DE2129115A1 - Verfahren zum Einblasen von härtenden Gasen in Giesserei-Formstoffe - Google Patents

Description

"Verfahren zum Einblasen von härtenden Gasen in Giesserei-Formstoffe "

Priorität: 12. Juni 1970, Schweiz, Nr. 8 88-5/70

Es ist bekannt, aus Formsanden, welche ein mittels Gasen aushärtbares Härtungsmittel enthalten, Formen und Giessereikerne zu bilden und diese durch Zuführen des härtenden Gases in kurzer Zeit zu härten. Insbesondere hat man bisher solche Formen und Kerne aus mit Wasserglas gemischten Sanuen hergestellt und durch Begasen mittels Kohlendioxid (CO₂) in kurzer Zeit, z.B. innerhalb 10 - 15 see, gehärtet. Man bewirkte dies bisher so, dass man in die Oberfläche des Sandes dünne röhrchenförmige Begasungslanzen einstach, die möglichst bis zur Oberfläche des darunterliegenden Modells reichten.

In andern Fällen setzt man auf die Sandoberfläche eine sogenannte Dusche, d.h. eine Glocke aus Metall oder Gummi, die mittels Ventil und Schlauch mit einer CO₂ - Druckfla.-che verbunden ist. Damit das Gas im ßandkern überall hingelangen kann, müssen bei diesen bekannten Verfahren an gewissen Stollen der Kern- oder Formkästen Austrittsschlitze oder

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Austrittsdüsen angebracht werden.

Sobald man jedoch sehr flache Kerne, oder sogar ganze Formen herstellen will, die über dem Giessereimodell nur eine geringe Sanddicke aufweisen, beispielsweise für eher flache und dünnwandige Abgüsse, so wird, der Arbeitsaufwand für das Einstechen und Einblasen sehr gross und der Verbrauch an Gas erreicht unwirtschaftlich grosse Mengen.

Beispielsweise .muss man in eine Form, welche über dem Modell 200 mm Quarz/Wasserglas-Sand enthält, Einblaslöcher einstechen, die nur ungefähr 100 mm voneinander entfernt sein dürfen, um eine vollständige Durchhärtung zu erreichen. Der CO₀ - Verbrauch steigt dabei auf über 20 kg/t' Sand. Beim Anwenden von Duschen oder Hauben ist der Verbrauch oft noch⁷ grosser.

Das Verfahren vorliegender Erfindung erlaubt es unter Vermeiden der besagten Nachteile härtbare Formen durch härtende Gase auch dann vorteilhaft zu begasen, wenn die Formhöhe über dem Modell erheblich kleiner ist, als die Länge der dem Modell üblicherweise unterliegenden Modellplatte. Unter Formhöhe wird hier die Distanz zwischen der Formoberfläche und dem tiefsten Punkt der Oberfläche des darunter liegenden Modells verstanden.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einblasen von härtenden Gasen in gasdurchlässige Giessformen und Giessereikerne, welche im wesentlichen aus pulverförmigen oder .·■'- ^J 10985 1/133 1

körnigen feuerfesten Stoffen geformt sind und durch Gase härtbare Bestandteile enthalten, und ist dadurch gekennzeichnet, dass man das härtende Gas durch ein gasdurchlässiges Modell hindurch in die zu härtende Form einbläst.

Mittels des Verfahrens vorliegender Erfindung kann der Verbrauch an härtendem Gas erheblich vermindert werden und die Arbeit des Kinstechens oder Duschens wird überflüssig,

Gemass einer Ausführungsform vorliegender Erfindung führt man den Strom des härtenden Gases in den gasdurchlässigen Formen im wesentlichen von unten nach oben.

Dies kann man z.B. dadurch bewirken, dass man'in den für die Herstellung der Formen zu benützenden Modellen von unten nach oben führende Bohrungen oder Kanäle anbringt. «

Gemass einer zweokmässigen Ausführungsform vorliegender Erfindung bewirkt man das Einblasen der härtenden Gase durch eine hohle Platte, Rahmenplatte oder durch eine mit Gasdurchführungen versehene Bodenplatte hindurch, auf welcher das 'jeweils benützte Modell befestigt ist» Das härtende Gas kann hiebei zunächst in den Hohlraum der Platte und von dort in' die einzelnen durch das Modell gehenden Kanäle verteilt werden. Auch bei der Anwendung des Verfahrens der Erfindung kann man, wie an sich aus der Giessereitechnik bekannt ist, Platte und Modell zu einer Modellplatte vereinigen.

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Gemäsß einer vorteilhaften Ausführungsform führt man das härtende Gas durch Modelle, die einen oder mehrere gröcsere HolilräuniG aufweisen. Dabei besteht die günstige Möglichkeit Modelle mit mehreren Hohlräumen zu benützen, in denen Hohlräume durch Trennwände unterteilt sind, sodass man die einzelnen Hohlräume des Modells durch getrennte Anschluss-rohre und Zuleitungen mit dem härtenden Gas speisen kann. Auf diese V/eise ist es möglich, diejenigen Teile der ^u härtenden Form, welche eine grössere oder kleinere Dosierung an härtenden Gasen erhalten sollen, entsprechend getrennt mit härtenden Gasen zu versorgen, indem Reduzierventile angewandt werden können, oder indem man durch Steuerung der Ventile eine unterschiedliche Begasungszeit einstellt.

Die Modelle können z.B. dadurch gasdurchlässig gemacht sein, dass sie an ihrer gesamten vom Formmaterial bedeckten Oberfläche Bohrungen aufweisen. Solche Bohrungen haben z.B. einen Durchmesser von 1 - 5 mm und Abstände zwischen 10

und 150 mm.

Es ist vorteilhaft, solche Bohrungen so auszubilden, dass sie sich entgegen der Richtung der Strömung des härtenden Gases etwas erweitern, indem man so in der lage ist, eventuell auftretende Verstopfungen in -den Einblasbohrungen durch Durchblasen von z.B. Pressluft in umgekehrter Richtung leicht wieder durchgängig zu machen.

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Man kann aber auch anstelle der mit Bohrungen versehenen Modelle oder Modellplatten solche benützen, die aus einem porösen Werkstoff gefertigt sind.

Hierzu eignen sich z.B. sehr gut Holzfaser- oder Holzspanplatten, wie sie im Baugewerbe angewandt werden und die einen hohen Anteil an polymerisierten Kunstharzen oder erhärteten Klebstoffen haben können.

Im Interesse der Haltbarkeit ist es oft vorteilhaft, Modelle zu benutzen, die aus harten ,Werkstoffen bestehen und gleichwohl für das härtende Gas gut durchlässig sind* Zur Herstellung eines gasdurchlässigen Modellen eignen sich z.B. auch viele in der Giesserei als Formstoffe angewandte Materialien, aber auch Kunststoffbetone, die auf irgend eine V/eise schon ausgehärtet worden sind, Hiezu gehören beispielsweise keramische Fritten, Schaumstoffe, oder grobe Sande, Scharnottkörn-er oder Metallgranal, welche durch Zement, Gips, Kieselsäure oder Tonerdehydrat oder Kunststoffe verbunden sind. Derartige Modelle und Modellplatten können durch ein übliches Formverfahren gegen ein Positiv abgebildet werden und a3.s Gaseinleitungssystem z.B. entweder die beschriebenen Hohlräume oder ein Netz aus gelochten Rohren enthalten.

Als härtende Gase kommen in Frage; Kohlendioxid, verdünnter Chlorwasserstoff, SOg sowie NH^ und zwar auch wenn organische

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Silikate (Kieselsäureester) als härtbare Bestandteile angewandt werden. Als härtende Gase können ζ·Β· auch organische Amine in einem Trägergas verwendet werden, z.B. vorteilhaft wenn die zu härtende Form organische Zyanate oder Isozyanate als Bindemittel enthält» Auch Formaldehyd kann . mit Vorteil verwendet worden, wenn die Form ein durch Formaldehyd härtbares-Bindemittel enthält.

Ein Beispiel einer Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sei anhand der in Figur 1 in senkrechtem Querschnitt gezeigten Form- und Mode.llanordnung erläutert;

Irn Formkasten 1, dessen Höhe H 200 mm betrug und dessen Boden von der Bodenplatte 2 gebildet ist, befindet sich das unten hohle Modell 3, welches aus Schichtholzplatten und Holz gefertigt ist. Die Führungsstifte 4 legen die Lage von Formkasten einerseits und Modell 3 samt Bodenplatte 2 andererseits gegeneinander fest. Aus Holz sind die Trenn- und Stützwände 5 gefertigt. Die Hohlräume 6 einerseits und die Hohlräume 7 anderseits sind mit je einem Zuleitungssystem . für das härtende Gas, welches hier aus Kohlendioxid besteht, verbunden. Die Oberseite des Modells 5 ist mit zahlreichen Bohrungen 8 von 2,5 mm Durchmesser durchsetzt. Der Abstand der Bohrungen zueinander beträgt 30'bis 50 mm. Das Verhältnis der innerhalb des Formkastens 1 oberhalb des Modells j5 befindlichen Höhe H der porösen zu härtenden Sandform 9 zur innerhalb des Formkastens 1 befindlichen v/irksamen Länge L des Modells

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beträgt hier 1 ί 6_t. Der Formsand besteht aus 9^ % Quarzsand (0,1 - 0,5 mm Korngrösse) und 6 % Wasserglas der
Pichte yd° Beaume. Die Zuleitungen der Hohlräume 6 wurden mittels des Reduzierventils .10 bei 0,2 atü, diejenigen
der Hohlräume 7 mittels des Reduzierventils 11 bei 0,5 ^atü mit Kohj.endioxidgas eingespeist. Mittels der getrennten Zuleitungen verschiedenen Di¹UCkS wurde bewirkt, dass der über den Hohlräumen 7 irn Sand wegen, der höheren Sandschicht bestehende grör.sere Durchstörmungsv/iderstand gegenüber dem über den Hohlräumen 6 etwa so kompensiert wurde, dass eine gleichinässige CO2 - Beschickung je Volumeneinheit Sand
erreicht wurde« Nach einer Begasung von 20 see. Dauer waren die Formen gleichinässig verfestigt. Der Formkasten 1 samt gehärteter Sandfüllung konnte nun vorn Modell 5 ^ur>d
der Bodenplatte 2 abgehoben werden und bildete nun zusammen mit e.iner zweiten in gleicher Weise mittels eines ergänzend gestalteten Modells hergestellten Formhälfte eine giessbereite Sandform.

Die für die Durchhärtung erforderliche COo ~ Menge betrug 5,0 kg/t Sand.

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Claims (5)

■ -β" Patentansprüche

1. Verfahren zum Einblasen von härtenden Gasen in gasdurchlässige Giessforrnen und Giessereikerne, welche im y/esentlichen aus pulverförmiger! oder körnigen feuerfesten Stoffen geformt sind und durch Gase härtbare Bestandteile enthalten, dadurch geke η η ζ e i c hne t. , dass man das härtende Gas durch ein gasdurchlässiges Modell hindurch in die zu härtende Form einbläst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Strom des härtenden Gases in den gasdurchlässigen Formen im wesentlichen von unten nach oben führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das härtende Gas durch Modelle führt, die Hohlräume aufweisen.

l\. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ™ man einzelne Hohlräume des Modells durch getrennte Zuleitungen mit dem härtenden Gas speist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man Modelle bzw. Modellplatten verendet, die aus einem gasdurchlässigen Material bestehen und/oder feine Bohrungen in geringem Abstand enthalten.

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