DE2124713A1

DE2124713A1 - Verfahren zum Herstellen von Formgußteilen

Info

Publication number: DE2124713A1
Application number: DE19712124713
Authority: DE
Inventors: Edward Francis Herbert Benjamin; Holmes Anthony Roger; Cheltenham Hillier (Großbritannien)
Original assignee: Dowty Seals Ltd., Ashchurch, Tewkesbury, Gloucester (Großbritannien)
Priority date: 1970-05-20
Filing date: 1971-05-18
Publication date: 1971-12-02
Also published as: DE2124713C3; FR2090169B1; US3825643A; GB1346993A; JPS541504B1; DE2124713B2; FR2090169A1

Description

Verfahren zum Herstellen von Formgußteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formgußteilen.

Bei der Herstellung von Formgußteilen wird üblicherweise eine
Gießform mit einem oder mehreren Formhohlräumen verwendet, die
unmittelbar an der Oberfläche der Gießform münden. Die Formhohlräume werden mit Material in "fließfähigem" Zustand gefüllt, das anschließend erhärtet oder erstarrt. Das Erhärten kann in zweierlei Weise geschehen.

Gemäß der ersten Möglichkeit, die als Verfahren mit "geschlossener Gießform" bezeichnet werden kann, wird eine ebene Deckplatte auf die Oberfläche der Gießform, an der ein, oder mehrere Formhohlräume münden, gesetzt. Das Erstarren des gegossenen Materials erfolgt dann bei geschlossener Gießform.

-2-

109849/1271

Gemäß der zweiten Möglichkeit, die als Verfahren mit "offener Gießform" bezeichnet werden kann, wird keine Deckplatte verwendet, und das Erstarren des gegossenen Materials findet statt, während der oder die Formhohl räume offen sind. Bei dem zweiten Verfahren ist das Entfernen des erstarrten Formgußteils aus dem Formhohlraum mit Schwierigkeiten verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Formgußteilen unter Verwendung einer offenen Gießform anzugeben, bei dem die Formgußteile nach dem Erstarren des gegossenen Materials ohne Schwierigkeiten aus der Gießform entfernt werden können. Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vort eilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Ausdruck "pastenförmig", wie er in den Ansprüchen verwendet wird, bezieht sich auf eine Flüssigkeit, die solche viskosen und thixotropen Eigenschaften hat, daß sie nur begrenzt fließfähig ist.

Die Gießform kann mehrere Formhohlräume besitzen. Gemäß der Erfindung werden nicht nur die Formhohlräume mit dem pastenförmigen Material skullt, sondern zumindest Abschnitte der Gießformoberfläche iverdöu h-.it einer dünnen Schicht aus pastenform!gem Material bedeckt, so daß die Formgußteile nach dem Erstarren durch die erstarrte Schicht aus pastenförmigem Material untereinander verbunden sind.

Nach dem Herausnehmen der Formgußteile aus der Gießform werden die Formgußteiie in einer Taumeltrommel oder dergleichen bearbeitet, damit das mit ihnen verbundene Material,das den beim herkömmlichen

Gießen erzeugten "Stegen" vergleichbar ist, von den Gießformteilen abgetrennt wird. -3-

109849/1271

Dem pastenförmigen Material kann ein Blähmittel zugesetzt werden, so daß sich das Material beim Erstarren ausdehnt. Auf diese Weise kann der während des Erstarrens freiliegenden Oberfläche des Formgußteils statt einer ebenen Form eine konvex gekrümmte Form verliehen werden.

Gemäß einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung kann dem pastenförmißen Material ein Lösungsmittel zugesetzt werden, das während des Erstarrens verdampft, so daß sich das Volumen des Gußmaterials verringert. Hierdurch wird der in der Ebene der Gießformoberfläche liegenden Fläche des Formgußteils eine konkav gekrümmte Form verliehen.

Gemäß einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung dient als Sieb ein Gewebe, wie es beim herkömmlichen Siebdruck verwendet wird.

Bei Verwendung eines solchen Gewebes kann das Sieb über der Oberfläche der Gießform angeordnet werden; das pastenförmige Material wird dann in der Weise in dem Formhohlraum und auf dem betreffenden Oberflächenabschnitt der Gießform abgelagert, indem es unter Verwendung einer Rakel oder dergleichen von der Oberfläche des Siebs aus durch das Sieb hindurchgepreßt wird. Falls der Formhohlraum sehr tief ist, muß mit der Rakel mehrmals über das Sieb gefahren werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Formhohlräume zunächst mit dem pastenförmigen Material gefüllt und die an dem Formhohlraum angrenzenden Oberflächenabschnitte mit dem

109849/127 1

pastenförmige!! Material bedeckt. Anschließend wird das Sieb auf die Gießformoberfläche gesetzt, und die Rakel wird über die Oberfläche des Siebs gezogen, wodurch das Sieb mit der Gießformoberfläche in Berührung gebracht wird. Hierdurch wird überflüssiges Gußmaterial aus dem Formhohlraum und von der Gießformoberfläche entfernt, wodurch man die gewünschte dünne Schicht aus Gußmaterial erhält.

Das Erstarren des pastenform!gen Materials kann dadurch herbeigeführt werden, daß ein Heißgasstrom auf die Oberfläche des Formgußteils und der auf der Gießformoberfläche angeordneten Schicht aus pastenförmigem Material gerichtet wird. Dieser Heißgasstrom hat die Neigung, die Dicke der Schicht an der Verbindungsstelle mit dem Formgußteil zu verringern und somit das Abtrennen des Formgußteils von der Schicht zu erleichtern.

Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gießform in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 5 die Art und Weise, wie pastenförmiges Material durch das Sieb hindurchgedrückt wird,

Fig. 4 die Art und Weise, wie die erstarrten Formgußteile und die Schicht von der Gießform entfernt werden,

-5-109849/1271

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der von der Gießform entfernten Formgußteile und der Schicht,

Fig. 6 einen der Formgußteile, nachdem die erstarrte Schicht von dem Formgußteil entfernt worden ist,

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Teil der in Fig. 5 gezeigten Anordnung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Sieb, das in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Gießform verwendbar ist,

Fig. 9 die Art und Weise, wie pastenförmiges Material durch das Sieb gemäß Fig. 8 hindurchgedrückt wird,

Fig. 10 die erstarrten Formgußteile und die sie verbindenden Stege, nach dem sie aus der Gießformherausgenommen worden sind.

Es wird zunächst auf Fig. 1 bezug genommen. An der einen Seite eines Grundkörpers 1 ist ein Rahmen 2 angelenkt, der ein poröses Sieb 3 aus verwebten Nylonfäden trägt. Auf der Grundplatte 1 ist eine Gießform 4 angebracht, in der mehrere Formhohlräume 5 gebildet sind. Jeder Formhohlraum 5 hat die FQrm einer ringförmigen Ausnehmung, die unmittelbar in die Oberfläche 6 der Gießform 4 mündet. Jeder der Formhohlräume 5 dient zur Herstellung eines Formgußteils in Form eines Dichtungsrings, wie er in Fig. 6 dargestellt ist. Bei dem in Fig. 1 gezeigten AusfUhrungsbeispiel besteht die Gießform aus Aluminium. -6-

109849/1271

Pastenförmige Materialien, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, müssen bestimmte Viskositäts- oder Thixotropje-Bigenschaften haben, damit sie unter der Wirkung der Oberflächenspannung und der Schwelkraft begrenzt fließfähig sind. Bevorzugte AusfUhrungsbeispiele des pastenform!gen Materials sind:

Ausführungsbeispiel 1

Material

Polyvinylchlorid Polymer Barium/Zink-Stabilisierungsmittel Plastifizierungsmittel Kapillaraktives Mittel (Silizium) Pigment Blähmittel

Lösungsmittel

Gewichtsteile	(nach Bedarf)
100	(nach Bedarf)
2-5
60-IOO
0,5-2
0,5-1
0,5-10
0,5-10

Beispiel 2

Material Faoxydharz Härtemittel (thixotropes) Füllmittel Kapillaraktives Mittel Pigment" innerlich lösliches Mittel Blähmittel Lösungsmittel

Gewichtsteile 100 14-60 0-20 0,5-1 0,5-1 0,5-5

0,5-3 (nach Bedarf) 0,5-10 (nachBedarf)

109849/1271

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen VerfahrensV*ird das Sieb ]5 auf die Oberfläche 6 der Gießform 4 gedrückt, und eines der oben angegebenen pastenförmigen Materialien mittels einer Rakel 7 (Fig. 3) über dem Sieb ausgebreitet. Das pastenförmige Material wird von der Rakel durch das Sieb in die Formhoalräune 5 gedrückt; außerdem wird das pastenförmige Material von der Oberfläche des Siebs abgeschabt, während die öffnungen des Siebes mit dem auf der Oberfläche ruhenden pastenförmigen Material gefüllt bleiben.Das Sieb wird dann abgehoben; die Formhohlräume bleiben mit dem pastenförmigen Material gefüllt, und kleinere Mengen von pastenförmigem Material bleiben auf der Oberfläche 6 zurück, da das Material in den öffnungen des Siebes an der Gießform haften bleibt, wenn das Sieb abgehoben wird.

Zum Aushärten (insbesondere bei Verwendung des pastenförmigen Materials gemäß Beispiel 1) wird die Gießform 4 in einen Heißluft-Blasofen eingebracht, intern ein Heißluftstrom auf die Oberfläche 6 der Gießform gerichtet wird. Beim Erhitzen wird zunächst die Viskosität des pastenförmigen Materials verringert, so daß es rasch eine Schicht über der Oberfläche 6 bilden kann. Die Schicht würde sich im Laufe der Zeit von allein bilden, wird jedoch durch den Heißluftstrom beschleunigt. Nach einer bestimmten Zeit erstarrt das pastenförmige Material aufgrund der Erhitzung, und die Gießform wird dann aus dem Ofen herausgenommen. Die Formgußteile können dann einfach als zusammenhängendes Blatt entfernt werden, indem die Schicht aus erstarrtem Material von der Oberfläche 6 der Gießform abgezogen wird, wobei die Gieß!ormteile 8 (Fig. 4) gemeinsam mit der Schicht 9 aus den Formhohlräumen gelöst werden. Ohne die gehärtete Schicht 9 ließen sich die Formgußteile nur sehr schwer

-8-109849/127 1

aus ihren Formhohlräumen entfernen; man müßte dann beispielsweise ein spitzes Werkzeug verwenden, das die Ringe beschädigen könnte.

Wenn dem pastenformigen Material das Lösungsmittel beigemengt worden ist, schrumpft das Material während des Erstarrens, so daß sich an der Stelle, an der das Formgußteil an der Oberfläche β der Gießform 4 angrenzt, eine konkave Fläche 11 bildet. Diese konkave Fläche begünstigt die Bildung eines dünneren Verbindungssteges 12 zwischen der Schicht 9 und dem Formgußteil 8, wodurch das Abtrennen des FormgußteilsVon der Schicht 9 vereinfacht wird.

Die Schicht 9 wird von dem Formgußteil 8 in herkömmlicher Weise mittels einer Taumeltrommel oder dergleichen abgetrennt. Zunächst wird die gesamte Gußanordnung, bestehend aus der Schicht 9 und den Formgußteilen 8, zu einer kompakten Masse grob zusammengeballt und durch Verwendung von flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxod eingefroren. Danach wird sie in eine Trommel eingebracht und mit Abriebteilen beworfen, die die Gießformteile 8 sehr rasch

von der Schicht 9 lösen, so daß kein überschüssiges Material an den Formgußteilen zurückbleibt. Nach dem "Taumeln" der Formgußteile sind sie gebrauchsfertig.

Wenn die in der Gußöffnung der Oberfläche 6 liegende Fläche des Formgußteils eine konvexe Form erhalten soll, wird dem pastenförmigen Material statt des Lösungsmittels ein Blähmittel beigesetzt.

Das anhand der Flg. 1 beschriebene Verfahren kann etwas abgewandelt werden, um den gesamten Vorgang zu beschleunigen. Der Unter-

-9-109 8 A 97 127 1

schied in den Verfahrensschritten besteht darin, daß das pastenförmige Material unmittelbar in die Formhohlräume 5 eingefüllt wird, bis die Formhohlräume überfließen. Das Sieb 3 wird dann auf die Oberfläche der Gießform 4 gelegt, und die Rakel 7 wird über die Oberfläche des Siebes gezogen. Das überschüssige Material wird dadurch nach oben durch das Sieb gedrängt und von der Oberfläche des Siebes entfernt, wobei die öffnungen mit pastenförmigem Material gefüllt bleiben. Die übrigen Verfahrensschritte sind dann genau die gleichen wie bei dem zuerst beschriebenen AusfUhrungsbeispiel. Wenn die Gießformen große Abmessungen haben, wird auf diese Weise erhebliche Zeit eingespart.

Es wird nun auf die Fign. 8, 9 und 10 bezug genommen. Fig. 8 zeigt eine Schablone, die anlder Unterseite des in Fig. 1 gezeigten Siebes 3 befestigt werden soll. Die Schablone besteht aus einer dünnen undurchlässigen Platte 13, die mit mehreren ringförmigen öffnungen 14 entsprechend den in der Oberfläche 6 der Gießform vorgesehenen öffnungen und die öffnungen 14 miteinander verbindenden

Kanälen 15 versehen ist. Die öffnungen 14 und 15 bilden die Benin

reiche, in denen das pastenförmige Material durch das Sieb durchtreten können. Wenn das pastenförmige Material mit Hilfe der Rakel 7 durch das Sieb aufgetragen worden ist (Fig.9)* wird das Sieb entfernt. Auf der Oberfläche 6 der Gießform bleiben dann kleinere Flächen von punktförmig verteiltem plastischem Material zurück, wobei diese Bereiche streifenförmige Stege bilden, die die öffnungen der Formhohlräume 5 miteinander verbinden. Die punktförmig verteilten Materialmengen fließen dann nach einiger Zeit .(ggfs. werden die Gießformen in einem Heißluft-Blasofen erhitzt)

109849/127 1

zusammen und bilden dünne Stege aus pastenförmigem Material, das allmählich erstarrt. Fig. 10 zeigt die Form der erstarrten Anordnung, die aus der Gießform herausgenommen wird; das Herausnehmen der erstarrten Anordnung aus der Gießform geschieht im wesentlichen in der gleichen Weise wie oben anhand der Fig. 4 beschrieben. Die Formgußteile 8 können dann - ebenfalls in der gleichen Weise wie oben beschrieben - im Taumelyerfahren oder dergleichen von den Verbindungsstegen getrennt werden.

)| In die Gießform können Einsätze aus Metall oder einem anderen Material eingesetzt werden, die während des Erstarrens mit den Formgußteilen verkleben.

-11-

1 0 9 8 A 9 / 1 2 7 1

Claims

Patentanwälte
Dr. Ing. H. Neaenctank

Dipl. Ing. H."H-ud
Dipl. Phys. W. Su..r;itz Dowty Seals Limited eM«ndi«15,Mo*i;rfet*-.23

Td. 5380586

Ashchurch, Tewkesbury, 15. Mai 1971

Gloucestershire, England Anwaltsakte M-I585

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Formgußteilen unter Verwendung einer offenen Gießform, bei dem ein Formhohlraum der Gießform mit Gußmaterial gefüllt, das Gußmaterial erhärtet und das auf diese Weise gebildete Formgußteil aus der Gießform entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Gußmaterial pastenförmiges Material verwendet wird, daß das pastenförmige Material über mindestens einen Abschnitt der an dem Formhohlraum angrenzenden Oberfläche der Gießform verteilt wird, daß ein Sieb oder anderes poröses Teil an diesem Abschnitt der Gießformoberfläche angedrückt und anschließend wieder entfernt wird, daß man das auf der Gießformoberfläche verbliebene pastenförmige Material zu einer dünnen, mit dem im Formhohlraum befindlichen Material verbundenen Schicht zerfließen läßt, und daß das Herausnehmen des Formgußteils nach dem Erstarren des pastenförmigen Materials durch Abziehen der mit dem Formgußteil verbundenen Schicht von der Gießformoberfläche erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gießform mehrere Formhohlräume aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das pasten-

-12-109849/1271

förmige Material derart auf der Gießformoberfläche verteilt wird, daß das pastenförmige Material nach dem Fließen eine dünne, das Material sämtlicher Formhohlräume miteinander verbindende Schicht bildet.

j5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß' als Sieb ein Gewebe verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das pastenförmige Material durch eine über

™ das Sieb bewegte Rakel oder ein anderes Gerät, das bei seiner Bewegung das Sieb gegen die Gießformoberfläche drückt, von der Oberfläche des Siebes her durch das Sieb hindurchgedrückt wird, um die Formhohlräume zu füllen und auf der Gießformoberfläche verteilt zu werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Härten des pastenförmigen Materials ein Heißluftstrom auf die an der Gießformoberfläche gebildete

fc Schicht aus pastenförmigem Material gerichtet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußformteil nach dem Herausnehmen aus der Gießform im Taumelverfahren behandelt wird, um das Formgußteil von der erstarrten Schicht zu trennen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem pastenförmigen Material ein Lösungsmittel

-Γ3-

109849/1271

zugesetzt wird, das während des Erstarrens verdampft, um das Volumen des Gußmaterials zu verringern.

8, Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7* dadurch gekennzeichnet, daß dem pastenförmigen Material ein Blähmittel zugesetzt wird, das das Volumen des Gußmaterials während des Erstarrens vergrößert.

9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sieb eine Schablone aus dünnem undurchlässigem, blattförmigem Material zugeordnet wird, das den Bereich der Gießformoberfläche, in dem die Schicht aus pastenförmigem Material gebildet werden soll, begrenzt.