EP4032635A1 - Device for supplying a core forming tool with a gaseous curing medium - Google Patents

Device for supplying a core forming tool with a gaseous curing medium Download PDF

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EP4032635A1
EP4032635A1 EP21401003.5A EP21401003A EP4032635A1 EP 4032635 A1 EP4032635 A1 EP 4032635A1 EP 21401003 A EP21401003 A EP 21401003A EP 4032635 A1 EP4032635 A1 EP 4032635A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier gas
flow channel
heating device
energy storage
storage elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21401003.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Helge HÄNSEL
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP21401003.5A priority Critical patent/EP4032635A1/en
Publication of EP4032635A1 publication Critical patent/EP4032635A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/162—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents use of a gaseous treating agent for hardening the binder
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for supplying a core mold tool for producing a sand core for castings with a gaseous curing medium for the sand core, the curing medium consisting of a carrier gas or a mixture of carrier gas and a catalyst element, with a preheating device, a heating device for the carrier gas and a Dosing unit for the catalyst element.
  • Sand cores are manufactured in metal foundries and used in casting molds in order to be able to form cavities in the castings in question.
  • the sand cores usually consist of a basic mold material such as sand, to which a binding agent is added in order to give the cores suitable dimensional stability and strength after a hardening process. The strength must be such that the cores are dimensionally stable during the casting process, but can then be easily removed from the cast part.
  • organic binders and inorganic binders are known.
  • the sand cores are manufactured industrially using production units such as core shooters.
  • the gas-hardening process consists of a heated carrier gas, for example compressed air, and a catalyst element that is fed in to accelerate the reaction rate of the binder.
  • the carrier gas for example compressed air
  • the catalyst element becomes gaseous under the influence of the heated carrier gas and thus forms a gaseous curing medium which is passed through the permeable sand core.
  • the application of temperature to the carrier gas and the supply of the catalyst element to the carrier gas are carried out outside the production unit, for example a core shooter, in a suitable technical unit.
  • the hardening medium prepared in this way is then fed to the sand core, for example via a compressed air line within the production unit.
  • a gassing hood or gassing plate which is part of the production unit, is placed pressure-tight on the core mold tool, and the hardening medium is transferred under pressure into the bullet holes of the core molding box via connection bores located on the underside of the gassing hood or gassing plate, and fed to and passed through the sand core.
  • the carrier gas used is heated to a temperature in the range of up to 130° C. by a heating device of the external technical unit already mentioned. It is easy to understand that this requires a not inconsiderable amount of energy, which has a significant impact on the cost of producing the cast part.
  • the heated carrier gas also has the task of converting the catalyst element used from the liquid to the gaseous state of aggregation in order to bring about the catalytically accelerated curing of the binder. In practice, this can lead to condensation phenomena on the catalytic converter element, so that an excess is also used for the catalytic converter element. It should also be noted that great care must be taken when using the catalyst element and the carrier gas, in particular due to the temperature impact, since the catalyst element and the carrier gas can form an explosive mixture under certain circumstances. In this context, the respective safety-related explosion limits must be observed.
  • gassing hoods and gassing plates are used to supply the gaseous curing medium to the molding material in the core mold.
  • design features of the known gassing hoods and gassing plates are of manageable complexity.
  • the object of the present invention is therefore to further develop a device with the features described in the generic term of claim 1, in which the energy expenditure required for the hardening process of a sand core and the use of catalyst can be reduced and in which the repair and maintenance costs of conventional devices known from the prior art are optimized and that safe handling of the catalyst element and the carrier gas is ensured.
  • the heating device and the preheating device must be arranged directly adjacent to one another, since the waste heat from the heating device is to be absorbed by the preheating device.
  • the waste heat caused by the heated curing medium in the mold material which is used to store the mold material inside the shooting head of the core shooter, will cause a hardening reaction in the area of the shot openings. It is then no longer possible to fill the core tool with molding material.
  • the inventive idea also lies in the fact that, in addition to the energy savings and savings in the catalyst element through the structure and in particular the arrangement of the individual modules, the heating device and preheating device in modular design inside, for example, by substituting the conventional gassing hood or gassing plate with the device described here and outside of the core shooter and then to connect these units to the dosing unit inside the core shooter. This prevents the openings in the shooting head from hardening.
  • the modular design of the device according to the invention enables, on the one hand, simpler and faster replacement of components in the event of malfunctions compared to conventional gassing hoods and gassing plates.
  • a splitting of the functional units used into individual components allows a quick adaptation to changed framework conditions for the use of the curing media used.
  • the division into individual units naturally also increases the flexibility of the overall device with regard to the use of the available space inside and outside the core shooter.
  • this heat transfer to the preheating device can help ensure that the heating device, which is primarily used to heat the carrier gas, no longer emits its heat radiation energy to the extent that is usually known from the prior art in the direction of the shooting head positioned close to the heating device.
  • a shooting head is used within the core shooter to store the molding material for the sand core and to transfer the molding material into the cavity of the core tool through fluidization with the help of compressed air via corresponding injection openings.
  • At least one flow-promoting carrier gas channel in the heating device, it being possible for the walls of the carrier gas channel to be of corrugated design. This measure considerably improves the transfer of heat between the heating element located in the carrier gas channel and its surface and the carrier gas passing through.
  • the metering device has a flow channel which has a connection opening pointing to the heating device and an outlet opening pointing to the core molding tool, with a streamlined flow channel narrowing being present between the connecting opening and the outlet opening of the metering device and a metering channel for the catalyst element opening in the region of this flow channel narrowing.
  • This structural design increases the flow speed in the flow channel of the metering device in this area, so that the carrier gas can be mixed more effectively with the catalyst element introduced into the metering unit through the metering channel.
  • the catalyst element is metered using a metering unit, for example in the form of a double-piston pump. This is intended to ensure a defined, reproducible quantity of the catalyst element in the carrier gas.
  • an additional unit for example in the form of a flow measuring unit, can monitor the dosing process and thus ensure a concentration of the catalyst element in the carrier gas in the range of the respective explosion limits.
  • Another feature of the present invention is the separation of the heating device and the dosing device in a modular design. This is to ensure that the carrier gas/catalyst mixture cannot ignite, for example due to the hot surface of a built-in heating element.
  • the dosing of the catalyst element and the heating of the carrier gas are decoupled from each other.
  • a negative pressure is established in the dosing channel, which supports the complete supply of the dosed catalyst element.
  • the energy storage elements can have different aerodynamic shape, for example a spherical or elliptical outer shape.
  • Preferred materials for the energy storage elements are highly conductive materials such as Fe, Cu or Al.
  • the energy storage elements can be solid or have a hollow space in their interior that is filled with an energy carrier medium.
  • the use of the energy storage elements serves to generate a diffuse flow within the flow channel, which supports effective mixing of the carrier gas with the catalyst element.
  • the energy storage elements have the property of storing thermal energy. This property serves to support the change of the aggregate state of the catalyst element used from the liquid state to the gaseous phase.
  • the packing density of the energy storage elements is designed in such a way that there is always sufficient permeability of the bed for the gas mixture flowing through.
  • the application of the device according to the invention with the features described above can be designed for both organically and inorganically bound binders, provided that it can take place by means of gas curing.
  • organically or inorganically used binders there is a significant difference in the different temperature levels of the curing medium.
  • a so-called cold box process is primarily used, in which the hardening is essentially effected by the catalyst element and the temperature level is in the range of preferably up to 130°C.
  • a carrier gas such as compressed air, is used for curing.
  • the preferred temperature level for this application is 180°C.
  • the one in the figure 1 Schematically shown device according to the invention has several blocks designed as individual modules in which the gaseous hardening medium necessary for the supply of a core mold for the production of a sand core for castings is prepared for the sand core for its function.
  • the curing medium consists of a mixture of carrier gas and a catalyst element.
  • the carrier gas is through a in the figure 1 not shown carrier gas source provided.
  • the source of the carrier gas can be, for example, a carrier gas system that is available in many industrial companies and has a plurality of tapping points distributed throughout the company, to which carrier gas tools can also be connected if necessary.
  • Such a carrier gas source usually provides carrier gas at a pressure of up to 6 bar at an ambient temperature of 20 degrees.
  • the temperature of the carrier gas provided is not sufficient for the specific application in the device for supplying a core molding tool, since carrier gas temperatures of, for example, up to 130° C. in the organic area and up to 180 degrees in the area of inorganic binders are necessary.
  • the carrier gas is according to figure 1 from the carrier gas source via an appropriate pipeline or hose to the inlet connector 1, which is part of a preheating device 2 for the carrier gas.
  • a carrier gas channel is incorporated in the preheating device 2 , through which the carrier gas is guided from the inlet connection 1 to the connecting pipe 3 .
  • the carrier gas absorbs thermal energy of the preheater housing.
  • the connecting pipe 3 leads the carrier gas from the preheating device 2 to a heating device 4 in which the preheated carrier gas is heated to the temperature of up to 180 degrees required for its function as a curing medium.
  • the heating is preferably carried out electrically by appropriate heating rods in the figure 1 are not shown in detail.
  • the dosing unit 5 has a flow channel 7 which has a connection opening 8 pointing to the heating device 4 and one from the figure 3 visible outlet opening 9 shows as a transition to a core mold.
  • the preheating device 2 belonging to the device dissipates part of the thermal energy that is used to heat the carrier gas in the heating device and thus makes it possible to preheat the carrier gas, as described above.
  • this measure significantly reduces the overall use of thermal energy required to produce the required carrier gas temperature.
  • the carrier gas channel 10 is fluidically optimized in a serpentine form. How from the figure 2 As can be seen, the walls of the carrier gas channel 10 have a wavy shape.
  • the carrier gas flowing through the carrier gas channel 10 is guided by heating rods, not shown in detail, from the inlet opening 11 as a connection to the connecting tube 3 to the outlet opening 12 as a connection to the connection opening 8 of the flow channel 7 of the dosing unit 5 .
  • the flow channel 7 serves to mix the carrier gas with the catalyst element.
  • the catalyst element is approximately centrally in the flow channel 7 through a connection opening 13, which is part of the metering channel 6 is introduced.
  • the catalyst element is dosed by using a dosing unit which is connected to the dosing channel 6 .
  • the flow channel 7 is narrowed in the area of the connection opening 13, it being possible for the cross section of the flow channel 7 to be designed to be streamlined.
  • This special configuration has the advantage that the flow rate of the carrier gas in the flow channel 7 in the area of the flow channel constriction 14 is increased, so that the carrier gas is more effectively mixed with the catalyst element introduced through the connection opening 13 of the metering channel 6 .
  • FIG 4 is the flow channel 7 in analogy to figure 3 shown, a plurality of energy storage elements 15 being introduced into the flow channel 7 in the area before and after the flow channel constriction 14 .
  • the energy storage elements 15 can, as in figure 4 shown have different shapes, for example spherical and or in elliptical design.
  • the use of the energy storage elements 15 also has the effect that a diffuse flow results within the carrier gas channel.
  • Preferred materials for the energy storage elements 15 are highly conductive materials such as iron, copper or aluminum.
  • the energy storage elements 15 can be solid or have an energy carrier medium inside them within a cavity.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Versorgung eines Kernformwerkzeuges zur Herstellung eines Sandkerns für Gussteile mit einem gasförmigen Aushärtemedium für den Sandkern, wobei das Aushärtemedium aus einem Gemisch von Trägergas und einem Katalysatorelement besteht, mit einer Trägergasquelle, einer Aufheizvorrichtung für die Trägergas und einer Dosiereinheit für das Katalysatorelement vorgestellt, bei der erfindungsgemäß zwischen Trägergasquelle und Aufheizvorrichtung eine durch die Aufheizvorrichtung mit Wärmeenergie gespeiste Vorwärmevorrichtung für die Trägergas angeordnet ist, wobei Aufheizvorrichtung, Vorwärmevorrichtung und Dosiereinheit trennbar als Einzelmodule ausgestaltet sind.A device for supplying a core mold tool for producing a sand core for castings with a gaseous curing medium for the sand core, the curing medium consisting of a mixture of carrier gas and a catalyst element, with a carrier gas source, a heating device for the carrier gas and a dosing unit for the catalyst element presented, in which, according to the invention, a preheating device for the carrier gas, fed by the heating device with thermal energy, is arranged between the carrier gas source and the heating device, with the heating device, preheating device and dosing unit being designed as individual modules that can be separated.

Description

Technisches UmfeldTechnical environment

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines Kernformwerkzeuges zur Herstellung eines Sandkerns für Gussteile mit einem gasförmigen Aushärtemedium für den Sandkern, wobei das Aushärtemedium aus einem Trägergas oder einem Gemisch von Trägergas und einem Katalysatorelement besteht, mit einer Vorheizvorrichtung, einer Aufheizvorrichtung für das Trägergas und einer Dosiereinheit für das Katalysatorelement.The invention relates to a device for supplying a core mold tool for producing a sand core for castings with a gaseous curing medium for the sand core, the curing medium consisting of a carrier gas or a mixture of carrier gas and a catalyst element, with a preheating device, a heating device for the carrier gas and a Dosing unit for the catalyst element.

Stand der TechnikState of the art

Sandkerne werden in Metallgießereien hergestellt und in Gussformen eingesetzt, um in den betreffenden Gussteilen Hohlräume ausbilden zu können. Die Sandkerne bestehen üblicherweise aus einem Formgrundstoff wie beispielsweise Sand, dem ein Bindemittel zugesetzt wird, um den Kernen nach einem Aushärteprozess eine geeignete Formstabilität und Festigkeit zu verleihen. Die Festigkeit muss dergestalt sein, dass die Kerne im Gießprozess formstabil sind, danach jedoch einfach aus dem Gussteil entfernt werden können. Zur Stabilisierung und Verfestigung der Sandkerne sind organische Bindemittel und anorganische Bindemittel bekannt. Die Sandkerne werden mittels Produktionseinheiten wie bspw. Kernschießmaschinen industriell hergestellt.Sand cores are manufactured in metal foundries and used in casting molds in order to be able to form cavities in the castings in question. The sand cores usually consist of a basic mold material such as sand, to which a binding agent is added in order to give the cores suitable dimensional stability and strength after a hardening process. The strength must be such that the cores are dimensionally stable during the casting process, but can then be easily removed from the cast part. To stabilize and strengthen the sand cores organic binders and inorganic binders are known. The sand cores are manufactured industrially using production units such as core shooters.

Abhängig von dem eingesetzten Bindemittel sind unterschiedliche Aushärteprozesse, wie bspw. gashärtende Verfahren bekannt.Depending on the binder used, different curing processes, such as gas-curing processes, are known.

Das bedeutet, dass bspw. das gashärtende Verfahren aus einem erhitzten Trägergas bspw. Druckluft und einem zur Beschleunigung der Reaktionsgeschwindigkeit des Bindemittels zugeführten Katalysatorelement besteht. Das Trägergas bspw. Druckluft wird über eine Trägergasquelle bereit gestellt. Das Katalysatorelement wird durch den Einfluss des erhitzten Trägergases gasförmig und bildet somit ein gasförmiges Aushärtemedium, das durch den permeablen Sandkern geleitet wird.This means that, for example, the gas-hardening process consists of a heated carrier gas, for example compressed air, and a catalyst element that is fed in to accelerate the reaction rate of the binder. The carrier gas, for example compressed air, is provided by a carrier gas source. The catalyst element becomes gaseous under the influence of the heated carrier gas and thus forms a gaseous curing medium which is passed through the permeable sand core.

Die Beaufschlagung des Trägergases mit Temperatur wie auch die Zuführung des Katalysatorelementes zum Trägergas wird außerhalb der Produktionseinheit bspw. einer Kernschießmaschine in einer dafür geeigneten technischen Einheit vorgenommen. Das so aufbereitete Aushärtemedium wird anschließend dem Sandkern bspw. über eine Druckluftleitung innerhalb der Produktionseinheit zugeführt.The application of temperature to the carrier gas and the supply of the catalyst element to the carrier gas are carried out outside the production unit, for example a core shooter, in a suitable technical unit. The hardening medium prepared in this way is then fed to the sand core, for example via a compressed air line within the production unit.

Anschließend wird eine Begasungshaube oder Begasungsplatte, die Bestandteil der Produktionseinheit ist, druckfest auf das Kernformwerkzeug aufgesetzt, über Anschlussbohrungen die sich auf der Unterseite der Begasungshaube oder Begasungsplatte befinden, das Aushärtemedium in die Einschusslöcher des Kernformkastens unter Druckbeaufschlagung transferiert und dem Sandkern zugeleitet und hindurchgeführt. Die Erhitzung des verwendeten Trägergas erfolgt dabei durch eine Aufheizvorrichtung der schon erwähnten externen technischen Einheit auf eine Temperatur im Bereich bis zu 130°C. Es ist leicht nachvollziehbar, dass hierbei ein nicht unbeträchtlicher Energieeinsatz notwendig ist, der die Kosten zur Herstellung des Gussteiles signifikant beeinflusst.Then a gassing hood or gassing plate, which is part of the production unit, is placed pressure-tight on the core mold tool, and the hardening medium is transferred under pressure into the bullet holes of the core molding box via connection bores located on the underside of the gassing hood or gassing plate, and fed to and passed through the sand core. The carrier gas used is heated to a temperature in the range of up to 130° C. by a heating device of the external technical unit already mentioned. It is easy to understand that this requires a not inconsiderable amount of energy, which has a significant impact on the cost of producing the cast part.

Die Vorrichtungen mit dem oben beschriebenen Aufbau in Form einer Begasungshaube oder Begasungsplatte haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Allerdings besitzen sie prinzipiell zwei nicht unbeträchtliche Nachteile.The devices with the structure described above in the form of a gassing hood or gassing plate have proven themselves in practice. In principle, however, they have two not inconsiderable disadvantages.

Von der thermischen Aufbereitung des gasförmigen Mediums außerhalb der Kernschießeinheit bis zur Begasungshaube oder Begasungsplatte innerhalb der Kernschießeinheit sind in der Regel lange Versorgungsleitungen notwendig. Diese Versorgungsleitungen verursachen erhebliche Energieverluste. In der Praxis ist festzustellen, dass bis zu 45 % der eingesetzten Energie auf dem Weg zur Kernschießeinheit verloren gehen.Long supply lines are usually required from the thermal treatment of the gaseous medium outside the core shooting unit to the gassing hood or gassing plate inside the core shooting unit. These supply lines cause significant energy losses. In practice, it can be seen that up to 45% of the energy used is lost on the way to the core shooting unit.

Dies wird üblicherweise dadurch kompensiert, dass die Versorgungsleitungen zusätzlich beheizt werden. Darüber hinaus wird mit einem Überschuss des geforderten Temperaturniveaus des eingesetzten Trägergases gearbeitet. Das aufgeheizte Trägergas hat zusätzlich die Aufgabe, das zum Einsatz kommende Katalysatorelement von flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand zu überführen, um die katalytische beschleunigte Aushärtung des Bindemittels herbeizuführen. Dabei kann es in der Praxis zu Kondensationserscheinungen des Katalysatorelementes kommen, so dass beim Katalysatorelement ebenfalls mit einem Überschuss gearbeitet wird. Zusätzlich ist anzumerken, dass in der Anwendung des Katalysatorelementes und des Trägergases, insbesondere durch die Temperaturbeaufschlagung, größte Sorgfalt vorgehalten werden muss, da das Katalysatorelement und das Trägergas u. U. ein explosives Gemisch bilden können. In diesem Zusammenhang sind die jeweiligen sicherheitstechnischen Explosionsgrenzen einzuhalten.This is usually compensated for by additionally heating the supply lines. In addition, an excess of the required temperature level of the carrier gas used is used. The heated carrier gas also has the task of converting the catalyst element used from the liquid to the gaseous state of aggregation in order to bring about the catalytically accelerated curing of the binder. In practice, this can lead to condensation phenomena on the catalytic converter element, so that an excess is also used for the catalytic converter element. It should also be noted that great care must be taken when using the catalyst element and the carrier gas, in particular due to the temperature impact, since the catalyst element and the carrier gas can form an explosive mixture under certain circumstances. In this context, the respective safety-related explosion limits must be observed.

Innerhalb der Begasungshaube oder Begasungsplatte treten zusätzlich bis zu 20 % Energieverluste auf, hervorgerufen durch eine strömungsungünstige Geometrie der innerhalb der Begasungshaube oder Begasungsplatte angeordneten Gaskanäle. Konventionelle Begasungshauben und Begasungsplatten dienen gemäß dem Stand der Technik dazu, das gasförmige Aushärtemedium dem Formstoff im Kernformwerkzeug zuzuführen. In der Regel sind die Gestaltungsmerkmale der bekannten Begasungshauben und Begasungsplatten von überschaubarer Komplexität.Within the gassing hood or gassing plate, up to 20% additional energy losses occur, caused by a flow-unfavorable geometry of the gas channels arranged inside the gassing hood or gassing plate. According to the prior art, conventional gassing hoods and gassing plates are used to supply the gaseous curing medium to the molding material in the core mold. As a rule, the design features of the known gassing hoods and gassing plates are of manageable complexity.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung mit den im Gattungsbegriff des Anspruches 1 geschilderten Merkmalen so weiter zu entwickeln, bei der der für den Aushärteprozess eines Sandkernes notwendige Energieaufwand sowie der Katalysatoreinsatz herabgesetzt werden kann und bei dem der Reparatur- und Wartungsaufwand üblicher, aus dem Stand der Technik bekannter Vorrichtungen, optimiert wird und dass ein gefahrloser Umgang mit dem Katalysatorelement und dem Trägergas gewährleistet ist.The object of the present invention is therefore to further develop a device with the features described in the generic term of claim 1, in which the energy expenditure required for the hardening process of a sand core and the use of catalyst can be reduced and in which the repair and maintenance costs of conventional devices known from the prior art are optimized and that safe handling of the catalyst element and the carrier gas is ensured.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Die definierte Aufgabe wird für eine Vorrichtung mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches offenbarte technische Lehre gelöst.The defined object is achieved for a device with the generic features of claim 1 by the technical teaching disclosed in the characterizing part of the claim.

Erfindungswesentlich dabei ist es, dass zwischen Trägergasquelle und Aufheizvorrichtung eine durch die Aufheizvorrichtung mit Abwärme Energie gespeiste Vorwärmevorrichtung für das Trägergas angeordnet ist, wobei Aufheizvorrichtung, Vorwärmevorrichtung und Dosiereinheit trennbar konstruktiv als einzelne Module ausgestaltet sind.It is essential to the invention that between the carrier gas source and the heating device there is a preheating device for the carrier gas fed by the heating device with waste heat energy.

Dabei müssen selbstverständlich die Aufheizvorrichtung und die Vorwärmevorrichtung unmittelbar benachbart angeordnet sein, da die Abwärme der Aufheizvorrichtung durch die Vorwärmevorrichtung aufgenommen werden soll. Bei herkömmlichen konstruktiven Gestaltungen besteht immer die Gefahr, dass die Abwärme hervorgerufen durch das aufgeheizte Aushärtemedium im Formstoff, der innerhalb des Schießkopfes der Kernschießmaschine als Bevorratung für den Formstoff dient, eine Aushärtereaktion im Bereich der Schussöffnungen hervorruft. Das Befüllen des Kernwerkzeuges mit Formstoff ist somit dann nicht mehr möglich.In this case, of course, the heating device and the preheating device must be arranged directly adjacent to one another, since the waste heat from the heating device is to be absorbed by the preheating device. With conventional structural designs, there is always the danger that the waste heat caused by the heated curing medium in the mold material, which is used to store the mold material inside the shooting head of the core shooter, will cause a hardening reaction in the area of the shot openings. It is then no longer possible to fill the core tool with molding material.

Der erfinderische Gedanke liegt auch darin, neben der Energieeinsparung und Einsparungen beim Katalysatorelement durch den Aufbau und insbesondere die Anordnung der einzelnen Module die Aufheizvorrichtung und Vorwärmevorrichtung in modularer Bauweise innerhalb bspw. durch die Substituierung der konventionellen Begasungshaube oder Begasungsplatte durch die hier beschriebene Vorrichtung wie auch außerhalb der Kernschießmaschine zu installieren und diese Einheiten dann mit der Dosiereinheit innerhalb der Kernschießmaschine zu verbinden. Damit ist ein Aushärten der Schussöffnungen im Schiesskopf ausgeschlossen.The inventive idea also lies in the fact that, in addition to the energy savings and savings in the catalyst element through the structure and in particular the arrangement of the individual modules, the heating device and preheating device in modular design inside, for example, by substituting the conventional gassing hood or gassing plate with the device described here and outside of the core shooter and then to connect these units to the dosing unit inside the core shooter. This prevents the openings in the shooting head from hardening.

Der modulare Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht zum einen eine einfachere und schnellere Austauschbarkeit von Bauteilen bei Funktionsstörungen gegenüber herkömmlichen Begasungshauben und Begasungsplatten. Darüber hinaus lässt natürlich eine Aufspaltung der verwendeten Funktionseinheiten in Einzelbestandteile eine schnelle Anpassung an geänderte Rahmenbedingungen für den Einsatz der verwendeten Aushärtemedien zu. Die Aufspaltung in Einzeleinheiten erhöht darüber hinaus natürlich die Flexibilität der Gesamtvorrichtung im Hinblick auf Nutzung der vorhandenen Platzkapazitäten innerhalb und außerhalb der Kernschiessmaschine.The modular design of the device according to the invention enables, on the one hand, simpler and faster replacement of components in the event of malfunctions compared to conventional gassing hoods and gassing plates. In addition, of course, a splitting of the functional units used into individual components allows a quick adaptation to changed framework conditions for the use of the curing media used. The division into individual units naturally also increases the flexibility of the overall device with regard to the use of the available space inside and outside the core shooter.

Durch geeignete Maßnahmen kann diese Wärmeübertragung auf die Vorwärmvorrichtung dazu beitragen, dass die vorrangig zur Aufheizung des Trägergases dienende Aufheizvorrichtung ihre Wärmeabstrahlenergie nicht mehr in dem Maße wie üblicherweise aus dem Stand der Technik bekannt in Richtung des an die Aufheizvorrichtung nahe positionierten Schießkopfes abgibt.With suitable measures, this heat transfer to the preheating device can help ensure that the heating device, which is primarily used to heat the carrier gas, no longer emits its heat radiation energy to the extent that is usually known from the prior art in the direction of the shooting head positioned close to the heating device.

Ein Schießkopf dient innerhalb der Kernschiessmaschine dazu, den Formstoff für den Sandkern zu bevorraten und durch eine Fluidisierung, mit Hilfe von Druckluft, über entsprechende Einschussöffnungen den Formstoff in den Hohlraum des Kernwerkzeuges zu überführen. Je höher die Temperatur im Bereich des Schießkopfes und der Kernschießmaschine ist, kann es zu einer Aushärtung des Formstoffes innerhalb der Einschussöffnungen im Schießkopf kommen. Wenn dieser Fall eintritt, ist eine Überführung des Formstoffes in das Kernwerkzeug nicht mehr möglich. Die Einschussöffnungen müssen dann in einem komplizierten Prozess vom ausgehärteten Formstoff befreit werden.A shooting head is used within the core shooter to store the molding material for the sand core and to transfer the molding material into the cavity of the core tool through fluidization with the help of compressed air via corresponding injection openings. The higher the temperature in the area of the shooting head and the core shooter, the hardening of the molding material within the shot openings in the shooting head can occur. If this happens, it is no longer possible to transfer the mold material to the core tool. The shot openings then have to be freed from the hardened mold material in a complicated process.

Sofern somit durch die gezielte Abführung der überschüssigen Wärme der Aufheizvorrichtung zur Vorwärmevorrichtung eine generelle Herabsetzung der Gesamttemperatur im Schießkopf bzw. Kernschießmaschinenbereich herbei geführt werden kann, können derartige Störungen im Produktionsverlauf ausgeschlossen werden, da Formstoffreaktionen in den Schießkopföffnungen nicht mehr möglich sind.If a general reduction in the overall temperature in the shooting head or core shooter area can be brought about by the targeted dissipation of the excess heat from the heating device to the preheating device, such disruptions in the course of production can be ruled out, since molding material reactions in the shooting head openings are no longer possible.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich in Zusammenschau mit der technischen Lehre des Anspruches 1 zusätzlich aus den Merkmalen der auf den Hauptanspruch rückbezogenen Unteransprüche.Further developments and advantageous configurations of the device according to the invention result in combination with the technical teaching of claim 1 in addition from the features of the dependent claims referring back to the main claim.

Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, in der Aufheizvorrichtung mindestens einen strömungsbegünstigten Trägergaskanal anzuordnen, wobei die Wände des Trägergaskanals wellenförmig ausgebildet sein können. Durch diese Maßnahme wird die Wärmeübergabe zwischen dem im Trägergaskanal befindlichen Heizkörper und dessen Oberfläche und dem durchlaufenden Trägergas erheblich verbessert.It has proven to be particularly advantageous to arrange at least one flow-promoting carrier gas channel in the heating device, it being possible for the walls of the carrier gas channel to be of corrugated design. This measure considerably improves the transfer of heat between the heating element located in the carrier gas channel and its surface and the carrier gas passing through.

Zusätzlich vorteilhaft ist es, wenn die Dosiervorrichtung einen Strömungskanal aufweist, der eine zur Aufheizvorrichtung weisende Verbindungsöffnung und eine zum Kernformwerkzeug weisende Austrittsöffnung aufweist, wobei zwischen Verbindungsöffnung und Austrittsöffnung der Dosiervorrichtung eine strömungsgünstige Strömungskanalverengung vorhanden ist und im Bereich dieser Strömungskanalverengung ein Dosierkanal für das Katalysatorelement mündet. Durch diese konstruktive Gestaltung wird die Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal der Dosiervorrichtung in diesem Bereich gesteigert, so dass eine effektivere Durchmischung des Trägergases mit dem durch den Dosierkanal in die Dosiereinheit eingebrachten Katalysatorelement erfolgen kann. Die Dosierung des Katalysatorelementes erfolgt über den Einsatz einer Dosiereinheit bspw. in Form einer Doppelkolbenpumpe. Damit soll eine definierte reproduzierbare Menge des Katalysatorelementes im Trägergas gewährleistet sein. Darüber hinaus kann eine zusätzliche Einheit bspw. in Form einer Durchflussmesseinheit den Dosierprozess überwachen und damit eine Konzentration des Katalysatorelementes im Trägergas, im Bereich der jeweiligen Explosionsgrenzen, gewährleisten.It is additionally advantageous if the metering device has a flow channel which has a connection opening pointing to the heating device and an outlet opening pointing to the core molding tool, with a streamlined flow channel narrowing being present between the connecting opening and the outlet opening of the metering device and a metering channel for the catalyst element opening in the region of this flow channel narrowing. This structural design increases the flow speed in the flow channel of the metering device in this area, so that the carrier gas can be mixed more effectively with the catalyst element introduced into the metering unit through the metering channel. The catalyst element is metered using a metering unit, for example in the form of a double-piston pump. This is intended to ensure a defined, reproducible quantity of the catalyst element in the carrier gas. In addition, an additional unit, for example in the form of a flow measuring unit, can monitor the dosing process and thus ensure a concentration of the catalyst element in the carrier gas in the range of the respective explosion limits.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Trennung der Aufheizvorrichtung und der Dosiervorrichtung in modularer Bauweise. Damit soll erreicht werden, dass eine Entzündung des Trägergas/Katalysatorgemisches bspw. durch die heiße Oberfläche eines verbauten Heizelementes nicht stattfinden kann. Die Dosierung des Katalysatorelementes und die Aufheizung des Trägergases sind voneinander entkoppelt. Darüber hinaus stellt sich in dem Dosierkanal ein Unterdruck ein, der die vollständige Zuführung des dosierten Katalysatorelementes unterstützt.Another feature of the present invention is the separation of the heating device and the dosing device in a modular design. This is to ensure that the carrier gas/catalyst mixture cannot ignite, for example due to the hot surface of a built-in heating element. The dosing of the catalyst element and the heating of the carrier gas are decoupled from each other. In addition, a negative pressure is established in the dosing channel, which supports the complete supply of the dosed catalyst element.

Um die Strömungsverhältnisse innerhalb des Strömungskanals der Dosiereinheit zusätzlich weiter zu verbessern, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, im Bereich des Strömungskanals vor und nach der Strömungskanalverengung eine Vielzahl von Energiespeicherelementen anzuordnen. Die Energiespeicherelemente können dabei unterschiedliche strömungsgünstige Gestalt aufweisen, beispielsweise eine kugelförmige oder elipsenförmige Außengestalt. Bevorzugte Materialien der Energiespeicherelemente sind dabei hochleitfähige Materialien wie Fe, Cu oder AI. Die Energiespeicherelemente können dabei massiv ausgestaltet sein oder in ihrem Inneren einen Hohlraum aufweisen, der mit einem Energieträgermedium gefüllt ist. Der Einsatz der Energiespeicherelemente dient zum einen dazu, innerhalb des Strömungskanals eine diffuse Strömung zu erzeugen, die eine effektive Durchmischung der Trägergas mit dem Katalysatorelement unterstützt. Darüber hinaus haben die Energiespeicherelemente aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung die Eigenschaft, Wärmeenergie zu speichern. Diese Eigenschaft dient dazu, den Wechsel des Aggregatzustandes des eingesetzten Katalysatorelementes vom flüssigen Zustand in die gasförmige Phase zu unterstützen. Die Packungsdichte der Energiespeicherelemente ist so gestaltet, dass eine ausreichende Permeabilität der Schüttung für das durchströmende Gasgemisch jederzeit gegeben ist.In order to further improve the flow conditions within the flow channel of the dosing unit, it has proven to be expedient to arrange a large number of energy storage elements in the area of the flow channel before and after the narrowing of the flow channel. The energy storage elements can have different aerodynamic shape, for example a spherical or elliptical outer shape. Preferred materials for the energy storage elements are highly conductive materials such as Fe, Cu or Al. The energy storage elements can be solid or have a hollow space in their interior that is filled with an energy carrier medium. On the one hand, the use of the energy storage elements serves to generate a diffuse flow within the flow channel, which supports effective mixing of the carrier gas with the catalyst element. In addition, due to their structural design, the energy storage elements have the property of storing thermal energy. This property serves to support the change of the aggregate state of the catalyst element used from the liquid state to the gaseous phase. The packing density of the energy storage elements is designed in such a way that there is always sufficient permeability of the bed for the gas mixture flowing through.

Eine negative Beeinflussung der Strömung durch die Sandkerne wird dabei vermieden. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen kann sowohl für organisch als auch anorganisch gebundene Bindemittel konzipiert sein, sofern sie mittels Gashärtung vonstatten gehen kann. Bei organisch oder anorganisch verwendeten Bindemitteln besteht ein wesentlicher Unterschied in den unterschiedlichen Temperaturniveaus des Aushärtemediums. Bei organischen Systemen wird vorrangig ein sogenanntes Coldbox-Verfahren eingesetzt, bei der die Aushärtung wesentlich durch das Katalysatorelement bewirkt wird und das Temperaturniveau im Bereich von vorzugsweise bis 130°C liegt. Im Bereich der anorganischen Bindemittelanwendung wird ausschließlich ein Trägergas bspw. Druckluft zur Aushärtung eingesetzt. Das Temperaturniveau wird bei dieser Anwendung vorzugweise bei 180°C gewählt.A negative influence on the flow through the sand cores is avoided. The application of the device according to the invention with the features described above can be designed for both organically and inorganically bound binders, provided that it can take place by means of gas curing. In the case of organically or inorganically used binders, there is a significant difference in the different temperature levels of the curing medium. In the case of organic systems, a so-called cold box process is primarily used, in which the hardening is essentially effected by the catalyst element and the temperature level is in the range of preferably up to 130°C. In the field of inorganic binder applications, only a carrier gas, such as compressed air, is used for curing. The preferred temperature level for this application is 180°C.

Figurenbeschreibungcharacter description

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1
ein Schemablockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ihren Einzelkomponenten
Figur 2
eine Schnittdarstellung durch die Aufheizvorrichtung mit Darstellung der darin angeordneten Strömungskanäle
Figur 3
eine perspektivische Einzeldarstellung des in der Dosiervorrichtung für das Katalysatorelement befindlichen Strömungskanals und
Figur 4
eine Darstellung des Strömungskanals aus Figur 3 mit erfindungsgemäßen Energiespeicherelementen.
The device according to the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
figure 1
a schematic block diagram of the device according to the invention with its individual components
figure 2
a sectional view through the heating device showing the flow channels arranged therein
figure 3
a perspective detail view of the flow channel located in the metering device for the catalyst element and
figure 4
a representation of the flow channel figure 3 with energy storage elements according to the invention.

Die in der Figur 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt mehrere als Einzelmodule gestaltete Bausteine, in denen das zur Versorgung eines Kernformwerkzeuges zur Herstellung eines Sandkerns für Gussteile notwendige gasförmige Aushärtemedium für den Sandkern für seine Funktion aufbereitet wird.The one in the figure 1 Schematically shown device according to the invention has several blocks designed as individual modules in which the gaseous hardening medium necessary for the supply of a core mold for the production of a sand core for castings is prepared for the sand core for its function.

Das Aushärtemedium besteht dabei aus einem Gemisch von Trägergas und einem Katalysatorelement. Das Trägergas wird durch eine in der Figur 1 nicht näher dargestellte Trägergasquelle bereitgestellt. Trägergasquelle kann beispielsweise eine in vielen Industriebetrieben vorhandene Trägergasanlage sein, die über eine Mehrzahl von über den Betrieb verteilten Zapfstellen verfügt, an die gegebenenfalls auch Trägergaswerkzeuge angeschlossen werden können. Eine derartige Trägergasquelle stellt üblicherweise Trägergas von bis zu 6 bar Druck bei einer Umgebungstemperatur von 20 Grad zur Verfügung.The curing medium consists of a mixture of carrier gas and a catalyst element. The carrier gas is through a in the figure 1 not shown carrier gas source provided. The source of the carrier gas can be, for example, a carrier gas system that is available in many industrial companies and has a plurality of tapping points distributed throughout the company, to which carrier gas tools can also be connected if necessary. Such a carrier gas source usually provides carrier gas at a pressure of up to 6 bar at an ambient temperature of 20 degrees.

Die Temperatur des bereitgestellten Trägergas reicht für den speziellen Anwendungszweck in der Vorrichtung zur Versorgung eines Kernformwerkzeuges nicht aus, da hier Trägergastemperaturen von bspw. bis 130°C im organischen Bereich und bis ggfls.180 Grad im Bereich der anorganischen Bindemittel notwendig sind.The temperature of the carrier gas provided is not sufficient for the specific application in the device for supplying a core molding tool, since carrier gas temperatures of, for example, up to 130° C. in the organic area and up to 180 degrees in the area of inorganic binders are necessary.

Diese Vorgabe macht die Erwärmung des bereitgestellten Trägergases notwendig.This requirement makes it necessary to heat the carrier gas provided.

Das Trägergas wird gemäß Figur 1 von der Trägergasquelle über eine entsprechende Rohrleitung oder einen Schlauch an den Einlassstutzen 1, der Bestandteil einer Vorwärmevorrichtung 2 für das Trägergas ist, geleitet. In der Vorwärmevorrichtung 2 ist ein Trägergaskanal eingearbeitet, durch den das Trägergas vom Einlassstutzen 1 zum Verbindungsrohr 3 geführt wird. Während des Durchlaufs durch die Vorwärmevorrichtung 2 nimmt das Trägergas Wärmeenergie des Vorwärmevorrichtungsgehäuses auf.The carrier gas is according to figure 1 from the carrier gas source via an appropriate pipeline or hose to the inlet connector 1, which is part of a preheating device 2 for the carrier gas. A carrier gas channel is incorporated in the preheating device 2 , through which the carrier gas is guided from the inlet connection 1 to the connecting pipe 3 . During the passage through the preheater 2, the carrier gas absorbs thermal energy of the preheater housing.

Das Verbindungsrohr 3 führt das Trägergas von der Vorwärmevorrichtung 2 zu einer Aufheizvorrichtung 4, in der das vorgewärmte Trägergas auf die für ihre Funktion als Aushärtemedium notwendige Temperatur bis 180 Grad aufgeheizt wird. Die Aufheizung erfolgt vorzugsweise elektrisch durch entsprechende Heizstäbe, die in der Figur 1 nicht näher dargestellt sind. Ist das Trägergas auf das entsprechende Temperaturniveau gebracht worden, tritt das Trägergas in die Dosiereinheit 5 ein. In der Dosiereinheit 5 wird dem aufgeheizten Trägergas über einen Dosierkanal 6 eine definierte reproduzierbare Menge des Katalysatorelementes über eine Dosiereinheit bspw. in Form einer Doppelkolbenpumpe zugeführt. Das Katalysatorelement dient dazu, den Aushärteprozess für den Sandkern zu beschleunigen.The connecting pipe 3 leads the carrier gas from the preheating device 2 to a heating device 4 in which the preheated carrier gas is heated to the temperature of up to 180 degrees required for its function as a curing medium. The heating is preferably carried out electrically by appropriate heating rods in the figure 1 are not shown in detail. Once the carrier gas has been brought to the appropriate temperature level, the carrier gas enters the dosing unit 5 . In the dosing unit 5, a defined, reproducible quantity of the catalyst element is fed to the heated carrier gas via a dosing channel 6 via a dosing unit, for example in the form of a double-piston pump. The catalyst element serves to accelerate the hardening process for the sand core.

Zum Zwecke der Vermischung zwischen Katalysatorelement und Trägergas besitzt die Dosiereinheit 5 einen Strömungskanal 7, der eine zur Aufheizvorrichtung 4 weisende Verbindungsöffnung 8 und eine aus der Figur 3 ersichtliche Austrittsöffnung 9 als Übergang zu einem Kernformwerkzeug aufzeigt.For the purpose of mixing between the catalyst element and the carrier gas, the dosing unit 5 has a flow channel 7 which has a connection opening 8 pointing to the heating device 4 and one from the figure 3 visible outlet opening 9 shows as a transition to a core mold.

Die erfindungsgemäß zur Vorrichtung gehörende Vorwärmvorrichtung 2 führt einen Teil der Wärmeenergie, die zur Aufheizung des Trägergases in der Aufheizvorrichtung dient ab und ermöglicht es so, das Trägergas, wie oben geschildert, vorzuwärmen. Durch diese Maßnahme wird im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen der Gesamteinsatz an notwendiger Wärmeenergie zur Herstellung der erforderlichen Trägergastemperatur signifikant herabgesetzt.According to the invention, the preheating device 2 belonging to the device dissipates part of the thermal energy that is used to heat the carrier gas in the heating device and thus makes it possible to preheat the carrier gas, as described above. In contrast to the devices known from the prior art, this measure significantly reduces the overall use of thermal energy required to produce the required carrier gas temperature.

Um den Wärmeübergang im Bereich der Aufheizvorrichtung 4 zwischen Trägergas und Heizkörpern im Trägergaskanal 10 innerhalb des Aufheizvorrichtungsgehäuses zu verbessern, ist der Trägergaskanal 10 strömungstechnisch schlangenförmig optimiert. Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, sind die Wände des Trägergaskanals 10 wellenförmig ausgebildet. Durch nicht näher dargestellte Heizstäbe wird das den Trägergaskanal 10 durchströmende Trägergas von der Einlassöffnung 11 als Anschluss an das Verbindungsrohr 3 zur Auslassöffnung 12 als Anschluss an die Verbindungsöffnung 8 des Strömungskanals 7 der Dosiereinheit 5 geführt.In order to improve the heat transfer in the area of the heating device 4 between carrier gas and heating elements in the carrier gas channel 10 within the heating device housing, the carrier gas channel 10 is fluidically optimized in a serpentine form. How from the figure 2 As can be seen, the walls of the carrier gas channel 10 have a wavy shape. The carrier gas flowing through the carrier gas channel 10 is guided by heating rods, not shown in detail, from the inlet opening 11 as a connection to the connecting tube 3 to the outlet opening 12 as a connection to the connection opening 8 of the flow channel 7 of the dosing unit 5 .

Wie oben geschildert, dient der Strömungskanal 7 dazu, das Trägergas mit dem Katalysatorelement zu vermischen. Das Katalysatorelement wird etwa mittig in den Strömungskanal 7 durch eine Anschlussöffnung 13, das Bestandteil des Dosierkanals 6 ist, eingebracht. Die Dosierung des Katalysatorelementes erfolgt durch den Einsatz einer Dosiereinheit, die mit dem Dosierkanal 6 verbunden ist.As described above, the flow channel 7 serves to mix the carrier gas with the catalyst element. The catalyst element is approximately centrally in the flow channel 7 through a connection opening 13, which is part of the metering channel 6 is introduced. The catalyst element is dosed by using a dosing unit which is connected to the dosing channel 6 .

Im Bereich der Anschlussöffnung 13 ist der Strömungskanal 7 verengt, wobei der Querschnitt des Strömungskanals 7 strömungsgünstig ausgebildet sein kann. Diese spezielle Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Trägergas im Strömungskanal 7 im Bereich der Strömungskanalverengung 14 gesteigert wird, so dass eine effektivere Durchmischung der Trägergas mit dem durch die Anschlussöffnung 13 des Dosierkanals 6 eingebrachtes Katalysatorelement erfolgt.The flow channel 7 is narrowed in the area of the connection opening 13, it being possible for the cross section of the flow channel 7 to be designed to be streamlined. This special configuration has the advantage that the flow rate of the carrier gas in the flow channel 7 in the area of the flow channel constriction 14 is increased, so that the carrier gas is more effectively mixed with the catalyst element introduced through the connection opening 13 of the metering channel 6 .

In der Figur 4 ist der Strömungskanal 7 in Analogie zur Figur 3 dargestellt, wobei in den Strömungskanal 7 im Bereich vor und nach der Strömungskanalverengung 14 eine Vielzahl von Energiespeicherelementen 15 eingebracht sind. Die Energiespeicherelemente 15 können wie in Figur 4 dargestellt unterschiedliche Gestalt aufweisen, beispielsweise in kugelförmiger und oder in elipsenförmiger Gestaltung.In the figure 4 is the flow channel 7 in analogy to figure 3 shown, a plurality of energy storage elements 15 being introduced into the flow channel 7 in the area before and after the flow channel constriction 14 . The energy storage elements 15 can, as in figure 4 shown have different shapes, for example spherical and or in elliptical design.

Durch die Verwendung der Energiespeicherelemente 15 stellt sich zusätzlich der Effekt ein, dass innerhalb des Trägergaskanales eine diffuse Strömung sich ergibt.The use of the energy storage elements 15 also has the effect that a diffuse flow results within the carrier gas channel.

Das hat den Vorteil, dass sich eine effektive Durchmischung des Katalysatorelementes mit dem Trägergas einstellt. Durch die Wärmespeicherungskapazität der Energiespeicherelemente 15 ist ein Abkühlen der Temperatur zwischen der Entnahme des fertig hergestellten Sandkerns aus dem Kernformwerkzeug und dem Beginn der Sandkernherstellung nicht gegeben. Somit können Temperaturunterschiede kompensiert und Energie eingespart werden.This has the advantage that the catalyst element is effectively mixed with the carrier gas. Due to the heat storage capacity of the energy storage elements 15, there is no cooling of the temperature between the removal of the finished sand core from the core mold and the beginning of the sand core production. In this way, temperature differences can be compensated and energy can be saved.

Bevorzugte Materialien der Energiespeicherelemente 15 sind hochleitfähige Materialien wie beispielsweise Eisen, Kupfer oder Aluminium. Die Energiespeicherelemente 15 können massiv ausgestaltet sein oder in ihrem Inneren innerhalb eines Hohlraumes ein Energieträgermedium aufweisen.Preferred materials for the energy storage elements 15 are highly conductive materials such as iron, copper or aluminum. The energy storage elements 15 can be solid or have an energy carrier medium inside them within a cavity.

Bezugszeichenliste:Reference list:

11
Einlassstutzeninlet port
22
Vorwärmevorrichtungpreheating device
33
Verbindungsrohrconnecting tube
44
Aufheizvorrichtungheating device
55
Dosiereinheitdosing unit
66
Dosierkanaldosing channel
77
Strömungskanalflow channel
88th
Verbindungsöffnungconnection opening
99
Austrittsöffnungexit port
1010
Trägergaskanalcarrier gas channel
1111
Einlassöffnungintake port
1212
Auslassöffnungexhaust port
1313
Anschlussöffnungport opening
1414
Strömungskanalverengungflow channel narrowing
1515
Energiespeicherelementenergy storage element

Claims (12)

Vorrichtung zur Versorgung eines Kernformwerkzeuges zur Herstellung eines Sandkerns für Gussteile mit einem gasförmigen Aushärtemedium für den Sandkern, wobei das Aushärtemedium aus einem Gemisch von Trägergas und einem Katalysatorelement besteht, mit einer Trägergasquelle, einer Aufheizvorrichtung für das Trägergas und einer Dosiereinheit für das Katalysatorelement,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Trägergasquelle und Aufheizvorrichtung (4) eine durch die Aufheizvorrichtung (4) mit Wärmeenergie gespeiste Vorwärmevorrichtung (2) für das Trägergas angeordnet ist, wobei Aufheizvorrichtung (4), Vorwärmevorrichtung (2) und Dosiereinheit (5) trennbar als Einzelmodule ausgestaltet sind.Device for supplying a core mold tool for producing a sand core for castings with a gaseous curing medium for the sand core, the curing medium consisting of a mixture of carrier gas and a catalyst element, with a carrier gas source, a heating device for the carrier gas and a dosing unit for the catalyst element,
characterized,
in that between the carrier gas source and the heating device (4) there is a preheating device (2) for the carrier gas that is supplied with thermal energy by the heating device (4), with the heating device (4), preheating device (2) and dosing unit (5) being designed as individual modules that can be separated. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Aufheizvorrichtung (4) mindestens ein strömungsbegünstigt ausgebildeter Trägergaskanal (10) angeordnet ist, wobei die Wandungen des Trägergaskanals (10) wellenförmig ausgebildet sind.Device according to claim 1,
characterized in that
at least one carrier gas channel (10) designed to promote flow is arranged in the heating device (4), the walls of the carrier gas channel (10) being designed in a corrugated manner. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dosiereinheit (5) einen Strömungskanal (7) aufweist, der eine zur Aufheizvorrichtung (4) weisende Verbindungsöffnung (8) und eine zum Kernformwerkzeug weisende Austrittsöffnung (9) aufweist, wobei zwischen Verbindungsöffnung (8) und Austrittsöffnung (9) eine Strömungskanalverengung (14) vorhanden ist und im Bereich dieser Strömungskanalverengung (14) ein Dosierkanal (13) für das Katalysatorelement mündet.Device according to one of claims 1 or 2,
characterized in that
the dosing unit (5) has a flow channel (7) which has a connection opening (8) pointing to the heating device (4) and an outlet opening (9) pointing to the core mold, with a flow channel constriction (14 ) is present and in the area of this flow channel constriction (14) a dosing channel (13) for the catalyst element opens out. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stömungskanalverengung (14) eine strömungsgünstige Gestaltung aufweist.Device according to claim 3,
characterized in that
the flow channel constriction (14) has a streamlined design. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich des Strömungskanals (7) vor und nach der Strömungskanalverengung (14) eine Vielzahl von strömungsgünstigen Energiespeicherelementen (15) angeordnet sind.Device according to claim 4,
characterized in that
a large number of streamlined energy storage elements (15) are arranged in the area of the flow channel (7) before and after the flow channel constriction (14). Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energiespeicherelemente (15) eine permeable Packungsdichte aufweisen.Device according to claim 5,
characterized in that
the energy storage elements (15) have a permeable packing density. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energiespeicherelemente (15) eine kugelförmige oder elipsenförmige Außengestalt aufweisen.Device according to claim 5,
characterized in that
the energy storage elements (15) have a spherical or elliptical outer shape. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energiespeicherelemente (15) mit einem in ihrem Inneren befindlichen Energieträgermedium versehen sind.Device according to claim 7,
characterized in that
the energy storage elements (15) are provided with an energy carrier medium located in their interior. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energiespeicherelemente (15) aus einem hochleitfähigen Material bestehen.Device according to one of claims 5 to 7,
characterized in that
the energy storage elements (15) consist of a highly conductive material. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Material der Energiespeicherelemente (15) Eisen, Kupfer, Aluminium ist.Device according to claim 8,
characterized in that
the material of the energy storage elements (15) is iron, copper, aluminum. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Dosiereinheit für den Katalysator eingesetzt wird.Device according to one of claims 1 to 10,
characterized in that
a dosing unit for the catalyst is used. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Dosiereinheit eine Doppelkolbenpumpe eingesetzt wird.Device according to claim 11,
characterized in that
a double piston pump is used as the dosing unit.
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