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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dosierung eines Katalysators,
der einem unter Druck stehenden Trägermittel zugesetzt wird, die insbesondere bei
der Herstellung von Gießkernen aus kalterstarrenden Massen verwendet wird.
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Nach dem vorerwähnten Kernherstellungsverfahren, das auch unter dem
Namen Gasnebelverfahren bekannt ist, wird ein phenolharzgebundener Formstoff mit
Härter auf der Basis eines Isocyanats im Kernkasten auf kaltem Wege durch Einleiten
eines Katalysatornebels innerhalb von Sekunden gehärtet.
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Dadurch kann die Aushärtezeit gegenüber den Warmaushärteverfahren
wesentlich verkürzt werden. Es ergeben sich niedrige Kosten der Formwerkzeuge, die
aus Kunstharz hergestellt werden können, und außerdem ein hervorragender Kernzerfall
nach dem Gießen und ausgezeichnete Gußoberflächen. Nach diesem Verfahren lassen
sich Kerne mit guter Biege-und Abriebfestigkeit, hoher Maßgenauigkeit und Oberflächengüte
sowie guter Lagerfähigkeit aus kalten Formwerkzeugen in sehr kurzen Taktzeiten herstellen.
Die Sandmischung für dieses Verfahren.
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trockener Quarzsand und ein flüssiges, niedrigviskoses Zwei-Komponenten-Bindersystem
wird in Kernkästen verdichtet und im Katalysatornebel ausgehärtet, welcher mit Hilfe
eines Druckmittels durch den Kern geblasen wird.
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Es sind bereits Dosiergeräte bekannt, bei denen mit einem sehr hohen
technischen Aufwand eine bestimmte Katalysatormenge dem auszuhärtenden Kern zugeführt
wird. Die bekannten Katalysator-Dosiergeräte beanspruchen einen großenBetriebsraum
und sind infolge des technischen Aufwands störanfällig. Außerdem besteht bei technisch
ungünstiger Schaltung der einzelnen Elemente Explosionsgefahr, wobei das stark ätzende
Katalysatormittel eine nicht unerhebliche Gefahr für die in der Gießerei arbeitenden
Personen darstellt. Bei den bekannten Geräten erfolgt auch keine genaue Bemessung
der Katalysatormenge, so daß zu viel eingeblasener Katalysator mit einer aufwendigen
Anlage abgesaugt oder aufgefangen werden muß, während zu wenig Katalysator die Kernfestigkeit
stark herabsetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Dosiergeräte zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Dosierung eines Katalysators
zu schaffen, die bei optimaler Ausnutzung des Katalysatormittels einen sicheren
Betrieb gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein unter
Druck gesetzter Katalysator-Vorratsbehälter und mehrere von Zeituhren gesteuerte
Magnetventile - in dem Leitungssystem für das Trägermittel bzw. den Katalysator
derart angeordnet und gesteuert werden, daß das unter Druck stehende Trägermittel
die in einer Misch- und Meß kammer für einen Aushärtevorgang vordosierte Katalysatormenge
dem Kernkasten zerstäubt und gasförmig zuführt und nach Ablauf der eingestellten
Begasungszeit die Leitung zwischen der Misch- und Meßkammer und dem Kernkasten geschlossen
und das Trägermittelrohr entlüftet wird, während ein anderer Weg für das Trägermittel
zum Gießkern und der Weg für die Vordosierung der Katalysatormenge für den nächsten
Aushärtevorgang durch Öffnen der entsprechenden Ventile freigegeben wird. Es ist
dabei sehr vorteilhaft, wenn als Misch- und Meßkammer ein Glasmeßrohr dient, das
über verschließbare r t i t4. s
Druckleitungen mit dem unter Druck stehenden Katalysator-Vorratsbehälter
sowie dem Trägermitteldruckbehälter und dem Kernkasten verbunden ist Außerdem kann
der Kernkasten mit dem Trägermitteldruckbehälter über eine als Durchblasleitung
dienende Druckleitung und den Aushärteschlauch direkt verbunden sein.
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Um den Katalysator-Vorratsbehälter unter Druck zu setzen, kann an
ihn über eine Druckleitung ein Druckmittelbehälter angeschlossen sein. Als Druckmittel
können z. B. Preßluft, Stickstoff oder andere Gase verwendet werden. In der Druckleitung
zum Katalysator-Vorratsbehälter befinden sich vorteilhaft ein Druckminderventil,
ein Entlüftungshahn und ein Manometer.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung können in
der den Katalysator-Vorratsbehälter mit dem Glasmeßrohr verbindenden Druckleitung
eine Drossel und ein Magnetventil angeordnet sein. Mit Hilfe der Drossel läßt sich
die Katalysatordurchflußmenge zusätzlich zur Zeit regeln.
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Es ist außerdem sehr vorteilhaft, wenn jeweils in der den Tjägermillelvorratsbehälter
mit dem Glasmeßrohr verbindenden Druckleitung, der Begasungsleitung bzw. mit dem
Kernkasten verbindenden Druckleitung der Durchblasleitung ein Magnetventil, ein
Manometer, ein Druckminderventil und für beide Druckleitungen ein gemeinsames Netzdruckmanometer
vorgesehen sind. Das Magnetventil in der zum Glasmeßrohr führenden Druckleitung
kann zusätzlich einen Entlüftungsschalter aufweisen durch den das Begasungsrohr
entlüftet werden kann.
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Es ist sehr zweckmäßig, wenn das Glasmeßrohr gegenüber der Durchblasleitung
und der Druckleitung zum Kernkasten, dem Aushärteschlauch, durch ein Magnetventil
verschließbar ist.
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Zur Durchführung eines sicheren Betriebes ist es zweckmäßig, wenn
die sich in der Durchblasleitung und in der Druckleitung vom Katalysator-Vorratsbehälter
- zum GlasmeiSrohr befindlichen Magnetventile über den gleichen Zeitraum geschlossen
sind, in welchem die übrigen Magnetventile öffnen. Außerdem hat es sich als sehr
zweckmäßig erwiesen, wenn sich die Öffnungszeit des sich in der Katalysatordruckleitung
befindlichen Magnetventils nach der für einen Kern zu bemessenden Katalysatormenge
richtet und kürzer ist als die Öffnungszeit des sich in der Durchblasleitung des
Trägermittels befindlichen Magnetventils, während die übrigen Magnetventile geschlossen
sind. Im abgeschalteten Zustand der Vorrichtung sind die Magnetventile vorteilhaft
alle geschlossen.
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Sämtliche Aggregate und Bedienungselemente sind leicht zugänglich
in einem kompakten verfahrbaren Gehäuse angeordnet.
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In der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung ist ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dosierung des Katalysators
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Anordnung der Einzelteile der Vorrichtung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Zeitschaltplans.
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In der F i g. 1 sind der Katalysator-Vorratsbehälter 1 und die Magnetventile
2, 3, 4, 5, die von den Zeituhren 6 gesteuert werden, zu erkennen. Der Katalysator-Vorratsbehälter
1 und die Magnetffi3, 2 3, 4, 5 sind in dem Leitungssystem7 für
das
Trägermittel 8 bzw. den Katalysator 9 derart angeordnet, daß das unter Druck stehende
Trägermittel 8 die in einer Misch- und Meßkammer 10 für einen Aushärtevorgang vordosierte
Katalysatormenge 11 dem Kernkasten 12 zerstäubt und gasförmig zuführt und nach Ablauf
der eingestellten Begasungszeit die Leitung 13 zwischen der Misch- und Meßkammer
10 und dem Kernkasten 12 geschlossen und das Trägermittelrohr 14 über das Magnetventil
2 entlüftet wird, während der Weg 15 für das Trägermittel zum Gießkern und der Weg
für die Vordosierung 16 der neuen Katalysatormenge für den nächsten Aushärtevorgang
durch Öffnen der entsprechenden Ventile 4 und 5 freigegeben wird.
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Die Misch- und Meßkammer 10 ist als ein mit einer Markierung versehenes,
durchsichtiges Glasmeßrohr ausgebildet, das über verschließbare Druckleitungen 14,
16 mit dem unter Druck stehenden Katalysator-Vorratsbehälter 1 sowie dem Trägermitteldruckbehälter
17 und dem Kernkasten 12 verbunden ist. Außerdem ist der Kernkastenl2 mit dem Trägermitteldruckbehälter
17 über eine als Durchblasleitung 15 dienende Druckleitung und dem Aushärteschlauch
13 verbunden.
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Der Katalysator-Vorratsbehälter 1 ist über eine Druckleitung 18 mit
einem Druckmittelbehälter 19 verbunden. In der Druckleitungl8 sind ein Druckminderventil
20, ein Entlüftungshahn 21 zur Entlüftung der Druckleitung 18 und ein Manometer
22 eingebaut. In der den Katalysator-Vorratsbehälter 1 mit dem Glasmeßrohr 10 verbindenden
Druckleitung 16 sind eine Drossel 23 und das Magnetventil 5 angeordnet. Ferner ist
in der F i g. 1 der Zeichnung zu erkennen, daß jeweils in der den Trägermittelvorratsbehälterl7
mit dem GlasmeßrohrlO verbindenden Druckleitung, der Begasungsleitung 14 bzw. mit
dem Kernkasten 12 verbindenden Druckleitung, der Durchblasleitung 15 ein Magnetventil
2, 4, ein Manometer 24, 25, ein Druckminderventil 26, 27 und für beide Druckleitungen
14, 15 ein gemeinsames Netzdruckmanometer 28 vorgesehen sind. Das Glasmeßrohrl0
ist gegenüber der Durchblasleitung 15 und der Druckleitung zum Kernkasten, dem Aushärteschlauch
13, durch das Magnetventil 3 verschließbar.
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Die Fig. 2 zeigt in einem Diagramm schematisch den Zeitablauf der
Öffnungs- und Schließzeiten der Magnetventile. Während in dem Diagramm auf der Abszisse
die Zeitrelationen dargestellt sind, zeigt die Ordinate die verschiedenen Schaltstellungen
der Magnetventile 2, 3, 4, 5. Die Position 0 bedeutet »Ventil geschlossen«, die
Position 1 »Ventil geöffnet«. Aus dem Diagramm ist zu ersehen, daß die sich in der
Durchblasleitung 15 und in der Druckleitung 16 vom Katalysator-Vorratsbehälter 1
zum Glasrohr 10 befindlichen Magnetventile 4, 5 über den gleichen Zeitraum geschlossen
sind, in welchem die übrigen Magnetventile 2, 3 öffnen. Das Diagramm veranschaulicht
außerdem, daß sich die Öffnungszeit des sich in der Katalysatordruckleitung 16 befindlichen
Magnetventils 5 nach der für einen Kern zu bemessenden Katalysatormenge 11 richtet
und kürzer ist als die Öffnungszeit des sich in der Durchblasleitung 15 des Trägermittels
8 befindlichen Magnetventils 4, während die übrigen Magnetventile 2, 3 geschlossen
sind. Wie aus dem rechten Teil des Diagramms zu entnehmen ist, befinden sich die
Magnetventile 2, 3, 4, 5 in der Ausgangslage, d. h. also im abgeschalteten Zustand
in geschlossener Stellung.
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Sämtliche Aggregate und Bedienungselemente werden leicht zugänglich
in einem kompakten, verfahrbaren Gehäuse angeordnet.
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Im folgenden soll die Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben
werden. Der Katalysator-Vorratsbehälter 1 wird bis vier Fünftel mit dem Katalysator,
z. B. Triäthylamin, gefüllt, verschlossen und mit dem Druckmittel, z. B. Preßluft,
unter 1,5 atü Druck gesetzt. Nachdem der gewünschte Begasungs- und Durchblasdruck
an den Druckminderventilen 20, 26, 27 eingestellt ist, wird die vorgesehene Begasungs-,
Durchblas- und Katalysatordosierzeit an den entsprechenden Zeituhren 6 eingestellt.
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Wird das Gerät in Betrieb gesetzt, so öffnen sich die Magnetventile2
und 3 gleichzeitig und geben den Weg für die Begasungsluft frei. Die Begasungsluft
strömt über das Begasungsrohr 14 und das darin eingebaute Glasmeßrohr 10 in den
Aushärteschlauch 13, der an das Begasungssystem am Kernkasten 12 angeschlossen ist.
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Nach Ablauf der eingestellten Begasungszeit schließen die Ventile
2, 3 gleichzeitig. Das Begasungsrohr 14 wird durch das Magnetventil 2, z. B. über
einen eingebauten Filter, entlüftet. Gleichzeitig öffnen nun die Ventile 4 und 5.
Durch das Ventil 4 strömt die Durchblasluft, welche den Katalysator über den Aushärteschlauch
13 durch den Kern im Kernkasten 12 bläst. Das VentilS ist durch eine Druckleitung
16 mit dem Katalysator-Vorratsbehälter 1 verbunden. In diese Druckleitung 16 ist
eine Drossel 23 eingebaut, mit deren Hilfe sich die Katalysatordurchflußmenge zusätzlich
zur Zeit regeln läßt. An seiner Austrittsöffnung ist das Ventil 5 durch ein Rohr
mit dem Begasungsrohr 14 verbunden. Während durch das Ventil 4 die Durchblasluft
strömt, wird über Ventil 5 die Katalysatormenge für den nächsten Aushärtevorgang
in dem Glasmeßrohr 10 vordosiert.
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Irgendwelche Zerstäuberdüsen für das Herstellen des Katalysatornebels
sind nicht erforderlich, da die geringe Katalysatormenge in dem Druckluftstrom so
schnell vernebelt, daß in dem ausgehärteten Kern keine Feuchtigkeitsspuren vom Katalysator
feststellbar sind. Bei größeren Kernen, die eine entsprechend größere Katalysatormenge
erfordern, wird der Aushärteschlauch 13 verlängert, so daß dem Katalysator genügend
Zeit bleibt, sich in dem Druckluftstrom zu verteilen. Die Aushärtung setzt dann
an einem Punkt ein, an dem der Katalysatornebel in den Kern eingeleitet wird, und
endet bei zu kurzer Begasungszeit an der Stelle, bis zu der der Katalysator vorgedrungen
ist. Ein Nachhärten, ohne daß Luft durch den Kern geblasen wird, nimmt sehr viel
Zeit in Anspruch und ergibt keine brauchbare Festigkeit. Deshalb ist es vorteilhaft,
wenn auf das Begasen ein Durchblasen erfolgt, während zu gleicher Zeit der Katalysator
in dem Meßrohr vordosiert werden kann.