DE2619528A1

DE2619528A1 - Verfahren und vorrichtung zum fuellen von giessereiformen oder kernkaesten mit einer formmischung auf sandbasis

Info

Publication number: DE2619528A1
Application number: DE19762619528
Authority: DE
Inventors: Albert Edwards
Original assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Current assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Priority date: 1975-05-01
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1976-11-18
Also published as: IT1059730B; IT1063002B; DE2619529A1; US4089362A; US4103733A

Description

PFENNING - MAAS ■ SEILER - MEINIG · LEMKE - SPOTT

PATENTANWÄLTE BERLIN . MÖNCHEN · AUGSBURG

• Patentanwälte Pfenning · Maa*. Seiler · MeInIg · lemke · Spott

J. Pfenning, Olpl.-Ing. · Berlin
Dr. I. Maas, Dlpl.-Chem.· München H. Seiler, DIpK-lng. · Berlin
K. H. MelnlB, Dlpl.-Phys. · Berlin
J. M. Lemke, Dlpi.-Ing. · Augsbure Dr. G, Spott, Dlpl.-Chem. · München

Folio:	•	31 301	•	Unser Zeichen Our reference	BORO BERLIN: D 1000 Berlin 19 Oldenburgallee 10
	Ihr Zeichen Your reference		Telefon: 030/3045521/3045522
		Telegrammadresse: Seilwehrpatent
	Berlin Date
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29, April 1976

BAKER PEBKINS HOLDINGS LIMITED Westfield Road, Peterborough, England

Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Gießereiformen oder Kernkasten mit einer Formmischung auf Sandbasis

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gießerexkernen und -formen, insbesondere unter Verwendung von chemisch gebundenen, kaltabbindenden Sandmischungen,

Bekannte Methoden der kalten Abbindung bei der Herstellung von Gießereiformen und -kernen bedingen die Verwendung einer Mischung für die Form ader den Kern, die aus Gießereisand, einem Harzbinder und einem Säure-Katalysa. tor zur Erzielung einer Reaktion der Abbindung oder Aushärtung zwischen dem Sand und dem Binder besteht.

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xn jüngerer Zeit erstreckten sich die Anstrengungen darauf, durch chemische Methoden die Zeit der Abbindung oder Aushärtung der Mischung zu verkürzen, und es wurden erhebliche Vorteile in dieser Richtung erzielt durch Änderung der Stärke, der ."!enge und der Art der verwendeten Katalysatoren, Hierbei wurde: erreicht, daß die Zeit der Abbindung oder Aushärtung der I'ischung nach Vereinigung des Katalysators und des Harzes so weit verringert wurde, daß besondere Vorkehrungen getroffei werden mußten, um eine Abbindung oder Aushärtung der Mischung vor ihrer Eingabe in den Form- oder Kernkasten zu verhindern. Normalerweise werden getrennte Chargen von Sand und Katalysatcjr einerseits und Sand und Binder andererseits hergestellt _g die zum Zwecke einer schnellen Pertigmischung und einer praktisch sofortigen Eingabe in einen Form- oder Kernkasten miteinander vereinigt wurden« Diese Methode macht die Anordnung einer aufwendigen und umfangreichen Anlage erforderlich gegenüber derjenigen«, die bei Mischungen mit langsameren Abbinde- oder Aushärtezeiten nötig sind.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine nicht auf chemischer Basis beruhende Methode und Vorrichtung zu finden zur Beschleunigung der Abbinde- oder Aushärtezeit kaltabbindender Gießereisand-Mischungen? eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin„ die Qualität und den Wirkungsgrad

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der Fülloperation der Form- und Kernkasten zu verbessern beim Einblasen- oder Einschießen der Mischung in jede beliebige

Die Erfindung ist insbesondere geeignet für kaltabbindende Mischungen mit relativ langen Abbinde- oder Aushärtezeiten; sie kann jedoch auch Anwendung finden auf Mischungen mit kürzeren Abbinde- oder Aushärtezeiten.

Hinsichtlich eines Aspektes bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Gxeßereiformen und -kernen durch Einblasen oder Einschießen, tei denen zur Füllung eines Form- oder Kernkastens eine Gießereisand-Mischung üblicherweise durch Einblasen in den Kasten unter Druck eingegeben wird, während gleichzeitig der Kasten mit einem Saugdruck beaufschlagt wird. Dieser Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf die Verbesserung der Wirkungsweise der Fülloperation, wie später noch beschrieben wird. Ein anderer unabhängiger Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung bei der Herstellung von Gießereiformen und -kernen durch einen kalten Abbindeprozeß., bei denen der Form- oder Kernkasten während der Abbindung einer Gießereisand-Mischung in dem Kasten unter Unterdruck gehalten wird. Es wurde gefunden, daß bei Anwendung

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eines Unterdruckes in dem Kasten während des Abbindens oder Aushärtens der Mischung die Zeit der Abbindung oder Aushärtun in außerordentlichem Maße reduziert werden kann. Beispielsweise kann eine Verringerung der Abbinde- oder Aushärtezeit von 50% erreicht werden durch Anwendung eines Unterdruckes oder Vakuums von 66 bis 71 cm Quecksilbersäule, Dieser zweite Aspekt der Erfindung ist in Gegenüberstellung zum ersten Aspekt bevorzugt gerichtet auf Mischungen mit größeren Abbinde- oder Aushärtungszeiten, und es ist eine Verringerung dieser Zeiten in einem Umfang möglich, daß Mischungen mit langsamerer Abbindung oder Aushärtung, die Ausrüstungen geringeren Aufwandes zum Mischen und zum Füllen benötigen, als sie bei schneller abbindenden Mischungen erforderlich sinfl, trotzdem ähnliche Abbindezeiten erreichen, wie die schneller abbindenden Mischungen,

Bei einem bevorzugten System schließt sich an die Befüllung eines Kastens' unter Verwendung von Druck und Unterdruck entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung die Abbindung der Mischung in dem Kasten unter Aufrechterhaltung des Unterdruckes gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung an.

Die beiliegenden Zeichnungen seigen beispielsweise Ausführungs formen der der Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung, und es bedeutet?

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Fig, 1 eine schematische Seitenansicht einer

Vorrichtung zur Herstellung von Gießereiformen oder -kernen;

Fig. 2 schematische Seitenansicht der Vorrichtung in Anordnu.ng bei einer automatischen Anlage;

Fig, 3 schematische Aufsicht gemäß Fig. 2.

Eine kaltabbindende Mischung aus SAndy einem Binder und einem Katalysator mit einer relativ langsamen Abbindezeit wird in einem Mischer 50, wie er beispielsweise in der GB-Patentanmeldung 1051651 beschrieben ist_f gemischt. Nach erfolgter Mischung wird diese in einen Vorratsbehälter 10 gemäß Figur 1 eingegeben, der in seinem unteren Bereich ein Schiebeventil 11 besitzt» Unterhalb des Vorratsbehälters 10 ist eine Blas- oder Schießkammer 12 mit einem Auslaßventil angeordnet, Eine Druckluftleitung 14 mit einem druckabhängige ι Schalter 15, einem Ventil 16 _g einem Reservoir 17 und einem Druckreg ler 18 steuert die Luftzufuhr zur Blaskammer 12, wie später beschrieben wird_a Ein Kern·=- oder Formkasten 19 ist unterhalb der Kammer 12 angeordnet und. kann durch eine Kolben-Zylinderanordnung 20 in dichtende Anlage an der untereji

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Oberfläche des Auslaßventils 13 gehalten werden. Mit dem
eine Entlüftungsbohrung 21 besitzenden Kasten 19 ist eine Saugleitung 22 verbunden mit einem Unterdruckschalter 23, einen Ventil 24, einem Reservoir 25 und einer Vakuumpumpe

Wenn beim Betrieb die Blaskammer 12 mit der Sandmischung
gefüllt ist, wird ein Kernkasten 19 mit der Unterseite
des Auslaßventils 13 in dichtendem Eingriff gebracht, und der Ventilschieber 11 geschlossen, Das Ventil 24 wird geöffnet und verbindet den Kasten 19 mit der Vakuumpumpe 26 als Unterdruckquellej, um in dem Kasten 19 ein Vakuum herzustellen. Wenn ein ausreichendes Vakuum in dem Kasten 19 erreicht ist_f beispielsweise bei 60 bis 70 cm Quecksilbersäule _f schließt der Unterdruckschalter 23 das Ventil 24
und öffnet das Ventil IS₀ Bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes in der Kammer 12 öffnet der Druckschalter 15 das
j Ventil 13_F so daß die Sandmischung in den Kasten 19 eintritt. Wenn der Kasten 19 gefüllt ist _e wird über das Ventil 16*.
das ein Drei-Wegeventil XSt₆. die Kammer 12 zur Atmosphäre hin entlüftete Nachdem das Vakuum zehn Senkunden lang aufrechterhalten istp wird das Ventil 13 geschlossen und die Kolben-Zylinderanordnung 20 betätigte um den Kasten 19 von der Unterseite des Ventils 13 zu lösen«

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In diesem Zeitpunkt ist die Befüllung des Kastens vollzogen, in dem Kasten wird jedoch das Vakuum aufrechterhalten, um die Abbinde- oder Aushärtezeit des Kernes oder der Form zu verkürzen. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch Anordnung einer Drehvorrichtung, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Der Drehtisch 27 besitzt ein Unterdruck·· oder Vakuumsystem 28_f das mit Armen versehen ist, die an eine Anzahl von Kernkästen angeschlossen sind, die auf dem Tisch angeordnet sind. Das System 28 ähnelt dem System gemäß Figur 1, Nachdem die Befüllung vollzogen ist_f wird der Tisch 27 auf die nächstfolgende Station geführt, in der das Vakuum in dem Kern- oder Formkasten aufrechterhalten wird, und Außenluft oder beispielsweise auf 27°C erwärmte Luft wird hierbei durch die Mischung hindurchgeführt. Nachdem mehrere Stationen durchschritten sind, während der Unterdruck im Kasten aufrechterhalten wird durch die verschiedenen Arme des Systems 28, die mit dem Tisch umlaufen, ist der Kern oder die Form fertig; das Vakuum wird abgeschaltet und der Kern oder die Form entweder mechanisch oder von Hand abgenommen. Der gesamte Arbeitskreislauf ist damit beendet.

Anstelle des Drehtisches zur Aufrechterhaltung des Unterdruclj:es während der,Abbindeperiode kann auch eine Reihenanordnung ' vorgesehen werden, oder die Kern- oder Formkästen können auf

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einer Bank oder auf dem Boden während einer bestimmten Abbinde zeit abgestellt werden.

Durch die Anwendung von Unterdruck bei chemisch gebundenem Sand erreicht der Kern oder die Form die erforderliche Festigkeit in wesentlich kürzerer Zeit als bei normaler Abbindung oder Aushärtung unter atmosphärischen Bedingungen, Hieraus folgt, daß bei Anwendung der Erfindung der Kern oder die Form nach kürzerer Zeit aus dem Kasten entnommen werden kann, da der Prozeß der bekannten kalten Abbindung oder Aushärtung wesentlich beschleunigt wird,

Durch die Erfindung werden die folgenden weiteren Vorteile erreicht:

1) Es fällt weniger Abfallmaterial an, da lediglich das für einen Kern oder eine Form erforderliche Material verwendet wird;

2) Die Entlüftung oder Luftabfuhr ist beschränkt auf diejenige^ die zur Erzielung des Vakuums erforderlich ist.

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3) Es können verschiedene Kerne oder Formen
aus einer Charge der Blas- oder Schießkammer hergestellt werden aufgrund der Benutzung einer vergleichweise langsam abbindenden oder aushärtenden chemisch gebundenen Sandmischung.

4) Es können Kern- oder Formkästen schwächerer
Konstruktion verwendet werden, da das Vakuum das Einfließen der Sandmischung in den Kasten unterstützt, so daß ein geringerer Druck bei Eingabe der Mischung in den Kasten verwendet werden kann,

5) Bei der niedrigeren Füllgeschwindigkeit ergibt sich eine geringere Abnutzung des Kern- oder Formkastens,

6) Es bestehen keine Probleme aufgrund falscher Luftabfuhr, die bei der Herstellung der Kerne und Formen zu Ausschuß führen,

7) Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung kompliziert gestalteter Kerne und
Formen geeignet,

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8) Die Druck-Saug-Befüllung kann mit gleichen Vorteilen bei jeder Methode zur Herstellung von Kernen oder Formen durch Einblasen oder Einschießen der Sandmischung angewendet x^erden.

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Claims

- li - Ansprüche

1./ Verfahren zur Herstellung von Gießereiformen oder -kernen, bei dem eine kaltabbindende oder aushärtende Mischung auf Sandbasis in den Kasten der Form oder der Kernes eingegeben wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Kasten während des Abbindens oder Aushärtens der in ihm befindlichen Sandmischung unter Saugdruck gehalten wird,

2, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein schrittweise in aufeinanderfolgende ArbeitsStationen fortschaltbarer, in wenigstens einer Arbeitsstation einen Formkasten tragender Tisch vorgesehen ist, und daß dem Tisch ein den Formkasten mit einem Vakuum beaufschlagendes Unterdrucksystem derart zugeordnet ist, daß der Unterdruck des Formkastens während des Durchlaufes durch mehrere ArbeitsStationen aufrechterhalten bleibt,

3, Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Arbeitsstationen des Tisches mit einer die Sandmischung unter Druck in den Formkasten einführenden Vorrichtung ausgestattet ist,

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Vorriehtimg nach Anspruch 2 und 3_f dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Ärbeitsstation des Tisches ein Formkasten angeordnet ist, und daß das ünterdrucksysterri mit an jedem Formkasten angeschlossenen Saugleitunaen versehen ist.

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