Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Formen oder Kernen, insbesondere für
Gießereizwecke aus einer Mischung aus Sand oder
Formstoff und einem wasserlöslichen und/oder
Kristallwasser enthaltenden Binder, wobei die
Mischung mittels einer Schießeinheit aus dieser in
einem Schiessvorgang durch mindestens eine an einer
Schießplatte angeordnete Ausschussöffnung in ein
Form- oder Kernwerkzeug eingeschossen und
anschließend ausgehärtet wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur
Herstellung von Formen oder Kernen, insbesondere
für Gießereizwecke aus einer Mischung aus Sand oder
Formstoff und einem vorzugsweise anorganischen
Binder, der insbesondere wasserlöslich bzw. ein
Wasserglasbinder ist, mit einer ein Schießrohr und
einen Schießkopf aufweisenden Schießeinheit, wobei
an dem Schießkopf eine Schießplatte mit mindestens
einer Ausschussöffnung angeordnet ist.
Ein derartiges Verfahren und auch eine solche
Vorrichtung sind beispielsweise aus DE 102 00 927
A1 bekannt und haben sich bewährt. Dabei werden der zu
verwendende Sand oder Formstoff und der Binder, etwa ein
anorganischer wasserlöslicher Binder oder auch ein
Wasserglasbinder, zu einer Mischung von Kernsand bzw.
Formstoff vermischt. Die in diesem Zustand noch fließfähige
Mischung wird zum Beispiel in einem oberhalb einer
Schießplatte angeordneten Raum zu einer Mischung von Kernsand
bzw. Formstoff vermischt, der in diesem Zustand noch
fließfähig ist. Diese über der Schießplatte liegende Mischung
wird nicht selbständig durch die nach unten offenen Ausschussöffnungen
der Schießplatte abgeführt, da die Geometrie
der Öffnungen so gewählt ist, dass der Kernsand Brücken
bildet und in den Öffnungen haften bleibt. Diese Ausschussöffnungen
können auch als Schieß- oder Tauchdüse ausgebildet
sein. Während eines Schießvorganges wird der Sand nun mit
einer beispielsweise durch Druckluft vermittelten Druckkraft
beaufschlagt, worauf hin der Kernsand bzw. der Formstoff
durch die Ausschussöffnungen sowie passende Eingangsöffnungen
an dem Werkzeug in dasselbe eingebracht wird. Daran anschließend
erfolgt eine Verfestigung des Kernsands oder Formstoffs
dadurch, dass diesem sein Lösungswasser entzogen bzw.
er ausgetrocknet wird.
Befindet sich nach einem solchen Schießvorgang, während des
Aushärtens des Kernes in dem Werkzeug oder auch ganz allgemein,
die Schießeinheit nicht in Benutzung, sind die Öffnungen
bzw. Schießdüsen an der Schießplatte der Umgebungsatmosphäre
ausgesetzt, wodurch es zu unerwünschten Aushärtungen
an Öffnungen bzw. Düsen kommen kann. Eine gewollt
oder ungewollt stattfindende Wärmeentwicklung beschleunigt
den erwähnten Aushärtungsprozess noch. Auf solche Art verunreinigte,
den nächsten Schiessvorgang behindernden Aushärtungen
müssen durch mühsames Aufbohren oder Aufstechen beseitigt
werden. Die hierdurch notwendige häufige Montage und
Demontage der Schießplatte beeinträchtigt einen schnellen und
sicheren Prozessverlauf und Dauerbetrieb, insbesondere beim
Einsatz von Wasserglasbindern bzw. bei Verfahren mit
anorganischen wasserlöslichen Bindern.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, die an der Schießplatte
befindlichen Schiessdüsen durch mechanische Hilfsmittel in
Form einer angepassten Gegenplatte frei zu halten. Dies
bedeutet allerdings einen deutlich erhöhten Aufwand beim
Betrieb der Schiessmaschine, da im Grunde zu jedem Kern- bzw.
Formwerkzeug mit seinen individuellen Öffnungen eine
zusätzliche, zum Verschluss der Gegenöffnungen an der
Schießplatte zu verwendende Platte vorzusehen ist.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit
unter Vermeidung von Reinigungsarbeiten und formwerkzeugspezifischer
Anpassungen ein vorzeitiges Aushärten der
Kernsand- bzw. Formstoffmischung im Bereich der Ausschussöffnungen
vermieden wird und so ein wartungsarmer
Dauerbetrieb ermöglicht wird.
Die verfahrensmäßige Lösung dieser Aufgabe ist dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen zwei Schiessvorgängen der
Bereich der Austrittöffnung befeuchtet und/oder feucht
gehalten wird. Durch die Feuchte im Bereich der
Ausschussöffnungen oder Schießdüsen wird ein Aushärten des
mit dem wasserlöslichen Binder gemischten Kernsandes bzw.
Formstoffes vermieden oder ausreichend lange verzögert.
In vorteilhafter Weise wird die Vermeidung der Aushärtung der
Mischung aus Sand und Binder dadurch unterstützt, dass im
Bereich der Ausschussöffnung die Schießplatte mit einer im
wesentlichen gasdichten Schutzvorrichtung versehen wird.
Neben der dadurch gezielten und weitgehend verlustfreien
Applikation von Feuchtigkeit im Bereich der Ausschussöffnungen
werden diese dadurch zusätzlich von der
Umgebungsatmosphäre, wie etwa warme Umgebungsluft oder
Luftzüge, abgeschlossen.
Zweckmäßigerweise liegt bei einer Weiterbildung des
Verfahrens die Feuchtigkeit oder eine Flüssigkeit als Phase
eines Gas-Dampf-Gemisches vor. Diese lässt sich in dem
gewünschten Bereich besonders gut und gleichmäßig verteilen
und sorgt für eine ausreichende Befeuchtung des Bereichs der
Ausschussöffnungen. Insbesondere beim Einsatz von anorganischen
wasserlöslichen Bindern oder Wasserglas-Kernsandbindern
erweist sich die Verwendung eines Luft-Wasser-Gemisches als
vorteilhaft, wobei hier die in dem Bereich um die
Ausschussöffnungen vorhandene, eventuell gasdicht gegen die
weitere Umgebung abgeschlossene Umgebungsluft als Transportgas
für das fein zu verteilende Wasser dient. Daneben sind
auch andere Kombinationen von Gas-Dampf-Gemischen denkbar.
Bei einer bevorzugten Verfahrensweise wird die Flüssigkeit im
Bereich der Ausschussöffnungen und der Schutzvorrichtung
nebelartig verteilt. Hierzu können beispielsweise in dem
Bereich der Ausschussöffnungen bzw. Schiessdüsen eine oder
mehrere Flüssigkeitsdüsen angeordnet werden, die dem
jeweiligen Transportgas die Flüssigkeit zerstäubt zuführen,
woraufhin diese in dem zur Verfügung stehenden Raum mittels
des Gases verteilt wird und eine Aushärtung des mit dem
Binder gemischten Kernsandes bzw. Formstoffes Binders
innerhalb der Ausschussöffnungen bzw. Schiessdüsen
verhindert.
Günstig ist es dabei, wenn mit Hilfe einer Dosiereinrichtung
der erreichbare Feuchtegrad im Bereich der Ausschussöffnung
eingestellt wird. Auf diese Weise kann ein Anwender des
Verfahrens beispielsweise Einfluss darauf nehmen, in welchem
Maße die Feuchtigkeit im erwähnten Bereich appliziert wird,
und sich derart etwa auf unterschiedliche lange Stillstandszeiten
der Schiessmaschine einrichten, ohne dass er Einbussen
an der Wirksamkeit des Verfahrens in Kauf nehmen müsste.
Beispielsweise kann mit der Dosiereinrichtung auch irgend
eine Art von sensorischer Einrichtung verbunden sein, mittels
derer die Dosierung der Flüssigkeit anhand von Messwerten,
etwa der Temperatur oder des Drucks, parametrisiert werden
kann.
Versuche haben gezeigt, dass es zweckmäßig sein kann, wenn
der Feuchtegrad im Bereich der Ausschussöffnung etwa zwischen
70 und 100 Prozent, insbesondere wenigstens 90 Prozent,
relativer Feuchte beträgt.
Die eingangs definierte Vorrichtung ist zur Lösung der
Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass an der Schießplatte eine
Befeuchtungseinrichtung vorgesehen ist. Dadurch kann in den
Bereich der Austrittsöffnung eine Flüssigkeit gebracht
werden, die den Bereich feucht hält und ein Aushärten von mit
Bindern gemischten Kernsand bzw. Formstoff verhindert.
Damit der Bereich der Ausschussöffnungen der Schießplatte,
die allgemein dem Formwerkzeug zugewandt sind und während
eines Schießvorgangs mit diesem in Verbindung stehen, für die
zu applizierende, gewünschten Feuchte ohne Umwege und schnell
erreichbar ist, ist die Befeuchtungseinrichtung bei einer
Weiterbildung der Vorrichtung vorteilhaft an der der
Schießeinheit abgewandten Seite oder Unterseite der
Schießplatte angeordnet.
Zweckmäßigerweise lässt sich bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung an der Schießplatte eine Schutzvorrichtung
anordnen, die mit der Befeuchtungseinrichtung versehen ist.
Diese Maßnahme verringert die erforderliche Menge an
Feuchtigkeit und ermöglicht zusätzlich zur gleichzeitigen
Befeuchtung des Bereichs der Austrittsöffnung einen Schutz
der nach außen gewandten Seite der Schießplatte etwa durch
die Anordnung einer Anzahl entsprechend geformter Wandungen
beispielsweise in dem Sinne, dass diese gegen ihre Umgebung
im wesentlichen gasdicht abgeschlossen ist und so
atmosphärische Einflüsse auf den Aushärtprozess verringert
werden.
Bei einer Weiterbildung der Vorrichtung übergreift die
Schutzvorrichtung wenigstens den Bereich der Ausschussöffnung
an der Schießplatte zumindest teilweise. Demgemäß muss es
sich nicht um einen vollständigen Einschluss dieses Bereichs
durch die Schutzvorrichtung handeln, es sind auch Schutzvorrichtungen
denkbar, bei denen auf einen Teil der schon
erwähnten Wandungen verzichtet wird, so dass zum Beispiel
eine nach unten offene Wandungsanordnung entsteht. Diese muss
die Schießplatte auch nicht vollständig übergreifen, es
genügt eine den Bereich der Ausschussöffnung erfassende
Schutzvorrichtung.
Bevorzugt ist bei einer anderen Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schutzvorrichtung haubenartig
ausgebildet und weist einen Hohlraum auf. Die Haube
kann in der Regel von unten her über die Schießplatte
gestülpt werden, schafft einen abgeschlossenen, begrenzten
Raum, der zu befeuchten ist und isoliert die Schießplatte
gegen die die Aushärtung begünstigenden Einflüsse. Im Bereich
der Ausschussöffnung ist durch das Vorsehen des Hohlraums ein
definiertes Volumen geschaffen, in welches die Flüssigkeit,
zum Beispiel Wasser, über die Befeuchtungseinrichtung fein
vernebelt eingesprüht werden kann. Die sich innerhalb des
Hohlraums befindende Luft, die mit den Ausschussöffnungen
bzw. Düsen in Kontakt steht kann so auf die gewünschte
Feuchte eingestellt werden.
Zur im wesentlichen gasdichten Abdichtung des Schießkopfes
bzw. der nach außen gewandten Seite der Schießplatte ist
zweckmäßigerweise die Schutzvorrichtung mit einem Dichtmittel
versehen. Dieses ist beispielsweise an den Rändern der
verwendeten Haube angeordnet und verhindert im Kontakt mit
Flächen an Schießkopf bzw. Schießplatte die Zufuhr und das
Entweichen gasförmiger oder flüssiger Aggregate, so dass sich
auch die gewünschte Feuchte im Bereich der Ausschussöffnung
gut einstellen und aufrecht erhalten lässt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Schutzvorrichtung
mit einer Gasspülhaube kombinierbar und zwischen
dem Schießkopf und einem Form- und/oder Kernwerkzeug
anordenbar. Hierdurch können der Dauerbetrieb einer Kernschießmaschine
weiter erleichtert und ihre Stillstandzeiten
verringert werden, da weniger Eingriffe notwendig sind. Nach
einem Schiessvorgang kann dann nämlich zunächst die
Schiesseinheit mit dem Schießkopf und der Schiessplatte aus
dem Form- oder Kernwerkzeug herausgefahren werden, so dass
diese sich benachbart gegenüberstehen. Zwischen die beiden
wird dann eine erfindungsgemäße Vorrichtung verfahren, deren
eine Seite der Schießplatte und deren andere Seite dem
Formwerkzeug zugewandt ist. Während an der ersten Seite die
Schießplatte haubenartig übergriffen und mit einer Flüssigkeit
befeuchtet wird, findet an der anderen Seite in dem
Formwerkzeug ein durch Gasspülung mit Luft oder einem
Katalysatorgas beschleunigter Aushärtprozess in dem Formwerkzeug
statt.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher beschrieben.
Teilweise schematisiert zeigt die Zeichnungsfigur eine im
Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung von
Formen oder Kernen, insbesondere für Gießereizwecke aus einer
Mischung aus Sand und einem Binder mit einer ein Schießrohr 3
und einen Schießkopf 4 aufweisenden Schießeinheit 2. Am
unteren Ende des Schießkopfes 4 ist eine Schießplatte 5
angeordnet, über der die Mischung liegt, die in einem
Schießvorgang durch eine Schießdüse 6 oder eine Ausschussöffnung
7 aus der Schießeinheit 2 in ein Kernwerkzeug 8
eingeschossen wird. Dabei wird das Schießrohr 3 mit einem
Druck beaufschlagt, so dass die Mischung beispielsweise durch
die Schießdüse 6, die in eine Eintrittsöffnung 9 des
Kernwerkzeugs 8 eingreift, aus dem über der Schießplatte 5
befindlichen Raum ausgetrieben und in den in dem Kernwerkzeug
zur Aufnahme der Mischung vorgesehenen Raum 14 eingeschossen
wird und diesen ausfüllt. Allgemein gesehen stellt auch die
Schiessdüse 6 eine Ausschussöffnung 7 dar.
Nach einem solchen Schießvorgang befindet sich die
Vorrichtung 1 etwa in einem in der Zeichnungsfigur
dargestellten Zustand, das heißt, die Schießeinheit 2 ist aus
dem Kernwerkzeug 8, wie durch die Pfeile P1 und P2
angedeutet, herausgefahren, so dass sich die beiden
voneinander beabstandet gegenüberstehen.
Während innerhalb des Kernwerkzeugs 8 eine gewünschte
Aushärtung der Mischung stattfindet, droht gleichzeitig die
Schießdüse 6 bzw. die Ausschussöffnung 7 durch darin
verbliebene Mischungsreste oder bereits an dem oberen Ende
der jeweiligen Öffnung der Schießdüse 6 bzw. der
Ausschussöffnung 7 vorhandene, für den nächsten
Schiessvorgang vorgesehene, der Umgebungsatmosphäre
ausgesetzte Mischung durch Aushärtung zu verstopfen.
Daher wird zwischen der Schießeinheit 2 und dem Kernwerkzeug
8 eine in Pfeilrichtung P3 bewegliche Schutzvorrichtung 10
angeordnet, die mit einer Gasspülhaube 11 kombiniert ist. Die
Schutzvorrichtung 10 ist haubenartig ausgebildet und weist
einen Hohlraum 12 auf. Wenn sie an die Schießplatte 5
herangefahren ist, übergreift sie diese, während die
Schießdüse 6 in den Hohlraum 12 eingreift. An den Rändern der
Schutzvorrichtung ist ein nicht weiter dargestelltes
Dichtmittel angeordnet, welches den Hohlraum 12 und somit
auch die Schießdüse 6 oder die Ausschussöffnung 7 gasdicht
gegen die Umgebung abschließt.
Ebenfalls an der Schutzvorrichtung 10 angeordnet und nicht
weiter dargestellt ist eine Befeuchtungseinrichtung, welche
in der Lage ist, über Zutritt durch eine die Wand der
Schutzvorrichtung 10 durchgreifende Zugangsöffnung 13 eine
Flüssigkeit (F) nebelartig in dem Hohlraum 12 zu verteilen,
so dass der Bereich der Ausschussöffnung 7 bzw. der
Schiessdüse 6 feucht gehalten wird, wodurch dort das
Aushärten der Mischung aus Sand und Binder verhindert wird.
An der dem Kernwerkzeug 8 zugewandten Seite der Schutzvorrichtung
10 ist eine Gasspülhaube 11 angeordnet und mit
der Schutzvorrichtung 10 verbunden. Mit nach unten geöffneten
Hohlraum 12' versehen, überdeckt die Gasspülhaube 11, nachdem
das Kernwerkzeug 8 an diese herangefahren ist, deren oberes
Ende mit der Eintrittsöffnung 9. Über eine Zugangsöffnung 13'
kann der Hohlraum 12' der Gasspülhaube 11 mit Luft oder einem
Katalysatorgas beschickt werden, so dass aus der in dem
Kernwerkzeug 8 befindlichen Mischung aus Sand und Binder die
Wasseranteile schneller ausgetrieben werden und der
Aushärteprozess schneller abläuft.
Nach Abschluss des Aushärtens kann die Schutzvorrichtung 10
mit der Gasspülhaube 11 in umgekehrter Weise wie eben
beschrieben wieder zwischen der Schießeinheit 2 und dem
Kernwerkzeug 8 entfernt werden, woran sich unmittelbar ein
nächster Schießvorgang anschließen kann.
Demnach zeigt die vorstehende Zeichnung also eine erfindungsgemäße
Vorrichtung 1 zur Herstellung von Formen oder Kernen,
insbesondere für Gießereizwecke aus einer Mischung aus Sand
oder Formstoff und einem Binder, der insbesondere wasserlöslich
bzw. ein Wasserglasbinder ist, mit einer ein
Schießrohr 3 und einen Schießkopf 4 aufweisenden Schießeinheit
2, wobei an dem Schießkopf 4 eine Schießplatte 5 mit
mindestens einer Ausschussöffnung 7 angeordnet ist.
Dadurch, dass an der Schießplatte 5 eine Befeuchtungseinrichtung
vorgesehen ist wird ein unerwünschtes Aushärten
der Mischung im Bereich der Ausschussöffnung 7 bzw. der
Schießdüse 6 vermieden.
Weiterhin eignet sich die Vorrichtung 1 zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Formen
oder Kernen, insbesondere für Gießereizwecke aus einer
Mischung aus Sand oder Formstoff und einem Binder, der
insbesondere wasserlöslich bzw. ein Wasserglasbinder ist,
wobei die Mischung mittels einer Schießeinheit 2 aus dieser
in einem Schiessvorgang durch mindestens eine an einer
Schießplatte 5 angeordnete Ausschussöffnung 7 in ein Formoder
Kernwerkzeug 8 eingeschossen und anschließend
ausgehärtet wird.
Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zur
Verhinderung oder Verlangsamung des Aushärtprozesses von
Mischungsanteilen zwischen zwei Schiessvorgängen der Bereich
der Ausschussöffnung 7 befeuchtet und/oder feucht gehalten
wird.