DE2704868A1 - Verfahren und vorrichtung zur kernherstellung fuer giessereizwecke - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur
• Kernherstellung für Gießereizwecke Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kernherstellung für Giejereizwecke. bei welchem ein Katalysator über eine Dosiereinrichtung in eine Mischkammer eingegeben wird und dann von über ein Regelventil in die Mischkammer eingeitührter Druckluft mit ihr vermischt dem Kern zur Begasung zugeleitet wird, wonach in einem nur mit Druckluft durchgeführten Blastakt der Kern durchgespült wird. sowie eine Vorrichtung zur ausübung dieses Verfahrens.
• Bei diesem für die Herstellung von Foritei]en. d.h. Formaußenteilen und insbesondere Kernen ist es bekannt. der Mischkammer entweder reinen Katalysator allein oder ein schon mit Katalysator vorgemischtes Mischgas zuzuleiten. Weiter ist es bekannt. durch erhitzung des Begasungsnebeis die Taktzeiten wesentlich zu verkürzen. Hierzu können der Mischkammer Vor-und/oder Nachvergaser nachgeschaltet werden und zum anderen kann z.B. die Druckluft vor Eintritt in die Mischkammer schon vorerhitzt werden.
• Letzteres läßt sich aus Sicherheitsgründen aber praktisch nur dort anwenden, wo kischgas verwendet wird. Wird dagegen mit Katalysator allein gearbeitet, dann kann dessen Mischung rit Druckluft unter bestimmten Bedingungen (Wçischungaverhaltnis, Temperatura Druck) eine explosible Mischung ergeben.
• die besonders bei Verwendung eines leistungsstarken, nicht exgeschützten Heizgeräts eine stets latente Gefahr bedeutet.
• So genügt z.B. ein undichtes Rückschlagventil vor der Nischkammer. das Katalysator-Luft-Gemisch in ungünstigem Mengenverhältnis nach hinten in das Heizgerät eintreten läßt, um eine sehr gefährliche Fxplosion auszulösen. ,ius diesem Grund blieb bislang der Vorteil besonders kurzer Taktzeiten durch Vorerhitzung der Druckluft auf die Arbeitsweise mit Mischgas beschränkt.
• Der Erfindung liegt die .ufgabe zugrunde, auch bei dem vorbeschriebenen Verfahren mit Katalysator allein besonders kurze Taktzeiten ohne Explosionsgefahr zu erzielen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckluft hinter dem Regelventil in einen elektrisch beheizten Heialuftkessel geleitet, erhitzt und gespeichert wird.
• von wo aus sie im arbeitstakt in die Mischkammer und von dort zum Kern geführt wird, während im Pausentakt der freie Durchlaß vom Heißluftkessel zur Mischkammer und von der Mischkammer zum Kern gesperrt und zugleich eine Teilstrecke der Leitung zwischen Heißluftkessel und mischkammer mit kalter Druckluft aus der Netzleitung durchgespült wird. Dieses Verfahren kann durch eine Vorrichtung ermöglicht werden, bei der hinter dem Regelventil ein elektrisch beheizter Heißluftkessel angeordnet ist, dessen ausgang über ein Vorventil und ein Nachventil mit der Mischkammer verbunden ist, deren ausgang über ein Abgangsventil in den Kerrkasten mündet. während zwischen Vor- und Nachventil ein Kreuzstück mit Spüldüse gesetzt ist. in das von der einen Kuerrichtung her eine von der Netzleitung her über ein programmgesteuertes Spülventil geführte Druckluftleitung einmündet. die in der anderen (uerrichtung über ein Auslaßventii frei austritt wobei die Schaltung dieser als Zweiwegeventile ausgebildeten Ventile so vorgesehen ist, daß das Spülventil und das Steuerventil der Dosiereinrichtung während des Ärbeitstaktes das Vorventil, das Nachventil und das iXbgangsventil in die Stellung des freien Durchlasses bringen und das Auslaßventil sperren und während des Pausentaktes die Stellungen der Ventile wechseln.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
• Die Wirkungsweise der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines usführungsbeispie1s dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Ventil anordnung während es \rbeitstakts und Fig. 2 das gleiche Schaltbild während des Pausentakts.
• Den dargestellten Schaltbildern liegt eine Ausführung zugrunde, die die folgenden Einzelteile bekannter Art und mit bekannter Wirkungsweise enthält: vBus der Netzleitung NL für Druckluft mit z.B. 6 bar führt die Druckluftleitung über einen Filter F und ein Regelventil RV zur Mischkammer MK. Der Katalysator wird aus seinem Behälter K in Volumendosierung mittels eineS Dosierkolbens D über eine Einspritzdüse der Mischkammer MK zugeführt. Der dabei entstehende Katalysator-Luft-Nebel wird dann von der Mischkammer MK aus durch die in sie eingeleitete Druckluft zur Begasung des Kerns in den Kernkasten eingeführt. Durch unverändert weiter eingeführte Druckluft erfolgt der anschließende Blastakt.
• In üblicher Weise verhindert ein tror die Mischkammer NE gesetztes Rückschlagventil 6 das Eindringen von Katalysatoranteilen in die Druckluftleitung und ein in die Katalysatorleitung eingesetztes Rückschlagventil 7 ein Findringen von Luft in diese Katalysatorleitung. Ein weiteres Rückschlagventil 8 verhindert ein Zurücksaugen des dosiert eingespritzten Katalysators während des Saughubs des Dosierkolbens D und ein zwischen diesem und dem Katalysatorbehälter K eingesetztes Rückschlagventil 9 sperrt den Weg zu diesem während des Druckhubs des Dosierkolbens D. Diesem ist ein Steuerventil SV2 vorgeschal tet, das an eine in der Zeichnung nur angedeutete Steuergruppe SG angeschlossen ist. die in bekannter Weise einstellbare Programme regelt.
• Die Erfindung sieht nun vor. in die Leitung zwischen dem Regelventil RV und der Mischkammer MK einen elektrisch beheizten Heißluftkessel HL einzufügen. der die Luft auf ca. 100°C aufheizt und als Heißluft in die Mischkammer MK eintreten läßt. Dies hat den Vorteil optimaler Mischung in die Gasphase des Katalysators, was extrem kurze Taktzeiten ermöglicht.
• stich die Aushärtung des Kerns wird durch das nachfolgende Durchblasen von Heißluft sehr wesentlich beschleunigt.
• Zur Ausschaltung der Explosionsgefahr sind in die Leitung zwischen Heißluftkessel HL und Mischkammer hlK ein Vorventil 1 und ein Nachventil 2 eingesetzt, zwischen die ein Kreuzstück mit Spüldüse SD gesetzt ist. Diese Ventile sind ebenso wie das der Mischkamber MK nachgesetzte abgangsventil 3 als Zweiwegeventile auf freien Durchlass und auf Sperrung schaltbar.
• Das Kreuzstück SD mündet in der einen (uerrichtung nach oben in ein auf Sperre oder freien \ustritt schaltbares Jiuslaßventil 4 und in der anderen nach uhten in ein Rückschlagventil 5.
• Die Schaltung dieser Ventile erfolgt über ein an der Netzleitung NL angeschlossenes und von der Steuergruppe SG programmgesteuertes Spülventil SVl sowie das Steuerventil SV2 des Dosierkolbens D in folgender weizen Beim xrbeitstakt sind das Vor- und das Nachventil wie das Abgangsventil 1.2.3 auf freien Durchlass geschaltet, während das Auslaßventil gesperrt ist. In der Mischkammer MK befindet sich die dosierte Menge des Katalysator-Luft-Gemischs. Die aus dem Heißluftkessel HL beim Offnen der Ventile 1,2 frei werdende Druckluft strömt als HeiS]uft zur mischkammer MK und befördert das Katalysator-Luft-Gemisch aus ihr über das offene .bgangsventil 3 zum Kernkasten. Je nach dem eingestellten Programm beginnt die 0-10 sec dauernde Begasung mit niedrigem Druck. der dann auf ca. 4-6 bar ansteigt und auf dieser öhe während des anschließenden Blasens verbleibt. bis der Kern ausgehärtet ist.
• Das Auslaßventil 4 wird während dieses Arbeitstakts auf Sperre gehalten durch das Spülventil L1. weiches auch das Nachventil 2 auf Durchlass hält. Die Schaltung des Vorventils 1 und des Abgangsventils 3 erfolgt durch das Steuerventil SV2. welches während des Arbeitstakts zugleich den Saughub des Dosierkolbens D bewirkt.
• Zum Ende des Arbeitstakts wird programmgemäß zunächst das Spülventil SVl umgeschaltet. wodurch das Nachventil 2 gesperrt und gleichzeitig das Auslassventil 4 geöffnet wird. Die Umschaltung des Steuerventils SV2 dagegen erfolgt mit einer kurzen Verzögerung, so daß das Vorventil 1 und das Abgangsventil 3 noch wenige Sekunden länger geöffnet bleiben. Dies hat den Vorteil. daß in der Verzögerungszeit sich der noch volle Druck einerseits aus dem Heialuftkessel TIL über das Auslassventil 4 und andrerseits aus der Mischkammer MK über das noch offene Abgangsventil 3 durch den Kernkasten abbauen kann, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.
• Es könnten zwar alle Ventile 1.2.3,4 gleichzeitig geschaltet werden, wobei aber der anstehende sVrbeitsdruck im Heißluftkessel HL und in der Mischkammer MK erhalten bleibt. Ist diese jedoch relativ hoch wie z.B. 4-6 bar, dann wird - wie Versuche erwiesen haben - die Vernebelung und erst recht die Vergasung des Katalysators in der mischkammer K beim nächsten Takt ungleichförmig. was eine wesentliche tualitätseinbuße der fertigen Kerne bewirken kann.Frfolgt dagegen das Einsprühen des Katalysators in eine weitgehend drucklose Mischkammer MK.
• dann ist stets eine einwandfreie Vernebelung gevährleistet und eine folgende eißluftzufuhr unter anfangs geringem und sich erst steigernden Druck ergibt eine optimale Vergasung.
• Schließlich ist dann. wenn das Steuerventil SV2 so geschaltet ist. daß der Dosierkolben D mehrere Saughübe je Takt hintereinander ausführen kann. eine Zuschaltung der Druckluftzufuhr zur Schaltung des Vorventils l und des Abgangsventils 3 von dem Spülventil SVI aus über zwei Ubergangsventile 10.11 mit Schnellentfüftung zweckmäßig. Es kann dann das Vor- und das Abgangsventil 1,3 vom Spülventil SV1 aus in seiner Lage gehalten werden. auch wenn der Druck vom Steuerventil SV2 aus zwischen Je zwei Saughüben des Dosierkolbens D kurzzeitig ausfällt, was sonst ein störendes Flattern der Ventile 1.3 zur Folge hätte.
• Nach Ablauf der Verzögerung schaltet auch das Steuerventil SV2 um und es sind während des Pausentakts das Vor- und das Nachventil 1,2 sowie das ,sbgangsventil 3 gesperrt, während das .uslaßventil offen ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, fließt dann durch das Spülventil SVl kalte Druckluft von der Netzleitung NL aus über die Spüldüse SD zum offenen isuslaßventil 4 und spült alle etwaigen Gasreste aus der Zwischenstrecke zwischen den Ventilen 1 und 2 und beseitigt so jede Explosionsgefahr durch eine volle Trennung zwischen Feißluftkessel BL und Vischkammer MK.
• Um auch eine etwaige Gefahr durch zu hohe Temperaturen an der Mischkammer K zu beseitigen, sieht die Erfindung zwischen deren Nietallkörper einschl. Einspritzdüse der Katalysatorleitung und dem Rückschlagventil 6 einen großvolumigen Schlauch MKi aus wärmedämmendem Material vor, der Teii der Mischkammer ist. Außerdem kann die Katalysatorleitung vor Eintritt in die Mischkammer K ein Kühl rohr KR aufweisen, das von der Kaltluft führenden Leitung zwischen Spüldüse SD und Spülventil SV1 umflossen wird. Da diese Kühlung während des Pausentakts erfolgt, in dem auch die Dosierung stattfindet. wird eine zu frühe Verdampfung des Katalysators verhindert und eine optimale, gleichbleibende Katalysator-Luft-Mischung gewährleistet. Ferner kann auch ein Temperaturschutzschalter T die Gesamtanlage abschalten Die Erfindung hat den Vorteil, extrem kurze Taktzeiten auch bei Verwendung von Katalysator allein zu ermoglichen, ohne daß dabei irgendwelche Explosionsgefahren bestehen.
• L e e r s e i t e

Claims (8)

1. Patentansprüchei 1./ Verfahren zur Kernherstellung für Gießereizwecke, bei welchem ein Katalysator über eine Dosiereinrichtung in eine Mischkammer eingegeben wird und dann von über ein Regelventil in die Mischkammer eingeführter Druckluft mit ihr vermischt dem Kern zur Begasung zugeleitet wird. wonach in einem nur mit Druckluft durchgeführten Blastakt der Kern durchgespült wird. dadurch gekennzeichnet. daß die Druckluft hinter dem Regelventil (RV) in einen elektrisch beheizten Heißluftkessel (L) geleitet, erhitzt und gespeichert wird, van wo aus sie im Arbeitstakt in die Mischkammer iK) und von dort zum Kern geführt wird. während im Pausentakt der freie Durchlaß vom Heißluftkessel (HL) zur Mischkammer (NiK) und von der Mischkammer zum Kern gesperrt und zugleich eine Teilstrecke der Leitung zwischen Heißluftkessel (HL) und Mischkammer (NLK) mit kalter Druckluft aus der Netzleitung (NL) durchgespült wird.
2. 2./ Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des I:rbeitstakts der freie Durchgang zwischen HeiBluftkessel (H@) und mischkammer (MK) gesperrt und der in ihnen vorhandene Hrbeitsdruck abgebaut wird.
3. 3./ Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß der Metallkörper der Mischkammer (MK) gegen übermäßige Erhitzung geschützt und der Katalysator vor dem Eintritt in die Mischkammer (MK) mit kalter Druckluft gekühlt wird.
4. 4./ Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der svnsprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Regelventil (RV) ein elektrisch beheizter Heißluftkessel (ist) angeordnet ist, dessen Ausgang über ein Vorventil (1) und ein Nachventil (2) mit der Mischkammer (NiK) verbunden ist. deren .usgang über ein .;bgangsventil (3) in den Kernkasten mündet, während zwischen Vor- und Nachventil (@.2) ein Kreuzstück mit Spüldüse (SD) gesetzt ist, in das von der einen (uerrichtung her eine von der Netzleitung (NL) her über ein programmgesteuertes Spülventil (sol) geführte Druckluftleitung einmündet.

   die in der anderen Querrichtung silber ein .'.uslaßventil (4) frei ausmündet, wobei die Schaltung dieser als Zweiilegeventile ausgebildeten Ventile (1,2,3,4) so vorgesehen ist, daß das Spülventil (SVl) und das Steuerventil (SV2) der Dosiereinrichtung (D) während des Arbeitstakts das Vorventil (1), das Nachventil (2) und das Abgangsventil (3) in die Stellung des freien Durchlasses bringen und das Auslaßventil (4) sperren -nd während des Pausentakts die Stellungen der Ventile wechseln.
5. 5. / Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (SV2) mit dem Vor- und dem Abgangsventil (l,3) verbunden und so gesteuert ist, daß es am Ende des !vrbeitstaktes erst nach dem Umschalten des Spülventils (SVI) mit kurzer Verzögerung seine zweite Stellung einnimmt.
6. 6./ Vorrichtung nach anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorventil (1) und das Abgangsventil (3) zusätzlich über mit Schnellentlüftung versehene Übergangsventile (10,11) auch an das Sptilventil (SV1) angeschlossen sind.
7. 7./ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem in der Druckluftl eitung angeordneten Rückschlagventil (6) der Mischkammer (MK) und deren die Einspritzdüse des Katalysators enthaltenden Metallkörper ein großvolumiger Schlauch (mol) zwischengesetzt ist, der einen Teil der Mischkammer bildet und aus wärmedämmendem Material hergestellt ist.
8. 8./ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Katalysator zur mischkammer (MK) führende Leitung vor dem Kischkammereintritt ein Kühlrohr (KR) durchsetzt, das von der vom Spülventil (SV1) zur Spüldüse (SD) geführten kalten Druckluft umströmt ist, und daß ein Temperaturschutzschalter (T) am Rückschlagventil (6) anliegt. der bei Lbertemperatur die Gesamtanlage abschaltet.