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Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Formsand In Gießereien ist
es im allgemeinen üblich, daß der Formsand nach dem Abgießen der Formen wieder für
die folgende Verwendung hergerichtet wird. Hierbei ist es besonders bei Gießereien,
die auf Massenproduktion eingestellt sind, keine Ausnahme, wenn der gleiche Formsand
mehrere Male, beispielsweise fünf- oder sechsmal täglich, verwendet wird. Das Herrichten
besteht aus dem Zufügen der notwendigen Zuschlagstoffe, wie Bentonit, das beim Gießen
teilweise seine Wirksamkeit verlieren kann, und dem Zufügen der notwendigen Feuchtigkeit
und, wenn möglich, der Kühlung des Formsandes auf die gewünschte Temperatur.
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Als größte Schwierigkeit bei der häufigen Könditionierung desselben
Formsandes hat sich die Kühlung desselben erwiesen. Warmer Formsand kann jedoch
nur dann die gewünschte Plastizität erhalten, wenn so viel Wasser hinzugefügt wird,
daß damit die Qualität des Gusses in Gefahr kommt, was zu einer bemerkenswerten
Steigung der Ausschußquote der Gußstücke führen kann.
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Man hat eine Vielfalt von verschiedenen Lösungen vorgeschlagen, um
die schnelle Abkühlung des Formsandes zu erzwingen. Nicht nur erfordert dies eine
kostspielige Apparatur, auch sind die erhaltenen Resultate rundweg enttäuschend
zu nennen.
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Nach manchen Vorschlägen wird Kühlluft durch den Formsand geblasen
und abgeleitet. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten, um den Formsand umzurühren.
Abgesehen davon, daß die Betriebssicherheit dieser Apparatur nicht besonders hoch
anzuschlagen ist, zeigt sich der enorme Nachteil, daß die Zuschlagstoffe des Formsandes,
die einen nicht geringen Wert haben, wesentlich feiner sind als der Sand und mit
dem Luftstrom mitgeführt werden, wodurch eine Entmischung stattfindet. Eine derartige
Kühlungsapparatur muß demzufolge eine Rückgewinnungsvorrichtung für die Zuschlagstoffe
enthalten, wobei außerdem die Entmischung durch den Luftstrom keineswegs gleichmäßig
zu sein scheint und dadurch sehr hohe Anforderungen an die Mischvorrichtung, die
den Formsand mit den Zuschlagstoffen homogenisiert, gestellt werden muß.
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Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß als Kühlmedium Luft
verwendet wird. Obwohl die kühlende Wirkung größtenteils durch das im Sand anwesende
verdampfende Wasser entsteht, hat sich gezeigt, daß die Ergebnisse zum größten Teil
von der Anfangstemperatur und der Feuchtigkeit der Kühlluft abhängen. Eine befriedigende
und besonders eine genügend schnelle Kühlung ist auf diese Art und Weise, insbesondere
in den Sommermonaten, auf wirtschaftlich gerechtfertigte Weise nicht zu erreichen.
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Ein anderer Vorschlag zur Kühlung von Formsand besteht im wesentlichen
aus einer länglichen, an der Außenseite mit Kühlwasser gekühlten Trommel, in welcher
der Formsand transportiert wird, beispielsweise, indem die Trommel sich etwas neigt
und rotiert. Hier zeigt sich der wesentliche Nachteil, daß erstens ein nur geringer
Temperaturrückgang zu erzielen ist, und der noch wesentlichere Nachteil, daß die
Temperatur des auf diese Weise gekühlten Sandes nicht homogen ist. Auch beim späteren
Mengen bleibt die Inhomogenität der Temperatur bestehen, und wenn der Formsand wieder
verwendet werden muß, hat er nicht überall dieselbe Temperatur, was die Qualität
des Gußstückes beträchtlich in Frage stellt.
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Die Erfindung bringt ein Verfahren zur Kühlung von Formsand, wobei
nur eine kurze Zeitdauer zur Kühlung benötigt wird, wobei die Vorrichtung verhältnismäßig
billig und einfach ist und wobei eine
hinreichend niedrige Endtemperatur
erhalten wird, die außerdem für die ganze abgekühlte Masse dieselbe ist. Schließlich
wird bei der Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung der Feuchtigkeitsgehalt
des Formsandes so weit reduziert, daß er auf einen Wert gebracht werden kann, wobei
die für den Formsand notwendige Feuchtigkeit durch Wasserzufuhr erhalten werden
kann. Außerdem ist beim Verfahren gemäß der Erfindung die Gefahr der Entmischung
so gering, daß sie kein Problem mehr bildet.
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Man erreicht die obengenannten Ergebnisse, indem man an den zu kühlende
Formsand ein Vakuum anlegt.
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Bei Experimenten hat sich gezeigt, daß auf diese Weise der Sand innerhalb
von 4 Minuten auf eine ausreichend niedrige Temperatur gebracht werden kann, nämlich
auf 30° C oder darunter. Die kühlende Wirkung, die durch das Vakuum entsteht, ist
fast ausschließlich diejenige, die durch Verdampfung von Feuchtigkeit unter gesenktem
Druck entsteht. Weil diese Verdampfung größer ist in den Teilen des Formsandes,
die eine höhere Temperatur aufweisen, ist demzufolge die Kühlung am stärksten in
den Teilen des Formsandes, die am wärmsten sind, was bedeutet, daß die Endtemperatur
in hohem Maße dieselbe ist. Diese Endtemperatur gleicht der Sättigungstemperatur
der Dampfspannung beim herrschenden Druck, wobei wohl darauf geachtet werden muß,
daß der Formsand etwas hygroskopisch ist, so daß die Gleichgewichtstemperatur des
Formsandes im allgemeinen etwas höher liegt als der theoretische Wert, der zu diesem
Dampfdruck gehört. Dies verhindert nicht, daß eine genügende und homogene Kühlung
erhalten wird, wobei es insbesondere von Bedeutung ist, daß die Kühlung überall
im Formsand stattfindet, und zwar auf jedem einzelnen Sandkorn, da jedes dieser
Sandkörner für sich mit einer sehr dünnen Wasserschicht bedeckt ist. Die Zuschlagstoffe,
insbesondere Bentonit, haben eine Struktur, die das Wasser langsamer abgibt als
der Sand, aber der Bentonit oder andere Zuschlagteilchen sind so fein, daß dadurch
keine Temperaturinhomogenitäten entstehen können.
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Bei der Verwendung der Erfindung ist es, um eine kurze Abkühlungsperiode
zu erhalten, erwünscht, daß der Luft- und Wasserdampf aus dem Formsand schnell abgesaugt
werden kann. Diese bedeutet für kleinere Mengen natürlich kein Problem; wenn man
jedoch bedenkt, daß eine Kühlanlage für eine nicht übermäßig große Gießerei eine
Masse von 10 bis 50 und mehr Kubikmetern stündlich verarbeiten muß, ist es deutlich,
daß, wenn in Chargen gearbeitet wird, es erwünscht ist, die Zeit, die zur Einstellung
des Druckgleichgewichtes in der Masse des Formsandes selbst notwendig ist, so klein
wie möglich zu halten.
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Eine-sehr einfache diesbezügliche Lösung besteht darin, daß ein Bunker,
der mit warmem, feuchtem Sand versehen ist, mit einem Vakuumkessel in Verbindung
gebracht wird, wodurch die Drucksenkung im Bunker mit dem Formsand sehr schnell
stattfindet. Dadurch kann der Formsand in Bewegung kommen und unter dem Einfluß
der darin anwesenden Luft zu brodeln anfangen, wodurch selbstverständlich der Strömungswiderstand
im Formsand gering wird. Eine Folge hiervon ist, daß etwas Formsand mit der entweichenden
Luft mitgeführt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dies hauptsächlich der Formsand
mit den Zuschlagstoffen ist und auf diese Weise eine nur sehr geringe Entmischung
stattfindet. Bei einem Experiment in der Praxis wurde konstatiert, daß auf diese
Weise 10/0 des Formsandes mit den dazugehörigen Zuschlagstoffen in die Vakuumleitung
gesogen wurde, jedoch zeigte die übriggebliebene Masse keine Entmischung. Es ist
in einem derartigen Fall nötig, durch einen Zyklon oder etwas Derartiges den am
Anfang des Vakuumanschlusses abgesogenen Sand wieder aufzufangen und zurückzuführen.
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Der Grund dafür, daß auf diese Weise verhältnismäßig wenig Formsand
oder Material durch den Gasstrom mitgeführt wird, ist wahrscheinlich, daß die Tragfähigkeit
des Gemisches von Luft und Wasserdampf für die Formsandteilchen und Zuschlagstoffe
gleichlaufend mit dem Druck ist und daß der Druck so schnell sinkt, daß nur wenig
festes Material mitgesogen wird.
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Inzwischen ist es selbstverständlich möglich, das Vakuum allmählich
anzulegen, um auf diese Art und Weise zu verhindern, daß Formsand oder Zuschlagstoffe
mitgesaugt werden. In diesem Fall kann es, insbesondere bei verhältnismäß großen
Chargen, erwünscht sein, daß der maximale Abstand, den die Luft und/oder der Wasserdampf
in der Formsandmasse zurücklegen. muß, bevor sie diesen verläßt, so klein wie möglich
gehalten wird. Dies ist möglich durch eine geeignete Formgebung des Bunkers, z.
B. durch einen breiten, niedrigen Bunker. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
daß in dem Bunker, vorzugsweise aber nicht ausschließlich, der Wand und eventuell
dem Boden entlang Filterflächen angeordnet sind. Die dem Formsand abgekehrte Seite
dieser Filterflächen muß dann selbstverständlich mit dem Vakuumanschluß verbunden
werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum, der dazu eingerichtet
ist, um Formsand zu fassen, mit einem Vakuumanschluß versehen ist. Das Vakuum wird
durch eine Vakuumpumpe geliefert, die über einen Kondensator an den Behälter für
den Formsand angeschlossen ist. Dieser Kondensator, der beispielsweise mit Kühlwasser
gekühlt wird und wie der normale Typ für eine Dampfmaschine sein kann, kondensiert
den Wasserdampf. Da die gasförmigen Bestandteile, die aus dem Formsand gesogen werden,
volumetrisch (gehaltsmäßig) zum größten Teil aus Wasserdampf bestehen, erleichert
ein derartiger Kondensator die Aufgabe der Vakuumpumpe wesentlich. Am Anfang der
Druckerniedrigung im Formsand wird nämlich in der Hauptsache Luft entweichen, jedoch
wenn der Druck so weit gesenkt ist, daß das Wasser im Formsand anfängt zu verdampfen,
wird in der Hauptsache Wasserdampf abgesogen, der im Kondensator kondensiert werden
kann. Die Vakuumpumpe kann je nachdem über einem Pufferraum an den Behälter für
den Formsand angeschlossen werden. Auch ist es möglich, in der bekannten Weise die
Vakuumpumpe in zwei Stufen auszuführen, z. B. eine Stufe zur Drucksenkung auf ungefähr
0,1 bis 0,15 Atmosphären und die zweite Pumpe zur Drucksenkung bis zum Enddruck,
der unter normalen Umständen 0,01 bis 0,02 Atmosphären beträgt.
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Es ist hiermit deutlich, daß der Enddruck des Vakuums in Abhängigkeit
von der gewünschten Endtemperatur des Formsandes bestimmt wird. Hierbei muß jedoch
damit gerechnet werden, daß es auch durch die hygroskopische Wirkung des Bentonits
oft
erwünscht sein kann, den Enddruck etwas niedriger zu wählen
als die Sättigungsdampfspannung, die zur Temperatur des Formsandes gehört. Man beschleunigt
damit die Verdampfung aus dem hygroskopischen Bentonit und erreicht auf diese Weise
eher die gewünschte Endtemperatur.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann sowohl in Chargen als audh
fortlaufend angewendet werden. Die Anwendung in Chargen erfordert einen Raum, der
mit Formsand gefüllt, an ein Vakuum angeschlossen und wieder entleert werden kann.
Man kann diesen Bunker ruhend montierten, es ist jedoch auch möglich, eine Anzahl
Räume oder Bunker auf einer Drehscheibe oder einer anderen Transportvorrichtung
zu montieren und dann in der einen Position Formsand zuzufügen und in der folgenden
Position zu kühlen und in einer letzten Position abzuführen. Dies hat den Vorteil,
daß die Deckel und Abdichtungen, die um den Bunker vorhanden sein müssen, die vorzugshalber
sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite geöffnet werden können, um Formsand
zu- bzw. abzuführen, genügend. vakuumdicht abzuschließen, auf einfache Art bedient
werden können. Ein Nachteil ist die verhältnismäßig komplizierte Apparatur.
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Es ist auch möglich, den Bunker stillstehen zu lassen, mit Formsand
zu füllen, Vakuum anzubringen und wieder zu entleeren, wobei jedoch, weil die Formsandzufuhr
in einer modernen Gießerei nahezu fortlaufend ist, ein Vorratsbunker anwesend sein
muß Bei einem kontinuierlichen Betrieb muß der Formsand in einen Raum, in dem Vakuum
herrscht, geschleust und wieder aus diesem Raum geschleust werden. Hierfür können
bekannte Typen von Schleusen, wie Rotationsschleusen und abgeschlossene Fächer,
verwendet werden; es ist jedoch auch möb lich, den Formsand durch eine Zufuhrröhre
in den Bunker und durch eine Abführröhre wieder herauszupressen, wobei selbstverständlich
Maßnahmen getroffen werden müssen, die eine genügende Abdichtung garantieren. Weil
kompakter Formsand einen verhältnismäßig großen Strömungswiderstand hat, entstehen
hierdurch keine unüberwindlichen Schwierigkeiten, und es kann der Formsand selbst
als Abdichtung verwendet werden, eventuell auch im Zusammenwirken mit Klappen und
Scheiben. Die geringen Lecke, die auftreten, weil bei Formsand keine genau ineinanderschließenden
Teile verwendet werden können, sind unbedeutend klein und können durch eine größere
Kapazität der Vakuumpumpe kompensiert werden. Weil bei einem kontinuierlichen Betrieb
im Gegensatz zur Arbeit in Chargen nur Formsand mit darin enthaltender Luft an die
Räume zugeführt wird, die unter Vakuum gehalten oder gesetzt werden, während bei
der Arbeit in Chargen immer ein toter Raum vorhanden ist, braucht die Kapazität
der Vakuumpumpe, selbst wenn eine geringe Leckage auftritt, bei einer kontinuierlichen
Arbeit nicht größer sein als bei der Arbeit in Chargen und kann oftmals sogar kleiner
sein. Schließlich ist es oftmals möglich, die Erfindung zu verwenden, ohne daß eine
große, umfangreiche Apparatur angeschafft werden muß. Hierbei wird darauf verwiesen,
daß in normalen Gießereien mit Formsandzyklus immer Bunker vorhanden sind, worin
der Formsand gelagert wird, bis er wieder verwendet wird. An diesen Bunkern findet
die Mengung und Zufügung der Zuschlagstoffe statt, aber es ist keinesfalls ungebräuchlich
oder in vielen Fällen leicht zu verwirklichen, daß einer der Bunker einige Zeit
abgeschlossen wird und weder Formsand und Zuschlagstoffe empfängt noch abgibt. Wenn
an diesen Bunker eine Vakuumleitung angeschlossen wird, kann man auf billige Art
und Weise eine Apparatur erhalten, womit der Formsand gekühlt werden kann.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung näher erklärt. Es
zeigt F i g.1 ein Schaubild des Temperaturverlaufes des Formsandes mit zwei verschiedenen
Feuchtigkeitsgehalten, F i g. 2 schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung für
die Durchführung der Erfindung, F i g. 3 schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung
nach F i g. 2, F i g. 4 schematisch den Schnitt einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung, F i g. 5 eine weitere Ausführungsform, F i g. 6 einen Schnitt gemäß der
Linie 6-6 von Fig.5. F i g. 7 den Schnitt einer anderen Ausführungsform eines Bunkers
für die Arbeit in Chargen und F i g. 8 schematisch eine Vorrichtung für den kontinuierlichen
Betrieb.
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In der F i g. 1 ist graphisch der Verlauf der Temperatur über der
Zeit innerhalb eines Formsandkörpers wiedergegeben, nachdem der Druck an dessen
Oberseite plötzlich gesenkt wurde von 1 Atmosphäre auf 0,02 Atmosphären. Mit der
obersten Linie ist der Fall aufgezeigt, bei dem der Sand 5,5 % Wasser enthielt.
Nach 4 Minuten ist die Temperatur des Sandes auf 35° C gesunken, was allenfalls
zulässig, aber noch nicht die günstigste Temperatur ist: In jedem Fall ist nach
5,5 Minuten die gewünschte Temperatur von 30° C erreicht.
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Sand mit 4,5 % Wasser zeigte eine schnellere Abkühlung. Der Grund
für diese schnellere Abkühlung kann in der Tatsache gesucht werden, daß der feuchtere
Sand eine größere spezifische Wärme hat. Wahrscheinlich spielt jedoch auch die Tatsache
eine Rolle, daß feuchter Sand die Abfuhr von Luft und Wasserdampf etwas mehr verhindert.
Dieser Sand von 4,5% war nach 4 Minuten auf ungefähr 30° C gesunken, so daß der
ganze Kühlvorgang in 4 Minuten stattfand.
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Im Fall von 5,5% Wasser schwand das Gewicht der Sandmenge um 2,19%
und der Feuchtigkeitsgehalt von 5,5% auf 4,2%. Dabei wurden an festen Stoffen 2,19
- 1,3 = 0,9% in die Leitung gesogen. Die zurückgebliebene Masse schien jedoch keine
beweisbare Entmischung erlitten zu haben. Im Fall von Sand mit 4,5% Wasser sank
der Feuchtigkeitsgehalt auf 3%, und es trat eine Gewichtsverminderung von 2,52%
auf. Dabei wurde an Feuchtigkeit 1,5% und an festen Stoffen 1% in die Vakuumleitung
gesogen. Auch hier trat keine Entmischung auf.
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Hiermit ist angezeigt, daß es bei der Anwendung der Erfindung möglich
ist, nicht nur die Endtemperatur, sondern auch durch Regelung der Feuchtigkeit vor
der Kühlung die Feuchtigkeit nach der Kühlung in der Hand zu halten. Außerdem findet
ein nicht unwesentlicher Wasserentzug statt, so daß immer die Möglichkeit besteht,
dem Formsand nach Ablauf der Kühlung durch Wasserzufuhr den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt
zu geben. Ein wesentlicher Vorteil in Hinsicht auf die Feuchtigkeitsregelung ist,
daß der Sand eine homogene niedrige Temperatur hat. Wird er nun befeuchtet und ist
einige Zeit zwischen
der Befeuchtung und der Verarbeitung in der
Formmaschine verlaufen, was üblich ist, dann werden die relativ warmen Teile des
Sandes mehr Wasser verdampft haben und dadurch trockener sein, was das Formen nachteilig
beeinflussen kann, wie bisher in vielen Fällen festgestellt werden konnte.
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F i g. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur
Anwendung des Verfahrens. Mit 1 ist eine Zuführvorrichtung für den Sand dargestellt,
die beispielsweise aus einem Transportband bestehen kann. Diese Vorrichtung endet
über einem Bunker 2, so daß durch die Zuführvorrichtung 1 angeführter warmer, feuchter
Formsand in den Bunker 2 kommt. Wenn der Bunker 2 gefüllt ist, dreht die Scheibe
3, die noch zwei mit 2 übereinstimmende Bunker 4 und 5 hat, um 120° um seine Mittelachse
6, wodurch der Bunker 2 den Stand einnimmt vom Bunker 4 in F i g. 1. Hier wird der
Bunker an einen Vakuumkreis angeschlossen. Hierfür ist es zu empfehlen, sowohl die
Ober- als auch die Unterseite des Bunkers abzuschließen mit Deckeln mit Dichtungen.
Wenn das Vakuum genügend lange auf den Bunker eingewirkt hat, wird er durchgedreht
bis zum Stand des Bunkers 5 in F i g. 1, worin der Boden geöffnet und der Sand in
eine Sandabfuhrvorrichtung 7 geschüttet wird.
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Es ist selbstverständlich, daß in der Zwischenzeit der Bunker 5 zuerst
den Stand von Bunker 2 eingenommen hat und gefüllt wurde und danach unter Vakuum
gesetzt wurde, nachdem er in den Stand des Bunkers 4 gekommen ist. Die Bunker bewegen
sich mit der Scheibe 3 schrittweise, z. B. einmal in 4 Minuten.
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F i g. 3 zeigt schematisch eine Ansicht der Vorrichtung nach F i g.
1. Für die Teile wurden dieselben Bezeichnungen verwendet. Es ist lediglich zu sehen
in dieser Figur, daß der Bunker 4 an seiner Unterseite durch einen Deckel 8 und
an seiner Oberseite durch einen Deckel 9 abgeschlossen wird. Diese Deckel geben
über eine nicht gezeichnete Dichtung eine Abdichtung und Stütze an den Bunker, wenn
dieser unter Vakuum gesetzt wird. Der Deckel 9 ist mit einem Anschluß 10 versehen,
der zum Kondensator 11 leitet, der gleichzeitig als Pufferraum für das Vakuum dient,
welcher Kondensator wiederum über eine Leitung 12 an die Vakuumpumpe 13 angeschlossen
ist. Es ist deutlich, daß die Deckel 8 und 9 auf willkürliche und automatische Art
und Weise an ihren Platz gebracht werden können. Auch ist es deutlich, daß der Bunker
4 vorzugsweise einen wegklappbaren oder wegnehmbaren Boden hat, der in der Zeichnung
schematisch mit 14 angegeben ist. Nichtsdestoweniger ist es am vorteilhaftesten,
einen Abschlußdeckel des Typs vom Deckel 8 zu verwenden, weil ein aufklappbarer
Boden, der außerdem mit Formsand in Berührung ist, schwerlich so ausgeführt werden
kann, daß er zuverlässig arbeitet und eine genügende Vakuumabdichtung bewerkstelligt.
übrigens ist die Konstruktion dieses Bodens nicht von großem Belang für die Erfindung,
und es können willkürliche Konstruktionen, die dafür geeignet sind, verwendet werden.
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In F i g. 4 ist ein anderer Typ eines Bunkers dargestellt, der eine
Kegelstumpfform hat mit der schmalen Seite nach unten. An der Oberseite des Bunkers
15 ist ein Dichtungsrand 16 angeordnet, mit dem die Dichtung 17, die am Deckel 18
befestigt ist, zusammenarbeitet. An der Unterseite ist ein scharnierartig aasgelenkter
Boden 19 eingezeichnet, der zusammen mit der Dichtung 20 eine Abdichtung hinsichtlich
des Dichtungsrandes 21 bildet, der fest mit dem Bunker 15 verbunden ist. Der Scharnierpunkt
des Bodens ist mit 22 angegeben. Die Arbeit mit diesem Bunker kann geschehen, ohne
daß dieser verstellt wird, und zwar indem man erstens den Bunker füllt, wenn der
Boden 19 geschlossen und der Deckel 18 entfernt ist, danach den Deckel 18 anbringt
und durch die Leitung 23 Vakuum ansaugt. Die umgekehrte Kegelstumpfform des Bunkers
hat den Vorteil, daß der Formsand durch eine verhältnismäßig schmale Öffnung abgeführt
wird, unter der ein Transportband von normaler Größe laufen kann. Ein weiterer und
wichtiger Vorteil ist jedoch, daß der Strömungswiderstand der Gase in der Formsandmasse
im Bunker durch diese Form günstig beeinflußt wird, weil die Gase, die die größte
Entfernung zurücklegen müssen, nämlich jene, die aus dem Gebiet in der Nähe des
Bodens 19 stammen, keiner parallelen Strömungsbahn folgen können, sondern eine sich
erweiternde Strömungsbahn nach oben erhalten, wodurch die Durchschnittoberfläche
der Strömungsbahn größer wird und demzufolge der Strömungswiderstand kleiner.
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In F i g. 5 und 6 ist schematisch eine Ausführungsform eines Bunkers
gezeichnet, wobei der Weg, den die abgeführte Luft und der Wasserdampf ablegen muß,
kurz gehalten wird. Hierzu ist innerhalb der Wand 24 des Bunkers ein Siebmantel
25 angebracht. Dieser Siebmantel ist an der Oberseite abgedeckt durch eine schräge,
ringförmige Wand 26, wodurch beim Vollschütten des Bunkers kein Formsand in den
Raum zwischen dem Siebmantel 25 und der Bunkerwand 24 kommen kann. Außerdem befinden
sich im Bunker vier zylindrische Siebkörper 27 bis einschließlich 30, die an ihrer
Oberseite verengt und dort durch eine Kappe 31 gegen einfallenden Sand beim Füllen
des Bunkers geschützt sind. Im übrigen ist der Bunker wieder ausgestattet mit einem
Boden und einem Deckel des vorher beschriebenen Typs, wobei in diesem Fall der Deckel
mit einem Vakuumschluß versehen ist.
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Es ist klar, daß es bei der Versuchung unpraktisch ist, einen beweglichen
Deckel mit einem Vakuumanschluß zu versehen. Selbstverständlich gibt es viele Lösungen,
diese Schwierigkeit zu umgehen, und eine davon ist in F i g. 7 dargestellt. Diese
Konstruktion ergibt einen Bunker 32 mit scharniertem Abschlußboden 33, Scharnierpunkt
34 und einem um die Scharnierachse 35 schwenkbaren Deckel 36. Dieser Deckel schließt
mit einer Dichtung auf einen Dichtungsrand 37 an, die auf einem nach innen stehenden
Flansch 38 an der Oberseite des Bunkers montiert ist. In diesem Flansch ist der
Anschluß 39 für die Vakuumleitung angeordnet. Es ist deutlich, daß die Abdichtung
der F i g. 7 auch bei anderen, früher gezeichneten Ausführungsformen möglich ist
und daß es überdies möglich ist, den Vakuumanschluß nicht an der Oberseite, sondern
in der Seitenwand direkt bei der Oberseite anzubringen. Die Ausführungsform nach
F i g. 7 hat jedoch den Vorteil, daß ein minimaler toter Raum anwesend ist. Unter
totem Raum versteht man hierbei den Raum über dem Formsand, der zwar vakuumgesogen
werden muß, aber nicht mit Formsand gefüllt ist.
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Schließlich zeigt F i g. 8 schematisch eine Ausführungsform der Erfindung,
die für einen kontinuierlichen Betrieb geeignet ist. Vom Transportband 40 weg wird
warmer, feuchter Formsand in einen Trichter
41 geschüttet, welcher
an seiner Unterseite mit einer rotierenden Schleuse 42 versehen ist. Diese rotierende
Schleuse 42 kann von einem willkürlichen bekannten Typ sein und führt über ein Rohr
43 den Sand zum Raum 44, in dem Vakuum herrscht. Dieser Raum ist an seiner Unterseite
halbzylinderförmig, und darin läuft eine Transportschraube 45, die durch einen Motor
46 angetrieben wird, Hierdurch wird der Formsand von links nach rechts transportiert,
bis er über die zweite rotierende Schleuse 47 kommt, wovon er zum Transportband
48 abgeführt wird. Das Vakuum im Raum 44 wird über die Leitung 49 aufrechterhalten,
die über einen Kondensator 50 an die Vakuumpumpe 51 angeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß F i g. 8 ist deutlich. Der
Transport des Formsandes findet statt über das Band 40 zum Trichter 41, geht durch
die Schleuse und kommt von dort in den Raum 44. Wenn er aus der Schleuse nach unten
fällt, erleidet er eine große Drucksenkung, und es besteht sogar die Möglichkeit,
daß er durch die im Formsand befindliche Luft, die nun stark expandieren kann, mit
Geschwindigkeit hinausgeblasen werden kann. Es erhält dabei jedoch eine nach unten
gerichtete Geschwindigkeit. Weil der Raum 44 plus dem Volumen der Leitung 49 und
dem Kondensator 50 bis an die Vakuumpumpe 51 groß ist im Vergleich zu dem Volumen
einer Abteilung der Schleuse 42 und es außerdem lediglich um die Luft im Porenvolumen
des Formsandes geht, kommt die Luft aus dem Formsand, noch bevor die Pumpe Luft
abgeführt hat, in ein Volumen, das zehn- bis hundertfach größer ist als das Volumen
der Luft bei einer Atmosphäre. Hierdurch sinkt der Druck der Luft sehr schnell und
damit die Möglichkeit, Teilchen mitzuschleudern. Auch diese Ausführungsform der
Erfindung verursacht nur eine geringe Entmischung. Dadurch, daß der Anschluß des
Rohres 49 über einen konischen Anschlußstumpf erfolgt, der an seiner Unterseite
sehr weit ist, wird die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die Teilchen enthält,
in dem Moment, in dem diese bei diesem Trichter angekommen ist, bereits verhältnismäßig
klein sein. Diese Luft hat eine geringe Tragfähigkeit für Teilchen, wodurch diese
Teilchen hauptsächlich durch das Vakuum nach unten fallen auf die Schleuse 47, wodurch
die Entmischung, die eventuell durch die expandierende Luft auftreten würde, in
der Hauptsache wieder vereitelt wird.
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Wenn man annimmt, daß das Volumen des Raumes 44 mit dem Vakuumanschluß
bis an die Pumpe 51 hundertmal das Luftvolumen einer mit Formsand gefüllten Abteilung
der Schleuse 42 ist und der Druck im Raum 44 0,01 Atmosphäre beträgt, bevor die
betreffende Abteilung sich in die Leitung entleert, wird, sogar wenn eine sehr plötzliche
Entladung der Abteilung stattfindet, der Druck im Vakuumteil nur von 0,01 auf 0,02
Atmosphären steigen. Die aus der Abteilung kommende Luft treibt die sich im Vakuumraum
befindliche verdünnte Luft vor sich her, und es ist bereits ein Gleichgewichtszustand
erreicht, wenn diese Luft die Leitung 49 erreicht, so daß dann die Luft abgeführt
wird mit einer verminderten Geschwindigkeit, die durch die Vakuumpumpe bestimmt
wird und die nicht hoch sein braucht.
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Bisher wurde das Augenmerk nur auf die Luft gerichtet, aber es ist
deutlich, daß auch beträchtliche Mengen Wasserdampf entstehen, die abgeführt werden.
Diese kondensieren jedoch im Kondensator 50 und bilden dadurch keine Belastung für
die Vakuumpumpe 51. Die feuchten Innenflächen des Kondensators 50 bilden eine ausgezeichnete
Fanggelegenheit für eventuelle Bentonit- oder Sandteilchen, wodurch die Vakuumpumpe
davon frei gehalten wird. übrigens ist es heutzutage kein Problem, eine Vakuumpumpe
zu entwerfen, die einen kleinen Anteil feines Material verarbeiten kann.