DE3135510A1

DE3135510A1 - Einrichtung zum aushaerten von aus sand unter beigabe von aushaertbaren bindemitteln hergestellten kernen und/oder formen

Info

Publication number: DE3135510A1
Application number: DE19813135510
Authority: DE
Inventors: Horst-Werner Ing.(Grad.) 7707 Engen Michel
Original assignee: MICHEL HORST WERNER ING GRAD
Current assignee: Webac Gesellschaft fur Maschinenbau Mbh 53879 Eu
Priority date: 1981-09-08
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1983-03-24
Also published as: DE3135510C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aushärten von aus Sand unter
Beigabe von aushärtbaren Bindemittelnhergestellten Kernen und/oder Formen9 die zum Gießen von Formkörpern aus Metall Verwendung finden, wobei eine vorbestimmte Menge eines flüssigen,'die Aushärtung der Bindemittel bewirkenden bzw. unterstützenden Reaktionsteilnehmers mit Luft gemischt und das entstandene Gemisch unter Erwärmung in den das Bindemittel enthaltenden Kern bzw. die Form eingeführt wird, worauf Kern bzw. Form mit reaktionsmittelfreier Druckluft durchgespült wird.
Aus der auf den Erfinder zurückgehenden DE-OS 28 33 305.8 ist es bekannt, flüssigen Katalisator als Reaktionsteilnehmer für die Aushärtung des mit dem Sand gemischten Bindemittels über eine Dosierpumpe aus einem Vorratsbehälter zu entnehmen und mit dieser Pumpe den flüssigen Katalisator über ein Rückschlagventil in eine Mischkammer zu fördern, wo es sich mit in einem vorgeschalteten Heizvorrichtung erwärmter Druckluft mischt und dann dieses Gemisch unter seinem eigenen Druck in die Form bzw. den Kern eingeführt wird.
Es gibt aushärtbare Bindemittel, bei deren Aushärtung Reaktionsteilnehmer Verwendung finden müssen, die bei Normaldruck nicht flüssig, sondern gasförmige sind. Solche Bindemittel sind bei bestimmten Arten von Metallen erforderlich, um die Formen bzw. Kerne widerstandsfähig gegen die beim Gießen solcher Metalle auftretenden thermischen oder chemischen Beanspruchungen zu machen. Um solche bei Raumtemperatur- und Druckverhältnissen gasförmige Reaktionsteilnehmer in flüssigem Zustand zu halten, müssen sie unter einem bestimmten, von der Raumtemperatur abhängigen Druck gehalten werden. Bei Entspannung werden sie gasförmig und können dann mit der Druckluft gemischt werden, worauf dieses Gemisch der die Form oder den Kern enthaltenden Kernbüchse zugeführt wird.
Nun ist es aber bekannt, daß die exakte Dosierung gasförmiger Reaktionsteilnehmer wesentlich schwieriger als diejenige von flüssigen Reaktionsteilnehmern ist. Man ist deshalb immer bestrebt, solche Reaktionsteilnehmer, wenn nur irgend möglich bis zum Mischbereich mit der Druckluft möglichst in flüssigem Zustande zu halten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen unter Druck stehenden, bei normalen Raumtemperatur- und -druckverhältnissen an sich gasförmigen, jedoch durch die Druckbeaufschlagung flüssigen Reaktionsteilnehmer flüssig über eine Dosiereinrichtung zu transportieren und ihn erst nach Verlassen der Dosiereinrichtung in den gasförmigen Zustand zur Vermischung mit der Druckluft umzuwandeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Mischbereich im Wege von dem den Reaktionsteilnehmer in flüssigem Zustand enthaltenden Behälter zum Mischbereich ein Druckhalteventil vorgesehen ist, dessen Haltedruck etwas höher als der Betriebs- oder Behälterdruck des in flüssigem Zustand vorliegenden Reaktionsteilnehmers ist, das außerdem in diesem Wege vor dem Druckhalteventil als Dosiereinrichtung ein Druckübersetzer vorgesehen ist, der vorzugsweise pneumatisch entsprechend dem Arbeitsdruck gesteuert ist und auf seiner Ausgangsseite den Druck zur Oberwindung des Haltedrucks des Druckhalteventils liefert, so daß beim Arbeitstakt der in flüssigem Zustand vorliegende Reaktionsteilnehmer unter Entspannung und damit Vergasung zum Mischbereich gelangen kann.
Vorzugsweise ist beim Arbeitstakt der Rückfluß in den Behälter für den in flüssigem Zustand vorliegenden Reaktionsteilnehmer durch ein Sperrventil gesperrt.
Bei einer besonderen Ausführungsform gemäß der Erfindung handelt es sich bei dem Reaktionsteilnehmer um in einer mit ihrer Austrittsöffnung nach unten aufgestellten Druckflasche in flüssigem Zustand befindliches S02.
In die den in flüssigem Zustand befindlichen Reaktionsteilnehmer enthaltende Druckflasche mündet zweckmäßig eine Leitung zur Zuführung eines unter Druck stehenden inerten Gases, beispielsweise Stickstoff, so daß durch dosierte Zuleitung dieses inerten Gases der Betriebsdruck in der Reaktionsteilnehmerdruckflasche trotz fortschreitender Entnahme des Reaktionsteilnehmers im wesentlichen konstant gehalten werden kann.
Der Druckübersetzer ist vorzugsweise in Form eines Doppelzylinders mit einem kleineren und einem größeren Zylinderraum ausgebildet. In beiden Zylinderräumen sind Kolben angeordnet, die über eine gemeinsame Kolbenstange miteinander verbunden sind. Die Kolbenoberseite des kleineren Kolbens im kleineren Zylinderraum ist vom Reaktionsteilnehmer beaufschlagt. Beim Kolben im größeren Zylinderraum handelt es sich um einen beidseitig beaufschlagbaren Steuerkolben für den Kolben im kleineren Zylinderraum. Wird dieser Steuerkolben auf der vom kleineren Kolben abgewandten Seite mit Druckluft beaufschlagt, dann wird der kleinere Kolben bewegt und drückt den vor ihm im Zylinderraum anstehenden Reaktionsteilnehmer mit dem vorgegebenen Druck zum Druckhalteventil und nach Überwindung von dessen Haltedruck unter Vergasung in den Mischbereich.
Auch der kleinere Kolben kann als doppelt beaufschlagbarer Kolben ausgebildet sein. Auf seiner der vom Reaktionsteilnehmer beaufschlagten Kolbenfläche abgewendeten Kolbenfläche läßt er sich mit trockener Luft spülen, was den Vorteil erbringt, daß bis auf die vom Reaktionsteilnehmer beaufschlagte durchgehende Fläche, die andere Flächen und Teile der Kolbenanordnung und des gesamten Druckübersetzers nur mit Luft in Berührung stehen und mit trockener Luft von Resten des gegebenenfalls durchgesickerten aggresiven Reaktionsteilnehmers frei gespült werden können.
Der kleinere Kolben kann aus zwei koaxialen Teilen bestehen, die durch Federkraft in Achsrichtung aufeinanderzu gedrückt sind, wobei der vom Reaktionsteilnehmer beaufschlagte Teil mit der Kolbenstange fest ist, während der andere als auf der Kolbenstange verschiebbare Hülse ausgebildet ist und eine Umfangsausnehmung aufweist, in der wenigstens ein gegen den Reaktionsteilnehmer resistenter Dichtring eingesetzt ist.
Die Kolbenteile sind zweckmäßig auf der der Dichtung zugewandten Kante zum Bereich der Ausnehmung hin nach innen abgeschrägt.
Der Dichtring ist vorzugsweise in doppelter Ausführung vorhanden. Die Dichtringe weisen in weiterer Ausbildung der Erfindung einen hohen keilförmigen Querschnitt auf, dessen Basisseite mit-vorstehenden Rippen an der Zylinderwand anliegt. Alle von dem Reaktionsteilnehmer benetzten Teile sind vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt.
Um zu einem regelmäßigen Dosierungsdruck zu kommen, ist beim Dosierventil eine entsprechende Regeldosiervorrichtung vorgesehen.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Flußschaltbild und Ventilschema für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und in Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Dosiervorrichtung.
In Fig. 1 ist ein Schaltplan des erfindungsgemäßen Begasungsgerätes dargestellt. Mit 1 ist eine Druckluftquelle bezeichnet, die z. B.
Druckluft mit einem Druck von 6 bar liefert. Diese Druckluft wird über ein von einer Regelautomatik 2 gesteuertes Regelventil 3? 3a über ein Rückschlagventil 4teine Heizung 5 sowie ein ebenfalls von der Kegelautomatik 2 gesteuertes Regelventil 3b der Kernbüchse 6 zugeführt werden.
Der Kernbüchse 6 kann ferner, ebenfalls über die Heizung 5, S02-Gas zugeführt werden. Das S02-Gas kommt aus der Ausganysseite eines aufca. 6 bar eingestellten Druckhalteventils 7, an dessen Eingangsseite das S02 in flüssigem Zustand anliegt. Das flüssige S02 stammt aus einer S02-Flüssiggasflasche 8, aus der es mittels Stickstoffbeaufschlagung aus einer Stickstoff-Flasche 9 ausgetrieben wird. Der Stickstoff wird aus der Flasche 9 über einen Druckregler 10, ein Rückschlagventil 11, ein Dosierventil 12 dem Behälter 8 zugeführt. Bei 13 ist ein im Falle des beschriebenen Beispiels auf 6 bar eingestelltes Sicherheitsventil und bei 14 ein Kontaktmanometer vorgesehen. 8a und 8b sind Absperrventile, die geschlossen werden, wenn eine entleerte S02-Flüssiggasflasche gegen eine volle S02-Flüssiggasflasche ausgewechselt werden mu8. Das Dosierventil 12 wird von einer Regeldosiervorrichtung 15 gesteuert.
Das flüssige S02 gelangt über ein Filter 16, ein Rückschlagventil 17 sowie über ein Eingangssperrventil 18 in den kleineren Ventilzylinder 19 eines als Dosiervorrichtung dienender Druckübersetzers 20, dessen Aufbau und Wirkungsweise noch näher beschrieben werden wird. Der kleinere Kolben 21 des Druckübersetzers 20 drückt das flüssige S02 über das Ausgangssperrventil 22, das im Ausführungsbeispiel aus Sicherheitsgründen als Doppelsperrventil ausgebildet ist, in das Druckhalteventil 7. Wird dort der Haltedruck von 6 bar überschritten, öfFnet dieses Druckhalteventil 7 und das S02 tritt in Gasform über die Edel stahlrohre 23, die in der Heizung 5 untergebracht sind, in den Mischbereich 24 und die Zuleitung zur Kernbüchse 6 ein. Bei 25 ist eine zur Absaugung führende Leitung angedeutet.
Der Druckübersetzer 20 weist außer dem kleineren Kolben 21 in einem größeren Zylinder 26 einen größeren Kolben 27 auf, dessen Hub mit Hilfe des Hubbegrenzers 28 einstellbar ist, der mit Hilfe eines Handrades 29 betätigt werden kann. Durch Beaufschlagung des Zylinders 26 über ein Steuerventil 30 mittels aus der Quelle 31 kommender Druckluft, wobei die Quelle 31 im allgemeinen identisch mit der Druckluftquelle 1 ist, läßt sich der Kolben 27 nach unten und nach oben verfahren. Bei der Fahrt nach oben wird das flüssige S02 im Zylinderraum 19 über das Ausgangsdoppeltsperrventil 22 zum Druckhalteventil 7 gefördert, wobei der Haltedruck von 6 bar überschritten wird und damit das flüssige S02 unter Umwandlung in SO2-Gas aus dem Druckhalteventil 7 zu den Edelstahlrohren 23 in der Heizung 5 und damit zum Mischbereich 24 und zur Kernbüchse 6 austreten kann. Um den Zylinder 19 und 27 vor dem stark korrosiv wirkenden SO2 zu schützen, ist vorgesehen, über die Leitung 32 zwischen den Arbeitstakten getrocknete Spülluft unter den Kolben 21 einzuführen und über die Leitung 33 wieder abzusaugen.
In Fig. 2 ist der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 20 versehene Druckübersetzer im einzelnen dargestellt. Bei 41 wird die vom Eingangssperrventil 18 (vgl. Fig. 1) kommende Zuleitung für flüssiges S02 angeschlossen. Bei 42 erfolgt der Anschluß zum Ausgangsdoppelsperrventil 22 nach Fig. 1. Der in Fig. 1 nur schematisch wiedergegebenen Kolben 21 besteht nach Fig. 2 aus einem Kolbendeckel 43, einer Kolbenhülse 44 und einem Kolbenbolzen 45, der auf der Kolbenstange 46 aufgeschraubt ist und mit seinem vorstehenden Teil 47 gegen die Druckfeder 48 drückt, die zwischen dem Vorsprung 47 und einem nach innen weisenden Flansch 49 an der Kolbenhülse 44 eingesperrt ist und damit die Kolbenhülse 44 ständig in Richtung auf den Kolbendeckel 43 drückt. Die Kolbenhülse 44 weist einen äußeren Flansch 50 mit einer Abschrägung 50a auf, zwischen der und einer entsprechenden Abschrägung 51 an der rückwärtigen Seite des Kolbendeckels 43 die Kolbendichtung 52 in Form eines Doppelkeilringes 52 eingesetzt ist, der durch die verspannbare Anordnung zwischen Kolbendeckel 43 und Kolbenhülse 44 fest nach außen gedrückt wird. Die Kolbenstange 46 führt durch ein Zwischenstück 53, unter entsprechender Abdichtung zu dem größeren Kolben 54, der dem Kolben 27 nach Fig. 1 entspricht. Der Zylinderraum 19 für den kleineren Kolben 21 nach Fig. 1 wird, wie aus Fig. 2 im einzelnen ersichtlich, durch ein Zylinderrohr 55 mit Deckel 56 gebildet. Der Zylinderraum 26 für den größeren Kolben 27 nach Fig. 1 wird, wie aus Fig. 2 im einzelnen ersichtlich, durch ein Zylinderrohr 57 und einen Zylinderrohrdeckel 58 gebildet. Der aus dem Zylinderrohr 57, dem Zwischenstück 53 und den Zylinderrohrdeckel 58gebildete, in Fig. 1 mit 26 bezeichnete Zylinderraum ist beidseitig beaufschlagbar, so daß dieser Zylinder ein doppelt wirkender Zylinder ist. Bei 59 ist ein Einsatz im Zylinderrohrdeckel 58 vorgesehen, durch den sich ein Anschlag 60 als Hubraumbegrenzung erstreckt. Im-Zwischenstück 53 befinden sich der Spüllufteingang 61 und der Spülluftausgang 62, die über die Leitungen 32 bzw. 33 nach Fig. 1 versorgt werden. Die Beaufschlagung des Zylinderraumes für den Kolben 54 erfolgt durch eine Zuleitung 63 bzw. auf der anderen Seite durch eine Zuleitung 64. Der Zylinderrohrdeckel 58 und ein Abschlußflansch65, der auf den Deckel 56 des Zylinderrohres 55 aufgesetzt ist, sind durch Zugstangen, die nur durch eine strichpunktierte Linie 66 angedeutet sind, miteinander verspannt. Bei 67 sind Rippen am Doppeldichtring 52 vorgesehen, die die Abdichtung des vom Reaktionsteilnehmer beaufschlagten Raumes vor dem Deckel 56 gegen die anderen Teile des Druckverstärkers 20 (Fig. 1) verbessern.
Leerseite

Claims

Einrichtung zum Aushärten von aus Sand unter Beigabe von aushärtbaren Bindemitteln hergestellten Kernen und/oder Formen Patentanspruche 1. Einrichtung zum Aushärten von aus Sand unter Beigabe von aushärtbaren Bindemitteln hergestellten Kernen und/oder Formen,die zum Gießen von Formkörpern aus Metall Verwendung finden, wobei eine vorbestimmte Menge eines flüssigen, die Aushärtung der Bindemittel bewirkenden bzw. unterstützenden Reaktionsteilnehmers mit Luft gemischt und das entstandene Gemisch unter Erwärmung in den Kern bzw. in die Form eingeführt wird, worauf der Kern bzw. die Form mit reaktionsteilnehmerfreier Druckluft durchgespült wird, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß vor dem Mischbereich (24) im Wege der von dem den flüssigen Reaktionsteilnehmer enthaltenden Behälter (8) zum Mischbereich (24) ein Druckhalteventil (7) vorgesehen ist, dessen Haltedruck etwas höher als der Betriebs- oder Behälterdruck des Reaktionsteilnehmers ist, daß außerdem in diesem Wege vor dem Druckhalteventil (7) als Dosiereinrichtung ein Druckübersetzer (20) vorgesehen ist, der vorzugsweise pneumatisch entsprechend dem Arbeitsdruck gesteuert ist und auf seiner Ausgangsseite (19, 21) den Druck zur Überwindung des Druckhalteventils 7 liefert, so daß beim Arbeitstakt der in'flüssigem Zustand vorliegende Reaktionsteilnehmer unter Entspannung und damit Vergasung zum Mischbereich (24) gelangt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß beim Arbeitstakt der Rückfluß in den Behälter (8) für den in flüssigem Zustand vorliegenden Reaktionsteilnehmer durch ein Rückschlagventil (17) gesichert ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z ei c h ne t daß Ein- und Auslaß am Druckübersetzer (20) durch Sperrventile (18 bzw. 22) gesichert sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß es sich bei dem Reaktionsteilnehmer um in einer mit ihrer Austrittsöffnung nach unten aufgestellten Druckflasche (8) in flüssigem Zustand befindliches SO2 handelt.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gek e n n z ei c h ne t , daß in die den im flüssigen Zustand befindlichen Reaktionsteilnehmer enthaltende Druckflasche (8) eine Leitung zur Zuführung eines unter Druck stehenden inerten Gases, vorzugsweise Stickstoff einmündet.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gek e n n z ei c h ne t , daß der Druckübersetzer (20) in Form eines Doppelzylinders mit einem größeren (26) und kleineren (19) Zylinderraum ausgebildet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß in beiden Zylinderräumen (19, 26) Kolben (21, 27) angeordnet sind, die über eine gemeinsame Kolbenstange (46) miteinander verbunden sind, wobei die Kolbenoberseite des kleineren Kolbens (21) im kleineren Zylinderraum (19) vom Reaktionsteilnehmer beaufschlagt ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6 dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Kolben (27) im größeren Zylinderraum (26) ein beidseitig beaufschlagter Steuerkolben für den Kolben (21) im kleineren Zylinderraum (19) ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 6, 7 und 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß auch der kleinere Kolben (21) als doppelseitig beaufschlagter Kolben ausgebildet ist und seine Kolbenunterfläche sich in einem geschlossenen Zylinderraum befindet, der mit Spülgasein- und Austrittsleitungen (32 bzw.33) in Verbindung steht.
10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der kleinere Kolben aus zwei koaxialen Teilen (43, 44) besteht, die durch die Kraft einer Feder (48) in Achsrichtung aufeinanderzu gedrückt sind, wobei der vom Reaktionsteilnehmer beaufschlagte Teil (43) mit der Kolbenstange (46) fest ist, während der andere als auf der Kolbenstange verschiebbare und auf ihr versperrbare Hülse (44) ausgebildet ist und eine Umfangsausnehmung aufweist, in der wenigstens ein gegen den Reaktionsteilnehmer resistenter Dichtring (52) eingesetzt ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Kolbenteile (43, 44) auf der dem Dichtring (52) zugewandten Kante (50a, 51) zum Bereich der Ausnehmung hin nach innen abgeschrägt sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Dichtring (52) als Doppelring ausgebildet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch 9 e k e n n z e i c h n e t , daß die Einzeldichtringe des Doppelringes (52) einen keilförmigen Querschnitt aufweisen, dessen Basisseite mit vorstehenden Rippen an der Zylinderwand anliegt.
14. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens die vom Reaktionsteilnehmer benetzten Teile des Druckverstärkers (20) aus Edelstahl bestehen.
15. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gek e n n z e i c h n e t , daß das Dosierventil (12) durch eine Regeldosiervorrichtung (15) intervallartig gesteuert ist.