-
"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines
-
isolierenden Speisers Zusatz zu Patent .... (Patentanmeldung P 30
06 641.2) Gegenstand des Patentes ... (Patentanmeldung P 30 06 641.2) ist neben
einem isolierenden Speiser für das Dichtgießen von Gußstücken, insbesondere aus
Stahlguß, zur Anwendung in Formkästen, bei denen der Speiser von einem Formstoff
umgeben ist, mit den Merkmalen, daß auf einem inneren dünnwandigen gasdurchlässigen
Kern aus feuerfestem Material ein Fasermaterial angeschwemmt und mit dem Kern verbunden
ist, ein Verfahren in der Weise, daß auf einen gasdurchlässigen Kern aus feuer festem
Material durch Anwendung von Unterdruck Fasermaterial, insbesondere aus Papier-
oder
Zellulosefasern, angeschwemmt und zur Haftung gebracht wird.
-
Mit der in der Hauptanmeldung vorgeschlagenen Lösung ist es schwierig,
eine gleichbleibende Dicke der Beschichtung mit Fasermaterial zu erreichen. Auch
ist es schwierig, eine einigermaßen glatte Oberfläche zu erhalten. Schließlich ist
bei den Vorschlägen nach der Hauptanmeldung ein hoher Aufwand an Ansaugenergie notwendig
und auch ein hoher Aufwand an Energie zum Trocknen, weil die in Wasser schwimmenden
Fasern angesaugt werden und entsprechend naß sind bzw. der Wasseranteil hoch ist.
-
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, die in der Hauptanmeldung
vorgeschlagene Lösung zu verbessern und solche Maßnahmen vorzuschlagen, bei denen
mit geringem Aufwand an Energie eine gleichbleibende Dicke der Beschichtung mit
glatter Oberfläche zu erreichen ist. Zugleich soll die Beschichtung aus Fasermaterial
eine hohe Bindekraft haben, so daß Produkte an Fasern, insbesondere Zellulosefasern
Anwendung finden können, die bei der Herstellung von Papier oder Pappe im wesentlichen
Abfallprodukte sind.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung
von isolierenden Speisern für das Dichtgießen von Gußstücken, insbesondere aus Stahlguß,
zur Anwendung in Formkästen,
bei denen der Speiser von einem Formstoffumgeben
ist, wobei auf einen inneren gasdurchlässigen Kern aus feuerfestem Material durch
Anwendung von Unterdruck Fasermaterial, insbesondere Papier- oder Zellulosefasern,
angeschwemmt und zur Haftung gebracht wird, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der
Kern in eine Form gebracht wird, deren Formhohlraum eine größere Breite und Höhe
als der Kern hat und in dem so vorhandenen Spalt zwischen Kern und Innenwandung
der Form das Gemisch von masern uncl Wasser unter Druck eingefüllt wird.
-
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß bei der Zufuhr des
Gemisches von Fasern und Wasser unter Druck der Wasseranteil sehr gering ist bzw.
gering sein kann, so daß zur Trocknung nur geringe Wassermengen zu entfernen sind.
Auch macht die erfindungsgemäße Lösung es möglich, eine gleichbleibende Dicke der
Beschichtung mit Fasermaterial bei glatter Außenfläche des Fasermaterials zu erhalten,
so daß ein in erfindungsgemäßer Weise hergestellter isolierender Trichter nicht
lediglich in der Weise verwendet werden kann, daß er zusammen mit dem Modell für
das Guß stück im Formstoff eingebettet, dann das Modell aus dem Formstoff entfernt
und der vorgefertigte, vom Formstoff umgebende Speiser in der Form verbleibt, sondern
auch die Arbeitsweise möglich ist, das der Speiser nachträglich in einen der Außenkontur
entsprechenden Hohlraum der Gießform eingeschoben wird. Dies ist möglich,
weil
der in erfindungsgemäßer Weise hergestellte Speiser eine Außenkontur gewünschter
und bestimmter Abmessungen hat und zugleich der Kern aus feuerfestem Material, da
er an seinem zum Guß stück gerichteten Ende mit einem nach außen geführten und dann
hochgeführten Rand versehen ist, sehr maßhaltig ist, so daß er in einem entsprechenden
Hohlraum eine ausreichende Halterung findet.
-
Die erfindungsgemäße Lösung, die auch aus den weiteren Ansprüchen
deutlich wird, hat den weiteren Vorteil, daß nunmehr auch Fasern anorganischer Art
und Fasern organischer.
-
Art gemischt und in ihrer innigen Verbindung -zueinander die Umhüllung
des dünnwandigen Kerns geben können. Es sei aber bemerkt, daß die erfindungsgemäße
Lösung besonders vorteilhaft voLs~sehen ist für Fasern organischer Ausbildung, insbesondere
Fasern, die bei der Herstellung von Papier als Abfallprodukte gelten und sonst keine
Anwendung finden.
-
Nach der vorliegenden Erfindung können sie Anwendung finden als Ummantelung
von Kernen für isolierende Speiser, weil sie selbst mit der Gießschmelze nicht in
Verbindung kommen und auch einen gewissen Wärmewert bei ihrer Verbrennung haben,
so daß sie neben ihrer hohen Isolationsfähigkeit eine Warmhaltung oder auch gewisse
Aufheizung des innerhalb des Kerns angeordneten Speiservolumens an der Gußschmelze
ergeben. Diese als Abfallprodukt vorhandene Fasern sind anwendbar, weil sie
mit
Bindemitteln, insbesondere Wasserglas, verbunden werden können oder sollen.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt.
-
Es zeiqen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung
zum Herstellen von isolierenden Speisern, Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch
eine Vorrichtung zum Trocknen eines isolierenden Speisers, Fig. 3 einen horizontalen
Schnitt durch den Speiser nach Fig. 2 In der Hauptanmeldung ist der Zweck isolierender
Speiser angegeben und auch, daß ein Speiser erfindungsgemäßer Ausbildung vorzugsweise
aus einem kunstharzgebundenen Sand besteht, insbesondere Croningsand, bei dem die
Quarzkörner von einem aus Kunststoff bestehenden Film umgeben sind, die unter Anwendung
von Hitze einander verbinden. So ist der Kern 10 aus einem Croningsand hergestellt.
Er hat an seinem unteren Ende einen radial abstehenden Flansch 11 und einen dann
wieder hochgeführten umlaufenden Rand 12, so daß der Speiser unten von einer Rinne
13 umgeben ist, die im Hauptpatent ebenfalls beschrieben und beansprucht ist.
-
Der Kern 10 aus dem feuerfesten Material hat im Bereich seiner oberen
Decke 14 zahlreiche warzenartige Vorsprünge 15, 15a usw., die nach Art von Stacheln
in großer Vielzahl vorhanden sind und nach Art des Sandkasteneffektes dazu führen,
daß eine im Speiser vorhandene Metallschmelze im oberen Bereich nicht vorzeitig
erstarrt, sondern lange flüssig.
-
bleibt.
-
Zum Herstellen der Ummantelung aus einem Fasermaterial, hier Mineralfasern
oder einer Mischung von Mineralfasern, d.h.
-
anorganischen Fasern mit organischen Fasern, z.B. Zellulosefasern,
oder besonders vorteilhaft alleine organischen Fasern, ist auf einer Grundplatte
16 eine Form 1-7 aufgesetzt, bestehend aus der zylindrischen Seitenwandung 18 und
einem Deckel 19. Deren Innenwandungen haben zu der Außenwandung des Kerns 10 in
einem Bereich oberhalb der Seitenwandung 12 des Kerns einen ausreichenden Abstand,
so daS ein Spalt 20 vorhanden ist, der die Dicke der späteren Beschichtung aus den
Fasern bestimmt. In dem Bereich der Deckenfläche 19 ist eine Auswerferplatte 21
vorhanden, die mit einer umlaufenden Dichtung 22 versehen ist. Nach oben geführt
ist ein Zylinder 23 mit einer Führung 24 für den Ventilschaft 25 mit einem vorderen
Ventilteller 26, der mit einer Sitzfläche 27 der Auswerferplatte 21 zusammenwirkt.
Der Ventil schaft 25 hat an seinem äußeren freien Ende eine Platte 28. Zwischen
Führung und Platte ist eine Schraubenlinienfeder 29 vorhanden. Der
Xyiinclei
i3 cicir Auswcrfiiplatte 21 ist mit einer radial abstehenden Platte 30 versehen,
an der ein Exzenter 31 angeordnet ist, der um die Welle 32 rotiert. An der radial
abstehenden Platte 28 des Ventilschaftes 25 liegt die Nockenscheibe 33 einer Welle
34 an. Es sei verstanden, daß die Wellen 32 und 34 eine einheitliche Welle darstellen
können.
-
Zum Zwecke der vereinfachten Darstellung sind hier zwei verschiedene
Wellen dargestellt worden.
-
In den Zylinderraum des Zylinders 23 mündet eine Leitung 35 mit einem
yummiclasischen Zwischenstück 36 und dem weiteren Leitungsabschnitt 35a, der in
einen Mischbehälter 36 mündet, wobei in der Leitung 35a noch eine Verdrängerpumpe,
die auch als Dickstoffpumpe 37 bezeichnet werden kann, vorhanden ist.
-
Der Mischbehälter 36 hat einen Motor 38 mit einer in den Behälter
hineinragenden Antriebswelle 39, an der Mischflügel 40, 40a vorhanden sind.
-
Indem Leitungsabschnitt 35 ist ein Überdruckventil 41 angeordnet.
Von diesem geht eine Rückleitung 42 aus, die in den Behälter 36 zurückführt. In
dem Leitungsabschnitt 35a sind zahlreiche siebartige Öffnungen 43, 43a usw. vorhanden,
die von einem Gehäuse 44 umgeben sind, wobei in dem Gehäusemantel eine Leitung 45
mit einem Ventil 46 zur Regelung der Durchflußmenge vorhanden ist. Die Leitung 45
führt in den Mischbehälter 36 zurück.
-
Nachdem die Grundzüge der Vorrichtung beschrieben worden sind, wird
nunmehr deren Wirkungsweise erläutert. In dem Mischbehälter 36 wird eine Mischung
aus Fasern, vorzugsweise ausschließlich organischen Fasern, die in der Papierindustrie
als Abfallprodukte gelten, in Wasser gelöst, so daß eine Mischung 47 von Wasser
und Fasern vorhanden sind. ueber die Dickstoffpumpe 37 wird diese Mischung dem Formhohlraum
20 zugeführt. In der Leitung 35a wird durch die siebartigen Öffnungen 43 der größte
Teil des Wassers ausgeschieden, und zwar abhängig von der Öffnung des Ventils 46.
Das Ventil 46 hat somit die Aufgabe, die Kosistenz, d.h. den Anteil von Fasern und
Wasser, zu bestimmen. Ist das Ventil 46 geschlossen, gelangt über die Leitung 35
das Gemisch Fässern und Wasser in den Zwischenraum 20. Sofern das Ventil 46 geöffnet
ist, wird ein Teil des Wassers über die Leitung 45 in den Behälter 36 zurückgeführt.
Es wird angestrebt, nur so viel Wasser in den Formraum 20 einzubringen, wie zur
ordnungsgemäßen Form gebung der Fasern unbedingt notwendig'ist mit dem Zweck, später
durch Erhitzung entsprechend wenig Wasser entfernen zu müssen.
-
Die Pumpe 37 füllt den Formraum 20. Sofern ein Überdruck vorhanden
ist, der die Gefahr mit sich bringt, daß der möglichst dünnwandige Kern unter der
I,inwirkung des Druckes bcMschäcligt wird, dann dient entweder die Schraubenlinienfeder
29 als
Sicherungselement dazu, daß das Ventil 26 geschlossen wird
oder es tritt in Tätigkeit das überdruckventil 41, das öffnet, sofern im Formraum
20 oder innerhalb des Zufuhrraumes, begrenzt durch die Wandung des Zylinders 23
ein zu starker Druck ausgeübt wird. Durch die Öffnung des Überdruckventils 41 geht
dann die Menge an Fasern mit Wasser über die Leitung 42 in den Behälter 36 zurück.
-
Während der Zuführunq der Fasern in den Formraum 20 wird über die
Leitung 48 ein Unterdruck ausgeübt, so daß das meiste Wasser in dem Gemisch von
Fasern und Wasser in angegebenden Pfeilrichtungen 49, 49a durch den porösen Kern
10 abgezogen wird. Der Unterdruck dient zugleich dazu, die Fasern in den Poren zwischen
den Sandkörnern des Kerns 10 zu verankern.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Lösung gibt somit bei der Formgebung und
Anlagerung der Fasern an dem Kern 10 bereits ein vergleichsweise trockenes Gemisch,
weil nach dem Absaugen der Wasseranteil nur noch gering ist.
-
Vorteilhaft werden unmittelbar nach deren Herstellung heiße Kerne
10 mit Fasern ummantelt, so daß die Hitze der Kerne ebenfalls zu einer schnellen
Trocknung beiträgt.
-
Sofern der Formraum 20 ausreichend mit Fasern gefüllt und die Fasern
durch den von außen ausgeübten Druck in Verbindung
mit dem von
innen ausgeübten Unterdruck ausreichend verdichtet sind, wird die Auswerferplatte
21 in Verbindung mit der Grundplatte 16 nach unten abgesenkt, so daß eine Entformung
erfolgt und der in Fig. 2 dargestellte Speiser erhalten wird. Dieser wird in einem
weiteren Arbeitsgang auf eine Platte 50 aufgelegt, die ebenfalls mit einer Absaugleitung
51 versehen ist. Der isolierende Speiser ist umgeben von einem Zylinder 52 und einem
oberen geschlossenen Deckel 53 und einer Zufuhrleitung 54 für Heißluft, die in angegebener
Pfeilrichtung 55 zuströmt und in angegebenen Pfeilrichtungen 56, 56a usw. durch
den Speiser und über die Abzugsleitung 51 strömt, weil diese letztgenannte Leitung
51 an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Die Heißluft einer Temperatur von vorzugsweise
150 bis 3000 bewirkt, daß in Verbindung mit der Absaugung eine schnelle Trocknung
des Fasermaterials erreicht wird, wobei bemerkt ist, daß der Wasseranteil des Fasermaterials
ohnehin gering ist, weil dieser durch die Absaugung über die Leitung 58 nach Fig.
1 sehr stark. vermindert worden ist.
-
Sofern CO2-haltige Verbrennungsgase für die Lufterhitzung Verwendet
werden, dann erhärten diese das Wasserglas in der Mischung von Fasern und Wasser,
so daß dadurch eine zusätzliche Festigkeit erreicht wird.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt, daß ihr sehr einfach
Wasserglas oder ein anderes Bindemittel zugegeben
werden kann und
eine hohe Ausnutzung an solchen Bindemitteln erreicht werden kann, weil ein Überschuß
an Wasser und auch an Bindemittel in den Mischbehälter 36 zurückgeführt wird.
-
Fig. 3 zeigt die große Vielzahl der in der Deckenwandung des Kerns
vorhandenen Stacheln 15, 15a, 15b usw.