DE3340762C2

DE3340762C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aushärten von aus Sand unter Verwendung eines Bindemittels hergestellten Kernen und/oder Formen, die zum Gießen von Formkörpern aus metallischen oder nicht metallischen schmelzflüssigen Ausgangsmaterialien Verwendung finden

Info

Publication number: DE3340762C2
Application number: DE19833340762
Authority: DE
Inventors: Horst Werner Dipl.-Ing. 7707 Engen Michel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3340762A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Aushärten von aus Sand unter Verwendung eines Bindemittels hergestellten Kernen und/oder Formen, die zum Gießen von Formkörpern aus metallischen oder nichtmetallischen, schmelzflüssigen Ausgangsmaterialien Verwendung finden, wobei dem mit dem Bindemittel versetzten, in einen Kern- oder Formkasten eingebrachten Sand ein das Bindemittel aushärtendes flüssiges Reagens in einem als Trägermedium dienenden Luftstrom vergast zugeführt wird, wird die Aufgabe gelöst, unter Vermeidung von leckgefährdeten Fördereinrichtungen für das Reagens dessen gleichmäßige Einführung in den Luftraum über die gesamte Einschaltzeit dieses Luftstromes, d. h. über die jeweilige Taktzeit zu gewährleisten. Die Lösung besteht darin, daß das Reagens in aufeinanderfolgenden, gleichmäßig großen Einzeldosen, die in ihrer Summe der für eine Aushärtung des Bindemittels notwendigen Gesamtmenge des Reagens entsprechen, in den Luftstrom am Beginn von dessen Erhitzung eingeführt wird, wobei der Beginn der ersten Einzeldosis und das Ende der letzten Einzeldosis mit Beginn bzw. Ende des Zeitraumes zusammenfallen, in welchem der in seiner Menge im wesentlichen auf die Gesamtmenge des Reagens abgestimmte Luftstrom eingeschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aushärten von aus Sand unter Verwendung eines Bindemittels hergestellten Kernen und/oder Formen, die zum Gießen von Formkörpern aus metallischen oder nicht metallischen, schmelzflüssigen Ausgangsmaterialien Verwendung finden.

Aus der DE-A 28 33 305 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das mit dem Sand vermischte Bindemittel dadurch ausgehärtet wird, daß eine vorbestimmte Menge eines flüssigen Katalysators mit Hilfe von Druckluft unter Vermischung des Katalysators mit dieser Druckluft in den Kern bzw. in die Form eingeführt und dann der Kern bzw. die Form mit katalysatorfreier Druckluft durchgespült wird.

Zwischenzeitlich sind Bindemittel auf dem Markt, die mit Hilfe eines sich mit ihnen chemisch umsetzenden Reagens ausgehärtet werden können. Das verwendete

ίο Reagens ist jedoch aggressiv und führt bei Austreten aus der Arbeitseinrichtung zu gegebenenfalls sogar gesundheitlichen Schaden, mindestens aber zu erheblichen Geruchsbelästigungen. Es muß also dafür Sorge getragen werden, daß das Verfahren so geführt wird, daß keine Leckagen auftreten. Außerdem muß das Reagens über die gesamte Einschaltzeit der Fördereinrichtung dem Kern oder der Form gleichmäßig zugeführt werden, weil nur so eine gleichmäßige Verteilung des Reagens im das Bindemittel enthaltenden Sand möglich ist.

Bei Verfahren zum Aushärten von aus Sand unter Beigabe von mittels eines Katalysators aushärtbaren Bindemittels treten diese Probleme nicht auf, so daß aus den diesbezüglichen Lehren für den vorliegenden Fall nichts herzuleiten ist.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, unter Vermeidung von leckgefährdeten Fördereinrichtungen für das Reagens dessen gleichmäßige Einführung in den Luftstrom über die gesamte Einschaltzeit dieses Luftstromes, d. h. über die jeweilige Taktzeit zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Reagens in aufeinanderfolgenden, gleichmäßig großen Einzeldosen, die in ihrer Summe der für eine Aushärtung des Bindemittels notwendigen Gesamtmenge des Reagens entsprechen, in den Luftstrom am Beginn von dessen Erhitzung eingeführt wird, wobei der Beginn der ersten Einzeldosis und das Ende der letzten Einzeldosis mit dem Beginn bzw. Ende des Zeitraumes zusammenfallen, in welchem der in seiner Menge im wesentlichen auf die Gesamtmenge des Reagens abgestimmte Luftstrom eingeschaltet ist.

Wird das Verfahren in dieser Weise geführt, dann läßt sich in einfacher Weise auch die Menge des eingeführten Reagens verändern, wenn in weiterer Ausbildung die gleichmäßig großen Einzeldosen in ihrer Menge in der Gesamtheit verändert werden.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine zu einer Mischkammer führende Leitung für das flüssige Reagens, eine in dieser Leitung befindliche Förderpumpe für das Reagens, eine Heizvorrichtung für die Mischkammer und gesteuerte Ventile auf, die Eintritt der Druckluft und Eintritt des Reagens zur Mischkammer im Takt der Arbeitsablaufe steuern, und ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine oszillierende Membranpumpe ist.

Eine solche oszillierende Membranpumpe genügt in hervorragender Weise der Forderung nach leckfreiem Arbeiten. In den Förderraum mündet nämlich lediglich die Förderleitung vom Reagensvorrat ein und die Zuführungsleitung zu der Mischkammer aus. Außer den in diesen Leitungen vorgesehenen Ventilen gibt es keinerlei gleitende Teile, die im allgemeinen Anlaß zu Undichtigkeiten sein können. Es ist aber in besonders einfacher Weise möglich, die Hublänge oder aber auch die Frequenz dieser oszillierenden Membranpumpe beliebig zu ändern, so daß die Größe der Einzeldosen

veränderbar ist, wobei die Einzeldosen zweckmäßig in ihrer Größe miteinander übereinstimmen. Dadurch läßt sich im Endergebnis eine entsprechende Veränderung der zugeführten Reagensmenge ohne Schvierigkeiten erzielen. s

Zweckmäßig ist zwischen der als oszillierende Membranpumpe ausgebildeten Fördereinrichtung und der beheizten Mischkammer eine Vormischkammer vorgesehen, die dem Zweck dient, der beheizten Mischkammer einen von Luft transportierten Reagensnebel zuzuführen. Diese Vormischeinrichtung weist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine mit der beheizten Mischkammer in Verbindung stehende Vormischkammer, einen in diese einmündenden, von der oszillierenden Membranpumpe gespeisten Molekularzerstäuber is und eine in die Vormischkammer einmündende Zuleitung für Luft auf, die dem Transport des vom Molekularz^rstäuber zerstäubten Reagens zur beheizten Mischkammer dient.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung; und in

Fig. 2 ein Volumen-Druck-Zeit-Diagramm.

Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Einrichtung ist bei 1 der Anschluß an die Druckluftquelle angedeutet, die beispielsweise unter einem Druck von 6 Bar steht. Bei 2 ist ein Wasser-, Öl- und Schmutzabscheider zu erkennen, der dafür sorgt, daß die Anlage nur mit sauberer Druckluft beaufschlagt wird. Die eintretende Druckluft gelangt zum Regelventil 3, das über einen später noch näher zu erläuternden Anlageteil gesteuert wird. Bei 4 ist ein Manometer angedeutet. Bei 5 ist ein Sicherheitsrückschlagventil angeordnet. 6 ist eine beheizte Mischkammer, in die von einer Vormischeinrichtung 7 das Reagens in Form eines Nebels eingeführt wird, der in der beheizten Mischkammer 6 verdampft. Die Vormischeinrichtung 7 weist eine Vormischkammer 7a, die mit der beheizten Mischkammer 6 in Verbindung steht, einen in diese Vormischkammer einmündenden Molekularzerstäuber 7i>, z. B. eine Hohlkegeldüse, und eine Zuleitung 7c auf, durch die Luft in die Vormischkammer 7fl eingeführt wird, die dem Transport des vom Molekularzerstäuber Ib zerstäubten Reagens zur beheizten Mischkammer 6 dient. Die elektrische Heizung der Mischkammer 6 ist mit 8 bezeichnet. Aus der beheizten Mischkammer 6 gelangt der Reagensnebel in Richtung des Pfeiles 9 zur nicht gezeichneten Kernoder Formbüchse. In die Mischkammer 6 mündet eine Leitung 10 ein, die über den Molekularzerstäuber 7 von einer Dosierpumpe 11 kommt, die das flüssige Reagens über die Saugleitung 12 und ein Rückschlagventil 13 aus dem Vorratsbehälter 14 entnimmt. Die Pumpe saugt somit das flüssige Reagens aus dem Vorratsbehälter 14 und fördert es nach Schließen des Rückschlagventiles 13 über das Rückschlagventil 15 und den Molekularzerstäuber 7 in die Mischkammer 6. Von der von der Quelle 1 kommenden Druckluft wird bei 16 ein Teil über die Leitung 17 als Steuerluft abgezweigt. Diese Steuerluft wird über einen einstellbaren Druckminderer 18 einem pneumatischen Steuerventil 19 aufgegeben, das das Regelventil 3 steuert. Der eingestellte Druck läßt sich am Manometer 20 ablesen.

Die Pumpe 11 wird von einem pneumatischen Steuerventil 21 gesteuert, das über einen einstellbaren Druckminderer 22 bestätigt wird, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Frequenz oder Hubzahl der Dosierpumpe einzustellen. Die Hublänge der Dosierpumpe wird bei 23 eingestellt. Ein Manometer 24 gestattet die Druckable

Über den einstellbaren Druckminderer 25, das Manometer 26 und das Weg-Elektro-Magnet-Ventil 27 sowie das Rückschlagventil 28 wird die Versorgung des Molekularzerstäubers 7 eingestellt. Bei 29 ist Impulszähler angedeutet, die im Wege von der Dosierpumpe 11 zur allgemeinen Druckluftversorgung liegt.

Es gibt also drei Einstellmöglichkeiten:

I) die Einstellung des Druckes der Druckluft

H) die Einstellung der Hublänge der Dosierpumpe und III) die Einstellung der Hubzahl der Dosierpumpe.

Fig. 2 zeigt im unteren Drittel im Diagramm die Dosiermenge pro Takt, im mittleren Drittel den Wert des Druckes der Druckluft zwischen minimalen und maximalen Druck und im oberen Drittel die Hubzahl pro Takt.

Die Gesamtstrecke T (10 bis 60 See) bedeutet die Taktzeit.

Man erkennt, daß man durch einfache Regelung beispielsweise der Menge pro Hub (oberes Drittel des Diagramms) das Gesamtvolumen V des eingespeisten Reagens = Dosiermenge/pro Takt vom Wert V= V₁X η auf den Wert V = V 400 x π steigern kann, wobei dann auch zweckmäßig die Druckluft vom Wert P Minimum auf P Maximum zu steigern ist, wie es das mittlere Drittel des Diagramms ausweist.

Die einzelnen Steuerungsmöglichkeiten können wechselseitig aufeinander abgestimmt werden, wozu gegebenenfalls eine entsprechende Computersteuerung dient.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aushärten von aus Sand unter Verwendung eines Bindemittels hergestellten Kernen und/oder Formen, die zum Gießen von Formkörpern aus metallischen oder nicht metallischen, schmelzflüssigen Ausgangsmaterialien Verwendung finden, wobei dem mit dem Bindemittel versetzten, in einen Kern- oder Formkasten eingebrachten Sand ein das Bindemittel aushärtendes flüssiges Reagens in einem als Trägermedium dienenden Luftstrom vergast zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagens in aufeinanderfolgenden, gleichmäßig großen Einzeldosen, die in ihrer Summe der für eine Aushärtung des Bindemittels notwendigen Gesamtmenge des Reagens entsprechen, in den Luftstrom am Beginn von dessen Erhitzung eingeführt wird, wobei der Beginn der ersten Einzeldosis und das Ende der letzten Einzeldosis mit Beginn bzw. Ende des Zeitraumes zusammenfallen, in welchem der in seiner Menge im wesentlichen auf die Gesamtmenge des Reagens abgestimmte Luftstrom eingeschaltet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßig großen Einzeldosen in ihrer Menge in der Gesamtheit verändert werden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer zu einer Mischkammer führenden Leitung für das flüssige Reagens, einer in dieser Leitung befindlichen Förderpumpe für das Reagens, einer Heizeinrichtung für die Mischkammer und gesteuerten Ventilen, die Eintritt der Druckluft und Eintritt des Reagens zur beheizten Mischkammer im Takt der Arbeitsabläufe steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung eine oszillierende MembranpumDe ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierende Membranpumpe in ihrer Hubzahl (Frequenz) und/oder Hublänge veränderbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Fördervorrichtung (11) und der beheizten Mischkammer (6) eine Vormischeinrichtung (7) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischeinrichtung (7) eine mit der beheizten Mischkammer (6) in Verbindung stehende Vormischkammer (7a) einen in diese einmündenden, von der Fördervorrichtung (11) gespeisten Molekularzerstäuber (76) und eine in die Vormischkammer (7a) einmündende Zuleitung (7c) für Luft aufweist, die dem Transport des vom Molekularzerstäuber (7b) zerstäubten Reagens zur beheizten Mischkammer (6) dient.