DE10361535B4

DE10361535B4 - Verfahren zum Gießen von Formteilen

Info

Publication number: DE10361535B4
Application number: DE10361535.0A
Authority: DE
Inventors: Gelson G. Montero
Original assignee: Individual
Current assignee: Montero Gelson G De
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: DE10361535A1

Abstract

Verfahren zum Gießen von Formteilen mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen der Form, komplettiert aus zu einem Kernpaket komplettierten Kernen aus Formsand, – Gießen der metallischen Schmelze in die Form, – thermische Isolation der Form vor und nach dem Gießen mittels einer Vorrichtung zur Wärmeisolation und – ausschließliche Nutzung der durch die Schmelze eingebrachten Prozesswärme innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils und des das Kernpaket bildenden Formmaterials, wobei die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen Bindemittels im Formsand dient und wobei die beim Verbrennen des Bindemittels entstehenden Rauchgase innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation gehalten und am Ende des Isolationsvorganges abgesaugt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Formteilen.
Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf das Gießen von Formteilen, d. h. auf die Gießereitechnik. Zum Gießen von Formstücken jedweder Art werden Gießereikerne und/oder -formen meist aus getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gussform bzw. zu einem Kernpaket oder Formpaket verbunden. Diese Form-/Kernpakete werden dann zur Herstellung eines beispielsweise metallischen Werkstücks mit geschmolzenem Metall gefüllt, wobei in der Serienfertigung die mit geschmolzenem Metall zu füllenden Form-/Kernpakete hintereinander aufgereiht die Fertigungsstrasse durchlaufen.
Kern- und Maskenschießmaschinen zur Fertigung der miteinander zu verbindenden Kerne sind seit Jahrzehnten aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird hier auf die DE 31 48 461 C1 verwiesen, die eine Kern- und Maskenschießmaschine offenbart.
Bislang werden Formteile in einer Form gegossen, die wiederum aus Kernen bzw. einem Kernpaket besteht. Nach dem Schießen und Komplettieren der Form wird diese in eine weitere Form bzw. Umgebung aus Kernsand eingebunden, um nämlich die erforderliche mechanische Stabilität gewährleisten zu können.
Unabhängig von dem eigentlichen Gießen ist danach der das Form-/Kernpaket bildende Formsand von dem gegossenen Formteil zu entfernen. Aufgrund eines Bindemittels ist der Formsand auf besondere Weise zu entsorgen oder zu recyceln. Der damit verbundene Aufwand ist erheblich.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren erfordert, eine erhebliche Energiezufuhr in Form der mit der Schmelze in das Formpaket eingebrachten Wärme, die bislang über den Abkühlprozess mehr oder weniger verloren geht. Darüber hinaus musste weitere Energie zum Ausglühen des Bindemittels und somit zum Recyceln des Form-/Kornsandes eingesetzt werden. BRUNHUBER, E.: „GIESSEREILEXIKON” 1983, SCHIELE &; SCHÖN, BERLIN, XP002332543 offenbart die grundsätzliche Möglichkeit der Verbrennung des Bindemittels des Formsandes, wobei dort ausgeführt ist, dass der Binder durch Wärmezufuhr verbrannt wird. Des Weiteren ist dort angemerkt, dass es zahlreiche Binder gibt, die in der Gießhitze ihre Bindefähigkeit verlieren. Von einer kompletten Verbrennung des Bindemittels in der Gießhitze ist nicht die Rede.
GB 2 230 720 A beschäftigt sich mit der Zerstörung der chemischen Bindekräfte im Bindemittel durch Temperaturbehandlung, wobei diese Temperaturbehandlung unterhalb des Schmelzpunkts bzw. der Prozesstemperatur liegt. Das Bindemittel wird dabei nicht verbrannt sondern es werden lediglich die Bindekräfte aufgehoben. Es ist ein Ofen zur Temperierung vorgesehen.
DE 21 64 698 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung fußsandfreier Schmiedeblöcke, wobei es dort darum geht, dass Blöcke unter Hemmung der Wärmeabfuhr nur in einem unteren Bereich ihrer Mantelfläche vergossen werden. Hier soll ein günstigeres Seigerungsbild als bei Isolierungen der gesamten Mantelfläche des Blockrumpfes erzielt werden.
EP 0 890 400 A offenbart ein Gießverfahren und eine Gießform zum Herstellen metallischer Gießlinge, wobei dort in der Gießform gesteuert gekühlt wird. Im Gegensatz zum passiven Erstarren bzw. Abkühlen wird dem Gießgut bzw. der Gießform aktiv Wärme entzogen.
DE 33 05 839 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gussstückes, wobei dort die Form gegenüber dem Atmosphärendruck abgedichtet wird. Die Form wird an eine Unterdruckquelle angeschlossen, wobei zumindest während des Gießvorgangs ein gewisser Unterdruck aufrechterhalten wird. Damit soll ein sauberer Guss gewährleistet werden.
US 4,222,429 A zeigt ein Gießverfahren, bei welchem Gussstücke in einem von Sand umgebenden Kern hergestellt werden. Der Sand ist über eine Flüssiggasquelle mit Flüssiggas beaufschlagbar, so dass der Sand als solcher veflüssigbar ist.
DE 29 14 221 A1 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Gießformen und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Dort ist eine äußere Wärmequelle vorgesehen.
DE 24 00 700 C2 zeigt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Beseitigung von Abgasen von mit Kunstharz gebundenen Sanden hergestellten Gießformen, wobei dort unter einer Habe ein Brennraum für Gase vorgesehen ist. Abgase sollen dort verbrannt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsbildende Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die zum Gießen verwendete Energie bestmöglich genutzt wird.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:

– Bereitstellen der Form, komplettiert aus zu einem Kernpaket komplettierten Kernen aus Formsand,
– Gießen der metallischen Schmelze in die Form,
– thermische Isolation der Form vor und nach dem Gießen mittels einer Vorrichtung zur Wärmeisolation und
– ausschließliche Nutzung der durch die Schmelze eingebrachten Prozesswärme innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils und des das Kernpaket bildenden Formmaterials, wobei die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen Bindemittels im Formsand dient und wobei die beim Verbrennen des Bindemittels entstehenden Rauchgase innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation gehalten und am Ende des Isolationsvorganges abgesaugt werden.

Es lässt sich die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen Bindemittels im Formsand verwenden, so dass besondere Recyclingmaßnahmen danach nicht mehr erforderlich sind. Eine besondere Entsorgung des Formsandes als Sondermüll ist dann ebenfalls nicht mehr erforderlich, sollte man den Formsand nicht weiter verwenden wollen.
Ebenso lässt sich die Prozesswärme zur Temperaturbehandlung des gegossenen Formteils verwenden.
In ganz besonders vorteilhafter Weise könnte das Formteil geregelt abgekühlt werden, wobei der thermischen Isolation um das eigentliche Kernpaket herum eine ganz besondere Bedeutung zukommt.
Ganz besondere Bedeutung kommt einem weiteren Merkmal zu, wonach es nämlich von Vorteil ist, wenn zur Bildung des Kernpakets einzelne Kerne verwendet werden, die als Hohlkörper ausgebildet sind. Dies hat den enormen Vorteil, dass die Masse des Kernsandmaterials möglichst gering gehalten ist, so dass die in Form von Wärme vorliegende Energie innerhalb des Gesamtsystems weitestgehend zur Behandlung des gegossenen Formteils und/oder des Kernpakets, so bspw. zum Verbrennen des Bindemittels, genutzt werden kann.
Vorteilhaft ist auch, dass die beim Verbrennen des Bindemittels entstehenden Rauchgase innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation zurückgehalten werden. Sie lassen sich am Ende des Isolationsvorganges absaugen. Das konzentrierte Vorliegen der Schadgase erleichtert ganz erheblich ihre Entsorgung bzw. Vernichtung, wodurch sich das Verfahren ganz erheblich vereinfacht.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sei ansonsten auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.
Schließlich sei angemerkt, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel lediglich der beispielhaften Erläuterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Verfahren zum Gießen von Formteilen mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen der Form, komplettiert aus zu einem Kernpaket komplettierten Kernen aus Formsand, – Gießen der metallischen Schmelze in die Form, – thermische Isolation der Form vor und nach dem Gießen mittels einer Vorrichtung zur Wärmeisolation und – ausschließliche Nutzung der durch die Schmelze eingebrachten Prozesswärme innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils und des das Kernpaket bildenden Formmaterials, wobei die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen Bindemittels im Formsand dient und wobei die beim Verbrennen des Bindemittels entstehenden Rauchgase innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation gehalten und am Ende des Isolationsvorganges abgesaugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Kernpakts auch teilweise hohl ausgebildete Kerne mit reduzierter Masse verwendet werden.