DE10041309C2

DE10041309C2 - Beschichtungsvorrichtung und Verfahren zum Beschichten mit einem pulverförmigen Formentrennmittel

Info

Publication number: DE10041309C2
Application number: DE10041309A
Authority: DE
Inventors: Hanano Takashi; Shibuya Hisataka
Original assignee: Hanano Corp
Current assignee: Hanano Corp
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2020-08-24
Also published as: US6461669B1; JP2001087847A; DE10041309A1; JP3101618B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum beschichten einer Hohlraumfläche mit einem pulverförmigen Formentrennmittel beim Gießen und insbesondere beim Druckgießen.

Formentrennmittel zur Verwendung beim Druckgießen lassen sich grob in wasserlösliche Formentrennmittel und ölige Formentrennmittel unterteilen. Da ölige Formentrennmittel Probleme hinsichtlich ihrer Entflammbarkeit und der Verschlechterung der Arbeitsumgebung durch Rauch, etc., mit sich bringen, werden wasserlösliche Formentrennmittel häufiger verwendet als ölige Formentrennmittel. Jedoch besteht bei wasserlöslichen Formentrennmitteln das Problem der Betriebskosten und der Kosten für Einrichtungen zum Behandeln von Abwasser nach der Verwendung. Jedoch steigt das Qualitätsniveau gegossener Produkte gegenwärtig an. Aus diesem Grund wird in jüngerer Zeit in zunehmendem Maße ein pulverförmiges Formentrennmittel verwendet, das die Kosten der Behandlung von anfallendem Abwasser eliminiert und eine bessere Formtrennfähig keit hat.

Das pulverförmige Formentrennmittel besteht im allgemeinen aus einem anorganischen Pulver wie Graphit, Talkum, etc., und einem organischen Pulver wie Wachs, Harz, Metallseife, etc., um das Haften des anorganischen Pulvers an der Hohlraumoberfläche zu verbessern. Das pulverförmige Formentrennmittel breitet sich in die Umgebungsluft aus und beeinflußt dabei die Arbeitsumgebung nachteilig, wenn das pulverförmige Formentrennmittel bei geöffneter Form auf die Hohlraumoberfläche aufgesprüht wird, wie es bei der Verwendung von öligen und wasserlöslichen Formentrennmitteln der Fall ist. Pulverförmiges Formentrennmittel wird daher bei geschlossener Metallform verwendet.

Bisher wurde das pulverförmige Formentrennmittel aus einem Rohr des Schmelzeninjektionsbereichs über eine Rinne in einen Hohlraum eingebracht. Jedoch hatte dieses Verfahren das Problem, daß ein qualitativ hochwertiges Gießprodukt aufgrund der folgenden Unzulänglichkeiten nicht hergestellt werden konnte.

1. Da das pulverförmige Formentrennmittel an der Innenseite des Rohres und der Rinne anhaftet, kann es vorkommen, daß zu wenig Formentrennmittel in den Hohlraum gelangt und daß Gießmaterial dort an den Wänden anhaftet.
2. Das pulverförmige Formentrennmittel lagert sich um die Rinne ab, und behindert den gleichmäßigen Fluß der Schmelze, so daß die Schmelze sich nicht vollständig in den Hohlraum verteilt, woraus eine ungenaue Form und Größe des Gießprodukts resultieren.
3. Das an der Innenseite des Rohres und der Rinne haftende pulverförmige Formentrennmittel fließt zusammen mit der Schmelze und vermischt sich mit dieser, so dass das pulverförmige Formentrennmittel zur Ursache innerer Fehler des Gießprodukts wird.

DE 27 24 705 A1 zeigt ein Verfahren zum Aufbringen eines Schutzanstriches auf eine Form, wobei der Schutzanstrich mittels eines Unterdruckes aufgebracht wird. Die Gegenseite des Formhohlraumes wird mit einer Kammer verschlossen, die den Unterdruck erzeugt. Nun wird der Schutzanstrich an dem Formhohlraum zerstäubt und vom dem Unterdruck in die Form gesaugt bis er in die Form ein dringt. Anschließend werden Kammer und Form getrennt und die Form kann für die Gussfertigung benutzt werden. Nachteilig ist, dass die Form aus einem porö sen Stoff wie Formsand bestehen muss. Die Handhabung ist kompliziert, da die Form jedes Mal mit der Kammer zur Erzeugung des Unterdrucks verbunden wer den muss und das Formentrennmittel über der offenen Form zerstäubt werden muss.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gießvorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten mit pulverförmigem Formentrennmittel zu schaffen, mit denen die genannten Probleme gelöst werden und auch bei Verwenden eines pulverförmigen Formentrennmittels ein qualitativ hochwertiges Gießprodukt er zeugt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Gießmaschine mit dem erfindungs gemäßen Beschichtungsmechanismus.

Fig. 2 eine Schnittdarstellung in Richtung der Pfeile II-II der Fig. 1.

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Verbindungsbereichs zwischen einem Pul verzufuhrkanal und einer Tasche.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Gießmaschine mit einer erfin dungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung. Diese Gießmaschine besteht aus einer Metallform 1, einer Schmelzenzuführeinrichtung 2, einer Saugeinrichtung 3, und einer Pulverzuführeinrichtung 4. Die Beschichtungs vorrichtung besteht aus der Saugeinrichtung 3 und der Pulverzuführeinrichtung 4.

Die Metallform 1 weist eine feststehende Form 11 und eine bewegbare Metallform 12 auf. Wenn beide Metallformen 11 und 12 zusammengesetzt sind, werden an der Stoßfläche der beiden Formen ein Hohlraum 13, einen Angußkanal 14 und eine große Zahl von Taschen 15 gebildet. Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung entlang den Pfeilen II-II und zeigt, daß im vorliegenden Fall neun Taschen 15 um den Hohlraum 13 ausgebildet sind.

Die Schmelzenzuführeinrichtung 2 weist ein Rohr 21, das durch die feste Metallform 11 verläuft, und einen Kolben 22 auf, der in dem Rohr 21 derart gleitet, daß von einer Zuführöffnung 23 in das Rohr 21 zugeführte Schmelze von der Spitze 221 des Kolbens 22 geschoben und über den Angußkanal 14 in den Hohlraum 13 zugeführt wird.

Die Saugeinrichtung 3 ist mit einer Vakuumpumpe 31 und einem Vakuumtank 32 versehen, um so den Druck im Hohlraum 13 über einen mit der Tasche 15 verbundenen Vakuumkanal 33 zu verringern. Mit dem Bezugszeichen 34 ist ein Vakuumabsperrventil bezeichnet.

Die Pulverzuführeinrichtung 4 ist derart ausgebildet, daß sie das pulverförmige Formentrennmittel aus einer Pulverausgabevorrichtung 41 über Pulverzuführkanäle 42 in die Taschen 15 verbringt. Der Pulverzuführkanal 42 ist mit der Tasche 15 über ein zwischen ihnen angeordnetes Umschaltventil 5 verbunden, wie Fig. 3 zeigt. Der Pulverzuführkanal 42 ist im vorliegenden Fall mit jeweils zwei Taschen 15 verbunden, wie in Fig. 2 dargestellt. Fig. 3(A) zeigt den Zustand, in dem das Umschaltventil 5 geöffnet ist, und Fig. 3(B) zeigt das Umschaltventil 5 im Schließzustand. Eine Zuführöffnung 421 am vorderen Ende des Pulverzuführ kanals 42 mündet in einer Ventilkammer 51, die derart ausgebildet ist, daß sie bei Vorwärtsbewegung des Umschaltventils 5 mit der Tasche 15 verbunden ist, und bei der Rückwärtsbewegung des Umschaltventils 5 von der Tasche 15 getrennt ist. Die Vor- und Rückwärtsbewegung des Umschaltventils 5 werden durch einen pneumatischen oder hydraulischen Zylindermechanismus 6 bewirkt.

Die Pulverausgabevorrichtung 41 ist derart ausgebildet, daß sie das pulverförmige Formentrennmittel aus einem Behälter 411 mittels eines in einem Ausstoßrohr 412 strömenden Zuführluftstroms ansaugt und zuführt.

Die mit dem zuvor beschriebenen Beschichtungsmechanismus versehene Gießmaschine wird wie im folgenden dargelegt betrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden die beiden Metallformen 11 und 12 geschlossen und die Spitze 221 des Kolbens 22 befindet sich in Richtung des Hohlraums gesehen vor der Schmelzenzuführöffnung 23. Die Saugeinrichtung 3 wird in diesem Zustand zum Verringern des Drucks im Hohlraum 13 betrieben. Das Umschaltventil 5 ist, wie in Fig. 3(A) dargestellt, geöffnet, während der Druck im Hohlraum 13 verringert wird, und die Pulverzuführeinrichtung 4 wird in diesem Zustand betrieben. Auf diese Weise wird das pulverförmige Formentrennmittel über die Pulverzuführkanäle 42 und die Taschen 15 in den Hohlraum 13 eingebracht, um auf die Innenfläche des Hohlraums 13 aufgebracht zu werden. Wenn die vorgesehene Menge des pulverförmigen Formentrennmittels zugeführt wurde, wird die Pulverzuführeinrichtung 4 angehalten und das Umschaltventil 5 geschlossen, um den Betrieb der Saugeinrichtung 3 anzuhalten, wie in Fig. 3(B) dargestellt. Anschließend wird der Kolben 22 rückwärts bewegt, um Schmelze über die Schmelzenzuführöffnung 23 in das Rohr 21 fließen zu lassen, und der Kolben 22 wird vorwärtsbewegt, um die Schmelze durch den Angußkanal 14 in den Hohlraum 13 zu bringen. Nach dem Gießen werden die beiden Metallformen 11 und 12 geöffnet, um das Gießprodukt zu entnehmen.

Da das pulverförmige Formentrennmittel bei dem beschriebenen Vorgang über die Taschen 15 in den Hohlraum 13 verbracht wird, werden die folgenden Effekte erzielt.

1. Eine Tasche 15 hat ein kleines Volumen und ist nahe dem Hohlraum 13 angeordnet. Aus diesem Grund ist die Menge des über die Tasche 15 ausgegebenen pulverförmigen Formentrennmittels bei der Ausgabe in den Hohlraum 13 sehr gering, wobei nahezu die gesamte Menge in den Hohlraum 13 ausgegeben wird. Daher wird dem Hohlraum 13 eine ausreichende Menge des pulverförmigen Formentrennmittels geliefert, so daß ein Festsitzen des Gießprodukts verhindert werden kann.
2. Da das pulverförmige Formentrennmittel nicht an der Innenseite des Rohrs 21 und dem Angußkanal 14 anhaftet, wird die Schmelze ungestört in den Hohlraum 13 geleitet. Es wird daher eine ausreichende Menge an Schmelze in den Hohlraum 13 eingebracht, so daß die Form und die Größe des Gießprodukts genau erhalten bleiben.
3. Da das pulverförmige Formentrennmittel nicht am Inneren des Rohres 21 und dem Angußkanal 14 haftet, kann das pulverförmige Formentrennmittel nicht in der Schmelze eingeschlossen werden. Somit verursacht es keine inneren Defekte des Gießprodukts.
4. Selbst wenn überschüssiges pulverförmiges Formentrennmittel an der Fläche des Hohlraums 13 haftet, wird das überschüssige Trennmittel zusammen mit vorheriger verschmutzter Schmelze und Gas an die Taschen 15 ausgegeben. Auf diese Weise bleibt die normale Wirkung des Formentrennmittels erhalten.

Vergleichstests zwischen dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren und einem herkömmlichen Beschichtungsverfahren wurden konkret unter den folgenden Bedingungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargelegt.
Gießmaschine: 350-Tonnen Kaltkammer-Druckgießmaschine vom horizontalen Typ
Schmelzenmaterial: ADC-12 Aluminiumlegierung für Druckguß
Gießprodukt: Automobilteile
Pulverförmiges Formentrennmittel: Handelsübliches Produkt aus Graphit, Talkum und Polyethylenwachs
Dauer des Zuführens des pulverförmigen Formentrennmittels: 0,5 Sekunden
Hohlrauminnendruck beim Zuführen des pulverförmigen Formentrennmittels: 650 mmHg
Gießvorgänge: 250

Tabelle 1

Wie sich aus der Tabelle 1 ergibt, kann ein qualitativ hochwertiges Gießprodukt mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt werden.

Das Trennmittel wird von einer Seite der feststehenden Metallform 11 in den zuvor beschriebenen Beschichtungsmechanismus eingebracht, jedoch kann es auch von der bewegbaren Metallform 12 her eingebracht werden. Die Art der Zuführung kann beliebig nach der Form des Gießprodukts gewählt werden.

Da, wie bereits erwähnt, das Formentrennmittel erfindungsgemäß durch die Taschen zugeführt wird, können die folgenden Effekte erreicht werden.

1. Es kann eine ausreichende Menge des Formentrennmittels in den Hohlraum eingebracht werden, so daß ein Festsetzen des Gießprodukts verhindert werden kann.
2. Die Schmelze kann in ausreichender Menge in den Hohlraum eingebracht werden, so daß eine genau Form und Größe des Gießprodukts erreicht werden.
3. Das Einschließen von Formentrennmittel in der Schmelze kann verhindert werden, so daß innere Fehler des Gießprodukts verhindert werden können.
4. Überschüssiges pulverförmiges Formentrennmittel auf der Hohlraumoberfläche kann in die Tasche ausgegeben werden, so daß die normale Wirkung des Formentrennmittels bewahrt bleibt.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufbringen eines pulverförmigen Formentrennmittels auf eine Hohlraumoberfläche beim Gießen, mit einer Saugeinrichtung (3) zum Verringern des Drucks in dem Hohlraum (13), dadurch gekennzeich net, daß die Hohlraumoberfläche in einer Metallform (1) ausgebildet ist und daß der Mechanismus eine Pulverzuführeinrichtung (4) zum Zuführen des pulverförmigen Formentrennmittels zu einer in der Metallform (1) ausgebildeten und mit dem Hohlraum (13) verbundenen Tasche (15) aufweist, wobei das pulverförmige Formentrennmittel über die Tasche (15) dem Hohlraum (13) während des Betriebs der Saugeinrichtung (3) zugeführt wird.

2. Verfahren zum Aufbringen eines pulverförmigen Formentrennmittels auf eine Hohlraumoberfläche beim Gießen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraumoberfläche in einer Metallform (1) ausgebildet ist und daß das pulverförmige Formentrennmittel durch eine in der Metallform (1) ausge bildete Tasche (15) in den Hohlraum (13) eingebracht wird, während ein Absaugen im Hohlraum (13) erfolgt.