DE2651144B2 - Verfahren zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren flüssigen Massen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren flüssigen Massen und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren, flüssigen
Massen in beheizbaren, wandernden Metallkokillen, bei dem mit Hilfe eines Sandbehälters, eines Sanddosiergerätes,
eines Flüssigkomponentenbehälters und eines Flüssigkomponentendosiergerätes sowie eines
Hauptmischers und eines Sammelmischers eine thermohärtbare fließfähige Masse zubereitet in die Metallkokillen
unter Druck eingeführt, dort erhärtet und dann die hichterhärteie Masse ausgeblasen wird, und
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein derartiges Verfahren ist unter der Bezeichnung
»Floterm«-Verfahren bekannt und in der PL-PS 82948 beschrieben.
Hierbei verbleibt die beheizte Metallkokille während des ganzen Herstellungszyklus an einem Ort.
Als Ausgangsstoffe für die Herstellung der Formschalen werden thermohärtbare flüssige Massen verwendet,
die aus Quarzsand und einer flüssigen Komponente bestehen, welche thermoplastische Substanzen
enthäit.
Die Formschale erhält man durch Einfüllen der
so hergestellten Masse in die Hohlräume der vorher erhitzten Kokillen und Einwirkenlassen der Hitze der
Kokillenwände auf die eingefüllte Masse. Die Wandstärke der hergestellten Formschalen hängt von der
Dauer der Einwirkung der Hitze auf den Kokilleninhalt ab. Die nicht ausgehärtete Masse wird ausgeblasen.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer Anlage zur Bereitung der Schalenmasse,
die Dosiergeräte für Sand und die flüssige
■to Komponente enthäit. Die Dosiergeräte arbeiten nach
dem Prinzip einer Kolbenpumpe mit zwei Kugelventilen und weisen einen Schnecken-Schaufelmischer sowie
einen Sammelmischer auf. Zur Formschalen-Herstellungsanlage gehört auch eine Vorrichtung, die
nach dem Prinzip einer Förderschnecke arbeitet und zum Füllen der Kokilleninnenräume dient. Auch bei
dieser bekannten Vorrichtung werden die technologischen Grundvorgänge, wie Füllen der Kokillen mit
Formsandmasse, Wärmebehandlung, Entnahme der
5» hergestellten Formschalen und Vorbereitung der Kokillen
für den nächsten Zyklus, an einem Arbeitsplatz durchgeführt.
Der Nachteil des bekannten Verfahrens besteht in der geringen Leistungsfähigkeit, die darin begründet
v-, ist, daß die Kokille zur Durchführung sämtlicher technologischer
Arbeitsgänge, die für die Herstellung einer Formschale bzw. eines in einer Kokille herstellbaren
Formschalensatzes erforderlich sind, an einem Arbeitsplatz verbleibt.
w) Ein Nachteil der bisherigen Vorrichtungen zur
Durchführung des »Floterm«-Verfahrens beruht darauf, daß mit der Schneckenfüllvorrichtung, ganz besonders
bei größeren Höhenabmessungen und bei komplizierteren Formen, keine ausreichend hohen
b5 Druckwerte in der flüssigen Formmasse im Inneren
der Kokille erzielbar sind, was wiederum eine höhere Ausschußquote und Qualitätsminderung der Formschalen
zur Folge hat.
Aus der DE-OS 1583 549 ist eine Vorrichtung zur
Rückgewinnung des nicht verbackenen Formsandes bekannt, die zwei Stationen, eine Füll- und eine Ausblasstation
für wechselweise wandernde Kokillen enthält. Hierbei verbleibt die Kokille beim Aushärten in
der Füllstation oder in der Ausblasstation, so daß die Vorrichtung insgesamt langsam arbeitet. Die ausgeblasene
Masse wird einem zusätzlichen Behälter zugeführt und kann so nicht sofort wiederverwendet werden.
Die Qualität der hergestellten Formen ist nicht sehr hoch, da die Masse auch an den Stellen aushärtet,
wo dies nicht erwünscht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren
flüssigen Massen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die eine Steigerung
der Leistungsfähigkeit der Vorrichtung, eine Verbesserung der Qualität der Formschalen, die Senkung
der anfallenden Kosten und die Herstellung verschiedener Formen unter verschiedenen Drücken gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren
flüssigen Massen in beheizbaren Kokillen dadurch gelöst, daß
a) die Herstellung nacheinander an vier Stationen erfolgt, wobei an der ersten Station (A) die thermohärtbare
fließfähige Masse in eine wandernde Kokille eingepreßt, an der zweiten Station (B)
die Füllung der Kokille ausgehärtet, an der dritten Station (C) die nicht erhärtete Masse ausgeblasen
und an der vierten Station (D) die Formschale entnommen wird, und
b) daß die in der dritten Station ausgeblasene Masse
direkt am Eingang des nach den Stationen (A-C) angeordneten Sammelmischers, an dem dieser
mit frischer Masse beschickt wird, in den Sammelmischer eingeführt, vermischt und an dessen
Ausgängen der ersten Station (A) wieder in eine
neue Kokille eingepreßt wird, und
daß die thermohärtbare flüssige Masse dabei eine der Schubspannung von 500 bis 4000 N/m2 entsprechende
Viskosität aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchlaufen die Kokillen taktweise alle erforderlichen Arbeitsstationen des technologischen Prozesses der Formschalen-Herstellung.
Dieses Verfahren läuft so ab, daß mit Hilfe der Behälter- und Dosieranlagen, bestehend aus einem
Sandbehälter, einem Sanddosiergerät, einem Flüssigkomponentenbehälter und einem Flüssigkomponentendosiergerät
sowie von Haupt- und Sammelmischern, die thermohärtbare flüssige Masse bereitet und auf der ersten Arbeitsstation mit Hilfe einer Einpreßanlage
in die Kokille eingepreßt wird.
Die gefüllte Kokille wird an die nächste Station übergeben, auf der sie so lange verbleibt, bis die gewünschte
Wandstärke der Formschale erreicht ist, wonach sie zur folgenden dritten Station gelangt, wobei
hier mit Hilfe einer Gebläseanlage die überschüssige, d. h. nicht thermisch ausgehärtete Masse aus dem
Inneren der Kokille entfernt und zur Wiederverwendung dem Sammelmischer zugeführt wird, der mit
dem Hauptmischer in Wirkverbindung steht. Der Hauptmischer erhält von den Vorratsbehältern über
die Dosiergeräte die Bestandteile, aus denen die thermohärtbare flüssige Masse bereitet wird.
Die wandernde Kokille erreicht schließlich die letzte und vierte Station, wo sie geöffnet und die fertige
Formschale aus ihr herausgenommen und die Kokille danach für den nächsten Produktionszyklus vorbereitet
wird.
Der Sammelmischer ist direkt unterhalb der wandernden
Kokille derart angeordnet, daß die Einpreßanlage für die thermohärtbare flüssige Masse am Aasgangsende
des Sammelmischers angeordnet und mit diesem verbunden ist und daß die Gebläseanlage für
ίο die ausgeblasene, nicht erhärtete Masse unmittelbar
mit dem Eingangsende des Sammelmischers verbunden ist. Durch diese Anordnung werden die sehr kurzen
We3e für die Formmassen erreicht, wobei sie auf
diesem Weg gleichzeitig intensiv vermischt werden, was zur Erhöhung der Qualität der Formschalen beiträgt.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren flüssigen Massen mit einem
Sandbehälter, einem Sanddosiergerät, einem Flüssigkomponentenbehälter, einem Flüssigkomponentendosiergerät,
einem Hauptmischer und einem Sammelmischer, wandernden beheizbaren Kokillen, einer
Kokillenfüllstation, einer Kokillenheizstation, einer Ausblasstation und einer Entnahmestation, wobei die
:> Füllstation eine Einpreßanlage zum Einpressen der
dem Mischer entnommenen flüssigen Masse in die Innenräume der heißen Kokillen aufweist, ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßanlage einen mit dem Ausgang des unter den
«ι Stationen (A-C) angeordneten Sammelmischers verbundenen
Ansaugkanal, einen ebenfalls mit dem Ausgang des Mischers verbundenen Überströmkanal,
einen beweglichen Behälter mit beweglichem Boden, Arbeitszylinder, ein Gehäuse mit einem Konusteil,
ij eine Welle mit einem Verschlußschieber, auf der ein
Nocken zum Andrücken eines Kopfes an die Kokille mittels eines federnden Elementes starr befestigt ist,
sowie einen Verschlußschieber zum öffnen und Schließen des Einpreßkanals zur Kokille aufweist und
daß die Ausblasstation C unmittelbar mit dem Eingangsbereich des Sammelmischers verbunden ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die öffnungen der Kokillen mit vorzugsweise aus dünnem
Blech hergestellten Isoliereinsätzen derart ausgeklei-
4) det, daß zwischen der Innenwand der Kokille und der
Außenwand des Isoliereinsatzes je eine Luftkammer besteht. Hierdurch wird auch eine höhere Qualität der
Forrnschalen erzielt, da ein Aushärten im Bereich dieser Isoliereinsätze nicht erfolgt.
ίο Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
Eine Steigerung der Leistung im Vergleich zu den bisher üblichen Verfahren, und zwar durch Einführung
der Aufteilung der technologischen Arbeitsgängeauf einzelne Stationen; im Falle von vier Statio-
V) nen wird eine etwa vierfache Leistungssteigerung
erreicht.
Eine Verminderung der Ausschußquote infolge genauerer und vollständigerer Ausfüllung der Hohlräume
in der Kokille oder einem Kernkasten oder ei-
w) ner sonstigen Form durch Einsatz einer Einpreßanlage
für die Masse, die unter regelbarem Druck eingefüllt wird, der entsprechend der Kompliziertheit der herzustellenden
Formschale gewählt wird.
Fine sofortige Wiederverwendung der ausgeblase-
b) nen überschüssigen flüssigen Masse durch direktes
Einführen in den Sammelmischer spart Kosten und ermöglicht kurze Wege bei optimalem Mischvorgang.
Ein leichter Übereanc auf ein anderes Produk-
tionssortiment durch Herausführen der frei wandernden Kokillen aus der Anlage und Einführen von Kokillen
mit anders geformten Hohlräumen anstelle der herausgeführten Kokillen.
Eine Qualitätsverbesserung und Einsparung an flüssiger Masse durch Einsatz von Kokillen mit Isoliereinsätzen,
die ein Aushärten an unerwünschten Stellen verhindern.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den einzelnen Stationen und den ihnen zugeordneten Anlagen
in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die einzelnen Stationen in schematischer Darstellung,
Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine Metallkokille mit Isoliereinsätzen,
Fig. 4 den schematischen Aufbau der Anlage zum Einpressen der thermohärtbaren flüssigen Massen in
eine Kokille.
Gemäß Fig. 1 und 2 erfolgt das Herstellen der Formschalen aus einer thermohärtenden flüssigen
Masse auf vier Stationen A, B, C, D.
In der Station A wird die thermohärtbare flüssige
Masse mit Hilfe einer Einpreßanlage 15 in eine erhitzte Kokille 13 eingepreßt, daraufhin wird die Kokille
13 zur Station B befördert, wo sie so lange verbleibt, bis die gewünschte Wandstärke der herzustellenden
Formschale erreicht ist. Danach gelangt die Kokille 13 zur Station C, wo die Kokille 13 mit Hilfe
einer Gebläseanlage 29 von der übriggebliebenen nicht erhärteten Masse entleert wird. Dieser Überschuß
wird zur weiteren Verwendung in einen Sammelmischer 12 zurückgeführt.
Der Sammelmischer 12 befindet sich unter den wandernden Kokillen 13 in einer solchen Stellung, daß
der Einpreßanlage 15 die thermohärtbare Masse am Ausgangsende des Sammelmischers 12 zugeführt wird
und daß die Gebläseanlage 29, die die nicht erhärtete Masse aus der Kokille 13 ausbläst, oberhalb der Kokillen
13 angeordnet ist und die ausgeblasene Masse unmittelbar direkt in den Eingangsbereich des Sammelmischers
zurückleitet.
Die eine bereits entleerte fertige Formschale enthaltende Kokille 13 wird zur Station D verschoben,
wo sie geöffnet und die Formschale aus ihr entnommen wird. Anschließend wird sie für den nächsten
Produktionszyklus auf Station A vorbereitet.
Die Herstellung der thermohärtbaren flüssige
Masse erfolgt mit Hilfe eines Sandbehälters 1, eine; Flüssigkomponentenbehälters 3, eines Sanddosierge
rätes 2 und einer Flüssigkomponentendosieranlage 4
Die Bestandteile der herzustellenden Masse wer den in einen Hauptmischer 11 im gewünschten Ver
hältnis eingegeben und vermischt und dann in dei Sammelmischer 12 geleitet, wo ein Vermischen mi
ίο der aus dem vorangehenden Zyklus übriggebliebener
thermohärtbaren flüssigen Masse erfolgt. Aus den Sammelmischer 12 wird die Einpreßanlage 15 in de
Station A mit Masse versorgt.
Fig. 3 zeigt eine der wandernden aufheizbaren Ko !5 killer! 13 die im Bereich der Öffnungen vorzu"e\vj3ic'i
aus dünnem Blech hergestellte Isoliereinsätze 14 auf weist, die derart angeordnet sind, daß zwischen de
Innenwand der Kokille 13 und der Außenwand de Isoliereinsatzes 14 eine Luftkammer 14« besteht.
F i g. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Ein preßanlage 15 für die thermohärtbare Masse.
Die Einpreßanlage 15 besitzt ein Gehäuse 16, da
mit einem Konusteil 17 und einem Ansaugkanal 11 ausgestattet ist, einen Überströmkanal 19, einen be
weglichen Behälter 20, der mittels der Kolbenstange eines Zylinders 23 verschoben wird, zwei Verschluß
schieber 24 und 25, wobei auf der Welle, auf der de Verschlußschieber 24 angeordnet ist, ein Nocken 2"
starr befestigt ist, der einen Kopf 26 über ein federn des Element 28 an die Fläche K der Kokille 13 an
drückt (Lage d des Schiebers 24).
Die Füllung des Behälters 20 mit der thermohärt
baren flüssigen Masse durch den Kanal 18 erfolgt wenn der darin angeordnete bewegliche Boden 2i
völlig abgesenkt ist, wobei der Verschlußschieber 2i in die Stellung α gebracht wird.
Das Einpressen der erhärtbaren Masse in den Ko killenhohlraum erfolgt nach Anheben des Behälter:
20 mittels der Kolbenstange eines Zylinders 21 bi: in die Höhe, bei der die obere Kante des Behälter
20 das Konusteil 17 berührt, das eigentliche Einpres sen erfolgt dann durch Ausfahren des Bodens 22, wo
bei der Verschlußschieber 25 die Stellung b einnimmt Beim Verschieben des Verschlußschiebers 24 in die
Stellung c wird die thermohärtbare flüssige Masse
über den Kanal 19 zurück in den Sammelmischer Ii
geleitet und gleichzeitig wird der Andruck des Kopfe 26 auf die Fläche K der Kokille 13 aufgehoben.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren, flüssigen Massen in beheizbaren,
wandernden Metallkokillen, bei dem mit Hilfe eines Sandbehälters, eines Sanddosiergeräts,
eines Flüssigkomponentenbehälters und eines Flüssigkomponentendosiergerätes sowie eines
Hauptmischers und eines Sammelmischers eine thermohärtbare fließfähige Masse zubereitet, in
die Metallkokillen unter Druck eingeführt, dort erhärtet und dann die nichterhärtete Masse ausgeblasen
wird, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Herstellung nacheinander an vier Stationen erfolgt, wobei an der ersten Station (A)
die thermohärtbare fließfähige Masse in eine wandernde Kokille eingepreßt, an der zweiten
Station (B) die Füllung der Kokille (13) ausgehärtet, an der dritten Station (C) die
nicht erhärtete Masse ausgeblasen und an der vierten Station (D) die Formschale entnommen
wird,
b) daß die in der dritten Station ausgeblasene Masse direkt am Eingang des nach den Stationen
(A-C) angeordneten Sammelmischers (12), an dem dieser mit frischer Masse beschickt wird, in den Sammelmischer eingeführt,
vermischt und an dessen Ausgang an der ersten Station (A) wieder in eine neue
Kokille (13) eingepreßt wird, und daß die thermohärtbare flüssige Masse dabei eine der
Schubspannung von 500 bis 4000 N/m2 entsprechende Viskosität aufweist.
2. Vorrichtung zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren flüssigen Massen nach
Anspruch 1, mit einem Sandbehälter, einem Sanddosiergerät, einem Flüssigkomponentenbehälter,
einem Flüssigkomponentendosiergerät, einem Hauptmischer, einem Sammelmischer, wandernden
beheizbaren Kokillen, einer Kokillenfüllstation, einer Kokillenheizstation, einer Ausblasstation
und einer Entnahmestation, wobei die Füllstation eine Einpreßanlage zum Einpressen
der dem Mischer entnommenen flüssigen Masse in die Innenräume der heißen Kokillen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßanlage (15) einen mit dem Ausgang des unter den Stationen
(A-C) angeordneten Sammelmischers (12) verbundenen Ansaugkanal (18), einen ebenfalls
mit dem Ausgang des Mischers (12) verbundenen Überströmkanal (19), einen beweglichen Behälter
(20) mit beweglichem Boden (22), Arbeitszylinder (21, 23), ein Gehäuse (16) mit einem Konusteil
(17), eine Welle mit einem Verschlußschieber (24), auf der ein Nocken (27) zum Andrücken eines
Kopfes (26) an die Kokille (13) mittels eines federnden Elementes (28) starr befestigt ist, sowie
einen Verschlußsdu>ber (25) zum öffnen und
Schließen des Einpreßkanals zur Kokille (13) aufweist, und daß die Ausblasstation (C) unmittelbar
mit dem Eingangsbereich des Sammelmischers
(12) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen der Kokillen
(13) mit vorzugsweise aus dünnem Blech hergestellten
Isoliereinsätzen (14) derart ausgekleidet sind, daß zwichen der Innenwand der Kokille (13)
und der Außenwand des Isoliereinsatzes (14) je eine Luftkammer (14a) besteht.
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