DE2758105C2 - Vorrichtung zum Kühlen von rückgeführtem Gießereiformmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von rückgeführtem Gießereiformmaterial in einer Sandguß-Gießereieinrichtung.

In bekannter Weise wurden verschiedene Versuche unternommen, um bestehende Sandkühlungsprobleme durch Vorsehen von Kühlstationen zu lösen, die dem Sand Kühlwasser hinzusetzen. Allgemein sind eine oder mehrere Sonden in dem Sandtrichter oder Kollergang angeordnet, um entweder die Temperatur oder den Feuchtigkeitsgehalt zu erfassen. Solche Sonden können in Form eines Temperaturkolbens oder Thermoelements zum Erfassen der Temperatur oder in Form von elektrischen Widerstandssonden zum Erfassen der Leitfähigkeit (Feuchtigkeit) ausgebildet sein. Von derartigen Fühlern erhaltene Signale werden zum Steuern des Hinzusetzens von Wasser zu dem Sand benutzt. Solche Systeme leiden unter dem Nachteil, daß derartige Fühler ein langsames Ansprechverhalten haben. Da die Fühler in den Sand eingesteckt werden, geben sie nicht notwendigerweise die wahre Temperatur oder Feuchtigkeit des Sandes an entfernten Bereichen wieder.

Aus der DE-OS 22 32 851 ist bekannt zu der Temperatur des Formsandes auch noch dessen Gewicht bzw. Volumen zu erfassen. Hierzu wird eine Waage bzw. Bandwaage benutzt über weiche der Sand hinwegläuft. Es müssen jedoch Vorkehrungen getroffen werden, um das jeweils oberhalb der Bandwaage vorhandene Sandvolumen konstant zu halten, damit die gewünschten Meßwerte erfaßt werden können. Die vorbekannte Vorrichtung benutzt Kontaktelemente zum Erfassen der Temperatur und des Volumens des anzufeuchtenden Sandes. Die Vorrichtung arbeitet aber nur dann bestimmungsgemäß, wenn der Sandbunker eine Mindestfüllung von Sand enthält Dementsprechend ist auch nur ein Chargenbetrieb möglich, und zwar auch dann, wenn eine Bandwaage benutzt wird. Der Schieber öffnet nur, wenn eine vorbestimmte Mindestmenge Sand im Bunker enthalten ist und schließt jeweils, nachdem eine gewisse Menge Sand aus dem Bunker ausgelaufen ist Mit dieser Vorrichtung ist es nicht möglich im kontinuierlichen Betrieb Gießereiformmrterial mit ίο Wasser zu vermischen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die beschränkte Fähigkeit bekannter Systeme, mit Veränderungen in dem gesamten Wärmegehalt des Sandes an der Kühlstation fertig zu werden, zu überwinden. Zu diesem Zweck soll eine entsprechende Vorrichtung der genannten Art geschaffen werden, bei der dem Gießereisandkühlwasser als Funktion des absoluten Wärmegehaltes zugesetzt wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine

Vorrichtung der genannten Art erfindungsgemäß durch die in dem Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den jeweiligen U nteransprüchen.

Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht eine berührungsfreies Erfassen des Wärmegehalts des heißen gießereiformbildenden Materials, wie beispielsweise des Gießereisandes, dsr in einer Sandguß-Gießereieinrichtung von den gegossenen Artikeln bzw. Formungen abgetrennt wird. Es sind Mittel zum Steuern des Aufbringens einer Kühlflüssigkeit, wie Wasser, auf das abgetrennte Material vorhanden, welches zwecks Wiederverwendung zu den Formungsgliedern zurückgeleitet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen von rückgeführtem Gießerei formmaterial in einer Sandguß-Gießereieinrichtung zeichnet sich aus durch einen Förderer für gießereiformbildendes Material, durch einen ersten Fühler zum Erzeugen eines ersten Signals, das die Menge des sich auf dem Förderer befindlichen Materials wiedergibt, durch einen zweiten Fühler zum Erzeugen eines zweiten Signals, das die Temperatur des sich auf dem Förderer befindlichen Materials wiedergibt, durch erregbare bzw. ansteuerbare Ventilmittel zum Aufbringen eines Kühlmittels auf das gießereiformbildende Material auf dem Förderer, wobei die ersten und zweiten Fühler vom berührungsfreien Typ sind bzw. berührungsfrei arbeiten, und durch Steuerungsmittel, die auf das erste Signal sowie auf das zweite Signal ansprechen, um die Erregungsvorgänge der Ventilmitel und hierdurch das Volumen des mittels der Ventilmittel aufgebrachten Kühlmittels zu steuern. Der erste Fühler kann ein Ultraschall-Tiefenmesser sein, der ein elektrisches Signal als Funktion der Distanz zwischen dem Tiefenmesser und der Oberfläche des gießereiformbildenden Materials erzeugt. Der zweite Fühler kann ein Infrarotdetektor sein, der ein elektrisches Signal als Funktion der von dem gießereiformbildenden Material abgestrahlten Wärme ist.

Das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen von auf einem Förderer rückgeführten Gießereiförmmaterial in einer Sandguß-Gießereieinrichtung durchgeführte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß

die Temperatur und das Volumen des Materials über die

beiden Fühler berührungsfrei erfaßt wird, daß in Abhiingigkeit von der erfaßten Temperatur sowie dem erfaßten

Volumen ties Materials ein Steuerungssignal erzeugt wird und daß das Steuerungssignal zum Steuern des Volumens des dem Sand zum Kühlen des selben

zugesetzten Kühlmittels benutzt wird. Das Erfassen des Volumens erfolgt unter Anwendung von Ultraschall, und die Temperaturbestimmung erfolgt durch Erfassen der Strahlungswärmeenergie. Das Steuerungssignal ist ein Analogsignal, welches in ein digitales Signal umge- s setzt wird. Das Volumen des Kühlmittels wird in Abhängigkeit von dem digitalen Signal digital gesteuert

Vorzugsweise erfolgen die Meß- bzw. Erfassungsvorgänge in bezug auf den rückgeführten Gießereisand vor seinem Eintreten in die Kühlstation. Eine präzise bzw. genaue Menge an Kühlfluid, wie Wasser, wird einem vorbestimmten Volumen heißen Gießereisandes zugesetzt, um dessen Temperatur auf «inen Wert unterhalb eines vorbestimmten Pegels zu reduzieren. Der Wärmegehalt einer Gießereisandmcnge wird mit berührungslos arbeitenden Temperatur- und Volumenerfassungsmitteln ausgemessen. Das Volumen und die Temperatur des Sandes in einer vorbestimmten Zone des Fördersystems repräsentierende Signale werden digital verarbeitet. Die digital verarbeiteten Signale dienen zum Aktivieren bzw. Ansteuern von Wasserventil^a.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet somit eine Verbesserung einer kontinuierlich arbeitenden Sandguß-Gießereivorrichtung, bei dem Gußsand rückgeführt wird, um die Probleme zu verringern, die mit einem Behandeln großer Sandmengen verbunden sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein System gebildet, bei dem das Aufbringen von Kühlwasser auf den heißen Sand unter Anwendung von berührungslosen Fühlern gesteuert wird. Das System umfaßt einen Infrarot-Temperaturfühler und einen Ultraschall-Pegelfühler zum Bilden eines Paares von Signalen, die die Temperatur und das Volumen des benutzten Sandes wiedergeben. Der Temperatur und dem Volumen entsprechende elektrische Funktionen werden in einer analogen Weise kombiniert bzw. zusammengefaßt und dann digitalisiert, um in einer digitalen Weise eine Vielzahl von Wasserzufuhrdüsen zu steuern, die dem rückgeführten Sund Kühlwasser zuführen, nachdem der Sand von den gegossenen Gegenständen bzw. den Formungen abgetrennt worden ist.

Das zur Sandkühlung dienende Steuerungssystem für eine Sandgußgießereivorrichtung enthält ein Kühlsystem, das stromabwärts von der Rüttelstation angeordnet ist, wo die Formlinge von dem heißen Sand abgetrennt werden. Die bei dem Kühlungsvorgang benutzte Menge des Kühlfluids wird durch ein digitales System gesteuert, welches auf den gesamten Wärmegehalt des Sandes anspricht, der durch eine kombinierte Funktion der Sandtemperatur und des Sandvolumens bestimmt wird. Die Temperatur- und Volumenparameter werden durch berührungsfrei arbeitende Fühler bestimmt, die in Form eines Infrarotfühlers und eines Ultraschallfuhlers ausgebildet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm einer kontinuierlich arbeitenden Sandguß-Gießereieinrichtung mit Sandkühlungssystem,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung die Schaltungsanordnung zum Umsetzen elektrischer Funktionen bezüglich der Sandtemperatur und des Sandpegels in digitale Signale und

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung das zum Aufbringen von Wasser -^ienende Ventilsystem einer bevorzugten Ausführungsform.

Eine Sandmischstation 1 kann einen herkömmlichen Läufer bzw. Kollergang oder Mischer enthalten, der frischen Aufbausand mit rückgeführtem Sand und Wa»>ser sowie einem Bindemittel zum Herstellen einer homogenen Mischung zusammenfaßt. Dieser Gießereisand wird über einen unteren Trichter zu einem Bandförderer geleitet und hat eine Konsistenz, die ein Umpacken eines Pilotmodells in einer der zuvor erwähnten DISAMATIC Hochdruck-Formmaschinen 2 und ein Beibehalten der Form während des Trennens von dem Pilotmodell sowie während eines Kombinierens mit einer anderen Formhälfte ermöglicht Die Sandfonnhälften werden von Elementen des Systems zusammengehalten und längs des Bandförderers zu einer Gießstation 3 transportiert, wo die Formenhohlräume mit geschmolzenem Metall gefüllt werden.

In einer typischen Gießerei können mehrere Produktionsstraßen gleichzeitig betrieben werden. F i g. I zeigt einen gleichzeitigen Betrieb mit drei Straßen, wobei der Gießereisand drei separaten paralleler Fördersystemen zugeführt wird. Da alle Produktiou^traßen ähnlich arbeiten, wird zur Verkürzung der vorliegenden Beschreibung der Betrieb nur einer Straße beschrieben, wobei jedoch ähnliche Elemente der anderen Straßen mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind.
Die die form bildende Gießereisandmischung entzieht dem in den Formenhohlraum gegossenen geschmolzenen Metall einen gewissen Wärmeanteil, und es erfolgt ein Verfestigen bzw. Erstarren des Metalls beim Transportieren der Form längs des Förderbandes zu einer herkömmlichen Rüttelstation 4. An dieser Station werden die Formen in Schwingungen versetzt oder ausreichend stark bewegt, um den Formling von dem Sand zu trennen, und der Gießtrichter wird manuell von dem Formling abgetrennt. Die Formlinge werden zu einer Werkstückaufnahmestation gefördert, während der heiße Sand durch ein Sieb auf einen querverlaufenden Bandförderer gelangt, um zu einem Halte- bzw. Aufnahmetank für rückgeführten Sand zurückgeleitet zu werden.

N'-,ch der Rüttelstation 4 gelangt der heiße Sand, der Ln der Sandrückführungsschleäfe eine Temperatur zwischen 65 bis 162°C haben kann, zu einer Temperaturerfassungsstation S, einer Volumenerfassungsstation 6 und einer Kühlungs- oder Wasserabkühlungsstation 9. Die Temperaturerfassungsstation enthält einen berührungsfreien Temperaturfühler, der bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ein Infrarotfühler ist, welcher ein elektrisches Signal erzeugt, das die Sandtemperatur wiedergibt, ohne daß eine Berührung mit dem Sand vorliegen muß. An etwa demselben Punkt in der Sandrückführungsschleife ist auch die Volumenerfassungsstation 6 mit einem berührungsfreien Fühler verbunden, der bei einer bevorzugten Ausführungsform ein UltraschaUfühler ist, welcher übas dem sich bewegenden Band angeordnet ist und zum Messen der genauen Sandhöhe auf dem Förderer dient. Diese Messungen werden über einen vorbestimmten Zeitzuwachs durchgeführt. Da die Breite des Förderers bekannt ist (gewöhnlich 76,2 cm), läßt sich eine genaue Messung des Sandvolumens erzielen. An den Ausgängen der berührungsfreien Fühler entstehen elektrische Signale, die der Temperatur einerseits und dem Volumen andererseits des rückgefuhrten Sandes entsprechen. Diese Signait· werden einer Energiebestimmungsschaltung 7 zugeführt, die das Ausgangssignal des Infrarot-Temperaturfühlers 5 mit dem Volumensignal des Ultraschall kombiniert, um ein analoges

Signal zu erzeugen, das einem Ventilsteuerung-Digitalisierer 8 zugeleitet wird. Dieser erzeugt Signale, welchen den digitalen Signalen ähneln, die gewöhnlich zum Erregen von Digitalanzeigegliedern für numerische Ziffernanzeigen benutzt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden jedoch die digitalen Signale zum Aktivieren von einem oder mehreren einzelnen Ventilen benutzt, die zugeordnete Wassersprüh- bzw. -abkühlungsdüsen an der Wasseraufbringungs- oder abkühlungsstation 9steuern. Die Wasserabkühlungsdüsen sind entsprechend geeicht, um in Abhängigkeit von den anstehenden Signalen unterschiedliche Wassermengen an den heißen Sand abzugeben. Durch wahlweises Ansteuern der Düsen mittels des Ventilsteuerung-Digitalisierers wird eine exakte Wassermenge über den Sand gesprüht bzw. gespritzt, um dessen Temperatur zu reduzieren. Vorzugsweise wird der Sand auf eine Temperatur unter 44°C bis 60⁰C gekühlt.

Der gekühlte Sand wird dann tu einem Drehsicb IG transportiert, welches sicherstellt, daß der Sand in einzelne Kornbestandteile gebrochen wird, bevor er zu einem Tank bzw. Behälter 55 für rückgeführten Sand geleitet wird. Dieses Drehsieb führt auch zu einem leichten zusätzlichen Kühlungseffekt, und zwar infolge des Umstürzens und Belüftens des Sandes. Von dem Tank bzw. Behälter gelangt der gekühlte Sand bei Bedarf zu der Sandmischstation, und die Betriebsschleife ist beendet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Temperaturfühler 5 aus Fig. 1 ein Infrarotfühler. Der Volumenfühler 6 ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform ein Ultraschall-Pegelkontrollgerät.

Das Ausgangssignal des Infrarot-Temperaturfühlers ist ein Signal im Bereich von 0 bis 10 Volt und gibt die Temperatur des Sandes an. Dieses Signal wird einer Eingangsbuchse 71 aus Fig. 2 und dann einem Linearisierer 11 zugeleitet. Die Kombination des Infrarotfühlers und des Linearisierers führt zum Erzeugen eines sich von 0 bis 10 Volt linear verändernden Signals, das die sich von Umgebungstemperatur bis 260⁰C verändernde Temperatur des Sandes wiedergibt. Ein Filterkondensator 12 ist zwischen den zum Linearisierer 11 führenden Ausgang des Infrarotfühlers 5 und Masse geschaltet, um ein Rauschen in Form von Wechselfrequenzsignalen auszuschalten. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Ausgangssignal des Linearisierers ein relativ konstantes Signal ist.

Das Ultraschall-Pegelkontrollgerät erzeugt ein von 0 bis 10 Volt reichendes Signal, welches einen Abstand von 304,8 bis 406,4 mm zwischen der Sandoberfläche und dem Wandter bzw. Meßwertumformer darstellt. Die 304,8 mm Distanz repräsentiert das Signal von 10 Volt, und wenn kein Sand auf dem Band vorhanden ist, nimmt die Ausgangsgröße des Kontrollgerätes ihr Maximum an. Zu diesem Zweck befindet sich das Ultra-Schallübertragungsgerät in einem Abstand von 406,4 mm von der Oberfläche des Förderbandes. Wenn sich kein Sand auf dem Förderer befindet, wird der Buchse Jl aus Fig. 2 ein 50 Volt Signal zugeführt

Ein Widerstand 13 kann zwischen die Buchse Jl und einen Differenzverstärker 14 geschaltet werden, um eine Kompensation einer Ultraschall-Pegelerfassungssonden-Ausgangsgröße zu ermöglichen, die den erwünschten 0 bis 10 Volt Bereich für die vorkommenden Distanzen bzw. Abstände übersteigt. Ein aus Widerständen 15 und 16 bestehendes ohmsches Netzwerk eignet sich zum Ankoppeln einer positiven Spannung von 10 Volt an den positiven Eingang des Differenzverstärkers 14, so daß eine Ausgangsgröße 0 gebildet wird, wenn ein 0 Volt Signal (kein Sand auf dem Band) zum negativen Eingang des Differertzverstärkers über die Buchse Jl geleitet wird. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 wird einem von zwei Eingängen eines Multiplizierers 12 und über einen Widerstand 17 einem sperrenden Netzwerk zugeführt. Dieses ist so berechnet bzw. ausgelegt, daß unabhängig von dem Ausgangssignal der Temperaturerfassungsmittel ein Hinzusetzen von Wasser zu einer relativ dünnen Sandschicht vermieden wird. Zu diesem Zweck kann derauf das Volumen ansprechende Differenzverstärker 14 funktionsmäßig als ein Operationsverstärker betrachtet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Differenzverstärker 14 eine herkömmliche integrierte Schaltung. In Fig. 2 sind drei weitere Verstärker 21,25 und 53 dargestellt, die sämtlich auf demselben integrierten Schaltungsplättchcii LmJiA angeordnet sind und als Operationsverstärker, Verstärker oder Inverter arbeiten können. Diese bestimmte integrierte Schaltung wurde bei der bevorzugten Ausführungsform ausgewählt, um die Anzahl der durch die Schaltung erforderlichen Grundkomponenten zu verringern.

Gemäß Fig. 2 werden Unregelmäßigkeiten bezüglich der Ausgangsgröße des Differenzverstärkers 14 durch ein RC-Rückkopplungsnetzwerk mit einem Widers,und 18 und einem Kondensator 19 verringert. Das sich ergebende relativ stabile Ausgangspotential bildet eine der zwei Eingangsgrößen des Multiplizierers 12, dessen andere Eingangsgrö2e der Ausgangsgröße des Linearisierers 11 entspricht. Der Multiplizierer 12 ist eine handelsübliche Komponente, die unter der Bezeichnung 4204/ von der Burr Brown hergestellt wird. In dem Multiplizierer 12 werden die Ausgangssignale des Linearisierers 10 und des Differenzverstärker? 14 zuerst multipliziert, um ein Signal im Bereich von 0 bis 100 Volt zu erzeugen. Dann wird dieses Signal durch 10 geteilt, um ein Ausgangssignal im Bereich von 0 bis !0 Volt zu erzeugen, welches eine Funktion des gesamten Wärme-bzw. Energieinhalts des die Kontrollstation passierenden Sandes ist. Das 0 bis 10 Volt Ausgangssignal des Multiplizieres 12 wird einem Potentiometer 20 zugeführt, welches den Verstärkungsgrad der Multipliziererausgangsgröße verändert. Dieses modifizierte Analogsignal ist das Wassersteuerungssignal in seiner grundsätzlichen analogen Form.

Das analoge Wassersteuerungssignal wird über einen Widerstand 22 dem negativen Eingang eines Verstärkers 21 zugeleitet. Dieser enthält einen zum negativen Eingang führenden ohmschen Rückkopplungspiad mit einem Widerstand 23. Dieser Verstärker liefert auch ein Signal an einen Prüfpunkt 24, der während des Eichens und der Wartung bzw. des Betriebes benutzt wird. Das Signal wird ferner über einen Widerstand 24 zum negativen Eingang eines Differenzverstärkers 25 geleitet, der einen zum negativen Eingang führenden Rückkopplungspfad mit einem Widerstand 26 enthält. Der positive Eingang des Differenzverstärkers 25 wird zwischen —10 Volt und +10 Volt verändert, und zwar durch eine Versetzungssteuerung, die einen Spannungsteiler mit einem variablen Widerstand 27 aufweist. Die Funktion der Steuemngsschaltung besteht darin, den Bereich zu verlagern, bei dem das System arbeitet, um dem heißen Sand Kühlwasser zuzuführen und um eine Kompensation für verschiedene Betriebsarten vorzusehen. Die Verstärkungssteuerung und das analoge Verlagerungssignal erzeugen am Ausgang des Differenzverstärkers

ein Signal, das einem Eingangsstift 24 eines Analog-Digital-Wandlers 28 zugeführt wird.

Der Analog-Digital-Wandler 28setzt das analoge Eingangssignal am Stift 24 in ein 4 Bit Ausgangssignal an den Stiften 5, 6,7und 8um. Dieses Ausgangssignal wird vier digitalen Signalieitungen zugeführt, die mit einem Register 37 und über 510 Ohm Widerstände 33, 34, 35 sowie ?ü-mit Lichtemissionsdioden 29, 30, 31 sowie 32 verbunden sind. Die Lichtemissionsdioden 29 bis 32 dienen bei der Schaltung als Anzeigeglieder, um eine to optische Überwachung während Testfolgen und Eichvorgängen zu ermöglichen.

Der Analog-Digital-Wandler 28erfordert jeweils eine -15 Volt, +15 Volt und +5 Volt Spannungsversorgung Tür einen passenden Betrieb. Diese Potentiale werden von einer herkömmlichen Versorgungs-bzw. Leistungsquclle abgeleitet und über Eingangsmittel mit kapazitiven Filternetzwerken angelegt, welche unerwünschte Frequenzen ausschalten können, die die Gleichstramleitungen modulieren bzw. beeinflussen können.

Die den vier digitalen Signalleitungen zugeführte Ausgangsgröße des Analog-Digital-Wandlers 28 wird als Eingangsgröße an die Stifte 3, 4, 5 und 6 des Registers 37 angelegt. Dieses Register kann ein herkömmliches Speicherregister sein, welches in Abhängigkeit von den digitalen Eingangssignalen vom Analog-Digital-Wandler an seinen Ausgangsleitungen 11, 12, 13 und 14 ein ungeregeltes 12 Volt Ausgangssignal liefert. Die vier Ausgangssignale des Registers 37 werden zum Steuern von Magnetventilen an der Kühlstation benutzt und müssen deshalb über vorbestimmte Zciti ntervalle relativ stabil bleiben, um ein ungleichförmiges und übermäßiges Arbeiten der Ventile zu vermeiden. Somit arbeitet das Register 37 als ein Puffer zwischen dem Wandler 28 sowie den Magnetventilen und hält die Steuerungssignale in dem erwünschten Dauerzustand, um eine fehlerhafte Ventilbetätigung zu vermeiden, wenn der Analog-Digital-Wandler 28 auf den neuesten Stand gebracht wird.

Wenn der Analog-Digital-Wandler 28 auf den neuestcn Stand gebracht wird, wird am Stift 1 ein Zustandssignal mit einer schmalen Spitze erzeugt, sobald der Wandler das Digitalisieren des analogen Eingangssignals beendet hat. Dieses Zustandssignal wird dem Stift 7 des Registers 37 zugeleitet, wodurch dieses gelöscht wird und auf den neuesten Stand gebracht werden kann, nämlich auf die letzte digitale Ausgangsgröße des Analog-Digital-Wandlers 28. Das Zustandssignal wird auch einer Verzögerungsschaltung zugeführt. Zu diesem Zweck wird das Zustandssignal an einen Eingang eines NAND-Tors 38 angelegt, dessen anderer Eingang und dessen Ausgang über eine RC-Schaltung mit einem NAND-Tor 39 verbunden sind, um einen monostabilen Multivibrator zu bilden. Das Ausgangssignal des Multivibrators wird zum Triggern eines NAND-Tors 40 benutzt, das als ein Inverter arbeiten kann. Die NAND-Tore 38, 39 und 40 sind zweckmäßigerweise auf einem integrierten Ή Schaltungsplättchen vom Typ 7400 zusammengefaßt.

Das ausgangsseitige Zustandssignal am Stift 1 des Analog-Digital-Wandlers 28 veranlaßt die NAND-Tore 38 und 39 zum Erzeugen eines einzelnen Impulses, der überdasals Inverterarbeitende NAND-Tor 40zu einem Zeitglied 41 geleitet wird Dieses kann ein herkömmliches Signetics Zeitglied vom Typ 555 oder dergleichen sein, welches eine zeitbezogene Ausgangsgröße erzeugt, welche durch eine RC-Schaltung mit einem variablen Widerstand 4Z einem Widerstand 43 und einem Kondensator 44 bestimmt wird. Das Ausgangssignal des Zeitgliedes bzw. Zeitgebers 41 wird am Stift 3 abgenommen und zum Stift 3des Analog-Digital-Wandlers 28 geleitet. Durch dieses Signal wird der Wandler dazu veranlaßt, den Ausgang freizugeben und mit einer erneuten Umsetzung des analogen Eingangssignals zu beginnen. Somit wird das Zustandssignal vom Stift 1 des Analog-Digital-Wandlers über ein Zeitverzögerungsmittel zum Rücksetzeingang des Analog-Digital-Wandlers geleitet. Die Zeitverzögerung liegt in typischer Weise in der Größenordnung von 2 Sekunden, und das auf den heißen Sand aufgebrachte Wasservolumen kann mit dieser Frequenz bzw. Häufigkeit geändert oder erneuert werden. Jedoch sind die Steuerungskomponenten des Zeitgebers, nämlich der Widerstand 42 in Verbindung mit dem Widerstand 43 sowie dem Kondensator 44 so gewählt, daß der Zeitgeber das Zurücksetzen des Analog-Digital-Wandlers für 10 Sekunden verzögern kann. Diese Verzö°erun° bszü°!ich der Erneue* rung des Analog-Digital-Wandlers ermöglicht es ferner zeitmäßig, daß sich die an den Meßwertumformern erfaßte Sandmasse längs des Förderers bewegen kann, um die Wasserkühlzone des Fördersystems zu erreichen, welche gegenüber den Fühlern körperlich verlagert sein kann, bevor die Wasserdüsen in Abhängigkeit von dem erfaßten Wärmeinhaltspegel der spezifischen Sandmasse aktiviert werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Volumen- und Temperaturfühler so nahe wie möglich an der Wasserkühlstation angeordnet.

Ein NAND-Tor 45 ist ein für die Versorgungseinschal· tung zuständiges Torsystem, das einen Impuls liefert, wenn zum ersten Mal Leistung an das System angelegt wird. Dieser Impuls veranlaßt ein sofortiges Löschen des Registers 37, um ein sporadisches Erregen der Wassersteuerungssolenoide zu vermeiden, wenn das System zum ersten Mal bzw. anfänglich aktiviert wird. Zu diesem Zweck sind die Eingänge des NAND-Tors 45 über einen Widerstand von 10000 Ohm mit der 5 Volt Versorgungsquelle verbunden, und das entstehende Freigabe- bzw. Löschsignal wird einem Eingang 12 des Registers 37 zugeführt.

Wie es zuvor erwähnt wurde, wird das Ausgangssignal des pegelabhängigen Differenzverstärkers 14 über den Widerstand 17 angelegt, um einen Betrieb des Systems zu unterbinden, wenn auf dem Förderer eine vorbestimmte minimale Sandmenge vorliegt. Diese Schaltung arbeitet in der Weise, daß das Signal über den Widerstand 17 zu dem negativen Eingang eines Differenzverstärkers 46 geleitet wird, der als ein Niedrigpegel-Detektor arbeitet. Von dem Differenzverstärker 46 wird ein Ausgangssignal als Funktion des Vergleichsvorgangs zwischen dem Sandpegel, der durch das Eingangssignal an Jl dargestellt wird, und der positiven Spannung erzeugt, welches dem positiven Eingang über ein Spannungsteilernetzwerk aus den Widerständen 47, 48, 49, 50 und 51 zugeleitet wird. Das Ausgangssignal des .Differenzverstärkers 46 wird dem Stift 1 des Registers 51 zugeführt. Durch dieses Signal werden das Registerausgangssignal gelöscht und der Ausgang auf dem Null· oder Löschzustand gehalten, bis das Signal entfernt wird. Hierdurch wird ein Aufsprühen von Wasser auf das Förderband vermieden, wenn ein vorbestimmtes minimales Sandvolumen vorliegt, und zwar unabhängig von der Wärmemenge, die durch den Sand erzeugt werden kann. Der Vorteil einer solchen Niedrigpegel-Steuerung ist leicht ersichtlich. Beispielsweise wird die Möglichkeit eines Verschlammens oder

ίο

Zusammenbackens verringert, was auch beim Hinzusetzen von kleinen Wassermengen auftreten könnte.

Das System erfordert eine geregelte -10 und +10 Volt Spannungsquelle, und diese wird durch Filtern der—15 und + 15 Volt Eingangsgrößen an den Buchsen J3 sowie JA über ein RC-Filter gebildet, wobei dann ein Anlegen an einen herkömmlichen Spannungsregler erfolgt, wie einen in F i g. 2 bei 52 dargestellten monolithischen Präzisionstyp REF-Ol. Die Ausgangsgröße des Reglers 52 ist eine Spannung von +10 Volt, die zum Erzeugen der erforderlichen —10 Volt an einen Inverter 53 angelegt werden.

Die für verschiedene integrierte Schaltungen des Systems erforderlichen 5 Volt Potentiale werden durch normale ohmsche Spannungsteiler abgeleitet, die in die Versorgungsquelle eingebaut und jedoch in Fi g. 2 nicht dargestellt sind. Fig. 3 zeigt die Spannungsversorgung in Blockdiagrammform, wobei die —5 sowie +5 Volt Ausgangsgrößen und die —15 sowie+ 15 Volt Ausgangsgrößen aufgezeigt sind. Das Spannungsversorgungsglied 60 aus Fig. 3 kann irgendeines einer Anzahl von normalen handelsüblichen Spannungsversorgungsgliedern sein, die von einer Wechselspannungsquelle mit beispielsweise 110 oder 220 Volt Gleichspannungspotentiale ableiten. Diese Potentiale werden der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung zugeführt, die in Fig. 3 als eine Digitalsignal-Zentraleinheit 61 dargestellt ist.

Die die Stifte 11, 12, 13 und 14 betreffenden Ausgänge des Registers 37 aus Fig. 2 sind in den Fig. 2 und 3 als Ausgänge 62,63,64 und 65 bezeichnet. Diese Ausgänge liegen bei einer bevorzugten Ausführungsform auf etwa 0 Volt oder auf ungeregelten 12 Volt, was davon abhängt, ob Relais 66, 67, 68 oder 69 zu erregen oder nicht zu erregen sind. Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei den Relais 66 bis 69 um normale Gleichstromrelais mit normalerweise offenen Kontakten 71, 72, 73 und 74. Diese Kontakte können jeweils geschlossen werden, wenn das zugeordnete Relais durch ein Ausgangssignal an den Leitungen bzw. Ausgängen 62, 63, 64 oder 65 erregt wird.

Die Kontakte 71 bis 74 verbinden die zugeordneten Solenoide über Schmelzsicherungen 75 bis 78 mit den Wechselstromversorgungsleitungen, damit die zugeordneten Wassersteuerungssolenoide 79, 80, 81 und 82 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Registers 37 an den Leitungen bzw. Ausgängen 62 bis 64 erregt werden. Jedes Solenoidventil steuert die Wasserzufuhr zu einer Sprühdüse einer vorbestimmten Strömungskapazität, so daß eine präzise Steuerung der Menge des zu dem heißen Sand hinzugefügten Kühlwassers möglich ist. Parallel zu jedem Wassersteuerungssolenoid liegt jeweils eine Anzeigelampe 83 bis 86, um an der Kühlstation eine optische Anzeige der aktiven Ventile vorzusehen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Relais 66 bis 69 und die Kontakte 71 bis 74 Festkörperrelais des von der Teledyne unter der Nummer 601 bis 1403 hergestellten Typs. Diese handelsüblichen Festkörperrelais verwenden optisch gekoppelte Trennglieder zum Einschalten von siliziumgesteuerten Gleichrichtern, die ihrerseits einen Stromkreis zu den Solenoiden herstellen. Um sich diese Ausführungsform klarer zu machen, sind die Relaisspulen 66 bis 69 durch optisch gekoppelte Trennglieder und die Kontakte 7\ bis 74 durch siliziumgesteuerte Gleichrichter zu ersetzen.

Die vier Solenoidventile sind mit Sprühdüsen verbunden, die vorzugsweise auf einer digitalen Basis bemessen sind. Beispielsweise können eine erste Düse 1 gal bzw. 3,791 pro Minute, eine zweite Düse 2 gal bzw. 7,571 pro Minute, eine dritte Düse 4 gal bzw. 15,14 I pro Minute und eine vierte Düse 8 gal bzw. 30,28 I pro Minute erzeugen. Die Bemessung der Düsen kann in Anpassung an eine bestimmte Situation verändert werden, wobei jedoch vorzugsweise eine Digitalisierung vorliegen sollte, damit den Ausgangssignalen des Analog-Digital-Wandlers 28 entsprechende Verhältnisse vorliegen. Bei einer anderen Ausführungsform bildet der Wandler 28 ein paralleles Signal mit sechs Ausgängen, und in diesem Fall sind sechs Solenoid-Steuerungsventile vorgesehen. Die Anzahl der benutzten Ventile kann in Abhängigkeit von der Kombination von Inkrementen des abzugebenden WasserkühlmiUsls verändert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kühlen von rückgeführtem Gießereiformmaterial einer Sandguß-Gießereieinrichtung, mit einem Förderer für das Gießereiformmaterial, mit Fühlern und Signalerzeugern für die Menge und die Temperatur des sich auf dem Förderer befindlichen Materials und mit steuerbaren Ventilen, die auf die Signale ansprechen und Kühlmittel auf das Material aufbringen, dadurch gekennz eich η et, daß die beiden Fühler (Sund 6) berührungsfrei arbeitende Fühler sind und im Bereich des Förderers angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Fühler (6) ein Ultraschall-Tiefenmesser ist, der als Funktion der Distanz zwischen dem Tiefenmesser und der Oberfläche des Gießereiformmaterials ein elektrisches Signal erzeugt, cad daß der andere Fühler (5) ein Infrarotfühlcr ist, der als Funktion der von dem Gießereiformmaterial abgestrahlten Wärme ein elektrisches Signal erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mii den steuerbaren Ventilen (79, 80, 81, 82) eine Vielzahl von Sprühdüsen verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Sprühdüse ein getrennt schaltbares solenoidgesteuertes Ventil vorgesehen ist