EP1444063B1 - Verfahren und formschiessmaschine zum herstellen von formteilen, wie giesskernen, für giessformen zum vergiessen von metallschmelze - Google Patents

Verfahren und formschiessmaschine zum herstellen von formteilen, wie giesskernen, für giessformen zum vergiessen von metallschmelze Download PDF

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EP1444063B1
EP1444063B1 EP02777041A EP02777041A EP1444063B1 EP 1444063 B1 EP1444063 B1 EP 1444063B1 EP 02777041 A EP02777041 A EP 02777041A EP 02777041 A EP02777041 A EP 02777041A EP 1444063 B1 EP1444063 B1 EP 1444063B1
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EP
European Patent Office
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mould
filling elements
casting
mould tool
filling
Prior art date
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EP02777041A
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EP1444063A1 (de
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Bernhard Stauder
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Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Original Assignee
Hydro Aluminium Deutschland GmbH
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    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
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    • B22C15/24—Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles
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    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • B22C9/123—Gas-hardening

Definitions

  • the invention relates to a method and a molding shooting machine for producing molded parts, such as casting cores, for casting molds for casting molten metal.
  • a molding material which is usually bound to synthetic resin is filled into the cavity of a molding tool which determines the final shape of the casting core molding to be produced.
  • the mold has a sufficient for a uniform filling of the cavity number of weft openings, via which the filling is done with molding material.
  • a "weft nozzle” is introduced, via which then the molding material is injected.
  • the firing nozzles are usually carried together by a height-adjustable "shooting head plate", which ensures a retraction and extension of the core box in the firing position.
  • the supply of the guns takes place in the known devices usually via a so-called “shooting hood", which covers the shooting head plate on its side facing away from the mold side and with molding material is filled.
  • a gas usually air, uniformly pressurized via a shooting cylinder, so that it is driven via the firing nozzles in the mold.
  • the curing can be initiated by the use of suitable binders by supplying heat.
  • suitable binders by supplying heat.
  • suitable form-shooting machines are equipped for producing mold cores with heaters for heating the mold.
  • the curing of the molding material is effected in this case by the heat supply in the mold.
  • a molding material is prepared by mixing an inorganic refractory molding sand with a water glass based inorganic binder. This molding material is then filled in a tempered, exposed to a vacuum mold during filling. The temperature / residence time of the molding material after closing the mold is adjusted so that forms a dimensionally stable and viable edge shell on the core molding. If the core molding has reached this state, the mold is opened and the core molding is removed. Immediately thereafter, the core molding is subjected to complete drying under the action of microwaves. The molding material formed by the mixture filled in the mold is thus removed by physical means moisture. As a result, through this dehumidifying process still in the mold a solidification of the core molding is achieved, which allows at least its handling in the further processing steps.
  • a method and an apparatus for producing cores from a molding material which is mixed from a molding sand and a curable, synthetic resin.
  • This molding material is filled from a firing pot via filling nozzles into a core box which depicts the core to be produced.
  • the filling device is moved to a standstill position.
  • the nozzles are immersed in a foam provided in a special box, which is impregnated with a silicone-based emulsion. In this way, a bonding of the molding material in the nozzle itself can indeed be prevented.
  • the danger remains that it comes to the curing of molding material in the gunner.
  • the resulting mold lumps can also clog the guns.
  • the object of the invention is to provide a method and a device with which moldings for casting molds can be produced reliably and with reduced susceptibility to failure from a molding material containing an inorganic binder.
  • the mold is additionally reciprocable between a filling and a removal station.
  • the components which are heated by the heat radiated by the mold to a temperature at which the unwanted premature and, as a result, disturbing curing of the molding material could be used are deliberately kept moist.
  • the components which are particularly affected by the heating are typically the shooting nozzles or the shooting hood required for supplying the shooting nozzles with the shooting plate or other molding material-carrying supply channels connected to them.
  • the moistening of the heat released by the heat emitted by the mold and consequently endangered with respect to the solidification of molding material components according to the invention is characterized in that at least one of the filling is at least temporarily exposed to a humid atmosphere during the curing time.
  • This embodiment of the invention is particularly suitable for avoiding the hardening of molding material in the firing hood, if in the hood targeted a humid atmosphere is maintained.
  • the moisture content of preferably by air As a carrier gas atmosphere formed can be easily adapted to the particular circumstances.
  • Another embodiment of the invention which is particularly easy to implement and nevertheless effective, is characterized in that at least one of the co-heated filling elements is brought into contact with a moisture carrier at least temporarily during the curing time.
  • This moisture carrier may be an absorbent material impregnated with liquid, in particular water, such as a sponge or a cloth. Practical experiments have shown that, when such a moisture carrier is docked to the waiting in the weft nozzles, the solidification of mold material contained in the nozzles can be safely avoided.
  • a hot gas preferably heated air
  • a hot gas stream is passed through the mold during the time required for the molding to harden in addition to the heat introduced via the tool itself. That way on the one hand, the gases produced in the course of curing removed from the mold.
  • additional heat is introduced into the molded part. In this case, this heat does not penetrate slowly over the peripheral shell of the molded part in its interior, but is actively transported by the gas flow in the interior of the core of the molding.
  • Moldings obtained in compliance with this variant of the procedure according to the invention therefore have a particularly high, homogeneously distributed strength even when they are removed from the mold. At the same time can be achieved in this way, for example, in the production of casting cores cycle times that are not higher than the times required for the production of corresponding cores from organic binders, in particular synthetic resins containing molding materials.
  • the form-casting machine 1 for producing casting cores K according to the "hot-box method” has a mixer 3.
  • a molding material F is mixed from an inorganic refractory molding sand and a water glass-based binder.
  • This molding material F is placed in a hopper 4 arranged below the mixer 3, from which it is passed into a shooting cylinder 5 positioned below the filling hopper 4.
  • the shooting cylinder 5 shoots the filler F in a connected to him, starting from the shooting cylinder 5 in its width and depth widening down shooting hood 6, which is closed at its bottom by a shooting head plate 7.
  • the weft nozzles 8 extending in the direction of the upper box 9 of a forming tool 10 are arranged corresponding to the weft holes 11 formed in the upper box 9.
  • the weft holes 11 open into a cavity 12 which is formed by corresponding, molded into the upper box 9 and the lower box 13 of the mold 10 recesses.
  • Other elements not shown here may be part of the molding machine 1.
  • vent openings 14 are formed, on the escape of the filled mold material F escapes during filling of the cavity 12. If necessary corresponding, not shown vents introduced into the upper box.
  • a heater 15 By means of a heater 15, the upper box 9 and the lower box 13 of the mold 10 can be controlled heated.
  • adjusting means are provided to drive the core box with the shot holes 11 to the firing nozzles 8 in a firing position in which they sit in the shot holes 11 of the mold 10. With the firing nozzles 8, the firing head plate 7, the firing cap 6, the firing cylinder 5 and the funnel 4 firmly connected to them are brought together ( Fig. 1 ).
  • the molding machine 1 After the injection of the molding material F into the mold 10, the molding machine 1 is moved into the waiting position, in which the tips of the nozzles 9 are arranged at a distance above the mold 10 ( Fig. 2 ).
  • This waiting position keep the shot nozzles 8 until the molding material F contained in the cavity 12 of the molding tool 10 has hardened to the casting core K due to the dehumidification that occurs as a result of the heating of the molding material F in the molding tool 10. If no air flow L is passed through the forming tool 10 through overpressure or underpressure to improve the hardening process, then the gases produced in the course of hardening escape automatically via the shot holes 11 and the vent openings 14 out of the molding tool 10.
  • a humidifying device 16 is connected, can be passed through the humid air into the interior of the firing hood 6.
  • Sponge 17 is mounted on a plate 18 which can be driven with the weft nozzles 8 in the waiting under the firing nozzles 8 and raised so that the sponge 17 presses against the firing nozzles 8 and at least completely surrounds their lower, the nozzle opening portion.
  • the nozzles 8 are each associated with a nozzle 19 via which moist air supplied by the moistening device 16 when the firing nozzles 8 are in the waiting position is blown onto the firing nozzles 8.
  • the moisture content of the introduced in the waiting position in the firing hood 6 and blown against the firing nozzles 8 moist air is adjusted so that there is no dehydration of the molding material. In this way, it is reliably prevented that the molding sand F still contained in the firing hood 6 and the firing nozzles 8 solidifies as a result of the heating and the dehydration, which causes the respective components due to the radiant heat W emitted by the hot mold 10 during both Filling process ( Fig. 1 ) as well as in the longer waiting position ( Fig. 2 ) are exposed.
  • a device 20 which has an air supply connection 21 and suction connection 22.
  • the air supply connection 21 of the device 20 with the shot holes 11 and the suction connection 22 of the device 20 with ventilation openings 14 of the molding tool 10 are coupled (FIG. Fig. 2 ).
  • a hot, dry air stream L is continuously fed into the mold 10 via the air supply connection 21.
  • This air stream L flows through the casting core K contained in the mold 10, which is hardened, and is drawn off via the vent openings 14 of the molding tool 10. In this way, the core interior is heated evenly, so that the moisture contained in the core K escapes faster overall.
  • the air stream L extracted via the suction connection 22 transports the gases produced during the heating of the casting core K in a targeted and rapid manner out of the mold 10.
  • the more homogeneous heat distribution in the casting core K achieved by the air flow L thus results in a shortened curing time with simultaneously improved strength of the casting core K.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Formschießmaschine zum Herstellen von Formteilen, wie Gießkernen, für Gießformen zum Vergießen von Metallschmelze.
  • Bei der konventionellen Herstellung von für das Vergießen von Leichtmetall-Schmelzen bestimmten Gießkernen wird ein in der Regel kunstharzgebundener Formstoff in den die Endform des zu erzeugenden Gießkern-Formteils bestimmenden Hohlraum eines Formwerkzeugs gefüllt. Das Formwerkzeug weist dabei eine für eine gleichmäßige Befüllung des Hohlraums ausreichende Anzahl von Schußöffnungen auf, über welche die Befüllung mit Formstoff erfolgt. In jede dieser Schußöffnungen wird zum Befüllen des Formwerkzeugs jeweils eine "Schußdüse" eingeführt, über die dann der Formstoff eingeschossen wird. Die Schußdüsen werden in der Regel gemeinsam von einer höhenverstellbaren "Schußkopfplatte" getragen, die ein Ein- und Ausfahren des Kernkastens in die Schießpositionsicherstellt.
  • Die Versorgung der Schußdüsen erfolgt bei den bekannten Vorrichtungen üblicherweise über eine sogenannte "Schußhaube", welche die Schußkopfplatte auf ihrer vom Formwerkzeug abgewandten Seite abdeckt und mit Formstoff gefüllt ist. Zum Einschießen des Formsands wird der in der Schußhaube enthaltene Formstoff schlagartig mit einem Gas, in der Regel Luft, über einen Schießzylinder gleichmäßig druckbeaufschlagt, so daß er über die Schußdüsen in das Formwerkzeug getrieben wird.
  • Um die erforderliche Endfestigkeit des zu erzeugenden Formteils herzustellen, besteht einerseits die Möglichkeit, durch Zugabe geeigneter Mittel eine chemische Reaktion katalytisch in dem Formstoff hervorzurufen. Bei diesem sogenannten "Cold-Box-Verfahren" wird ein infolge der chemischen Reaktion ausgehärtetes Formteil erhalten. Dieses kann allerdings so nicht mehr in den Kreislauf für die Formteilherstellung verwendeten Werkstoffe zurückgeführt werden.
  • Alternativ kann die Aushärtung bei Verwendung geeigneter Binder durch Wärmezufuhr eingeleitet werden. Zur Durchführung dieses sogenannten "Hot-Box-Verfahrens" sind bekannte Formschießmaschinen zum Herstellen von Formkernen mit Heizungen zum Erwärmen des Formwerkzeugs ausgestattet. Die Aushärtung des Formstoffs wird in diesem Fall durch die Wärmezufuhr im Formwerkzeug bewirkt.
  • Da die Verwendung von organischen Bindern zu Arbeitsplatz- und Umweltbelastungen führen kann, ist man bestrebt, die bisher für die Herstellung von Gießkernen verwendeten, organische Binder enthaltenden Formstoffe durch solche Formstoffe zu ersetzen, die durch anorganische Binder, wie z.B. wasserglasbasierte Binder, gebunden werden. Ein Verfahren, welches die Verwendung derart zusammengesetzter Formstoffe zur Herstellung von Kernformlingen ermöglicht, ist aus der EP 0 917 499 B1 bekannt.
  • Gemäß diesem bekannten Verfahren wird zunächst ein Formstoff durch Mischen eines anorganischen, feuerfesten Formsands mit einem anorganischen Bindemittel auf Wasserglasbasis hergestellt. Dieser Formstoff wird dann in ein temperiertes, während der Befüllung einem Unterdruck ausgesetztes Formwerkzeug gefüllt. Die Temperatur / Verweilzeit des Formstoffs nach dem Schließen des Formwerkzeugs wird dabei so eingestellt, daß sich an dem Kernformling eine formstabile und tragfähige Randschale ausbildet. Hat der Kernformling diesen Zustand erreicht, so wird das Formwerkzeug geöffnet und der Kernformling entnommen. Unmittelbar anschließend wird der Kernformling unter Einwirkung von Mikrowellen einer vollständigen Trocknung unterzogen. Dem durch die in das Formwerkzeug eingefüllte Mischung gebildeten Formstoff wird so auf physikalischem Wege Feuchtigkeit entzogen. Im Ergebnis wird durch diesen Entfeuchtungsvorgang noch im Formwerkzeug eine Verfestigung des Kernformlings erreicht, die mindestens sein Handling in den weiteren Bearbeitungsschritten ermöglicht.
  • In der Praxis zeigen sich bei der Durchführung des bekannten Verfahrens in herkömmlichen, mit einer Einrichtung für die Erwärmung des Formwerkzeugs ausgestatteten Vorrichtungen verschiedene Mängel. Diese äußern sich beispielsweise in einem unerwünschten vorzeitigen Aushärten der Formstoffe in den Bauteilen der Formschießmaschine, die von der vom Formwerkzeug abgestrahlten Wärme erfaßt werden. Bei diesen Bauteilen handelt es sich insbesondere um die Schußdüsen und die Schußhaube, die auch in Wartestellung auf eine für den Beginn des Aushärtens des Formstoffes aufgrund von Dehydration kritische Temperatur erwärmt werden. Das vorzeitige Aushärten des Formstoffes führt beispielsweise in der Schußhaube zur Krustenbildung an der Formstoffoberfläche, so daß sich der Formstoff nicht mehr ordnungsgemäß in das Formwerkzeug einbringen läßt. Unvollständige Füllungen des Formwerkzeugs und Verstopfungen der Schußdüsen sind die Folge. Auch in den Schußdüsen selbst aushärtender Formstoff führt zum Verstopfen der Düsen, so daß ebenfalls eine gleichmäßige, ordnungsgemäße Befüllung nicht mehr gewährleistet ist.
  • Neben dem voranstehend erläuterten Stand der Technik sind aus der FR 2 687 942 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kernen aus einem Formstoff bekannt, der aus einem Formsand und einem härtbaren, synthetischen Harz gemischt ist. Dieser Formstoff wird aus einem Schusstopf über Befülldüsen in einen den herzustellenden Kern abbildenden Kernkasten gefüllt werden. Nach dem Befüllen des Kernkastens wird die Befülleinrichtung in eine Stillstandsposition gefahren. Um dabei ein Verstopfen der Düsen zu verhindern, werden die Düsen in einen in einem besonderen Kasten vorgesehenen Schaumstoff getaucht, der mit einer Emulsion auf Silikonbasis imprägniert ist. Auf diese Weise kann ein Verkleben des Formstoffs in den Düsen selbst zwar verhindert werden. Gleichzeitig bleibt jedoch nach wie vor die Gefahr, daß es zum Aushärten von Formstoff im Bereich der Schußhaube kommt. Die dabei entstehenden Formstoffklumpen können die Schußdüsen ebenfalls verstopfen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen sich aus einem einen anorganischen Binder enthaltenden Formstoff Formteile für Gießformen zuverlässig und mit verminderter Störungsanfälligkeit herstellen lassen.
  • Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik wird diese Aufgabe im Hinblick auf das Verfahren erfindungsgemäß durch die Lehre des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 gelöst.
  • Zum anderen wird die voranstehend genannte Aufgabe in Bezug auf eine Vorrichtung erfindungsgemäß durch die Lehre des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst.
  • Vorzugsweise ist dabei das Formwerkzeug zusätzlich zwischen einer Befüll- und einer Entnahmestation hin- und herbewegbar.
  • Besonders geeignet sind ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Formschießmaschine zur Herstellung von Gießkernen für das Vergießen von Leichtmetall-Schmelzen, die in der Praxis den weitaus größten Teil der in Vorrichtungen der hier in Rede stehenden Art hergestellten Gießformteile darstellen.
  • Gemäß der Erfindung werden während des Aushärtens des in das erwärmte Formwerkzeug gefüllten Formstoffs diejenigen Bauteile gezielt feucht gehalten, die von der vom Formwerkzeug abgestrahlten Wärme auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der das ungewollte vorzeitige und infolgedessen störende Aushärten des Formstoffs einsetzen könnte. Auf diese Weise wird dem in oder an diesen Bauteilen infolge der Erwärmung andernfalls eintretende Wasserentzug aus dem Formstoff entgegengewirkt und so die Verfestigung von Formstoff in den kritischen Bauteilen der Schießmaschine verhindert. Bei den von der Erwärmung besonders betroffenen Bauteilen handelt es sich dabei typischerweise um die Schußdüsen oder die zur Versorgung der Schußdüsen benötigte Schußhaube mit der an sie angeschlossenen Schußplatte oder andere Formstoff führende Versorgungskanäle.
  • Indem diese Bauteile während der für das Aushärten des Formteils im Formwerkzeug benötigten Verweilzeit gezielt befeuchtet werden, wird beispielsweise sowohl eine Krustenbildung in der Schußhaube als auch das Verkleben der Schußdüsen durch sich verfestigenden Formstoff verhindert. Auf diese Weise lassen sich auch anorganische, wasserbasierte Binder enthaltende Formstoffe sicher zu Formteilen für den Gießereibetrieb nutzen. Die erhaltenen Formteile zeichnen sich durch eine gute Festigkeit aus und lassen sich nach ihrem Gebrauch wieder in den Kreislauf der für die Formteilherstellung eingesetzten Werkstoffe zurückführen.
  • Die Befeuchtung der durch die vom Formwerkzeug abgegebenen Wärme erwärmten und infolgedessen hinsichtlich des Verfestigens von Formstoff gefährdeten Bauteile erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß mindestens eines der Befüllelemente während der Aushärtezeit mindestens zeitweise einer feuchten Atmosphäre ausgesetzt wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich insbesondere zur Vermeidung des Aushärtens von Formstoff in der Schußhaube, wenn in der Haube gezielt eine feuchte Atmosphäre aufrechterhalten wird. Der Feuchtigkeitsgehalt der vorzugsweise durch Luft als Trägergas gebildeten Atmosphäre kann dabei problemlos den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden. So ist es beispielsweise denkbar, die Feuchtigkeit der die in Wartestellung befindlichen Schießdüsen umgebenden Atmosphäre so einzustellen, daß sich an den Schußdüsen Kondensat bildet und infolgedessen die Verfestigung von in den Schußdüsen enthaltenem oder an ihnen haftendem Formstoff sicher vermieden wird.
  • Ergänzend zu einer Befeuchtung durch Aufrechterhaltung einer Atmosphäre von bestimmter Feuchtigkeit kann es vorteilhaft sein, mindestens eines der miterwärmten Befüllelemente während der Aushärtezeit mindestens zeitweise zu kühlen. Auch durch eine solche gezielte Kühlung kann die Bildung von Kondensat herbeigeführt werden. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist daher besonders zum Schutz der Schußdüsen vor der Verstopfung durch verfestigten Formstoff geeignet. Zusätzlich oder alternativ kann die Schußluft selbst befeuchtet werden, um einem Austrocknen oder Aushärten des Formstoffs von vornherein vorzubeugen.
  • Eine weitere, besonders einfach zu verwirklichende und dennoch wirkungsvolle Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der miterwärmten Befüllelemente während der Aushärtezeit mindestens zeitweise mit einem Feuchtigkeitsträger in Kontakt gebracht wird. Bei diesem Feuchtigkeitsträger kann es sich um ein mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, getränktes saugfähiges Material, wie einen Schwamm oder einen Lappen handeln. Praktische Versuche haben ergeben, daß sich, wenn ein solcher Feuchtigkeitsträger an die in Wartestellung befindlichen Schußdüsen angedockt wird, die Verfestigung von in den Düsen enthaltenem Formstoff sicher vermeiden läßt.
  • Indem der Hohlraum des Formwerkzeugs im Verlauf der Aushärtezeit mindestens zeitweise von einem heißen Gas, vorzugsweise erwärmter Luft, durchströmt wird, das trocken zugeführt und mit Feuchtigkeit beladen abgezogen wird, läßt sich der Verlauf des Aushärtens des im Formwerkzeug enthaltenen Formteils gezielt verbessern. Nach dem Befüllen des Formwerkzeugs mit Formstoff wird in diesem Fall während der für das Aushärten des Formlings benötigten Zeit zusätzlich zu der über das Werkzeug selbst eingebrachten Wärme ein heißer, trockener Gasstrom durch die Form geleitet. Auf diese Weise werden einerseits die im Zuge des Aushärtens entstehenden Gase aus dem Formwerkzeug abgeführt. Andererseits wird zusätzliche Wärme in das Formteil eingebracht. Dabei dringt diese Wärme nicht langsam über die Randschale des Formteils in dessen Inneres vor, sondern wird aktiv von dem Gasstrom in das Kerninnere des Formteils transportiert.
  • Im Ergebnis wird so eine schnelle und gleichmäßige Kernaushärtung erreicht. Der Einfluß auch stark schwankender Dickenverläufe des Kerns wird so minimiert. Bei Einhaltung dieser Variante der erfindungsgemäßen Vorgehensweise erhaltene Formteile besitzen daher bereits bei Entnahme aus dem Formwerkzeug eine besonders hohe, homogen verteilte Festigkeit. Gleichzeitig lassen sich auf diese Weise beispielsweise bei der Herstellung von Gießkernen Zykluszeiten erzielen, die nicht höher als die Zeiten sind, die für die Herstellung von entsprechenden Gießkernen aus organischen Bindern, insbesondere Kunstharzen, enthaltenden Formstoffen benötigt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden im Zusammenhang mit dem nachfolgend anhand einer Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen schematisch in einer teilweise geschnittenen Darstellung:
    • Fig. 1
    eine Formschießmaschine zum Herstellen von Gießkernen in einer ersten Betriebsstellung;
    Fig. 2
    die in Fig. 1 dargestellte Formschießmaschine in einer zweiten Betriebsstellung.
  • Die Formschießmaschine 1 zum Herstellen von Gießkernen K nach dem "Hot-Box-Verfahren" weist einen Mischer 3 auf. In dem Mischer 3 wird aus einem anorganischen, feuerfesten Formsand und einem wasserglasbasiertem Binder ein Formstoff F gemischt.
  • Dieser Formstoff F wird in einen unterhalb des Mischers 3 angeordneten Fülltrichter 4 gegeben, von dem er in einen unterhalb des Fülltrichters 4 positionierten Schießzylinder 5 geleitet wird. Der Schießzylinder 5 schießt den Füllstoff F in eine an ihn angeschlossene, sich ausgehend von dem Schießzylinder 5 in ihrer Breite und Tiefe nach unten erweiternde Schußhaube 6, die an ihrer Unterseite durch eine Schußkopfplatte 7 verschlossen ist. In der Schußkopfplatte 7 sind eine Vielzahl von weiter nicht dargestellten Aufnahmen eingeformt, in denen jeweils eine Schußdüse 8 sitzt.
  • Die sich in Richtung des Oberkastens 9 eines Formwerkzeugs 10 erstreckenden Schußdüsen 8 sind entsprechend den in den Oberkasten 9 eingeformten Schußlöchern 11 angeordnet. Die Schußlöcher 11 münden in einem Hohlraum 12, der durch entsprechende, in den Oberkasten 9 und den Unterkasten 13 des Formwerkzeugs 10 eingeformte Ausnehmungen gebildet ist. Weitere hier nicht dargestellte Elemente können Bestandteil der Formmaschine 1 sein.
  • Durch den Hohlraum 12 ist die Form des zu erzeugenden Gießkerns K bestimmt In den Unterkasten 13 sind Entlüftungsöffnungen 14 eingeformt, über die beim Befüllen des Hohlraums 12 die vom eingefüllten Formstoff F verdrängte Luft entweicht. Bei Bedarf sind entsprechende, hier nicht dargestellte Entlüftungsöffnungen in den Oberkasten eingebracht. Mittels einer Heizeinrichtung 15 können der Oberkasten 9 und der Unterkasten 13 des Formwerkzeugs 10 kontrolliert beheizt werden.
  • Nicht dargestellte Stelleinrichtungen sind vorgesehen, um den Kernkasten mit den Schußlöchern 11 an die Schußdüsen 8 in eine Schußstellung zu fahren, in der sie in den Schußlöchern 11 des Formwerkzeugs 10 sitzen. Mit den Schußdüsen 8 werden dabei die mit ihnen fest verbundene Schußkopfplatte 7, die Schußhaube 6, der Schußzylinder 5 und der Trichter 4 zusammengeführt (Fig. 1).
  • Nach erfolgtem Einschießen des Formstoffs F in das Formwerkzeug 10 wird die Formmaschine 1 in die Wartestellung bewegt, in denen die Spitzen der Schußdüsen 9 mit Abstand oberhalb des Formwerkzeugs 10 angeordnet sind (Fig. 2). Diese Wartestellung behalten die Schußdüsen 8 solange bei, bis der in dem Hohlraum 12 des Formwerkzeugs 10 enthaltene Formstoff F aufgrund der sich infolge der Erwärmung des Formstoffs F in dem Formwerkzeug 10 einstellenden Entfeuchtung zum Gießkern K ausgehärtet ist. Wird kein Luftstrom L durch Über- oder Unterdruck zur Verbesserung des Aushärteverlaufs durch das Formwerkzeug 10 geleitet, so entweichen die im Zuge des Aushärtens entstehenden Gase selbsttätig über die Schußlöcher 11 und die Entlüftungsöffnungen 14 aus dem Formwerkzeug 10.
  • An die Schußhaube 6 ist eine Befeuchtungseinrichtung 16 angeschlossen, über die feuchte Luft in den Innenraum der Schußhaube 6 geleitet werden kann. Darüber hinaus ist ein Schwamm 17 auf einer Platte 18 befestigt, die bei in Wartestellung befindlichen Schußdüsen 8 unter die Schußdüsen 8 gefahren und so angehoben werden kann, daß der Schwamm 17 gegen die Schußdüsen 8 drückt und mindestens ihren unteren, die Düsenöffnung aufweisenden Abschnitt vollständig umgibt. Zusätzlich ist den Schußdüsen 8 jeweils eine Düse 19 zugeordnet, über die bei in Wartestellung befindlichen Schußdüsen 8 von der Befeuchtungseinrichtung 16 gelieferte feuchte Luft auf die Schußdüsen 8 geblasen wird.
  • Der Feuchtegehalt der in der Wartestellung in die Schußhaube 6 eingeleiteten und gegen die Schußdüsen 8 geblasenen feuchten Luft ist so abgestimmt, daß es zu keiner Dehydration des Formstoffs kommt. Auf diese Weise wird sicher verhindert, daß sich der in der Schußhaube 6 und den Schußdüsen 8 in der Wartestellung noch enthaltene Formsand F infolge der Erwärmung und des Wasserentzuges verfestigt, der die betreffenden Bauteile aufgrund der von dem warmen Formwerkzeug 10 abgegebenen Strahlungswärme W sowohl während des Befüllvorgangs (Fig. 1) als auch in der länger eingenommenen Wartestellung (Fig. 2) ausgesetzt sind.
  • Durch den in Wartestellung gegen die Schußdüsen 8 gedrückten Schwamm 17 ist dabei zusätzlich gezielt sichergestellt, daß es zu keiner Verstopfung der Düsenöffnungen der Schußdüsen 8 infolge von verklebendem Formstoff F kommt. Ergänzend unterstützt werden kann die Kondensatbildung im Bereich der Schußdüsen 8 dadurch, daß die Schußdüsen 8 mit Hilfe einer hier nicht gezeigten Kühleinrichtung in der Wartestellung gekühlt werden. Diese Kühlung verhindert zudem wirksam, daß die Temperatur im Innenraum der Schußdüsen 8 auf ein für die Verfestigung des Formstoffs F kritisches Niveau steigt. Durch die Befeuchtung der Außenseite der Schußdüsen 8 ist gewährleistet, daß es nicht zum Anbacken von verfestigtem Formsand F auf den Schußdüsen 8 kommt.
  • Um einen verbesserten Verlauf der Aushärtung des Gießkerns K im Formwerkzeug 10 zu erreichen, ist eine Einrichtung 20 vorgesehen, die einen Luftzufuhranschluß 21 und Absauganschluß 22 aufweist. Während der für die Aushärtung des Gießkerns K benötigten Aushärtezeit sind bei in Wartestellung befindlichen Schußdüsen 8 der Luftzufuhranschluß 21 der Einrichtung 20 mit den Schußlöchern 11 und der Absauganschluß 22 der Einrichtung 20 mit Entlüftungsöffnungen 14 des Formwerkzeugs 10 verkoppelt (Fig. 2). Über den Luftzufuhranschluß 21 wird dabei laufend ein heißer, trockener Luftstrom L in das Formwerkzeug 10 geleitet. Dieser Luftstrom L durchströmt den im Formwerkzeug 10 enthaltenen, in Aushärtung befindlichen Gießkern K und wird über die Entlüftungsöffnungen 14 des Formwerkzeugs 10 abgezogen. Auf diese Weise wird auch das Kerninnere gleichmäßig erwärmt, so daß die im Gießkern K enthaltene Feuchtigkeit insgesamt schneller entweicht.
  • Gleichzeitig transportiert der über den Absauganschluß 22 abgesaugte Luftstrom L die im Zuge der Erwärmung des Gießkern K entstehenden Gase gezielt und schnell aus dem Formwerkzeug 10 heraus. Die durch den Luftstrom L erreichte homogenere Wärmeverteilung im Gießkern K bewirkt so eine verkürzte Aushärtezeit bei gleichzeitig verbesserter Festigkeit des erhaltenen Gießkerns K.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Formschießmaschine zum Herstellen von Gießkernen
    3
    Mischer
    4
    Fülltrichter
    5
    Schießzylinder
    6
    Schußhaube
    7
    Schußkopfplatte
    8
    Schußdüse
    9
    Oberkasten
    10
    Formwerkzeug
    11
    Schußlöcher
    12
    Hohlraum
    13
    Unterkasten
    14
    Entlüftungsöffnungen
    15
    Heizeinrichtung
    16
    Befeuchtungseinrichtung
    17
    Schwamm
    18
    Platte
    19
    Düse
    20
    Einrichtung zur Erzeugung und Absaugung des Luftstroms L
    21
    Luftzufuhranschluß
    22
    Absauganschluß
    D
    Dicke des Gießkerns K
    F
    Formstoff
    K
    Gießkern
    L
    trockener Luftstrom
    W
    Strahlungswärme

Claims (18)

  1. Verfahren zum Herstellen von Formteilen, insbesondere von Gießkernen, für Gießformen zum Vergießen von Metallschmelze,
    - bei welchem in einer Formschießmaschine (1) mit Hilfe von Befüllelementen, wie Schußdüsen (8) und Schußhaube (6), ein einen anorganischen Binder enthaltender Formstoff (F) in einen die Form des herzustellenden Formteils (K) bestimmenden Hohlraum (12) eines Formwerkzeugs (10) gefüllt wird,
    - bei welchem dem in das Formwerkzeug (10) gefüllten Formstoff (F) über.eine Aushärtezeit Wärme zugeführt wird, um den Formstoff (F) durch Entzug von Feuchtigkeit zu verfestigten, und
    - bei welchem während der Aushärtezeit mindestens die Formstoff (F) enthaltenden, während dieser Aushärtezeit in einer Wartestellung befindlichen, von der vom Formwerkzeug (10) abgegebenen Strahlungswärme (W) miterwärmten Befüllelemente (6,8) der Formschießmaschine (1) auf einem das Verfestigen des Formstoffs (F) verhindernden Feuchtigkeitsniveau gehalten werden, wobei mindestens eines der miterwärmten Befüllelemente (6,8) während der Aushärtezeit mindestens zeitweise einer feuchten Atmosphäre ausgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre durch feuchte Luft gebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre eine zur Bildung von Kondensat an den von der Wärme des Formwerkzeugs (10) miterwärmten Befüllelementen (6,8) ausreichende Menge an Feuchtigkeit enthält.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die miterwärmten Befüllelemente die Schußhaube (6) und/oder der Schußzylinder (5) sind, in deren Innenraum die feuchte Atmosphäre eingeleitet wird.
  5. Verfahren nach einem der.voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aushärtezeit mindestens zeitweise mindestens eines der miterwärmten Befüllelemente (6,8) gekühlt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das miterwärmte Befüllelement (6,8) auf eine Temperatur gekühlt wird, bei der Feuchtigkeit an ihm oder in ihm kondensiert.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aushärtezeit mindestens zeitweise mindestens eines der miterwärmten Befüllelemente (6,8) mit einem Feuchtigkeitsträger (17) in Kontakt gebracht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsträger (17) ein mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, getränktes saugfähiges Material ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das miterwärmte Befüllelement mindestens eine Schußdüse (8) ist.
  10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (12) des Formwerkzeugs (10) im Verlauf der Aushärtezeit mindestens zeitweise von einem heißen Gas (L) durchströmt wird, das trocken zugeführt und mit Feuchtigkeit beladen abgezogen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas (L) über die für das Einführen der mindestens einen Schußdüse (8) vorhandenen Schußöffnung (11) des Formwerkzeugs (10) zugeführt und über die Entlüftungsöffnungen (14) des Formwerkzeugs (14) abgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft (L) ist.
  13. Formschießmaschine zum Herstellen von Formteilen, insbesondere von Gießkernen (K), für Gießformen zum Vergießen von Metallschmelze
    - mit einem Formwerkzeug (10), das einen die Form des herzustellenden Formteils (K) bestimmenden Hohlraum (12) aufweist,
    - mit einer Heizeinrichtung (15) zum Erwärmen des Formwerkzeugs (10),
    - mit Befüllelementen (6,8) zum Einbringen von Formstoff (F) in das Formwerkzeug (10), wobei das Formwerkzeug (10) relativ zu den Befüllelementen (6,8) und/oder die Befüllelemente (6,8) relativ zum Formwerkzeug (10) aus einer Befüllstellung, in der sie zum Befüllen des Formwerkzeugs (10) enger benachbart angeordnet sind, in eine Wartestellung bewegbar sind, in der sie entfernt voneinander positioniert sind, und
    - mit einer Befeuchtungseinrichtung (16,17), welche bei in Wartestellung befindlichen Befüllelementen (6,8) diejenigen Befüllelemente (6,8) feucht hält, die Formsand (F) enthalten und im Strahlungsbereich der vom Formwerkzeug (10) abgegebenen Wärme (W) liegen, wobei die Befeuchtungseinrichtung (16) mit einer Gasversorgung verbunden ist, welche ein feuchtes Gas an die Befeuchtungseinrichtung (16) liefert.
  14. Formschießmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung einen Feuchtigkeitsträger (17) umfaßt, der bei in Wartestellung befindlichen Befüllelementen (6,8) an mindestens einem dieser Befüllelemente (8) anliegt.
  15. Formschießmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsträger (17) durch ein saugfähiges, mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, tränkbares saugfähiges Material gebildet ist.
  16. Formschießmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Befüllelemente (8) mit einer Kühleinrichtung ausgestattet ist, die bei in Wartestellung befindlichem Befüllelement (6,8) dieses Befüllelement (8) kühlt.
  17. Formschießmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Formwerkzeug (10) verkoppelbare Trockengas-Versorgung vorgesehen ist, welche bei in Wartestellung befindlichen Befüllelementen (6,8) ein trockenes Gas (L) durch den im Hohlraum (12) des Formwerkzeugs (10) vorhandenen Formstoff (F) leitet.
  18. Verwendung einer gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17 ausgebildeten Formschießmaschine (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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