DE7246462U - Vorrichtung zum Dosieren der Bindemittelzugaben bei der Herstellung von Sandformen und -kernen für Giessereizwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein ,* V orrichtung zum Dosieren der Bindemittelzugaben bei der Herstellung von Sandformen und -kernen für Gießereizwecke, bei welcher die mit dem Sand zu vermischenden Materialien aus ihre-.. Behältern über Dosiereinrichtungen enthaltende Leitungskanäle der Mischmaschine zugeführt werden.

Bei dieser Herstellung von Sandformen und -kernen sieht ein bekanntes Verfahren vor, ein oder mehrere Bindemittel zusammen mit ttuarzeand, Natursand odor dgl. in eine Mischmaschine einzugeben, gründlich zu vermischen und dann in den Kernkasten einzufüllen, in dem die Mischung dann erhärtet. Je nach Art der Bindemittel werden hierbei oft auch noch andere Materialien wie z.B. Katalysatoren beigemischt.

Die gleichbleibende I₁UaIi tat der Sandformen hängt bei diesem Verfahren weit estgehend unmittelbar von der gleichbleibenden Genauigkeit des Mechungsverhältnisses - insbesondere der Bindemittelzugaben - ab und es ist dazu neben der sonst gebräuchlichen Handdosierung schon eine maschinelle Dosierung bekannt, bei welcher Durchfluß VentiIe in einstellbaren Zeitdauern je .'Arbeitstakt geöffnet werden, durch die die unter Druck stehenden Bindemittel etc. in gewünschter Menge pro Arbeitstakt in die Mischmaschine einfließen. Eine andere Art der maschinellen Dosierung sieht anstelle dor Durchflußventile Förderpumpen o.a. vor, die über eine einstellbare

Zeitdauer während jedes Arbeitstaktes in Betrieb gesetzt werden.

Die Nachteile solcher Dosierverfahren bestehen darin, daß die einzelnen Sollmengen nur bedingt und relativ ungenau eingehalten werden können. Da diese Sollmengen stets nur verhältnismäßig klein sind» sind auch die Einschaltdauern nur entsprechend kurz unu es bereitet Schwierigkeiten, \iber solch kurze Arbeitszeiten eine ausreichend 1· ons tan t e Förderleistung - gleich ob über Ventile oder lumpen - beizubehalten. Sc!.on der zeitliche Anteil der relativ ungenauen Anlauf vorgänge ist verhältnismäßig groß; daneben spielen aber noch andere veränderliche und ebenso schlecht kontrollierbare wie mangelhaft beeinflußbare Faktoren eine nachteilige Rolle. Vor allem bewirkt die achwankendf Viskosität der Materialien eine wechselnde T'ugabemenge bei sonst gleichen Dosiereinstellungen. Diese wiederum hängt nicht nur von den Liefertoleranzen der Grundstoffe, sondern auch u.a. von der jeweils schwankenden Umgebungstemperatur während der Arbeit ab» wobei im I'iPder f olg heute stets mit einer gewissen Ungenau igkeit der Dosierungen gearbeitet werden muß, die die >v'ualität der Sandformen beeinträchtigen und ungleichmäßig machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung so auszubilden» dali sie auch bei extrem geringen Einzelmengen unabhängig von der Viskosität» der Umgebungst enipera-

tür etc. eine sehr hohe und konstant bleibende Genauigkeit der Dosierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daS die der Mischung zuzugebenden Materialien in der ersten Hälfte Jedes Arbeitstakts mittels einer Saugleitung in einen Dosierzylinder gesaugt und in der zweiten Hälfte des Arbeitstakts aus dem Dosierzylinder in eine zur Mischmaschine führende Druckleitung gedruckt wird, wobei der Dosierkolben des Dosierzy1Inders in Druckrichtung gegen einen starren Anschlag geführt ist, während die Dosierung durch eine veränderliche Begrenzung des Saugwegs des Dosier t'olbens eingestellt wird. Der Dosierzy1inder dieser Vorrichtung weist am oberen Ende einen den Eingang der Saugleitung und den Abgai.g der Druckleitung enthaltenden Ventilkopf auf, während die Kolbenstange des Dosierkolbens den Boden des Dosierzylinders durchsetzt und mindestens die Länge des maximalen Kolbenwegs aufweist, am freien Ende in einen antrieb eingreift und mit Mitteln zur genauen Begrenzung des Saugwegs des Dosierko1bens ausgerüstet ist. Der auf die Kolbenstange wirkende .intrieb kann aus einem Elektrozy1inder bekannter Bauart, aus einem pneumatisch oder hydraulisch arbeitenden Antriebszylinder oder etwa aus einer motorisch angetriebenen Hohlspindel bestehen, aie in die außerhalb des Dosierzy1Inders bleibende, als ochubspindel ausgebildete Strecke der Kolbenstange eingreift. Dieser Antrieb weist Iviittel zur Begrenzung des Saugwegs des Dosier-

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Kolbens auf, die dem Doaierzylinder gegenüber in Arbeitsrichtung des Dosierkolbens verschieb- und einstellbar ausgebildet sind. Diese Mittel können darin bestehen, daß der Elektrozylinder mit einem durch Widerstandsvergleich elektronisch betätigten Endlagenschalter an sich bekannter -vrt versehen ist Sie können auch aus einer ortsfest gelagerten, zur Kolbenstange koaxialen Anschlagspindel oder aus eine« parallel zur Kolbenstange gelagerten Revolverkopf mit mehreren, verschieden langen Anschlagstäben oder darin bestehen, daß der Antriebsmotor mit einem Umdrehungszahl schalt er bekannter Art in Eingriff steht. Diese Mittel können ferner mit einer auf einer Skala entlangbewegten Anzeigevorrichtung versehen sein.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind In den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine vollständige Mischanlage mit erfindungsgemäßer

Dosiorelnrichtung in schematischer Vorderansicht, Fig. 2 die Dosiereinrichtung nach Fig. 1 in R-ickaneicht und Fig. 3 bis 6 je ein .Ausführungsbeispiel für verschiedene Antriebs- und Steuermöglichkeiten der Dosiereinrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird in die durch den /intr motor A betriebene Mischmaschine M der band aus dem Sandsi■ S eingafült und hierzu z.B. zwei verschiedene Bindemittel ß

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B?, aowie ein Katalysator K zugegeben. Der Katalysator und ..!ie Bindemittel werden in auswechselbaren Behältern 1 - z.B. in Lief erfassem o.a. Gebinden oder auch vorteilhafter weise in Druckbehältern - bereitgehalten, von denen aus sie über Sdugleitungen 2 zur Dosiereinrichtung D geführt und von dort dosiert Je nrbeitstakt über Druckleitungen 3 der Mischmaschine M zugeleitet werden. Die Behälter 1 entsprechen in ihrer Größe dem jeweiligen Zugabeverhältnis und auch die Größe der Dosiereinrichtungen D wird zweckmäßigerweise dem jeweiligen Mischungsanteil angepaßt (vgl. z.B. den Behälter und die Dosiereinrichtung des Katalysators K in Fig. 1), da bei kleineren Mischungsanteilen natürlich auch eine entsprechend größere Dosiergenauigkeit notwendig ist, die durch eine Verkleinerung der Lichtweite des Dosierzy1Inders erzielt wird.

Die ganze Anlage wird mit allen einzelnen Arbeitsgängen von einer zentralen Steuerung. z.B. dem Schaltkasten SK bekannter Bauart geregelt, wobei auch die erfindungsgemäß gestalteten Dosiereinr\chtungen D ohne Schwierigkeit in die Steuerkreise eingefugt werden können. Ebenso kann von diesem Schaltkasten SK aus neben den Auslöseimpulsen der einzelnen Arbeitstakte auch die Verstellung der Dosierung maschinell vorgenommen und gesteuert werden.

Die erfindungsgemäße Dosierung erfolgt über einen Dosierzylinder 4, dessen Decke durch einen Ventilkopf 5 verschlossen

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ist, über dessen Ventile die Saugleitung 2 und die Druckleitung 3 in den DosierzyiInder 4 einmünden, so daß bei jedem Saughub des Dos ier kolbens 6 die Druckleitung 3 und bei jeciem Uruckhub die Saugleitung ü dicht versperrt ist. Die Kolbenstange 7 durchsetzt abgedichtet den Boden des Dosierzy1Inders 4 und ist der Länge nach so bemessen, daß sie mindestens so lange wie der maximale Hubweg des Dosierkolbens 6 glatt gehalten und dann durch eine; antriebsstange verlängert ist, die ihrerseits mindestens ebenso lang wie der Kolbenhub ist.

Als Antrieb können hier verschiedene Aggregate Verwendung finden, von denen einige besonders zweckmäßige Ausführungiformen In den Fig. 3 bis 8 schematisch dargestellt sind. Bei den Au sführungsbeispielen der Fig. 3 bis 5 dient als An trieb ein El ektrozy 3. inder 8, dessen Schubstange 9 über eine Kupplung 10 mit dem Ende der Kobenstange 7 weitestgehend spielfrei verbunden ist. Eine andere Antriebsart Kann nach Fig. 6 durch eine in einem relativ ortsfesten Lagerbock 11a axial drehbar gelagerte Hohlspindel 11 erfolgen, die z.B. von einem Elektromotor 12 angetrieben wird. Hier ist die Kolbenstange 7 durch eine Schubspindel 13 verlängert, die natürlich eine hier nicht näher dargestellte Gradführung bekannter art aufweist, durch die sie am Mitdrehen gehindert wird. Schließlich kann gemäß Fig. 7 und 8 der antrieb auch mittels eines pneumatisch oder hydraulisch arbei t et enden ,^nt r i ebszy 1 i n^ier s 14 vorgenommen werden. Bei diesur .intriebsart wird die ,,ntriebsstange zweck-

rnäöigerweise durch eine einfache, glatte Verlängerung der Kolbenstange 7 gebildet, deren Ende in den im /intri ebszyl Inder 14 in üblicher Weise angeordneten Schubkolben 15 mündet.

Der Stand der Technik bietet noch weitere, anwendbare Antriebs möglichkeiten, auf deren Darstellung verzichtet ist. So könnte beispielsweise der Dosierkolben 6 durch einen Kurbeltrieb bewegt werden. Ua aber die erfindungsgemäße Dosierung durch eine variable, einstellbare Begrenzung des Kolbenhubs erfolgt, müßte dieser Antrieb mit wechselndem Drehsinn der Kurbel ausgeführt werden, was den vorbeschriebenen Antriebsarten gegenüber einen höheren Aufwand erforderte. Grundsätzlich ließe sich aber auch eine derartige -int r i ebs form verwenden.

Die Einstellung der erfindungsgemäßen Dosierung wird durch eine beidseitige Begrenzung des Arbeitswegs des Dosierkjlbens 6 vorgenommen. Es genügt hierzu natürlich, wenn eine variable» einstellbare Begrenzung nur auf einer Seite erfolgt, so daß der obere Anschlag unveränderlich bleiben und z.B. durch den Ventil kopf 5 gebildet werden kann. Der einstellbare untere An schlag Könnte - beispielsweise durch eine durch den Boden des DosierzyIinders 4 geführte Stellschraube - schon im Innern des uosierzy1inders 4 unmittelbar gegen den Dosierkolben 6 wir K end angeordnet werden, Diese Ausbildung wäre Jedoch wenige zweckmäßig, da sie wegen der gewünschten Genauigkeit als eine die KoIbenstange 7 umgreifende Hohlschraube ausgebildet werden

müßte und sie wäre aufwendig, störahfällig und auch schlecht zugänglich. Wie Erfindung sieht deshalb vor, den einstellbaren Anschlag nicht am Dosierzylinder» sondern am Antrieb der Kolbenstange 7 anzuordnen. Auch hierfür bieten sich eine Reihe zweckmäßiger Möglichkeiten;

Einmal kann bei jedem elektromotorischen Antrieb in die Zuleitung ein Endlagenschalter 16 eingefügt werden, der den Antriebsstromkreis bei Erreichen des eingestellten I.olbenwegs unterbricht. Dies kann elektronisch durch V/iderstandsvergleich mittels eines 1otentiometers 17 geschehen, dessen Einstellpol mit der Schubstange 9 verbunden ist und dessen Verstellänge den gesamten Schubweg umfaßt. Geeignete lotentiometer. Endlagen- und ^uittungsschalter etc. sind als fertige Bauelemente bereits in großer Zahl bekannt. Solche Begrenzungsmittel lassen sich sowohl bei ElektrozylIndern 8,9 gemäß Fig. 3 anwenden wie auch bei anderen iintriebsarten mittels Elektromotoren 12 z.B. gemäß Fig. Θ.

Elektrische Antriebe der infrage kommenden Art Können auf kurz zeitige Überlastung ausgelegt sein, so daß eis auch Im Stillstand über eine gewisse Zeit unter Nennspannung stehen können, chne sich unzulässig hoch zu erwärmen. Dies gibt die Möglichkeit, einen starren mechanischen Anschlag vorzusehen, der gemäß Fig. 4 aus einem Revolverkopf 18 mit mehreren, verschieden langen Anschlagstäben 19 besetzt iet. auf dc-ren eine jeweils

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das Ende der Schubstange 9 aufschlägt, iine solche Anschlagsart ist dann von Vorteil, wenn stets mit nur wenigen, konstant bleibenden Dosierungen gearbeitet werden soll. Wird dagegen eine stufenlose Einstell barkeit der Dosierung gewünscht, dann kann anstelle der in der Lunge starren ήη-schlagsstäbe 19 eine Anschlagspindel 20 verwendet werden, Diese ist dann koaxial zu- Schubstange 9 so gelagert, daß deren untere Stirnseit;. auf die obere der Anschlagspindel aufschlägt, wie es in Fig. S veranschaulicht ist. Die Einstellung der Anschlagspindel 20 und damit der Dosierung kann in einfachster Weise durch ein Handrad 1.1 erfolgen. Letzteres kann natürlich z.B. durch ein Zahnrad ersetzt werden, in das ein vom Schaltkasten SK aus bedienbarer Kleinmotor eingreift. Lit df« Jeweiligen Anschlag kann auch eine Anzeigeeinrichtung 22 verbunden sein, die sich auf einer Skala 23 bewegt, auf welcher dann die jeweilige Einstellung der Dotierung abgelesen werden kann.

üie gleiche Anschlagspindel 20 kann auch bei dem in Fig. 6 dargestellten Antrieb durch die Hohlspindel 11 verwendet

werden, wie dort gestrichelt angedeutet ist. Dabei durchsetzt die Hnschlagspindel 20 von unten her streckenweise den offen bleibenden Teil der Hohlspindel 11, so daä das untere Ende der Schubspindel 13 in der gewünschten Endlage des Dosierkolbens β anschlägt. Bei diesem Beispiel les Dosierkolbenantriebs kann auch - neben den schon erwähnten Endlagenschalterr

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der Stromkreis des Elektromotors 3 2 durch einen Umdrehungszählschalter 24 unterbrochen werden, wie es in Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Entsprechend der übersetzung zwischen Elektromotor 12 und Hohlspindel 11 läßt sich auch bei dieser Begrenzungsart eine fast stufenlose Dosierung vornehmen

Auch die letzten Ausführungsbeispiele mit pneumatischem oder hydraulischem JoBlerkolb«rantrleb lassen die .anwendung der vorbeschriebenen mechanischen Anschläge zu. Hierzu kann nach Fig. 7 am ächubkolben 15 eina Verlängerungsstange 25 starr angebracht sein, die wiederum länger als der Kolbenweg ist und die abgedichtet aus dem Boden des .vntr i ebszy 1 i nders 14 nach unten austritt, ihr Unterende schlägt dann in der schon be-H ohr lebenen Art gemäß Fig. 7 auf einen der Anschlagstäbe 19 des Revolver kopfs 18 auf oder auf eine Schlagspinrtel 20,21 der in Fig. 6 dargestellten Hrt. Beim Beispiel nach Fig. 8 ist der Antriebszylinder 14 selbst verlängert und die Anschlag spindel 20 durchsetzt seinen verstärkten Boden, so daß uauf ihre obere Stirnfläche der Boden des bchubkolbens 15 unmittelbar rufschlägt.

Die Vorteile der Erfindung liegen in de*· weitestgehenrien Genauigkeit der Dosierung, da die restlose Füllung des Dosierzylinders 4 auch bei schwankender Viskosität stets gewährleistet ist. oie kann zudem noch dadurch unterstützt werden, daß die Behälter 1 in bekannter Art unter Druck stehen. Die Verstellung ist einfach, störsicher und leicht zugänglich.

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Claims (12)

Schutzansprüche:

1./ Vorrichtung zum Dosieren der Bindemittelzugaben bei der Herstellung von Sandformen und -kernen für Gießereizwecke* bei welcher die mit dem Sand zu vermischenden Materialien aus ihren Behältern über Dosier einrichtungen enthaltende Leitungskanäle der Mischmaschine zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet« daß die Dosiereinrichtung einen Dosierzy] :> nder (4) enthält, in den über geeignete Ventile (5) die Saugleitung (2) und die Druckleitung (3) einmünden, die mit dem Behälter (1) bzw. der Mischmaschine (M) verbunden sind, wobei der im Dosierzylinder (4) beweglich angeordnete Dosier kolben (6) in einer Arbeitsrichtung gegen einen starren Anschlag (5) gefünrt ist, während der Arbeitsweg in Gegenrichtung durch Mittel (16,19,20,24) begrenzt ist, die veränderlich und einstellbar ausgebildet sind.

2./ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierzylinder (4) am oberen Ende einen den Eingang der Saugleitung (2) und den Abgang der Druckleitung (3) enthaltenden Ventilkopf (5) aufweist, während die Kolbenstange (7) des Dos 1crkolbens (6) den Boden des Dosier Zylinders (4) durchsetzt und mindestens die Länge des maximalen Kolbenwegs aufweist, am freien Ende in einen Antrieb (8,9, 11,13, 14,15) ein

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greift und mit Mitteln (16,19,20,24) zur genauen begrenzung des Saugwegs des Dosierkolbens (6) ausgerüstet ist.

3./ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Kolbenstange (7) wirkende Antrieb aus einem Elektrozylinder (8,9) besteht.

4./ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Kolbenstange (7) wirkende Antrieb aus einem pneumatisch betriebenen Anteiebszy.linder (14,15) besteht.

5./ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Kolbenstange (7) wirkende Antrieb aus einem hydraulisch betriebenen Antriebszylinder (14,15) besteht,,

6./ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurrh gekennzeichnet, daß der auf die Kolbenstange (7) wirkende Antrieb aus einer motorisch angetriebenen Hohlspindel (11,12) besteht, in die die außerhalb des Dosierzylindera (4) bleibende, als Schubspindel (13) ausgebildete Strecke der Kolbenstange (7) eingeführt ist.

7./ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6„ dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (16,19,20,24) zur Begrenzung des Saugwegs des Dosierkolbens (6) dem Antrieb (8,9,11,13,14,15) dne⁺ und dem DosierzyIinder (4) gegenüber in Arbeits-

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richtung des Dosierkolbens (6) verschieb- und einstellbar ausgebildet sind.

8./ Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrozylinder (8,9) mit einem Endlagenschalter (16,17) an sich bekannter Bauart versehen ist.

9./ Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kolbenstange (7) koaxial zu ihr eine Anschlagspindel (20) ortsfest gelagert ist.

10./ Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kolbenstange (7) parallel zu ihr ein mit mehreren, verschieden langer. Anschlagstäben (19) besetzter Revolverkopf (18) gelagert ist.

11./ Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (12) mit einem Umdrehungszählschalter (24) an sich bekannter Bauart in Eingriff steht.

12./ Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (lö,l&,20,24) zur Begrenzung des Saugwegs des Kolbens (6) mit einer auf einer Skala (23) entlangbewegten Anzeigevorrichtung (22) versehen sind. ,

Der Vertreter: /

GÜNTER L. GEISS

PATENTINGENIEUR

7760 RADOLFZELL