DE2651144C3

DE2651144C3 - Verfahren zur Herstellung von Formschalen aus thermohärtbaren flüssigen Massen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2651144C3
Application number: DE2651144A
Authority: DE
Inventors: Roman Dipl.-Ing. Biedacha; Janusz Kaczor; Jacek Dipl.-Ing. Kolaczkowski; Wladyslaw Dipl.-Ing. Kurdziel; Adam Dipl.-Ing. Nawrocki; Tadeusz Dr.- Ing. Olszowski; Janina Dipl.-Ing. Rzeszut; Adam Wegrzee Smeder
Original assignee: Instytut Odlewnictwa
Current assignee: Instytut Odlewnictwa
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1981-01-22
Also published as: DE2660164B1; IT1123073B; PL108702B1; DE2660164C2; US4129169A; DE2651144B2; DE2651144A1; DD128008A5; CH612368A5; SU722466A3; FR2330478A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu- 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 nichterhärtete 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 Ouarzsand und einer flüssigen Komponente bestehen, welche thermoplastische Substanzen enthält.

Die Formschale erhält man durch Einfüllen der hergestellten Nfesse 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 Dosiergeräts fürvicnd und die flüssige Komponente enthält. 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 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 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.

Ein Nachteil der bisherigen Vorrichtungen zur Durchführung des »FIoterrrl«-Verfahrens beruht darauf, daß mit der Schneckenfülivorrichtung; ganz besonders bei größeren Höhehabmesstingen Und bei komplizierteren Formen, keine ausreichend hohen Druckwerte in der flüssigen Formmasse im Inneren der Kokille erzielbar sind, Was wiederum eine höhere Ausschußquote und Qualitätsminderung der Formschälen zur Folge hat,

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Aus der DE-OS 1583549 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 kunn 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 erfindungsgemäo 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 Ausgang an der ersten Station (A) wieder in eine neuv. 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 I-rozesses der Formschalen-Herstellung.

Dieses Verfahren läuft so ab, daß mit Hilfe der Behälter- und Dosieranlagen, bestehend aus einem Sandbehälter, einem ianddosiergerät, einem Flüssigkomponentenbehälter und einem Flüssigkomponentendositrgerät 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 Ausgangsende 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 Wege 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 Flüssig-

-Ό komponentenbehälter, einem Ivissigkomponentendosiergerat, einem Hauptmischer unc! einem Sammelmischer, wandernden beheizbaren Kokillen, einer Kokillenfüllstation, einer Kokillenheizslation, einer Ausblasstation und einer Entnahmestation, wobei die

>5 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

so 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, 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 ausgekleidet, daß zwischen der Innenwand der Kokille und der Außenwand des Isoliereinsatzes je eine Luftkammer besteht. Hierdurch wird auch eine höhere Qualität der Formschalen erzielt, da ein Aushärten im Bereich dieser Isoliereinsätze nicht erfolgt.

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 Stationen wird eine etwa vierfache Leistungssteigerung erreicht.

Eine Verminderung der Ausschußquote infolge genauerer und vollständigerer Ausfüllung der Hohlräume in der Kokille oder einem Kernkasten oder ciner sonstigen Form durch Einsatz einer Einpreßanlage für die Masse, die unter regelbarem Druck eingefüllt wird, der entsprechend der Kompliziertheit der herzustellenden Formschale gewählt wird.

Eine sofortige Wiederverwendung der ausgeblase-

nen überschüssiges! flüssigen Masse durch direktes Einführen in den Sammelmischer spart Kosten und

■ ermöglicht kurze Wege bei optimalem Mischvorgang.

Ein leichter Übereans auf ein anderes Prndiik-

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 IsO-liercinsätzen, die ein Aushärten an unerwünschten Stellen verhindern.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeisjpiels 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 Isolicrcinsätzen,

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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 flüssigen Masse erfolgt mit Hilfe eines Sandbehäiters 1, eines Flüssigkomponentcnbehälters 3, eines Sanddosierge-

*> rates 2 und einer Flüssigkomponcntendosieranlage 4. Die Bestandteile der herzustellenden Masse werden in einen Hauptmischer 11 im gewünschten Verhältnis eingegeben und vermischt und dann in den Sammelmischcr J2 geleitet, wo ein Vermischen mit

clef aus dem vorangehenden Zyklus übriggebliebenen thermohärtbaren flüssigen Masse erfolgt. Aus dem Sammelmischer 12 wird die Einpreßanlage 15 in der Station A mit Masse versorgt.

Fig. 3 zeigt eine der wandernden aufheizbaren Ko-

H killen 13, die im Bereich der öffnungen vorzugsweise aus dünnem Blech hergestellte Isoliereinsätze 14 aufweist, die derart angeordnet sind, daß zwischen der Innenwand der Kokille 13 und der Außenwand des

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Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Einpreßanlage 15 für die thermohärtbare Masse.

Die Einpreßanlage 15 besitzt ein Gehäuse 16, das mit einem Konusteil 17 und einem Ansaugkanal 18 ausgestattet ist, einen Überströmkanal 19, einen be-

weglichen Behälter 20, der mittels der Kolbenstange eines Zylinders 23 verschoben wird, zwei Verschlußschieber 24 und 25, wobei auf der Welle, auf der der Vcrsch'iißschieber 24 angeordnet ist, ein Nocken 27 starr befestigt ist, der einen Kopf 26 über ein fedcrn-

Jo des Element 28 an die Fläche K der Kokille 13 andrückt (Lage d des Schiebers 24).

Die Füllung des Behälters 23 mit der thermohärtbaren flüssigen Masse durch den Kanal 18 erfolgt, wenn der darin angeordnete bewegliche Boden 22

J5 völlig abgesenkt ist, wobei der Verschlußschieber 25 in die Stellung α gebracht wird.

Das Einpressen der erhärtbaren Masse in den Kokillenhohlraum erfolgt nach Anheben des Behälters 20 mittels der Kolbenstange eines Zylinders 21 bis

•to in die Höhe, bei der die obere Kante des Behälters 20 das Konusteil 17 berührt, das eigentliche Einpressen erfolgt dann durch Ausfahren des Bodens 22, wobei der Verschlußschieber 25 die Stellung b einnimmt. Beim Verschieben des Verschlußschiebers 24 in die

4> Stellung c wird die thermohärtbare flüssige Masse über den Kanal 19 zurück in den Sammelmischer 12 geleitet und gleichzeitig wird der Andruck des Kopfes 26 auf die Fläche K der Kokille 13 aufgehoben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Patentansprüche:

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 Statio- ■ ä nen 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 Kok ¹Ie (13) eingepreßt wird, und daß die thermohärtbare flüssige Masse dabei eine der Schubspannung von dOO bis 4000 N/nr entsprechende Viskosität aufweist.
2. Vorrichtung zur Herstellung von Formscha- H len aus thermohärtbaren flüssigen Massen nach Anspruch 1, mit einem Sandbehälter, einem Sanddosiergerät, einem Flüssigkomponentenbefcälter, 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 v, in die Innenräume der heißen Kokillen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßanlage (15) einen mit dem Ausgang des unter den Stationen (Zf-C) angeordneten Sammelmischers (12) verbundenen Ansaugkanal (18), einen ebenfalls w 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 Konusleil (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 Verschlußschieber (25) zum Offnen und Schließen des Einpreßkanals zur Kokille (13) auf-Weist, und daß die Ausblasstation (C) unmittelbar mit dem Eingangsbereich des Sammelmischers

(12) Verbünden ist.

3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge* kennzeichnet, daß die Öffnungen der Kokillen b5

(13) mit Vorzugsweise aus dünnem Blech hergestellten Isoliereinsätzen (14) derart ausgekleidet sind j daß zwichen der Innenwand der Kokille (13) und der Außenwand des Isoliereinsatzes (14) je eine Luftkammer (14a) besteht.