EP0017902B1

EP0017902B1 - Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Giessereiform

Info

Publication number: EP0017902B1
Application number: EP19800101883
Authority: EP
Inventors: Christian Schönenborn; Ulrich Dr. Dipl.-Chem. Mennenga; H. Prof. Dipl.-Ing. Jaeger
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG; Huettenes Albertus Chemische Werke GmbH
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG; Huettenes Albertus Chemische Werke GmbH
Priority date: 1979-04-21
Filing date: 1980-04-09
Publication date: 1983-05-18
Also published as: JPS55141354A; JPS6321576B2; DE2916211A1; DE2916211C2; EP0017902A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Giessereiform, bei dem ein rieselfähiger Quarzsand, Quarzgut oder ein ähnlicher feuerfester mineralischer Stoff, dessen Körner von einem organischen Stoff oder von einem anorganischen Stoff umhüllt sind, durch Einwirkung einer Druckdifferenz zwischen Modell und Sand bzw. ggf. zwischen Kernkasten und Sand an das Modell angeformt und an dessen Oberfläche zu einer Schale verdichtet wird und bei dem die Schale mit üblichem Formmaterial, beispielsweise einem Nassgussformsand, hinterfüllt und dieser verdichtet wird und bei dem anschliessend das Modell aus der Giessereiform entfernt wird.
Durch die AT-A-370 075 ist ein Verfahren der genannten Art bekannt, bei dem eine Schale auf einem Modell mittels Durchsaugen von Luft aus einer auf das Modell aufgetragene Formsandschicht erzeugt wird, wobei im Formsand enthaltenes Bindemittel durch Verdunsten eines Lösungsbestandteiles erhärtet. Eine Hinterfüllung der Schale aus bindemittelfreiem Formsand wird nach Auflegen einer Folie auf die Formsandoberfläche durch Absaugen von Luft über den Formkasten verdichtet.
Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass der bindemittelhaltige Formsand in gleichmässiger Schicht auf das Modell aufgebracht werden muss, dies jedoch beispielsweise an vertikalen Partien nicht durch einfaches Aufschütten oder durch Aufschiessen aus einer Richtung möglich ist. Die Herstellung einer gleichmässigen Schale erfordert damit einen besonderen manuellen oder maschinellen Aufwand. Die Verwendung der bindemittelfreien Hinterfüllung bedingt eine Abdichtung des Formkastens mittels einer luftdichten Folie und gewährt einen Zusammenhalt der Hinterfüllung nur Innerhalb des aus Folie, Formkasten und Schale gebildeten Raumes unter Beibehaltung des Unterdruckes. Die Handhabung von Formhälften wird dadurch erschwert und ihre Entnahme aus den Formkästen vor dem Guss wird unmöglich.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten vermieden werden und bei dem unter Einhaltung einer optimalen Masshaltigkeit und Formtreue und verbesserter Aushärtung des Formmaterials im Bereich des Modells Giessereiformen mit einer gleichmässig aufgebauten Formschale und einer tragfähigen Hinterfüllung dargestellt werden können.
Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, bei dem die Umhüllung des Quarzsandes oder dergleichen aus einem warm aushärtenden Material besteht, das Modell beim Einschalen auf die entsprechende Aushärtetemperatur erwärmt ist und nach der Schalenbildung der nicht zur Schale ausgehärtete, mit Umhüllung versehene Quarzsand oder dergleichen von der Rückseite der Schale entfernt wird.
Durch die Erzeugung einer Druckdifferenz, insbesondere eines Unterdrucks zwischen Sand und Modell beim Einfüllen des Formsandes in den Formkasten ergibt sich eine gute und fehlerlose Anformung und Verdichtung an der Modelloberfläche. Die erfindungsgemässe warm aushärtende Umhüllung des Quarzsandes, die z.B. aus einem Kunstharz bestehen kann, wobei dem Formsand ggf. beispielsweise eine Wasserglaslösung zugemischt werden kann, bildet unter dem Einfluss der auf die Aushärttemperatur der Umhüllung gebrachten Modelloberfläche eine erhärtete Schale gleichmässiger Wandstärke aus, wobei die Höhe der insgesamt aufgeschütteten Formsandschicht keine Rolle spielt. Durch die fortwährende Aufrechterhaltung eines Unterdruckes unmittelbar am Modell können dabei entstehende Dämpfe oder Gase, insbesondere von toxischer Zusammensetzung, bei nur geringer Absaugmenge vom Arbeitsplatz ferngehalten werden. Durch das erfindungsgemässe Entfernen nicht ausgehärteten Formsandes wird dann die Schale gleichmässiger Wandstärke für das Aufbringen der selbsttragenden Hinterfüllung vorbereitet. Diese besteht aus einem üblichen Formmaterial, das ausschliesslich mechanisch oder mit Unterstützung von Druckdifferenzen verdichtet wird, wobei sich die Schale erfindungsgemäss in günstiger Weise am Modell abstützt und daher mit hohen Kräften belastet werden kann. Dabei kann ein Unterdruck im Bereich des Modells beibehalten werden. Die so entstandene verfestigte Form ist selbsttragend und kann ggf. vor dem Zusammenfügen zweier Formhälften aus dem Kernkasten bzw. Formkasten entfernt werden. Dadurch ist die Handhabung wesentlich vereinfacht.
Die Entfernung des überschüssigen Quarzsandes kann auf beliebige Art erfolgen. In vorteilhafter Weise geschieht dies durch Kippen des Form- bzw. Kernkastens um 180°. Hierbei kann der Unterdruck zwischen Modell und Schale auch zum Festhalten der Form aufrechterhalten werden.
Ein wesentlicher Fortschritt der Erfindung besteht darin, dass während des gesamten Verfahrens bis zur Trennung der Giessereiform von dem Modell aus dem Formgut Luft abgesaugt wird und damit eine Belästigung und Gefährdung des arbeitenden Personals durch sich beim Härtevorgang bildende Gase und Dämpfe verhindert wird.
Durch die DE-C-1 088 669 ist eine Trennung von Giessereiform und Modell durch Erzeugen eines Überdrucks zwischen diesen beiden Teilen an sich bekannt. Gemäss einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung wird dieses Verfahren auch hier angewandt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigen:

Fig. 1 das Modell zu Beginn des Verfahrens,
Fig. 2 die Befüllung und anschliessende Verdichtung und Erhärtung des rieselfähigen Quarzsandes oder dergleichen am beheizten Modell,
Fig. 3 das Entfernen nicht zur Schale ausgehärteten Quarzsandes und dergleichen von der Rückseite der Schale,
Fig. 4 die Hinterfüllung der Schale mit üblichem Formmaterial und anschliessende Verdichtung der Hinterfüllung und
Fig. 5 die Entfernung des Modells aus der Giessereiform.

In den Fig. 1 bis 5 ist mit 1 ein Giessereimodell bezeichnet, das vorzugsweise im Übergangsbereich vom Modell zur ebenen Platte mit Saugöffnungen 2 versehen ist, welche in der vereinfachten Darstellung nur angedeutet sind. Ausserdem ist das Modell 1 auf einer beheizten Platte 3 angeordnet, an deren Rückseite sich ein mit den Saugöffnungen 2 in Verbindung stehender Raum 4 befindet.
In Fig. 2 ist auf die Vorrichtung ein Formkasten 5 aufgesetzt, welcher mit einem rieselfähigen Quarzsand, Quarzgut oder ähnlichem feuerfestem, mineralischem Stoff 6 gefüllt wird. Vor bzw. während des Befüllens des das Modell 1 umgebenden Formkastens 5 wird die Platte 3 erwärmt. Gleichzeitig wird eine Druckdifferenz zwischen der Oberfläche des Modells 1 und dem rieselfähigen Quarzsand 6 dadurch erzeugt, dass im Raum 4 ein Unterdruck geschaffen wird, während an der Oberfläche des Quarzsandes atmosphärischer Druck herrscht. Der Unterdruck im Raum 4 kann jedoch auch durch einen Überdruck an der Oberfläche des Quarzsandes 6 verstärkt werden.
Die Folge ist, dass sich an der Oberfläche des Modells 1 eine harte und plastische Schale 7 bildet, von der nach Fig. 3 der überschüssige Quarzsand 6 unter Beibehaltung einer Druckdifferenz durch Kippen der gesamten Vorrichtung um etwa 180° entfernt wird.
Diese harte Schale 7 wird, wie weiterhin in Fig.4 dargestellt, durch ein übliches Formmaterial8, beispielsweise Nassgussformsand, hinterfüllt, wobei diese Hinterfüllung 8 wiederum unter Einwirkung eines Differenzdruckes zwischen der Oberfläche des Modells 1 und der Hinterfüllung 8 verdichtet wird. Diese Druckdifferenzverdichtung der Hinterfüllung lässt sich, auch durch eine nichtdargestellte mechanische Verdichtung ergänzen.
Im weiteren Verfahrensschritt gemäss Fig. 5 wird im Raum 4 ein Überdruck geschaffen, der zur Trennung der Schale 7 gemeinsam mit der Hinterfüllung 8 vom Modell 1 führt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten Giessereiform, bei dem rieselfähiger Quarzsand, Quarzgut oder ein ähnlicher feuerfester mineralischer Stoff, dessen Körner von einem organischen Stoff oder einem anorganischen Stoff umhüllt sind, durch Einwirkung einer Druckdifferenz zwischen Modell und Sand bzw. ggf. zwischen Kernkasten und Sand an das Modell angeformt und an dessen Oberfläche zu einer Schale verdichtet wird, und bei dem die Schale mit üblichem Formmaterial, beispielsweise einem Nassgussformsand, hinterfüllt und dieser verdichtet wird und bei dem anschliessend das Modell aus der Giessereiform entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung des Quarzsandes (6) oder dergleichen aus einem warmaushärtendem Material besteht, dass das Modell (1) beim Einschalen auf die entsprechende Aushärtetemperatur erwärmt ist und dass nach der Schalenbildung der nicht zur Schale (7) ausgehärtete umhüllte Quarzsand (6) oder dergleichen von der Rückseite der Schale (7) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des nicht zur Schale (7) verfestigten umhüllten Quarzsandes (6) oder dergleichen durch Kippen des Modells (1) ggf. mit dem Form- bzw. Kernkasten (5) um etwa 180° erfolgt, wobei im Bereich des Modells (1) ein Unterdruck aufrechterhalten bleibt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung des Modells (1) von der Schale (7) durch Erzeugung eines Überdrucks zwischen Modell (1) und Schale (7) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich des Modells (1) abgesaugte, den Unterdruck erzeugende Luft von toxischen und/oder atoxischen Gasen oder dergleichen befreit wird.