DE2519463A1

DE2519463A1 - Giessform und verfahren zur herstellung von gusstuecken

Info

Publication number: DE2519463A1
Application number: DE19752519463
Authority: DE
Inventors: Adalbert Prof Dr Ing Wittmoser
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1976-11-11
Also published as: JPS51133135A; GB1538540A; US4085790A; JPS5940534B2; FR2309289A1; CA1051631A; FR2309289B1

Description

Grünzweig + Hartmann P 586 D und GM 794

und Glasfaser AG _{18# März} ^₇₅

6700 Ludwigshafen am Rhein TE-ND2 f-ho Bgra. Grünzweig-Str.1-47

Anmelderin; GRÜNZWEIG + HARTMANN UND GLASFASER AG 67 Ludwigshafen am Rhein

Giessform und Verfahren zur Herstellung von Gußstücken

Die Erfindung betrifft eine Giessform und ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken unter Verwendung von verlorenen Giessmodellen, die in rieselfähigen, ungebundenen, körnigen Formstoffen eingebettet und durch die in die Form einfliessende Schmelze vergast werden und eine Giessform, in der zur Verfestigung der Formstoffteilchen ein von aussen wirkender Überdruck,, gfs. durch ein unter dem des Aussendruckes liegendes Druckniveau (Unterdruck) erzeugt wird.

Beim Eingiessen der Schmelze in derartige Giessformen, insbesondere in solche, in denen durch die einfliessende Schmelze stärkere Auftriebskräfte erzeugt werden, kommt es zu Bewegungen des binderfreien Formstoffs innerhalb der Giessform, die sich ungünstig auf die Masshaltigkeit der so hergestellten Gußstücke auswirken.

Es wurde daher versucht, durch Beschweren der nach oben liegenden Oberfläche der Giessform die Bewegungen der ungebundenen Formstoffteilchen in der Giessform zu vermindern .

609846/0504

- 2 - P 586 D und GM 794

Auch ist bereits bekannt, den rieselfähigen binderfreien Formstoff in solchen Formen durch Erzeugen von Unterdruck in der Giessform zu verfestigen (stabilisieren). Dabei wird die Giessform dadurch gebildet, dass das durch die einfliessende Schmelze vergasbare Giessmodell in einteiligen, nur nach oben offenen Giesskästen mit unbeweglichen Wänden mit rieseiförmigen bindemittelfreien Stoffen umgeben wird.Die nach oben liegende Oberfläche der so hergestellten Giessform wird zur Aufrechterhaltung des zu erzeugenden Unterdruckes abgedichtet und durch entsprechende Vorrichtungen der Unterdruck in der Form erzeugt, Infolge der so erzeugten Druckdifferenz werden die Partikel des ungebundenen rieselfähigen Formstoffs verdichtet und stabilisiert.

Bei diesen bekannten Verfahren werden die in der Giessform befindlichen ungebundenen Formstoffpartikel nur einseitig, also von oben, der direkten Wirkung des atmosphärischen Druckes ausgesetzt.

Daher lassen sich mit solchen Verfahren nur besonders günstig gestaltete Vollformgu,ßteile fertigen, wie z.B. ein T-förmiges Modell, das so eingelegt ist, dass dessen Steg dem Brück entgegengerichtet ist. Wenn jedoch beispielsweise aus Gründen einer gerichteteh Erstarrung bereits ein gleichgestaltetes Gu.ß'teil in der Giessform anders, z.B. bei dem oben angeführten T-förmigen Modell, der Steg im Druckschatten der Flanschen angeordnet werden muss, dann tritt auch wenn vor oder während der Anwendung des Unterdruckes das Anlegen des rieseiförmigen Formstoffes an das Modell, z.B. durch Vibrieren unterstützt wird, eine ungleichmässige Verdichtung des ungebundenen Formstoffs, insbesondere in der unmittelbaren Umgebung des Giessmodells,bei unserem Beispiel mit dem T-förmigen Modell, vor allem an den Ecken zwischen Flansch und Steg, die im Bruckschatten sind* TDie vertikal sowie besonders auch die nach unten weisenden Begrenzungsflächen des Giessmodells werden hierbei häufig nur ungenügend durch den rieseiförmigen Formstoff hinterfüllt und abgestützt. Dadurch entstehen z.B. bei dünnwandigen und flächigen Profilen

609846/0504

2 b Ί 9 4 6 3

- 3 - P 586 D und GH 794

Verbiegungen am verlorenen Schaumstoffmodell, die die massliche Genauigkeit des Abgusses ungünstig beeinflussen . Oft noch störender wirkt sich jedoch eine unzureichende Unterstützung des vergasbaren Schaumstoffmodells durch den rieselförmigen Formstoff, z.B. an den unten liegenden Partien des Giesanodells dadurch aus, dass beim Eingiessen der Schmelze in die Vollform während der Vergasung des Schaumstoffmodells an diesen ungenügend verdichteten Stellen die Schmelze in den Formstoff eindringt. Dab'ei kommt es zum Teil zu schweren Penetrationserscheinungen, die die Brauchbarkeit des Gussteils herabsetzen oder auch ganz ausschliessen. Ist das Giessmodell vor dem Umgeben mit rieseiförmigem binderfreiem Formstoff mit einem Schlichteüberzug versehen worden, so wird dieser Überzug infolge der ungenügenden Unterstützung durch den Formstoff örtlich in unterschiedlichem Mass zerstört, wodurch ebenfalls unzulässige Fehlerscheinungen im Gu ß tück entstehen»

Erfindungsgemäss sollen diese Nachteile dadurch vermieden bzw. beseitigt werden, dass der Druck auf das Giessmodell wenigstens von zwei verschiedenen, vorzugsweise einander entgegengesetzten Richtungen ausgeübt wird» Damit soll erreicht werden, dass der Formstoff\das Giessmodell von mehreren Richtungen angedrückt wird, vorzugsweise so, dass keine Druckdifferenz und somit auch keine Verschiebung des Giessmodells in der Giessform auftritt.

Hierfür ist eine Giessform zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, an der wenigstens zwei verschieden gelegene, vorzugsweise sich gegenüberliegende Aussenwände, druckdichtend, beweglich und gfs, flexibelkusgebildet sind. Um eine Druckdifferenz zwischen aussen und innen zu erzeugen, kann die Giessform in einen Überdruckbehälter eingebracht werden, in dem der Überdruck erzeugt· wird. Vorzugsweise .soll auf die Verwendung von Überdruckbehältern verzichtet werden und die Druckdifferenz durch Evakuieren der Luft aus dem ungebundenen körnigen Formstoff der Giessform erreicht

-609846/0504

- 4 - P 586 D und GM 794

werden. Hierbei kann man ausser am Formkasten befestigten Evakuierungsvorrichtungen auch Evakuierungsrohre verwenden, die unabhängig vom Formkastenrahmen in die Giessform und damit in den Formstoff eingebracht werden. Durch das Absaugen der Luft im Inneren der Giessform ergibt sich ein äusserer Überdruck, der über bewegliche gfs. flexible Wände in das Forminnere übertragen wird.

Die druckdichtenden Aussenwände der Giessform können aus reversible» oder irreversiblem , formbarem dünnwandigem Werkstoff, wie Papier, Metall, Gummi, Kunststoff oder Schaumkunststoff bestehen.

Auch können die druckdichtenden Aussenwände der Giessform aus Formstoffteilchen und diese verbindende sowie die zwischen ihnen bestehenden Hohlräume dichtenden Zusätzen bestehen.

Auf diese Weise vermeidet man die Anordnung zusätzlicher, bereits oben angeführter Elemente, die gfs. wie z.B. solche aus Papier, Gummi, Kunststoffen bei den erhöhten Temperaturen der Giessform zu." Rauchentwicklung und dgl. führen können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung zu entnehmen.

Es zeigen

Figur 1a, 1b sowie 2a und 2b jeweils einen Querschnitt

durch eine Gde.ssform, mit ober- oder unterseitig beweglich angeordneten Abdeckun gen .

Figur 3a und 3b jeweils einen Querschnitt

durch eine Giessform mit zusätzlich seitlich beweglich angeordneten Elementen.

609846/0504

~" - 5 - P 586 D und GM 794

Die erfindungsgemässe Giessform "besteht in ihrer einfachsten Bauform aus einem unten und oben offenen Formkastenrahmen 1, mit festen, d.h. unbeweglichen vertikalen Wänden. Die offenen Seiten des Formkastens sind - wie aus Figur 1a, 1b, 2 a und 2b ersichtlich - oben und unten mit dünnschichtigen, reversibel beweglichen gfs. flexiblen Elementen 2 und 2a, wie z.B. Folien aus Papier, Metall oder Kunststoffen abgedeckt.In dem Formkastenrahmen 1 befindet sich das durch die Schmelze vergasbare Giessmodell 3, das mit rieseiförmigem losem Formstoff umgeben ist. Die nach oben liegende äussere Begrenzungsfläche der Giessform bildet dann (init Ausnahme des Eingusses) ebenfalls ein., bewegliches Dichtungselement, das z.B. auch aus einer durch ein dichtend wirkendes Bindemittel oberflächlich gebundenen Formstoffschicht bestehen kann.Ebenso ist die untere Abdeckung des Formkastenrahmens durch ein bewegliches flexibles Element, das gfs. durch eine starre Auflageplatte, die entsprechende Durchbrüche für die pneumatische Druckübertragung aufweist, gegeben. Durch Erzeugen eines Überdruckes ausserhalb der Form oder eines Unterdruckes innerhalb der Form wird ein Druck über die beweglichen Abdeckungen 2 und 2a auf den rieseiförmigen Formstoff 4 ausgeübt und damit dieser auch am Giessmodell 3 verdichtet.Der Unterdruck kann durch Anschluss einer Pumpe an den Absaugstutzen 5 des Formkastenrahmens erfolgen bzw. durch Einbringen eines losen Absaugrohres in den Formstoff. Fig. la und 2a zeigt die gefüllt Form in der Ursprungslage, Fig. 1b und 2b während des Druckvorganges. In einer weiteren Ausführung der Giessform entsprechend Figur 3a und 3b können auch die vertikalen Wände der Giessform mit beweglichen oder flexiblen Elementen versehen werden, die eine Druckübertragung im Sinne der Erfindung auch allseitig gewährleisten. Hierbei können innerhalb eines feststehenden Rahmens 1 bewegliche Elemente, z.B. Wände 2a^f vorgesehen werden, die den feststehenden Rahmenteil 1 ganz oder zum Teil innenseitig abdecken. Damit die Druckdifferenz an den beweglichen Abdeckungen 2a¹ zur Wirkung kommt, sollten die fest-r stehenden Wände 1 möglichst gleichmässig verteilte Durchbrüche und Perforationen 1a aufweisen. Der Zutritt des Aussendruokes an die beweglichen flexiblen Innenwände kann

609846/0504

- 6 - P 586 D und GM 794

auch durch Rifflung der Innenoberfläche des Rahmens oder durch Einlegen von dünnen Jlippen 1a¹ zwischen Formkastenrahmen 1 und den beweglichen Dichtelementen 2a¹ erfolgen. Mit Pfeil 6 ist die Saugrichtung, mit den Pfeilen 7 die Druckrichtung auf die beweglichen Dichtelemente 2, 2a und 2a¹ dargestellt. Abschliessend ist darauf hinzuweisen, dass die in Fig. 3a und 3b dargelegten Massnahmen sich besonders dann empfehlen, wenn beispielsweise bei der Herstellung von Massengussteilen eine nur oben zum Teil oder ganz offene Giessform 1, z.E. aus Blech, mit festen Wänden benützt wird. Hierbei kann die ganze Innenoberfläche des festen Behälters 1 mit zusammenhängenden flexiblen Wandelementen 2, 2a, 2a¹, die einen Sack bilden, bedeckt werden, so dass in diesen das Schaumstoffmodell 3 und der das Modell 3 umhüllende rieseiförmige Formstoff 4 eingebracht werden kann.

609846/0504

Claims

- 7 - P 586 D und GM 794 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Gu ß tücken unter Verwendung von verlorenen Giessmodellen, die in rieselfähigen, ungebundenen, körnigen Formstoffen eingebettet und durch die in die Form einfliessende Schmelze vergast werden und einer Giessform, in der zur Verfestigung von Formstoffteilchen ein von /aussen wirkender Überdruck, gfs. durch ein unter dem des Aussendruckes liegendes Druckniveau (Unterdruck) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf das Giessmodell wenigstens von zwei verschiedenen, vorzugsweise einander entgegengesetzten Richtungen, ausgeübt wird.

2. Giessform zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei verschieben gelegene, vorzugsweise sich gegenüberliegende Aussenwände, drnckdichtend beweglich und gfs. flexibel ausgebildet sind.

3. Giessform nach Anspruch 2,.dadurch gekennzeichnet, dass die druckdichtenden Aussenwändi^u?eversibel oder irreversibel formbaren dünnwandigen Werkstoffen, Papier, Metall. Gummi, Kunststoff oder Schaumkunststoffen bestehen.

4. Giessform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die druckdichtenden Aussenwände aus Formstoffteilchen und diese verbindende sowie die zwischen ihnen bestehende Hohlräume dichtenden Zusätzen zusammengesetzt sind.

5· Giessform, wenigstens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass fünf der druckdichtenden beweglichen Aussenwände zu einem sackförmigen Gebilde zusammengefasst sind und dass die stützenden festen Wände perforiert und/ öder innerseitig mit Rillen bzw. mit Rippen versehen sind.

609846/0504

Leerseite