DE4439694A1 - Vorrichtung zum Trocknen von Gießerei-Formen oder Gießerei-Kernen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von insbesondere wasser- oder alkoholgeschlichteten Gießerei- Formen oder Gießerei-Kernen, mit einem verschließbaren Aufnahmebehälter, der einen Aufnahmeraum mit einer Aufstellfläche für das zu trocknende Teil umschließt, mit wenigstens einem im Behälterinnenraum angeordneten Infrarotstrahler und mit einer Absaugeinrichtung zum Evakuieren des Aufnahmebehälters.

Zum Herstellen von metallischen Gußkörpern werden in der Gießereiindustrie Gießerei-Formen und -Kerne verwendet, die aus einem Formstoff bestehen, der eine feuerfeste Grundkomponente, (z. B. Quarz-, Zirkon- oder Chromitsand) und mindestens eine flüssige Binderkomponente aufweist. Bei der Herstellung der Gießerei-Formen bzw. -Kerne wird der Formstoff zunächst mittels einer Kernschießmaschine in einem Formkasten in die gewünschte Form gebracht. Dabei wird der Binderkomponente ein Härter zugesetzt, damit das geformte Endprodukt (Form oder Kern) auf chemischem Wege aushärten kann und eine ausreichende mechanische Festigkeit erhält. Beim Füllen der Form mit metallischer Schmelze werden die Kohlenwasserstoffe des verfestigten Binderpolymers im Bereich der mit dem flüssigen Metall in Kontakt geratenden Formflächen der Form bzw. des Kerns teilweise zersetzt, wodurch Gase entstehen. Diese dürfen nicht das Metall abgeschieden werden, weil sie beim Verbleiben im Gußkörper dessen mechanische Eigenschaften verschlechtern oder sogar zum Ausschuß führen können.

Ein altbewährtes technologisches Mittel dem Eindringen der Gase in den erstarrenden Gußkörper entgegenzuwirken, ist das Aufbringen von Schlichten auf die Kontaktflächen der Form bzw. des Kerns zum metallischen Gußkörper. Die Schlichte besteht aus feingemahlenem feuerfesten Material, Trägerflüssigkeit (Wasser, Alkohol) sowie Stabilisatoren (Grafit, Harz usw.) und wird durch Tauchen, Fluten, Streichen oder Spritzen auf die Formen bzw. die Kerne aufgetragen. Dadurch dringt die Schlichte in die Poren des zu behandelnden Objekts (Form, Kern) ein und bildet eine Barriere für die von der Form bzw. dem Kern abgeschiedenen Gase. Da die Trägerflüssigkeit der Schlichte die Festigkeitseigenschaften der Form bzw. des Kerns und auch die Abriebfestigkeit des Formstoffs ungünstig beeinflußt, sind die Zeiten vor, während und nach dem Auftragen der Schlichte für die Endqualität der Formen bzw. Kerne von ausschlaggebender Bedeutung. Dabei sollen die Schlichtdauer und auch die Lagerzeiten der Formen bzw. Kerne vor dem Trocknen möglichst kurz gehalten werden, damit die Trägerflüssigkeit nicht zu tief in das zu behandelnde Objekt eindringt und seine Festigkeitseigenschaften beeinträchtigt. Nicht ausreichende getrocknete Schlichten können Oberflächen- und Gasdefekte am Gußkörper verursachen, die erhebliche Putz- und Ausbesserungskosten zur Folge haben.

Aus DE-OS 37 38 992 A1 und DE-OS 42 30 899 A1 kennt man bereits Vorrichtungen zum Trocknen, die eine Absaugeinrichtung zum Evakuieren eines Aufnahmebehälters und Infrarotstrahler zum Erwärmen des zu trocknenden Teils oder Guts aufweisen. Dabei wird durch die Absaugvorrichtung der Siedepunkt der in dem zu trocknenden Teil enthaltenen Flüssigkeit herabgesetzt, so daß dieses während des Trocknungsvorgangs nicht so stark erwärmt werden muß.

Diese vorbekannten Vorrichtungen weisen jedoch noch Nachteile auf. Ungünstig ist vor allem, daß beim Entnehmen des getrockneten Teiles ein nicht unerheblicher Anteil der in dem Aufnahmebehälter gespeicherten Wärmeenergie verlorengeht, der dann beim Trocknen des nächsten Teiles nicht mehr genutzt werden kann. Nachteilig ist außerdem, daß die von den Infrarotstrahlern erzeugte Strahlungsenergie nur relativ schlecht auf das zu trocknende Teil übertragen wird. Dadurch ergibt sich einerseits ein relativ hoher Energieverbrauch und andererseits müssen die Gießerei-Formen und/oder -Kerne während des Trocknungsvorgangs unnötig lange in dem Aufnahmebehälter verbleiben.

Aus DE-AS 12 62 516 kennt man auch bereits eine Vorrichtung zum Trocknen von Gießerei-Formen, die ein Magnetron aufweist, das eine Mikrowellenstrahlung erzeugt, mit welcher die Gießerei-Formen bestrahlt wird. Ungünstig ist bei dieser Vorrichtung vor allem, daß das Magnetron relativ teuer ist und nur eine begrenzte Lebensdauer aufweist. Außerdem ist die Mikrowellenstrahlung gesundheitsschädlich und erfordert deshalb aufwendige Sicherheitsvorkehrungen, die zusätzliche Kosten verursachen.

Gießerei-Formen oder Gießerei-Kerne können auch durch Warmluftumwälzung getrocknet werden. Dazu sind allerdings vergleichsweise hohe Lufttemperaturen erforderlich, die den Wirkungsgrad der Anlage herabsetzen. Außerdem müssen die beim Trocknen der geschlichteten Kerne entstehenden Dämpfe kontinuierlich abgeführt werden, damit die Gießerei-Kerne nicht durch Kondensation der Trägerflüssigkeit der Schlichte geschädigt werden. Ein anderer wichtiger Nachteil der Anlagen, die meist als Durchlauftunnel ausgeführt sind, besteht darin, daß bei der Zufuhr und bei der Entnahme der Formen bzw. Kerne die Türen der Trocknungskammer geöffnet werden müssen, wobei erhebliche Wärmeverluste entstehen. Am Eingang und Ausgang der Anlage müssen deshalb Pufferzonen vorgesehen sein, die mit einem erhöhten Platzbedarf sowie mit entsprechenden Investitionskosten verbunden sind. Der Transport der Formen oder Kerne zu der Trockenkammer ist deshalb auch mit einem gewissen Zeitaufwand verbunden, so daß die Trägerflüssigkeit der Schlichte während des Transports tiefer in das zu trocknende Material eindringen kann.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein schnelles und energiesparendes Trocknen von Gießerei-Formen und/oder -Kernen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Aufnahmebehälter eine seitliche und nach oben geschlossene Haube mit einer unterseitigen Öffnung hat, welche Haube zumindest einen Teil des Aufnahmeraums seitlich und nach oben umgrenzt, das ein die Aufstellfläche aufweisendes Behälterunterteil vorgesehen ist, auf das die Haube an ihrer Öffnung aufsetzbar ist, daß die Infrarotstrahler elektrische Infrarotstrahler sind und daß der Abstand der Infrarotstrahler zur Außenkontur des zu trocknenden Teiles einstellbar oder eingestellt ist.

Der Aufnahmebehälter weist also eine Haube auf, die während des Trocknungsvorgangs dicht mit dem Behälterunterteil verbunden ist und zum Zuführen oder Herausnehmen des zu trocknenden Teils in den bzw. aus dem Aufnahmeraum angehoben wird. Die in dem Aufnahmebehälter enthaltene Wärmeenergie bleibt dadurch in der eine Wärmeglocke bildenden Haube erhalten, so daß die Wärmeverluste beim Beschicken des Aufnahmebehälters entsprechend gering sind. Vorteilhaft ist außerdem, daß das zu trocknende Teil nach Anheben der Haube von allen Seiten gut zugänglich ist, so daß der Aufnahmebehälter schnell und bequem be- oder entladen werden kann. Dadurch ergeben sich entsprechend kurze Beschickungszeiten, die es ermöglichen, die Gießerei-Form oder den Gießerei-Kern gleich nach dem Auftragen der Schlichte zu trocknen. Als Infrarotstrahler sind elektrische Infrarotstrahler vorgesehen, da diese einen besonders guten thermischen Wirkungsgrad aufweisen. Außerdem ermöglichen sie eine hohe Lebensdauer, die umso größer ist, je häufiger sie ein- bzw. ausgeschaltet werden. Die Vorrichtung weist deshalb auch bei einem Beschicken der Vorrichtung in schneller Taktfolge eine hohe Zuverlässigkeit auf, die entsprechend lange Wartungsintervalle ermöglicht. Vorteilhaft ist außerdem, daß der Abstand der Infrarotstrahler zur Außenkontur des zu trocknenden Teiles einstellbar oder eingestellt ist. Dabei kann der Abstand der zur Außenkontur bei in Großserie gefertigten Gießerei-Formen oder -Kernen fest eingestellt sein, während bei Vorrichtungen, die zum Trocknen unterschiedlicher Formen oder Kerne vorgesehen sind, verstellbare Infrarotstrahler bevorzugt werden.

Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Haube den größeren Teil des Aufnahmeraums umschließt. Dadurch ergibt sich ein entsprechend großes Raumvolumen, in dem die Wärme nach Abheben der Haube von dem Behälterunterteil gespeichert bleibt.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Haube zumindest bis zur Aufstellfläche reicht. Die in dem Aufnahmebehälter gespeicherte Wärmeenergie kann dann nach dem Wechseln des zu trocknenden Teils noch besser genutzt werden. Außerdem ist das zu trocknende Teil seitlich und nach oben durch die Haube praktisch vollständig umgeben, so daß es nach dem Anheben der Haube besonders gut von allen Seiten zugänglich ist.

Besonders günstig ist, wenn an der Haube verstellbare Halterungen für die Infrarotstrahler vorgesehen sind, mit denen der Abstand der Infrarotstrahler zur Innenwandung der Haube einstellbar ist. Die Infrarotstrahler verbleiben dann auch bei abgehobener Haube im Innern der Haube, so daß einerseits die von den Infrarotstrahlern abgestrahlte Restwärme in der Haube gespeichert werden kann und andererseits aber auch der Zugang zu dem zu trocknenden Teil durch die Infrarotstrahler nicht behindert wird.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die verstellbaren Halterungen jeweils ein außenseitig an der Haube angeordnetes Betätigungselement aufweisen, das mit einem die Wandung der Haube durchsetzenden Verbindungselement mit dem/den Infrarotstrahler(n) gekoppelt ist. Einzelne oder Gruppen von Infrarotstrahlern können dann auf einfache Weise bei geschlossener Haube in den gewünschten Abstand zur Außenkontur des zu trocknenden Teiles gebracht werden.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß die Halterungen eine elektrisch betätigbare Verstellvorrichtung aufweisen. Die Strahler können dann vor dem Anheben der Haube mit einer entsprechenden Steuervorrichtung automatisch von dem zu trocknenden Teil weggefahren werden und nach dem Absenken der Haube wieder in ihre ursprüngliche Position gebracht werden. Die Bedienung der Vorrichtung ist dadurch entsprechend erleichtert und reduziert sich praktisch auf das Anheben und Absenken der Haube. Außerdem ist die Gefahr, bei der Handhabung der Haube mit den Infrarotstrahlern an der Gießerei-Form oder dem Gießerei-Kern anzustoßen vermindert.

Besonders günstig ist, wenn die vorzugsweise verstellbaren Infrarotstrahler an der Innenwandung der Haube gleichmäßig verteilt sind. Das zu trocknende Teil kann dann von allen Seiten bestrahlt werden, so daß die Feuchtigkeit besonders gleichmäßig und innerhalb kürzester Zeit abgeführt werden kann.

Damit die Form oder der Kern noch besser getrocknet werden kann, ist zur Bildung der Aufstellfläche an dem Behälterunterteil ein Rost oder dgl. Stützauflage vorgesehen, auf der das zu trocknende Teil mit Abstand vom Behälterboden aufstellbar ist, wobei im Bereich des Behälterbodens unterhalb der Aufstellfläche wenigstens ein Infrarotstrahler angeordnet ist. Das zu trocknende Teil kann dann auch an der Unterseite bestrahlt werden.

Eine besonders praktische Ausführungsform sieht vor, daß die Haube außenseitig eine Angriffsstelle für ein Hebezeug, insbesondere eine Öse für einen Kranhaken aufweist. Die Haube kann dann mit einem in Gießereien ohnehin vorhandenen Hebezeug auf einfache Weise gehandhabt werden.

Zweckmäßigerweise ist die Zyklus zeit der Vorrichtung an die Zyklus zeit einer der Vorrichtung vorgeschalteten Bearbeitungsstation insbesondere einer Kernschießmaschine angepaßt. Dadurch ergibt sich ein kontinuierlicher Produktionsfluß, bei dem die mit der Kernschießmaschine gefertigten Gießerei-Formen oder -kerne ohne Verzögerung an die Trocknungsvorrichtung weitergegeben werden können. Die Trägerflüssigkeit der Schlichte kann dann nicht in nennenswertem Umfang in das zu trocknende Teil eindringen, so daß die fertigen Formen bzw. Kerne entsprechend hohe Festigkeitswerte und eine gute Abriebfestigkeit aufweisen.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

Es zeigen zum Teil stärker schematisiert:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung während der Trocknungsphase, welche die im Abstand an die Außenkontur des Formkerns angepaßten Infrarotstrahler besonders gut erkennen läßt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, wobei die Absaugvorrichtung stark schematisiert dargestellt ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung entsprechend Fig. 1, wobei jedoch die Haube mit einem Hebezeug von dem Behälterunterteil abgehoben ist und die Infrarotstrahler in ihre Ausgangslage dicht an die Innenwandung der Haube zurückgefahren sind und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung entsprechend Fig. 4, wobei jedoch der Formkern bereits aus dem Aufnahmebehälter entnommen ist.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Trocknen von wasser- oder alkoholgeschlichteten Gießerei-Formen oder Gießerei-Kernen 2 weist einen gasdicht verschließbaren Aufnahmebehälter 3 auf, der einen Aufnahmeraum 4 mit einer Aufstellfläche 5 für das zu trocknende Teil umschließt. Der Aufnahmebehälter 3 hab eine Haube 6, die zum Verschließen des Aufnahmeraums 4 auf ein Behälterunterteil 7 aufsetzbar und zum Einbringen oder Entnehmen der Gießerei-Formen bzw. -Kerne 2 von diesem abhebbar ist. Zum Erwärmen des zu trocknenden Teils sind an den Innenwandungen der Haube 6 und des Behälter­ unterteils 7 zahlreiche elektrische Infrarotstrahler 8 angeordnet. Zum Evakuieren des Aufnahmeraumes 4 ist das Behälterunterteil 7 mit einer Absaugleitung 9 an einer Absaugvorrichtung 10 angeschlossen, die in üblicher Weise eine von einem Elektromotor 11 angetriebene Saugpumpe 12 sowie Ventile 13 aufweist. Während des Trocknungsvorgangs wird mit der Absaugvorrichtung 10 die in dem Aufnahmebehälter 3 enthaltene Luft abgesaugt, so daß sich ein Unterdruck ergibt, der den Siedepunkt der in dem zu trocknenden Teil enthaltenen oder an diesem anhaftenden Trägerflüssigkeit (Wasser, Alkohol) der Schlichte herabsetzt. Die Trägerflüssigkeit verdampft dadurch bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, wodurch einerseits der für den Trockenvorgang benötigte Energieverbrauch reduziert ist und andererseits die Form oder der Kern 2 in kürzerer Zeit getrocknet werden kann. Die Haube 6 ist seitlich und nach oben geschlossen und weist an der Unterseite eine Öffnung 14 zum Einbringen des zu trocknenden Teils auf. In Schließstellung (Fig. 1) liegt der die Öffnung 14 umgrenzende Randbereich der Haube dicht an dem Behälterunterteil 7 an. Die Haube 6 bildet dadurch eine Wärmeglocke, die praktisch den gesamten Aufnahmeraum 4 seitlich und nach oben umschließt, so daß die in dem Aufnahmebehälter 3 gespeicherte Wärmeenergie nach dem Anheben der Haube 6 weitgehend in dieser erhalten bleibt. Dadurch ergibt sich besonders bei kurzen Zykluszeiten (Wechseln der Formen bzw. Kerne 2 in schneller Taktfolge) ein vergleichsweise niedriger Energieverbrauch der Vorrichtung 1.

Um den Energieverbrauch zusätzlich zu reduzieren und ein besonders gleichmäßiges und schnelles Trocknen der Formen bzw. Kern 2 zu ermöglichen, sind die elektrischen Infrarotstrahler 8 im Abstand zur Außenkontur des zu trocknenden Teiles einstellbar. Die von den Infrarotstrahlern 8 abgestrahlte Energie kann dadurch besser in das zu trocknende Teil eingekoppelt werden. Die Vorrichtung 1 ermöglicht somit ein schnelles und energiesparendes Trocknen der Gießerei-Formen bzw. -Kerne 2. Damit die Infrarotstrahler 8 auch bei geschlossener Haube 6 auf einfache Weise verstellt werden können, sind sie mit von außen verstellbaren Halterungen 15 an der Haube 6 befestigt. Die Halterungen 15 sind jeweils als Schiebeführung ausgeführt, die eine verschiebbare, die Wandung der Haube 6 durchsetzende Haltestange hat, die an einem Ende den Infrarotstrahler 8 trägt und mit ihrem anderen Ende zum Verstellen der Halterung 15 außenseitig an der Haube 6 vorsteht. Wie aus den Fig. 3 und 4 besonders gut erkennbar ist, sind die Infrarotstrahler 8 etwa gleichmäßig an der Innenwandung der Haube 6 verteilt. Erwähnt werden soll noch, daß elektrische Infrarotstrahler einen besonders hohen thermischen Wirkungsgrad aufweisen, der mit zu dem niedrigen Energieverbrauch der Vorrichtung 1 beiträgt.

Damit die Gießerei-Formen oder Gießerei-Kerne 2 auch an ihrer Unterseite wirksam getrocknet werden können, ist die Aufstellfläche 5 durch ein mit Abstand vom Behälterboden angeordnetes strahlungsdurchlässiges Rost 16 gebildet, so daß unterhalb des zu trocknenden Teiles im Behälterunterteil 7 zusätzliche Infrarotstrahler 8 vorgesehen sein können. Das zu trocknende Teil kann dadurch von allen Seiten gleichmäßig erwärmt werden.

Die Leistung der Infrarotstrahler 8 und der Absaugeinrichtung 10 ist so gewählt, daß die Vorrichtung 1 etwa die gleiche Zykluszeit aufweist, wie die zum Herstellen der Gießerei- Formen bzw. -Kerne 2 verwendete Kernschießmaschine. Dadurch ergibt sich ein kontinuierlicher Produktionsfluß, bei dem sowohl vor, als auch nach dem Schlichten unnötige Lagerzeiten für die Formen bzw. Kerne 2 vermieden werden. Die Vorrichtung 1 ermöglicht dadurch in Kombination mit einer entsprechenden Kernschießmaschine die Herstellung von Gießerei-Formen oder - Kernen 2 mit gleichbleibend guter Qualität und Festigkeit.

Erwähnt werden soll noch, daß die Haube 6 eine Öse 17 für einen Kranhaken 18 aufweist.

Claims (10)

1. Vorrichtung (1) zum Trocknen von insbesondere wasser- oder alkoholgeschlichteten Gießerei-Formen oder Gießerei-Kernen (2), mit einem verschließbaren Aufnahmebehälter (3), der einen Aufnahmeraum (4) mit einer Aufstellfläche (5) für das zu trocknende Teil umschließt, mit wenigstens einem im Behälterinnenraum angeordneten Infrarotstrahler und mit einer Absaugeinrichtung (10) zum Evakuieren des Aufnahme­ behälters (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahme­ behälter (3) eine seitlich und nach oben geschlossene Haube (6) mit einer unterseitigen Öffnung (14) hat, welche Haube (6) zumindest einen Teil des Aufnahmeraums (4) seitlich und nach oben umgrenzt, daß ein die Aufstellfläche (5) aufweisendes Behälterunterteil (7) vorgesehen ist, auf das die Haube (6) an ihrer Öffnung (14) aufsetzbar ist, daß die Infrarotstrahler elektrische Infrarotstrahler (8) sind und daß der Abstand der Infrarotstrahler (8) zur Außenkontur des zu trocknenden Teiles einstellbar oder eingestellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) den größeren Teil des Aufnahmeraums (4) umschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) zumindest bis zur Aufstellfläche (5) reicht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haube (6) verstellbare Halterungen (15) für die Infrarotstrahler (8) vorgesehen sind, mit denen der Abstand der Infrarotstrahler (8) zur Innenwandung der Haube (6) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Halterungen (15) jeweils ein außenseitig an der Haube (6) angeordnetes Betätigungselement aufweisen, das mit einem die Wandung der Haube (6) durchsetzenden Verbindungselement mit dem/den Infrarotstrahler(n) (8) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (15) eine elektrisch betätigbare Verstellvorrichtung aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise verstellbaren Infrarotstrahler (8) an der Innenwandung der Haube (6) gleichmäßig verteilt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Aufstellfläche (5) an dem Behälterunterteil (7) ein Rost (16) oder dergleichen Stützauflage vorgesehen ist, auf der das zu trocknende Teil mit Abstand vom Behälterboden aufstellbar ist und daß im Bereich des Behälterbodens unterhalb der Aufstellfläche (5) wenigstens ein Infrarotstrahler (8) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube außenseitig eine Angriffsstelle für ein Hebezeug, insbesondere eine Öse für einen Kranhaken aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zykluszeit der Vorrichtung an die Zykluszeit einer der Vorrichtung vorgeschalteten Bearbeitungsstation, insbesondere einer Kernschießmaschine angepaßt ist.