁に１．１５ａにおいて固定され、１または複数のクランププレート１．１５ｂを含む。
【００４８】
図３および図４はそれぞれ、この発明に従ったウォータージェットコア抜き装置のさらなる実施例の上面図（左側）および断面図（右側）を示す。
【００４９】
図３は、コンベアベルト１．１０上の鋳造物１．９が移動可能であるのに対しウォータージェットノズル１．１３（ノズルアセンブリ１．１４）は固定的に配置された、鋳造物１．９のコアを抜くためのウォータージェット技術の使用の原理を示す。ノズルアセンブリ１．１４は、複数のウォータージェットノズル１．１３を直接線的に配置したものであり、これらは、ノズルジェットフレーム１．１６上に横方向に、かつ、コンベアベルト１．１０上に位置付けられた鋳造物１．９の上方に、配置される。ノズルジェットフレーム１．１６は、鋳造物１．９の上方で閉じたＵ型の設計を有し、鋳造物１．９のコア抜きのために使用される清水または処理水（蒸留物１６または、濃度が最大１３％、好ましくは８．５％まででｐＨが７から１２の食塩水）のための接続ライン１．１７を備える。
【００５０】
それぞれ３つのノズルアセンブリ１．１４がノズルジェットフレーム１．１６上に配置されたものを、ノズルジェットセット１．１８、１．１８′と称する。図３の左側部分から分かるように、このような複数のノズルジェットセット１．１８、１．１８′を、二重矢印Ｐの方向に移動可能なコンベアベルト１．１０に沿って配置することが可能であり、個々のノズルジェットセット１．１８、１．１８′のノズルアセンブリ１．１４は異なるノズルタイプを有し得る。したがって、コンベアベルトの移動方向において前方のノズルジェットセット１．１８は、たとえば、フラットジェットノズルを有し、これらは、第１の洗浄またはコア抜き段階（大きな領域に作用する）を形成する。コンベアベルトの移動方向において後続のノズルジェットセット１．１８′は、第２の洗浄またはコア抜き段階を形成し、この目的のために、たとえばフルジェットおよびフルコーンノズルを有し、それらにより、鋳造物１．９の計画された小規模のコア抜きが可能である。ノズルの材料は、求められる耐久性および化学的安定性に基づいて選択され、たとえば、ポリマー、真鍮または高純度の鋼からノズルを作製することが可能である。
【００５１】
図４は、別の実施例を図３に対応した形で示す。この実施例において、ウォータージェットノズル１．１３を有するノズルアセンブリ１．１４は、移動可能なノズルジェットフレーム１．１８、１．１８′に配置される。この目的のために、後者は、下方の領域に、すなわち、ホイール１．２０を有する自由脚部の端部１．１９に設けられ、そこでそれらは、鋳造物１．９を有するコンベアベルト１．１０に沿って二重矢印Ｐ′の方向に、実験を通じて確立される速度で、移動可能とされる。これにより、図３の実施例の場合と同様に、鋳造物１．９のための多段階のコア抜き処理が可能になる。
【００５２】
図３および図４における二重矢印ＰおよびＰ′で表わされた水平移動に加えて、またはそれに代えて、鋳造物１．９および／またはノズルアセンブリ１．１８、１．１８′は、垂直方向（コンベアベルト１．１０の面に対して垂直）にも移動することが可能である。この目的のために、鋳造物１．９用の、別個の、図示しない持上げ装置が設けられる。
【００５３】
図４ａおよび４ｂは、鋳造物を回転移動させるよう構築された、この発明のコア抜き装置のさらなる展開例を示す。
【００５４】
この目的のために、コア抜き装置１は、図３および図４の実施例に加えて、回転ケージ１．１５ｃを有する。回転ケージ１．１５ｃは、実質的に平行六面体の構成を有し（図４ｂ）、また、ノズルジェットフレーム１．１６内で、その隅部に位置しかつ平行な環状ガイドレール１．１５ｅ上に配置されたローラ１．１５ｄによって、回転式に案内される。ガイドレール１．１５ｅは、それらのうち１つのみを図４ａ、ｂに示す。図示される実施例において、回転ケージ１．１５ｃは、図４ｂに示される（図中、紙面に垂直な）、コンベアベルト１．１０の面と平行な軸Ａを中心に回転が可能である。
【００５５】
鋳造物の回転移動によるコア抜き処理は以下のように行なわれる：
最初に、コア抜きされるべき鋳造物１．０がコンベアベルト１．１０によって矢印Ｐの方向に回転ケージ１．１５ｃへと搬送される。たとえば、図示しない光遮断物の助けにより、回転ケージ１．１５ｃの下方の鋳造物１．９の正確な位置付けが決定される。その後、図示しない持上げ装置を使用して、鋳造物１．９は回転ケージ１．１５ｃ内に持上げられ、クランプ装置１．１５によって固定される。
【００５６】
その後、鋳造物１．９の回転が開始され、ウォータージェットノズル１．１３を使用してコア抜きが行なわれる。回転速度は、コア抜き動作に適合されねばならない。回転移動は、時計回りおよび時計とは反対回りが可能である。鋳造物１．９がこのように回転される間に、ウォータージェットで鋳造物１．９の全ての表面に届くことが可能である。加えて、鋳造物１．９内のアンダーカットに届くこともより容易であり、３６０°の回転移動により、より効果的な泥の除去が可能になる。
【００５７】
回転は、平行なガイドレール１．１５ｅ（図示される実施例では２つ）および、そこに位置付けられる回転ケージ１．１５ｃで実現される。これは、４つの回転式に装着されたローラ１．１５ｄによってレール１．１５ｅに接続される。
【００５８】
このコア抜きの原理は、後に図６と関連して説明する熱および水蒸気回収筐体と組合せることが可能である。これは、図を複雑にしないように示されていない。鋳造物に対するノズルアセンブリ１．１３の配列（垂直または水平方向の配列）は、実験を通じて決定されねばならない。使用されるノズルの形状は、上に記載したコア抜きの原理に対応する。
【００５９】
図５は、マニピュレータを使用する、鋳造物のコア抜きのためのさらなるウォータージェット技術使用原理を示す。
【００６０】
この目的のために、さらなるマニピュレータ１．２１がコンベアベルト１．１０の近傍に位置付けられ、そのアームの遠端１．２２はノズルジェットヘッド１．２３を保持する。これは、図示する実施例においては、たとえばフラットジェットノズル、フルジェットノズルおよびフルコーンノズルのような、様々な形のウォータージェットノズル１．１３を有する。矢印Ｐの方向に移動するコンベアベルト１．１０上には、鋳造物１．９を受けるための直立手段１．２４が設けられる。これは実質的に板１．２５の形状であり、この板は、コンベアベルト１．１０上に水平に置かれ、その上部に複数の垂直の支持部１．２６を有する。鋳造物１．９は支持部の上に、板１．２５から間隔をおいて載置され、それにより、鋳造物はすべての方向からアクセスが可能となり、したがって、コア抜きがすべての側面から可能となる。
【００６１】
コンベアベルト１．１０（直立手段１．２４）上に配置され、矢印Ｐの方向に移動してマニピュレータ１．２１を通り越す鋳造物１．９のコア抜きは、マニピュレータ１．２１にる、点状のかつプログラム制御された、鋳造物１．９の追随または追跡によって行なわれ、必要に応じて、マニピュレータのノズルジェットヘッドにおける種々のウォータージェットノズル１．１３が使用される。マニピュレータ１．２１の、空間的にすべての方向におけるさまざまな移動可能性を、図５の上部において複数の矢印で表わす。
【００６２】
上述のウォータージェット技術を使用する際に熱い鋳造物のコア抜き中の水の損失を減じる目的で、この発明の好ましい展開例においては、図６に示すように、ウォータージェットコア抜きプラントにおいて水および熱回収システムが使用される。
【００６３】
図６は、移動可能なノズルジェットフレーム１．１８を有する装置の構造を通じた断面図であって、図４の断面図に実質的に対応する図である。コア抜き装置のまわりには、Ｕ型の断面を有する筐体１．２７が設けられる。筐体は完全にコア抜き装置を取囲み、少なくともその大部分が、金属等の熱伝導に優れた材料からできている。水用ホース１．２８は筐体１．２７の壁内に位置付けられ、螺旋状またはジグザグ状に、図面の実質的に内へおよび外へと延びる。
【００６４】
ライン１．２８内の供給ライン１．２９および排出ライン１．３０により、蒸発器ユニット７からの蒸留物１６、清水または食塩水（処理水）が供給される。
【００６５】
概して熱い鋳造物１．９（鋳造物温度は最高４５０℃、ダイおよび砂鋳造の温度範囲）のコア抜きにウォータージェット技術を使用する場合、筐体１．２７内には水蒸気１３．２が形成され、これは、筐体１．２７の壁に対する温度差のために、後者の上方に凝縮し、それにより、コア抜き中の水の損失が大幅に減じられる。濃縮物はその後、コア抜きタンク１．８に供給することが可能であり、さらに、上述のように処理することが可能である。加熱された蒸留物１６は、筐体から出口１．３０を通じて外に出て、その後、鋳造物１．９のコア抜きに使用される。水の温度が上昇することにより、バインダの架橋の部分溶解がより速く進み、したがって、より迅速なコア抜きが可能となる。
【００６６】
水を搬送するホース１．２８を有する筐体１．２７は、したがって、熱交換器の原理に従って機能し、コア抜き処理中に使用された熱エネルギの一部がそれを通じて回収され、鋳造物のコア抜きを加速するのに用いられる。
【００６７】
図７の概略図は、砂洗浄装置４を示す。この助けにより、コア抜き中に生成された砂１２からバインダ残留物を取除くことができる。図示される実施例において、砂洗浄装置はタンク４．１を有し、その深さの約３分の２の部分に、網目の細かい、砂を透過する中間底部４．３が設けられ、これはタンクの底部４．２と平行に配置される。中間底部４．３の下方には、圧縮空気ライン４．４が設けられる。このラインはタンク底部４．２と平行に延びて、タンクの大部分をカバーする。このラインには、一定間隔で、上向きの、すなわち中間底部４．３の方を向いた開口部４．５が設けられる。タンク４．１はまた、上方のタンクのリム４．６近傍において、清水４．７の供給ラインを有し、タンク底部４．２において、汚水１３の出口４．８を有する。
【００６８】
古い砂１２は、目の細かい砂透過型中間底部４．３より上方で、洗浄装置４内へと導入され、装置は清水で満たされる。砂１２の擾乱は、中間底部４．３の下方に吹き込まれる圧縮空気によってもたらされ、砂は中間底部を通じて上方に移動することができる。
【００６９】
砂洗浄装置４の底部における汚水出口４．８により、廃水１３は図１に示す蒸発器ユニット７に供給され得る。
【００７０】
図８は、蒸気圧縮器を有する蒸発器ユニットのためのフローチャートである。蒸発器ユニット７は、タンク様のコンテナである蒸発器７．１を有し、これには、開始ヒータ７．２が設けられる。蒸発器７．１の内部は凝縮器７．３と接触しており、これはたとえば、プレート熱交換器として構築され得る。蒸発器７．１および凝縮器７．３は、蒸気圧縮器７．４、すなわち楕円ギア真空ポンプによって接続される。蒸発器ユニット７はまた、プレヒータ／蒸留物クーラ７．５の形をした熱交換器を有する。プレヒータ７．５は、汚水取入れ口７．６を有し、蒸発器７．１の内部に接続される。蒸留物クーラ７．５は、蒸留物１６のための出口７．７を有し、凝縮器７．３に接続される。蒸発器７．１の底部には、排水溜め７．９における濃縮された廃水のための出口７．８が設けられる。
【００７１】
処理の開始時に、蒸発されるべき廃水１３がプレヒータ／蒸留物クーラ７．５を介して蒸発器７．１内に吸込まれる。これは、蒸気圧縮器７．４として構築された真空ポンプによって行なわれ、これにより、蒸発器７．１内に最初に存在する空気が吸取られて確実に真空にされる。注入された廃水１３は、凝縮器７．３を通過して圧縮されしたがって加熱された空気によって加熱される。加えて、処理の開始時において、ヒータ７．２を、廃水１３が沸騰するまで接続することが可能である。上昇する水蒸気１３．２は、蒸発器７．４によって吸取られ、常圧にされて、凝縮器７．３内において凝縮し、解き放たれた熱は、蒸発器の内容物１３．１にもたらされる。蒸留物１６は、装置からプレヒータ／蒸留物クーラ７．５を介して排出され、その熱エネルギの一部が流入する廃水１３へと供給される。
【００７２】
排水溜め７．９内の濃縮された廃水は、所望の最終濃度に到達するや否や図示しないコンテナへと排出することが可能であり、その後、新しい蒸発サイクルが開始される。
【００７３】
図９は、流体床（fluid bed）乾燥器という特定的な形をした、洗浄されたコア材料１２．１のための乾燥装置１０を示す。乾燥器ハウジング１０．１は、薄鋼板を溶接した構造物であって、砂供給ホッパ１０．２および、垂直方向に調節が可能な砂出口１０．３を有し、その垂直方向の位置が、乾燥装置１０内の砂１２．１の層の高さを決定する。ハウジング１０．１の下方領域に、ハウジングの底部１０．４と平行に、ノズル底部１０．５が設けられる。これは、ねじ切りエアノズル（図示せず）のための複数の孔を有する金属薄板として構築される。エアチャンバ１０．６が、ノズル底部１０．５の下方に位置付けられる。エアノズルは、それらの助けによって空気がエアチャンバ１０．６からノズル底部１０．５を通じて上方向に通過するように、但し、静止時においても、固体がノズル底部１０．５を通じて上方からエアチャンバ１０．６内へと通過することのないように、構築される。エアチャンバ１０．６の近傍において、ハウジング１０．１は、加熱された乾燥用の空気１０．８を吹き込むための開口部１０．７を有する。熱電対１０．９もまた、砂の温度を測定するために設けられる。
【００７４】
乾燥されるべき砂１２．１は、ハウジング１０．１の、ノズル底部１０．５の上方に導入される。およそ４００℃に加熱された空気１０．８が、エアチャンバ１０．６内に吹き込まれ、ノズル底部１０．５を介して砂床１２．１内に通される。乾燥用空気１０．８は砂床１２．１を通じて、それによって個々の砂粒が層から離れるように、しかし、砂が空気圧によって移動することがないように、流される。したがって、砂粒はその層１２．１から放出されることなく活発に混合されるが、これは、流体床（fluid bed）または流動充填層（fluidized filling layer）とも称される。固体および気体、すなわち砂１２．１と乾燥用空気１０．８とのこのように最大化された接触面積により、空気の熱含量は急速に砂１２．１に伝えられ、それにより水が蒸発する。温度センサ１０．９は砂の温度を監視する。砂の温度の上昇は、砂の導入量が不十分であることを意味する。乾燥された砂１４は、砂出口１３．３を介してチャンバ１０．１から外に出される。
【００７５】
以下の影響を与える要素が、コア抜きプロセスにおいて決定的な重要性を有し、これらは、提案された方法および上述の装置の範囲内において制御されるかまたは特別に考慮される：
−溶媒の種類（水）；
−適宜、清水（中性ｐＨ範囲）または処理水；
−溶媒の粘性；
−処理水（ｐＨ７〜１２）を使用する場合、水溶液の濃度は最大１３％、好ましくは８．５％まで；
−溶媒の圧力は２〜６バール；
−溶媒の噴霧（ノズルの形状に依存する）；
−ノズルの材料は、求められる耐久性および化学的安定性に応じる（たとえば、ポリマー、真鍮、および高純度の鋼）；
−溶媒の温度（室温から８０℃まで）；
−鋳込温度（室温から４５０℃まで）、金型および砂型鋳造のための温度範囲；
−鋳造物の形状（最適な検知システムの使用）；
−コア抜き処理の期間；
−コンベアベルトおよびノズルジェットフレームの速度（実験を通じて決定される）。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明に従った方法を行なうための装置としてのパイロットプラントを示すブロック図である。
【図２】その装置の展開例を通じた断面図であって、鋳造物の搬送経路、個々の動作のシーケンス、および砂の排出を示す図である。
【図２ｂ】ウォータージェットコア抜き装置の第１の実施例の上面図および断面図である。
【図３】ウォータージェットコア抜き装置のさらなる実施例の上面図および断面図である。
【図４】ウォータージェットコア抜き装置のさらに別の実施例の上面図および断面図である。
【図４ａ】鋳造物を回転移動させる、ウォータージェットコア抜き装置のさらなる実施例の側面図である。
【図４ｂ】鋳造物を回転移動させる、ウォータージェットコア抜き装置のさらなる実施例の上面図である。
【図５】鋳造物のコア抜きのためのマニピュレータを有する、この発明のウォータージェットコア抜き装置の上面図である。
【図６】熱および水蒸気を回収するための筐体を有する、ウォータージェットコア抜き装置の一実施例の断面図である。
【図７】古い砂を洗浄するための洗浄装置の概略図である。
【図８】蒸発器ユニットのフローチャートである。
【図９】乾燥装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  コア抜き装置、１．１／１．２  泥除去装置、１．３／１．４  マニピュレータ、１．５  水槽（溶解タンク）、１．６  水槽（残留砂除去タンク）、１．７  ウォータージェット装置、１．８  コア抜きタンク、１．９  鋳造物、１．１０  コンベアベルト、１．１１  つかみ金、１．１２  コンベアベルト、１．１３  ウォータージェットノズル、１．１４  ノズルアセンブリ、１．１５  クランプ装置、１．１５ａ  固定具、１．１５ｂ  クランププレート、１．１５ｃ  回転ケージ、１．１５ｄ  ローラ、１．１５ｅ  ガイドレール、１．１６  ノズルジェットフレーム、１．１７  接続ライン、１．１８／１．１８′  ノズルジェットセット、１．１９  フレーム端部、１．２０  ホイール、１．２１  マニピュレータ、１．２２  （１．２１のアームの）遠端、１．２３  ノズルジェットヘッド、１．２４  直立手段、１．２５  プレート、１．２６  支持部、１．２７  筐体、１．２８  水用ライン、１．２９  供給ライン、１．３０  排出ライン、２．１／２．２  格子箱、３  砂収集コンテナ、４  砂洗浄装置、４．１  タンク、４．２  タンク底部、４．３  中間底部、４．４  圧縮空気ライン、４．５  開口部、４．６  タンクのリム、４．７  清水供給ライン、４．８  汚水排出口、５  蒸留物コンテナ、６  受入タンク、７  蒸発器ユニット、７．１  蒸発器、７．２  開始ヒータ、７．３  凝縮器、７．４  蒸気圧縮器、７．５  熱交換器、７．６  汚水送り、７．７／７．８  排出口、７．９  排水溜め、８  濃縮物コンテナ、９  砂バンカ、１０  乾燥装置、１０．１  乾燥器ハウジング、１０．２  砂導入ホッパ、１０．３  砂出口、１０．４  ハウジング底部、１０．５  ノズル底部、１０．６  エアチャンバ、１０．７  開口部、１０．８  乾燥用空気、１０．９  熱電対、１１  コア製造プラント、１２  古い砂、１２．１  洗浄された砂、１３／１３．１  汚水、１３．２  水蒸気、１４  再生された砂、１５  （廃水）濃縮物、１６  蒸留物、Ａ  回転軸、Ｐ，Ｐ′  移動方向。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005500166.tif 000054
2005500166.tif 000055
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005500166.tif 000056
2005500166.tif 000057
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月9日(2003.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造物から砂でできた水溶性の鋳型コアを抜くための方法であって、コアの砂はウォータージェットによって鋳造物から取除かれ、
砂洗浄装置および／またはコア抜き装置からの洗浄水は蒸発器ユニットに供給される、方法。
【請求項２】
砂はコア抜きタンク内で鋳造物から取除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの鋳型コアを有する鋳造物は、先に、鋳型コアの部分溶解のために水で満たされた溶解タンク内に導入される、請求項１の前文に記載の、特に請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
鋳造物は、水で満たされた残留砂除去タンク内で移動することによって残留砂除去される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
溶解タンク、コア抜きタンクおよび残留砂除去タンク間の鋳造物の搬送は、少なくとも１つのコンベアベルトを有するコンベアシステムによって行なわれる、請求項１から請求項４に記載の方法。
【請求項６】
洗浄により除去された砂は、残留砂除去タンクおよび／またはコア抜きタンクおよび／または溶解タンクから、泥除去装置によって排出される、請求項２から請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
コンベアベルトまたは、複数のコンベアベルトのうち少なくとも１本は、鋳造物が溶解タンク、コア抜きタンクまたは残留砂除去タンク内にある間に速度が落とされるか停止される、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
コアの部分溶解は、溶解タンクに界面活性剤および／または脱気器および／または酸を
加えることにより加速される、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
コアの部分溶解のために必要な溶解タンクにおける休止時間は、搬送速度を落とすかまたは対応するコンベアベルトを停止させることによってもたらされる、請求項５から請求項８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ウォータージェットによるコア抜きは、砂が他の鋳造物に導入されるのを防ぐために、各鋳造物について別々に行なわれる、請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
コア抜きは、鋳造物に向かって目標を定めた態様で噴出されるウォータージェットによって行なわれる、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
鋳造物は、鋳造物に対してたとえば局所的に圧力を制御するといったプログラム制御された態様により適合が可能な個々のウォータージェットノズルによって、少なくとも部分的にコア抜きされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
鋳造物は、グループで制御される個々のノズル（ノズルアセンブリ）によって少なくとも部分的にコア抜きされる、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
鋳造物およびウォータージェットノズルは、コア抜き中、互いに対して並進式に動かされる、請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
鋳造物は、少なくとも部分的にウォータージェットノズルを通り越すように動かされる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ウォータージェットノズルは、少なくとも部分的に鋳造物を通り越すように動かされる、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
コア抜き中、鋳造物およびウォータージェットノズルは、互いに対して回転式に動かされる、請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
コア抜きのために、異なる形状のウォータージェットノズルが使用される、請求項１１から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも複数のウォータージェットノズルは、マニピュレータによって動かされかつ操作される、請求項１１から請求項１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
コア抜き中、鋳造物はコア抜きタンク内に配置されたクランプ装置によって保持される、請求項１から請求項１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
未処理の鋳造物は、マニピュレータによって、コンベアベルトまたは複数のコンベアベルトのうち最初のコンベアベルト上に置かれる、請求項５から請求項２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
ウォータージェットの作用にかけられる鋳造物は、マニピュレータによって、対応のコンベアベルトから取上げられて残留砂除去タンク内に移動され、同じマニピュレータによってプログラム制御されて鋳造物の性質に応じて空間をあらゆる方向に移動され、そこから再び同じマニピュレータよって取去られる、請求項５から請求項２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
コンベアベルトまたは複数の個別のコンベアベルトのうち少なくとも１つは、その上部が溶解タンク、コア抜きタンクおよび／または残留砂除去タンクの底部に沿って案内されて、洗浄により除去された砂がタンクから、コンベアベルトの表面上に存在するつかみ金によって排出されるようにする、請求項５から請求項２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
排出された古い砂は、砂洗浄装置に供給される、請求項１から請求項２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
古い砂は、砂洗浄装置の、細かい網目の砂透過式中間底部の上方に導入され、前記装置は清水で満たされ、砂は中間底部の下方に圧縮空気を吹き込むことにより洗浄される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
洗浄処理は、砂の最適な擾乱運動が生じるように、圧縮空気の供給を間隔をおいて切換えることによって支持される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
蒸発器ユニットからの蒸留物は、コア抜き装置および／または砂洗浄装置に再供給され、廃水の濃縮物は二次原料として利用可能である、請求項１から請求項２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
洗浄後の砂は、乾燥装置に供給される、請求項２４から請求項２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
乾燥後の砂は、新しい鋳型コアを製造するのに使用される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
少なくともコア抜き装置で生じる噴霧水または結果として生じる水蒸気は、筐体内に集められるかまたは凝縮により回収される、請求項１から請求項２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
水蒸気の回収のために、結果として生じる水蒸気は、蒸発器ユニットからの蒸留物によって冷却される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
鋳造物の形状の光学的検知を含む、請求項１から請求項３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
砂でできた水溶性の鋳型コアを、特に請求項１に記載の方法に従って、抜くための装置であって、鋳造物から鋳型砂を取出すためのウォータージェット装置を有し、
溶解タンク、コア抜きタンク、残留砂除去タンクおよび砂洗浄装置において生じる廃水のための蒸発器ユニットを含む、装置。
【請求項３４】
鋳型砂の除去中、鋳造物を収容するためのコア抜きタンクを含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
鋳造物内の鋳型砂の部分溶解のための、水で満たされた溶解タンクを含む、請求項２２の前文に記載の、特に請求項３３または請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
鋳型砂を鋳造物から流し落すための、水で満たされた残留砂除去タンクを含む、請求項３３から請求項３５のいずれかに記載の装置。
【請求項３７】
溶解タンク、コア抜きタンクおよび残留砂除去タンクは、少なくとも１つのコンベアベルトを介して相互接続される、請求項３３から請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
溶解タンク、コア抜きタンクおよび残留砂除去タンクは、複数の個別のコンベアベルトを有するコンベアシステムによって連結される、請求項３３から請求項３６に記載の装置。
【請求項３９】
コンベアベルトまたは複数の個別のコンベアベルトのうち少なくとも１つは、砂を透過するように構築される、請求項３７または請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
コンベアベルトまたは複数の個別のベルトのうち少なくとも１つは、制御可能な搬送速度を有する、請求項３７から請求項３９のいずれかに記載の装置。
【請求項４１】
未処理の鋳造物をコンベアベルトまたはコンベアシステムの最初の部分ベルト上に置くためのマニピュレータを含む、請求項３７から請求項４０のいずれかに記載の装置。
【請求項４２】
ウォータージェットの作用にかけられた後の鋳造物をコア抜きタンクから残留砂除去タンクへと搬送し、残留砂除去タンク内で鋳造物をプログラム制御式に移動させ、さらに、残留砂除去タンクから鋳造物を取去るためのマニピュレータを含む、請求項３３から請求項４１のいずれかに記載の装置。
【請求項４３】
溶解タンクおよび／またはコア抜きタンクおよび／または残留砂除去タンクは、少なくとも１つの泥除去装置を有する、請求項３４から請求項４２のいずれかに記載の装置。
【請求項４４】
１または複数の泥除去装置は、スパイラルコンベア、吸込みスクレーパ、スラッジスクレーパ等として構築される、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
コンベアベルトまたは複数の個別のコンベアベルトのうち少なくとも１つは、その表面に、砂を排出するための、および／または、鋳造物をコア抜きタンク内でウォータージェット装置へと搬送する間保持するための保持装置としての、つかみ金を有する、請求項３７から請求項４４のいずれかに記載の装置。
【請求項４６】
コア抜きタンクは、コア抜き段階中に鋳造物を保持するためのクランプ装置を有する、請求項３４から請求項４５のいずれかに記載の装置。
【請求項４７】
ウォータージェット装置は、コア抜きのために鋳造物に対して目標を定めた態様で向けることのできるウォータージェットノズルを有する、請求項３３から請求項４６のいずれかに記載の装置。
【請求項４８】
ウォータージェットノズルの動きは、少なくとも部分的に、鋳造物に対して個々にプログラム制御された態様で適合され得る、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
複数のウォータージェットノズルは、グループで制御されるノズル配列（ノズルアセンブリ）にまとめられる、請求項４７または請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
鋳造物とウォータージェットノズルとの並進的な相対運動を含む、請求項４７から請求項４９のいずれかに記載の装置。
【請求項５１】
鋳造物とウォータージェットノズルとの回転式の相対運動を含む、請求項４７から請求項５０のいずれかに記載の装置。
【請求項５２】
少なくとも一時的に鋳造物が保持されウォータージェットノズルが動かされるか、またはその逆である、請求項５０または請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
鋳造物は、回転ケージ内に配置される、請求項５１または請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
回転ケージは複数のローラを有し、それらのローラは、コア抜き装置の実質的に環状のガイドレール上を走行する、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
異なる形状のウォータージェットノズルまたは対応のノズルアセンブリを含む、請求項４７から請求項５４のいずれかに記載の装置。
【請求項５６】
ウォータージェットノズルは、フラットジェットノズル、フルジェットノズルおよび／またはフルコーンノズルとして構築される、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
少なくとも複数のウォータージェットノズルは、１つのマニピュレータ上に配置され、それらは後者によって鋳造物のまわりで移動させることが可能である、請求項４７から請求項５６のいずれかに記載の装置。
【請求項５８】
鋳造物は、その全側面からコア抜きされるように、直立手段に収められる、請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
細かい網目の砂透過型の中間底部と、その下に設けられた、圧縮空気を吹き込むための装置と、清水のための供給ラインと、廃水のための排出ラインとを有する、タンクの形の砂洗浄装置を含む、請求項３３から請求項５８のいずれかに記載の装置。
【請求項６０】
蒸発器ユニットは、気泡蒸発器、下降気流蒸発器、強制循環蒸発器または低温蒸発器として構築される、請求項３３から請求項５９のいずれかに記載の装置。
【請求項６１】
洗浄された古い砂のための乾燥装置を含む、請求項５９または請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
乾燥装置は、ベルトコンベア、連続またはチャンバドライヤとして構築される、請求項６１に記載の装置。
【請求項６３】
噴霧水を集めるおよび／または水蒸気を回収するための、コア抜き装置を少なくとも取囲む、筐体を含む、請求項３３から請求項６２のいずれかに記載の装置。
【請求項６４】
筐体は、蒸発器ユニットからの蒸留物によって冷却され得る、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
筐体の壁部内に冷却水用のホースを含む、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
鋳造物の形状を検知するための光学検知システムを含む、請求項３３から請求項６５のいずれかに記載の装置。
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月21日(2004.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
鋳造物から砂でできた水溶性の鋳型コアを抜くための方法であって、コアの砂はウォータージェットによって鋳造物から取除かれ、
砂洗浄装置および／またはコア抜き装置からの廃水は、蒸発器ユニットに供給される、方法。
【国際調査報告】
2005500166.tif 000058
2005500166.tif 000059
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