用于硬化铸造型芯的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于硬化含砂模塑材料的铸造型芯的装置和方法，其中型芯就其硬化来说是在型芯模塑工具中借助于充气板而经受催化剂蒸气/载气混合物并随后经受压缩空气流，所述充气板可以气密方式连接至型芯模塑工具，所述催化剂蒸气/载气混合物和所述压缩空气流各自处于预定压力和预定温度下。
【背景技术】
[0002]这种冷硬化方法和装置是已知的，例如，所谓的冷箱方法，其中合成树脂体系的两种组分被添加至型芯砂，然后，一旦添加作为催化剂的有机催化剂，如胺，例如烷基胺或甲酸甲酯，所述组分就随同砂一起硬化。
[0003]这里，组分之一可例如为聚酯树脂、聚醚树脂或具有流体稠度的带有反应性羟基的任何合成树脂；第二组分在任何情况下都是有机异氰酸酯。两种组分与模砂彻底混合并且随后成型。为了随后催化反应并且可靠地设计尤其是胺的操纵和使用，迄今为止已做出各种努力。
[0004]然而，已知的方法和装置具有的共同缺点在于:硬化过程非常费时。例如，在射芯机上的模塑工具中形成型芯砂混合物常常只耗费几分之一秒，然而，用于硬化型芯的后续充气不得不历经数秒才发生，这自然使得充气成为巨大的成本因素。
[0005]为了减少充气时间或硬化时间，已通常将胺的比例配料为过量，而存在的风险在于:可能发生粘合剂的重新溶解，从而降低型芯的潜在最终强度至大致80%至85%。
[0006]在另一方法或装置中(同一申请人的EP 0229959)，将配料栗插入催化剂来源与载气和催化剂的混合位点之间，以便能够更好地配料催化剂；然而，这也只是导向不令人满意的结果，因为最初在每次配料过程中催化剂进料中的压力条件是完全无效的。
[0007]另外，已建议(同一申请人的CH专利603276)将催化剂蒸气/载气混合物以及压缩空气两者各自暂时地存储在配料容器中，并且然后执行从这个配料容器向型芯中的以爆发方式的连续射出，其中压缩空气利用较大容积来存储并且被加热至比催化剂蒸气/载气混合物更高的温度。
[0008]然而，这些措施的技术工作量是巨大的，并且这种类型的设备允许的变量很少。
[0009]此外，同一申请人的EP 0881014描述上述类型的方法和装置，其中阀门装置包括在储罐的进料管线中的多路阀门，所述多路阀门可暂时地重新选路到通往储罐的回流管线，以达到进料系统中的压力均衡。
[0010]这些措施使得可能在每一种情况下预先进行压力均衡之后，在每次配料过程中将催化剂进料中的压力条件保持恒定。
[0011]此外，同一申请人的EP 1375031 BI描述上述类型的方法和装置，其中将预热压缩空气通过开关阀进料至加热和混合段，并且通过管线进料至再热器以用于进一步加热以供冲洗(flushing)。这种装置或这种方法的优点在于:随着催化剂蒸气/载气混合物的不断加热，用于充气的压缩空气可被可变地加热，以便实现所谓的轮廓硬化(contourhardening)。这种装置的一个缺点在于:需要对温度的精确监测，以便确保设备的安全性。
[0012]因此，本发明的问题将是提供用于硬化含砂模塑材料的铸造型芯的方法，并提供对应的装置，借助于所述对应的装置，在恒定速度或循环时间下，通过减少的催化剂消耗来确保在工作地点处排放量的强烈减少。此外，装置的清理成本和清洗工作量因而应得以减少，并且因此应实现显著更低的环境污染。另外，设备应为成本有效的。
【发明内容】
[0013]本发明涉及用于硬化含砂模塑材料的铸造型芯的装置，其中所述装置经过调节以便使所述型芯在型芯模塑工具中就其硬化来说经受催化剂蒸气/载气混合物并随后经受压缩空气流，所述催化剂蒸气/载气混合物和所述压缩空气流各自处于预定压力和预定温度下。
[0014]根据本发明，所述装置的特征在于:所述装置不具有在将压缩空气进料至加热和混合段或热源之前对其加热的预热器，以便有机催化剂和压缩空气一起在加热和混合段中加热；并且特征在于:第一截止阀被布置在第二管线中，所述第二管线将压缩空气来源连接至加热和混合段，所述第一阀门在冲洗开始时关闭；并且特征在于:第二截止阀被布置在第四管线中，所述第四管线将压缩空气来源通过热源连接至充气板，所述第二阀门在冲洗开始时打开。
[0015]在有利的实施方案中，所述装置具有两个气源，所述气源中的第一气源被连接至加热和混合段，并且第二气源被连接至热源。此外，有利的是将温度控制件连接至热源。此夕卜，有利的是以下情况:在将呈液体形式的催化剂进料至加热和混合段之前，液体催化剂容器或储罐的流量可利用流量计、通过开关阀暂时地重新选路到通往储罐的回流管线，以达到进料系统中的压力均衡。
[0016]此外，本发明涉及用于硬化铸造型芯的方法，根据本发明的方法的特征在于:通过加热和混合段以便实现时间控制式充气的压缩空气仅在加热和混合段中连同有机催化剂一起加热，并且用于时间控制式冲洗的压缩空气在独立管线中传导并借助于热源来加热。
[0017]根据本发明的方法的优选实施方案在于:在将呈液体形式的催化剂进料至加热和混合段中之前，在进料中产生压力均衡。此外，有利的是以下情况:催化剂蒸气/载气混合物在其通往型芯模塑工具的路程上伴有热量。
【附图说明】
[0018]以下，参考附图进一步详细地解释本发明，所述附图仅代表实施方案实例。
[0019]图1示出:根据本发明的用于硬化铸造型芯的装置的图解表示。
【具体实施方式】
[0020]参考图1，表示和描绘了用于硬化含砂模塑材料的铸造型芯的装置，所述装置可被连接至射芯机(未进一步详细示出)的型芯模塑工具(未进一步详细示出)。装置首先包括充气板或盖板20，所述充气板或盖板20可以气密方式连接至型芯模塑工具，其中上游加热和混合段12用于将优选是胺的液体有机催化剂转化成其气态，并且用于产生用于型芯的充气的催化剂蒸气/载气混合物，如也将在以下进一步详细解释的。
[0021]根据本发明，对时间控制式充气来说，呈液体形式的有机催化剂借助于例如像配料阀8和11、配料装置9、流量计10等等的配料装置进行配料，从储罐或液体催化剂容器7穿过管线LI运行到达加热和混合段12，在所述加热和混合段12中，所述有机催化剂转化成其气态。加热和混合段12另外通过可利用截止阀2a关闭的独立管线L2和比例或2级压力调节器6a而与压缩空气来源I流体连接，以便对时间控制式充气来说，在预定时间段内使从压缩空气来源I通过截止阀2a进料的压缩空气通过装填有催化剂气体的加热和混合段12，其中所进料的压缩空气和催化剂气体一起在加热和混合段12中加热，从而产生催化剂蒸气/载气混合物。
[0022]此外，加热和混合段12通过管线L3连接至型芯模塑工具或充气板20，以便使催化剂蒸气/载气混合物通过型芯模塑工具中的含砂模塑材料，所述管线L3可由阀门5关闭并且优选是可加热的。
[0023]此外，对利用压缩空气的时间控制式冲洗来说，压缩空气来源I通过可由截止阀2b关闭的独立管线L4并且任选地通过比例或2级压力调节器6b和热源3，以及通过截止阀4与型芯模塑工具或充气板20流体连接。
[0024]图中未示出的是:在呈液体形式的催化剂进料至加热和混合段12中之前，液体催化剂容器7的进料可被暂时地通过开关阀重新选路到通往储罐7的回流管线，以达到进料系统中的压力均衡。
[0025]此外，充气板20具备通风阀21。
[0026]例如，温度控制件可被连接至用于压缩空气的调节加热的热源3。类似地，温度控制件也可被连接至加热和混合段12。根据当前技术，开关装置、阀门、配料装置和控制件可通过程序、使用未示出的控制电路来控制。
[0027]因此，对充气过程来说，现在可能将呈液体形式的与来自压缩空气来源的压缩空气一起配料的有机催化剂通过相应独立管线进料至加热和混合段，并且在加热和混合段处将有机催化剂与压缩空气一起加热至足以充气催化剂的温度，以便结果是催化剂蒸气/载气混合物，所述催化剂蒸气/载气混合物通过另一管线通过型芯模塑工具中的含砂模塑材料。在这个充气