DE2242812A1 - Verfahren zum haerten von saeurehaertbaren formstoffgemischen - Google Patents
Verfahren zum haerten von saeurehaertbaren formstoffgemischenInfo
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Description
Hüttenes-Albertus 380/18
Verfahren zum Härten von säurehärfbaren Formstoff-
gemischen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten von säurehärtbaren
Formstoffgemischen, wobei als Härter ein sauer reagierendes
Gas benutzt wird, welches in einen das geformte Formstoffgemisch
enthaltenden Formkasten eingeleitet wird.
Formstoffgemische, wie sie vornehmlich in der Gießereitechnik
zur Herstellung von Formen, Modellen oder Kernen verwendet werden, bestehen zur Hauptsache aus einem Gemisch von Formsand
und einem härtbaren Bindemittel. Diesem Gemisch können ggfs.
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noch weitere spezielle Zusätze beigegeben sein. Der Formsand
ist normalerweise Quarzsand, kann aber auch aus anderen Senden bzw. einer Mischung verschiedener Sande bestehen. Als Bindemittel
werden entweder organische Binder, insbesondere Kunstharzbinder auf der Basis von Phenol-, Puran- oder Harnstoffharzen
oder deren Gemische oder !Copolymerisate verwendet, oder es kommen
anorganische Binder, insbesondere Wasserglasbinder, zum Ein? satz.
Viele der verwendeten Bindemittel werden durch Säuren oder saure Salze gehärtet. So ist es beispielsweise bekannt,
Fonostoffgemischen, die einen der vorgenannten Kunstharzbinder
enthalten, bei der Herstellung ein flüssiges Härtemittel z.B. in Form einer wässrigen Lösung von . Phosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure,
Ammoniumchlorid oder dergleichen zuzugeben und die Gemische anschließend in Kernkästen oder Modellkästen (zusammenfassend
als "Formkästen" bezeichnet) zu verformen. Der Nachteil dieser Arbeitsweise liegt darin, daß die Härtungsreaktion
unmittelbar nach dem Zusatz des Härters einsetzt und das Formstoff
gemisch somit unweigerlich unbrauchbar wird, wenn die Verarbeitung nicht ausreichend sohnell erfolgen kann. Ein gewisser
Nachteil kann auch darin bestehen, daß unnötig Wasser aus der Härterlösung in das Formstoffgemisch hineingebracht wird.
Es ist auch bereite bekannt geworden, säurehärtbare . Formstoffgemische mit gasförmigen Härtemitteln zu härten, indem
das härtende, also sauer reagierende Gas nach der Formgebung des Formetoffgemisches im Formkasten unter Anwendung von Druck
durch den Porenhohlraum des Formstoffgemisches hindurchgepreßt wird. Diese Arbeitsweise, die beispielsweise zum Härten von Was-
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serglasblndern mittels Kohlendioxid angewendet wird, aber
auch für das Härten von Kunstharzbindern mittels, gasförmigem
Chlorwasserstoff bekannt ist, ist jedoch relativ aufwendig.
Sie erfordert eine sorgfältige Planung von Entlüftungs—
düsen im Formkasten, nur sicherzustellen, daß dss Härtergas
alle Bereiche des Formstoffgemisches ausreichend erfaßt, wobei bei komplizierteren Formgebungen dennoch nicht immer
eine völlig gleichmäßige: Härtung des Formstoffgemisches erreicht werden konnte. Außerdem sind- umfängliche Vorsorgemaß—
nahmen erforderlich, um eine Belästigung des Bedienungspersonals
durch, das Härtergas, insbesondere wenn dieses ätzend
ist, zu vermeiden. Schließlich dauert das Härten von Formstoffgemischen
mittels eines Härtergases häufig auch unwirtschaftlich lange. Das alles ist ein Grund dafür, daß sich
die Verwendung von Härtergasen insbesondere zur Härtung von Kunstharzbindern in der Praxis nicht nennenswert eingebürgert
hat.
Mit der Erfindung soll nunmehr ein Verfahren zum Härten
von säurehärtbaren Formstoffgemischen mittels eines gasförmigen,
sauer reagierenden Härters angegeben werden, welches die Sachteile der bisherigen Arbeitsweise vermeidet.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das
sauer reagierende Gas aus einer explosionsfähigen und zündfähigen Gasmischung entnommen wird, welches sich in einem'
mit dem Formkasten verbundenen und im übrigen abgeschlos- " senen Raum befindet und darin gezündet wird.
Nach dem Vorschlag der Erfindung wird somit das Härtergas
durch, den Druck einer Explosionswelle in das Formstoffge-
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gemisch hineingedrückt. Das führt au einer Reihe erheblicher Tortelle gegenüber der bisherigen Arbeltswelse. Zum ersten
stellt die ExplosionaweHe eine gleichmäßige Verteilung des
Härtergases Im Formstoffgern!sch und damit eine gleichmäßige
Auehärtung des Formetoffgemischeβ sicher. Weiterhin verläuft
der HärtuDgsvorgaDg sehr schnellt well sich einerseits das Härtergas
durch die Explosionswelle praktisch schlagartig Im Formstoffgemisch
verteilt und well andererseits sich Infolge der Explosionswärme eine Temperaturerhöhung einstellt, die beschleunigend
auf den Härtungsvorgang wirkt. Andererseits bleibt der grundlegende Yorteil der Verwendung von Härtergasen gegenüber
flüssigen Härtern» nämlich die Zuführung des Härters in das bereits geformte Formstoffgemisch und damit die Vermeidung von
Verlusten infolge einer nicht rechtzeitigen Verarbeitung eines bereits im voraus mit Härter versetzten Formstoffgeoisches sowie
ggfs. die Vermeidung einer unnötigen Einführung Ton Wasser
in das Formstoffgemisch, auch beim erfindungsgemäßen Verfahren in vollem Umfang bestehen.
Ein anderer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in dem beträchtlich verminderten apparativen Aufwand.
Da die Explosionswelle auch bei komplizierten Formgebungen eine gleichmäßige Verteilung des Härtergases im Formstoff
gemisch sicherstellt, brauchen am Formkasten keine Entlüftungsdüsen oder entsprechende Mittel zur gleichmäßigen
Verteilung des Härtergases mehr angebracht zu werden. Überhaupt braucht der Formkasten nicht gasdurchlässig zu sein, es
genügt vielmehr z.B. ein zur Seite und nach unten hin geschlossener Formkasten, der das zu härtende Formstoffgemisch enthält
und der auf seiner Oberseite mit einer aufsitzenden Glocke abgedeckt ist, welche die explosionsfählge und zündfähige Gas-
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mischung enthält. Die Glocke muß lediglich entsprechend der Größe des Formkastens so bemessen sein, daß sie mit einer ausreichenden
Menge der Gasmischung gefüllt werden kann. Sie' braucht auch nicht unbedingt fest und dicht mit dem Formkasten
verbunden zu sein, da auch bei kleinen Spalten zwischen dem Formkasten und der Glocke in jedem Fall der überwiegende Anteil
des Explosionsdruckes in die Porenhohlräume des Formstoffgemisches
gelangt und nur ein sehr geringer Anteil durch solche Spalte nach außen dringt. Am Arbeitsplatz selbst genügt normalerweise
eine einfache Abzughaube, um.Belästigungen des Bedienungspersonals durch das Härtergas zu vermeiden.
Schließlich ist noch als sehr wichtiger Vorteil zu erwähnen, daß sich beim erfindungsgemäßen Verfahren der Explosionsdruck
zugleich stark verdichtend auf das Formstoffgemisch auswirkt. Unter diesem Aspekt kann das erfindungsgemäße Verfahren
sogar ggfs. das bekannte Schießverfahren ersetzen. Bei dem Schießverfahren wird das Formstoffgemisch mittels stark komprimierter
Luft in den Formenhohlraum hineingeschossen, wobei es verdichtet wird. Dabei ist ein gewisser maschineller Aufwand
erforderlich und außerdem ist der Schießvorgang mit einer beträchtlichen Geräuschbelästigung verbunden. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann bei entsprechender Einstellung der explosionsfähigen und zündfähigen Gasmischung zu einer mit Schießmaschinen
yergleichbaren Verdichtung des Formstoffgeraisches führen, erlaubt also die Einsparung solcher Sohießmaschinen
und arbeitet außerdem auch beträchtlich leiser, da, im Gegensatz zu den Schießmaschinen, der Explosionsknall nur in unwesentlichem
Ausmaß nach außen dringt·
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Inagesamt führt somit das erfindungsgemäße Verfahren
bei vergleichsweise geringem apparativen Aufwand und geringer Gefahr einer Belästigung des Bedienungspersonals zu einer
schnellen und gleichmäßigen Härtung und zugleich zu einer sehr vorteilhaften zusätzlichen Verdichtung dee Formetoffgemieohea.
Vorrichtungsmäßig werden dabei an die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene keine besonderen Anforderungen gestellt,
es muß nur gewährleistet sein, daß ein im wesentlichen abgeschlossener Explosionsraum vorhanden ist, von dem aus der Explosionsdruck in das Formstoffgemisch gelangen kann.
Aber auch hinsichtlich der Auswahl der Gasmischungen
ergeben sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine besonderen Probleme. Grundsätzlich ist jede explosionsfähige und zündfähige Gasmischung geeignet, die einen ausreichenden Explosionsdruck erzeugt und die entweder ein Härtergas zugemischt enthält oder die dieses Härtergas durch die Explosionsreaktion bildet. In jeder der beiden Möglichkeiten wird dabei sichergestellt, daß das Härtergas durch den Explosionsdruck
in ausreichender Menge und in guter, gleichmäßiger Verteilung schnell in das Formstoffgemisch hineingedrückt wird.
Beispiele für Gasmischungen, die aus einem explosionsfähigen und zündfähigen Gasgemisch sowie einem diesem zugesetzten Härtergas bestehen, sind die Systeme
Knallgas + Chlorwasserstoff als Härtergas Knallgas + Schwefeltrioxid als Härtergas
Knallgas + Kohlendioxid als Härtergaa
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Dabei ist das letztgenannte System für die Härtung von
Wasserglasbindern geeignet. Für die Härtung von Kunstharzbindern
reicht dagegen die Acidität des Kohlendioxids nicht 'aus,
wogegen die beiden erstgenannten Systeme bei Kunststoffbindern
eingesetzt werden können.
Bei den vorgenannten Systemen, die gewissermaßen aus
einem "Explosionsträger" und einem fertigen Härtergas bestehen,
eignet sich Knallgas wegen seiner großen Explosionskraft und seiner vergleichsweisen einfachen Herstellung besonders gut
als Explosionsträger. Natürlich.können aber auch alle anderen
explosionsfähigen und zündfähigen Gasgemische anstelle von Knallgas als Explosionsträger verwendet werden.
Beispiele für Systeme, bei denen die explosionsfähig und zündfähige Gasmischung das Härtergas erst durch die Explosionsreaktion
selbst bildet, sind die Systeme
Chlorknallgas
andere Halogenknallgase, insbesondere Fluorknallgas.
Schwefeldampf + Sauerstoff
Schwefelkohlenstoff + Sauerstoff Methylenchlorid + Sauerstoff
Azetylen + Sauerstoff
Kohlenmonoxid + Sauerstoff
Ton diesen Systemen führen die beiden letztgenannten zur Bildung von Kohlendioxid als Härtergas, sie sind deshalb wiederum
für die Härtung von Wasserglasbindern geeignet, während
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die übrigen, die zu Chlorwasserstoff (Halogenwasserstoff)
bzw. Schwefeldioxid als Reaktionsprodukt fuhren, für die , Härtung von Kunstharzbindern eingesetzt werden können.
Gleichgültig, ob die explosionsfähige und zündfähige
Gasmischung aus einem Explosionsträger und einem zugemischten
Härtergas zusammengesetzt ist oder so beschaffen ist, daß sie ' das Härtergas als Reaktionsprodukt liefert, muß die Menge der
Gasmischung an die Menge dee zu härtenden Formstoffgemisches
bzw. die Art und Menge des Binders im Pormetoffgemisch, angepaßt werden. Dabei läßt sich durch einfache Berechnungen in
Verbindung mit einigen einfachen Versuchen für jeden Anwendungsfall die optimale Menge an Gasmischung leicht ermitteln.
Bas gleiche gilt auch für die Einstellung der Explosionskraft
der Gasmischung, die sich ebenfalls durch einige wenige Handversuche für jeden Anwendungsfall leicht festlegen läßt. Es
ist deshalb im Rahmen der Erfindung nicht erforderlich, spezielle Mischungsverhältnisse für die Gasmischungen anzugeben.
BIe Zündung der explosionsfähigen und zündfähigen Gasmischung erfolgt durch übliche Methoden, beispielsweise durch
einen Lichtblitz, eine Funkenentladung oder einen Glühkörper. Im übrigen kann bei allen denjenigen Gasmischungen, die Sauerstoff als Bestandteil enthalten, anstelle des Sauerstoffs auch
Luft oder mit Sauerstoff bzw. Ozon angereicherte Luft verwendet werden.
- Patentansprüche - .
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Claims (5)
1. Terfahren zum Härten von säurehärtbaren Formstoffgemischen,,
wobei als Härter ein sauer reagierendes Gas benutzt wird,
welches in einen das geformte IFormstoff gemisch-enthaltenden
formkasten eingeleitet wird, dadurch feekennzeichnet, daß
das sauer reagierende Gas aus einer explosionsfähigen und zündfähigen Gasmischung entnommen wird, welches sich, in einem
mit dem formkasten verbundenen und im übrigen abgeschlossenen Raum befindet und darin gezündet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
. Gasmischung ein explosionsfähiges und zündfähiges Gasgemisch verwendet wird, welches das sauer reagierende Gas als
Zusatz enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
explosionsfähiges und zündfähiges Gasgemisch Knallgas verwendet wird, welches mit Chlorwasserstoff, Schwefeltrioxid
oder Kohlendioxid vermischt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
sauer reagierende Gas aus der explosionsfähigen und zündfähigen Gasmischung durch die Explosionsreaktion gebildet
wird.
40981 1/0092
- ίο -
5. Verfahren nach Anspruch. 4» dadurch gekennzeichnet, daß als
explosionsfähige und zündfähige Gasmischung Chlorknallgas,
andere Halogenknallgase, insbesondere Pluorknallgas, bzw«
ein Gemisch von Schwefeldampf, Methylenchlorid, Schwefel kohlenstoff, Azetylen oder Kohlenmonoxid mit Sauerstoff
oder Luft verwendet wird·
KBS/ha
409811/0092
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|---|---|
| DE2242812A1 true DE2242812A1 (de) | 1974-03-14 |
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- 1972-08-31 DE DE19722242812 patent/DE2242812B2/de active Granted
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1973
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- 1973-08-24 FR FR7330697A patent/FR2197673B1/fr not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3142109A1 (de) * | 1980-11-06 | 1982-06-09 | Georg Fischer AG, 8201 Schaffhausen | "verfahren zum verdichten von koernigen stoffen, insbesondere giessereiformstoffen" |
| DE3219588A1 (de) * | 1982-04-30 | 1983-12-01 | Proizvodstvennoe ob"edinenie Uralmaš, Sverdlovsk | Verfahren zur bearbeitung von giessformhaelften und vorrichtung zu dessen durchfuehrung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH585078A5 (de) | 1977-02-28 |
| GB1444004A (en) | 1976-07-28 |
| DE2242812B2 (de) | 1977-06-23 |
| SE383271B (sv) | 1976-03-08 |
| FR2197673A1 (de) | 1974-03-29 |
| FR2197673B1 (de) | 1977-05-13 |
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