CH674480A5

CH674480A5 -

Info

Publication number: CH674480A5
Application number: CH3865/87A
Authority: CH
Inventors: Franz Gaehler
Original assignee: Franz Gaehler
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1990-06-15
Also published as: ATE76340T1; DE3871315D1; EP0310802A1; EP0310802B1; US5005630A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen aus Giessereisand mit einem Bindemittel , bei welchem dem in einem Gehäuse befindlichen Sand mit Bindemittel mit Hilfe eines Trägerluftstromes ein Reagenz zugeführt wird, durch welchen der Sand zu einer formfesten Form oder einem formfesten Kern ausgehärtet wird.

Verfahren zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen nach dem sogenannter. Cold-Box-Verfahren sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass dt*r Giessereisand mit einem Bindemittel gemischt wird. Der so präparierte Sand wird in ein als Form oder Kern ausgebildetes Gehäuse eingebracht. Darauf wird ein Reagenz, z. B. ein Katalysator in einem Trägerluftstrom in das Gehäuse eingeleitet, wodurch eine Reaktion zwischen dem Bindemittel und dem Reagenz stattfindet, durch welche die Form in einen formfesten Körper übergeführt wird. Als Reagenzien werden z. B. Katalysatoren in Form von Aminen verschiedener Art benützt.

Das Verfahren hat im Laufe der Zeit verschiedene Verbesserungen erfahren, wobei vor allem das Vorwärmen des Reagenzes und der Trägerluft eine Beschleunigung in der Herstellung der Formen und der Kerne zur Folge hat. Das "eagenz, das normalerweise flüssig ist, muss in einen gasförmigen Zustand überführt werden, damit eine gleichmässige Aushärtung des Sandes an allen Stellen erreicht wird. Dies ist vor allem durch das Erwärmen der Trägerluft und des Reagenzes erreicht worden.

Ein besonderer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin,

dass durch den Einsatz von Aminen als Reagenzien eine erhebliche Geruchsbelästigung für das Bedienungspersonal entsprechender Anlagen nicht vermeidbar ist. Diese Amine haben unterschiedliche Siedepunkte und dementsprechend ist die Geruchsbildung unterschiedlich. Je höher der Siedepunkt des Amines gewählt wird, um so geringer ist die Geruchsbelästigung. Nachteilig ist jedoch, dass bei solchen Aminen mit höherem Siedepunkt die Verdampfung nicht schnell genug erfolgt, so dass seine Verteilung im Sand unterschiedlich ausfallen kann, womit eine geringere Qualität der Form oder des Kernes erreicht wird.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Verfahren zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen der eingangs beschriebenen Art so weiter auszugestalten, dass der Einsatz hochsiedender Amine oder anderer hochsiedender Reagenzien verwendbar wird und trotzdem eine gleichmässige Aushärtung der Sandform oder des Sandkernes bei wesentlich geringerer Geruchsbelästigung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Reagenz in eine Unterdruckzone bzw. in einen evakuierten B ehälter eingebracht und dort verdampft wird, worauf unmittelbar daran anschliessend das Reagenz durch einen Luftstrom oder Trägergässtrom in das Giessereisand und Bindemittel enthaltende Gehäuse eingeführt wird. Vorzugsweise wird das Reagenz in eine beheizte Unterdruckzone bzw. einen beheizten Behälter eingebracht. Durch die Unterdruckbildung und gleichzeitige Erwärmung des Reagenzes und der Trägerluft- es kann auch ein Trägergas, z. B. Kohlendioxyd C02 oder Stickstoff N2 verwendet werden-wird die Verdampfung des Reagenzes beschleunigt oder es kann ein Reagenz mit entsprechend höherem Siedepunkt eingesetzt werden.

Zweckmässig wird hierbei bei aufeinanderfolgender Herstellung von Giessereiformen und -kernen die Unterdruckzone als geschlossener Raum ausgebildet werden, welcher vor dem Einführen des Reagenzes evakuiert und anschliessend durch Druckluft oder ein Druckgas auf Überdruck gebracht wird. Da der Übergang von einem gegenüber der Atmosphäre herrschenden Unterdruck auf einen entsprechenden Überdruck, der schnell vorgenommen und die Beaufschlagung des Gehäuses ebenfalls in sehr kurzer Zeit erfolgen kann, wird eine Rückkondensation des Reagenzes zuverlässig vermieden.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung, welcher die Aufgabe zufällt, das erfindungsgemässe Verfahren in optimaler Weise auszuführen.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst,

dass ein mit einem Heizstab ausgerüsteter und mit je einer Zuleitung und Ableitung für Druckluft oder ein Druckgas sowie mit einer Zuleitung für die Zufuhr des Reagenzes versehener Behälter einen Anschluss für eine zu- und abschaltbare Vakuumpumpe aufweist.

Hierbei wird zweckmässig der Behälter als stehender Zylinder mit einer ein Mehrfaches des Behälterdurchmessers bildenden Behälterlänge ausgebildet, wobei die Mündung der Zuleitung für das Reagenz im Bereich des Behälterbodens angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Die Figur zeigt ein

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3 674 480

Schaltschema einer Anlagezur Herstellung von Giessereiformen Am zylinderförmigen Behälter 7 ist ein Druckmessgerät 35

und -kernen gemäss der Erfindung. angeschlossen, das über eine Steuerleitung 21 dem Prozessor 20

In der Figur ist mit lein Gehäuse bezeichnet, in welchem eine Steuersignale liefert.

Giessereiform oder ein Giessereikern durch Aushärten des darin Der zylinderförmige Behälter 7 hat die Aufgabe, sowohl die eingeführten, mit einem Bindemittel versetzten Giessereisand 5 von der Druckwelle 15 gelieferte Druckluft oder das Druckgas zu hergestellt wird. Hierzu wird ein Reagenz, z. B. in Form eines erwärmen als auch das durch die Dosierpumpe 27 gelieferte flüssigen Amines verwendet, von dem eine bestimmte Menge in Volumen an Reagenzien zu verdampfen. Hierzu ist im Innern des einem Reagenzbehälter 2 bereit gestellt wird. Zweckmässig fasst zylinderförmigen Behälters 7 ein stabförmiges Heizelement 36

der Behälter 2 eine solche Menge, dass damit ein Tagesbedarf eingebaut, dessen stromführende Leitungen 37 mit dem Regelge-gedeckt wird. Der Vorrat im Behälter 2 kann zweckmässig durch io rät 25 zur Steuerung der zugeführten Heizenergie verbunden ein Niveaumessgerät 3 überwacht werden. Das Niveaumessgerät sind. Der zylinderförmige Behälter 7 kann in verschiedener

3 ist schematisch als Standrohr dargestellt, jedoch können auch Weise ausgebildet sein. Im Innenraum des Behälters 7 sind andere Niveaumessgeräte eingesetzt werden. Der Reagenzbe- Wärmeaustauschrohre 38,39 angeordnet, von denen jedoch nur hälter 2 weist eine Zuleitung 4 auf, welche durch ein 2/2-Ventil eine Leitung dargestellt ist. Der gesamte Innenraum des Zylin

(mit zwei Schaltstellungen und zwei Anschlüssen) geschlossen 15 ders 7 kann zudem mit einer Matrix, z. B. aus Aluminium,

und geöffnet werden kann. Durch die Zuleitung 4 kann das zwecks Wärmespeicherung ausgefüllt sein.

Reagenz aus einem Reservebehälter 6 in den Reagenzbehälter 2 Der Betrieb der in der Figur dargestellten Anlage läuft wie

übergeführt werden. folgt a^:

Einen wesentlichen Teil der in der Figur dargestellten Anlage . Es wird angenommen, dass der zylinderförmige Behälter 7

stellt ein stehender, zylinderförmiger Behälter 7 dar. Der Behäl- 20 sich auf Betriebstemperatur befindet und ein mit Sand und ter 7 weist eine Anzahl Leitungsanschlüsse 8-11 auf. An dem Bindemittel gefülltes Gehäuse 1 mit der Verbindungsleitung 22

Anschluss 8 endet eine Druckluft- oder Druckgaszuleitung 12, an verbunden wird. Während der Vorbereitung für das Ansetzen deren Anfang eine Druckwelle 15 angeschlossen ist. In der s Gehäuses 1 an die Leitung 22, d. h. für das Füllen des

Zuleitung 12 sind nacheinander ein Ölabscheider 16, ein Druck- Gehäuses mit Sand und Binder, sind die Zuleitung 12 der regelventil 17 und ein 2/2-Ventil 18 angeordnet. Mit dem Druck- 25 Druckquelle 15 und die Druckleitung 26 der Dosierpumpe 27

regelventil 17 wird der Zulaufdruck zum zylinderförmigen Behäl- sowie die Verbmdungsleitung22 geschlossen, während die Vaku-

ter 7 eingestellt oder auch variiert. Die Steuerung des Druckre- umpumpe 33 eingeschaltet ist und im Behälter 7 einen kleineren gelventils 17 erfolgt durch einen zentralen programmierbaren Druck eiz&u&-Dieser Druck kann durch das Druckmessgerät 35

Prozessor20. Der Prozessor 20 ist mit dem Druckregelventil 17 überwacht und geregelt werden. Nach Erreichen des gewünsch-

über eine, gestrichelt dargestellte Steuerleitung 21, verbunden. 30 ten Unterdruckes wird von der Dosierpumpe 27 nach Offnen des

Weitere in der Figur gestrichelt dargestellte Steuerleitungen 21 Ventils 29 eine vorbestimmte Menge Reagenzien in den Behälter verbinden den Prozessor 20 mit entsprechenden Geräten. Auch 7 gefördert. Durch den Unterdruck einerseits und die vorhan-

das 2/2-Ventil 18 ist über eine solche Steuerleitung 21 mit dem dene erhöhte Temperatur, z.B. 80-125 C erfolgt eine sehr

Prozessor 20 verbunden rasche Verdampfung des Reagenzes. Dann wird das Ventil 18 der

. j T ., i_, n. . . , . j , v », 35 Druckleitung 12 geöffnet und Druckluft oder ein Druckgas

An dem Leitungsanschluss 9 ist eine Verbmdungsleitung 22 . deifBehälter 7 dessen Unterdruck in «anz kurzer Zeit

1 1 1 • „1 • am « r ma •. j y-i f .. 1 oliUllluU UC11 DCllallCi / , UCoöCil CIUCI Lil UVJLv 111 !£alL&. KU1 Z.CÌ

angeschlossen, welche über ein 2/2-Ventil 23 mit dem Gehausei . . T-T, , , .. , . . , T, T , , ,0 „

. j . . ,, ,. , , ^ , m einen Uberdruck geändert wird. Nachdem das Ventil 23

verbunden ist. Die Verbindungsleitung 22 kann eine starre oder .. . . ,, 0 , ^ „ , ... „ ,, ..

» *11 t '■ j- , ? , . . , _ ,, geöffnet ist, wird das verdampfte Reagenz durch die Druckluft flexible Leitung sein, die auch beheizt sein kann. Das Ventil 23 ist ^ durchdasDruclcgasin das Gehäuse 1 gefördert, wodurch mit einer Steuerleitung21 mit einem Regelgerat 25 verbunden, 4o die AushärtungderFoBrmoderdesKernes erfolgt. Nach Entfer-das seinerseits mit dem Prozessor 20 über eine Steuerleitung 21 nendes Gehäuses lmuss die darin befindliche Form oder der ver un enis. Kern entfernt und das Gehäuse neu mit Sand und Bindemittel

An dem Leitungsanschluss 10 mündet eine Druckleitung 26 gefüllt werden. Während dieser Zeit wiederholt sich der Voreiner Dosierpumpe 27, die durch einen Elektromotor angetrie- gang, d.h. die Vakuumpumpe 33 erzeugt den gewünschten ben ist, welcher über eine Steuerleitung 21 mit dem Regelgerät 25 45 Unterdruck im Behälter 7. Sobald dieser Unterdruck erreicht ist, verbunden ist. In der Druckleitung 26 ist zudem ein 2/2-Ventil 29 wjrd das Reagenz jn den Zylinder gefördert und fast gleichzeitig angeordnet, welches über eine Steuerleitung 21 mit dem Regel- dje j3rucic]uft oder das Druckgas in den Behälter 7 eingeleitet. In gerät 25 verbunden ist. dieser Zeit ist ein neues Gehäuse 1 an die Leitung 22 angeschlos-

Mit der Dosierpumpe 27, die beispielsweise eine Membran- sen worden, worauf nach Öffnen des Ventils 23 in der Leitung 22 pumpe sein kann, wird das jeweils benötigte Volumen an Rea- 50 ein neuer Aushärtungsvorgang abläuft.

genzien in die Druckleitung 26 in den zylinderförmigen Behälter Der Vorteil der beschriebenen Anlage besteht darin, dass 7 gefördert. Die Dosierpumpe 27 weist eine mit dem Reagenzbe- durch die Erzeugung eines Unterdruckes im zylinderförmigen hälter verbundene Saugleitung 30 auf, durch welche die Dosier- Behälter 7 der Siedepunkt des geförderten Amines wesentlich pumpe 27 das Reagenz ansaugt. herabgesetzt werden kann, so dass bisher nicht verwendbare

An dem Leitungsanschluss 11 ist eine Saugleitung 31 einer 55 Amine, z.B. das Amin TEA Triäthylamin mit einem Siedeounkt Vakuumpumpe 33 angeschlossen, welche durch einen Elektro- von 88 °C verwendbar ist. Die Verdampfung dieses Amine.;

motor 34 angetrieben wird. Der Motor 34 ist über eine Steuerlei- erfolgt jedoch mit geringerem Energieaufwand und geringeren tung 21 mit dem Prozessor 20 verbunden. Es ist auch möglich, in Chemikalienkosten, als wenn ein Amin mit kleinerer Siedetem-der Saugleitung 31 - wie in der Druckleitung 26 der Dosierpumpe peratur, z. B. das Amin DMEA Dimethyläthylamin mit 36 °C 27 - ein vom Prozessor 20 gesteuertes 2/2-Ventil (gestrichelt 60 Siedepunkt in einer bekannten Anlage ohne Vakuumerzeugung dargestellt) vorzusehen. eingesetzt wird.

M

1 Blatt Zeichnungen

Claims

674 480

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen aus Giessereisand mit einem Bindemittel, bei welchem dem in einem Gehäuse befindlichen Sand mit Bindemittel mit Hilfe eines Trägerstromes ein Reagenz zugeführt wird, durch welchen der Sand zu einer formfesten Form oder einem formfesten Kern ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenz in eine Unterdruckzone bzw. in einen evakuierten Behälter eingebracht und darin verdampft wird, worauf unmittelbar daran anschliessend das Reagenz durch einen Luftstrom oder Trägergasstrom in das Sand und Bindemittel enthaltende Gehäuse eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenz in eine beheizte Unterdruckzone bzw. Behälter eingebracht wird.
3. Verfahrennach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei aufeinanderfolgender Herstellung von Giessereiformen und -kernen die Unterdruckzone als geschlossener Raum ausgebildet wird, welcher vor dem Einführen des Reagenzes evakuiert und anschliessend durch Druckluft oder ein Druckgas, z.B. Kohlendioxyd C02 oder Stickstoff N2 auf Überdruck gebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenz ohne Vorwärmung in die Unterdruckzone bzw. in den evakuierten Behälter eingebracht wird.
5. Verfahrennach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenz in dem Behälter auf70-130 °C erwärmt wird.
6. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenz in der Zwischenzeit zwischen der Herstellung von zwei Giessereiformen oder -kernen in die Unterdruckzone bzw. in den Unterdruck aufweisenden Behälter eingeführt wird.
7. Anlage zur Herstellung von Giessereiformen und -kernen aus Giessereisand mit einem Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Heizstab (36) ausgerüsteter und mit j e einer Zuleitung und Ableitung für Druckluft oder Druckgas sowie eine Zuleitung (26) für die Zufuhr des Reagenzes versehener Behälter einen Anschluss für eine zu- und abschaltbare Vakuumpumpe aufweist.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (7) als stehender Zylinder eine Behälterlänge aufweist, welche ein Mehrfaches des Behälterdurchmessers beträgt, wobei die Mündung der Zuleitung (26) für das Reagenz im Bereich des Bodens des Behälters (7) angeordnet ist.