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PATENTANSPRÜCHE
1. Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungs- anlage, zum Beimischen einer vorgegebenen Menge eines flüssigen Katalysators und/oder Bindemittels zu einer abgemessenen Sandmenge, mit Schaltungsmitteln zur automatisch ablaufenden Programmsteuerung und mit mindestens einem, von einem Pneumatik-Zylinder betätigbaren Dosier Zylinder, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (7) des den Pneumatik-Zylinder (6) und den Dosier-Zylinder (5) umfassenden Dosiersystems (9) an einem freien Ende ausserhalb der Zylinder (5, 6) mit einer die Linearbewegung der Kolbenstange (7) in eine Rotationsbewegung umsetzenden Getriebeanordnung (12) zusammenwirkt, welche Mittel (10 1 zur Erzeugung elektrischer, der Drehwinkelbewegung proportionaler Signale umfasst,
die Steuerimpulse für die Programmsteuermittel (13) bilden.
2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (12) eine Zahnstange (7') an der Kolbenstange (7) umfasst, in welche ein Zahnrad (30) eingreift.
3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10, 11) zur Erzeugung elektrischer, der Drehwinkelbewegung proportionaler Signale eine, mit dem Zahnrad (30) der Getriebeanordnung (12) umlaufende Drehwinkel-Mess-Scheibe (11) umfassen, die mit einem photooptischen oder magnetischen Abtastkopf (10) zusammenwirkt.
4. Dosiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkel-Mess-Scheibe (11) auf die Drehachse (16) des Zahnrades (30) der Getriebeanordnung (12) aufgeflanscht ist.
5. Dosiereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkel-Mess-Scheibe (11) eine Loch- oder Schlitzscheibe ist.
6. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtastkopf (10) über eine Steuerleitung (17) mit den Programmsteuermitteln (13) in Wirkungsverbindung stehen.
7. Dosiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sperrventile (42, 45) im Zuleitungssystem (4) des Dosiersystems (9) über erste Steuerleitungen (43, 46) und ferner das druckseitige Ventil (22) und das saugseitige Ventil (23) des Druckleitungssystems (20) des Pneumatik-Zylinders (6) über zweite Steuerleitungen (24, 25) mit den Programmsteuermitteln (13) in Wirkungsverbindung stehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage, zum Beimischen einer vorgegebenen Menge eines flüssigen Katalysators und/oder Bindemittels zu einer abgemessenen Sandmenge, mit Schaltungsmitteln zur automatisch ablaufenden Programmsteuerung und mit mindestens einem, von einem Pneumatik-Zylinder betätigbaren Dosier-Zylinder.
Bei bekannten Kernsand-Aufbereitungsanlagen werden abgemessene Sandmengen mit möglichst genau dosierten Zusatzmengen flüssiger Katalysatoren undloder Bindemitteln nach einem automatisch ablaufenden Programm vermischt. Hierbei werden die flüssigen Katalysatoren und Bindemittel durch, von Pneumatik-Zylindern betätigte Dosier Zylinder zugeteilt, wobei sich die Flüssigkeitsmengen mit berührungslosen, den Hub des Dosier-Kolbens begrenzenden Schaltern unterschiedlich dosieren lassen, welche Schalter auf den Pneumatik-Zylindern befestigt sind und sich anhand kalibrierter Skalen auf die gewünschte Menge einstellen lassen. Die einzelnen Programme können dabei über Zeitrelais und Repetierschalter chargenx eise wiederholt werden.
Anlagen dieser Art veisen insbesondere den Nachteil auf, dass eine Neubestimmung der Dosierungsmengen jeweils einen langwierigen Eichungsprozess verlangt, wobei die berührungslosen Schalter anhand der Skalen verstellt werden müssen, in der Regel unter Vornahme von Kontrolldosierungen. Zudem können ungenaue Dosierungen infolge Luftblasen über der Flüssigkeitssäule im Dosier-Zylinder entstehen, indem der Kolben seine Ansaug-Endstellung und somit auch seine relative Hublänge ändert.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage der vorgenannten Art zu schaffen, welche die Nachteile der vorbekannten Anordnungen vermeidet und insbesondere eine beliebig und augenblicklich einstellbare konstant bleibende Dosierung und eine freie Programmierung gestattet.
Dies wird bei einer Dosiereinrichtung der vorgenannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Kolbenstange des den Pneumatik-Zylinder und den Dosier-Zylinder umfassenden Dosiersystems an einem freien Ende ausserhalb der Zylinder mit einer die Linearbewegung der Kolbenstange in eine Rotationsbewegung umsetzende Getriebeanordnung zusammenwirkt, welche Mittel zur Erzeugung elektrischer, der Drebwinkelbewegung proportionaler Signale umfasst, die Steuerimpulse für die Programmsteuermittel bilden.
Durch diese Massnahmen ist es nunmehr möglich, insbesondere eine präzise, frei variierbare Mengensteuerung zu ermöglichen unabhängig davon, ob die obere Kolbenstellung.
etwa durch Ansaugen von Luft. noch genau dem Volumen des zu dosierenden Mediums entspricht oder nicht, da hier die relative Linearbewegung der Kolbenstange abgetastet wird und nicht nur eine Endstellung des Kolbens.
Für eine zweckmässige und einfache Konzeption der erfindungsgemässen Dosiereinrichtung ist es von Vorteil, wenn die Getriebeanordnung eine Zahnstange an der Kolbenstange umfasst, in welche ein-Zahnrad eingreift.
Um dabei eine hohe Messimpulsrate pro Volumeneinheit zu erzielen, ist es ferner vorteilhaft, wenn die Mittel zur Erzeugung elektrischer, der Drebwinkelbewegung proportionaler Signale eine, mit dem Zahnrad der Getriebeanordnung umlaufende Drehwinkel-Mess-Scheibe umfassen, die mit einem photooptischen oder magnetischen Abtastkopf zusammenwirkt. Hierbei ist es zweckmässig, wenn die Drehwinkel Mess-Scheibe auf die Drehachse des Zahnrades der Getriebeanordnung aufgeflanscht ist und ferner, wenn die Drehwinkel-Mess-Scheibe eine Loch- oder Schlitzscheibe ist.
Weiter ist es vorteilhaft. wenn der Abtastkopf über eine Steuerleitung mit den Programmsteuermitteln in Wirkungsverbindung stehen.
Hierbei lässt sich dann eine optimale Steuerung des ganzen Systems dadurch erreichen, wenn Sperrventile im Zuleitungssystem des Dosiersystems über Steuerleitungen und ferner das druckseitige Ventil und das saugseitige Ventil des Druckleitungssystems des Pneumatik-Zylinders über Steuerleitungen mit den Programmsteuermitteln in Wirkungsverbindung stehen.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsge tenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung, welche in schematischer Darstellung eine erfindungsgemässe Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage zeigt, näher erläutert.
Gemäss der Darstellung umfasst die Dosiereinrichtung einen Behälter 1, der als Reservoir eines Katalysators oder eines Binders dient, welche Flüssigkeit über eine Zuleitung 2, gegebenenfalls einen Durchlauferhitzer 3 und über ein Zuleitungssystem 4 mit einem angeschlossenen Dosiersystem 9 ei
nem Mischer 8 der nicht näher veranschaulichten Kernsand Aufbereitungsanlage zuzuführen ist.
Eine Kernsand-Aufbereitungsanlage wird hier als bekannt vorausgesetzt, wobei die nachfolgend noch näher beschriebene erfindungsgemässe Dosiereinrichtung für alle Arten Kernsandsysteme, beispielsweise Furanharz bzw. Fenolharz, Hot-box, Cold-box, Wasserglas mit Härter, Wasserglas CO u. dgl. verwendbar ist.
Das Zuleitungssystem 4 umfasst eine in das Dosiersystem 9 mündende Saugleitung 41, welche durch ein Sperrventil 42, das über eine Steuerleitung 43 von einer Programmsteuereinheit 13 ansteuerbar ist, absperrbar ist. Zwischen dem Dosiersystem 9 und dem Sperrventil 42 zweigt ferner eine Dosierleitung 44 ab, die über ein weiteres Magnetventil 45 in den Mischer 8 ausmündet. Auch das weitere Magnetventil 45 ist über eine Steuerleitung 46 von der Programmsteuereinheit 13 betätigbar.
Das Dosiersystem 9 umfasst nun einen sogenannten Dosier-Zylinder 5, an welchen hier direkt anschliessend ein Pneumatik-Zylinder 6 mit gemeinsamer Kolbenstange 7 angeflanscht ist. Solche Systeme sind soweit bekannt, wobei der Pneumatik-Zylinder 6 dazu bestimmt ist, den Kolben 5' im Dosier-Zylinder 5 aus seiner gezeigten Ansaugstellung in eine den Inhalt im Dosier-Zylinder 5 herauspressende Stellung zu bewegen. Hierfür ist der Pneumatik-Zylinder 6 beidseitig seines Kolbens 6' über ein Druckleitungssystem 20 mit einer Druckluftquelle 21 verbunden. Im Druckleitungssystem 20 befinden sich dabei ein druckseitiges Magnetventil 22 und ein saugseitiges Magnetventil 23, die über Steuerleitungen 24 und 25 mit der Programmsteuereinheit 13 verbunden sind.
Erfindungsgemäss steht nun das freie Ende der Kolbenstange 7 des Dosiersystems 9 ausserhalb der Zylinder 5, 6 mit einer die Linearbewegung der Kolbenstange 7 in eine Rotationsbewegung umsetzenden Getriebeanordnung 12 in Wirkungsverbindung. Diese Getriebeanordnung 12 kann an sich von beliebiger Bauart sein und umfasst hier beispielsweise eine an der Kolbenstange 7 integrierte Zahnstange 7', in welche ein geeignet gelagertes Zahnrad 30 eingreift.
Nunmehr kann die Drehwinkelbewegung des Zahnrades 30 in Abhängigkeit der Linearbewegung der Kolbenstange 7 direkt an den Zahnrädern induktiv berührungslos erfasst werden oder beispielsweise hier über eine auf der Drehachse
16 des Zahnrades 30 aufgeflanschte Drehwinkel-Mess-Scheibe 11 in Form beispielsweise einer Loch- oder Schlitzscheibe, die mit einem Abtastkopf 10 photooptisch oder magnetisch (induktiv) zusammenwirkt.
Die Ausgangsfrequenz der so gewonnenen elektrischen Impulse ist dem momentanen Dosierhub am Kolben 5' des Dosier-Zylinders 5 proportional, wobei die so gewonnene Information über eine Steuerleitung 17 der Programmsteuereinheit 17 der Programmsteuereinheit 13, welche ein Microprozessor sein kann, zugeführt ist.
Die Auswertung des Mess-Signals kann dabei analog oder digital erfolgen.
Bei einer digitalen Auswertung werden die Impulse der umlaufenden Scheibe 11 gezählt und mit einer voreingestellten, der zu dosierenden Flüssigkeitsmenge entsprechenden Impulsrate verglichen. Mit der Erreichung der voreingestellten Impulsrate gibt der Microprozessor 13 über die Steuerleitung 24 einen Steuenmpuls ab, der das druckseitige Ventil 22 am Pneumatik-Zylinder 6 schliesst und damit die Dosierung stoppt.
Bei einer analogen Auswertung kann die dem momentanen Durchfluss entsprechende Impulsfrequenz der Drehwinkel-Mess-Scheibe 11 in einem Frequenz-Analogwandler in ein dosiermengenproportionales Gleichstrom- bzw. Gleichspannungssignal umgewandelt und mit einer vorgegebenen Volumeneinheit pro Zeiteinheit verglichen werden, um den gewünschten Stopp-Impuls zu erhalten.
Mit diesem Stopp-lmpuls kann gleichzeitig auch das Magnetventil 45 in der Dosierleitung 44 geschlossen und das Sperrventil 42 in der Saugleitung 41 geöffnet werden. Erfolgt dann zudem ein Öffnen des saugseitigen Ventils 23 im Druckleitungssystem 20 des Pneumatik-Zylinders 6, kann der Dosier-Zylinder 5 neue Flüssigkeit aus dem Tank 1 ansaugen.
Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich somit eine Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage, die allen zu stellenden Anforderungen gerecht wird. Insbesondere lässt sich eine frei und augenblicklich wählbare Dosierung unabhängig der Viskosität der zu dosierenden Flüssigkeit einstellen, wobei eine optimale Mengenkonstanz bei einfachster Konzeption der ganzen Dosiereinrichtung erreicht wird.
Weiter ist die Dosiereinrichtung frei programmierbar und über ein breites Anwendungsspektrum einsetzbar. Zudem lässt sich die erfindungsgemässe Dosiereinrichtung in bestehende Kernsand-Aufbereitungsanlagen nachträglich einbauen.
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PATENT CLAIMS
1. Dosing device for a core sand processing plant, for admixing a predetermined amount of a liquid catalyst and / or binder to a measured amount of sand, with circuit means for automatically running program control and with at least one, operated by a pneumatic cylinder dosing cylinder, characterized that the piston rod (7) of the dosing system (9) comprising the pneumatic cylinder (6) and the dosing cylinder (5) at a free end outside the cylinder (5, 6) with a linear movement of the piston rod (7) in a gear arrangement (12) which converts the rotational movement cooperates, which comprises means (10 1) for generating electrical signals proportional to the rotational angle movement,
form the control pulses for the program control means (13).
2. Dosing device according to claim 1, characterized in that the gear arrangement (12) comprises a rack (7 ') on the piston rod (7), in which a gear (30) engages.
3. Dosing device according to claim 1 or 2, characterized in that the means (10, 11) for generating electrical signals proportional to the angular movement, a rotating angle measuring disk (11) rotating with the gear (30) of the gear arrangement (12). which cooperates with a photo-optical or magnetic scanning head (10).
4. Dosing device according to claim 3, characterized in that the angle of rotation measuring disc (11) is flanged onto the axis of rotation (16) of the gear wheel (30) of the gear arrangement (12).
5. Dosing device according to claim 3 or 4, characterized in that the angle of rotation measuring disc (11) is a perforated or slotted disc.
6. Dosing device according to claim 1, characterized in that the scanning head (10) via a control line (17) with the program control means (13) are operatively connected.
7. Dosing device according to claim 6, characterized in that check valves (42, 45) in the supply system (4) of the dosing system (9) via first control lines (43, 46) and further the pressure-side valve (22) and the suction-side valve (23) of the pressure line system (20) of the pneumatic cylinder (6) are operatively connected to the program control means (13) via second control lines (24, 25).
The present invention relates to a metering device for a core sand processing plant, for admixing a predetermined amount of a liquid catalyst and / or binder to a measured amount of sand, with circuit means for automatically running program control and with at least one metering cylinder which can be actuated by a pneumatic cylinder.
In known core sand processing plants, measured amounts of sand are mixed with the most precisely metered addition amounts of liquid catalysts and / or binders according to an automatically running program. Here, the liquid catalysts and binders are allocated by dosing cylinders actuated by pneumatic cylinders, the liquid quantities being able to be dosed differently with contactless switches which limit the stroke of the dosing piston, which switches are attached to the pneumatic cylinders and can be calibrated on the basis Have the scales set to the desired quantity. The individual programs can be repeated via time relays and repeating switches chargenx eise.
Systems of this type have the disadvantage, in particular, that redetermining the dosing amounts in each case requires a lengthy calibration process, the contactless switches having to be adjusted on the basis of the scales, as a rule taking control doses. In addition, inaccurate dosing can occur as a result of air bubbles above the liquid column in the dosing cylinder by the piston changing its suction end position and thus also its relative stroke length.
It is therefore an object of the present invention to provide a metering device for a core sand processing plant of the aforementioned type which avoids the disadvantages of the known arrangements and in particular allows constant and constant metering which can be set at any time and can be freely programmed.
In the case of a metering device of the aforementioned type, this is achieved according to the invention in that the piston rod of the metering system comprising the pneumatic cylinder and the metering cylinder cooperates at a free end outside the cylinder with a gear arrangement which converts the linear movement of the piston rod into a rotational movement, which means for Generation of electrical signals which are proportional to the angular movement and which form control pulses for the program control means.
These measures now make it possible, in particular, to enable precise, freely variable quantity control, regardless of whether the upper piston position.
for example by sucking in air. still corresponds exactly to the volume of the medium to be metered or not, since here the relative linear movement of the piston rod is sensed and not just an end position of the piston.
For an expedient and simple design of the metering device according to the invention, it is advantageous if the gear arrangement comprises a toothed rack on the piston rod, in which a gearwheel engages.
In order to achieve a high measuring pulse rate per unit volume, it is furthermore advantageous if the means for generating electrical signals proportional to the rotation angle movement comprise a rotation angle measuring disk which rotates with the gearwheel of the gear arrangement and which interacts with a photo-optical or magnetic scanning head. It is expedient here if the angle of rotation measuring disc is flanged onto the axis of rotation of the gear wheel of the gear arrangement and further if the angle of rotation measuring disc is a perforated or slotted disc.
It is also advantageous. when the scanning head is operatively connected to the program control means via a control line.
In this case, optimal control of the entire system can be achieved if shut-off valves in the supply system of the metering system via control lines and furthermore the pressure-side valve and the suction-side valve of the pressure line system of the pneumatic cylinder via control lines are operatively connected to the program control means.
An example of an embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows a metering device according to the invention for a core sand processing plant in a schematic representation.
According to the illustration, the dosing device comprises a container 1, which serves as a reservoir for a catalyst or a binder, which liquid via a feed line 2, optionally a continuous-flow heater 3 and via a feed line system 4 with a connected dosing system 9
nem mixer 8 of the core sand processing plant not shown is to be fed.
A core sand processing plant is assumed to be known here, the metering device according to the invention described in more detail below for all types of core sand systems, for example furan resin or fenol resin, hot box, cold box, water glass with hardener, water glass CO and the like. Like. Is usable.
The feed line system 4 comprises a suction line 41 opening into the metering system 9, which can be shut off by a check valve 42, which can be controlled by a program control unit 13 via a control line 43. A metering line 44 branches off between the metering system 9 and the shut-off valve 42 and opens out into the mixer 8 via a further solenoid valve 45. The further solenoid valve 45 can also be actuated by the program control unit 13 via a control line 46.
The metering system 9 now comprises a so-called metering cylinder 5, to which a pneumatic cylinder 6 with a common piston rod 7 is directly flanged. Systems of this type are known to the extent that the pneumatic cylinder 6 is intended to move the piston 5 ′ in the metering cylinder 5 from its suction position shown into a position that squeezes out the contents in the metering cylinder 5. For this purpose, the pneumatic cylinder 6 is connected on both sides of its piston 6 'to a compressed air source 21 via a pressure line system 20. In the pressure line system 20 there is a pressure-side solenoid valve 22 and a suction-side solenoid valve 23, which are connected to the program control unit 13 via control lines 24 and 25.
According to the invention, the free end of the piston rod 7 of the metering system 9 is now operatively connected outside the cylinders 5, 6 to a gear arrangement 12 which converts the linear movement of the piston rod 7 into a rotational movement. This gear arrangement 12 can be of any design per se and here comprises, for example, a rack 7 ′ integrated on the piston rod 7, into which a suitably mounted gearwheel 30 engages.
The rotational angle movement of the gearwheel 30 can now be detected inductively without contact depending on the linear movement of the piston rod 7 directly on the gearwheels or here, for example, via one on the axis of rotation
16 of the gear 30 flanged-on angle of rotation measuring disk 11 in the form of, for example, a perforated or slotted disk which interacts with a scanning head 10 photo-optically or magnetically (inductively).
The output frequency of the electrical pulses obtained in this way is proportional to the instantaneous metering stroke on the piston 5 'of the metering cylinder 5, the information obtained in this way being fed via a control line 17 to the program control unit 17 to the program control unit 13, which can be a microprocessor.
The measurement signal can be evaluated analog or digital.
In a digital evaluation, the pulses of the rotating disk 11 are counted and compared with a preset pulse rate corresponding to the amount of liquid to be metered. When the preset pulse rate is reached, the microprocessor 13 emits a control pulse via the control line 24, which closes the pressure-side valve 22 on the pneumatic cylinder 6 and thus stops the metering.
In the case of an analog evaluation, the pulse frequency of the angle-of-rotation measuring disk 11, which corresponds to the current flow rate, can be converted in a frequency-to-analog converter into a direct current or direct voltage signal proportional to the metered quantity and compared with a predetermined volume unit per unit of time in order to obtain the desired stop pulse .
With this stop pulse, the solenoid valve 45 in the metering line 44 can also be closed and the shut-off valve 42 in the suction line 41 can be opened. If the suction-side valve 23 in the pressure line system 20 of the pneumatic cylinder 6 is then also opened, the metering cylinder 5 can draw in new liquid from the tank 1.
The above results in a metering device for a core sand processing plant that meets all requirements. In particular, a freely and instantly selectable metering can be set independently of the viscosity of the liquid to be metered, an optimum quantity constancy being achieved with the simplest conception of the entire metering device.
Furthermore, the dosing device is freely programmable and can be used over a wide range of applications. In addition, the metering device according to the invention can be retrofitted into existing core sand processing plants.