[0001] Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für - zum Mischen von Kernsand in Geißereien
bestimmte - Bindemittel, mit einem Vorratsbehälter für das Bindemittel und einer
Fördervorrichtung, wobei eine wählbar dosierte Menge des Bindemittels mittels der
Fördervorrichtung aus dem Vorratsbehälter an einen Mischer vorzugsweise durch Druck-
und/oder Schwerkraft überführt wird.
[0002] Nach dem vorbekannten Stand der Technik erfolgt die Zugabe von Bindemitteln über
Dosierpumpen. Dabei werden sowohl Membranpumpen wie auch Kolbenpumpen verwandt. Bei
der Membranpumpe erfolgt die Dosierung bei fest eingestellter Frequenz und bekanntem
Hub über die Förderzeit. Bei einer Kolbenpumpe kann die Anzahl der Kolbenhübe auch
unmittelbar gemessen werden.
[0003] Diese bekannte Art der Dosierung von Bindemitteln für Kernsand in Gießereien hat
jedoch gewisse Nachteile. Bei Membranpumpen ist eine genaue volumetrische Dosierung
praktisch kaum möglich. Hier wie auch bei der Kolbenpumpe kommen die Dichtflächen
der Pumpenventile mit dem aggressiven Bindemittel in Kontakt und könne somit auf die
Dauer undicht werden. Bei der Kolbenpumpe werden darüberhinaus die Gleitflächen von
dem aggressiven Bindemittel angegriffen. Hierdurch verursachte Undichtigkeiten führen
zum Ansaugen von Luft, wodurch die Dosierung ungenau wird. Aber selbst wenn das Pumpenaggregat
funktioniert, besteht die Gefahr, daß die Sauleitung leer ist oder undicht wird und
in dem Förderraum Luft einströmt. Auch in diesem Fall ist die exakte Dosierung gestört,
solange die Pumpe nicht entlüftet bzw. die Saugleitung nicht abgedichtet wird.
[0004] Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Dosiervorrichtung der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, bei der eine Beeinträchtigung mechanischer Funktionen des Dosiersystems
durch das aggressive Bindemittel weitgehend vermieden sowie eine exakte Dosierung
auch auf Dauer ermöglicht wird und ein Leersaugen der Saugleitung den Dosiervorgang
nicht beeinträchtigt.
[0005] Die Lösung der Aufgabe besteht insbesondere darin, daß zwischen Vorratsbehälter und
Mischer ein Dosiergefäß mit einem Füllstandsbegrenzer angeordnet ist, und daß an das
Dosiergefäß wenigstens eine Saug- und/oder Druckquelle anschließbar ist, die mit
dem Dosiergefäß über Überdruck- bzw. Saugleitungen verbunden sind. Durch diese Konstruktion
wird der Pumpprozeß vom Dosiervorgang weitgehend entkoppelt. Durch eine Saugpumpe
zum Beispiel kann in dem Dosiergefäß ein Unterdruck erzeugt werden, so daß sich dieses
über eine Saugleitung aus dem Vorratsbehälter bis zur mit dem Füllstandsbegrenzer
eingestellten Menge füllt. Durch Erzeugung von Überdruck kann diese dosierte Menge
anschließend über eine Druckleitung dem Mischer zugeführt werden.
[0006] Mechanische Pumpendefekte und/oder das Eindringen von Luft in das jeweilige Förderaggregat
können damit von vorneherein die Genauigkeit des Dosiervorganges nicht mehr beeinträchtigen.
Die Dosierung wird auch nicht noch in den Leitungen verbleibende Bindemittelreste
in ihrer Genauigkeit beeinträchtigt, weil die Druckleitungen zum Mischer nach dem
Auspressen des Bindemittels aus dem Dosiergefäß leer geblasen werden. Ein weiterer
Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß die Saug- bzw. Druckpumpe
mit dem Fördermedium nicht mehr in unmittelbaren Kontakt kommt. Eine Beschädigung
der Pumpen durch chemisch aggressive oder mechanisch zähe oder klebrige Bindemittel
ist damit von vorneherein praktisch ausgeschlossen.
[0007] Es ist vorteilhaft, wenn der Füllstandsbegrenzer einen Schwimmer als Signalgeber
sowie zumindest einen Meßfühler, Sensor od. dgl. als Signalaufnahmevorrichtung aufweist.
Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Schwimmer zumindest zum Teil aus permanentmagnetischem
Werkstoff besteht und die Signalaufnahmevorrichtung aus mindestens einem elektromagnetisch
empfindlichen Sensor besteht. Somit kann auch beim Meßvorgang, d. h. bei der Füllstandsbegrenzung
auf eine mechanisch vermittelte Signalübertragung verzichtet werden. Eine Beeinträchtigung
der Füllstandsmessung durch die chemisch aggressiven Eigenschaften des Bindemittels
sind deshalb praktisch ausgeschlossen. Der Schwimmer besteht hierbei zweckmäßigerweise
zumindest an seiner Oberfläche aus Titan. Damit wird der Gefahr einer Korrosion der
Schwimmoberfläche sicher vorgebeugt.
[0008] Die Druck- bzw. Saugquelle steht zweckmäßigerweise mit dem Füllstandsbegrenzer in
Schaltverbindung. Der Saug- bzw. Druckvorgang kann damit automatisch angesteuert werden.
[0009] Eine hohe Genauigkeit derDosierung kann insbesondere durch hohe Dosiergefäße mit
engem Querschnitt erreicht werden. Je enger der Gefäßquerschnitt ist, umso größer
ist die meßbare Änderung der Füllstandshöhe bei Änderung des Füllstandsvolumens um
eine Volumeneinheit. Das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Dosiergefäß weist
deshalb zweckmäßigerweise einen rohrförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von
höchstens etwa 20 bis 50 mm sowie eine Höhe von mindestens 0.2 bis 1.0 m auf.
[0010] Nachstehend ist die Erfindung mit den ihr als wesentlich zugehörigen Einzelheiten
anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung noch näher beschrieben.
[0011] Die einzige Figur zeigt ein Systembild einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
mit einem teilweise aufgeschnitten und perspektivisch dargestellten Dosiergefäß.
[0012] Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Dosiervorrichtung weist einen Vorratsbehälter 2
für das Bindemittel 3 auf, welches über eine Fördervorrichtung 4 in einen Mischer
5 überführt wird. Fördervorrichtung 4 und Dosiervorrichtung 1 bilden im dargestellten
Ausführungsbeispiel ein einheitliches System.
[0013] Im Zentrum dieses Systems steht ein Dosiergefäß 6, welches einen aus mehreren Elementen
bestehenden einstellbaren Füllstandsbegrenzer 7 aufweist.
[0014] Das Dosiergefäß 6 ist über Druck- 8 bzw. Saugleitungen 9 mit der Saugpumpe 10 bzw.
der Druckpumpe 11 verbunden. Die Pumpe 10 wird über das Ventil 12 auf die Venturierdüse
13 geschaltet und erzeugt auf diese Weise in der Leitung 9 einen Unterdruck. Als Saugpumpe
10 erzeugt sie bei geöffnetem Ventil 15 im Dosiergefäß 6 einen Unterdruck, so daß
bei gleichzeitig geschlossenem Ventil 16 und geöffnetem Ventil 17 aus dem Vorratsbehälter
2 Bindemittel 3 in das Dosiergefäß 6 einströmt.
[0015] Im Dosiergefäß 6 befindet sich ein Schwimmer 18, der zumindest teilweise aus permanent-magnetischem
Werkstoff besteht. Außen am Dosiergefäß 6 sind elektromagnetische Sensoren 19 angebracht,
die auf die Veränderung des elektromagnetischen Feldes durch den Schwimmer 6 reagieren
und auf diese Weise in Höhe des Schwimmers 6 und damit die Höhe des Füllstandes messen.
Sie können in bekannterWeise so geeicht werden, daß sie bei Erreichung eines ihrer
Einstellung entsprechenden Füllstandes eine Schaltfunktion auslösen und das Ventil
15 schließen. Auf diese Weise kann jeder beliebige, zuvor eingestellte Füllstand im
Dosiergefäß erreicht werden.
[0016] Die Schließung des Ventils 15 kann gekoppelt werden mit einer Öffnung des Ventils
20, über welches durch die Druckpumpe 11 komprimierte Luft bzw. Gas in den Dosierbehälter
6 gelangt. Bei geschlossenem Ventil 17 sowie geöffnetem Ventil 16 wird das Bindemittel
aus dem Dosiergefäß zum Mischer 5 gefördert.
[0017] Bis auf die Ventile 16, 17 kommt das Bindemittel 3 nicht in Kontakt mit mechanisch
bewegten Teilen des Pumpensystems. Deshalb kann die Genauigkeit des Dosiervorganges
auch bei Dauerbetrieb praktisch nicht durch Pumpenfehlfunktionen beeinträchtigt werden,
wie dies bei herkömmlichen Systemen der Fall war. Die Pumpen 10, 11 sind vielmehr
vom eigentlichen Dosiervorgang entkoppelt und können vom chemisch aggressiven Bindemittel
nicht angegriffen werden. Auf diese Weise wird eine große Genauigkeitskonstanz der
Dosierung möglich. Auch eine eventuelle Undichtigkeit von Leitungen führt - soweit
der Saug- bzw. Druckvorgang nicht vollständig gelähmt wird - nicht zu einer Veränderung
der Dosiergenauigkeit, da auch die Leitungsfunktionen vom Dosiermechanismus entkoppelt
sind.
[0018] Das gesamte System ist somit unanfälliger gegen Störungen und genauer und weist zusätlich
eine höhere Lebensdauer auf.
[0019] Schwimmer 18 und elektromagnetische Sensoren 19 des Füllstandsbegrenzers 7 können
auch durch andere Systeme ersetzt werden. Möglich ist so z. B. eine Bestimmung des
Füllstandes durch um das Dosiergefäß gewundene Induktionsschleifen. Auf einen Schwimmer
kann in diesem Fall verzichtet werden.
[0020] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
[0021] Alle in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale und Eigenschaften
der Erfindung können einzeln und im Zusammenhang erfindungswesentlich sein.
1. Dosiervorrichtung für - zum Mischen mit Kernsand in Gießereien bestimmte - Bindemittel,
mit einem Vorratsbehälter für das Bindemittel und einer Fördervorrichtung, wobei
eine wählbar dosierte Menge des Bindemittels mittels der Fördervorrichtung aus dem
Vorratsbehälter an einen Mischer, vorzugsweise durch Druck- oder Schwerkraft überführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorratsbehälter (2) und Mischer (5) ein Dosiergefäß (6) mit einem einstellbaren
Füllstandsbegrenzer (7) angeordnet ist, und daß an das Dosiergefäß (6) wenigstens
eine Saug- (10) und/oder Druckquelle (11) anschließbar ist, die mit dem Dosiergefäß
(6) über Überdruck- (8) bzw. Saugleitungen (9) verbunden sind.
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandsbegrenzer
(7) einen Schwimmer (18) als Signalgeber sowie zumindest einen Meßfühler, Sensor (19)
od. dgl. als Signalaufnahmevorrichtung aufweist.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer
(18) zumindest zum Teil aus permanentmagnetischem Werkstoff besteht und die Signalaufnahmevorrichtung
aus mindestens einem elektromagnetisch empfindlichen Sensor (19) besteht.
4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwimmer (18) zumindest an seiner Oberfläche aus Titan besteht.
5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Füllstandsbegrenzer (7) zur Ansteuerung der Druck- (11) bzw. Saugpumpe (10) mit
diesen in Schaltverbindung steht.
6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das
Dosiergefäß (6) aus Kunststoff besteht und vorzugsweise einen rohrförmigen Querschnitt
mit einem Durchmesser von etwa 20 bis 50 mm sowie eine Höhe von mindestens 0.2 bis
1.0 m aufweist.