DE2619529A1

DE2619529A1 - Verfahren und vorrichtung zum fuellen von giessereiformen oder kernkaesten mit einer formmischung auf sandbasis

Info

Publication number: DE2619529A1
Application number: DE19762619529
Authority: DE
Inventors: Albert Edwards
Original assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Current assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Priority date: 1975-05-01
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1976-11-18
Also published as: US4089362A; US4103733A; IT1059730B; DE2619528A1; IT1063002B

Description

PFENNiNG-MAAS · SEILER · MESNIG - LEMKiE . SP@^C

PATENTANWALT! BERLIN · MÖNCHEN · AUGSBim©

* Potenfemwölfe Pfenning · Mao* « Salier · Meinig · Lemke · Spsß '

FoIiOi 29 121

Ehr Zeichen Your ra?«r*ns·

Ihr· Nachricht vom Your tetter of

Unisr Zeic'iscr; Our reference

Pf/sch«

J. Pfenning, Dipl.-lng. · Berlin Dr. t. Maas, DIpI.-Chem. · München K. Seiler, DipL-lng. · Berlin K. H. Metntg, Dlpl-Phys, · Berlin «J. M. Lemke, Dlpi.-Ing. · Augsburg Dr. G. Spott, Dlpl.-Chem. · MUncher,

BORO BERLIN: 01000 Berlin 19 Oldenburgallee 16 Telefon:

030/304 55 21/304 55 2S Telegrammadresse: Seiiwehrpatent

Berfüs

29. fipril 1976

BAKER PERKINS HOLDINGS LIMITED Westfield Road, Peterborough _e England

Verfahren πεχά Vorriclrcang sum Füllen \^?on GieSereiformen oder Kernkasten mit einer Formmischung auf Sandbaais

Die Erfindunq besieht sich auf die Herstellung von Gießereikernen und -formen _t insbesondere unter Verwendung von chemisch gebundenen _c kaltabbxndenäen Sandmischungen«

Bekannte Methoden der kalten Äbbindung bei der Herstellung von Gießereiformen und -kernen bedingen die Verwenduna einer Mischung für die Form oder äon Kern, die aus Gießereisand_r einem Earzbinder und einem Säure-Katalysator zur Erzielung einer Reaktion der Äbbindung oder Aushärtung zwischen dem Sand und dem Binder besteht*

60384 7/03 33

261952

Zn jüngerer Zeit erstreckten sich die Anstrengungen darauf_ff

durch chemische Methoden die Seit der Abbindung oder Aushärtung

der Mischung zu verkürzen_? und es wurden erhebliche Vorteile [ in dieser Richtung erzielt durch Änderung der Stärke, der <

Menge und der Art der verwendeten Katalysatoren« Hierbei wurde! erreicht, daß die Zeit der Abbindung oder Aushärtung der
Dlischung nach Vereinigung des Katalysators und des Harzes
so weit verringert wurde, daß besondere Vorkehrungen getroffen werden mußten, um eine Abbindung oder Aushärtung der Mischung ! voz ihrer Eingabe in d&n Form- oder Kernkasten zu verhindern,

Morsaalerweise werden getrennte Chargen voe Sand und Katalysator einerseits und Sand und Binder andererseits hergestellte die \ stan Zwecke einer schnellen Fertigsiscämng ustd einer praktisch | sofortigen Eingabe in einen Form- oder Kernkasten miteinander [

j Tereinigt wurden. Diese Methode macht die Anordnung einer I

aufwendigen und umfangreichen Anlage erforderlich gegenüber | derjenigen^ die bei Mischungen mit Isjagsasssren Abbinde- oder I

Äushärtezeiten nötig sind» ί

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

: nicht auf cheisischer Basis beruhende Methode und Vg"i;:L· -»n
!

! zu finden zur Beschleunigung der Abbinde- oder &ush£:,c^:r,-... \

\ kaltabbindender Gießereisand-Mischungenf eine weitere J-.u±V;-ri

der Erfindung besteht darin_f die Qualität und den Wirkuiqsgr

609847/0333

der Fülloperation der Form- und Kernkasten zu verbessern beim Einblasen oder Einschießen der Mischung in jede beliebige

Die Erfindung ist insbesondere geeignet für kaltabbindende Mischungen mit relativ langen Abbinde- oder Äushärtezeiten; sie kann jedoch auch Anwendung finden auf Mischungen mit kürzeren Abbinde- oder Aushärtezeiten,

Hinsichtlich eines Aspektes bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Gießereiformen und -kernen durch Einblasen oder Einschießen, bei denen zur Füllung eines Form- oder Kernkastens eine Gießereisand-Mischung üblicherweise durch Einblasen in den Kasten unter Druck eingegeben wird, während gleichzeitig der Kasten mit einem Saugdru ck beaufschlagt wird. Dieser Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf die Verbesserung der Wirkungsweise der Fülloperation, wie später noch beschrieben wird. Ein anderer unabhängiger Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung bei der Herstellung von Gießereiformen und -kernen durch einen kalten Abbindeprozeß j bei denen der Form- oder Kernkasten während der Abbindung einer Gießereisand-Mischung in dem Kasten unter unterdruck gehalten wird. Es wurde gefunden, daß bei Anwendung

847/0333

619529

si^.3? viit-arcirucices in dem kasten während des Abbindens oder Ausl'-üirtens der Mischung die Seit der Abbindung oder Aushärtung L~A -r.uBeroräentliohera Haße reduziert werden 3cann₀ Beispiels-XvSl₁SS ka:in eine Verringerung der Abbinde·= oder Aushärte seit '■reu 3ΰΐ erreicht "-/eräsn düch Anwendung eines Unterdruckes cdar Vakuums -/on 66 bis 71 cm Quecksilbersäule, Dieser s"-J3-it-3 Aspekt, der Erfindung ist in Gegenüberstellung zum ersten Aspekt bevorzugt gerichtet auf Mischungen mit größeren Abbinde=» oder Aushärtungsseiten_f und es ist eine Verringerung ■f.ii3sr Seiten in einen; Umfang möglich_ff daß Ilischungen xr.it langsamerer Abbindung oder Aushärtung, die Ausrüstungen geringeren Aufi-randes sum Mischen und zum Füllen benötigen, ■2Λ3 si.s bei schneller abbindenden Mischungen erforderlich sind ■;L-^a<3ö;<3rr- ähnliche Abbindezeiten erreichen _f x»/ie die schneller ci^bindsnden Mischungen „

Zii einem bevorzugten System schließt sich an die Befüllung sinos Kastens unter Verwendung von Druck und Unterdruck entsprechend dein, ersten Aspekt der Erfindung die Abbindung dar I-Iischung in dem Kasten unter Aufrechterhaltung des U;.:terdrückes gemäß den zweiten Aspekt der Erfindung an.

Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsh

nfuhr^ng des Verfahrens dienenden Vor= |

0 b >■ c ^ / / υ 4 -i J

? P 1 Q R -J

it, W S V* *J £. Sj

Fig₀ 1 eine schematische Seitenansicht einer I Vorrichtung zur Herstellung von Gießereij-

formen oder -kernenj

Fig. 2 schematische Seitenansicht der Vorrichtung in Anordnung bei einer automatischen Anlage%

Fig« 3 schematische Aufsicht gemäß Fig₀ 2„

Eine kaltabbinöende Mischung aus Sand_ff einem Binder und einem Katalysator mit einer relativ langsamen Abbindezeit wird in einem Mischer 5O₁₇ wie er beispielsweise in der GB-Patentanmeldung 1051651 beschrieben ist _e gemischt _c Nach erfolgter Mischung wird diese in einen Vorratsbehälter 10 gemäß Figur 1 eingegeben_? der in seinem unteren Bereich ein

j Schiebeventil 11 besitzt₀ Unterhalb des Vorratsbehälters 10 isi eine Blas- oder Schießkamraer 12 mit einem Auslaßventil 13 | angeordnet. Eine Druckluftleitung 14 mit einem druckabhängigen Schalter IS₅, einem Ventil 16 _e einem Reservoir 17 und einem Druckregler 13 steuert die Luftzufuhr zur Blaskammer 12 _ΰ wie später beschrieben wird_c Bin Kern- oder Formkasten 19 ist unterhalb der Kanaier 12 angeordnet uaö Ιι&νύΛ durch eine Koiben-Zylinderanordnung 20 in dichtende Snlace ar_; ä@r untere«

R L 7 / Π

Oberfläche ö.es Auslaßventils 13 gehalten werden. Mit dem
eine Entlüftungsbohrung 21 besitzenden Kasten 19 ist eine Saugleitung 22 verbunden rait einem Unterdruckschalter 23_P einem Ventil 24_F einem Reservoir 25 und einer Vakuumpumpe

Wenn beim. Bet rieb die Blaskammer 12 mit der Sandraischung gefüllt istp wird ein Kernkasten 19 mit der Unterseite
des Auslaßventils 13 in dichtendem Eingriff gebracht, und der Ventilschieber 11 geschlossen. Das Ventil 24 wird geöffnet und verbindet den Kasten 19 mit der Vakuumpumpe 26 als ünterdruckquellep um in dem Kasten 19 ein Vakuum herzustellen« Wenn ein ausreichendes Vakuum in dem Kasten 19 erreicht. XSt₅. beispielsweise bei SO bis 70 cm Quecksilbersäule _c schließt der Unterdruckschalter 23 das Ventil 24
und öffnet das Ventil 16. Bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes in der Kammer 12 öffnet der Druckschalter 15 das
Ventil 13, so daß die Sandmischung in a<an Kasten 19 eintritt. Wenn der Kasten IS gefüllt ist, wird über das Ventil 16,
das ein Dreiwegeventil ist_ff die Kammer 12 zur Atmosphäre hin entlüftete Nachdem das Vakuum sehn Sekunden lang auf= rechten:eilten ist_P wird das Ventil 13 geschlossen und die Kolben^ylinäeranordruziig 20 betätigte vsa den Kasten IS \?on der üHt^rseite äes "eatils 13 zu lösen₀

9847/0333

*-» 7 ·—

In diesem Zeitpunkt ist die Befüllung des Kastens vollzogen, in dem Kasten wird jedoch das Vakuum aufrechterhalten, um. die Abbinde- oder Aushärtezeit des Kernes oder der Form zu verkürzen. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch Anordnung einer Drehvorrichtung, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Der Drehtisch 27 besitzt ein Unterdruck- oder Vakuumsystem 28_P das mit Armen versehen ist, clie an eine Anzahl von Kernkasten angeschlossen sind, die auf dem Tisch angeordnet sind. Das System 28 ähnelt dem System gemäß Figur 1, Hachdem die Befüllung vollsogen ist, wird eier Tisch 27 auf die nächstfolgende Station geführt, in der das Vakuum in dem Kern» oder Formkasten aufrechterhalten wird, und Außenluft oder beispielsweise auf 27°C erwärmte Luft wird hierbei durch die Mischung hindurchgeführt,, Nachdem mehrere Stationen durchschritten sind, während der Unterdruck im Kasten aufrechterhalten wird durch die verschiedenen Arme des Systems 28, die mit dem Tisch umlaufen, ist der Kern oder die Form fertig; das Vakuum wird abgeschaltet und der Kern oder die Form entweder mechanisch oder von Hand abgenommen. Der Gesamte Arbeitskreislauf ist damit beendet.

Anstelle des Drehtisches zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes während der.Abbindeperiode kann auch eine Reihenanordnung vorgesehen werden_f ©der die Kern« oder Formkästen können auf

•6 0 9847/0333

oder

einer Bank auf dem Boden während einer bestimmten Abbindezeit abgestellt werden»

Durch die Anwendung von Unterdruck bei chemisch gebundenem Sand erreicht der Kern oder die Form die erforderliche Festigkeit in wesentlich kürzerer Zeit als bei normaler Ahbindung oder Aushärtung unter atmosphärischen Bedingungen, Hieraus folgt, daß bei Anwendung der Erfindung der Kern oder die Form nach kürzerer Zeit aus dem Kasten entnommen "/erden kann_p da der Prozeß der bekannten kalten Abbindung oder Aushärtung wesentlich beschleunigt wird.

^T~-^-ir-ah die Erfindimg werden die folgenden weiteren Vorteile

1) es fällt weniger Abfallmaterial an, da lediglich das für einen Kern oder eine Form erforderliche Material verwendet wird,

2) Die Entlüftung oder Luftabfuhr ist beschränkt auf diejenige^, die zur Erzielung des Vakuums erforder lich ist.

9 -

B 0 S fU 7 / 0 3 3 3

2319529

3) Es können verschiedene Kerne oder Formen aus einer Charae der Blas« oder Schießkammer hergestellt werden aufgrund der Benutzung einei vergleichsweise langsam anbindenden oder aushärtenden chemisch gebundenen Sandmischung₀

4) Es können Kern- oder Formkästen schwächerer Konstruktion verwendet werden, da das Vakuum das Einfließen der Sandmischung in den Kasten unterstützt, so daß ein geringerer Druck bei Eingabe der Mischung in den Kasten verwendet werden kann,

5) Bei der niedrigeren Fallgeschwindigkeit ergibt sich eine geringere Abnutzung des Kern- oder Formkastens,

6) Es bestehen keine Probleme aufgrund falscher Luftabfuhr, die bei der Herstellung der Kerne und Formen zu Ausschuß führen,

7} Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung kompliziert gestalteter Kerne und Formen geeignet„

- 10 -

609847/0333

- ίο -

8) Die Druck-Saug-Befüllunq- kann mit gleichen Vorteilen bei jeder Methode zur Herstellung von Kernen oder Formen durch Einblasen oder Einschießen der Sandmischung angewendet werden«

- 11 -

609847/0333

Claims

2819529

- li -

Ansprüche

Verfahren zum Füllen einer Gießereiform oder eines Kernkastens mit einer Formmischung auf Sandbasis, dadurch geken η zeichnet , daß die Mischung in den Form- oder Kernkasten unter Druck eingegeben wird, und daß gleichzeitig der Form- oder Kernkasten mit einem Unterdruck oder Vakuum beaufschlagt wird,

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischung eine kaltabbindende Mischung aus Sand mit einem Binder und einem Katalysator verwendet wird,

3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_f dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in den Form- oder Kernkasten eingeblasen wird,

4, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Füllen des Form- oder Kernkastens in dem Kasten ein Vakuum erzeugt wird.

12

609847/0333

Verfahren nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum in dem Form- oder Kernkasten während und nach der Eingabe der Mischung aufrechterhalten wird

6, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ₍ daß der Unterdruck in dem Formoder Kernkasten während des Abbindens oder der Aushärtung der Mischung aufrechterhalten wird,

7« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingabe der Mischung in den Form- oder Kernkasten unter Druck dienende Füllvorrichtungen und der ERzielung eines Unterdruckes in dem Form- oder Kernkasten während des Füllvorganges dienende Saugvorrichtungen vorgesehen sind,

8, Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllvorrichtungen der Einführung der Mischung in den Form- oder Kernkasten dienende Blasvorrichtungen aufweisen.

- 13 -

09 84 7/0333

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8„ dadurch gekennzeichnet, daß der Form- oder Kernkasten gegenüber den Füllvorrichtungen abdichtbar ist zur ERzeugung eines Vakuums in dem Form- oder Kernkasten,

609847/0333