(57)【要約】  本発明は、鋳物古砂を利用可能に処理するように設けられた再生装置であって、蓋及び底を有する柱体形の容器を備え、容器は、第１の開口及び／又は第２の開口を有し、かつ回転駆動され、容器内に形成され、第１の軸に配置された複数の摩擦要素と、第１の軸に形成された第１の軸受とが設けられていて、第１の軸は、第１の軸受から離間した第２の軸受を有し、摩擦要素は、第１の軸受と第２の軸受との間に配置されており、容器は、上面に第１のフランジを、下面に第２のフランジを有し、第１のフランジは、力結合を介して蓋に、第２のフランジは、力結合を介して底に結合されている再生装置に関する。
2015517409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物古砂を利用可能に処理するように設けられた再生装置（５）であって、
蓋及び底を有する柱体形の容器と、
第１の開口及び／又は第２の開口と、
回転駆動され、前記容器内に形成され、第１の軸に配置された複数の摩擦要素と、
前記第１の軸に形成された第１の軸受（２２）と、
を備える再生装置（５）において、
前記第１の軸は、前記第１の軸受（２２）から離間した第２の軸受（２５）を有し、前記摩擦要素（４０）は、前記第１の軸受（２２）と前記第２の軸受（２５）との間に配置されており、前記容器（１０）は、上面に第１のフランジ（４２）を、下面に第２のフランジ（４４）を有し、前記第１のフランジは、力結合を介して前記蓋に、前記第２のフランジは、力結合を介して前記底に結合されている、
ことを特徴とする再生装置。
【請求項２】
前記蓋は、第１のねじ結合部により前記第１のフランジに、前記底は、第２のねじ結合部により前記第２のフランジに結合されている、請求項１記載の再生装置。
【請求項３】
前記第１の開口は、充填装置及び／又は排気開口として、前記第２の開口は、排出装置及び／又は給気開口として形成されている、請求項１又は２記載の再生装置。
【請求項４】
前記第１の開口から離間し、排気装置として形成された第３の開口及び／又は前記第２の開口から離間し、給気装置として形成された第４の排気開口を備える、請求項１から３までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項５】
前記底は、流入ボックスとして形成されており、該流入ボックスは、前記容器からノズル付き底により仕切られており、前記流入ボックスに第４の開口が形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項６】
前記底の下面に第４の開口が形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項７】
前記第１の開口及び前記第２の開口は、前記容器に形成されており、該容器の外面に管体形の構成を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項８】
前記容器に温度センサが配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項９】
前記第２の軸受は、前記底とともに力結合部を形成する、請求項１から８までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項１０】
前記底は、第１の成形部を有し、該第１の成形部は、前記第２の軸受を収容し、該第２の軸受は、ハウジング外面の外側に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項１１】
前記軸は、前記柱体の長手方向軸線に対して平行に配向されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項１２】
第２の摩擦条片を有する第２の軸が設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の再生装置。
【請求項１３】
前記容器の内面に配置された変向条片を備える、請求項１２記載の再生装置。
【請求項１４】
前記軸受は、潤滑ニップルを有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の再生装置に関する。
【０００２】
欧州特許出願公開第０３４３２７２号明細書において、鋳物砂を処理する再生装置及び方法が公知である。この公知の再生装置及び方法において、砂はバッチ式に容器に充填され、摩擦要素により機械的に処理される。
【０００３】
これを背景として本発明の課題は、従来技術を発展させた装置を提供することである。
【０００４】
上記課題は、請求項１に記載の特徴を有する再生装置により解決される。本発明の好ましい態様は、従属請求項に係る発明である。
【０００５】
本発明により、鋳物古砂を利用可能に処理するように設けられた再生装置であって、蓋及び底を有する柱体形の容器を備え、容器は、第１の開口及び／又は第２の開口を有し、かつ回転駆動され、容器内に形成され、第１の軸に配置された複数の摩擦要素と、第１の軸に形成された第１の軸受とが設けられており、第１の軸は、第１の軸受から離間した第２の軸受を有し、摩擦要素は、第１の軸受と第２の軸受との間に配置されており、容器は、上面に第１のフランジを、下面に第２のフランジを有し、第１のフランジは、力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力等の力による束縛）を介して蓋に、第２のフランジは、力結合を介して底に結合されている再生装置が提供される。
【０００６】
鋳物古砂なる概念が特に金属鋳造用の鋳造型を形成する砂を指していることは、自明である。古砂の主成分は、所定の粒度群に分類された石英粒子の他に、特に添加剤、例えば有機又は無機のバインダ及び熱伝導性を向上させる物質である。これらの添加剤が含まれていることで、古砂は、処理を行うことなく鋳造に再利用することはできず、廃棄処分に回されねばならない。大量の砂の輸送によるかなりの環境負荷に加え、かなりの最終貯蔵コストが付加的に発生してしまう。
【０００７】
付言しておくと、容器には、容器に古砂を入れ、再生された砂を取り出す少なくとも１つの開口が設けられている。再生された砂は、再生砂とも称呼される。砂を再生するために、容器に古砂を充填する際あるいは充填した後、軸を好ましくは電動モータにより所定の回転数にもたらす。これにより、軸に配置された摩擦要素が、円運動を実施し、機械的エネルギの一部を、再生すべき砂に伝達する。その際、軸の回転数及び継続時間に応じて、砂は、加熱され、容器内で浮遊状態に保たれる。所定の時間後、砂は再生され、取り出される。取り扱いを容易にするために、容器には、古砂を供給する第１の開口と、第１の開口から離間した、再生砂を取り出す第２の開口とが設けられている。２つの開口を形成した利点は、容器を回転させることなく、簡単に古砂を容器に供給し、再生砂を容器から取り出せることにある。軸を少なくとも２箇所で支持することで、再生装置の安定性がかなり向上することも判明した。
【０００８】
本発明に係る装置の別の利点は、古砂が略完全に再生されることにある。再生度は、６０％超、好ましくは８５％超、特に好ましくは９５％超である。再生の度合とは、ここでは充填された古砂の再生砂に対する重量比と解される。
【０００９】
実験により、バッチ運転、すなわち処理の開始時に再生すべき全砂量を供給し、処理の終了時に再生された砂量を取り出すバッチ運転が特に有利であり、最高の再生度に至ることが判明した。特にいわゆる無機バインダにより結合された砂を処理する際には、９５％超の再生度に加え、古砂の処理後、その都度、新品の砂の品質が達成される。処理が繰り返されても品質の低下には至らず、古砂は任意の回数で処理されることが判明した。
【００１０】
一態様において、蓋は、第１のねじ結合部により第１のフランジに、底は、第２のねじ結合部により第２のフランジに結合されている。これにより、各パーツは、簡単に分解され、設備の点検は、迅速かつ低コストに実施される。特に、軸に配置された摩擦要素と、軸自体は、摩耗を受けており、適時交換されることが望ましい。別の態様において、第１の軸受は、蓋の上面にフランジ接合、好ましくはねじ結合部により力結合を介して蓋に固定されている。
【００１１】
好ましい態様において、第１の開口は、充填装置及び／又は排気開口として、第２の開口は、排出装置及び／又は給気開口として形成されている。実験により、処理中に形成される微細なダストの一部が排気開口を介して抜き取られると、再生砂の品質が向上することが判明した。このため、第１の開口から離間し、排気装置として形成された第３の開口及び／又は第２の開口から離間し、給気装置として形成された第４の排気開口が設けられていると、有利である。特に、排気開口に対して付加的に給気開口も形成されると、発生した微細なダストが特に大量に砂から除去される。
【００１２】
別の態様において、底は、流入ボックス（Ａｎｓｔｒｏｅｍｋａｓｔｅｎ）として形成されており、流入ボックスは、容器からノズル付き底により仕切られている。流入ボックスに第４の開口、すなわち給気開口を形成すると、有利である。特に第４の開口は、底の下面、好ましくは底の中央部、又は底の中央部の近傍に形成すると、有利である。さらに、第１の開口及び第２の開口は、容器に直接形成されており、容器の外面に管体形の構成を有すると、有利である。
【００１３】
好ましい態様において、砂の温度を特定するために、容器に単数又は複数の温度センサが配置されている。別の態様において、温度センサを収容するために容器壁に穴状の成形部が設けられている。再生プロセス中の砂温度を迅速かつ高信頼性に特定するには、温度センサが容器壁を通されて、容器の内面に取り付けられていると、有利であることが判明した。別の態様では、複数のセンサが、容器壁の様々な鉛直位置に固定される。実験により、処理される砂の品質及び再生度が、とりわけ再生の継続時間と、特に再生時、すなわち処理時に通される温度−時間プロフィールとに依存していることが判明した。さらに軸の回転数を、好ましくは周波数コンバータを用いて特定し、場合によっては変更すると、有利である。これにより、容器内の砂の温度は昇降される。特に、砂の測定された温度と継続時間とに基づいて軸の回転数を電動モータの制御により閉ループ制御するために、プログラミング可能な制御装置を使用すると、有利である。所与の充填量及び所与の古砂種において所定の再生プログラムが実行され、制御装置により実際値と目標値との比較、特に温度、時間、回転数等の値の実際値と目標値との比較により偏差が求められ、回転数の変更により偏差が減少させられることが判明した。さらに制御装置は、容器の自動的な充填／排出を可能にするために、第１の開口に形成される遮断装置及び第２の開口に形成される遮断装置に接続される。自動化により再生砂の品質は改善する。
【００１４】
別の態様において、第２の軸受は、底とともに力結合部を形成する。さらに底は、第１の成形部を有し、第１の成形部は、第２の軸受を収容し、第２の軸受は、ハウジング外面の外側に配置されていると、有利である。これにより、設備のメンテナンスのし易さは、向上する。軸受が曝されている高い機械的な力に基づいて、軸受を簡単に追加潤滑することができるように、第１の軸受及び第２の軸受がそれぞれ１つの潤滑ニップルを有すると、有利であることが判明した。
【００１５】
機械的負荷をさらに低減するために、別の態様において、軸を柱体の長手方向軸線に対して平行に配向すると、有利である。択一的な態様において、第２の摩擦条片を有する第２の軸が設けられている。これにより、特に比較的大きな容器のために、均質な混合及び処理が保証されている。特に直径が大きい場合には、大きな速度差が、摩擦要素における接線方向の端部と摩擦要素における軸近傍の領域との間に存在している。この大きな速度差は、とりわけ不釣り合いが存在しないことと、軸の安定性とに高い要求を課す。２つ以上の軸を有する態様にあっては、容器内の特定領域が摩擦要素によってカバーされないので、特に処理時の効率向上のため、これらの領域において容器の内面に変向条片を設けることは、有利である。これにより、砂は、再び容器中央に向かって変向され、一定の品質が達成される。
【００１６】
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同種の部材には同一の符号を付した。図示の実施の形態は、著しく概略的に示したものである。すなわち、間隔や、縦横の延在長さは、正確な縮尺で記載されたものでなく、特に記載のない限り、これに基づいて相互の幾何学的関係を導き出すことはできない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の断面図である。
【００１８】
図１は、鋳物古砂を利用可能に処理するように設けられた本発明に係る再生装置５の概略断面図であり、再生装置５は、蓋１２及び底１４を有する柱体形の容器１０と、回転駆動され、容器１０内に形成され、第１の軸３０に配置された複数の摩擦要素４０とを備えている。第１の軸３０の長手方向軸線は、容器１０の長手方向軸線に対して略平行、好ましくは正確に平行に配向されている。第１の軸３０には、軸３０の上側に、電動モータ２０の形態の駆動装置と、第１の軸受２２とが配置されている。底１４を貫通した軸３０の下側には、第１の軸受２２から離間した第２の軸受２５が配置されている。第２の軸受２５は、底１４とともに力結合部を形成している。第１の軸受２２及び第２の軸受２５は、それぞれ潤滑ニップル２６を有している。摩擦要素４０は、第１の軸受２２と第２の軸受２５との間において容器１０内に配置されている。容器１０は、上面に第１のフランジ４２を、下面に第２のフランジ４４を有している。第１のフランジ４２は、力結合を介して蓋１２に、第２のフランジ４４は、力結合を介して底１４に結合されている。
【００１９】
容器１０は、外面に温度センサのための２つの収容部５０を有している。両収容部５０は、それぞれ容器壁に穴を有しているので、温度センサは、容器内の温度を測定する。さらに容器１０は、充填装置として形成されている第１の開口６０と、排出装置として形成されている第２の開口７０と、排気装置又は排気開口として形成されている第３の開口８０とを有している。第１の開口６０、第２の開口７０及び第３の開口８０は、容器１０の外面に管体形の構成を有している。第１の開口６０及び第２の開口７０には、自動の遮断装置１１０が設けられている。
【００２０】
蓋１２は、第１のねじ結合部８２により第１のフランジ４２に、底１４は、第２のねじ結合部８４により第２のフランジ４４にそれぞれ力結合を介して結合されており、それぞれ容易に着脱可能である。さらに第１の軸受２２は、蓋１２にフランジ接合されている。第１の軸受２２は、スリーブにより覆われている。スリーブは、下面において第３のねじ結合部８６により蓋１２に、上面において第４のねじ結合部８８により電動モータ２０に結合されている。軸３０の回転数を監視するために、周波数コンバータ１００が設けられている。排気開口には、吸引装置が取り付けられており、これにより、容器１０内に軽微な負圧を形成し、発生したダストを吸引することができる。第１の開口６０及び第２の開口７０は、気密に構成されていないので、両開口６０，７０を通して空気が流入するようになっている。
【００２１】
図２は、再生装置５の第２の実施の形態を示している。以下、図１の実施の形態との相違点についてのみ説明する。見易さの理由から、図１の実施の形態の幾つかの構成は、図示を省略した。底１４は、流入ボックスとして形成されている。流入ボックスは、容器１０からノズル付き底１１５により仕切られており、第４の開口１２５が底１４の下面に給気開口又は給気装置として流入ボックスに形成されている。さらに流入ボックスは、第２の軸受２５を潤滑するための点検開口１２７を有している。ノズル付き底１１５は、多数の孔を有しており、これらの孔を通して、供給された空気が貫流する。これにより砂は、再生時に付加的に浮遊状態に保たれる。
【００２２】
図３は、再生装置５の第３の実施の形態を示している。以下、図１又は図２の実施の形態との相違点についてのみ説明する。見易さの理由から、図１又は図２の実施の形態の幾つかの構成は、図示を省略した。本実施の形態では、第２の摩擦条片１４０を有する第２の軸１３０が設けられている。底１４は、本実施の形態では、第１の成形部を有しており、第１の成形部は、第２の軸受２５を収容しており、第２の軸受２５は、ハウジング外面の外側に配置されている。さらに容器１０の内面には、変向条片が設けられている（図示せず）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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