EP1417061A1 - Method and device for the production of molds or cores for foundry purposes - Google Patents

Method and device for the production of molds or cores for foundry purposes

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Publication number
EP1417061A1
EP1417061A1 EP02754890A EP02754890A EP1417061A1 EP 1417061 A1 EP1417061 A1 EP 1417061A1 EP 02754890 A EP02754890 A EP 02754890A EP 02754890 A EP02754890 A EP 02754890A EP 1417061 A1 EP1417061 A1 EP 1417061A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
mold
water
tool
foundry
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02754890A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Kuhs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dipl-Ing Laempe Firma GmbH
Original Assignee
Dipl-Ing Laempe Firma GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10200927A external-priority patent/DE10200927A1/en
Application filed by Dipl-Ing Laempe Firma GmbH filed Critical Dipl-Ing Laempe Firma GmbH
Publication of EP1417061A1 publication Critical patent/EP1417061A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening

Definitions

  • the invention relates to a method for producing molds or cores for foundry purposes from a mixture of foundry sand and binder, wherein the foundry sand and the binder are mixed and introduced into a mold or core tool and the binder then hardens and the mold or core the necessary Gives strength.
  • the object is therefore to create a method of the type mentioned at the outset and also a device by means of which foundry molds and / or cores, which are said to have high dimensional stability and strength even during the casting process, can be produced, but which are nevertheless made from the finished casting are easily removable.
  • the process defined at the outset is characterized in that magnesium sulfate is dispersed and / or dissolved in water and mixed as a binder with the foundry sand and then introduced or shot into the mold or core tool and then inside the mold - Or core tool, the water is heated and at least partially evaporated and expelled from the mold or core tool.
  • a stable core or a stable shape can be produced by such a method, the melting point being greatly increased by the binder chosen and the expulsion of water and optionally at least part of water of crystallization from hydrated magnesium sulfate, so that such a Foundry mold or such a core can also withstand the high temperatures of the casting material and withstand it without liberating harmful gases.
  • the invention makes use of the fact that the expulsion of crystal water results in a chemical change in the material properties of the special binder, namely the magnesium sulfate.
  • the advantages that can be achieved by the invention thus relate on the one hand to the foundry shape or the cores and their properties during the casting process, in which no harmful gases are released, and on the other hand later to clean the finished casting, which is considerably simplified.
  • the mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water is heated within the mold or core tool by means of a microwave and / or infrared radiator.
  • Microwaves can be used in a very targeted manner and also penetrate into the interior of larger cores.
  • a particularly advantageous procedure can be that the mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water within the mold or core tool by applying an electrical voltage to the at least partially electrically conductive, mutually insulated parts of the separable mold. or core tools is heated. Electrical energy is available practically everywhere where molds or cores are manufactured, so that the heating for expelling the water from the mold or the core can be carried out correspondingly easily.
  • the electrically conductive core / form consisting of a mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water, can be used in a simple and expedient manner as the electrical resistance of a resistance heater and via an electrical voltage and the current flowing through it is heated. The heat is thus generated directly where the water is to be driven out.
  • the electrical voltage can be applied to the core / mold contacting electrodes and for this the at least partially electrically conductive, mutually insulated parts of the separable mold or core tools can be used.
  • Their internal cavities receiving the shape to be formed or the core to be formed thus contact the shape or the core as electrodes and provide the appropriate heating, since the shape or core is electrically conductive due to the moisture or moisture and the other constituents.
  • an AC voltage is applied as the electrical voltage.
  • a pulsed, in particular rectangular, voltage can be used as the electrical voltage be created.
  • a suitable AC voltage can use the reactive properties of the sand mixture in the core or the mold to heat it.
  • Particularly good results can be achieved with the pulsed and in particular rectangular voltages.
  • the voltage can therefore be regulated and in particular selected to be greater than 1000 V or greater than 1500 V in order to achieve a correspondingly rapid and strong heating.
  • the water evaporated by heating is expelled from the tool by means of a gaseous medium such as nitrogen and / or carbon dioxide and / or air, this gaseous medium used for the expulsion being under pressure or through suction and underpressure through the tool and thus can be transported through the foundry mold formed or through the core.
  • a gaseous medium such as nitrogen and / or carbon dioxide and / or air
  • Air in particular is practically unlimited and can be used to drive water vapor out of the tool without any problems.
  • An expedient embodiment of the process can consist in that the magnesium sulfate is dispersed and / or dissolved in water without or with at least one crystal water in a mixture with magnesium sulfate with several crystal waters, optionally with up to seven crystal waters, and is mixed as a binder with the foundry sand and that the water and part of the crystal water are evaporated by heating and then driven off.
  • the magnesium sulfate which has little or no crystal water, can take over such crystal water from the magnesium sulfate containing more multi-crystal water during the heating, so that corresponding crystal formations within the foundry mold or the core and corresponding solidifications occur, without the crystal water of the entire mixture must be driven out completely.
  • magnesium sulfate with little or no, in particular with only one crystal water with one with several crystal waters with mutual reaction and heating causes interweaving of the respective crystals, which in the application according to the invention contribute to an extraordinarily strong core or a corresponding one to form a solid form.
  • Another or additional possibility of reducing the amount of water or steam to be expelled during the process according to the invention can be hen that a high or higher concentrated solution of magnesium sulfate is mixed with or without at least one water of crystallization with a hydrocolloid and this mixture is used as a binder.
  • the addition of hydrocolloid can have the effect that higher salt concentrations can be achieved in a relatively small amount of dispersion and / or solution water, so that correspondingly less water has to be driven off.
  • a further embodiment of the method can consist in that more magnesium sulfate is mixed with the amount of solution water specified for a certain amount of foundry sand than is required for a saturated solution, and that part of the magnesium sulfate is dispersed in the solution and mixed as a dispersion with the foundry sand becomes.
  • the advantages of later removal of foundry sand residues from the casting are retained with the aid of a simple water rinse or immersion in water.
  • the foundry sand can be mixed with the dispersed or dissolved binder in a weight ratio of 97: 3 to about 80:20.
  • the invention also relates to a device for producing foundry molds or cores with at least one heating device for curing, the device for producing foundry molds being a molding machine and the device for producing cores being a core shooter.
  • This device can be characterized in that at least one microwave generator is installed as a heating device on the molding machine or on the core shooter and that at least one microwave antenna is arranged in the area of the molding tool for the foundry mold or for the core or cores, which is connected to the microwave generator via a waveguide can be coupled or coupled.
  • a feed opening of a gas purging hood known per se can serve to expel gases and / or heated water vapor.
  • the mold for the foundry mold or for the core can also be a multiple tool in which, for example, several cores are molded and / or heated at the same time.
  • the device according to the invention can thus advantageously be largely formed by a previously known molding machine or core shooter, which is additionally equipped with a heating device, namely with a microwave generator and a microwave antenna. It is also advantageous that the access openings for the foundry sand mixed with binder can be used to drive off gases or heated steam, so that overall an inexpensive device is available. Also already Standing core shooters or molding machines can optionally be retrofitted in order to be able to use the advantageous invention and in particular the method according to the invention.
  • the microwave generator can simultaneously be coupled to the antenna via the waveguide. This can simplify the actuation of the device, since it practically only requires one adjustment movement in order to couple the microwave generator to the antenna and to trigger the heating process.
  • the adjustment movement to the gas purging process can thereby automatically couple the microwave generator to the antenna.
  • only the corresponding coupling is to be designed such that the closing of the gas purging hood or the like simultaneously produces the corresponding coupling of the microwave generator with the antenna.
  • a structurally particularly simple arrangement can provide that the course of the waveguide is separable and has a coupling at the separation point and that the antenna-side part of the waveguide is either arranged or connected to the gas purging hood or in the tool. This coupling can therefore be closed or disconnected if appropriate movements are carried out in order to bring a gas flushing hood into the use position or to remove it again.
  • a further embodiment of the invention for amplifying and accelerating the heating oranges can consist in that the microwave generator has a branched waveguide or two waveguides with one in the gas purging hood and with an antenna arranged in the mold can be coupled or connected.
  • the foundry mold or the core is made from a mixture of foundry sand and a binder, which is a dispersed or dissolved magnesium sulfate.
  • the device can be adjusted to the gas purging process for expelling the water vapor generated during heating or heating, as has already been mentioned above.
  • the molding or core shooting machine and the actual molding tools can remain practically unchanged, since the existing ventilation can also be used in the device according to the invention and can be used to drive out the heated and evaporated solution water according to the invention. It is only necessary to additionally install an antenna for the microwave shaft, for example on the gas supply hood. Of course, the tools must be made from materials suitable for microwaves. However, this device with a heating device designed as a microwave generator and antenna can also be used in the production of molds or cores in which a binder other than the dispersed or dissolved magnesium sulfate mentioned is used and a heating process is required for curing.
  • a device for producing foundry molds or cores with at least one heating device for curing the device for producing foundry molds machine and the device for producing cores is a core shooting machine, in which machine a molding or core tool can be inserted or is inserted.
  • An electrical resistance heater can be provided as the heating device, in which the electrically conductive core or the mold forms the electrical resistance and the mold or core tools which are composed of several parts for removing a mold or a core can be at least partially electrically conductive and insulated from one another at their contact points and the parts of the tools can each have at least one electrical connection for applying an electrical voltage for the resistance heating device.
  • the molds or cores which initially contain solution water and / or water of crystallization and which are therefore electrically conductive due to the further constituents contained in them, can be electrically heated in a structurally very simple manner in order to drive off water.
  • the wet core or the wet form represents an impedance, so that there is electrical conductivity. The voltage applied to it can therefore be used for drying.
  • the resistance heating device can have a voltage source with a frequency converter for increasing the frequency and / or a pulse shaper for forming an impulsive voltage. With a pulsed voltage, good results can be achieved during heating.
  • the resistance heater may include a voltage source and a voltage increasing transformer connected by leads to the terminals on the parts of the mold or core tool.
  • the effectiveness can thus be increased.
  • At least part of the mold or core tool can have a plurality of electrical connections, and switches for changing or for optionally applying a voltage to the electrical connections can be provided between these connections and the voltage source, so that one switch is alternately closed and the others are open. As a result, any polarities that may occur on an electrode can be continuously reduced or changed.
  • the heating of a mold or a core can take place correspondingly uniformly, it also being possible to take into account the most varied contours of such molds and cores by changing the respectively effective electrical connections.
  • each part can have an electrical connection and electrical feed lines, and two parts of such a tool can always be connected to the power source in cycles.
  • Such multi-part tools are often required, especially for complicated cores. Nevertheless, with the above-mentioned configuration it is possible to form a resistance heater using the voltage applied and to heat the core thoroughly.
  • the important gassing for removing the originally chemically bound water of crystallization after heating can optionally take place through specially arranged inlet and outlet nozzles, an excess pressure of 1 to 6 bar of a dry gas, preferably of heated room air, being expedient.
  • the heating can be carried out favorably with microwaves, since the quartz sand normally used is “transparent” to the microwave radiation, so that it can penetrate completely into larger shapes or cores.
  • only the magnesium sulfate containing water of crystallization is heated. As soon as the crystal water has escaped, this magnesium sulfate, which is then free of crystal water, is "transparent" and no longer an obstacle to the further penetration of the microwaves.
  • the heating can also be carried out in a favorable manner by resistance heating, as explained above.
  • the molded parts or cores manufactured in this way are up to at least at least 1124 ° Celsius dimensionally stable and can be removed from the metal casting with a little water.
  • FIG. 1 shows a diagram of a device for producing foundry molds or cores with a microwave generator and corresponding antenna in the form of a core shooter
  • Fig. 2 On an enlarged scale and even more schematically, a longitudinal section through part of the shooting unit after the shooting of
  • Heating the core and for expelling the solution water is arranged in this washing hood and the connection between the microwave generator and this transmitting antenna is still open and can be closed automatically when moving together or lifting and pressing
  • 3 shows a representation corresponding to FIG. 2, the transmitting antenna being arranged in the lower region of the core box designed as a molding tool
  • Fig. 4 shows a modified embodiment compared to Fig. 2 and 3 in an analog representation, in which both in the washing hood and in the core box each in the use position with the microwave generator can be coupled or coupled
  • Antenna for heating the shot core is arranged
  • FIG. 5 shows a representation corresponding to FIGS. 2 to 4 of a modified embodiment, in which infrared heaters are arranged in the core box for heating the shot core,
  • FIG. 6 is a representation of FIGS. 2 to 5 corresponding to a modified embodiment, in which an electrical resistance heater is provided as a heating device, in which the shape for the electrically conductive core is also electrically conductive and its parts are insulated at their contact points and on each Part of the mold or core tools an electrical connection is provided for a resistance heating device,
  • FIG. 7 shows an arrangement corresponding to FIG. 6 and
  • Fig. 8 is a modified device, in which the core tool consists of three mutually insulated and electrically conductive parts, each of which has an electrical connection, two of the three parts can be connected alternately to the voltage source via switches and
  • FIG. 9 shows an embodiment and arrangement corresponding to FIG. 6, in which however the pulse shaper and located behind the voltage source
  • a device designated overall by 1 and shown schematically and partially broken open in FIG. 1 serves for the production of cores, but could also be used for the production of casting molds. In the exemplary embodiment, it is a core shooter.
  • the cores 2 to be produced therewith (FIGS. 2 to 9) - or in an analogous manner foundry molds - are formed from a mixture 3 of foundry sand and binder, which is a magnesium sulfate dissolved in water, preferably with at least one water of crystallization or another binder, whereby this mixture 3 of sand and binder is introduced in a known manner into a sand feed hopper 4 and thereby filled into the shooting head 5 of a shooting unit, designated as a whole by 6 becomes.
  • the air boiler 7 essential for the shooting process is shown in a partially cut shape.
  • This device 1 in the form of a core shooter includes the core box 8 shown in FIGS. 2 to 9, which is assembled from a core box upper part 8a and a core box lower part 8b in the position of use, but could also be a correspondingly differently shaped mold for the production of foundry molds , 8 shows an embodiment in which the core box upper part 8a is in turn subdivided in order to enable the removal of a correspondingly complicated core after it has hardened.
  • the dispersing and / or solution water and at least some of the water of crystallization are evaporated by heating within this tool, the core box 8, and expelled from the mold or core tool, that is to say from the core box 8, by means of a gaseous medium.
  • at least one heating device to be described in more detail is provided on the molding or core shooting machine 1, with which the solution and / or crystal water can thus be heated and driven off.
  • a microwave generator 9 is installed on the core shooter 1 as a heating device and, depending on the exemplary embodiment, at least one microwave antenna 10 is arranged in the region of the mold, that is to say the core box 8, which is connected to the microwave generator 9 via a Waveguide 11 can be coupled and coupled in the use position.
  • the corresponding coupling 12 is still open, since a core 2 has already been shot, but the core box 8 is still before moving together with a gas flushing hood 13 and before being heated and hardened by means of a microwave.
  • this recognizes a feed opening 14 with which, for example, hot air can be introduced to expel the heated water or water vapor, which is produced by heating with the aid of the heating device, that is to say the microwave 9 in the use position.
  • the connection between the microwave generator 9 and antenna 10 is still open.
  • the microwave generator 9 can simultaneously be coupled to the antenna 10 via the waveguide 11 by closing the clutch 12 during the relative movement mentioned. Then the heating can be done with the help of microwave energy and, at the same time or somewhat thereafter, the resulting water vapor is expelled.
  • the adjustment movement to the gas purging process can automatically effect the coupling of the microwave generator 9 to the antenna 10, so that the entire process can be carried out quickly.
  • the course of the waveguide 11 is thus separable and the aforementioned coupling 12 is provided at the separation point, the antenna-side part of the waveguide 11 optionally according to. Fig. 2 on the gas purging hood 13 or gem.
  • Fig. 4 can even be arranged and connected at both points.
  • Fig. 4 shows that the microwave generator 9 can be coupled and connected via two waveguides 11 with an in the gas purging hood 13 and an antenna 10 arranged in the molding tool or core box 8, so that the foundry mold or the core 2 heats accordingly and quickly and strongly the time for expelling the solution and / or crystal water can be reduced.
  • Fig. 5 shows a modified embodiment in which infrared heaters 15 are provided as a heating device on or in the mold, in this case in the core box 8, which can be provided as an alternative to heating by means of a microwave or possibly even additionally if for example in the gas purging hood additionally an antenna 10 acc. Fig. 2 would be provided.
  • 6 to 9 again show modified embodiments in which an electrical resistance heater is provided as the heating device, in which the electrically conductive core 2 forms the electrical resistance. That for removing a core 2 in turn from two (FIGS. 6, 7 and 9) or three (FIG. 8) parts assembled core tool 8 is at least partially or expediently completely electrically conductive, for example, made of aluminum or cast iron or steel.
  • the parts 8a and 8b are insulated from one another at their contact points and this insulation 16 is shown schematically in FIGS. 6 to 9.
  • the parts 8a and 8b of the tools or of the core box 8 each have an electrical connection 17 for applying an electrical voltage for the resistance heating device.
  • Core box upper part 8a and core box lower part 8b that is to say the parts of the core tool 8 thus belong to the resistance heater in which the core 2 forms the actual resistance.
  • this resistance heating device has a voltage source 19, which in the present case leads through a three-phase network 20 to a frequency converter for increasing the frequency and / or a pulse shaper 21 to form a pulsed voltage.
  • This resistance heating device also has a transformer 22 for increasing the voltage, from which leads 23 lead to the connections 17 on the parts 8a and 8b of the core tool 8. If the voltage is switched on, the moist core 2 acts within the tool 8 as a corresponding resistance or as an impedance, so that current flows to dry the core.
  • the level of the tension can be chosen according to the thickness of the core 2.
  • the electrical voltage can expediently be a sinusoidal or pulse-shaped, in particular rectangular, voltage, an alternating voltage of high frequency of more than 1000 Hz, for example 3000 Hz or more, being particularly effective.
  • the voltage can also be regulated and selected greater than 1000 V.
  • the power input can be controlled or regulated and adapted to the shape and size of a core 2 - and in the case of producing a shape in a mold to the shape.
  • FIG. 7 shows four such electrical connections 17 on the core box lower part 8b, which are connected in parallel, between these connections 17 and the voltage source 19 switches 24 are provided for alternating or optional application of a voltage to the various electrical connections 17, alternately one switch 24 being closed and the others being open.
  • switches 24 are provided for alternating or optional application of a voltage to the various electrical connections 17, alternately one switch 24 being closed and the others being open.
  • FIG. 8 shows an embodiment in which the core tool 8 consists of more than two parts, the core box upper part 8a in turn being divided into two parts, which parts are electrically separated from one another by insulation 25 are. Correspondingly complicated cores 2 can thus be produced.
  • each of these three parts has an electrical connection 17 and an electrical feed line 23, which initially consists of two parallel strands 23a and 23b, in which switches 26 are arranged.
  • These parallel-connected strands 23b allow two parts 8a or 8b of such a multi-divided tool 8 to be connected to the voltage source 19 in cycles, by opening and closing the switches 26 in a clocked manner. At intervals, therefore, only two parts of the core box 8 are always live in order to use and heat the core 2 located therein as a resistor.
  • a gas purging hood 13 is provided with a feed opening 14, with which, for example, hot air can be introduced to expel the heated water or water vapor, which is produced by heating with the help the electrical voltage arises in the position of use.
  • the gas purging hood 13 can be delivered analogously to the previously described exemplary embodiments.
  • a gaseous medium for example nitrogen and / or carbon dioxide and / or air, preferably hot air or hot gas, can be supplied via the feed opening 14. The best way to expel the evaporated water is to use positive pressure.
  • the mixture 3 contains, as already mentioned, magnesium sulfate dissolved in water as a binder without and / or with one or possibly also several crystal waters.
  • magnesium sulfate without, with one crystal water and magnesium sulfate with several crystal waters together and / or also mixed with a hydrocolloid can be used as a binder. It is particularly advantageous if only magnesium sulfate or magnesium sulfate with hydrocolloid is used, because magnesium sulfate is well dispersed and / or dissolved in water with crystal water and mixed as a binder with foundry sand, but later it can also be dissolved out of a cast workpiece with the help of water can.
  • An example of a suitable mixture of foundry sand and dispersed or dissolved binder can provide that about 100 parts by weight of foundry sand are mixed with about 3 parts by weight to about 20 parts by weight of dissolved binder, consisting primarily of magnesium sulfate in dissolved form.
  • sand can preferably be mixed with about 5 to 10 parts by weight of binder in dispersed or dissolved form. Correspondingly little water has to be expelled from the core box 8 by heating and with a gas and the process can be carried out correspondingly quickly.
  • a mixture 3 of foundry sand and binder is produced and introduced into a mold or core tool 8, for example shot in a core shooter.
  • a known binder or magnesium sulfate without and / or with at least one or more crystal waters is dispersed or dissolved in water as a binder and mixed with the foundry sand and introduced or shot into the mold or core box 8.
  • the water and some of the water of crystallization are then evaporated by heating and expelled using a gaseous medium, which can be carried out very quickly.
  • a gaseous medium which can be carried out very quickly.

Abstract

The invention relates to the production of molds or cores (2) for foundry purposes, wherein a mixture (3) of foundry sand and binder are produced and introduced into a mold or core tool (8), e.g. shot in a core shooter. A known binder or magnesium sulfate with and/or without at least one or additionally several crystallization waters is dispersed or dissolved in water and used as binder, which is then mixed with the foundry sand and introduced or shot into the mold tool or the core box (8). For hardening purposes, the water and a fraction of the crystallization water are vaporized by heating and driven out by a gaseous medium, all of which can be carried out very rapidly. After pouring, said core or mold consisting of foundry sand can be very rapidly removed from the tool with water and flushed due to the fact that the magnesium sulfate preserves its capability of dissolving.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON FORMEN ODER KERNEN FÜR GIES- SEREIZWECKEMETHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF FORMS OR CORES F O R GIES- SEREIZWECKE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formen oder Kernen für Gießereizwecke aus einer Mischung aus Gießereisand und Binder, wobei der Gießereisand und der Binder vermischt und in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht werden und der Binder danach aushärtet und der Form oder dem Kern die erforderliche Festigkeit verleiht.The invention relates to a method for producing molds or cores for foundry purposes from a mixture of foundry sand and binder, wherein the foundry sand and the binder are mixed and introduced into a mold or core tool and the binder then hardens and the mold or core the necessary Gives strength.
Bei der Herstellung von Kernen oder Formen für Gießereizwecke derartig zu verfahren, ist bekannt. In der überwiegenden Zahl der zur Zeit gängigen Fälle werden organische Binder benutzt, die eine gute Aushärtung ergeben, aber während des Gießvorganges aufgrund ihrer Verbrennung Gase erzeugen, die zu einer Lunkerbildung in dem entstehenden Gusswerkstück führen können. Ferner dehnen sich insbesondere Kerne aus, die bei einer der- artigen Gießereisandmischung bei erhöhter Temperatur keine ausreichende Formstabilität haben. Aufgrund einer relativ großen Klebeneigung der organischen Binder ist auch die Reinigung der Werkzeuge für die Gießereiformen oder die Kerne aufwendig.It is known to do this in the manufacture of cores or molds for foundry purposes. In the majority of the current cases, organic binders are used, which give good curing, but produce gases during the casting process due to their combustion, which can lead to the formation of voids in the resulting cast workpiece. In addition, cores, in particular, which do not have sufficient dimensional stability at such a temperature in such a foundry sand mixture, expand. Due to the relatively large tendency of the organic binders to stick, cleaning the tools for the foundry molds or the cores is also complex.
Als besonders ungünstig ist anzusehen, dass vor allem Kerne, deren Sandmischung einen organischen Binder enthält, nur mit großer Schwierigkeit und hohem mechanischem oder thermischem Aufwand aus dem fertigen Gussstück entfernt werden können.It is to be seen as particularly unfavorable that especially cores whose sand mixture contains an organic binder can only be removed from the finished casting with great difficulty and with high mechanical or thermal expenditure.
Es wurde deshalb auch schon vorgeschlagen, bei der Herstellung von Formen oder Kernen für Gießereizwecke zur Beimischung zu dem Sand anorganische Binder, nämlich Wasserglas, zu verwenden. Dadurch kann zwar die Entwicklung von umweltschädigenden Gasen weitestgehend vermieden werden, jedoch ist auch dabei das Ausformen beziehungsweise Entfernen insbesondere der Kerne aus dem fertigen Gussstück schwierig und aufwändig.It has therefore already been proposed to use inorganic binders, namely water glass, in the manufacture of molds or cores for foundry purposes for admixing with the sand. This can indeed cause the development of environmentally harmful gases can be avoided as far as possible, but the shaping or removal, in particular, of the cores from the finished casting is also difficult and complex.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art und auch eine Vorrichtung zu schaffen, womit Gießereiformen und/oder -kerne, die auch während des Gießvorganges eine hohe Formstabilität und Festigkeit haben sollen, hergestellt werden können, die dennoch aus dem fertigen Gussstück auf einfache Weise entfernbar sind.The object is therefore to create a method of the type mentioned at the outset and also a device by means of which foundry molds and / or cores, which are said to have high dimensional stability and strength even during the casting process, can be produced, but which are nevertheless made from the finished casting are easily removable.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs definierte Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass Magnesiumsulfat in Wasser disper- giert und/oder gelöst und als Binder mit dem Gießereisand ver- mischt und danach in das Form- oder Kernwerkzeug eingebracht oder eingeschossen wird und dass dann innerhalb des Form- oder Kernwerkzeuges das Wasser erhitzt und wenigstens teilweise verdampft und aus dem Form- oder Kernwerkzeug ausgetrieben wird.To solve this problem, the process defined at the outset is characterized in that magnesium sulfate is dispersed and / or dissolved in water and mixed as a binder with the foundry sand and then introduced or shot into the mold or core tool and then inside the mold - Or core tool, the water is heated and at least partially evaporated and expelled from the mold or core tool.
Versuche haben gezeigt, dass durch ein derartiges Verfahren ein stabiler Kern oder eine stabile Form erzeugt werden können, wobei der Schmelzpunkt durch das gewählte Bindemittel und das Austreiben von Wasser und gegebenenfalls wenigstens eines Teiles von Kristallwasser aus hydratisiertem Magnesiumsulfat stark erhöht wird, so dass eine derartige Gießereiform oder ein derartiger Kern auch den hohen Temperaturen des Gießwerkstoffes wiederstehen und Stand halten kann, ohne dass dabei schädliche Gase freigesetzt werden. Dabei macht sich die Erfindung zu nutze, dass durch das Austreiben von Kristallwasser eine chemi- sehe Veränderung der Stoffeigenschaften des speziellen Bindemittels, nämlich des Magnesiumsulfats erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass derartige Gießereiformen oder Kerne nach dem Abkühlen des Gusswerkstückes mit Wasser ausgeschwemmt werden können, weil das spezielle Bindemittel dann wieder das Bestreben hat, Kristallwasser aufzunehmen und sich dadurch chemisch wieder in eine lösbare Substanz zurückzuverwandeln, die mit einem solchen Spül- oder Reinigungswasser gelöst und damit auch aus einem komplizierten Gussstück sehr einfach entfernt werden kann, ohne dass es mechanischer Vibrationen oder dergleichen Aufwand bedarf. Es kann sogar genügen, das fertige Gussstück einfach in ein Wasserbad zu tauchen. Es hat sich gezeigt, dass ein derartiges Eintauchen nur für eine halbe Minute ausreichen kann, um einen auch komplizierten Kern aufzulösen und auszuschwemmen. Außerdem steht danach der Gießereisand praktisch unverändert wieder zur Verfügung und bedarf keiner aufwendigen Reinigung und Aufbereitung, da keine organischen Rückstände entfernt werden müssen.Experiments have shown that a stable core or a stable shape can be produced by such a method, the melting point being greatly increased by the binder chosen and the expulsion of water and optionally at least part of water of crystallization from hydrated magnesium sulfate, so that such a Foundry mold or such a core can also withstand the high temperatures of the casting material and withstand it without liberating harmful gases. The invention makes use of the fact that the expulsion of crystal water results in a chemical change in the material properties of the special binder, namely the magnesium sulfate. It has been shown that such foundry molds or cores can be flushed out with water after the casting workpiece has cooled, because the special binder then again tries to absorb water of crystallization and thereby chemically convert back into a soluble substance that can be or cleaning water and can therefore be removed from a complicated casting very easily, without the need for mechanical vibrations or the like. It may even be sufficient to simply dip the finished casting in a water bath. It has been shown that such an immersion can only be sufficient for half a minute to dissolve and flush out a complex core. In addition, the foundry sand is then practically unchanged again and does not require extensive cleaning and preparation, since no organic residues have to be removed.
Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile betreffen also einerseits die Gießereiform beziehungsweise die Kerne und deren Eigenschaften während des Gießvorganges, bei welchem keine schädlichen Gase freigesetzt werden, und andererseits später die Reinigung des fertigen Gussstückes, die erheblich vereinfacht ist.The advantages that can be achieved by the invention thus relate on the one hand to the foundry shape or the cores and their properties during the casting process, in which no harmful gases are released, and on the other hand later to clean the finished casting, which is considerably simplified.
Zweckmäßig ist es, wenn die Mischung aus Gießereisand und einer Dispersion und/oder Lösung von Magnesiumsulfat in Wasser innerhalb des Form- oder Kernwerkzeuges mittels Mikrowelle und/oder Infrarotstrahler erhitzt wird. Dies stellt eine besonders einfache Art der Erhitzung zum Austreiben des Wassers und gegebe- nenfalls wenigstens eines Teiles von Kristallwasser dar. Dabei können Mikrowellen sehr gezielt eingesetzt werden und dringen auch in das Innerste größerer Kerne ein. Eine besonders vorteilhafte Verfahrensweise kann darin bestehen, dass die Mischung aus Gießereisand und einer Dispersion und/oder Lösung von Magnesiumsulfat in Wasser innerhalb des Form- oder Kernwerkzeuges durch Anlegen einer elektrischen Spannung, an die wenigstens teilweise elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Teile der trennbaren Form- oder Kernwerkzeuge erhitzt wird. Elektrische Energie ist praktisch überall, wo Formen oder Kerne hergestellt werden, verfügbar, so dass sich die Erhitzung zum Austreiben des Wassers aus der Form oder dem Kern entsprechend einfach durchführen lässt.It is expedient if the mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water is heated within the mold or core tool by means of a microwave and / or infrared radiator. This represents a particularly simple type of heating for expelling the water and, if appropriate, at least some of the water of crystallization. Microwaves can be used in a very targeted manner and also penetrate into the interior of larger cores. A particularly advantageous procedure can be that the mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water within the mold or core tool by applying an electrical voltage to the at least partially electrically conductive, mutually insulated parts of the separable mold. or core tools is heated. Electrical energy is available practically everywhere where molds or cores are manufactured, so that the heating for expelling the water from the mold or the core can be carried out correspondingly easily.
Der/die aus einer Mischung aus Gießereisand und einer Dispersion und/oder Lösung von Magnesiumsulfat in Wasser bestehende, elektrisch leitende Kern/Form kann in einfacher und zweck- mäßiger Weise als elektrischer Widerstand einer Widerstandsheizung verwendet werden und über eine daran angelegte, elektrische Spannung und den dadurch fließenden Strom erhitzt werden. Somit entsteht die Hitze unmittelbar dort, wo das Wasser ausgetrieben werden soll.The electrically conductive core / form, consisting of a mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water, can be used in a simple and expedient manner as the electrical resistance of a resistance heater and via an electrical voltage and the current flowing through it is heated. The heat is thus generated directly where the water is to be driven out.
Die elektrische Spannung kann an den Kern/ die Form kontaktierende Elektroden angelegt werden und dazu können die wenigstens teilweise elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Teile der trennbaren Form- oder Kernwerkzeuge verwendet werden. Deren die zu bildende Form oder den zu bildenden Kern aufnehmenden Innenhöhlungen kontaktieren also als Elektroden die Form oder den Kern und sorgen für die entsprechende Erhitzung, da Form oder Kern aufgrund der Nässe oder Feuchtigkeit und der übrigen Bestandteile elektrisch leitend sind.The electrical voltage can be applied to the core / mold contacting electrodes and for this the at least partially electrically conductive, mutually insulated parts of the separable mold or core tools can be used. Their internal cavities receiving the shape to be formed or the core to be formed thus contact the shape or the core as electrodes and provide the appropriate heating, since the shape or core is electrically conductive due to the moisture or moisture and the other constituents.
Besonders günstig ist es, wenn als elektrische Spannung eine Wechselspannung angelegt wird. Dabei kann als elektrische Spannung eine impulsförmige, insbesondere rechteckför ige Spannung angelegt werden. Eine geeignete Wechselspannung kann die reaktiven Eigenschaften des Sandgemischs in dem Kern oder der Form für dessen Erwärmung nutzen. Besonders gute Ergebnisse können dabei mit den impulsförmigen und insbesondere rechteckförmigen Spannungen erzielt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, den Leistungseintrag durch Veränderung der Pulsbreite der elektrischen Spannung zu steuern oder zu regeln. Die Spannung kann also regelbar und insbesondere größer als 1000 V oder größer als 1500 V gewählt werden, um eine entsprechend schnelle und starke Erhitzung zu erzielen.It is particularly favorable if an AC voltage is applied as the electrical voltage. A pulsed, in particular rectangular, voltage can be used as the electrical voltage be created. A suitable AC voltage can use the reactive properties of the sand mixture in the core or the mold to heat it. Particularly good results can be achieved with the pulsed and in particular rectangular voltages. In particular, this makes it possible to control or regulate the power input by changing the pulse width of the electrical voltage. The voltage can therefore be regulated and in particular selected to be greater than 1000 V or greater than 1500 V in order to achieve a correspondingly rapid and strong heating.
Eine gute Durchtrocknung in kurzer Zeit kann erreicht werden, wenn eine Wechselspannung mit einer Frequenz von über 1000 Hz, beispielsweise von 3000 Hz oder mehr gewählt wird. Da der ge- samte Kernkasten beziehungsweise das Kern- oder Formwerkzeug als Elektrodenfläche genutzt wird, kann die Energie sehr schnell und effektiv übertragen und also der entsprechende Kern oder die entsprechende Form in kürzester Zeit getrocknet werden.Good drying through in a short time can be achieved if an AC voltage with a frequency of over 1000 Hz, for example 3000 Hz or more, is selected. Since the entire core box or the core or molding tool is used as an electrode surface, the energy can be transferred very quickly and effectively and the corresponding core or shape can be dried in a very short time.
Es kann zweckmäßig sein, wenn das durch Erhitzung verdampfte Wasser mittels eines gasförmigen Mediums wie Stickstoff und/oder Kohlendioxyd und/oder Luft aus dem Werkzeug ausgetrieben wird, wobei dieses zum Austreiben dienende gasförmige Medium mit Druck oder durch Absaugen und Unterdruck durch das Werkzeug und damit durch die gebildete Gießereiform oder durch den Kern transportiert werden kann. Vor allem Luft steht praktisch unbegrenzt zur Verfügung und kann zum Austreiben von Wasserdampf aus dem Werkzeug problemlos eingesetzt werden.It may be expedient if the water evaporated by heating is expelled from the tool by means of a gaseous medium such as nitrogen and / or carbon dioxide and / or air, this gaseous medium used for the expulsion being under pressure or through suction and underpressure through the tool and thus can be transported through the foundry mold formed or through the core. Air in particular is practically unlimited and can be used to drive water vapor out of the tool without any problems.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der durch die Erhitzung in dem Werkzeug erzeugte Wasserdampf mit heißem Gas ausgetrieben wird. Dadurch kann vermieden werden, daß der auszutreibende Wasser- dampf möglicherweise zu früh wieder kondensiert beziehungsweise kann schon eine etwas geringere Erhitzung dieses Wasserdampfes ausreichen, um ihn anschließend weitestgehend aus dem Werkzeug austreiben zu können.It is advantageous if the water vapor generated by the heating in the tool is expelled with hot gas. This can prevent the water to be driven out Steam may condense again too soon or a slightly lower heating of this water vapor may be sufficient to be able to drive it out of the tool as far as possible.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahren kann darin bestehen, daß das Magnesiumsulfat ohne oder mit wenigstens einem Kristallwasser in Mischung mit Magnesiumsulfat mit mehren Kristallwassern, gegebenenfalls mit bis zu sieben Kristallwassern, in Wasser dispergiert und/oder gelöst und als Binder mit dem Gießereisand vermischt wird und daß das Wasser und ein Teil des Kristallwassers durch Erhitzen verdampft und dann ausgetrieben werden.An expedient embodiment of the process can consist in that the magnesium sulfate is dispersed and / or dissolved in water without or with at least one crystal water in a mixture with magnesium sulfate with several crystal waters, optionally with up to seven crystal waters, and is mixed as a binder with the foundry sand and that the water and part of the crystal water are evaporated by heating and then driven off.
In überraschender Weise kann dadurch die Menge des auszutreibenden Wassers vermindert werden. Das kein oder nur wenig Kristallwasser aufweisende Magnesiumsulfat kann nämlich während der Erhitzung von dem mehr Mehrkristallwasser enthaltenden Magnesiumsulfat solches Kristallwasser übernehmen, so daß es zu ent- sprechenden Kristallbildungen innerhalb der Gießereiform oder dem Kern und zu entsprechenden Verfestigungen kommt, ohne daß das Kristallwasser der gesamten Mischung vollständig ausgetrieben werden muß.Surprisingly, the amount of water to be expelled can thereby be reduced. The magnesium sulfate, which has little or no crystal water, can take over such crystal water from the magnesium sulfate containing more multi-crystal water during the heating, so that corresponding crystal formations within the foundry mold or the core and corresponding solidifications occur, without the crystal water of the entire mixture must be driven out completely.
Es ist bekannt, das Magnesiumsulfat ohne oder mit wenig, insbesondere mit nur einem Kristallwasser mit solchem mit mehreren Kristallwassern bei gegenseitiger Reaktion und Erwärmung eine Verflechtung der jeweiligen Kristalle bewirkt, die bei der erfindungsgemäßen Anwendung dazu beitragen, einen außerordent- lieh festen Kern oder eine entsprechend feste Form zu bilden.It is known that magnesium sulfate with little or no, in particular with only one crystal water with one with several crystal waters with mutual reaction and heating causes interweaving of the respective crystals, which in the application according to the invention contribute to an extraordinarily strong core or a corresponding one to form a solid form.
Eine andere oder zusätzliche Möglichkeit, die Menge des auszutreibenden Wassers beziehungsweise Wasserdampfes während des erfindungsgemäßen Verfahrens zu vermindern, kann darin beste- hen, daß eine hoch oder höher konzentrierte Lösung von Magnesiumsulfat ohne oder mit wenigstens einem Kristallwasser mit einem Hydrokolloid gemischt und diese Mischung als Binder verwendet wird. Der Zusatz von Hydrokolloid kann bewirken, daß höhere Salzkonzentrationen in einer verhältnismäßig geringen Menge an Dispersions- und/oder Lösungswasser erreicht werden können, so daß entsprechend weniger Wasser ausgetrieben werden muß .Another or additional possibility of reducing the amount of water or steam to be expelled during the process according to the invention can be hen that a high or higher concentrated solution of magnesium sulfate is mixed with or without at least one water of crystallization with a hydrocolloid and this mixture is used as a binder. The addition of hydrocolloid can have the effect that higher salt concentrations can be achieved in a relatively small amount of dispersion and / or solution water, so that correspondingly less water has to be driven off.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens kann darin bestehen, daß mit der für eine bestimmte Menge an Gießereisand vorgegebenen Lösungswassermenge mehr Magnesiumsulfat vermischt wird, als für eine gesättigte Lösung benötigt wird, und daß ein Teil des Magnesiumsulfats in der Lösung dispergiert und als Dispersion mit dem Gießereisand vermischt wird. Dadurch gelingt es, möglichst viel Magnesiumsulfat als Bindemittel in den Gießereisand einzubringen und die benötigte Menge an Lösungswasser so gering wie möglich zu halten, so daß anschließend auch entsprechend wenig Wasserdampf ausgetrieben werden muß. Gleichzeitig bleiben die Vorteile beim späteren Entfernen von Gießereisandresten an dem Gußstück mit Hilfe von einer einfachen Wasserspülung oder einem Eintauchen in Wasser erhalten.A further embodiment of the method can consist in that more magnesium sulfate is mixed with the amount of solution water specified for a certain amount of foundry sand than is required for a saturated solution, and that part of the magnesium sulfate is dispersed in the solution and mixed as a dispersion with the foundry sand becomes. As a result, it is possible to introduce as much magnesium sulfate as binder into the foundry sand and to keep the required amount of solution water as low as possible, so that correspondingly little water vapor then has to be expelled. At the same time, the advantages of later removal of foundry sand residues from the casting are retained with the aid of a simple water rinse or immersion in water.
Der Gießereisand kann mit dem dispergierten oder gelösten Bin- der in einem Gewichtsverhältnis von 97:3 bis etwa 80:20 vermischt werden.The foundry sand can be mixed with the dispersed or dissolved binder in a weight ratio of 97: 3 to about 80:20.
Zweckmäßig ist es, wenn etwa 100 Gewichtsteile Gießereisand mit etwa 3 Gewichtsteilen bis etwa 20 Gewichtsteilen dispergierten oder gelöstem Binder, also gelöstem Magnesiumsulfat und/oder ohne Kristallwasser, vermischt werden. Eine optimierte Vorgehensweise kann dabei darin bestehen, daß mit etwa 100 Gewichtsteilen Sand etwa 5 bis 10 Gewichtsteile Binder in disper- gierter oder gelöster Form vermischt werden. Versuche haben ge- zeigt, daß dies zu festen Kernen oder Gießereiformen führt, die dem Gießvorgang gut Stand halten können und bei denen möglichst wenig Wasser aus dem Werkzeug ausgetrieben werden muß.It is expedient if about 100 parts by weight of foundry sand are mixed with about 3 parts by weight to about 20 parts by weight of dispersed or dissolved binder, that is to say dissolved magnesium sulfate and / or without water of crystallization. An optimized procedure can consist in mixing about 5 to 10 parts by weight of binder in dispersed or dissolved form with about 100 parts by weight of sand. Attempts have shows that this leads to solid cores or foundry molds that can withstand the casting process well and in which as little water as possible has to be expelled from the tool.
Die Erfindung betrifft auch einen Vorrichtung zum Herstellen von Gießereiformen oder Kernen mit wenigstens einer Heizvorrichtung zum Aushärten, wobei die Vorrichtung zum Herstellen von Gießereiformen eine Formmaschine und die Vorrichtung zum Herstellen von Kernen eine Kernschießmaschine sein kann. Diese Vorrichtung kann dadurch gekennzeichnet sein, daß an der Formmaschine oder an der Kernschießmaschine als Heizvorrichtung wenigstens ein Mikrowellengenerator installiert ist und daß im Bereich des Formwerkzeugs für die Gießereiform oder für den oder die Kerne wenigstens eine Mikrowellenantenne angeordnet ist, die mit dem Mikrowellengenerator über einen Hohlleiter kuppelbar oder gekuppelt ist. Eine Zufuhröffnung einer an sich bekannten Gasspülhaube kann dabei zum Austreiben von Gasen und/oder von erhitztem Wasserdampf dienen.The invention also relates to a device for producing foundry molds or cores with at least one heating device for curing, the device for producing foundry molds being a molding machine and the device for producing cores being a core shooter. This device can be characterized in that at least one microwave generator is installed as a heating device on the molding machine or on the core shooter and that at least one microwave antenna is arranged in the area of the molding tool for the foundry mold or for the core or cores, which is connected to the microwave generator via a waveguide can be coupled or coupled. A feed opening of a gas purging hood known per se can serve to expel gases and / or heated water vapor.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß das Formwerkzeug für die Gießereiform oder für den Kern auch ein Mehrfachwerkzeug sein kann, in welcher beispielsweise mehrere Kerne gleichzeitig geformt und/oder erhitzt werden.It should be mentioned at this point that the mold for the foundry mold or for the core can also be a multiple tool in which, for example, several cores are molded and / or heated at the same time.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann also in vorteilhafter Weise weitestgehend von einer bisher schon bekannten Formmaschine oder Kernschießmaschine gebildet sein, die mit einer Heizvorrichtung, nämlich mit einem Mikrowellengenerator und einer Mikrowellenantenne zusätzlich ausgestattet ist. Außerdem ist vorteilhaft, daß zum Austreiben von Gasen oder von erhitztem Wasserdampf die Zutrittsöffnungen für den mit Binder vermischten Gießereisand verwendet werden können, so daß insgesamt eine preiswerte Vorrichtung zur Verfügung steht. Auch schon be- stehende Kernschießmaschinen oder Formmaschinen können gegebenenfalls nachträglich nachgerüstet werden, um die vorteilhafte Erfindung und insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren damit anwenden zu können.The device according to the invention can thus advantageously be largely formed by a previously known molding machine or core shooter, which is additionally equipped with a heating device, namely with a microwave generator and a microwave antenna. It is also advantageous that the access openings for the foundry sand mixed with binder can be used to drive off gases or heated steam, so that overall an inexpensive device is available. Also already Standing core shooters or molding machines can optionally be retrofitted in order to be able to use the advantageous invention and in particular the method according to the invention.
Zweckmäßig ist es, wenn durch das Einstellen der Vorrichtung auf den Gasspülvorgang zum Austreiben von Gasen oder von Wasserdampf gleichzeitig der Mikrowellengenerator über den Hohlleiter mit der Antenne kuppelbar ist. Dadurch kann die Betäti- gung der Vorrichtung vereinfacht werden, da es praktisch nur einer Einstellbewegung bedarf, um den Mikrowellengenerator mit der Antenne zu kuppeln und den Heizvorgang auszulösen.It is expedient if, by setting the device to the gas purging process for expelling gases or water vapor, the microwave generator can simultaneously be coupled to the antenna via the waveguide. This can simplify the actuation of the device, since it practically only requires one adjustment movement in order to couple the microwave generator to the antenna and to trigger the heating process.
Die Einstellbewegung auf den Gasspülvorgang kann dabei automa- tisch die Kupplung des Mirkowellengenerators mit der Antenne bewirken. Dazu ist lediglich die entsprechende Kupplung so zu gestalten, daß das Schließen der Gasspülhaube oder dergleichen gleichzeitig die entsprechende Kupplung des Mikrowellengenerators mit der Antenne herstellt.The adjustment movement to the gas purging process can thereby automatically couple the microwave generator to the antenna. For this purpose, only the corresponding coupling is to be designed such that the closing of the gas purging hood or the like simultaneously produces the corresponding coupling of the microwave generator with the antenna.
Eine konstruktiv besonders einfache Anordnung kann vorsehen, daß der Verlauf des Hohlleiters trennbar ist und an der Trennstelle eine Kupplung aufweist und daß der antennenseitige Teil des Hohlleiters wahlweise an der Gasspülhaube oder im Werkzeug angeordnet oder angeschlossen ist. Diese Kupplung kann also geschlossen oder getrennt werden, wenn entsprechende Bewegungen durchgeführt werden, um eine Gasspülhaube in Gebrauchsstellung zu bringen oder auch wieder aus ihr zu entfernen.A structurally particularly simple arrangement can provide that the course of the waveguide is separable and has a coupling at the separation point and that the antenna-side part of the waveguide is either arranged or connected to the gas purging hood or in the tool. This coupling can therefore be closed or disconnected if appropriate movements are carried out in order to bring a gas flushing hood into the use position or to remove it again.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zur Verstärkung und Beschleunigung des Erhitzungs organges kann darin bestehen, daß der Mikrowellengenerator über einen verzweigten Hohlleiter oder über zwei Hohlleiter mit einer in der Gasspülhaube und mit einer in dem Formwerkzeug angeordneten Antenne kuppelbar oder verbunden ist.A further embodiment of the invention for amplifying and accelerating the heating oranges can consist in that the microwave generator has a branched waveguide or two waveguides with one in the gas purging hood and with an antenna arranged in the mold can be coupled or connected.
Vorstehend wurde schon erwähnt, dass beim Aushärten gegebenenfalls Wasserdampf ausgetrieben werden kann. Dies ist vor allem dann zweckmäßig, wenn die Gießereiform oder der Kern aus einer Mischung aus Gießereisand und einem Bindemittel hergestellt ist, welches ein dispergiertes oder gelöstes Magnesiumsulfat ist. Die Vorrichtung ist in diesem Falle auf den Gasspülvorgang zum Austreiben des beim Heizen oder Erhitzen entstehenden Wasserdampfes einstellbar, wie es vorstehend auch schon erwähnt wurde .It has already been mentioned above that water vapor can be expelled when hardening. This is particularly expedient if the foundry mold or the core is made from a mixture of foundry sand and a binder, which is a dispersed or dissolved magnesium sulfate. In this case, the device can be adjusted to the gas purging process for expelling the water vapor generated during heating or heating, as has already been mentioned above.
Insgesamt wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Formoder Kernschießmaschine und die eigentlichen Formwerkzeuge praktisch unverändert bleiben können, da die vorhandenen Belüftungen auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt und zu dem erfindungsgemäßen Austreiben des erhitzten und verdampf- ten Lösungswassers benutzt werden können. Es ist lediglich eine Antenne für die Mirkowelle beispielsweise an der Gaszuführhaube zusätzlich zu installieren. Dabei sind selbstverständlich die Werkzeuge aus für Mikrowellen geeigneten Werkstoffen zu fertigen. Diese Vorrichtung mit einer als Mikrowellengenerator und Antenne ausgebildeten Heizvorrichtung kann aber auch bei der Herstellung von Formen oder Kernen benutzt werden, bei denen ein anderes Bindemittel als das erwähnte dispergierte oder gelöste Magnesiumsulfat Verwendung findet und zum Aushärten ein Heizvorgang erforderlich ist. Eine weitere Möglichkeit von schutzwürdiger Bedeutung sieht eine Vorrichtung zum Herstellen von Gießereiformen oder Kernen mit wenigstens einer Heizvorrichtung zum Aushärten vor, wobei die Vorrichtung zum Herstellen von Gießereiformen eine Form- maschine und die Vorrichtung zum Herstellen von Kernen eine Kernschießmaschine ist, in welche Maschine ein Form- oder Kernwerkzeug einsetzbar oder eingesetzt ist. Dabei kann als Heizvorrichtung eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen sein, bei der der elektrisch leitende Kern oder die Form den elektrischen Widerstand bildet und die zum Entnehmen einer Form oder eines Kerns aus mehreren Teilen zusammengesetzten Formoder Kernwerkzeuge können wenigstens teilweise elektrisch leitend und an ihren Berührstellen gegeneinander isoliert sein und die Teile der Werkzeuge können jeweils wenigstens einen elektrischen Anschluss zum Anlegen einer elektrischen Spannung für die Widerstands-Heizeinrichtung aufweisen.Overall, it is advantageously achieved that the molding or core shooting machine and the actual molding tools can remain practically unchanged, since the existing ventilation can also be used in the device according to the invention and can be used to drive out the heated and evaporated solution water according to the invention. It is only necessary to additionally install an antenna for the microwave shaft, for example on the gas supply hood. Of course, the tools must be made from materials suitable for microwaves. However, this device with a heating device designed as a microwave generator and antenna can also be used in the production of molds or cores in which a binder other than the dispersed or dissolved magnesium sulfate mentioned is used and a heating process is required for curing. A further possibility of importance worthy of protection is provided by a device for producing foundry molds or cores with at least one heating device for curing, the device for producing foundry molds machine and the device for producing cores is a core shooting machine, in which machine a molding or core tool can be inserted or is inserted. An electrical resistance heater can be provided as the heating device, in which the electrically conductive core or the mold forms the electrical resistance and the mold or core tools which are composed of several parts for removing a mold or a core can be at least partially electrically conductive and insulated from one another at their contact points and the parts of the tools can each have at least one electrical connection for applying an electrical voltage for the resistance heating device.
Auf diese Weise können die zunächst Lösungswasser und/oder Kristallwasserenthaltenden Formen oder Kerne, die dadurch aufgrund der weiteren in ihnen enthaltenen Bestandteile elektrisch leitend sind, konstruktiv sehr einfach elektrisch erhitzt werden, um Wasser auszutreiben. Der feuchte Kern oder die feuchte Form stellt eine Impedanz dar, so dass sich elektrische Leitfähigkeit ergibt. Die daran angelegte Spannung kann also zum Trocknen genutzt werden.In this way, the molds or cores which initially contain solution water and / or water of crystallization and which are therefore electrically conductive due to the further constituents contained in them, can be electrically heated in a structurally very simple manner in order to drive off water. The wet core or the wet form represents an impedance, so that there is electrical conductivity. The voltage applied to it can therefore be used for drying.
Die Widerstands-Heizeinrichtung kann eine Spannungsquelle mit einem Frequenzumrichter zur Erhöhung der Frequenz und/oder einen Impulsformer zur Bildung von einer impulsför igen Spannung aufweisen. Mit einer impulsförmigen Spannung lassen sich gute Ergebnisse bei der Erhitzung erzielen.The resistance heating device can have a voltage source with a frequency converter for increasing the frequency and / or a pulse shaper for forming an impulsive voltage. With a pulsed voltage, good results can be achieved during heating.
Die Widerstands-Heizeinrichtung kann eine Spannungsquelle und einen Transformator zum Erhöhen der Spannung aufweisen, die über Zuleitungen mit den Anschlüssen an den Teilen des Formoder Kernwerkzeugs verbunden sind. Somit lässt sich die Effektivität erhöhen. Wenigstens ein Teil des Form- oder Kernwerkzeugs kann mehrere elektrische Anschlüsse aufweisen und zwischen diesen Anschlüssen und der Spannungsquelle können Schalter zum Wechsel oder zum wahlweisen Anlegen einer Spannung an die elektrischen Anschlüsse vorgesehen sein, so dass wechselweise ein Schalter geschlossen und die übrigen geöffnet sind. Dadurch können eventuell an einer Elektrode auftretende Polaritäten immer wieder abgebaut beziehungsweise verändert werden. Entsprechend gleichmäßig kann die Erhitzung einer Form oder eines Kerns er- folgen, wobei auch unterschiedlichste Konturen solcher Formen und Kerne durch den Wechsel der jeweils wirksamen elektrischen Anschlüsse berücksichtigt werden können.The resistance heater may include a voltage source and a voltage increasing transformer connected by leads to the terminals on the parts of the mold or core tool. The effectiveness can thus be increased. At least part of the mold or core tool can have a plurality of electrical connections, and switches for changing or for optionally applying a voltage to the electrical connections can be provided between these connections and the voltage source, so that one switch is alternately closed and the others are open. As a result, any polarities that may occur on an electrode can be continuously reduced or changed. The heating of a mold or a core can take place correspondingly uniformly, it also being possible to take into account the most varied contours of such molds and cores by changing the respectively effective electrical connections.
Bei einem Form- oder Kernwerkzeug aus mehr als zwei Teilen kann jedes Teil einen elektrischen Anschluss und elektrische Zuleitungen haben und es können taktweise immer zwei Teile eines derartigen Werkzeugs an die Stromquelle angeschlossen sein. Vor allem für komplizierte Kerne sind oft solche mehrteiligen Werkzeuge erforderlich. Dennoch ist es mit der vorerwähnten Ausge- staltung möglich, jeweils durch die angelegte Spannung eine Widerstandsheizung zu bilden und den Kern gründlich zu erhitzen.In the case of a mold or core tool consisting of more than two parts, each part can have an electrical connection and electrical feed lines, and two parts of such a tool can always be connected to the power source in cycles. Such multi-part tools are often required, especially for complicated cores. Nevertheless, with the above-mentioned configuration it is possible to form a resistance heater using the voltage applied and to heat the core thoroughly.
Insgesamt ergibt sich ein Verfahren und eine Vorrichtung, womit eine maschinelle Produktion von Formen oder Kernen in üblichen Kernschießmaschinen ermöglicht wird und der Formsand innerhalb etwa einer halben Minute erhärten kann. Dabei macht sich das Verfahren die extrem unterschiedlichen Schmelzpunkte des Magnesiumsulfats in seiner hydratisierten Form einerseits und in seinem Kristallwasser freien Zustand andererseits zu nutze. Magnesiumsulfat besitzt nämlich als Heptahydrat einen Schmelzpunkt von circa 75° Celsius und in seiner Kristallwasser freien Form einen Schmelzpunkt von 1124° Celsius. Durch die gezielte Entfernung des chemisch gebundenen Kristallwassers ist es deshalb möglich, eine nahezu schlagartige Erhärtung des Formsandes zu erzielen. Eine starke Verfilzung von teilhydratisiertem und vollständig hydratisiertem Magnesiumsulfat ist dabei eine güns- tige Eigenschaft, die mit ausgenutzt werden kann, um schon bei geringen Mengen an Magnesiumsulfat beispielsweise 1 % bezogen auf den Formsand, eine sehr hohe Festigkeit zu erhalten.All in all, there is a method and a device which enable the mechanical production of molds or cores in conventional core shooters and which can harden the molding sand within about half a minute. The process makes use of the extremely different melting points of magnesium sulfate in its hydrated form on the one hand and in its crystal water-free state on the other. Magnesium sulfate has a melting point of approximately 75 ° Celsius as heptahydrate and a melting point of 1124 ° Celsius in its crystal water-free form. Through the targeted Removal of the chemically bound crystal water, it is therefore possible to achieve an almost sudden hardening of the molding sand. A strong matting of partially hydrated and fully hydrated magnesium sulfate is an advantageous property that can be used to obtain very high strength even with small amounts of magnesium sulfate, for example 1% based on the molding sand.
Die wichtige Begasung zum Entfernen des ursprünglich chemisch gebundenen Kristallwasser nach dem Erhitzen kann gegebenenfalls durch speziell angeordnete Einlaß- und Auslaßdüsen erfolgen, wobei ein Überdruck von 1 bis 6 bar eines trockenen Gases, vorzugsweise von erwärmter Raumluft zweckmäßig ist. Die Erhitzung kann in günstiger Weise mit Mikrowellen erfolgen, da der norma- lerweise verwendete Quarzsand "transparent" für die Mikrowellenstrahlung ist, so daß diese auf größere Formen oder Kerne vollständig durchdringen kann. Außerdem wird nur das kristallwasserhaltige Magnesiumsulfat erhitzt. Sobald das Kristallwasser entwichen ist, ist auch dieses dann kristallwasserfreie Magnesiumsulfat "transparent" und kein Hindernis mehr für das weitere Eindringen der Mikrowellen.The important gassing for removing the originally chemically bound water of crystallization after heating can optionally take place through specially arranged inlet and outlet nozzles, an excess pressure of 1 to 6 bar of a dry gas, preferably of heated room air, being expedient. The heating can be carried out favorably with microwaves, since the quartz sand normally used is “transparent” to the microwave radiation, so that it can penetrate completely into larger shapes or cores. In addition, only the magnesium sulfate containing water of crystallization is heated. As soon as the crystal water has escaped, this magnesium sulfate, which is then free of crystal water, is "transparent" and no longer an obstacle to the further penetration of the microwaves.
Die Erhitzung kann aber auch in günstiger Weise durch Widerstandserwärmung erfolgen, wie es vorstehend erläutert ist.However, the heating can also be carried out in a favorable manner by resistance heating, as explained above.
Wesentlich ist also die gezielte Entfernung auch des chemisch gebundenen Kristallwasser - zumindest zu einem Teil- aus dem Magnesiumsulfat. Hierbei tritt eine sehr schnelle Erhärtung ein, was für eine wirtschaftliche Fertigung vorteilhaft ist. Außerdem wird mit einer vergleichsweise geringen Konzentration an Magnesiumsulfat eine ausreichende Festigkeit erreicht. Die so gefertigten Formteile beziehungsweise Kerne sind bis mindes- tens 1124° Celsius formstabil und lassen sich mit wenig Wasser aus dem Metallguß herauslösen.It is therefore essential to remove the chemically bound water of crystallization - at least in part - from the magnesium sulfate. A very rapid hardening occurs here, which is advantageous for economical production. Sufficient strength is also achieved with a comparatively low concentration of magnesium sulfate. The molded parts or cores manufactured in this way are up to at least at least 1124 ° Celsius dimensionally stable and can be removed from the metal casting with a little water.
Werden konventionelle Binder benutzt, ist ebenfalls eine be- schleunigte Aushärtung aufgrund der gezielten Erhitzung mittels Mikrowelle oder elektrischer konduktiver Erwärmung möglich.If conventional binders are used, accelerated hardening is also possible due to targeted heating using a microwave or electrical conductive heating.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung von Formen oder Kernen für Gießer- eizwecke anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:Exemplary embodiments of a device for producing molds or cores for foundry egg purposes according to the invention are described in more detail with reference to the drawing. It shows in a partially schematic representation:
Fig. 1 In schaubildlicher Darstellung eine Vorrichtung zum Herstellen von Gießereiformen oder Kernen mit einem Mikrowellengenerator und entsprechender Antenne in Form einer Kernschießmaschine,1 shows a diagram of a device for producing foundry molds or cores with a microwave generator and corresponding antenna in the form of a core shooter,
Fig. 2 In vergrößertem Maßstab und noch stärker schematisiert einen Längsschnitt durch einen Teil der Schießeinheit nach dem Schießen vonFig. 2 On an enlarged scale and even more schematically, a longitudinal section through part of the shooting unit after the shooting of
Sand in ein als Kernkasten ausgebildetes Formwerkzeug und vor dem Zusammenfahren dieses Kernkastens mit einer darüber befindlichen Spülhaube und dem Andrücken von unten an den Schießkopf oder umgekehrt, wobei die Mikrowellenantenne zumSand into a mold designed as a core box and before moving this core box together with a rinsing hood located above it and pressing it from below onto the shooting head or vice versa, the microwave antenna for
Erhitzen des Kernes und zum Austreiben des Lösungswassers in dieser Spülhaube angeordnet ist und die Verbindung zwischen dem Mikrowellengenerator und dieser Sendeantenne noch offen ist und beim Zusammenfahren bzw. Anheben und Andrücken automatisch verschließbar ist, Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, wobei die Sendeantenne im unteren Bereich des als Formwerkzeug ausgebildeten Kernkastens angeordnet ist,Heating the core and for expelling the solution water is arranged in this washing hood and the connection between the microwave generator and this transmitting antenna is still open and can be closed automatically when moving together or lifting and pressing, 3 shows a representation corresponding to FIG. 2, the transmitting antenna being arranged in the lower region of the core box designed as a molding tool,
Fig. 4 eine gegenüber Fig. 2 und 3 abgewandelte Ausführungsform in analoger Darstellung, bei welcher sowohl in der Spülhaube als auch in dem Kernkasten jeweils eine in Gebrauchsstellung mit dem Mikrowellengenerator kuppelbare bzw. gekuppelteFig. 4 shows a modified embodiment compared to Fig. 2 and 3 in an analog representation, in which both in the washing hood and in the core box each in the use position with the microwave generator can be coupled or coupled
Antenne zum Erhitzen des geschossenen Kerns angeordnet ist,Antenna for heating the shot core is arranged,
Fig. 5 eine den Fig. 2 bis 4 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, bei welcher im Kernkasten zum Erhitzen des geschossenen Kerns Infrarotstrahler angeordnet sind,5 shows a representation corresponding to FIGS. 2 to 4 of a modified embodiment, in which infrared heaters are arranged in the core box for heating the shot core,
Fig. 6 eine der Fig. 2 bis 5 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, bei welcher als Heizvorrichtung eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen ist, bei welcher die Form für den elektrisch leitenden Kern ebenfalls elektrisch leitend ist und ihre Teile an ihren Berührstellen isoliert sind und an jedem Teil der Form- oder Kernwerkzeuge ein elektrischer Anschluss für eine Widerstands-Heizeinrichtung vorgesehen ist,Fig. 6 is a representation of FIGS. 2 to 5 corresponding to a modified embodiment, in which an electrical resistance heater is provided as a heating device, in which the shape for the electrically conductive core is also electrically conductive and its parts are insulated at their contact points and on each Part of the mold or core tools an electrical connection is provided for a resistance heating device,
Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Anordnung undFIG. 7 shows an arrangement corresponding to FIG. 6 and
Vorrichtung, bei welcher an einem der Teile des Werkzeugs für den Kern mehrere elektrische Anschlüsse vorgesehen sind, die über Schalter wahlweise und wechselweise anschließbar sind, um eine Polarisierung an einem der Anschlüsse zu vermeiden,Device in which a plurality of electrical connections are provided on one of the parts of the tool for the core, via switches can be connected alternatively and alternately to avoid polarization at one of the connections,
Fig. 8 eine wiederum abgewandelte Vorrichtung, bei welcher das Kernwerkzeug aus drei gegeneinander isolierten und elektrisch leitenden Teilen besteht, deren jeder einen elektrischen Anschluss hat, wobei über Schalter jeweils zwei der drei Teile wechselweise an die Spannungsquelle anschließbar sind sowieFig. 8 is a modified device, in which the core tool consists of three mutually insulated and electrically conductive parts, each of which has an electrical connection, two of the three parts can be connected alternately to the voltage source via switches and
Fig. 9 eine der Fig. 6 entsprechende Ausführungsform und Anordnung, bei welcher jedoch der hinter der Spannungsquelle befindliche Impulsformer undFIG. 9 shows an embodiment and arrangement corresponding to FIG. 6, in which however the pulse shaper and located behind the voltage source
Spannungstransformator gegenüber der Anordnung der Fig. 6 in ihrer Reihenfolge vertauscht sind.Voltage transformer are reversed in order compared to the arrangement of FIG. 6.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete und in Fig. 1 schematisiert und teilweise aufgebrochen dargestellte Vorrichtung dient zum Herstellen von Kernen, könnte aber auch zum Herstellen von Gießereinformen herangezogen werden. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Kernschießmaschine.A device designated overall by 1 and shown schematically and partially broken open in FIG. 1 serves for the production of cores, but could also be used for the production of casting molds. In the exemplary embodiment, it is a core shooter.
Die damit herzustellenden Kerne 2 (Fig. 2 bis 9) - oder in analoger Weise Gießereiformen - werden aus einer Mischung 3 aus Gießereisand und Bindemittel, welches ein in Wasser gelöstes Magnesiumsulfat bevorzugt mit wenigstens einem Kristallwasser oder auch ein sonstiger Binder ist, geformt, wobei diese Mi- schung 3 aus Sand und Binder in bekannter Weise in einen Sandzufuhrtrichter 4 eingebracht und dadurch in den Schießkopf 5 einer im Ganzen mit 6 bezeichneten Schießeinheit eingefüllt wird. In Fig. 1 ist der für den Schießvorgang wesentliche Luftkessel 7 in teilweise aufgeschnittener Form mit dargestellt.The cores 2 to be produced therewith (FIGS. 2 to 9) - or in an analogous manner foundry molds - are formed from a mixture 3 of foundry sand and binder, which is a magnesium sulfate dissolved in water, preferably with at least one water of crystallization or another binder, whereby this mixture 3 of sand and binder is introduced in a known manner into a sand feed hopper 4 and thereby filled into the shooting head 5 of a shooting unit, designated as a whole by 6 becomes. In Fig. 1, the air boiler 7 essential for the shooting process is shown in a partially cut shape.
Zu dieser Vorrichtung 1 in Form einer Kernschießmaschine gehört der in den Fig. 2 bis 9 jeweils dargestellte Kernkasten 8, der aus einem Kernkastenoberteil 8a und einem Kernkastenunterteil 8b in Gebrauchsstellung zusammengefügt ist, für die Fertigung von Gießereiformen aber auch ein entsprechend anders gestaltetes Formwerkzeug sein könnte. Dabei ist in Fig. 8 eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher das Kernkastenoberteil 8a seinerseits unterteilt ist, um das Herausnehmen eines entsprechend komplizierten Kerns nach seinem Aushärten zu ermöglichen.This device 1 in the form of a core shooter includes the core box 8 shown in FIGS. 2 to 9, which is assembled from a core box upper part 8a and a core box lower part 8b in the position of use, but could also be a correspondingly differently shaped mold for the production of foundry molds , 8 shows an embodiment in which the core box upper part 8a is in turn subdivided in order to enable the removal of a correspondingly complicated core after it has hardened.
Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, Formen oder Kerne für Gießereizwecke aus der Mischung 3 aus Gießereisand und Binder herzustellen, wobei der Gießereisand und der Binder zunächst vermischt und dann mit Hilfe der Schießeinheit 6 in das Formoder Kernwerkzeug - im Ausführungsbeispiel den Kernkasten 8 - eingebracht werden. In den Figuren 2 bis 9 hat dies bereits stattgefunden und der Binder kann aushärten und der Form oder dem Kern 2 die erforderliche Festigkeit verleihen. Als Binder ist dabei Magnesiumsulfat bevorzugt mit wenigstens einem Kristallwasser in Wasser dispergiert und/oder gelöst und mit dem Gießereisand zur Bildung der Mischung 3 vermischt. Diese wird also danach in das Form- oder Kernwerkzeug 8 eingebracht oder eingeschossen.With this device it is possible to produce molds or cores for foundry purposes from the mixture 3 of foundry sand and binder, the foundry sand and the binder first being mixed and then introduced with the help of the shooting unit 6 into the mold or core tool - in the exemplary embodiment the core box 8 , This has already taken place in FIGS. 2 to 9 and the binder can harden and give the mold or core 2 the required strength. As a binder, magnesium sulfate is preferably dispersed and / or dissolved in water with at least one water of crystallization and mixed with the foundry sand to form the mixture 3. This is then introduced or shot into the mold or core tool 8.
Danach wird innerhalb dieses Werkzeuges, dem Kernkasten 8, das Dispergier- und/oder Lösungswasser und wenigstens ein Teil von Kristallwasser durch Erhitzen verdampft und mittels eines gasförmigen Mediums aus dem Form- oder Kernwerkzeug, also aus dem Kernkasten 8 ausgetrieben. Für die Durchführung dieses Verfahrens ist an der Form- oder Kernschießmaschine 1 wenigstens eine noch näher zu beschreibende Heizvorrichtung vorgesehen, mit der das Lösungs- und/oder Kristallwasser also erhitzt und ausgetrieben werden kann.Thereafter, the dispersing and / or solution water and at least some of the water of crystallization are evaporated by heating within this tool, the core box 8, and expelled from the mold or core tool, that is to say from the core box 8, by means of a gaseous medium. To carry out this method, at least one heating device to be described in more detail is provided on the molding or core shooting machine 1, with which the solution and / or crystal water can thus be heated and driven off.
In den Ausführungsbeispielen gem. Fig. 1 bis 4 ist an der Kernschießmaschine 1 als Heizvorrichtung ein Mikrowellengenerator 9 installiert und im Bereich des Formwerkzeugs, also des Kernkas- tens 8 ist - je nach Ausführungsbeispiel an unterschiedlicher Stelle - wenigstens eine Mikrowellenantenne 10 angeordnet, die mit dem Mikrowellengenerator 9 über einen Hohlleiter 11 kuppelbar und in Gebrauchsstellung gekuppelt ist. Im Ausführungsbei- spiel ist die entsprechende Kupplung 12 noch offen, da ein Kern 2 zwar schon geschossen ist, der Kernkasten 8 sich aber noch vor dem Zusammenfahren mit einer Gasspülhaube 13 und vor dem Erhitzen und Aushärten mittels Mikrowelle befindet.In the embodiments according to 1 to 4, a microwave generator 9 is installed on the core shooter 1 as a heating device and, depending on the exemplary embodiment, at least one microwave antenna 10 is arranged in the region of the mold, that is to say the core box 8, which is connected to the microwave generator 9 via a Waveguide 11 can be coupled and coupled in the use position. In the exemplary embodiment, the corresponding coupling 12 is still open, since a core 2 has already been shot, but the core box 8 is still before moving together with a gas flushing hood 13 and before being heated and hardened by means of a microwave.
Dabei erkennt in allen Ausführungsbeispielen eine Zuführöffnung 14, mit welcher beispielsweise Heißluft zum Austreiben des erhitzten Wassers bzw. Wasserdampfes eingeleitet werden kann, der durch das Erhitzen mit Hilfe der Heizvorrichtung, also der Mikrowelle 9 in Gebrauchsstellung entsteht.In all of the exemplary embodiments, this recognizes a feed opening 14 with which, for example, hot air can be introduced to expel the heated water or water vapor, which is produced by heating with the aid of the heating device, that is to say the microwave 9 in the use position.
In den Figuren 1 bis 4 ist die Verbindung zwischen Mikrowellengenerator 9 und Antenne 10 noch offen. Durch das Einstellen der Vorrichtung 1 auf des Gasspülvorgang zum Austreiben des Wasserdampfs, also durch die relative Anhebebewegung des Kernkastens 1 gegen die Gasspülhaube 13 und gegen den Schießkopf 5 oder um- gekehrt kann gleichzeitig der Mikrowellengenerator 9 über den Hohlleiter 11 mit der Antenne 10 kuppelbar sein, indem die Kupplung 12 bei der genannten Relativbewegung geschlossen wird. Danach kann dann die Erhitzung mit Hilfe der Mikrowellenenergie und gleichzeitig oder etwas danach beginnend das Austreiben des entstehenden Wasserdampfes erfolgen.In Figures 1 to 4, the connection between the microwave generator 9 and antenna 10 is still open. By setting the device 1 to the gas purging process to expel the water vapor, that is to say by the relative lifting movement of the core box 1 against the gas purging hood 13 and against the shooting head 5 or vice versa, the microwave generator 9 can simultaneously be coupled to the antenna 10 via the waveguide 11 by closing the clutch 12 during the relative movement mentioned. Then the heating can be done with the help of microwave energy and, at the same time or somewhat thereafter, the resulting water vapor is expelled.
Die Einstellbewegung auf den Gasspülvorgang kann dabei automa- tisch die Kupplung des Mikrowellengenerators 9 mit der Antenne 10 bewirken, so daß der gesamte Vorgang schnell durchgeführt werden kann.The adjustment movement to the gas purging process can automatically effect the coupling of the microwave generator 9 to the antenna 10, so that the entire process can be carried out quickly.
Der Verlauf des Hohlleiters 11 ist also trennbar und an der Trennstelle ist die schon erwähnte Kupplung 12 vorgesehen, wobei der antennenseitige Teil des Hohlleiters 11 wahlweise gem. Fig. 2 an der Gasspülhaube 13 oder gem. Fig. 3 im Formwerkzeug oder Kernkasten 8 oder gem. Fig. 4 sogar an beiden Stellen angeordnet und angeschlossen sein kann. Fig. 4 zeigt, daß der Mikrowellengenerator 9 über zwei Hohlleiter 11 mit einer in der Gasspülhaube 13 und einer in dem Formwerkzeug oder Kernkasten 8 angeordneten Antenne 10 kuppelbar und verbunden ist, so daß die Gießereiform bzw. der Kern 2 entsprechend schnell und stark erhitzt und die Zeit zum Austreiben des Lösungs- und/oder Kris- tallwassers verkürzt werden kann.The course of the waveguide 11 is thus separable and the aforementioned coupling 12 is provided at the separation point, the antenna-side part of the waveguide 11 optionally according to. Fig. 2 on the gas purging hood 13 or gem. Fig. 3 in the mold or core box 8 or gem. Fig. 4 can even be arranged and connected at both points. Fig. 4 shows that the microwave generator 9 can be coupled and connected via two waveguides 11 with an in the gas purging hood 13 and an antenna 10 arranged in the molding tool or core box 8, so that the foundry mold or the core 2 heats accordingly and quickly and strongly the time for expelling the solution and / or crystal water can be reduced.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher als Heizvorrichtung an oder in dem Formwerkzeug, in diesem Falle in dem Kernkasten 8 Infrarotstrahler 15 vorgesehen sind, die als Alternative zu dem erhitzen mittels Mikrowelle oder ggf. sogar auch zusätzlich dazu vorgesehen sein können, wenn beispielsweise in der Gasspülhaube zusätzlich noch eine Antenne 10 gem. Fig. 2 vorgesehen wäre. In den Fig. 6 bis 9 sind wiederum abgewandelte Ausführungs- formen dargestellt, bei welchen als Heizvorrichtung eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen ist, bei der der elektrisch leitende Kern 2 den elektrischen Widerstand bildet. Das zum Entnehmen eines Kerns 2 wiederum aus zwei (Fig. 6, 7 und 9) oder drei (Fig. 8) Teilen zusammengesetzte Kernwerkzeug 8 ist dabei wenigstens teilweise oder zweckmäßigerweise vollständig elektrisch leitend, indem es beispielsweise aus Aluminium oder Gusseisen oder Stahl besteht. An ihren Berühr- stellen sind die Teile 8a und 8b gegeneinander isoliert und diese Isolierung 16 ist in den Fig. 6 bis 9 schematisiert dargestellt .Fig. 5 shows a modified embodiment in which infrared heaters 15 are provided as a heating device on or in the mold, in this case in the core box 8, which can be provided as an alternative to heating by means of a microwave or possibly even additionally if for example in the gas purging hood additionally an antenna 10 acc. Fig. 2 would be provided. 6 to 9 again show modified embodiments in which an electrical resistance heater is provided as the heating device, in which the electrically conductive core 2 forms the electrical resistance. That for removing a core 2 in turn from two (FIGS. 6, 7 and 9) or three (FIG. 8) parts assembled core tool 8 is at least partially or expediently completely electrically conductive, for example, made of aluminum or cast iron or steel. The parts 8a and 8b are insulated from one another at their contact points and this insulation 16 is shown schematically in FIGS. 6 to 9.
Ferner erkennt man, dass die Teile 8a und 8b der Werkzeuge beziehungsweise des Kernkastens 8 jeweils einen elektrischen Anschluss 17 zum Anlegen einer elektrischen Spannung für die Widerstands-Heizeinrichtung aufweisen.It can also be seen that the parts 8a and 8b of the tools or of the core box 8 each have an electrical connection 17 for applying an electrical voltage for the resistance heating device.
Kernkastenoberteil 8a und Kernkastenunterteil 8b, also die Teile des Kernwerkzeugs 8 gehören also zu der Widerstandsheizung, bei denen der Kern 2 den eigentlichen Widerstand bildet .Core box upper part 8a and core box lower part 8b, that is to say the parts of the core tool 8 thus belong to the resistance heater in which the core 2 forms the actual resistance.
In üblicher Weise hat diese Widerstandsheizeinrichtung eine Spannungsquelle 19, die im vorliegenden Fall durch ein Drehstromnetz 20 zu einem Frequenzwandler zur Erhöhung der Frequenz und/oder einem Impulsformer 21 zur Bildung von einer impulsförmigen Spannung führen.In a conventional manner, this resistance heating device has a voltage source 19, which in the present case leads through a three-phase network 20 to a frequency converter for increasing the frequency and / or a pulse shaper 21 to form a pulsed voltage.
Diese Widerstands-Heizeinrichtung weist außerdem einen Transformator 22 zum Erhöhen der Spannung auf, von welchem Zuleitungen 23 zu den Anschlüssen 17 an den Teilen 8a und 8b des Kernwerkzeugs 8 führen. Wird die Spannung eingeschaltet, wirkt der feuchte Kern 2 innerhalb des Werkzeugs 8 als entsprechender Widerstand beziehungsweise als Impedanz, so dass Strom zum Trocknen des Kerns fließt. Die Höhe der Spannung kann nach der Dicke des Kerns 2 gewählt sein. Dabei wird eine sehr intensive und effektive Trocknung erreicht, weil die Teile 8a und 8b als an dem Kern anliegende und ihn kontaktierende Elektroden wirken, an die die elektrische Spannung angelegt wird, wobei diese „Elektroden" 8a und 8b durch die Isolierung 16 zur Vermeidung eines Kurzschlusses von einander getrennt sind.This resistance heating device also has a transformer 22 for increasing the voltage, from which leads 23 lead to the connections 17 on the parts 8a and 8b of the core tool 8. If the voltage is switched on, the moist core 2 acts within the tool 8 as a corresponding resistance or as an impedance, so that current flows to dry the core. The level of the tension can be chosen according to the thickness of the core 2. A very intensive and effective drying is achieved because the parts 8a and 8b as electrodes which are in contact with and contact the core, to which the electrical voltage is applied, these “electrodes” 8a and 8b being separated from one another by the insulation 16 in order to avoid a short circuit.
Die elektrische Spannung kann zweckmäßigerweise eine sinusförmige oder impulsförmige, insbesondere rechteckförmige Spannung sein, wobei eine Wechselspannung hoher Frequenz von über 1000 Hz, beispielsweise von 3000 Hz oder auch mehr be- sonders effektiv ist. Auch die Spannung kann dabei geregelt werden und größer als 1000 V gewählt werden. Durch Veränderung der Pulsbreite der elektrischen Spannung kann der Leistungseintrag gesteuert oder geregelt und an die Form und Größe eines Kerns 2 - und im Falle der Herstellung einer Form in einem Formwerkzeug an die Form - angepasst werden.The electrical voltage can expediently be a sinusoidal or pulse-shaped, in particular rectangular, voltage, an alternating voltage of high frequency of more than 1000 Hz, for example 3000 Hz or more, being particularly effective. The voltage can also be regulated and selected greater than 1000 V. By changing the pulse width of the electrical voltage, the power input can be controlled or regulated and adapted to the shape and size of a core 2 - and in the case of producing a shape in a mold to the shape.
Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 zwei Teile 8a und 8b den Kernkasten 8 bilden und jeweils einen elektrischen Anschluss 17 haben, zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 an dem Kernkastenunterteil 8b vier derartige elektrische Anschlüsse 17, die parallel geschaltet sind, wobei zwischen diesen Anschlüssen 17 und der Spannungsquelle 19 Schalter 24 zum Wechsel- oder wahlweisen Anlegen einer Spannung an die verschiedenen elektrischen Anschlüsse 17 vorgesehen sind, wobei wechselweise ein Schalter 24 geschlossen und die übrigen geöffnet sind. Dadurch kann eine Polarisierung an einer Anschlussstelle des Kernkastenunterteils 8b vermieden und eine möglichst gleichmäßige Erhitzung des Kerns 2 erreicht werden. Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Kernwerkzeug 8 aus mehr als zwei Teilen besteht, wobei das Kernkastenoberteil 8a seinerseits in zwei Teile unterteilt ist, welche Teile durch eine Isolierung 25 elektrisch voneinander getrennt sind. Damit können entsprechend komplizierte Kerne 2 hergestellt werden.While two parts 8a and 8b form the core box 8 in the embodiment according to FIG. 6 and each have an electrical connection 17, the embodiment according to FIG. 7 shows four such electrical connections 17 on the core box lower part 8b, which are connected in parallel, between these connections 17 and the voltage source 19 switches 24 are provided for alternating or optional application of a voltage to the various electrical connections 17, alternately one switch 24 being closed and the others being open. As a result, polarization at a connection point of the core box lower part 8b can be avoided and the core 2 can be heated as uniformly as possible. FIG. 8 shows an embodiment in which the core tool 8 consists of more than two parts, the core box upper part 8a in turn being divided into two parts, which parts are electrically separated from one another by insulation 25 are. Correspondingly complicated cores 2 can thus be produced.
Fig. 8 zeigt, dass jedes dieser drei Teile einen elektrischen Anschluss 17 und eine elektrische Zuleitung 23 hat, die zunächst aus zwei parallelen Strängen 23a und 23b besteht, in welchen Schalter 26 angeordnet sind. Diese parallelgeschalteten Stränge 23b erlauben es, taktweise immer zwei Teile 8a oder 8b eines derartigen mehrfachunterteilten Werkzeugs 8 an die Spannungsquelle 19 anzuschließen, indem die Schalter 26 getaktet geöffnet und geschlossen werden. Taktweise sind also immer nur zwei Teile des Kernkastens 8 unter Strom, um den darin befindlichen Kern 2 als Widerstand zu benutzen und zu erhitzen.8 shows that each of these three parts has an electrical connection 17 and an electrical feed line 23, which initially consists of two parallel strands 23a and 23b, in which switches 26 are arranged. These parallel-connected strands 23b allow two parts 8a or 8b of such a multi-divided tool 8 to be connected to the voltage source 19 in cycles, by opening and closing the switches 26 in a clocked manner. At intervals, therefore, only two parts of the core box 8 are always live in order to use and heat the core 2 located therein as a resistor.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9, die im wesentlichen der gemäß Fig. 6 entspricht, ist dargestellt, dass die Reihenfolge der Anordnung des Impulsformers 21 und des Transformators 22 auch derart vertauscht sein kann, dass zuerst der Spannungs- transformator 22 und dann der Impulsformer 21 hintereinander vorgesehen sind.In the embodiment according to FIG. 9, which essentially corresponds to that according to FIG. 6, it is shown that the order of arrangement of the pulse shaper 21 and the transformer 22 can also be interchanged such that first the voltage transformer 22 and then the pulse shaper 21 are provided in a row.
Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 6 bis 9 ist wie in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis 5 eine Gasspülhaube 13 mit einer Zuführöffnung 14 vorgesehen, mit welcher beispielsweise Heißluft zum Austreiben des erhitzten Wassers beziehungsweise Wasserdampfs eingeleitet werden kann, der durch das Erhitzen mit Hilfe der elektrischen Spannung in Gebrauchsstellung entsteht. Für den Gasspülvorgang ist die Gasspülhaube 13 analog den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen zustellbar. Zum Austreiben des verdampften Wassers kann über die Zufuhröffnung 14 ein gasförmiges Medium, beispielsweise Stickstoff und/oder Kohlendioxyd und/oder Luft, bevorzugt Heißluft oder heißes Gas zugeführt werden. Somit kann das Austreiben des ver- dampften Wassers am besten mittels Überdruck erfolgen.In the embodiments according to FIGS. 6 to 9, as in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 5, a gas purging hood 13 is provided with a feed opening 14, with which, for example, hot air can be introduced to expel the heated water or water vapor, which is produced by heating with the help the electrical voltage arises in the position of use. For the gas purging process, the gas purging hood 13 can be delivered analogously to the previously described exemplary embodiments. To drive off the evaporated water, a gaseous medium, for example nitrogen and / or carbon dioxide and / or air, preferably hot air or hot gas, can be supplied via the feed opening 14. The best way to expel the evaporated water is to use positive pressure.
Die Mischung 3 enthält, wie schon erwähnt, als Binder in Wasser gelöstes Magnesiumsulfat ohne und/oder mit einem oder ggf. auch mehreren Kristallwassern. Beispielsweise kann Magnesiumsulfat ohne, mit einem Kristallwasser und Magnesiumsulfat mit mehreren Kristallwassern gemeinsam und/oder auch mit einem Hydrokolloid gemischt als Binder verwendet werden. Dabei ist es besonders günstig, wenn ausschließlich Magnesiumsulfat oder Magnesiumsulfat mit Hydrokolloid benutzt werden, weil Magnesiumsulfat mit Kristallwasser gut in Wasser dispergiert und/oder gelöst und als Binder mit Gießereisand vermischt, später aber auch wieder gut aus einem gegossenen Werkstück mit Hilfe von Wasser herausgelöst werden kann.The mixture 3 contains, as already mentioned, magnesium sulfate dissolved in water as a binder without and / or with one or possibly also several crystal waters. For example, magnesium sulfate without, with one crystal water and magnesium sulfate with several crystal waters together and / or also mixed with a hydrocolloid can be used as a binder. It is particularly advantageous if only magnesium sulfate or magnesium sulfate with hydrocolloid is used, because magnesium sulfate is well dispersed and / or dissolved in water with crystal water and mixed as a binder with foundry sand, but later it can also be dissolved out of a cast workpiece with the help of water can.
Ein Beispiel einer zweckmäßigen Mischung aus Gießereisand und dispergiertem oder gelöstem Binder kann vorsehen, daß etwa 100 Gewichtsteile Gießereisand mit etwa 3 Gewichtsteilen bis etwa 20 Gewichtsteilen gelöstem, vor allem aus Magnesiumsulfat in gelöster Form bestehenden Binder vermischt werden.An example of a suitable mixture of foundry sand and dispersed or dissolved binder can provide that about 100 parts by weight of foundry sand are mixed with about 3 parts by weight to about 20 parts by weight of dissolved binder, consisting primarily of magnesium sulfate in dissolved form.
Dabei können etwa 100 Gewichtsteile Sand bevorzugt mit etwa 5 bis 10 Gewichtsteilen Binder in dispergierter oder gelöster Form vermischt werden. Entsprechend wenig Wasser muß durch Erhitzen und mit einem Gas aus dem Kernkasten 8 ausgetrieben werden und entsprechend schnell kann das Verfahren durchgeführt werden. Zur Herstellung von Formen oder Kernen 2 für Gießereizwecke wird eine Mischung 3 aus Gießereisand und Binder hergestellt und in ein Form- oder Kernwerkzeug 8 eingebracht, beispielsweise in einer Kernschießmaschine eingeschossen. Dabei wird ein bekannter Binder oder Magnesiumsulfat ohne und/oder mit wenigstens einem oder auch mehreren Kristallwassern in Wasser dispergiert oder gelöst als Binder verwendet und mit dem Gießereisand vermischt und in das Formwerkzeug bzw. den Kernkasten 8 eingebracht oder eingeschossen. Zum Aushärten wird dann das Wasser und ein Teil von Kristallwasser durch Erhitzen verdampft und mittels eines gasförmigen Mediums ausgetrieben, was sehr schnell durchführbar ist. Nach dem Gießen kann ein derartiger Kern oder eine derartige aus Gießereisand bestehende Form mittels Wasser sehr schnell aus dem Werkstück gelöst und ausge- schwemmt werden, da das Magnesiumsulfat seine Fähigkeit, in Lösung zu gehen, behält.About 100 parts by weight of sand can preferably be mixed with about 5 to 10 parts by weight of binder in dispersed or dissolved form. Correspondingly little water has to be expelled from the core box 8 by heating and with a gas and the process can be carried out correspondingly quickly. To produce molds or cores 2 for foundry purposes, a mixture 3 of foundry sand and binder is produced and introduced into a mold or core tool 8, for example shot in a core shooter. In this case, a known binder or magnesium sulfate without and / or with at least one or more crystal waters is dispersed or dissolved in water as a binder and mixed with the foundry sand and introduced or shot into the mold or core box 8. For hardening, the water and some of the water of crystallization are then evaporated by heating and expelled using a gaseous medium, which can be carried out very quickly. After casting, such a core or such a mold consisting of foundry sand can be very quickly detached from the workpiece and washed out by means of water, since the magnesium sulfate retains its ability to dissolve.
Ansprüche Expectations

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Herstellung von Formen oder Kernen (2) für Gießereizwecke aus einer Mischung (3) aus Gießereisand und Binder, wobei der Gießereisand und der Binder vermischt und in ein Form- oder Kernwerkzeug (8) eingebracht werden und der Binder danach aushärtet und der Form oder dem Kern (2) die erforderliche Festigkeit verleiht, dadurch gekennzeichnet, daß Magnesiumsulfat, in Wasser dispergiert und/oder gelöst und als Binder mit dem Gießereisand vermischt und danach in das Form- oder Kernwerkzeug (8) eingebracht oder eingeschossen wird und daß dann innerhalb des Form- oder Kernwerkzeuges das Wasser erhitzt und wenigstens teilweise verdampft und aus dem Form- oder Kern- Werkzeug (8) ausgetrieben wird.1. A method for producing molds or cores (2) for foundry purposes from a mixture (3) of foundry sand and binder, wherein the foundry sand and the binder are mixed and introduced into a mold or core tool (8) and the binder then cures and gives the mold or core (2) the required strength, characterized in that magnesium sulfate, dispersed and / or dissolved in water and mixed as a binder with the foundry sand and then introduced or shot into the mold or core tool (8) and that then the water is heated within the mold or core tool and at least partially evaporated and expelled from the mold or core tool (8).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (3) aus Gießereisand und einer Dispersion und/oder Lösung von Magnesiumsulfat in Wasser innerhalb des Form- oder Kernwerkzeuges (8) mittels Mikrowelle und/oder Infrarotstrahler erhitzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture (3) of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water within the mold or core tool (8) is heated by means of a microwave and / or infrared radiator.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Gießereisand und einer Dispersion und/oder Lösung von Magnesiumsulfat in Wasser innerhalb des Form- oder Kernwerkzeuges (8) durch Anlegen einer elektrischen Spannung, an die wenigstens teilweise elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Teile der trennbaren Form- oder Kernwerkzeuge (8) erhitzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water within the mold or core tool (8) by applying an electrical voltage to the at least partially electrically conductive, isolated from each other Parts of the separable mold or core tools (8) is heated.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der/die aus einer Mischung aus Gießereisand und einer Dispersion und/oder Lösung von Magnesiumsulfat in Wasser bestehende, elektrisch leitende Kern/Form als elektrischer Widerstand einer Widerstandsheizung verwendet wird und über eine daran angelegte, elektrische Spannung und den dadurch fließenden Strom erhitzt wird.4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the / of a mixture of foundry sand and a dispersion and / or solution of magnesium sulfate in water existing, electrically conductive core / form is used as the electrical resistance of a resistance heater and is heated via an electrical voltage applied to it and the current flowing through it.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung an den Kern/Form kontaktierende Elektroden angelegt wird und dass dazu vorzugsweise die wenigstens teilweise elektrisch leitenden, ge- geneinander isolierten Teile (8a, 8b) der trennbaren Formoder Kernwerkzeuge (8) verwendet werden.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the electrical voltage is applied to the core / mold contacting electrodes and that preferably the at least partially electrically conductive, mutually insulated parts (8a, 8b) of the separable mold or core tools ( 8) can be used.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Spannung eine Wechsel- Spannung angelegt wird.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that an AC voltage is applied as the electrical voltage.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Spannung eine impuls- förmige, insbesondere rechteckförmige Spannung angelegt wird.7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that a pulse-shaped, in particular rectangular voltage is applied as the electrical voltage.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine WechselSpannung hoher Frequenz von über 1000 Hz, beispielsweise 3000 Hz oder mehr gewählt wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that an alternating voltage of high frequency of over 1000 Hz, for example 3000 Hz or more is selected.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung regelbar ist und insbesondere größer als 1000 V oder größer als 1500 V gewählt wird.9. The method according to any one of claims 3 to 8, characterized in that the voltage is adjustable and in particular greater than 1000 V or greater than 1500 V is selected.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungseintrag durch Veränderung der Pulsbreite der elektrischen Spannung gesteuert oder geregelt wird.10. The method according to any one of claims 3 to 9, characterized in that the performance input by change the pulse width of the electrical voltage is controlled or regulated.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Erhitzung verdampfte Wasser mittels eines gasförmigen Mediums wie Stickstoff und/oder Kohlendioxyd und/oder Luft aus dem Werkzeug (8) ausgetrieben wird, wobei dieses zum Austreiben dienende gasförmige Medium mit Druck oder durch Absaugen und Unter- druck durch das Werkzeug und damit durch die gebildete Gießereiform oder durch den Kern transportiert wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the water evaporated by heating is expelled from the tool (8) by means of a gaseous medium such as nitrogen and / or carbon dioxide and / or air, this serving for expelling gaseous medium is transported with pressure or by suction and vacuum through the tool and thus through the foundry mold or through the core.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Erhitzung in dem Werkzeug (8) erzeugte Wasserdampf mit heißem Gas ausgetrieben wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the water vapor generated by the heating in the tool (8) is expelled with hot gas.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Magnesiumsulfat ohne oder mit wenigstens einem Kristallwasser in Mischung mit Magnesiumsulfat mit mehreren Kristallwassern, gegebenenfalls mit bis zu sieben Kristallwassern, in Wasser dispergiert und/oder gelöst und als Binder mit dem Gießereisand vermischt wird und daß das Wasser und ein Teil des Kristallwassers durch Erhitzen verdampft und dann ausgetrieben werden.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that magnesium sulfate dispersed and / or dissolved in water without or with at least one crystal water in a mixture with magnesium sulfate with a plurality of crystal waters, optionally with up to seven crystal waters, and as a binder with the foundry sand is mixed and that the water and part of the crystal water are evaporated by heating and then driven off.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine hoch oder höher konzentrierte Dispersion oder Lösung von Magnesiumsulfat ohne oder mit wenigstens einem Kristallwasser mit Hydrokolloid gemischt und diese Mischung (3) als Binder verwendet wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that a highly or highly concentrated dispersion or solution of magnesium sulfate is mixed with or without at least one water of crystallization with hydrocolloid and this mixture (3) is used as a binder.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit der für eine bestimmte Menge an Gießereisand vorgegebenen Lösungswassermenge mehr Magnesiumsulfat mit Kristallwasser vermischt wird, als für eine gesättigte Lösung benötigt wird, und daß ein Teil des Magnesiumsulfats in der Lösung dispergiert und als Dispersion mit dem Gießereisand vermischt wird.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that with the for a certain amount Foundry sand given the amount of solution water more magnesium sulfate is mixed with water of crystallization than is required for a saturated solution, and that part of the magnesium sulfate is dispersed in the solution and mixed as a dispersion with the foundry sand.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießereisand mit dem dispergierten oder gelösten Binder in einem Gewichtsverhältnis von 97:3 bis etwa 80:20 vermischt wird.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the foundry sand is mixed with the dispersed or dissolved binder in a weight ratio of 97: 3 to about 80:20.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 100 Gewichtsteile Gießereisand mit etwa 3 Gewichtsteilen bis etwa 20 Gewichtsteilen disper- giertem oder gelöstem Binder vermischt werden.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that about 100 parts by weight of foundry sand are mixed with about 3 parts by weight to about 20 parts by weight of dispersed or dissolved binder.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit etwa 100 Gewichtsteilen Sand etwa 5 bis 10 Gewichtsteile Binder in dispergierter oder gelöster Form vermischt werden.18. The method according to claim 17, characterized in that about 5 to 10 parts by weight of binder in dispersed or dissolved form are mixed with about 100 parts by weight of sand.
19. Vorrichtung (1) zum Herstellen von Gießereiformen oder Kernen (2) mit wenigstens einer Heizvorrichtung zum Aushärten, wobei die Vorrichtung (1) zum Herstellen von Gieß- ereiformen eine Formmaschine und die Vorrichtung zum Herstellen von Kernen eine Kernschießmaschine ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Formmaschine oder an der Kernschießmaschine (1) als Heizvorrichtung wenigstens ein Mikrowellengenerator (9) installiert ist und daß im Bereich des Formwerkzeugs (8) für die Gießereiform oder für den Kern wenigstens eine Mikrowellenantenne (10) angeordnet ist, die mit dem Mikrowellengenerator (9) über einen Hohlleiter (11) kuppelbar oder gekuppelt ist. 19. Device (1) for producing foundry molds or cores (2) with at least one heating device for curing, the device (1) for producing foundry molds being a molding machine and the device for producing cores being a core shooter, characterized in that that at least one microwave generator (9) is installed as a heating device on the molding machine or on the core shooter (1) and that at least one microwave antenna (10) is arranged in the area of the molding tool (8) for the foundry mold or for the core, which is connected to the microwave generator (9) can be coupled or coupled via a waveguide (11).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Einstellen der Vorrichtung (1) auf einen Gasspülvorgang zum Austreiben von Gasen oder Wasserdampf der Mikrowellengenerator (9) über den Hohlleiter (11) gleich- zeitig mit der Antenne (10) kuppelbar ist.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the microwave generator (9) via the waveguide (11) can be coupled to the antenna (10) at the same time by setting the device (1) to a gas purging process for expelling gases or water vapor ,
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbewegung auf den Gasspülvorgang automatisch die Kupplung des Mikrowellengenerators (9) mit der Mikrowellenantenne (10) bewirkt.21. The apparatus according to claim 19 or 20, characterized in that the adjusting movement to the gas purging process automatically causes the coupling of the microwave generator (9) with the microwave antenna (10).
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf des Hohlleiters (11) trennbar ist und an der Trennstelle eine Kupplung (12) aufweist und dass der antennenseitige Teil des Hohlleiters (11) wahlweise an der Gasspülhaube ( 3) oder im Formwerkzeug (8) angeordnet oder angeschlossen ist.22. Device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the course of the waveguide (11) is separable and has a coupling (12) at the separation point and that the antenna-side part of the waveguide (11) optionally on the gas purging hood (3rd ) or is arranged or connected in the mold (8).
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrowellengenerator (9) über einen verzweigten Hohlleiter (11) oder über zwei Hohlleiter (11) mit einer in der Gasspülhaube (3) und mit einer in dem Formwerkzeug (8) angeordneten Antenne (10) kuppelbar oder verbunden ist.23. Device according to one of claims 19 to 22, characterized in that the microwave generator (9) via a branched waveguide (11) or via two waveguides (11) with one in the gas purging hood (3) and with one in the mold (8 ) arranged antenna (10) can be coupled or connected.
24. Vorrichtung zum Herstellen von Gießereiformen oder Kernen24. Device for producing foundry molds or cores
(2) mit wenigstens einer Heizvorrichtung zum Aushärten, wobei die Vorrichtung zum Herstellen von Gießereiformen eine Formmaschine und die Vorrichtung zum Herstellen von Kernen eine Kernschießmaschine ist, in welche Maschine ein Form- oder Kernwerkzeug (8) einsetzbar oder eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizvorrichtung eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen ist, bei der der elektrisch leitende Kern (2) oder die Form den elektrischer Widerstand bildet und dass das zum Entnehmen einer Form oder eines Kerns (2) aus mehreren Teilen (8a, 8b) zusammengesetzten Form- oder Kernwerkzeug (8) wenigstens teilweise elektrisch leitend und an ihren Berührstellen isoliert ist und dass die Teile (8a, 8b) des Werkzeugs (8) jeweils wenigstens einen elektrischen Anschluss (17) zum Anlegen einer elektrischen Spannung für die Widerstands-Heizeinrichtung aufweisen.(2) with at least one heating device for curing, the device for producing foundry molds being a molding machine and the device for producing cores being a core shooting machine, in which machine a molding or core tool (8) can be inserted or inserted, characterized in that an electrical resistance heater is provided as a heating device, in which the electrically conductive core (2) or the mold forms the electrical resistance and that the mold or core tool (8) composed of several parts (8a, 8b) for removing a mold or a core (2) is at least partially electrically conductive and at its contact points is insulated and that the parts (8a, 8b) of the tool (8) each have at least one electrical connection (17) for applying an electrical voltage for the resistance heating device.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24 dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstands-Heizeinrichtung eine Spannungsquelle (19) mit einem Frequenzwandler zur Erhöhung der Frequenz und/oder einen Impulsformer (21) zur Bildung von einer impulsförmigen Spannung aufweist.25. The device according to claim 24, characterized in that the resistance heating device has a voltage source (19) with a frequency converter for increasing the frequency and / or a pulse shaper (21) for forming a pulsed voltage.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25 dass die Widerstands-Heizeinrichtung eine Spannungsquelle und einen Transformator (22) zum Erhöhen der Spannung aufweist, die über Zuleitungen mit den Anschlüssen (17) an den Teilen (8a, 8b) des Form- oder Kernwerkzeugs (8) verbunden sind.26. Device according to one of claims 24 or 25, that the resistance heating device has a voltage source and a transformer (22) for increasing the voltage, which leads via lines with the connections (17) to the parts (8a, 8b) of the form or Core tool (8) are connected.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil (8b) des Form- oder Kernwerkzeugs (8) mehrere elektrische Anschlüsse (17) aufweist und dass zwischen diesen Anschlüssen (17) und der Spannungsquelle (19) Schalter (24) zum Wechsel- oder wahlweisen Anlegen einer Spannung an die elektrischen Anschlüsse vorgesehen sind, so dass wechselweise ein Schalter (24) geschlossen und die übrigen geöffnet sind.27. Device according to one of claims 24 to 26, characterized in that at least part (8b) of the mold or core tool (8) has a plurality of electrical connections (17) and that between these connections (17) and the voltage source (19) switches (24) are provided for alternating or optional application of a voltage to the electrical connections, so that alternately a switch (24) is closed and the rest are open.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27 dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Form- oder Kernwerkzeug (8) aus mehr als zwei Teilen (8a, 8b) jedes Teil einen elektrischen Anschluss (17) und elektrische Zuleitungen hat und taktweise immer zwei Teile eines derartigen Werkzeugs an die Spannungsquelle (19) angeschlossen sind.28. Device according to one of claims 24 to 27, characterized in that in the case of a molding or core tool (8) from more than two parts (8a, 8b), each part has an electrical connection (17) and electrical feed lines and two parts of such a tool are always connected to the voltage source (19) in cycles.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei die Gießereiform oder der Kern aus einer Mischung aus Gießereisand und einem Bindemittel herstellbar ist, welches ein dispergiertes oder gelöstes Magnesiumsulfat ist, da- durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) auf den Gas- spülvorgang zum Austreiben des beim Heizen und Erhitzen entstehenden Wasserdampfs einstellbar ist.29. Device according to one of claims 19 to 28, wherein the foundry mold or the core can be produced from a mixture of foundry sand and a binder which is a dispersed or dissolved magnesium sulfate, characterized in that the device (1) on the gas - Flushing process for expelling the water vapor generated during heating and heating is adjustable.
Zusammenfassung Summary
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