EP2848332B1 - Einrichtung und verfahren zum aushärten von giesserei-kernen - Google Patents

Einrichtung und verfahren zum aushärten von giesserei-kernen Download PDF

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EP2848332B1
EP2848332B1 EP13183850.0A EP13183850A EP2848332B1 EP 2848332 B1 EP2848332 B1 EP 2848332B1 EP 13183850 A EP13183850 A EP 13183850A EP 2848332 B1 EP2848332 B1 EP 2848332B1
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EP
European Patent Office
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heating
catalyst
mixing stage
pressurized air
line
Prior art date
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EP13183850.0A
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EP2848332A1 (de
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Wilhelm Bovens
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Lueber GmbH
Original Assignee
Lueber GmbH
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Publication date
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Priority to JP2016515945A priority patent/JP6059402B2/ja
Priority to IN2731DEN2015 priority patent/IN2015DN02731A/en
Priority to US14/428,537 priority patent/US9630241B2/en
Priority to PCT/EP2014/066972 priority patent/WO2015036184A1/de
Priority to MX2015004154A priority patent/MX351091B/es
Priority to CN201480017567.8A priority patent/CN105102151B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • B22C9/123—Gas-hardening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C19/00—Components or accessories for moulding machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for curing foundry cores from sand-containing moldings, wherein the core for curing in a core mold via a gas-tight at the core mold gassing plate a gassing a catalyst vapor carrier gas mixture and then a compressed air stream , each with a predetermined pressure and temperature is exposed.
  • Such cold curing processes and equipment are known, such as the so-called cold box process in which two components of a resin system are added to the core sand, which then cure with the sand as soon as an organic catalyst such as an amine, such as an alkylamine or a methyl formate , is added as a catalyst.
  • an organic catalyst such as an amine, such as an alkylamine or a methyl formate
  • the one component could be e.g. a polyester resin, a polyether resin or any synthetic resin of liquid consistency with reactive hydroxyl groups; the second component is definitely an organic isocyanate.
  • the two components are thoroughly mixed with the foundry sand and then deformed. In order to catalyze the reaction now and to make the handling and use of particular amines reliable, various efforts have been made so far.
  • the known methods and devices have a common drawback by the curing process takes a considerable amount of time.
  • the formation of the core-sand mixture in the mold on a core-shooting machine often takes only a fraction of a second, whereas the subsequent gassing to harden the core has to be done over several seconds, which of course fumigation to an enormous cost bearer power.
  • metering pumps are switched between the catalyst source and the mixing point of the carrier gas and catalyst to better meter the catalyst, but this can only lead to an unsatisfactory result, since the pressure conditions in the catalyst flow in each dosing initially absolutely indifferent.
  • valve means comprise a multi-way valve in the flow line of the storage container, which is temporarily switched to a return line to the feed tank for pressure equalization in the flow system.
  • US 4,362,204 A a method and apparatus for curing foundry cores which uses inert gas as a carrier gas for the gassing process as well as non-heated along with already preheated compressed air for rinsing.
  • EP 1 375 031 B1 the same applicant a method and a device of the aforementioned type, in which the preheated compressed air is supplied via a switching valve of a heater and mixer and a reheater via a line for further heating for purging.
  • the advantage of this device or this method is that the compressed air for gassing with increasing heating of the catalyst vapor-carrier gas mixture can be heated variably to achieve a so-called contour hardening.
  • a disadvantage of this device is that a precise monitoring of the temperatures is necessary to ensure the safety of
  • the object of the present invention is now to provide a method for curing foundry cores from sand-containing moldings, as well as to provide a corresponding device by which a constant reduction of emissions at the workplace is ensured by reduced catalyst consumption at constant speed or cycle time. Furthermore, thereby the disposal costs and the cleaning costs for the device are reduced and thus a much lower environmental impact can be achieved. In addition, the device should be inexpensive.
  • the invention relates to a device for curing foundry cores from a sand-containing molding material, wherein the device is adapted to the core for its curing in a core mold a catalyst vapor-carrier gas mixture and subsequently a compressed air flow, each with a predetermined pressure and predetermined Temperature, suspend.
  • this device is characterized in that the device does not have a preheater which heats the compressed air before it is supplied to the heating and mixing stage or the heating source, so that the organic catalyst and the compressed air are heated together in the heating and mixing stage are arranged, and that a first check valve in the second line, which connects the compressed air source to the heating and mixing stage, which is closed at the beginning of the purge, and that a second check valve in the fourth line, which the compressed air source via the heat source is connected to the gassing plate, is arranged, which is open at the beginning of the rinse.
  • the device has two gas sources, of which the first is connected to the heater and mixer, and the second is connected to the heat source. Furthermore, it is advantageous if the heat source is switched on a temperature control. Further, it is advantageous if, prior to the supply of the catalyst in liquid form in the heater and mixing stage, the supply of the liquid catalyst container or the reservoir with a flow meter via a changeover valve temporarily switched to a return line to the reservoir for pressure equalization in the flow system can.
  • the present invention relates to a method for curing foundry cores, which is inventively characterized in that the guided for a timed fumigation through the heating and mixing stage compressed air is heated only in the heating and mixing stage together with the organic catalyst, and the compressed air used for the timed purging is conducted and heated by means of a heating source in a separate line.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention is that before the supply of the catalyst in liquid form in the heater and mixing stage in the flow pressure equalization is prepared. Further, it is advantageous if the catalyst vapor-carrier gas mixture is heat-accompanied on its way to the core-forming tool.
  • the device comprises first a gas-tight coupled to the core mold gassing plate or hood 20 with an upstream heater and mixing stage 12 for transferring the liquid organic catalyst, which is preferably an amine, in its gaseous state and for generating one of the gassing of the core serving catalyst vapor-carrier gas mixture, as will be explained in more detail below.
  • the liquid organic catalyst which is preferably an amine
  • the organic catalyst in liquid form from a storage container or a liquid catalyst container 7 is metered via metering means 8 and 11, a metering unit 9, a flow meter 10 or the like via a line L1 into the heaters for timed gasification - And mixing stage 12, where it is converted into its gaseous state.
  • the heating and mixing stage 12 is also in fluid communication with a compressed air source 1 via a separate line L2 closable with a shut-off valve 2a and a proportional or a 2-stage pressure regulator 6a for timed control Fumigation to pass the compressed air supplied by the compressed air source 1 via the check valve 2a compressed air within a predetermined time through the burdened with the catalyst gas heater and mixing stage 12, wherein the supplied compressed air and the catalyst gas are heated together in the heater and mixing stage 12, so that a Catalyst vapor-carrier gas mixture is formed.
  • the heater and mixing stage 12 is also connected via a closable by a valve 5 and preferably heatable line L3 with the core mold, respectively.
  • the gassing plate 20 in conjunction to pass the catalyst vapor-carrier gas mixture through the sand-containing molding material in the core mold.
  • the compressed air source 1 via a closable with a check valve 2b separate line L4 and optionally a proportional or a 2-stage pressure regulator 6b and a heat source 3 and via a check valve 4 with the core mold, respectively.
  • the gassing plate 20 in flow communication.
  • the gassing plate 20 is provided with a vent valve 21.
  • a temperature control can be switched on for a regulated heating of the compressed air of the heating source 3.
  • the heating and mixing stage 12 may be switched on a temperature control.
  • the switches, valves, dosing and controls are program controllable via a control circuit, not shown.
  • metered for the gassing process of the organic catalyst in liquid form is fed together with compressed air from a compressed air source via separate lines a heater and mixing stage and is heated there together with the compressed air to a temperature for gasification of the Enough catalyst is sufficient so that a catalyst vapor-carrier gas mixture is formed, which by the sand-containing molding material in the core mold over another Conductor is passed.
  • the shut-off valve of the conduit which supplies the pressurized air to the gassing plate via the heating source is closed, and the check valve which directs the pressurized air to the heater and mixer is opened.
  • the gasification temperature required for amine as catalyst is between 80 ° C and 110 ° C, depending on the nature of the amine.
  • the heating in the heating and mixing stage is according to the gasification temperature of the catalyst used.
  • the rinsing i. for a timed purging, compressed air required within a given time to be passed through the fumigated sand-containing molding material in the core mold, after it was supplied via a separate line to a heating source and there was heated to a temperature higher than that for gasification of the catalyst required temperature.
  • the temperature for rinsing is preferably between 150 ° C and 180 ° C, more preferably 170 ° C.
  • a single gas source 1 can be used.
  • both the second line L2 and the fourth line L4 are connected to the gas source serving as the compressed air source.
  • it can also be two separate compressed air sources 1 (not shown in the drawing) can be used.
  • the fourth line L4 is connected to the first compressed air source for purging, and the heater and mixer is connected to the second compressed air source via the second line L2.
  • An advantage of two separate sources of compressed air and / or two separate gas lines L2 and L4, each with a respective check valve 2a and 2b, is that the use of two check valves is cheaper in contrast to a changeover valve and greater safety with the simpler control of the valve the switching process is given.
  • the required amount of catalyst can be greatly reduced, since on the surface The condensed catalyst quickly becomes gaseous again and thus can be driven quickly into the core.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Aushärten von Giesserei-Kernen aus sandhaltigen Formstoffen, bei welchem der Kern zu seiner Härtung in einem Kern-Formwerkzeug über eine am Kern-Formwerkzeug gasdicht ankoppelbare Begasungsplatte einem Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch und nachfolgend einem Druckluftstrom, je mit vorgegebenem Druck und vorgegebener Temperatur, ausgesetzt wird.
  • Solche kalthärtenden Verfahren und Einrichtungen sind bekannt, wie etwa das sogenannte Coldbox-Verfahren, bei welchem dem Kernsand zwei Komponenten eines Kunstharzsystems zugefügt werden, welche dann mit dem Sand aushärten, sobald ein organischer Katalysator wie ein Amin, etwa ein Alkylamin oder ein Methyl-Formiat, als Katalysator zugegeben wird.
  • Die eine Komponente könnte hierbei z.B. ein Polyesterharz, ein Polyätherharz oder ein beliebiges Kunstharz flüssiger Konsistenz mit reaktiven Hydroxylgruppen sein; die zweite Komponente ist auf jeden Fall ein organisches Isocyanat. Die beiden Komponenten werden mit dem Formsand gründlich vermischt und dann verformt. Um hier nun die Reaktion zu katalysieren und die Handhabung und den Gebrauch der insbesondere Amine zuverlässig zu gestalten, sind bisher verschiedene Anstrengungen unternommen worden.
  • Die bekannten Verfahren und Einrichtungen haben aber einen gemeinsamen Nachteil, indem der Aushärtevorgang eine erhebliche Zeitdauer beansprucht. Beispielsweise nimmt die Ausformung des Kern-Sand-Gemisches im Formwerkzeug auf einer Kern-Schiess-Maschine oft nur Bruchteile einer Sekunde in Anspruch, wogegen die nachfolgende Begasung zur Aushärtung des Kernes über mehrere Sekunden zu erfolgen hat, was die Begasung natürlich zu einem enormen Kostenträger macht.
  • Um die Begasungszeit bzw. Aushärtezeit zu verringern, hat man dann in der Regel den Anteil der Amine überdosiert, unter der Gefahr, dass ein Wiederanlösen der Binder erfolgen konnte, was die mögliche Endfestigkeit des Kernes auf ca. 80 bis 85% vermindert.
  • Bei einem weiteren Verfahren bzw. einer Einrichtung ( EP 0229959 der gleichen Anmelderin) werden Dosierpumpen zwischen der Katalysator-Quelle und der Mischstelle von Trägergas und Katalysator eingeschaltet, um den Katalysator besser dosieren zu können, was allerdings auch hier nur zu einem unbefriedigenden Ergebnis führen kann, da die Druckverhältnisse im Katalysator-Vorlauf bei jedem Dosiervorgang zunächst absolut indifferent sind.
  • Weiter wurde vorgeschlagen ( CH-Patent 603276 der gleichen Anmelderin), sowohl das Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch als auch die Druckluft je in einem Dosierbehälter temporär zu speichern und aus diesen Dosierbehältern dann nacheinander schlagartig in den Kern einzuschiessen, wobei die Druckluft mit einem grösseren Volumen gespeichert und auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird als das Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch.
    Für diese Maßnahmen aber ist der technische Aufwand enorm und Anlagen dieser Art lassen wenig Variable zu.
  • Ferner beschreibt die EP 0881 014 der gleichen Anmelderin ein Verfahren und eine Einrichtung der vorgenannten Art, bei dem die Ventilmittel ein Mehrweg-Ventil in der Vorlaufleitung des Vorlagebehälters umfassen, welches temporär auf eine Rücklaufleitung zum Vorlagebehälter umschaltbar ist zum Druckausgleich im Vorlaufsystem. Diese Maßnahmen gestatten, die Druckverhältnisse im Katalysator-Vorlauf bei jedem Dosiervorgang konstant zu halten, nachdem vorgängig jeweils Druckausgleich erfolgt.
  • Ferner offenbart die US 4 362 204 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aushärten von Gießerei-Kernen, welches Inertgas als Trägergas für den Begasungsvorgang sowie nicht erhitzte zusammen mit bereits vorgeheizter Druckluft zum Spülen verwendet.
  • Ferner beschreibt die EP 1 375 031 B1 der gleichen Anmelderin ein Verfahren und eine Einrichtung der vorgenannten Art, bei dem vorerhitzte Druckluft über ein Umschaltventil einer Erhitzer- und Mischstufe und einem Nacherhitzer über eine Leitung zum weiteren Erhitzen für das Spülen zugeführt wird. Der Vorteil dieser Einrichtung bzw. dieses Verfahrens besteht darin, dass die Druckluft für eine Begasung mit steigender Erhitzung des Katalysatordampf-Trägergas-Gemisches variabel erhitzt werden kann, um eine sogenannte Konturenhärtung zu erreichen. Ein Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, dass eine genaue Überwachung der Temperaturen nötig ist, um die Sicherheit der
  • Anlage zu gewährleisten.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zum Aushärten von Giesserei-Kernen aus sandhaltigen Formstoffen zu schaffen, sowie eine entsprechende Einrichtung bereitzustellen, durch welche bei gleichbleibender Geschwindigkeit bzw. Taktzeit eine starke Reduktion der Emission am Arbeitsplatz durch reduzierten Katalysatorverbrauch gewährleistet wird. Ferner sollen dadurch die Entsorgungskosten und der Reinigungsaufwand für die Einrichtung reduziert werden und somit eine wesentlich geringere Umweltbelastung erzielt werden. Zusätzlich soll die Einrichtung kostengünstig sein.
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aushärten von Giesserei-Kernen aus einem sandhaltigen Formstoff, wobei die Einrichtung dazu angepasst ist, den Kern zu seiner Härtung in einem Kern-Formwerkzeug einem Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch und nachfolgend einem Druckluftstrom, je mit vorgegebenem Druck und vorgegebener Temperatur, auszusetzen.
  • Erfindungsgemäß zeichnet sich diese Einrichtung dadurch aus, dass die Einrichtung keinen Vorerhitzer aufweist, der die Druckluft erhitzt, bevor sie der Erhitzer- und Mischstufe bzw. der Heizquelle zugeführt wird, so dass der organische Katalysator und die Druckluft gemeinsam in der Erhitzer- und Mischstufe erhitzt werden, und dass ein erstes Sperrventil in der zweiten Leitung, welche die Druckluftquelle mit der Erhitzer- und Mischstufe verbindet, angeordnet ist, das bei Beginn der Spülung geschlossen ist, und dass ein zweites Sperrventil in der vierten Leitung, welche die Druckluftquelle über die Heizquelle mit der Begasungsplatte verbindet, angeordnet ist, das bei Beginn der Spülung geöffnet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Einrichtung zwei Gasquellen auf, von denen die erste mit der Erhitzer- und Mischstufe verbunden ist, und die zweite mit der Heizquelle verbunden ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Heizquelle eine Temperatursteuerung zugeschaltet ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn vor der Zuführung des Katalysators in flüssiger Form in die Erhitzer- und Mischstufe der Vorlauf des Flüssig-Katalysator-Behälters bzw. des Vorratsbehälters mit einem Durchflussmesser über ein Umschaltventil temporär auf eine Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter zum Druckausgleich im Vorlaufsystem umgeschaltet werden kann.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aushärten von Giesserei-Kernen, das erfindungsgemäß dadurch ausgezeichnet ist, dass die für eine zeitgesteuerte Begasung durch die Erhitzer- und Mischstufe hindurchgeführte Druckluft erst in der Erhitzer- und Mischstufe zusammen mit dem organischen Katalysator erhitzt wird, und die für die zeitgesteuerte Spülung verwendete Druckluft mittels einer Heizquelle in einer separaten Leitung geführt und erhitzt wird.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass vor der Zuführung des Katalysators in flüssiger Form in die Erhitzer- und Mischstufe im Vorlauf Druckausgleich hergestellt wird. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch auf seinem Weg zum Kern-Formwerkzeug wärmebegleitet ist.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Aushärten von Giesserei-Kernen.
  • Dargestellt und beschrieben ist mit Bezug zu Fig. 1 eine an ein einem nicht näher gezeigten Kern-Formwerkzeug einer nicht näher gezeigten Kern-Schießmaschine anschließbare Einrichtung zum Aushärten von Giesserei-Kernen aus einem Sand enthaltenden Formstoff. Die Einrichtung umfasst zunächst eine mit dem Kern-Formwerkzeug gasdicht ankoppelbare Begasungsplatte oder -haube 20 mit einer vorgeschalteten Erhitzer- und Mischstufe 12 zur Überführung des flüssigen organischen Katalysators, der vorzugsweise ein Amin ist, in seinen gasförmigen Zustand und zur Erzeugung eines der Begasung des Kernes dienenden Katalysatordampf-Trägergas-Gemisches, wie das nachfolgend noch näher erläutert wird.
  • Erfindungsgemäß gelangt für eine zeitgesteuerte Begasung der organische Katalysator in flüssiger Form aus einem Vorratsbehälter bzw. einem Flüssig-Katalysator-Behälter 7 mittels Dosiermitteln wie beispielsweise Dosierventilen 8 und 11, einer Dosiereinheit 9, einem Durchflussmesser 10 oder dergleichen dosiert über eine Leitung L1 in die Erhitzer- und Mischstufe 12, wo er in seinen gasförmigen Zustand überführt wird. Die Erhitzer- und Mischstufe 12 steht zudem mit einer Druckluftquelle 1 über eine mit einem Sperrventil 2a verschließbare separate Leitung L2 und einem proportionalen oder einen 2-Stufen-Druckregler 6a in Strömungsverbindung, um für die zeitgesteuerte Begasung die von der Druckluftquelle 1 über das Sperrventil 2a zugeführte Druckluft innerhalb einer vorgegebenen Zeit durch die mit dem Katalysatorgas belastete Erhitzer- und Mischstufe 12 hindurchzuführen, wobei die zugeführte Druckluft und das Katalysatorgas in der Erhitzer- und Mischstufe 12 gemeinsam erhitzt werden, so dass ein Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch entsteht.
  • Die Erhitzer- und Mischstufe 12 steht ferner über eine durch ein Ventil 5 verschließbare und vorzugsweise beheizbare Leitung L3 mit dem Kern-Formwerkzeug resp. der Begasungsplatte 20 in Verbindung, um das Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch durch den sandhaltigen Formstoff im Kern-Formwerkzeug hindurchzuleiten.
  • Ferner steht für eine zeitgesteuerte Spülung mit der Druckluft die Druckluftquelle 1 über eine mit einem Sperrventil 2b verschließbare separate Leitung L4 und gegebenenfalls einen proportionalen oder einen 2-Stufen-Druckregler 6b und einer Heizquelle 3 sowie über ein Sperrventil 4 mit dem Kern-Formwerkzeug resp. der Begasungsplatte 20 in Strömungsverbindung.
  • In der Figur nicht gezeigt ist, dass vor der Zuführung des Katalysators in flüssiger Form in die Erhitzer- und Mischstufe 12 der Vorlauf des Flüssig-Katalysator-Behälters 7 über ein Umschaltventil temporär auf eine Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter 7 zum Druckausgleich im Vorlaufsystem umschaltbar ist.
  • Ferner ist die Begasungsplatte 20 mit einem Entlüftungsventil 21 versehen.
  • Beispielsweise kann für ein geregeltes Aufheizen der Druckluft der Heizquelle 3 eine Temperatursteuerung zugeschaltet sein. Ähnlich kann auch der Erhitzer- und Mischstufe 12 eine Temperatursteuerung zugeschaltet sein. Der heutigen Technik entsprechend sind die Umschaltungen, Ventile, Dosiermittel und Steuerungen über eine nicht gezeigte Steuerschaltung programmsteuerbar.
  • Somit ist es nunmehr möglich, dass für den Begasungsvorgang der organische Katalysator in flüssiger Form dosiert zusammen mit Druckluft aus einer Druckluftquelle über jeweils separate Leitungen einer Erhitzer- und Mischstufe zugeführt wird und dort zusammen mit der Druckluft auf eine Temperatur erhitzt wird, die zur Vergasung des Katalysators ausreicht, so dass ein Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch entsteht, welches durch den sandhaltigen Formstoff im Kern-Formwerkzeug über eine weitere Leitung hindurchgeleitet wird. Während dieses Begasungsvorgangs ist das Sperrventil der Leitung, welche die Druckluft über die Heizquelle zu der Begasungsplatte führt, geschlossen, und das Sperrventil, das die Druckluft zu der Erhitzer- und Mischstufe führt, offen. Beispielsweise beträgt die für Amin als Katalysator benötigte Temperatur zur Vergasung zwischen 80°c und 110°C, wobei dies von der Art des Amins abhängt. So ist zu verstehen, dass das Erhitzen in der Erhitzer- und Mischstufe entsprechend der Vergasungstemperatur des verwendeten Katalysators erfolgt.
  • Ferner kann für den Spülvorgang, d.h. für eine zeitgesteuerte Spülung, benötigte Druckluft innerhalb einer vorgegebenen Zeit durch den begasten sandhaltigen Formstoff im Kern-Formwerkzeug hindurchgeleitet werden, nachdem sie über eine separate Leitung einer Heizquelle zugeführt wurde und dort auf eine Temperatur aufgeheizt wurde, die höher ist als die zur Vergasung des Katalysators benötigte Temperatur. Die Temperatur zum Spülen beträgt vorzugsweise zwischen 150°C und 180°C, bevorzugter 170°C. Während dieses Spülvorgangs ist das Sperrventil der (vierten) Leitung, welche die Druckluft über die Heizquelle zu der Begasungsplatte führt, offen, und das Sperrventil, das die Druckluft über die zweite Leitung zu der Erhitzer- und Mischstufe führt, geschlossen.
  • Als Gasquelle kann eine einzige Gasquelle 1 verwendet werden. In diesem Fall sind sowohl die zweite Leitung L2 als auch die vierte Leitung L4 mit der als Druckluftquelle dienenden Gasquelle verbunden. Es können aber auch zwei separate Druckluftquellen 1 (in der Zeichnung nicht gezeigt) verwendet werden. In diesem Fall ist die vierte Leitung L4 mit der ersten Druckluftquelle zum Spülen verbunden und die Erhitzer- und Mischstufe ist über die zweite Leitung L2 mit der zweiten Druckluftquelle verbunden.
  • Ein Vorteil von zwei getrennten Druckluftquellen und/oder zwei getrennten Gasleitungen L2 und L4 mit jeweils einem entsprechenden Sperrventil 2a bzw. 2b ist, dass die Verwendung von zwei Sperrventilen im Gegensatz zu einem Umschaltventil kostengünstiger ist und durch die einfachere Steuerung des Ventils eine größere Sicherheit bezüglich des Schaltvorgangs gegeben ist. Zusätzlich ist gewährleistet, dass kein Katalysatorgas in der Spülleitung oder Heizquelle verbleibt und somit den Spülvorgang durch die daraus folgende Verunreinigung verzögert. Ferner kann durch die weitaus höhere Temperatur der zugeführten Spülluft (durch die Heizquelle erhitzte Druckluft) die benötigte Katalysatormenge stark reduziert werden, da auf der Oberfläche des Kerns kondensierter Katalysator schnell wieder gasförmig wird und somit schnell in den Kern eingetrieben werden kann. Durch die Reduzierung der Menge an Katalysator kann die Belastung der Umwelt reduziert werden, die Kosten für die Entsorgung der Katalysatorgase verringern sich und der Aufwand für das Reinigen der Einrichtung wird reduziert.
  • Des Weiteren kann aufgrund der separaten Zuführung der erhitzten Druckluft zur Begasungsplatte auf einen Sicherheitstemperaturregler verzichtet werden, welcher bei den bisherigen Einrichtungen benötigt wurde, um sicherzustellen, dass die Temperatur in der Erhitzer- und Mischstufe nicht über einen bestimmten vorgegebenen Grenzwert ansteigt, so dass die Sicherheit der Anlage gewährleistet ist.
  • Ferner wird kein Vorerhitzer benötigt, da die Vergasung des Katalysators geringere Heizleistung erfordert als das Aufheizen der Druckluft für den Spülvorgang. Somit kann Energie gespart werden, da die zu erhitzende Druckluft für den Spülvorgang nicht durch Leitungsverluste abgekühlt wird und dann durch gegebenenfalls einen Nacherhitzer wieder erwärmt werden muss.
  • Durch diese erfindungsgemäßen Vorkehrungen ist nunmehr eine kompakte, sichere, die Umweltbelastung durch Reduzierung der Menge des benötigten Katalysatorgases reduzierende Einrichtung realisiert, welche die Nachteile der bisherigen Einrichtungen überwindet und die in der gleichen Geschwindigkeit (Taktzeit) wie die bekannten Einrichtungen arbeiten kann.

Claims (8)

  1. Einrichtung zum Aushärten von Giesserei-Kernen aus einem sandhaltigen Formstoff, wobei die Einrichtung dazu angepasst ist, den Kern zu seiner Härtung in einem Kern-Formwerkzeug einem Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch und nachfolgend einem Druckluftstrom, je mit vorgegebenem Druck und vorgegebener Temperatur, auszusetzen, wobei die Einrichtung umfasst:
    - eine dem Kern-Formwerkzeug vorschaltbare Erhitzer- und Mischstufe (12), die mit einem organischen Katalysator in flüssiger Form enthaltenden Behälter (7) mittels einer ersten Leitung (L1) in Strömungsverbindung steht, wobei der flüssige organische Katalysator der Erhitzer- und Mischstufe (12) über Dosierungsmittel (8-11) dosiert zugeführt werden kann,
    - wobei die Erhitzer- und Mischstufe (12) ferner mit einer Druckluftquelle (1) über zumindest einen ersten Druckregler (6a) mittels einer zweiten separaten Leitung (L2) so in Strömungsverbindung steht, dass die als Trägergas dienende Druckluft der Erhitzer- und Mischstufe (12) dosiert zugeführt werden kann,
    - wobei der der Erhitzer- und Mischstufe (12) zugeführte flüssige organische Katalysator und die der Erhitzer- und Mischstufe (12) zugeführte Druckluft in der Erhitzer- und Mischstufe (12) erhitzt werden, so dass der organische Katalysator seinen gasförmigen Zustand annimmt und zusammen mit der Druckluft ein Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch entsteht,
    - wobei die Erhitzer- und Mischstufe (12) ferner über eine durch ein Ventil (5) verschließbare dritte Leitung (L3) mit dem Kern-Formwerkzeug so verbunden ist, dass das Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch durch den sandhaltigen Formstoff im Kern-Formwerkzeug hindurchgeleitet werden kann,
    - wobei für eine zeitgesteuerte Spülung nach dem Durchleiten des Katalysatordampf-Trägergas-Gemisches durch den sandhaltigen Formstoff im Kern-Formwerkzeug das Kern-Formwerkzeug mit der Druckluftquelle (1) über eine Heizquelle (3), die dazu angepasst ist, die aus der Druckluftquelle (1) durch die Heizquelle (3) strömende Druckluft auf eine vorgegebene Temperatur zu erhitzen, durch eine mit einem Ventil (4) verschließbare vierte Leitung (L4) in Strömungsverbindung steht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Einrichtung keinen Vorerhitzer aufweist, der die Druckluft (1) erhitzt, bevor sie der Erhitzer- und Mischstufe (12) bzw. der Heizquelle (3) zugeführt wird, so dass der organische Katalysator und die Druckluft gemeinsam in der Erhitzer- und Mischstufe (12) erhitzt werden, und
    - ein erstes Sperrventil (2a) in der zweiten Leitung (L2) angeordnet ist, das bei Beginn der Spülung geschlossen ist, und
    - ein zweites Sperrventil (2b) in der vierten Leitung (L4) angeordnet ist, das bei Beginn der Spülung geöffnet ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zwei Druckluftquellen (1) aufweist, von denen die erste mit der Erhitzer- und Mischstufe (12) verbunden ist, und die zweite mit der Heizquelle (3) verbunden ist..
  3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für der Heizquelle (3) eine Temperatursteuerung zugeschaltet ist.
  4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass vor der Zuführung des Katalysators in flüssiger Form in die Erhitzer- und Mischstufe (12) der Vorlauf des Flüssig-Katalysator-Behälters (7) mit einem der Dosierungsmittel (8-11) über ein Umschaltventil temporär auf eine Rücklaufleitung zum Flüssig-Katalysator-Behälter (7) zum Druckausgleich im Vorlaufsystem umschaltbar ist.
  5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Leitung (L3) und der Teil der vierten Leitung (L4), der sich an die Heizquelle (3) anschließt, beheizbar sind.
  6. Verfahren zum Aushärten von Giesserei-Kernen aus sandhaltigen Formstoffen, bei welchem der Kern zu seiner Härtung in einem Kern-Formwerkzeug einem Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch und nachfolgend einem Druckluftstrom, je mit vorgegebenem Druck und vorgegebener Temperatur, ausgesetzt wird,
    wobei während des Kernschusses, ein organischer Katalysator in flüssiger Form dosiert einer Erhitzer- und Mischstufe zugeführt und dort in seinen gasförmigen Zustand überführt wird;
    wobei dann, nach gasdichter Ankopplung der Begasungsplatte, für eine zeitgesteuerte Begasung Druckluft innerhalb einer vorgegebenen Zeit und unter proportionalem Druckanstieg durch die mit dem Katalysatorgas belasteten Erhitzer- und Mischstufe hindurchgeführt und von dort als Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch durch den sandhaltigen Formstoff im Kern-Formwerkzeug hindurchgeleitet wird; und wobei dann für eine zeitgesteuerte Spülung Druckluft innerhalb einer vorgegebenen Zeit über separate Zuleitung durch den begasten sandhaltigen Formstoff im Kern-Formwerkzeug hindurchgeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die für eine zeitgesteuerte Begasung durch die Erhitzer- und Mischstufe hindurchgeführte Druckluft erst in der Erhitzer- und Mischstufe zusammen mit dem organischen Katalysator erhitzt wird, und die für die zeitgesteuerte Spülung verwendete Druckluft mittels einer Heizquelle in einer separaten Leitung geführt und erhitzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Zuführung des Katalysators in flüssiger Form in die Erhitzer- und Mischstufe (12) im Vorlauf Druckausgleich hergestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatordampf-Trägergas-Gemisch auf seinem Weg zum Kern-Formwerkzeug wärmebegleitet ist.
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