DE3603657A1 - Verfahren zur herstellung einer giessform fuer batteriegitter - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Gießen von Bleigittern für elektrische Akkumulatorenplatten, die ein keramisches Material enthält, dessen Oberfläche die Gießform bildet und in direkter Berührung mit dem in die Form einlaufenden Schmelzgut steht, wobei das keramische Material eine hohe Porosität besitzt und durch Flammspritzen hergestellt ist.

Ein solches Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung P 35 29 725.5 beschrieben. Die Herstellung von Gittergießformen nach dieser Methode bringt den großen Vorteil mit sich, daß hierbei im Gegensatz zum Elektro- oder Lichtbogenspritzen bzw. Plasmaspritzen durch geeignete Wahl der Prozeßparameter hochporöse Schichten erzielbar sind. In dieser Gestalt kann das Keramikmaterial alle sonst von einer Korkmehlbeschichtung ausgeübten Funktionen, nämlich "Trennen", "Isolieren", "Abführen der Luft aus dem Formenhohlraum" erfüllen und außerdem hinsichtlich Wartungsfreiheit und Verschleißfestigkeit eine absolute Überlegenheit gegenüber dem Korkmehl in Anspruch nehmen.

Aus Gründen einer möglichst gleichmäßigen Abkühlung des Gießlings in der Form wird die Dicke der Keramikbeschichtung in den einzelnen Bereichen des Formenhohlraumes so ausgelegt, daß sie im Bereich von Materialanhäufungen des Gitters wie Rahmen und Fahnen entsprechend dünn ist und somit schlecht wärmeisoliert, in den dünnen Stegbereichen des Gitters jedoch entsprechend dick ist und somit eine gute Wärmeisolation bewirkt.

Um die Haftung der keramischen Schicht auf dem Formen-Grundmaterial, z.B. Gußeisen, zu erhöhen, wurde in der Patentanmeldung P 35 29 725.5 auch be­ reits eine Grundierung mit einer Legierungsschicht nach vorbereitender Sand­ strahlbehandlung vorgeschlagen, die ebenfalls durch Flammspritzen aufge­ bracht werden kann.

Der nachfolgende Auftrag des keramischen Beschichtungsmaterials, z.B. Aluminiumoxid, Zirkonsilikat, Chromoxid oder Magnesiumaluminat, vorzugs­ weise jedoch Zirkonoxid wegen seines schlechten Wärmeleitvermögens, kann umständlich sein, wenn zum Zweck einer differenzierten Schichtdickenver­ teilung aus den weiter vorn genannten Gründen bestimmte Bereiche der Hohlform durch Masken oder andere Hilfsmaßnahmen der Flammspritzbehand­ lung zumindest teilweise oder in unterschiedlichem Ausmaß entzogen werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Verfahren zur Herstellung einer keramischen Gießform anzugeben, welche es einem Schmelz­ gut mit unterschiedlichen Materialanhäufungen erlaubt, sich über alle seine Bereiche hinweg mit weitgehend gleichmäßiger Geschwindigkeit abzukühlen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die flammgespritzte Keramikschicht durch mechanisches, materialabtragendes Bearbeiten der exakten Kontur des Gießteils angepaßt wird.

Als besonders vorteilhafte Bearbeitungsmethoden kommen für diesen Zweck das Schleifen und die Ultraschallerosion infrage.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahme liegt darin, daß gerade an den­ jenigen Stellen der Keramikschicht, die formgebend für große Materialan­ häufungen des Gießlings (z.B. Gitterrahmen) werden sollen, im Sinne der wei­ ter vorn genannten Forderung zugleich Bereiche eines gewünschten guten Wär­ medurchgangs entstehen, indem die Profile, die dort aus der Keramikschicht herauszuarbeiten sind, aufgrund ihrer Größe und Tiefe eine in ihrer Dicke stark reduzierte Schicht hinterlassen, so daß deren Wärmeisolation entsprechend herabgesetzt ist.

Umgekehrt ist die Dickenabtragung des Keramikmaterials dort gering, wo feine Konturen des Gießteiles ihre Negativ-Ausprägung durch Ausschleifen der Formenoberfläche erhalten sollen. Ein unerwünschter schneller Wärmeabfluß aus diesem Schmelzgutbereich, der zur Folge hätte, daß etwa die Gitterstege früher als die massiveren Teile des Elektrodengitters erstarren, wird durch die Isolationswirkung der dickwandigen Restschicht verhindert. Abgewendet ist damit auch die Gefahr, daß dünne Teile des Gießlings bereits erstarren, ehe die Schmelze beim Gießvorgang die feinen Kavitäten der Gießform vollständig ausgefüllt hat, so daß die verbliebenen Hohlräume mit noch schmelzflüssigem Blei aus den Räumen größerer Schmelzgutanhäufung nicht mehr versorgt wer­ den können.

Das Verfahren gemäß der Erfindung und der beschriebene Effekt werden durch zwei Figurendarstellungen verdeutlicht.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Herstellungsgang einer flammgespritzten keramischen Gittergießform, ausgehend von einem bereits ein Grobprofil des Gießteils aufweisenden Formen-Grundmaterial.

Fig. 2 zeigt einen modifizierten Herstellungsgang, ausgehend von einem ebe­ nen Formen-Grundmaterial.

Gemäß Fig. 1 bildet ein Formträger 1 aus z.B. Gußeisen als Formen-Grund­ material, dem eine zweigeteilte aufklappbare Gießform zugrundeliegt und der bereits ein vergröbertes Negativ-Profil des zu fertigenden Gießteils besitzt, die Basis für das Aufbringen der keramischen Gießform (Stadium a).

Unter Vermittlung einer dünnen, die Haftung verbessernden Schicht 2, der eine gesandstrahlte Oberfläche zugrundeliegt, wird der Formträger durch Flamm­ spritzen mit dem keramischen Material 3, vorzugsweise Zirkonoxid, be­ schichtet (Stadium b). Das ursprüngliche Oberflächenprofil des Formträgers ist durch den Schichtauftrag weitgehend verwischt.

Durch mechanisches Bearbeiten, vorzugsweise durch Schleifen, der Schicht­ oberfläche werden nunmehr die Vertiefungen auf das exakte Maß getrimmt. Daraus resultiert aber, daß unter dem dünnen Gitterstegprofil 4 eine Rest­ beschichtung aus dem Keramikauftrag von wesentlich größerer Dicke zurück­ bleibt als unter dem großen Profileinschnitt 5 z.B. des Gitterrahmens, daß mithin beim Gießen der dünne Steg vor dem Auskühlen besser geschützt ist (Endstadium c).

Gemäß Fig. 2 baut der Herstellungsgang der keramischen Gießform auf einem Formenträger 1 mit ebener Oberfläche auf (Stadium a). Entsprechend ist der durch Flammspritzen erzeugte und durch Haftschicht 2 gebundene keramische Schichtauftrag 3 eben und gleichmäßig dick (Stadium b). Aus dieser Schicht wird dann die Negativform des Gießlings, wiederum vorzugsweise durch Schlei­ fen, exakt herausmodelliert (Endstadium c).

Wie man aus der Figur erkennt, ergibt sich auch in diesem Fall eine Gießform mit einer Wanddickenverteilung, die dem Problem einer differenzierten Wär­ meabführung nach Maßgabe der Schmelzgutverteilung in vollkommener Weise Rechnung trägt.

Es liegt schließlich im Rahmen der Erfindung, den Formträger und verschie­ dene Einlegeteile wie z.B. vent bars getrennt zu beschichten und erst im An­ schluß an diese Fertigungsschritte zusammenzusetzen. Damit ist es möglich, die Entlüftungsspalte zwischen Form und vent bars aufrechtzuerhalten und dadurch die Wirkweise der Entlüftungsysteme nicht zu beeinträchtigen. Auch können Entlüftungslöcher durch nachträgliches Aufbohren oder durch Entfer­ nen von vor dem Beschichten eingesetzten, von der Keramikschicht nicht be­ netzten Stiften hergestellt werden. Ebenso können Einlegeteile aus unter­ schiedlichen Wärmeleitvermögen verwendet werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Gießen von Bleigittern für elektrische Akkumulatorenplatten, die ein keramisches Material ent­ hält, dessen Oberfläche die Gießform bildet und in direkter Berührung mit dem in die Form einlaufenden Schmelzgut steht, wobei das keramische Material eine hohe Porosität besitzt und durch Flammspritzen hergestellt ist nach Patentanmeldung P 35 29 725.5, dadurch gekennzeichnet, daß die flammgespritze Keramikschicht durch mechanisches, materialabtragendes Bearbeiten der exakten Kontur des Gießteils angepaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Bearbeitung durch Schleifen oder Ultraschallerosion erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Bearbeitung im Nachmodellieren einer Keramikschicht besteht, die auf ein profiliertes Formen-Grundmaterial aufgespritzt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Bearbeitung im Einlassen der exakten Negativform des Gießteils in eine Keramikschicht besteht, die auf ein ebenes Formen-Grundmaterial auf­ gespritzt ist.