EP3551358A1 - Verfahren und form- oder kernwerkzeug zur herstellung von formen oder kernen - Google Patents

Verfahren und form- oder kernwerkzeug zur herstellung von formen oder kernen

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EP3551358A1
EP3551358A1 EP17816409.1A EP17816409A EP3551358A1 EP 3551358 A1 EP3551358 A1 EP 3551358A1 EP 17816409 A EP17816409 A EP 17816409A EP 3551358 A1 EP3551358 A1 EP 3551358A1
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EP
European Patent Office
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core
mixture
sand
tool
housing
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Michael Kaftan
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Soplain GmbH
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Soplain GmbH
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Publication date
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Publication of EP3551358B1 publication Critical patent/EP3551358B1/de
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    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing molds or cores for foundry purposes using current by means of adjusting the specific electrical resistance of the core box material to a
  • the invention also relates to a forming or core tool for making molds or cores.
  • Molded material that is, for example, foundry sand and the water-containing
  • Binder introduced into the mold or core tool and there through
  • Heating cured By using an inorganic binder leakage of environmentally damaging gases when curing the mixture should be avoided. This registration is partly based on the
  • Formsand adjacent fine-pored layer range of 0.2-2 mm thickness, 75- 95% of the theoretical material density and pore diameter ⁇ 50 microns, to which a second, massive area in the form of a large-pored supporting skeleton of ⁇ 80% of the theoretical material density and a middle
  • From DE 24 35 886 A1 discloses a method for the production of foundry molds or cores by introducing a mixture of aggregate and binder in a mold or core box and heating the mixture is known, wherein the heating causes by passing a electrical current through the mixture becomes.
  • frame-shaped or box-shaped preferably slightly tapered downwards design, with a circumferential wall and a box-like configuration also has a bottom.
  • Mold or core tools for inorganic processes are mainly made of metal such as steel or aluminum.
  • the disadvantage of the above-mentioned application is that an insulating layer between the parts of the forming or core tools is needed, which should prevent the short circuit when applying the voltage and thus the
  • Insulation layer Insulation layer.
  • the electric current always seeks the path of least resistance to equalize the electrical potentials.
  • Metallic coring tools have a resistance ranging from, for example, 2x10 "7 ohmmeter (steel) wherein the sand-binder mixtures in the range from about 10 1 to 10 2 ohm meter lie. Since the resistance of the core box is much lower than in the sand binder mixture, the current flows to the contact surface within the core box and is then passed through the sand binder mixture for a short distance, resulting in thicker parts of the core
  • Another disadvantage is based on the same approach that current always seeks the path of least resistance.
  • the method would therefore only work for geometries with the same sand core thicknesses. For example, this is the case with cylinders and cuboids. Thus, the method is only applicable to simple geometric shapes.
  • Another disadvantage is observed when curing by means of heat transfer. Since sand-binder mixtures are generally rather poor heat conductors, heat transfer from heated core boxes results in shell formation at the outer edges of the sand core because the shell hardens rather than the sand core interior. For economic reasons, it is not always the full cure before unloading waiting, so that the sand cores can break more easily.
  • Shell formation Because of the shell formation, the interior of the sand core has not yet completely hardened, this results in a limitation of the maximum sand core thickness, which can be produced with existing methods.
  • the maximum thickness of the sand core depends on the duration of the heating and the weight of the sand core. If the heating is not sufficient, the outer shell of the sand core, despite complete curing, can not fully support the weight and can thus lead to breakage of the sand core.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing an improved or at least one alternative embodiment for a method of the generic type which overcomes in particular the disadvantages known from the prior art.
  • the present invention is based on the general idea when selecting the material of the separable mold or core tools the specific electrical conductivity should be taken into account so that it corresponds to the electrical conductivity of a (sand-binder) mixture approximately during the optimum working temperature.
  • the electrical conductivity of the forming or core tool (cavity) is thus determined by the sand binder mixture used.
  • an electrically conductive material is permanently introduced into a housing of the forming or core tool and there takes the mixture described above from a
  • Molded material for example. Of sand (foundry sand), and containing water
  • Binder which forms an electrolyte in dissolved form and has sufficient electrical conductivity on.
  • the present invention is further based on the general idea of a mold or core tool for making molds or cores, for example.
  • the inventive mold or core tool has an existing at least two parts, electrically non-conductive housing.
  • the shape or Core tool also has at least two electrodes, wherein in each case one electrode is arranged in a part of the housing. Electrical energy is later introduced into the material via the two parallel electrodes and into the mixture via the latter, whereby the mixture is heated and thereby cured.
  • the process requires direct contact of the conductive material and the core box electrodes. Thus, it is possible to dispense with an insulating layer between the core box parts.
  • the introduction of the mixture takes place for each cycle of sand core production wherein the electrically conductive material is introduced once per production of the mold or core tool.
  • the material thus forms the negative contour of the sand core or the mold to be produced later therein.
  • heat is subsequently applied to the material via the electrodes, electrical energy and above which are arranged in / on the housing of the molding or core tool, which leads to a hardening of the mixture.
  • the housing is merely a container for receiving the conductive material and must be electrically non-conductive, otherwise the current is passed exclusively through the housing and not by the material or the mixture.
  • the housing can be made of plastic and has the advantage that it is comparatively light and therefore easy to handle. Alternatively, an insulating ceramic or other electrically non-conductive material may be used.
  • Parts of the housing can be connected to one another via one or more parting planes, the electrodes preferably being parallel arranged to each other or even embedded in a part of the housing.
  • the voltage applied to the electrodes can be regulated, for example, increased, so that short cycle times for the curing process can be achieved. Short cycle times in turn allow a comparatively cost-effective production of the molds or cores.
  • the regulation of the power / voltage can be done by means of inverter / power controller or by applying different voltages. Alternatively, the method can also be operated by means of a constant applied voltage.
  • the electrical energy in the form of AC or DC can be supplied to the material and sand binder mixture (mixture).
  • AC is available everywhere and can be regulated almost arbitrarily.
  • steam can be removed via core marks (nozzles) from the sand core (core) and the material, the electrodes and the housing via bores.
  • the material may also be porous and thus allow the escape of gases or water vapor.
  • the ejector pins should be made of non-conductive material to avoid a short circuit. Required ejector pins are fastened in the designated ejection holes with the base plate of the tool.
  • conductive ejector pins may also be used, as long as it is structurally ensured that they are not in contact with a current-conducting material while the current is switched on.
  • Form surface prevents what would be the case, for example, when curing by means of external heat (eg oil heating).
  • external heat e.g oil heating
  • Another advantage results from the fact that no external heating devices are needed. Not only does this increase the efficiency of the process as described above, it also reduces the acquisition and maintenance costs of any external heating devices. In addition, this makes it possible to provide systems with a smaller space requirement so that more equipment can tend to be accommodated on the same area.
  • Core tool materials such as steel or aluminum is a very hard material (Mohs thickness 9.5) and thus extends the life of the core box due to less wear.
  • an inventive method for the production of molds or cores for foundry purposes by means of adaptation of the specific works electrical resistance of the material of the tool insert to the specific electrical resistance of a mixture of at least one molding material, in particular foundry sand, and at least one water-containing inorganic, heat-curable binder, which has a sufficient electrical conductivity of at least 5 ⁇ 10 "3 S / m.
  • Inserted insert made of an electrically conductive material for receiving the mixture, wherein the electrical conductivity of the material at operating temperature between 150 and 180 ° C at least approximately corresponds to the specific electrical conductivity of the mixture at a temperature between about 100 ° C to 130 ° C,
  • electrical energy is supplied to the tool insert via electrical electrodes arranged in and / or parallel to the housing and, if required, over the whole area, which heat causes the mixture to cure,
  • the housing consists of at least two housing parts, which for
  • both the tool and the electrodes and at least a portion of the housing are porous
  • Fig. 1 is a sectional view through an inventive mold or
  • FIG. 2 shows a phase diagram with a qualitative representation of an introduced electrical power and an associated resistance in a core or a mold
  • Fig. 3 is a representation of the heating by means of existing electrical
  • Fig. 4 shows a possible core box design
  • Fig. 5 shows a fastening of the material with insulating housing
  • Fig. 6 is an illustration of venting and ejection holes with a
  • FIG. 6 a. View from above (Fig. 6 a.)), A front view (Fig. 6 b.)) And a side view (Fig. 6 c.)).
  • an inventive mold or core tool 1 for the production of molds 2 or cores 2 'for foundry purposes a machine electrically insulated housing 3, which consists of two parts 4, 5, via a parting plane 6 with each other are connected.
  • the housing 3 is mounted on a base plate 12.
  • the housing 3 is formed of plastic, insulating ceramic or other non-conductive material and receives an electrically conductive material 7.
  • the material 7 forms a mold for receiving a mixture 9, from which, after hardening, the core 2 'or the mold 2 is formed.
  • the material 7 may be, for example, a ceramic material.
  • the specific electrical conductivity of the mixture 9 and the specific electrical conductivity of the material 7 are at least approximately the same size, eg not more than in phase 2 of FIG. 2, so that the material 7 and the mixture 9 are substantially the same specific electrical conductivity and the same specific electrical resistance prevail.
  • the inventive molding or core tool 1 moreover has at least two electrodes 10 which are arranged parallel to one another.
  • the specific electrical conductivity of the material 7 of the core 2 'or of the mold 2 now corresponds approximately to the specific one electrical conductivity of the mixture 9 in phase 2 of Fig. 2, whereby a comparatively uniform passage of electrical energy through the mixture 9 is possible.
  • the mold or core tool 1 according to the invention can be used to produce a mold 2 or a core 2 'or a casting core 2' at the highest qualitative level, since, owing to the at least nearly identical electrical conductivity, that for the mold 2 or the core 2 'used mixture 9 and the material 7 a uniform passage of electrical current through the material 7 and the mixture 9 and thus a uniform heating and curing of the mixture 9 can be carried out regardless of the respective
  • the mold 2 or the core 2 ' is produced as follows: First, after the material selection mentioned during the first construction, the electrically conductive material 7 is introduced into the housing 3 of the forming or core tool 1 and forms a negative mold for the subsequent mold 2 or Subsequently, the material 7 via the electrodes 10 electrical energy and thus heat is supplied to the material 7, which lead to a curing of the mixture 9. A hardening of the mixture 9 is effected in particular by evaporation of water from the mixture 9, wherein the mixture 9 may for example contain an inorganic binder, water and foundry sand.
  • Binder may be water-soluble, but at least contain water and is in any case electrically conductive.
  • the voltage can be increased or decreased by the device 8, as a result of which a cycle time for producing the mold 2 or the core 2 'can be controlled.
  • the base plate of the tool 12 receives the housing 3 or the parts 4, 5 as well as the material 7 and insulating screws 13 and angle 14 provide for a fastening. Insulating screws 13 can also be replaced by quick release systems in order to facilitate easier and faster removal.
  • the material "floats" on the electrode 10 and the electrode 10 is held in place by alignment bolts 15.
  • Table 1 shows several series of measurements with different sand-binder mixtures 9. The finding is that the specific electrical conductivity thereby depends on the desired sand-binder mixture 9 and can be influenced by variation of additives and / or by changing the percentages. ever stronger the electrically conductive portion in the sand-binder mixture 9, the lower the specific electrical resistance in the sand-binder mixture. 9
  • each binder has an optimal Working temperature which ensures the best possible curing. For the binders tested this was around 150-180 ° C and depends on the manufacturer's instructions and possibly on binder additives used.
  • Table 1 shows exemplary selected resistance temperature values for sand-binder mixtures based on inorganic binders and binder variations.
  • Various water glass components and graphite additives were also investigated. The curves were determined as follows:
  • a comparison sample has to be created.
  • the specimen consists of two opposite metallic electrodes and an insulating tube between the electrodes. Geometry (area and distance of the electrodes) of the body inside the insulating tube must be determined.
  • the cavity is filled with a green, uncured sand-binder mixture 9.
  • the sand binder mixture 9 must correspond to the mixture 9 to be used later during production.
  • the mixture 9 must be real
  • Measuring devices connected to determine the voltage, the current and the temperature. A constant voltage is applied to the electrodes via a power supply. The calculated resistance results from the applied voltage divided by the measured current.
  • Rho R * A / I
  • Rho specific electrical resistance of the mixture
  • phase 1 capacitive load
  • the electrical resistivity of the tested mixtures 9 changes during the heating process. It is below 100 ° C at about 85 Ohmmeter and falls with further warming below 25 ohm meters at about 130 ° C. With further warming, the resistivity increases dramatically. But then the energy required to expel the water from the binder, which leads to curing, in the sand binder mixture 9 is also present.
  • the inorganic binder can be replaced by other binder types, provided that they are electrically conductive and require heat for curing and have the other required properties.
  • the determination of the material 7 based on the required resistivity is possible after the determination of the temperature-resistance curve of the sand binder mixture 9.
  • Temperature has. This particular temperature depends on the optimum temperature which the binder needs to cure the best.
  • tested binders required temperatures of about 150 ° C to about 180 ° C to cure.
  • the area around the optimal resistance was determined by means of a temperature-resistance curve (see above) by approx. 25 ohmmeters.
  • the tested binder mixture 9 requires a material 7 having a resistivity of about 25 ohm-meters at 150-180 ° C.
  • the specific resistance of the material 7 should be equal to the optimum resistivity for the sand-binder mixture 9. Should be in the implementation of the specific resistance of the material 7 above that of the sand-binder mixture 9, this tends to lead to heating from the center of the core 2 in the direction of the core box material 7, since here the current finds the way of lower resistance.
  • the specific resistance of the material 7 should be less than in the sand-binder mixture 9, the heating of the core-box material 7 in the direction of the sand core center tends to take place.
  • the course of the temperature-resistance curve of the material 7 should be similar to the temperature-resistance curve of the sand binder mixture 9. The lower the deviation of both curves, the more effective is the method.
  • test series for the determination of the material can be as follows
  • a starting material such as. Example silicon carbide
  • This material sample is then clamped in a device between two electrodes, so that these electrodes have a direct contact with the sample plate. Subsequently, the temperature-resistance curve for this sample material is determined. Should the deviation between the resistivity of the sample material and the optimum resistivity of the sand binder mixture 9 be too great, the material composition must be revised.
  • silicon carbide compositions having a variation in graphite content in the ceramic mixture have been found to be positive. But in principle, other material compositions or material additives, which is the electrical affecting specific resistance, possible. The graphite part is bound in the ceramic and thus has no influence on further casting processes.
  • the selected material 7 must also fulfill the other physical properties for the environment of foundries. For example, breakage resistance, surface roughness, thermal expansion and thermal conductivity are mentioned here.
  • the ceramic selected for further testing has a specific one
  • the maximum short-term load of the material 7 must be determined, at which no permanent damage of the material 7 occurs yet.
  • This maximum short-term load plays an important role for the electric control in the following. This is determined with stress tests and may be too
  • Adjustment of the electrical resistivity of the selected mixture 9 corresponds and also the other requirements are met to the foundry.
  • the repeated concept of "adaptation" describes the previously mentioned
  • the ceramic is produced in several production steps according to common ceramic production methods. Especially fine finishing after sintering requires the utmost attention due to the very hard material (Mohs hardness of approx. 9.5). The more accurate the finishing, the lower the later
  • the attachment can be made in the core box.
  • the material 7 requires a direct on the opposite side of the contouring surface
  • the electrode 10 should be laid floating on the back of the material part. This is necessary because the material of the electrodes 10 usually has a higher thermal expansion than the core box material. For this purpose, two pins can be attached in the back of the material, which hold the electrodes 10 in position during the production process. Due to the parallel arrangement of the electrodes 10, a comparatively uniform passage of electrical energy through the material 7 and the mixture 9 can be achieved, which in turn results in advantages with respect to a uniform heating and a uniform curing.
  • One possible embodiment also provides for introduction of the electrodes 10 into the material 7. In this case, no pins would be needed for alignment. The electrodes 10 and the material 7 will then be received by means of a recess in an insulating material.
  • the attachment of the multilayer levels can be done by means of anchoring in the base plate 12 of the tool.
  • For the attachment angles 14 can be used with screw 15, as shown in Figure 5 by way of example.
  • quick-release systems can be used instead of screws.
  • vents 17 are provided in the material 7, in the electrodes 10 and in the housing 3 in order to allow the escape of the gases or of the water vapor.
  • gases or water vapor can, as in existing processes by means of core marks (nozzles) from the sand core 2 "(core) and the material 7, the electrodes 10 and the housing 3 via
  • Holes 17 are discharged.
  • the material may also be porous and thus allow the escape of gases or water vapor.
  • the electrodes 10 require a power supply, which is connected to the external cabinet and thus allows an electric control 8.
  • the electric control 8 must be adapted to the core box as well as the method.
  • the electric controller 8 takes on the task of providing the core box by means of power supply and electrodes 10 sufficient power.
  • the electric control 8 (device 8) must be planned accordingly.
  • switchgear systems can be rebuilt and adapted. It is important that the supply of energy into the material 7 via electrodes 10 takes place. In this case, AC or DC is conceivable.
  • the control of the power supply must take into account the maximum short-term load of the selected material 7 and the resistance-temperature curve of the material 7 and the sand-binder mixture 9.
  • the electric control 8 is to be chosen so that the highest possible
  • Heat development in the sand-binder mixture 9 is dependent on the specific resistance and the applied voltage. Therefore, with regulation of the voltage, the power input and the temperature can be controlled.
  • the core box should have temperature sensors to avoid heating above the prescribed working range of the binder, as too high a temperature would otherwise adversely affect the bonding force.
  • the electric controller 8 also controls the different process steps of the core shooting machine. Care must be taken especially when moving together the core box parts, the merger in one Adapted speed happens to avoid a shock effect in the core box material and thus a possible permanent damage.
  • For core tools with multiple sand cores 2 can either a
  • Pair of electrodes per sand core 2 "or a pair of electrodes which covers all sand cores 2 of the complete core box, taking into account that during the heating process the control is to be chosen so that all sand cores 2 can cure in the desired cycle time but never the temperature in the core Sand core 2 "rises above the point where the binders lose their binding power.
  • the regular production process is divided into three processes.
  • the first process describes the commissioning of the system after a short or long standstill.
  • a feature during this process is that the material 7 has not yet reached the planned operating temperature.
  • the heating of the core box takes place as well as in the typical production process.
  • the parts 4, 5 are brought together from their original position and form a
  • the sand-binder mixture 9 can be shot in the core box.
  • the energy is supplied by means of electricity thanks to the electric control 8. Due to increased specific resistances of the material 7, the warm-up process takes a little longer than the regular production cycle times. During the warm-up process, the core box heats up slowly and with the rise of the temperature drops specific resistance of the material 7. The more the resistance falls, the faster the material 7 continues to heat up according to the principle of
  • the process parameters can be described as follows.
  • the material 7 of the core box has the operating temperature and thus the optimum specific resistance of the sand binder mixture 9.
  • the core box parts 4, 5 are moved apart and the Sandkernkavtician is empty.
  • the core box parts 4, 5 are closed and then the sand-binder mixture 9 is shot into the core box.
  • the specific resistance is dependent on the temperature of the sand-binder mixture 9.
  • the mixture 9 may be at room temperature or already preheated.
  • the electric control 8 activates the current flow and this leads to a
  • the particular advantage of the method is therefore particularly in the heating of the sand-binder mixture 9 from the temperature at injection up to about 130 ° C by the principle of resistance heating by means of current flow within the sand core 2.
  • the further advantage is the efficient heating of the material. 7 and thus the heat supply in the phase of 130 ° C to the desired operating temperature of the sand-binder mixture. 9
  • a sand-binder mixture 9 with an operating temperature of about 170 ° C and a Einschusstemperatur of about 20 ° C is used.
  • about 150 ° C are needed for heating.
  • 2/3 (about 100 ° C) of the required heat energy very quickly means
  • Resistance heating within the sand core 2 are generated and about 1/3 by means of heat transfer of the material 7 to the sand core 2 ".
  • the sand core 2 After reaching the operating temperature or curing, the sand core 2 "can be removed as in existing core shooting methods.
  • Required ejector pins 16 for ejecting the sand core from the cavity are fastened in the ejection bores 16 'provided for this purpose and enable the sand cores 2 to be released from the material 7.
  • the third process describes the cooling phase before a break or
  • Mold surface prevents what would be the case, for example, when curing by means of external heat (for example, oil heating).
  • external heat for example, oil heating

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnelleren Herstellung von Formen (2) oder Kernen (2') für Gießereizwecke, mittels Anpassung des spezifischen elektrischen Widerstandes bei Auswahl des Kernkastenmaterials an die Mischung (9) aus einem Formstoff und einem Wasser enthaltenden Bindemittel, welches in gelöster Form ein Elektrolyt bildet und eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass in ein elektrisch nicht leitendes Gehäuse (3) ein elektrisch leitfähiges Material (7) zur Aufnahme der Mischung (9) eingebracht wird, wobei die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Materials(7) bei Betriebstemperatur (7) zumindest näherungsweise der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit der Mischung (9) bei Temperaturen zwischen 100°C und 130°C entspricht, dass dem Material (7) über in/an dem Gehäuse (3) angeordnete Elektroden (10) elektrische Energie und darüber Wärme zugeführt wird(Prinzip Widerstandsheizung), die zu einem Aushärten der Mischung (9) führt. Je nach Sandkern bis zu 30% schneller Taktzeiten realisiert werden können.

Description

Verfahren und Form- oder Kernwerkzeug zur Herstellung von Formen oder
Kernen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formen oder Kernen für Gießereizwecke unter Verwendung von Strom mittels Anpassung des spezifischen elektrischen Widerstandes des Kernkastenmaterials an eine
Mischung aus einem Formstoff und einem Wasser enthaltenden anorganischen Bindemittel, welches in gelöster Form ein Elektrolyt bildet und eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Form- oder Kernwerkzeug zum Herstellen von Formen oder Kernen.
Aus der WO 2003/013761 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei welchem als anorganisches Bindemittel Magnesiumsulfat verwendet wird, welches in Wasser dispergiert und/oder gelöst und anschließend mit
Gießereisand vermischt ist. Anschließend wird diese Mischung aus einem
Formstoff, das heißt bspw. Gießereisand und dem Wasser enthaltenden
Bindemittel, in das Form- oder Kernwerkzeug eingebracht und dort durch
Erhitzen ausgehärtet. Durch die Verwendung eines anorganischen Bindemittels soll ein Austreten von umweltschädigenden Gasen beim Aushärten der Mischung vermieden werden. Dies Anmeldung basiert dabei teilweise auf der
Patentanmeldung DE 24 35 886 A1 aus dem Jahre 1974 zum Erhärten von Sandkernen mittels„Hindurchleiten eines elektrischen Stromes".
In der erwähnten Druckschrift WO 2003/013761 A1 ist ausgeführt, dass die zur Aushärtung erforderliche Energie mittels Elektrizität zur Verfügung gestellt wird. Die Elektrizität wird dabei über zwei oder mehrere Elektroden an„wenigstens teilweise elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Teilen der trennbaren Form- oder Kernwerkzeuge" angelegt. Die genannte Anmeldung berücksichtigt nicht die Unterschiede zwischen den elektrisch spezifischen Widerstandseigenschaften des Kernwerkzeugs und den elektrisch spezifischen Widerstandseigenschaften des Sand-Binder-Gemisches. Es verwendet „gegeneinander isolierte[n] Teile der trennbaren Form- oder Kernwerkzeuge".
Aus der DE 37 35 751 A1 ist ein gasdurchlässiges Formwerkzeug zur
Herstellung von Guss- und Kernformen aus aushärtbarem Formsand bekannt, wobei das Werkzeug aus heteroporös aufgebautem, offenporigem Material besteht und wobei die Wand des Formwerkzeuges einen ersten, an den
Formsand angrenzenden feinporigen Schichtbereich von 0,2-2 mm Dicke, 75- 95% der theoretischen Materialdichte und Porendurchmesser < 50 μm aufweist, an den ein zweiter, massiver Bereich in Form eines großporigen Stützskeletts von < 80% der theoretischen Materialdichte und einem mittleren
Porendurchmesser < 100 μm materialschlüssig angrenzt.
Aus der DE 24 35 886 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gießereiformen oder -kernen durch Einbringen eines Gemisches aus Aggregat und Binder in einen Form- oder Kernkasten und Erhitzen des Gemisches bekannt, wobei das Erhitzen mittels Durchleiten eines- elektrischen Stromes durch das Gemisch bewirkt wird.
Aus der EP 3 103 562 A1 ist eine Schablone bekannt, welche eine
rahmenförmige oder kastenförmige, sich vorzugsweise nach unten leicht verjüngend ausgebildete, Ausgestaltung mit einer umlaufende Wandung und bei kastenförmiger Ausgestaltung auch einem Boden aufweist.
Form- oder Kernwerkzeuge für anorganische Verfahren werden vornehmlich aus Metall wie z.B. Stahl oder Aluminium hergestellt. Der Nachteil der oben genannten Anmeldung ist, dass eine Isolationsschicht zwischen den Teilen des Form- oder Kernwerkzeuge benötigt wird, welche den Kurzschluss beim Anlegen der Spannung verhindern soll und somit den
Stromfluss durch das Sand-Binder-Gemisch bewirken soll.
Ein weiterer Nachteil der Technik ergibt sich trotz der Verwendung einer
Isolationsschicht. Der elektrische Strom sucht stets den Weg des geringsten Widerstandes zum Ausgleich der elektrischen Potentiale.
Metallische Kernwerkzeuge haben einen Widerstandsbereich von z.B. 2x10"7 Ohmmeter(Stahl) wobei Sand-Bindergemische im Bereich von ca. 101 bis 102 Ohmmeter liegen. Da der Widerstand am Kernkasten wesentlich geringer ist als im Sandbinder-Gemisch fließt der Strom bis zur Kontaktfläche innerhalb des Kernkastens und wird dann für eine kurze Strecke durch das Sand- Bindergemisch geleitet. Dies hat zur Folge, dass an dickeren Teilen des
Sandkerns fast kein Strom fließt und somit keine ausreichende Erwärmung erfolgt. Damit ergibt sich keine gleichmäßige Aushärtung der Mischung.
Wird ein derartig lediglich teilweise ausgehärteter Kern aus dem Form- oder Kernwerkzeug entnommen, kann dieser Schaden nehmen oder zu einem Schaden bei einer späteren Verwendung in einem Gießwerkzeug führen.
Ein weiterer Nachteil basiert auf dem gleichen Ansatz, dass Strom sich immer den Weg des geringsten Widerstandes sucht. Bei Kernkästen aus nichtleitendem Material und zwei gegenüberliegenden Elektroden würde das Verfahren daher nur bei Geometrien mit gleichen Sandkerndicken funktionieren. Zum Beispiel ist dies der Fall bei Zylindern und Quadern. Somit ist das Verfahren nur anwendbar bei einfachen geometrischen Formen. Ein weiterer Nachteil ist bei Aushärtung mittels Wärmeübertragung zu beobachten. Da Sand-Bindergemische gemeinhin eher schlechte Wärmeleiter darstellen kommt es bei Wärmeübertragung von beheizten Kernkästen zur Schalenbildung an den Außenkanten des Sandkernes da die Schale eher aushärtet als das Sandkerninnere. Aus wirtschaftlichen Gründen wird dabei nicht immer die vollständige Aushärtung vor der Entnahme abgewartet, so dass die Sandkerne leichter Brechen können.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch den Effekt der oben genannten
Schalenbildung. Da Aufgrund der Schalenbildung das Innere des Sandkerns noch nicht vollständig ausgehärtet ist, führt dies zu einer Begrenzung der maximalen Sandkerndicken, welche mit bestehenden Verfahren hergestellt werden können. Die maximale Dicke des Sandkerns hängt dabei von der Dauer der Erwärmung sowie dem Eigengewicht des Sandkerns ab. Ist die Erwärmung nicht ausreichend, so kann die äußere Schale des Sandkerns trotz vollständiger Aushärtung das Gewicht nicht vollständig tragen und kann somit zum Bruch des Sandkerns führen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Verfahren der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der
unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei der Auswahl des Materials der trennbaren Form- oder Kernwerkzeuge die spezifische elektrische Leitfähigkeit so zu berücksichtigen, dass sie der elektrischen Leitfähigkeit einer (Sand-Binder-) Mischung annährend während der optimale Arbeitstemperatur entspricht. Die elektrische spezifische Leitfähigkeit des Form- oder Kernwerkzeuges (Kavität) wird also durch das verwendete Sand- Bindergemisch bestimmt.
Hierdurch kann der besondere Effekt erreicht werden, dass ein in das Material eingeleiteter Strom in diesem und in der Mischung überall die annährend gleiche elektrische Leitfähigkeit vorfindet und dadurch sich keinen gravierend kürzerer, insbesondere abkürzenden, Weg durch die Mischung sucht, wodurch eine gleichmäßige Durchströmung der Mischung mit Strom und damit auch ein gleichmäßiges Erhitzen und hierdurch auch ein gleichmäßiges Aushärten derselben erreicht werden können und zwar unabhängig von der jeweils individuellen Form bzw. Gestalt des Kerns.
Generell wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst ein elektrisch leitfähiges Material permanent in ein Gehäuse des Form- oder Kernwerkzeugs eingebracht und nimmt dort die zuvor beschriebene Mischung aus einem
Formstoff, bspw. aus Sand (Gießereisand), und Wasser enthaltenden
Bindemittel, welches in gelöster Form ein Elektrolyt bildet und eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist, auf.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Form- oder Kernwerkzeug zum Herstellen von Formen oder Kernen, bspw.
Gießkernen, aus einer Mischung aus einem Formwerkstoff und einem Wasser enthaltenden Bindemittel anzugeben, welches in gelöster Form ein Elektrolyt bildet und eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist, wobei das erfindungsgemäße Form- oder Kernwerkzeug ein aus zumindest zwei Teilen bestehendes, elektrisch nicht leitendes, Gehäuse besitzt. Das Form- oder Kernwerkzeug weist darüber hinaus zumindest zwei Elektroden auf, wobei jeweils eine Elektrode in einem Teil des Gehäuses angeordnet ist. Über die beiden parallelen Elektroden wird später elektrische Energie in das Material und über dieses in die Mischung eingeleitet, wodurch die Mischung erhitzt und dadurch ausgehärtet wird.
Für das Verfahren ist ein direkter Kontakt des leitenden Materials und der Elektroden des Kernkastens notwendig. Somit kann auf eine Isolationsschicht zwischen den Kernkastenteilen verzichtet werden.
Die Einbringung der Mischung erfolgt für jeden Zyklus der Sandkernherstellung wobei das elektrisch leitfähige Material einmalig pro Herstellung des Form- oder Kernwerkzeugs eingebracht wird. Das Material bildet somit die Negativkontur des später darin herzustellenden Sandkerns bzw. der Form. Nachdem die Mischung in dem Material eingebettet ist, wird anschließend dem Material über die im/am Gehäuse des Form- oder Kernwerkzeugs angeordneten Elektroden, elektrische Energie und darüber Wärme zugeführt, die zu einem Aushärten der Mischung führt.
Wie bei bestehenden Patentanmeldungen, stellt das Gehäuse lediglich ein Behältnis zur Aufnahme des leitenden Materials dar und muss elektrisch nicht leitfähig sein, da ansonsten der Strom ausschließlich über das Gehäuse geführt wird und nicht durch das Material bzw. die Mischung. Das Gehäuse kann aus Kunststoff sein und bietet den Vorteil, dass es vergleichsweise leicht und damit leicht zu handhaben ist. Alternativ kann auch eine Isolationskeramik oder ein anderes elektrisch nicht leitendes Material verwendet werden.
Teile des Gehäuses können dabei über eine oder mehrere Trennebenen miteinander verbunden sein, wobei die Elektroden vorzugsweise parallel zueinander angeordnet oder sogar in einen Teil des Gehäuses eingebettet sein können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Einrichtung zur
Steuerung/Regulierung der elektrischen Spannung an den Elektroden
vorgesehen. Mittels einer derartigen Einrichtung kann die an die Elektroden angelegte Spannung reguliert, bspw. erhöht werden, so dass kurze Taktzeiten für den Aushärtevorgang erreichbar sind. Kurze Taktzeiten wiederum ermöglichen eine vergleichsweise kostengünstige Fertigung der Formen bzw. Kerne. Die Regelung der Leistung/Spannung kann mittels Wechselrichter/Leistungssteller erfolgen oder durch Aufschalten unterschiedlicher Spannungen. Alternativ kann das Verfahren auch mittels konstanter angelegter Spannung betrieben werden.
Wie bereits in der DE 24 35 886 A1 ausgeführt, kann die elektrische Energie in Form von Wechselstrom oder Gleichstrom dem Material und Sand- Bindergemisch (Mischung) zugeführt werden. Wechselstrom ist überall vorhanden und kann fast beliebig geregelt werden.
Zusätzlich sind im Material, in den Elektroden sowie im Gehäuse
Entlüftungsschlitze (Düsen) vorzusehen, um das Entweichen der Gase bzw. des Wasserdampfes zu ermöglichen. Beim Aushärten entstehende Gase bzw.
Wasserdampf kann wie bei bestehenden Verfahren mittels Kernmarken(Düsen) aus dem Sandkern (Kern) und dem Material, der Elektroden und dem Gehäuse über Bohrungen abgeführt werden. Alternativ kann das Material auch porös sein und somit das Entweichen der Gase oder Wasserdampf ermöglichen.
Weiterhin sind im Material Bohrungen für nichtleitende Ausstoßbolzen
vorgesehen, welche zur Entnahme der (Sand-)kerne Verwendung finden. Diese erlauben die Entnahme der Sandkerne nach dem Aushärten der Mischung und dem Auseinanderfahren der Gehäuseteile. Die Ausstoßbolzen sollten dabei aus nichtleitendem Material sein, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Benötigte Ausstoßbolzen werden in den dafür vorgesehenen Ausstoßbohrungen mit der Grundplatte des Werkzeuges befestigt.
Alternativ können auch leitende Ausstoßbolzen verwendet werden, sofern konstruktionstechnisch sichergestellt ist, dass diese keinen Kontakt mit einem Strom leitenden Material haben, während der Strom eingeschaltet ist.
Durch die erfindungsgemäße Lösung, wonach die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Materials zumindest annähernd der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit der Mischung bei Arbeitstemperatur entspricht, kann ein
gleichmäßiges und insbesondere gleichförmiges Durchleiten von Strom bzw. Spannung durch sowohl das Material als auch durch die Mischung erreicht werden, wodurch letztere gleichmäßig erwärmt und dadurch besonders gleichmäßig und dadurch qualitativ hochwertig ausgehärtet werden kann.
Zur optimalen Auswahl elektrisch leitender Materialien für dieses Verfahren sind mehrere Schritte notwendig. Jeder Binder verfügt über eine optimale
Arbeitstemperatur welche die bestmögliche Aushärtung sicherstellt. Bei den getesteten Bindern lag diese bei ca. 150-180°C und ist abhängig von den Herstellerangaben sowie möglicherweise von verwendeten Binderzusätzen. Im Vergleich zu bisher aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen stets befürchtet werden musste, dass die Mischung aufgrund unterschiedlicher interner elektrischer Widerstände, bspw. hervorgerufen durch unterschiedliche Sandkerndicken, einen lokal unterschiedlichen Aushärtegrad aufwies, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstmals eine
gleichförmige, das heißt gleichmäßige und zudem prozesssichere Aushärtung der Mischung erreicht werden, wodurch sich Formen bzw. Gießkerne von besonders hoher Qualität unabhängig von ihrer geometrischen Struktur herstellen lassen. Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Gefahr der Schalenbildung an einer Kernoberfläche bzw. einer
Formoberfläche verhindert, was beispielsweise bei einem Aushärten mittels Wärme von außen (z. B. Ölheizung) der Fall wäre.
Mit dem erfindungsgemäßen Form- oder Kernwerkzeug ist somit erstmals eine prozesssichere Herstellung von Formen bzw. Kernen möglich, durch die
Anpassung der elektrisch spezifischen Leitfähigkeit des Form- Kernkastenmaterials an das Sand-Binder-Gemisch. Dies erlaubt die
gleichmäßige Durchleitung von elektrischer Energie und somit gleichmäßige Erhitzung und dadurch ein gleichmäßiges Aushärten. Dies war bislang aufgrund der oben genannten Nachteile nicht möglich.
Durch die Anpassung des elektrischen Widerstandes des Materials an das Sand- Binder-Gemisch können auch größere und kompliziertere Sandkerne mittels einer Elektrode pro Kernteil wirtschaftlich hergestellt werden da es an keiner Stelle zu signifikanten Widerstandsunterschieden aufgrund von Sandkerndicken durch unterschiedliche Konturen kommt.
Zudem kann mittels Anpassung des spezifischen elektrischen Widerstandes je nach Sandkerndicke auch entsprechend den Richtlinien der Niederspannung von bis zu 1000 V gearbeitet werden. Damit weist das Verfahren nicht nur eine höhere Sicherheit für die Mitarbeiter auf, sondern ist auch kostengünstiger.
Grundsätzlich sind aber auch höhere Spannungen wie in bestehenden Patenten möglich. Dabei gilt, dass je dicker der Sandkern ist, desto höhere Spannungen sollten verwendet werden. Durch die direkte Erwärmung des Sandkerns sowie des Materials ohne Umwege über externe Heizvorrichtungen wie bei Ölheizungen oder Wasserdampf steigt die Effizienz des Verfahrens und dank der gleichmäßigen Wärmzuführung über die gesamte Oberfläche des Kerns ergeben sich kurze Erwärmungsphasen und damit kurze Taktzeiten.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass keine externen Heizvorrichtungen benötigt werden. Dies steigert nicht nur wie oben beschrieben die Effizienz des Verfahrens sondern reduziert auch die Anschaffungs- und Unterhaltskosten für eventuelle externe Heizvorrichtungen. Zudem ermöglicht dies Anlagen mit einem geringerem Platzbedarf vorzusehen so dass tendenziell mehr Anlage auf der gleichen Fläche untergebracht werden können.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich für das Kernwerkzeug. Bestehende Systeme welche Wärmeenergie zum Aushärten benötigen, erfordern, dass die Wärme von der Heizquelle möglichst nah an den Sandkern im Kernkasten zugeführt wird. Dies wird teilweise durch komplizierte Heizbohrungen innerhalb der Grundplatte oder des Kernkastens gelöst. Diese Arbeitsschritte können komplett entfallen, da die Wärme direkt dort erzeugt wird, wo sie benötigt wird: Im Sandkern und Kernkasten.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Verwendung von Materialien wie z.B. Siliziumkarbid-Keramik welche im Vergleich zu bestehenden
Kernwerkzeugmaterialien wie Stahl oder Aluminium eine sehr hartes Material darstellt (Mohs Stärke 9,5) und somit sich die Lebensdauer des Kernkastens verlängert aufgrund geringerem Verschleiß.
Generell funktioniert dabei ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Formen oder Kernen für Gießereizwecke, mittels Anpassung des spezifischen elektrischen Widerstandes des Materials des Werkzeugeinsatzes an den spezifischen elektrischen Widerstand einer Mischung aus mindestens einem Formstoff, insbesondere Gießereisand, und mindestens einem Wasser enthaltenden anorganischen, Wärme aushärtbaren Bindemittel, welches eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit von mindestens 5■ 10"3 S/m aufweist.
Dabei
- wird in ein elektrisch nicht leitendes Gehäuse mindestens ein
Werkzeugeinsatz aus einem elektrisch leitfähigen Material zur Aufnahme der Mischung eingebracht, wobei die elektrische Leitfähigkeit des Materials bei Betriebstemperatur zwischen 150 und 180 °C zumindest näherungsweise der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit der Mischung bei einer Temperatur zwischen ca. 100°C bis 130°C entspricht,
- wird dem Werkzeugeinsatz über in/an dem Gehäuse parallel angeordnete und bei Bedarf vollflächigen Elektroden elektrische Energie und darüber Wärme zugeführt, die zum Aushärten der Mischung führt,
- besteht das Gehäuse aus mindestens zwei Gehäuseteilen, welche zum
Beginn und Abschluss des Taktvorgangs der Form- oder Kernherstellung zusammen- bzw. auseinandergefahren werden und zusammengefahren eine direkte Kontaktfläche ohne isolierende Zwischenschicht bilden,
- sind benötigte Bohrungen für Ausstoßbolzen im Werkzeug, mindestens einer Elektrode sowie mindestens eines Teiles des Gehäuses zur Entnahme der Sandkerne vorhanden,
- sind zum Entweichen von Wasserdampf oder Gasen sowohl das Werkzeug als auch die Elektroden sowie mindestens ein Teil des Gehäuses porös
ausgeführt und/oder Entlüftungsschlitze vorhanden und
- werden der oder die Formen oder Kerne nach dem Aushärten der Mischung und dem Auseinanderfahren der Gehäuseteile mittels Ausstoßbolzen aus dem Werkzeug gedrückt und entnommen. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Form- oder
Kernwerkzeug,
Fig. 2 ein Phasendiagramm mit qualitativer Darstellung einer eingebrachten elektrischen Leistung und eines zugehörigen Widerstandes in einem Kern oder einer Form,
Fig. 3 eine Darstellung der Erwärmung mittels bestehenden elektrischen
Verfahren ohne Anpassung des spezifischen Widerstandes des (Kernkasten-) Materials an das Sand-Bindergemisch (Mischung),
Fig. 4 Darstellung einer möglichen Kernkastenausführung, Fig. 5 eine Befestigung des Materials mit isolierendem Gehäuse und
Grundplatte,
Fig. 6 eine Darstellung von Entlüftungs- und Ausstoßbohrungen mit einer
Ansicht von oben (Fig. 6 a.)), einer Ansicht von vorne (Fig. 6 b.)) und einer Seitenansicht (Fig. 6 c.)).
Entsprechend der Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßes Form- oder Kernwerkzeug 1 zur Herstellung von Formen 2 oder Kernen 2' für Gießereizwecke, ein zur Maschine hin elektrisch isoliertes Gehäuse 3 auf, das aus zwei Teilen 4, 5 besteht, die über eine Trennebene 6 miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 3 ist auf einer Grundplatte 12 befestigt. Das Gehäuse 3 ist dabei aus Kunststoff, Isolationskeramik oder einem anderem nicht leitenden Material ausgebildet und nimmt ein elektrisch leitfähiges Material 7 auf. Das Material 7 bildet eine Form zur Aufnahme einer Mischung 9, aus welcher nach dem Aushärten der Kern 2' bzw. die Form 2 gebildet wird. Das Material 7 kann beispielsweise ein Keramikmaterial sein. Erfindungsgemäß sind dabei die spezifische elektrische Leitfähigkeit der Mischung 9 und die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Materials 7 zumindest annähernd gleich groß, unterscheiden sich bspw. nicht mehr als in Phase 2 von Fig. 2, so dass im Material 7 und der Mischung 9 im Wesentlichen dieselbe spezifische elektrische Leitfähigkeit und derselbe spezifische elektrische Widerstand herrschen. Das erfindungsgemäße Form - oder Kernwerkzeug 1 besitzt darüber hinaus zumindest zwei Elektroden 10, die parallel zueinander angeordnet sind. Vorgesehen ist eine Einrichtung 8 zur Regulierung bzw.
Steuerung der den Elektroden 10 zugeführten Spannung.
Erfindungsgemäß entspricht nun die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Materials 7 des Kerns 2' oder der Form 2 näherungsweise der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit der Mischung 9 in Phase 2 von Fig. 2, wodurch ein vergleichsweise gleichmäßiges Durchleiten von elektrischer Energie durch die Mischung 9 möglich ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Form- oder Kernwerkzeug 1 lässt sich dabei eine Form 2 bzw. ein Kern 2' bzw. ein Gießkern 2', auf qualitativ höchstem Niveau herstellen, da aufgrund der zumindest nahezu gleichen elektrischen Leitfähigkeit der für die Form 2 bzw. den Kern 2' benutzten Mischung 9 und des Materials 7 eine gleichmäßige Durchleitung von elektrischem Strom durch das Material 7 und die Mischung 9 und damit ein gleichmäßiges Erwärmen und Aushärten der Mischung 9 erfolgen können und zwar unabhängig von den jeweiligen
geometrischen Abmessungen der Form 2 bzw. des Kerns 2'.
Hergestellt wird die Form 2 oder der Kern 2' dabei wie folgt: Zunächst wird nach der genannten Materialauswahl beim erstmaligen Aufbau das elektrisch leitfähige Material 7 in das Gehäuse 3 des Form- oder Kernwerkzeugs 1 eingebracht und bildet eine Negativform für die die spätere Form 2 bzw. den späteren Kern 2' bildende Mischung 9. Anschließend wird dem Material 7 über die Elektroden 10 elektrische Energie und damit Wärme zugeführt, die zu einem Aushärten der Mischung 9 führen. Ein Aushärten der Mischung 9 erfolgt dabei insbesondere durch ein Verdampfen von Wasser aus der Mischung 9, wobei die Mischung 9 bspw. ein anorganisches Bindemittel, Wasser und Gießereisand enthalten kann.
Das in der Mischung 9 (Sand-Bindergemisch) eingesetzte anorganische
Bindemittel kann dabei wasserlöslich sein, zumindest aber Wasser enthalten und ist auf alle Fälle elektrisch leitfähig. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit dem erfindungsgemäßen Form- oder Kernwerkzeug 1 lässt sich ein besonders gleichmäßig erhitzter und dadurch auch besonders gleichmäßig ausgehärteter und damit homogener Gießkern bzw. Kern 2' schaffen und dies unabhängig von der jeweiligen geometnschen Abmessung des Kerns 2' bzw. der Form 2, da aufgrund der vorzugsweise gleichen elektrischen Leitfähigkeit der Mischung 9 für den Kern 2' und des Materials 7 sich der elektrische Strom keine kürzeren Wege sucht, wie dies bei bislang aus dem Stand der Technik
bekannten Form- oder Kernwerkzeugen der Fall war. Dies hatte bislang nämlich dazu geführt, dass aufgrund der durch die geometrischen Abmessungen des Kerns 2' bzw. der Form 2 bedingten elektrischen Pfade diese unter Umständen bislang nicht gleichmäßig ausgehärtet waren und somit Bereiche mit
vollständiger Aushärtung und lediglich teilweise oder gar keiner Aushärtung aufwiesen, wodurch die Qualität der bislang mit den bisherigen Form- oder Kernwerkzeugen hergestellten Formen bzw. Kernen oftmals nicht
zufriedenstellend war.
Durch die Einrichtung 8 lässt sich insbesondere die Spannung erhöhen oder erniedrigen, wodurch eine Taktzeit zur Herstellung der Form 2 bzw. des Kerns 2' steuerbar ist.
Die Grundplatte des Werkzeuges 12 nimmt das Gehäuse 3 bzw. die Teile 4,5 sowie das Material 7 auf und Isolierschrauben 13 und Winkel 14 sorgen für eine Befestigung. Isolierschrauben 13 können dabei auch durch Schnellspannsysteme ersetzt werden, um einen leichteren und schnelleren Ausbau zu ermöglichen. Das Material„schwimmt" auf der Elektrode 10 und die Elektrode 10 wird durch Ausrichtungsbolzen 15 in ihrer Position gehalten.
Nachfolgend ist die Tabelle 1 zum weiteren Verständnis beigefügt. Tabelle 1 zeigt dabei mehrere Messreihen mit unterschiedlichen Sand-Bindergemischen 9. Die Erkenntnis ist dabei, dass die spezifische elektrische Leitfähigkeit dabei vom gewünschten Sand-Bindergemisch 9 abhängt und durch Variation von Zusätzen und/oder von Veränderung der prozentualen Anteile beeinflusst werden kann. Je stärker der elektrisch leitenden Anteil im Sand-Bindergemisch 9, desto geringer der spezifische elektrische Widerstand im Sand-Bindergemisch 9.
Tabelle 1 : Messreihen Sand-Binder Gemische.
Daher ist die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise zur Ermittlung der spezifischen elektrischen Eigenschaft des gewünschten Sand-Bindergemisches 9 anzuwenden. Allerdings kann auch dieses Verfahren angewendet werden, wenn die (Sand-Binder-)Mischung 9 noch nicht definiert ist. In diesem Falle kann versucht werden z.B. mittels der Variation von Zusätzen die elektrisch spezifische Eigenschaft des Sand-Bindergemisches 9 gezielt zu beeinflussen, um die Effizienz des Verfahrens zu verbessern.
Zur optimalen Auswahl elektrisch leitender Materialien für dieses Verfahren sind mehrere Schritte notwendig. Jeder Binder verfügt über eine optimale Arbeitstemperatur welche die bestmögliche Aushärtung sicherstellt. Bei den getesteten Bindern lag diese bei ca. 150-180°C und ist abhängig von den Herstellerangaben sowie möglicherweise von verwendeten Binderzusätzen. Zuerst muss die spezifische Widerstandskurve des gewünschten anorganischen Sand-Binder-Gemisches 9 in Abhängigkeit der Temperatur ermittelt werden. In Tabelle 1 sind beispielhaft ausgewählte Widerstands-Temperaturwerte für Sand-Bindergemische basierend auf anorganischer Binder und Bindervariationen abgebildet. Dabei wurden ebenfalls verschiedene Wasserglasanteile sowie Graphitzusätze untersucht. Die Kurven wurden wie folgt ermittelt:
Zuerst muss ein Vergleichsprobekörper erstellt werden. Der Probekörper besteht aus zwei gegenüberliegenden metallischen Elektroden und einem Isolierrohr zwischen den Elektroden. Geometrie (Fläche und Abstand der Elektroden) des Körpers innerhalb des Isolierrohres muss bestimmt werden. Der Hohlraum wird mit einer grünen, nicht ausgehärteten Sand-Bindermischung 9 befüllt. Das Sand- Bindergemisch 9 muss der später zu verwendenden Mischung 9 während der Produktion entsprechen. Die Mischung 9 muss entsprechend realen
Anwendungsbedingungen verdichtet werden. An die Elektroden werden
Messgeräte zur Ermittlung der Spannung, des Stromes und der Temperatur angeschlossen. An die Elektroden wird über eine Stromzuführung eine konstante Spannung angelegt. Der berechnete Widerstand ergibt sich aus der angelegten Spannung geteilt durch den gemessenen Strom.
Eine Berechnung des temperaturabhängigen spezifischen Widerstandes erfolgt dabei wie folgt:
Rho = R * A / I
mit
Rho: spezifischer elektrischer Widerstand der Mischung
R: Widerstand vor Anstieg des elektrischen Widerstandes der Probe A: Elektrodenfläche der Mischung
I: Dicke der Probe
Damit ergibt sich für jedes Sand-Bindergemisch 9 eine temperaturabhängige Widerstandskurve.
Alle gemessenen Widerstandskurven weisen dabei folgende charakteristische Form auf wie in Figur 2.
In Fig. 2 ist der typische Verlauf des elektrischen Widerstandes und der eingebrachten elektrischen Leistung einer konduktiv erwärmten Mischung 9 eines beliebigen anorganischen Sand-/Bindergemischs dargestellt. Nach dem
Einschalten der Spannung sinkt der Widerstand innerhalb kürzester Zeit deutlich (Phase 1 : Kapazitive Last). Danach beginnt die Phase 2 des langsam
abfallenden elektrischen Widerstandes im Kurvenverlauf (Zunahme der
Ladungsträger). In dieser Zeit steigt auch die durch die Probe aufgenommene Leistung kontinuierlich bis durch die erreichte Temperatur Ladungsträger verdampfen. Der Widerstand steigt nun sehr schnell an (Phase 3).
Für die Wahl des spezifischen elektrischen Widerstandes (Rho) des keramischen Materials für eine spätere Form ist der Zeitpunkt vor dem Anstieg des
elektrischen Widerstandes der Probe in Phase 3 optimal, da hier die größte Leistung eingebracht werden kann (kurz vor Ende Phase 2). Dies ist in Fig. 2 mit 1 1 bezeichnet.
Weiterhin sind auch spezifische elektrische Widerstände, die sich aus der Berechnung der Werte innerhalb der Phase 2 ergeben, denkbar.
Der spezifische elektrische Widerstand der getesteten Mischungen 9 ändert sich während des Erwärmungsprozesses. Er liegt bei unter 100°C bei ca. 85 Ohmmeter und fällt bei weiterer Erwärmung unter 25 Ohmmeter bei über 130°C. Mit weiterer Erwärmung nimmt der spezifische Widerstand sprunghaft zu. Dann ist aber auch die erforderliche Energie zur Austreibung des Wassers aus dem Binder, das zur Aushärtung führt, im Sand-Bindergemisch 9 vorhanden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung kann der anorganische Binder durch andere Binderarten ersetzt werden sofern diese elektrisch leitfähig sind und Wärme zur Aushärtung benötigen sowie die sonstigen erforderlichen Eigenschaften aufweisen.
Zur optimalen Auswahl elektrisch leitender Materialien für dieses Verfahren ist nach der Ermittlung der Temperatur-Widerstandskurve des Sand- Bindergemisches 9 die Bestimmung des Materials 7 basierend auf dem benötigten spezifischen Widerstand möglich.
Basierend auf dem spezifischen Widerstandes des Sand-Binder-Gemisches 9 muss eine Materialkomposition mittels Testreihen bestimmt werden, welche einen passenden elektrischen spezifischen Widerstand bei bestimmter
Temperatur aufweist. Diese bestimmte Temperatur richtet sich dabei nach der optimalen Temperatur welche der Binder benötigt um am besten auszuhärten.
Bei unseren Versuchen benötigten getestete Binder Temperaturen von ca. 150°C bis ca. 180°C um auszuhärten. Der Bereich um den optimalen Widerstand wurde dabei mittels Temperatur-Widerstandskurve (siehe oben) um ca. 25 Ohmmeter ermittelt. Folglich erfordert die getestete Binder-Mischung 9 ein Material 7 mit einem spezifischen Widerstand von ca. 25 Ohmmeter bei 150-180°C. Prinzipiell sollte der spezifische Widerstand des Materials 7 gleich sein gegenüber dem optimalen spezifischen Widerstand für das Sand-Bindergemisch 9. Sollte bei der Umsetzung der spezifische Widerstand des Materials 7 über dem des Sand-Bindergemisches 9 liegen, so führt dies tendenziell zu einer Erwärmung vom Zentrum des Kernes 2 in Richtung des Kernkastenmaterials 7, da hier der Strom den Weg des geringeren Widerstandes vorfindet.
Sollte bei der Umsetzung der spezifische Widerstand des Materials 7 geringer sein als im Sand-Bindergemisch 9, so erfolgt tendenziell die Erwärmung von dem Kernkastenmaterial 7 in Richtung Sandkernzentrum.
Ebenso sollte der Verlauf der Temperatur-Widerstandskurve des Materials 7 ähnlich verlaufen wie die Temperatur-Widerstandskurve des Sand- Bindergemisches 9. Je geringer die Abweichung beider Kurven ist, desto effektiver ist das Verfahren.
Die Testreihen zur Bestimmung des Materials können dabei wie folgt
durchgeführt werden:
Ein Ausgangsmaterial, wie z. Beispiel Silizium Karbid, wird in Form einer kleinen Probeplatte hergestellt. Diese Materialprobe wird dann in eine Vorrichtung zwischen zwei Elektroden eingespannt, so dass diese Elektroden einen direkten Kontakt zur Probeplatte haben. Anschließend wird die Temperatur- Widerstandskurve für dieses Probematerial ermittelt. Sollte die Abweichung zwischen dem spezifischen Widerstand des Probematerials und des optimalen spezifischen Widerstandes des Sand-Bindergemisches 9 zu groß sein, muss die Materialkomposition überarbeitet werden. Bei durchgeführten Tests haben sich Siliziumkarbid-Kompositionen mit einer Variation des Graphitanteils in der Keramikmischung als positiv erwiesen. Aber grundsätzlich sind auch andere Materialkompositionen oder Materialzusätze, welche den elektrischen spezifischen Widerstand beeinflussen, möglich. Der Graphitanteil ist dabei in der Keramik gebunden und hat somit keinen Einfluss auf weitere Abguss-Prozesse.
Diese Tests müssen solange wiederholt werden, bis eine geeignete
Materialkomposition gefunden wurde, welche den gewünschten spezifischen Widerstand aufweist.
Weiterhin muss das ausgewählte Material 7 auch die sonstigen physischen Eigenschaften für das Umfeld von Gießereien erfüllen. Beispielweise sind hier Bruchfestigkeit, Oberflächenrauigkeit, Wärmausdehnung und Wärmeleitfähigkeit genannt.
Beispielsweise verfügt die für weitere Tests ausgewählte Keramik bei Erreichen der erforderlichen Betriebstemperatur von ca. 180°C einen spezifischen
Widerstand von ca. 30 Ohmmeter für das oben genannte Sand-Bindergemisch 9.
Anschließend muss die maximale Kurzzeitbelastung des Materials 7 ermittelt werden, bei der noch keine permanente Beschädigung des Materials 7 auftritt. Diese maximale Kurzzeitbelastung spielt nachfolgend für die Elektrosteuerung eine wichtige Rolle. Dies wird mit Belastungstests ermittelt und kann zu
Abplatzungen am Material 7 bei Überschreiten der maximalen Kurzzeitbelastung führen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung kann das vorstehend und nachstehend genannte Material 7 durch andere
Materialien ersetzt werden, sofern diese elektrisch leitfähig sind und die
Anpassung des elektrisch spezifischen Widerstandes der gewählten Mischung 9 entspricht und auch die sonstigen Anforderungen an den Gießereibetrieb erfüllt werden. Der wiederholte Begriff der„Anpassung" beschreibt die vorher genannten
Schritte zur Auswahl eines geeigneten Materials 7 an die spezifisch elektrischen Eigenschaften von Sand-Bindergemischen 9. Nachdem die Auswahl(Anpassung) des geeigneten Materials 7 nach dem oben beschriebenen Verfahren erfolgreich war und an das Sand-Bindergemisch 9 angepasst wurde, kann der Aufbau des Kernkastens für die Anwendung des Verfahrens hergestellt werden.
Der kritischste Arbeitsschritt ist dabei die Herstellung des Materials 7.
Bei der beispielhaft genannten Siliziumkarbid-Keramik wird die Keramik in mehreren Fertigungsschritten nach gängigen Keramikherstellungsverfahren hergestellt. Besonders die Feinbearbeitung nach dem Sintern erfordert größte Aufmerksamkeit aufgrund des sehr harten Materials (Mohshärte von ca. 9,5). Je genauer die Feinbearbeitung erfolgt, desto geringer sind die späteren
Toleranzabweichungen für mit dem Verfahren produzierten Sandkerne 2.
Sobald die Feinbearbeitung des Materials 7 erfolgreich abgeschlossen ist, kann die Befestigung im Kernkasten erfolgen. Das Material 7 benötigt auf der gegenüberliegenden Seite der konturgebenden Oberfläche eine direkte
Kontaktfläche mit der jeweiligen Elektrode. In Versuchen hat sich dabei empfohlen, die Kontaktfläche eben zu schleifen, um einen sehr guten Kontakt zwischen der Elektrode 10 und dem Material 7 zu ermöglichen. Dies führt zu dem gewünschten Effekt die Übergangswiderstände dabei gering zu halten.
Wie in Figur 4 dargestellt sollte die Elektrode 10 dabei auf der Rückseite des Materialteils schwimmend verlegt werden. Dies ist geboten, da das Material der Elektroden 10 normalerweise eine höhere Wärmeausdehnung besitzt als das Kernkastenmaterial. Hierzu können in der Rückseite des Materials zwei Stifte befestigt werden, welche die Elektroden 10 während des Produktionsprozesses in Position halten. Durch die parallele Anordnung der Elektroden 10 kann eine vergleichsweise gleichmäßige Durchleitung elektrischer Energie durch das Material 7 und die Mischung 9 erreicht werden, woraus sich wiederum Vorteile bezüglich einer gleichmäßigen Erwärmung und einer gleichmäßigen Aushärtung ergeben.
Eine mögliche Ausführung sieht auch eine Einbringung der Elektroden 10 in das Material 7 vor. In diesem Falle würden keine Stifte zur Ausrichtung benötigt. Die Elektroden 10 sowie das Material 7 werden dann mittels einer Vertiefung in einem isolierenden Material aufgenommen werden.
Die Befestigung der mehrlagigen Ebenen kann dabei mittels Verankerung in der Grundplatte 12 des Werkzeugs erfolgen. Für die Befestigung können Winkel 14 mit Schraubverbindungen 15 verwendet werden, wie in Figur 5 beispielhaft aufgezeigt. Um einen schnellen Austausch einzelner Materialien zu ermöglichen, können hierbei auch Schnellschlusssystem anstelle von Schrauben verwendet werden.
Die Befestigungsschrauben 15 sollten dabei aus nichtleitendem Material sein, um eine Stromführung auf das Gehäuse 3 zu vermeiden. Zusätzlich sind im Material 7, in den Elektroden 10 sowie im Gehäuse 3 Entlüftungsschlitze 17 (Düsen) vorzusehen, um das Entweichen der Gase bzw. des Wasserdampfes zu ermöglichen. Beim Aushärten entstehende Gase bzw. Wasserdampf kann wie bei bestehenden Verfahren mittels Kernmarken(Düsen) aus dem Sandkern 2" (Kern) und dem Material 7, der Elektroden 10 und dem Gehäuse 3 über
Bohrungen 17 abgeführt werden. Alternativ kann das Material auch porös sein und somit das Entweichen der Gase oder Wasserdampf ermöglichen.
Die Elektroden 10 benötigen eine Stromzuführung, welche mit dem externen Schaltschrank verbunden ist und somit eine Elektrosteuerung 8 ermöglicht. Die Elektrosteuerung 8 muss auf den Kernkasten sowie das Verfahren angepasst werden. Die Elektrosteuerung 8 übernimmt dabei die Aufgabe den Kernkasten mittels Stromführung und Elektroden 10 ausreichend mit Strom zu versorgen. Bei neuen Anlagen muss die Elektrosteuerung 8 (Einrichtung 8) entsprechend mit eingeplant werden. Beim Umbau von bestehenden Anlagen auf das neue
Verfahren können unter Umständen bestehende Schaltanlagen umgebaut und angepasst werden. Wichtig ist, dass die Energiezufuhr in das Material 7 über Elektroden 10 erfolgt. Dabei ist Wechselstrom oder Gleichstrom denkbar.
Die Steuerung der Stromzuführung muss die maximale Kurzzeitbelastung des gewählten Materials 7 sowie die Widerstands-Temperaturkurve des Materials 7 und des Sand-Bindergemisches 9 berücksichtigen.
Die Elektrosteuerung 8 ist so zu wählen, dass ein möglichst hoher
Leistungseintrag mittels hoher Spannung erfolgt jedoch die maximale
Kurzzeitbelastungsgrenze nie überschritten wird um Beschädigungen am
Material 7 zu verhindern und somit ein wirtschaftliches Verfahren zu
gewährleisten. Der Leistungseintrag und damit zusammenhängende
Wärmeentwicklung in das Sand-Binder-Gemisch 9 ist abhängig von dem spezifischen Widerstand sowie der angelegten Spannung. Daher kann mit Regelung der Spannung auch der Leistungseintrag und die Temperatur gesteuert werden. Zusätzlich sollte der Kernkasten über Temperatursensoren verfügen, um eine Erwärmung über den vorgeschriebenen Arbeitsbereichs des Binders zu vermeiden, da eine zu hohe Temperatur die Bindungskraft ansonsten negativ beeinflussen würde.
Die Elektrosteuerung 8 regelt dabei auch die unterschiedlichen Prozessschritte der Kernschießmaschine. Dabei muss speziell beim Zusammenfahren der Kernkastenteile darauf geachtet werden, das die Zusammenführung in einem angepassten Tempo passiert um eine Stoßwirkung im Kernkastenmaterial und somit eine mögliche permanente Beschädigung zu vermeiden.
Bei Kernwerkzeugen mit mehreren Sandkernen 2 können entweder ein
Elektrodenpaar pro Sandkern 2" verwendet werden oder ein Elektrodenpaar welche alle Sandkerne 2 des kompletten Kernkasten abdeckt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass beim Erwärmungsprozess die Steuerung so zu wählen ist, dass alle Sandkerne 2 in der gewünschten Taktzeit aushärten können aber auch niemals die Temperatur im Sandkern 2" über den Punkt steigt, an dem die Binder ihre Bindungskraft verlieren.
Sonstige Vorrichtungen zur externen Beheizung von Kernkästen können entfallen. Andere Vorrichtungen wie zum Beispiel zur Drucklüftung können weiterverwendet werden.
Der regelmäßige Produktionsprozess unterteilt sich dabei in drei Prozesse. Der erste Prozess beschreibt die Inbetriebnahme der Anlage nach einem kurzen oder längeren Stillstand.
Ein Merkmal während dieses Prozesses ist, dass das Material 7 noch nicht die geplante Betriebstemperatur erreicht hat. Die Erwärmung des Kernkastens erfolgt dabei wie auch bei dem typischen Produktionsprozess. Die Teile 4, 5 werden von ihrer Ausgangsposition zusammengeführt und bilden eine
Kontaktfläche. Anschließend kann das Sand-Bindergemisch 9 in den Kernkasten geschossen werden. Im nächsten Schritt erfolgt dann die Energiezuführung mittels Strom dank der Elektrosteuerung 8. Aufgrund erhöhter spezifischer Widerstände des Materials 7 benötigt der Aufwärm prozess etwas länger als die regulären Produktionstaktzeiten. Während des Aufwärmprozesses erwärmt sich langsam der Kernkasten und mit dem Anstieg der Temperatur fällt der spezifische Widerstand des Materials 7. Je stärker der Widerstand fällt, umso schneller erwärmt sich das Material 7 weiter nach dem Prinzip der
Widerstandsheizung. Da der Wärmeeintrag bei den ersten Sandkernen 2 nicht unter optimalen Bedingungen erfolgt, kann es zu einem erhöhten Ausschuss während dieses Prozesses kommen.
Sobald die gewünschte Betriebstemperatur für den Binder am Kernkasten erreicht ist, beginnt der eigentliche Produktionsprozess. Die Prozessparameter können dabei wie folgt beschrieben werden. Das Material 7 des Kernkastens verfügt über die Betriebstemperatur und damit über den optimalen spezifischen Widerstand des Sand-Bindergemisches 9. Die Kernkastenteile 4, 5 sind auseinandergefahren und die Sandkernkavität ist leer. Im ersten Schritt werden die Kernkastenteile 4, 5 geschlossen und anschließend das Sand-Bindergemisch 9 in den Kernkasten geschossen. Der spezifische Widerstand ist abhängig von der Temperatur des Sand-Bindergemisches 9. Das Gemisch 9 kann dabei Raumtemperatur haben oder bereits vorgeheizt sein. Sobald das Sand- Bindergemisch 9 in den Kernkasten geschossen wurde, kühlt die direkte
Kontaktfläche zum Sand-Bindergemisch 9 des Kernkastenmaterials etwas ab. Damit steigt kurzfristig der Widerstand des Kernkastenmaterials 7, wobei gleichzeitig dank der Wärmeaufnahme der spezifische Widerstand des Sand- Bindergemisches 9 fällt. Da wie oben beschrieben die Temperatur- Widerstandskurven des Materials 7 und des Sand-Bindergemisches 9 ähnlich verlaufen, bleibt die Abweichung des spezifischen Widerstandes begrenzt.
Die Elektrosteuerung 8 aktiviert den Stromfluss und dies führt zu einem
Stromfluss durch das Material 7 als auch durch den Sandkern 2". Mit steigender Erwärmung nimmt nun der Widerstand des Sand-Bindergemisches 9 als auch im Material 7 ab bis annährend der optimale Widerstand erreicht ist. In diesem Moment ist der Leistungseintrag optimal. Das Sand-Bindergemisch 9 hat sich nun von der Ausgangstemperatur auf ca. 100 bis 130°C je nach Größe innerhalb weniger Sekunden erwärmt. Sobald durch Verdampfung des Wasseranteils im Sand-Bindergemisch 9 die freien Ladungsträger reduziert werden, beginnt schlagartig der spezifische Widerstand des Sand-Bindergemisches 9 zu steigen. In diesem Moment ist der Stromfluss innerhalb des Sandkerns 2 reduziert. Um die gewünschte optimale
Betriebstemperatur für den Sand-Bindergemisch 9 zu erreichen, muss nun die verbleibende Wärmeenergie über das Kernkastenmaterial 7 wie auch bei bestehenden Verfahren übertragen werden.
In durchgeführten Tests wird dabei das Siliziumkarbidmaterial kontinuierlich weiter mittels Stromfluss erwärmt, um den Wärmeverlust des Materials 7 an den Sandkern 2" auszugleichen.
Der besondere Vorteil des Verfahrens liegt daher besonders in der Erwärmung des Sand-Bindergemisches 9 von der Temperatur bei Einschuss bis auf ca. 130°C durch das Prinzip der Widerstandsheizung mittels Stromfluss innerhalb des Sandkerns 2. Der weitere Vorteil ist das effiziente Erwärmen des Materials 7 und damit der Wärmezuführung in der Phase von 130°C bis auf die gewünschte Betriebstemperatur des Sand-Bindergemisches 9.
Als Beispiel wird ein Sand-Bindergemisch 9 mit einer Betriebstemperatur von ca. 170°C und einer Einschusstemperatur von ca. 20°C herangezogen. In Summe werden ca. 150°C zur Erwärmung benötigt. Mittels des Verfahrens kann daher 2/3 (ca. 100°C) der benötigten Wärmeenergie sehr schnell mittels
Widerstandsheizung innerhalb des Sandkerns 2 erzeugt werden und ca. 1/3 mittels Wärmeübertragung des Materials 7 auf den Sandkern 2".
Nach dem Erreichen der Betriebstemperatur bzw. dem Aushärten kann der Sandkern 2" wie bei bestehenden Kernschießverfahren entnommen werden. Benötigte Ausstoßbolzen 16 zum Ausstoß des Sandkerns aus der Kavität werden in den dafür vorgesehenen Ausstoßbohrungen 16' befestigt und ermöglichen die Loslösung der Sandkerne 2 aus dem Material 7.
Der dritte Prozess beschreibt die Abkühlungsphase vor einer Pause bzw.
Abschaltung. In dieser Phase kann der Kernkasten einfach im ausgefahrenen Zustand abkühlen und steht dann jederzeit für den 1 . Prozessschritt wieder zur Verfügung.
Im Vergleich zu bisher aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen stets befürchtet werden musste, dass die Mischung 9 aufgrund unterschiedlicher interner elektrischer Widerstände, bspw. hervorgerufen durch unterschiedliche Sandkerndicken, einen lokal unterschiedlichen Aushärtegrad aufwies, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstmals eine
gleichförmige, das heißt gleichmäßige und zudem prozesssichere Aushärtung der Mischung 9 erreicht werden, wodurch sich Formen 2 bzw. Gießkerne 2' von besonders hoher Qualität unabhängig von ihrer geometrischen Struktur herstellen lassen. Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Gefahr der Schalenbildung an einer Kernoberfläche bzw. einer
Formoberfläche verhindert, was beispielsweise bei einem Aushärten mittels Wärme von außen (z.B. Ölheizung) der Fall wäre.
Mit dem erfindungsgemäßen Form- oder Kernwerkzeug 1 ist somit erstmals eine prozesssichere Herstellung von Formen 2 bzw. Kernen 2' möglich, durch die Anpassung der elektrisch spezifischen Leitfähigkeit des Form- Kernkastenmaterials 7 an das Sand-Binder-Gemisch 9. Dies erlaubt die gleichmäßige Durchleitung von elektrischer Energie und somit gleichmäßige Erhitzung und dadurch ein gleichmäßiges Aushärten. Dies war bislang nicht möglich.

Claims

Ansprüche 1 . Verfahren zur Herstellung von Formen (2) oder Kernen (2') für
Gießereizwecke, mittels Anpassung des spezifischen elektrischen
Widerstandes des Materials des Werkzeugeinsatzes an den spezifischen elektrischen Widerstand einer Mischung (9) aus mindestens einem
Formstoff, insbesondere Gießereisand, und mindestens einem Wasser enthaltenden anorganischen, Wärme aushärtbaren Bindemittel, welches eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit von mindestens 5 . 10-3 S/m aufweist, wobei,
- in ein elektrisch nicht leitendes Gehäuse (3) mindestens ein
Werkzeugeinsatz aus einem elektrisch leitfähigen Material (7) zur Aufnahme der Mischung (9) eingebracht wird, wobei die elektrische Leitfähigkeit des Materials (7) bei Betriebstemperatur zwischen 150 und 180 °C zumindest näherungsweise der spezifischen elektrischen
Leitfähigkeit der Mischung (9) bei einer Temperatur zwischen ca. 100°C bis 130°C entspricht,
- dem Werkzeugeinsatz (7) über in/an dem Gehäuse (3) parallel
angeordnete und bei Bedarf vollflächigen Elektroden (10) elektrische Energie und darüber Wärme zugeführt wird, die zum Aushärten der Mischung (9) führt,
- wobei das Gehäuse (3) aus mindestens zwei Gehäuseteilen (4, 5) besteht, welche zum Beginn und Abschluss des Taktvorgangs der Form- oder Kernherstellung zusammen- bzw. auseinandergefahren werden und zusammengefahren eine direkte Kontaktfläche ohne isolierende
Zwischenschicht bilden,
- wobei benötigte Bohrungen (16') für Ausstoßbolzen (16) im Werkzeug, mindestens einer Elektrode (10) sowie mindestens eines Teiles (4, 5) des Gehäuses (3) zur Entnahme der Sandkerne vorhanden sind, - wobei zum Entweichen von Wasserdampf oder Gasen sowohl das Werkzeug als auch die Elektroden sowie mindestens ein Teil des
Gehäuses (4, 5) porös ausgeführt und/oder Entlüftungsschlitze (17) vorhanden sind und
- wobei der oder die Formen oder Kerne (2,2') nach dem Aushärten der Mischung (9) und dem Auseinanderfahren der Gehäuseteile (4, 5) mittels Ausstoßbolzen (16) aus dem Werkzeug gedrückt und entnommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Werkzeugeinsatz (7) die elektrische Energie in Form von
Wechselstrom oder Gleichstrom zugeführt wird mittels einer Einrichtung (8) zur Steuerung/Regulierung die elektrische Spannung unter
Berücksichtigung der spezifischen Temperatur-Widerstandskurve des Sand- Bindergemisches, der Temperatur des Werkzeugeinsatzes (7) sowie der maximalen Kurzzeitbelastung des Werkzeugeinsatzmaterials regelt, wobei je nach Anwendungsfall auch eine konstante Spannung angelegt werden kann.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Material (7) für Werkzeugeinsätze verwendet wird, welches folgende Eigenschaften aufweist:
- es handelt sich um einen gesinterten Festkörper und somit nicht um
Gase, Flüssigkeiten oder Schüttgut,
- eine Mohshärte von mehr als 4 aufweist, - der spezifische elektrische Widerstand des Materials (7) liegt zwischen ca. 0,5 Ohmmeter und ca. 200 Ohmmeter bei einer Betriebstemperatur von 150°C bis 180 °C,
- die Wärmeleitfähigkeit beträgt mindestens 0,56 w/(m*K).
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Material (7) ein gesintertes Keramikmaterial verwendet wird, das überwiegend aus Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid besteht, welches
Kohlenstoffanteile oder andere Zusätze beinhalten kann, um die elektrische Leitfähigkeit an die elektrische Leitfähigkeit des Sand-Bindergemisches anzupassen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass für das Verfahren zur Herstellung von Formen (2) oder Kernen (2') mindestens ein Werkzeugeinsatz mit mindestens einer Kavität für die herzustellende Form (2) oder den herzustellenden Kern (2') verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass Ausstoßbolzen (16) zum Ausstoßen der Sandkerne aus nichtleitendem Material sind, oder konstruktionstechnisch so verwendet werden, dass leitende Ausstoßbolzen (16) während des Herstellungsvorganges der Formen (2) oder Kerne (2') nicht in Kontakt mit stromführenden
Komponenten des Kernkastens kommen.
7. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch Hinzufügen von Zusätzen, wie z.B. Graphit oder Kochsalz die elektrische Leitfähigkeit der Mischung (9) so beeinflusst wird, dass ein geringer spezifischer Widerstand erzielt wird, um das genannte Verfahren mit geringen Spannungen zu betreiben.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren sowohl für neu zu konstruierende Kernschiessanlagen als auch bei Umbau von bestehenden Kernschiessanlagen anwendbar ist, um damit Sandkerne bis zu 30 % schneller herzustellen.
9. Form- oder Kernwerkzeug (1 ) zum Herstellung von Formen (2) oder Kernen (2') für Gießereizwecke, mit einem aus zumindest zwei Teilen (4,5) bestehenden Gehäuse (3), wobei,
- in ein elektrisch nicht leitendes Gehäuse (3) mindestens ein
Werkzeugeinsatz aus einem elektrisch leitfähigen Material (7) zur Aufnahme einer Mischung (9) eingebracht ist, wobei das Material (7) aus einem gesinterten, überwiegend aus Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid bestehenden Sinterwerkstoff besteht, welches im Bedarfsfall
leitfähigkeitserhöhende Zusätze wie Graphit enthält
- mindestens zwei Teile (4, 5) zum Beginn und Abschluss eines
Taktvorgangs zusammen- bzw. auseinandergefahren werden und zusammengefahren eine direkte Kontaktfläche ohne isolierende
Zwischenschicht bilden,
- zumindest zwei parallel und bei Bedarf vollflächig angeordnete
Elektroden (10) vorgesehen sind, wobei jeweils mindestens eine Elektrode (10) in mindestens einem Teil (4, 5) des Gehäuses (3) angeordnet ist.
- Bohrungen (16') für Ausstoßbolzen (16) im Form- oder Kernwerkzeug (1 ), mindestens einer Elektrode (10) sowie mindestens eines Teiles des Gehäuses (4, 5) zur Entnahme der Sandkerne bei Bedarf vorgesehen sind,
- zum Entweichen von Wasserdampf oder Gasen sowohl das Form- oder Kernwerkzeug (1 ) als auch die Elektroden (10) sowie mindestens ein Teil des Gehäuses (4, 5) porös ausgeführt sind und/oder Entlüftungsschlitze (17) enthalten.
10. Form- oder Kernwerkzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teil (4, 5) des Gehäuses (3) aus Kunststoff,
elektrischem Isolierstoff oder Isolationskeramik ausgebildet ist.
1 1 . Form- oder Kernwerkzeug nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens zwei Teile (4, 5) des Gehäuses (3) über mindestens eine Trennebene (6) miteinander verbunden sind, wobei die Elektroden (10) parallel zueinander und zwischen dem Material (7) und der Isolationsschicht angeordnet sind.
12. Form- oder Kernwerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1
dadurch gekennzeichnet,
dass in mindestens einem Werkzeugeinsatz mindestens eine
Sandkernkavität vorgesehen ist, welche bei Bedarf mit einem Schnellspannsystem im Gehäuse (3) befestigbar ist und somit den chnellen Austausch des Werkzeugeinsatzes innerhalb des Kernkastens ermöglicht.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018106268U1 (de) 2018-11-04 2018-11-28 Wolfram Bach Werkzeug zur Herstellung von Formen oder Kernen durch elektrische Widerstandserwärmung eines kunststoffbasierten Materials
DE102018128605B4 (de) * 2018-11-14 2020-07-30 Meissner Ag Modell- Und Werkzeugfabrik Gusswerkzeug, beispielsweise Kernschießwerkzeug oder Kokille, und ein entsprechendes Gießverfahren
DE102019113008A1 (de) 2019-05-16 2020-11-19 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verwendung eines partikulären Materials umfassend ein teilchenförmiges synthetisches amorphes Siliciumdioxid als Additiv für eine Formstoffmischung, entsprechende Verfahren, Mischungen und Kits
DE102019116406A1 (de) 2019-06-17 2020-12-17 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Additivmischung für Formstoffmischungen zur Herstellung wasserglasgebundener Gießereiformen und Gießereikerne
DE102019131676A1 (de) 2019-11-22 2021-05-27 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kerne für den Druckguss
DE102020119013A1 (de) 2020-07-17 2022-01-20 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines Artikels zur Verwendung in der Gießereiindustrie, entsprechende Form, Kern, Speiserelement oder Formstoffmischung sowie Vorrichtungen und Verwendungen
DE102020209100B4 (de) 2020-07-21 2024-05-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zur Herstellung von Sandkernen, die für Gießereizwecke einsetzbar sind
DE102020131492A1 (de) 2020-11-27 2022-06-02 Chemex Foundry Solutions Gmbh Herstellverfahren, Gießformen, Kerne oder Speiser sowie Kit und Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gussteils.
CN116851662A (zh) * 2023-06-26 2023-10-10 中国第一汽车股份有限公司 串联制作多个砂芯的方法及装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1429837A (en) * 1973-08-01 1976-03-31 White Sea & Baltic Co Manufacture of foundry moulds and cores
JPS5839017B2 (ja) * 1980-04-22 1983-08-26 淡路産業株式会社 鋳造用砂型の製作方法
JPS5741844A (en) * 1980-08-26 1982-03-09 Kubota Ltd Manufacture of mold
JPS58350A (ja) * 1981-06-23 1983-01-05 Yamakawa Sangyo Kk 鋳型の製法
JPS589744A (ja) * 1981-07-09 1983-01-20 Yamakawa Sangyo Kk 精密鋳型の製造方法
JPS5893351U (ja) * 1981-12-21 1983-06-24 株式会社小松製作所 マイクロ波加熱硬化鋳型用模型のインジエクタピン装置
DE3735751A1 (de) * 1987-10-22 1989-05-03 Plansee Metallwerk Heteroporoeses formwerkzeug zur herstellung von gussformen aus formsand und verfahren zu dessen herstellung
JPH02217367A (ja) * 1989-02-20 1990-08-30 Teijin Ltd 複合セラミックス成形物及びその製造法
US5715885A (en) * 1995-12-29 1998-02-10 Georg Fischer Disa, Inc. Apparatus and method for cleaning core box vents
JPH10211541A (ja) * 1997-01-27 1998-08-11 Hitachi Metals Ltd 耐久性鋳型
CN1538887A (zh) * 2001-08-10 2004-10-20 ��ķ�չ���ʦ���޹�˾ 铸造用的模具或型芯的制造方法和装置
US6666253B2 (en) * 2002-03-18 2003-12-23 Hormel Foods, Llc Method and apparatus for making a sand core with an improved hardening rate
DE10340491B3 (de) * 2003-09-03 2005-03-10 Laempe & Gies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formen oder Kernen
DE102011050264B4 (de) * 2011-05-11 2015-11-19 Stephanus Bigos Vorrichtung zum Begasen von Gusskernen
CN103192031A (zh) * 2013-04-03 2013-07-10 苏州苏铸成套装备制造有限公司 优化的砂芯成型方法
CN203804141U (zh) * 2014-04-17 2014-09-03 宁波高盛模具制造有限公司 大型发动机机体的机前端大皮芯盒模具
CN203804139U (zh) * 2014-04-17 2014-09-03 象山东风模具制造有限公司 用于制造大型发动机机前端齿轮箱的芯盒模具
CN104014740B (zh) * 2014-06-11 2016-08-31 武汉纺织大学 一种提高微波硬化水玻璃砂型抗吸湿性的方法
EP3103562B9 (de) * 2015-06-12 2019-05-08 Bierkämper GmbH Stahl- und Anlagenbau Schablone

Also Published As

Publication number Publication date
CN110248747B (zh) 2021-07-16
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US20200188988A1 (en) 2020-06-18
CN110248747A (zh) 2019-09-17
EP3551359A1 (de) 2019-10-16
DE102017217096B3 (de) 2018-03-22
EP3551358B1 (de) 2021-01-13
US10967420B2 (en) 2021-04-06
DE102017217098B3 (de) 2018-04-05
US20200391279A1 (en) 2020-12-17
WO2018103792A1 (de) 2018-06-14

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