DE3323697C1 - Verfahren zum Herstellen eines Giessstueckes in einer Giessform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform mit chemisch gebundenem Formstoff.

Dem Fachmann sind mehrere Verfahren zum Herstellen von Gießformen bekannt, wobei unter Zuhilfenahme eines rieselfähigen und mit Bindemittel versetzten Formsandes, sowie eines Modells der Formraum ausgebildet wird. So erfolgt etwa beim Sandguß-Handformverfahren das Ausformen im Formsand mit Durchlaufmischern und manuellen Eingriffen, mit Handstampfer, Druckluftstampfer oder Slinger — es entsteht eine einmal nutzbare Gießform, ebenso wie beim Sandguß-Maschinenformverfahren. Kernformen werden zumeist ausgeschossen; auch solch ein Kern ist nur einmal einsatzbar.

Der Maskenformguß setzt beheizte Metallmodelle und -kernkasten zur Herstellung von Maskenformen und Maskenkernen aus kuristharzgebundenen Sanden voraus. Auch hier ist jede Maske und jeder Kern nur einmal zu benutzen.

Im Rahmen der Vollformgießverfahren werden einmal verwendbare, aus Kunstschaumstoff herausgeschnittene Modelle verwendet, die in der Gießform verbleiben. Als Formstoffe dienen hier Gießereisande mit beispielsweise kalthärtenden Bindern.

Chemisch gebundene Sandformen werden mit gutem Erfolg in der Handformerei, zur Einzelfertigung und zur Kernherstellung herangezogen. Im Bereich der Kleinserienfertigung findet man chemisch gebundene Sandformen als Masken, die von Maskenschalen oder gasdurchlässigen Hinterfüllwerkstoffen — beispielsweise durch losen Sand oder Stahlkies — gestützt werden.

Bei Massenfertigungen werden Gußteile vorzugsweise in Kokillen oder Grünsandformen hergestellt. Als Vorteile der Grünsandformen gegenüber der Gießformen aus chemisch gebundenem Sand können die niedrigen Formstoffkosten angesehen werden sowie die Anwendbarkeit produktionserprobter Formautomaten, die geringe Taktzeiten ermöglichen. Jedoch überwiegen die Nachteile der Grünsandform gegenüber den chemisch gebundenen Formen, nämlich

— hohe Anforderungen an Sand- und Bindemittelqualität;

— hoher Formstoff mengenbedarf;

— Bindemittel werden knapp;

— aufwendige Sandaufbereitung u. a. durch großen Platzbedarf, lange Abkühlstrecken;

— Erfordernis zweier Sandsysteme für Gießform und Kern;

— hoher Energieaufwand;

— Form- und Gußfehler schon bei geringen Formstoffschwankungen;

— größeres Toleranzfeld;

— schlechtere Gußoberflächen;

— hoher Putzaufwand;

— hohe Ausschußquote;

— Erfordernis eines hohen Ausbildungsstandes des Fachpersonals;

— große Umweltbelastung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform mit chemisch gebundenem Formstoff zu schaffen, dank dessen es möglich wird, — insbesondere für die Serienfertigung von Gußstücken — auf den Einsatz von tongebundenem Sand unter Meidung der genannten Nachteile zu verzichten und eine — bei geringem Verbrauch an Formstoff — einfach herzustellende sowie kostengünstige Gießform ausreichender Gasdurchlässigkeit anzubieten, die zudem eine hohe Gußqualität bei geringer Umweltbelastung gewährleistet

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß als Formstoff chemisch gebundener Formstoff eingesetzt und nach Herausnahme des ersten Gußstückes zumindest der rieseifähige Anteil des Formstoffes entfernt wird, welcher in der von der Gießtemperatur beeinflußten Zone liegt, wonach letztere vor dem nächstfolgenden Gießvorgang durch Formstoff zur Wiederherstellung des Formraumes aufgefüllt wird.

Dazu hat es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als günstig erwiesen, auch diese Gießform in einem Formkasten herzustellen, wenn auch die Erfindung bei kastenlosen Gießformen anzuwenden ist
Durch diese Maßgaben wird es möglich, die erforderliehen Formstoffmengen zu minimieren, ohne daß es zur Verminderung des Formstoffeinsatzes bekannter Hilfsmittel, wie Schalen oder Stützmassen, bedurfte.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des ersten Umlaufes das Modell abgeformt wobei das Einbringen des Formstoffes in üblicher Weise etwa durch Schießen und Saugen erfolgen kann. Dann wird die Gießform in bekannter Art — wenn nötig — geschlichtet, durch Kerne ergänzt und zusammengesetzt

Nach dem Abgießen wird die Gießform — wie bekannt — durch eine Kühlstrecke geleitet, dann geteilt sowie das erstarrte Gußstück entnommen.
Der durch die Gießtemperatur rieselfähig gewordene

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Formstoffanteil in unmittelbarer Nachbarschaft der Fig.4 bis Fig.7 Teile des geschnittenen Formka-

Gußstücke sowie der in seiner Festigkeit ebenfalls ver- stens in schematischer Wiedergabe unterschiedlicher

minderte Formstoff einer anschließenden Außenzone, Verfahrensstufen.

der ohne größere Einwirkung zerfällt, wird erfindungs- Ein in der Zeichnung angedeuteter Formkasten 1 zum

gemäß nunmehr ausgekehrt, ausgeblasen oder ausge- 5 Gießen eines Gußstückes umfaßt einen Unterkasten 2

schüttet; der thermisch kaum belastete Teil des Form- sowie einen Oberkasten 3, deren freie Kanten 4, 5 auf-

stoffes wird in der Form belassen und bildet vom zwei- einandergelegt und die mittels in Kraglaschen 6 sitzen-

ten Formumlauf ab eine Hinterfüllmasse mit allen Vor- der — sowie von einem Keil 7 durchsetzter — Füh-

zügen einer üblichen Sandform (z. B. Gasdurchlässig- rungsstifte 8 verbunden sind.

keit). 10 Der Formkasten 1 umgibt ein Formstoffbett 10 aus

So sind als weitere Merkmale der Erfindung anzuse- kaltharzgebundenem Quarzsand, in dessen Zentrum ein hen, daß zum einen die Gießform mit einem einzigen Formraum 11 mit Kern 12 für das spätere Gußstück G Formstoff hergestellt, sowie zum anderen der in der zu erkennen ist. Ein Einguß für Flüssigmetall ist mit 13 thermisch beeinflußten Zone liegende Anteil des Form- bezeichnet; Speiser, Gießtümpel und dgl. sind aus Grünstoffes, bevorzugt ohne den Einsatz mechanischer 15 den der Übersichtlichkeit in der Zeichnung vernachläs-Werkzeuge, entfernt und diese thermisch beeinflußte sigt.
Zone durch den gleichen Formstoff aufgefüllt wird. Während des Gießens des Gußstücks G und kurze

Im Rahmen der Erfindung liegt zudem, daß der aus Zeit danach verändert sich der Formstoff in dem an das der thermisch beeinflußten Zone entfernte Anteil des Metall angrenzenden Bereich, zerfällt der dem Guß-Formstoffes — beispielsweise in Anlehnung an das Ver- 20 stück G unmittelbar anliegende Formstoff in einer Infahren nach der DE-PS 24 05 113 — regeneriert und in nenzone /unter Einfluß der Gießwärme zu einem sanddiese Zone zurückgeführt wird. artigen Haufwerk, verkrustet in einer zweiten — in der

Durch das beschriebene Verfahren kann mit einer Zeichnung dunkel hervorgehobenen — Zone A, außer-

Einheitsformkastengröße gefahren werden, da sich halb deren der Formstoff des Formbettes 10 einer so

durch die thermische Beanspruchung des Flüssigmetalls 25 geringen thermischen Belastung ausgesetzt ist, daß er

der notwendige Hohlraum zwischen Modell und fest — und mit ihm die Festigkeit des von ihm in einer Zone

verbliebener Schale bildet. Ein Einsatz von Füllmengen B gebildeten Formbetteils — im wesentlichen unverän-

ergebenden Verdrängungskörpern — etwa von aufblas- dert erhalten bleibt.

baren Schläuchen, Altsandknollen, grobem Sand, Styro- Zur Herausnahme des Gußstückes G sowie des Ker-

por mit dem bedingten Handhabungsaufwand — kann 30 nes 12 wird der Oberkasten 3 vom Unterkasten 2 abge-

entfallen. hoben und gewendet abgestellt (F i g. 3).

Es entstehen folgende Vorteile: Die thermisch beeinflußten Zonen /, A des vormali-

— Form und Kern können aus einem Formstoff her- gen Formbettes 10 sind in ihrer gesamten Breite e leicht gestellt werden; zu entfernen, beispielsweise auszublasen, so daß die

— die vom 2. Umlauf ab eingebrachte Formstoff men- 35 Breite / des Formraumes 11 sowohl im Bereich des unge ergibt sich durch das Gießverfahren; teren Formraumteiles 11/ als auch des oberen Form-

— die Menge für die Sandrückgewinnung ist gering; raumteilers 11a anschließend um jene Breite e beidseits

— die Sandqualität ist durch die thermische Belastung der Formkastenmittellinie M erweitert ist. Die so entin den meisten Fällen sehr gut und kann sogar besser als stehenden Ausnehmungen sind in den F i g. 4, 5 mit 20, Neusand sein (Neusand braucht nur als Schwundsand 40 und 20/> bezeichnet.

zugegeben zu werden); Anschließend wird in die Ausnehmungen 20₍, 20λ ein

— die Deponien werden weniger belastet; an einer Modellplatte 30 hängendes Modell 31 einge-

— die Lärmbelästigung beim Ausschlagen entfällt; setzt; zwischen der verbliebenen Zone B des Formbet-

— die Rückgewinnungsanlage benötigt eine geringe tes 10 und dem Modell 31 bzw. einem Einsteckpfropfen Kapazität; 45 32 im Bereich des Eingusses 13 verbleibt ein Füllspalt 33

— die Menge an Flüssigmetall kann in vielen Fällen jener Breite e, der nun — wie bei 15 angedeutet — mit geringer sein (steigerloses Gießen), was zur Senkung Formstoff gefüllt wird; nach dem Einfüllen des Formder Schmelzkosten führt. Stoffanteils 15 (siehe Fig. 6) ist die Gestalt des ur-

Die Gießform muß nur bei einem Wechsel zu einem sprünglichen Formraumes 11 für einen neuen Gießvor-

größeren Modell vom Formstoff befreit werden; die 50 gang wiederhergestellt.

Kastenhälften können z. B. im Strahlhaus sauber ge- Die ausgeblasenen bzw. in anderer Weise herausgestrahlt werden, denkbar ist auch eine Ausschlagstelle. nommenen Formstoffanteile der Zonen /und A werden

Durch dieses Verfahren werden die erforderlichen in üblicher Art wiederaufbereitet und können dann als

Formstoff mengen so stark reduziert, daß ein Sand-Guß- den Formraum 11 wiederherstellender Formstof fanteil

Verhältnis unter 2 :1 erreicht wird; beim Grünsandver- 55 15 erneut Verwendung finden.

fahren sind Sand-Guß-Verhältnisse von 12 :1 keine Sei-

tenheit. Die Formstoffreduzierung durch das erfin- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
dungsgemäße Verfahren ist beachtlich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei- 60
bung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie
anhand der Zeichnung; diese zeigt in

F i g. 1 eine Seitenansicht eines teilweise geschnittenen Formkastens zum Gießen eines Gußstückes;

F i g. 2 ein der F i g. 1 entsprechende Darstellung des 65
Formkastens nach dem Gießvorgang;

F i g. 3 das Trennen von Teilen des geschnitten wiedergegebenen Formkastens;

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Gießform mit chemisch gebundenem Formstoff unter Verwendung eines Modells, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer ersten Gießform aus einem einzigen Formstoff der durch den Abguß eines Gußstückes rieselfähig gewordene Formstoff entfernt wird, daß der restliche Teil des Formstoffes belassen wird, und daß der bei Wiederanlegen des Modells geschaffene Hohlraum mit Formstoff aufgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der in seiner Festigkeit verminderte Formstoff entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu entfernende Anteil des Formstoffes ohne mechanische Werkzeuge entfernt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform in einem Formkasten hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum durch den Formstoff aufgefüllt wird, welcher jenem der ersten Gußform gleich ist

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Hohlraum entfernte Anteil des Formstoffes aufbereitet und in den Hohlraum zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils nach einem Gießvorgang verbleibende restliche Teil des Formstoffes als eine Hinterfüllmasse für den nachfolgenden Formvorgang eingesetzt wird.