DD219690A5

DD219690A5 - Verfahren zur herstellung einer giessform

Info

Publication number: DD219690A5
Application number: DD84264660A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Mueller-Spaeth
Original assignee: Mueller Spaeth Gerhard
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1985-03-13
Also published as: CS505284A2; ES533845A0; HUT35562A; KR920001706B1; CA1219728A; YU114384A; YU45631B; PL248514A1; HU189416B; CS264106B2; EP0133211A1; AU3002584A; TR22403A; PL143301B1; EP0133211B1; IN161531B; ATE23283T1; JPS6087949A; BR8403249A; ZA844612B

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Giessform mit chemisch gebundenem Formstoff unter Verwendung eines Modells soll es ermoeglichen, dass insbesondere fuer die Serienfertigung von Gussstuecken auf den Einsatz tongebundenen Sandes verzichtet wird und eine bei geringem Verbrauch an Formstoff einfach herzustellende sowie kostenguenstige Giessform ausreichender Gasdurchlaessigkeit entsteht, die zudem eine hohe Gussqualitaet bei geringer Umweltbelastung gewaehrleistet. Hierfuer wird aus einer ersten Giessform aus einem einzigen Formstoff der durch den Abguss eines Gussstueckes rieselfaehig gewordene Formstoff entfernt, hingegen der restliche Teil des Formstoffes belassen, sowie der beim Wiederanlegen des Modells geschaffene Hohlraum mit Formstoff aufgefuellt. Darueber hinaus kann zusaetzlich der in seiner Festigkeit verminderte Formstoff entfernt, beispielsweise ausgeblasen oder ausgebuerstet, werden. Fig. 2

Description

Berlin, den 2. 10. 1984 AP B 22 C/264 660/7 64 104/26

Verfahren zum Herstellen einer Gießform

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform mit chemisch gebundenem Formstoff unter Verwendung eines Modells sowie ein Verfahren zum Herstellen von Gußstücken«

Charakteristik der bekannten technischen 'Lösungen

Bekannterweise wird in dem Formstoff ein Hohlraum als Teil ' eines Formraumes für das Gußstück erzeugt und dieser Formraum mit Flüssigmetall gefüllt« wobei um das Gußstück im , Formstoff eine von der Gießtemperatur beeinflußte Zone entsteht. Dem Fachmann sind mehrere Verfahren zum Herstellen von Gußstücken aus Flüssigmetall in. einer Gießform bekannt, wobei unter Zuhilfenahme eines rieselfähigen und mit Bindemittel versetzten Formsandes sowie eines in diesen zeitweilig eingebrachten Mode,lls der Formraum ausgebildet wird.

So erfolgt etwa beim Sandguß-Hand formverfahren das Ausformen im Formsand mit Durchlaufmischern und manuellen Eingriffen, mit Handstampfer, Druckluftstampfer oder Slinger.

Es entsteht eine einmal nutzbare Gießform* Beim Sandguß-Maschinenformverfahren werden Gießformen und Kern mittels Form- bzw, Kernschießmaschinen hergestellt· Gießsand als Formmedium wird in Formen durch Rütteln, Pressen unter Vakuum oder durch Explosionen eingebracht und verdichtet. Kernformen werden zumeist ausgeschossen« Gießform und Kern sind nur einmal einsetzbar·

Der Maskenformguß setzt beheizte Metallmodelle und -kernkästen zur Herstellung von Maskenformen und Maskenkernen aus kunstharzgebundenen Sanden voraus. Auch hier ist jede Maske und jeder Kern nur einmal benutzbar«

Im Rahmen der Vollformgießverfahren werden einmal verwendbare, aus Kunstschaumstoff herausgeschnittene Modelle verwendet, die entsprechend dem Handforraverfahren'eingeformt werden, aber in der Gießform verbleiben· Als Formstoffe dienen hier Gießereisande mit beispielsweise kalthärtenden Bindern. Dieses Verfahren ist sowohl zur Einzelfertigung mittlerer und großer Gußstücke als auch zur Serienfertigung geeignet, wenn serienmäßig in speziellen Formen geschäumte Modelle vorfabriziert werden.

Chemisch gebundene Sandformen werden mit gutem Erfolg in der Handformerei, zur Einzelfertigung und zur Kernherstellung herangezogen« Im Bereich der Kleinserienfertigung findet man chemisch gebundene Sandformen als Masken, die von Maskenschalen oder gasdurchlässigen Hinterfüllwerkstoffen, beispielsweise durch losen Sand oder Stahlkies, gestützt werden»

Bei Massenfertigungen werden Gußteile vorzugsweise in Kokillen oder Grünsandformen hergestellt. Als Vorteile der Grünsandformen gegenüber der Gießformen aus chemisch gebundenem Sand können die niedrigen Formstoffkosten angesehen werden sowie die Anwendbarkeit produktionserprobter Formautomaten« die geringe Taktzeiten ermöglichen· Dedoch überwiegen die Nachteile der Grünsandform gegenüber den chemisch gebundenen Formen, nämlich

- hohe Anforderungen an Sand- und Bindemittelqualität ;

- hoher Formstoffmengenbedarf;

- Bindemittel werden knapp;

- aufwendige Sandaufbereitung u. a. durch großen Platzbedarf, lange Abkühlstrecken;

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- Erfordernis zweier Sandsysteme für Gießform und Kern ;

- hoher Energieaufwand;

- Form- und Gußfehler schon bei geringen Formstof fschwankungen ;

- größeres Toleranzfeld;

- schlechtere Gußoberflächen;

- hoher Putzaufwand;

- hohe Ausschußquote;

- Erfordernis eines hohen Ausbildungsstandes des Fachpersonals;

- große Umweltbelastung.

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Ziel,_m der Erfindung'

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform zur Verfügung zu stellen, mit welchem es möglich wird, insbesondere für die Serienfertigung von Gußstücken auf den Einsatz von tongebundenen Senden unter Vermeidung der genannten Nachteile zu verzichten·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform mit chemisch gebundenem Formstoff unter Verwendung eines Modells mit geringem Verbrauch an Formstoff eine einfach herzustellende Gießform ausreichender Gasdurchlässigkeit zu schaffen, wobei eine hohe Gußqualität bei geringer Umweltbelästigung zu gewährleisten ist.- ' . / . ' ' ' · .'.·. ; . . ;

Darlegung des .Wesens„...der,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöste daß aus einer aus einem chemisch gebundenen Formstoff hergestellten ersten Gießform nach dem Abguß eines ersten Gußstückes zumindest der Anteil des Formstoffes entfernt wird, welcher in der von der Gießtemperatur beeinflußten Zone rieselfähig geworden ist, wobei der restliche Teil des Formstoffes belassen und der bei Anlegen des Modells geschaffene Hohlraum vor dem nächstfolgenden Gießvorgang durch Formstoff zur Wiederherstellung des Forraraumes aufgefüllt wird·

Vorteilhafterweise kann zusätzlich über den rieselfähigen Anteil hinaus auch noch der Anteil des Formstoffes entfernt werden, der in einer angrenzenden Zone in seiner Festigkeit vermindert worden ist«

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der chemisch gebundene Formstoff aus Formsand,

Als günstig hat es sich auch erwiesen* die Gießform in einem Formkasten herzustellen* wenn die Erfindung auch bei kastenlosen Gießformen angewendet wird»

Durch diese Maßnahmen wird es möglich, die erforderlichen Formstoffmengen zu minimieren, ohne daß es zur Verminderung des Formstoffeinsatzes bekannter Hilfsmittel wie Schalen oder Stützmassen bedarf« Letztere bedingen eine aufwendige Handhabung sowie zusätzliche Aufbereitungskosten.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des ersten Umlaufes das Modell abgeformt, wobei das Einbringen des Formstoffes bzw· Formsandes in üblicher Weise etwa durch Schießen und Saugen erfolgen kann. Dann wird die Gießform in bekannter Art, wenn nötig, geschlichtet, durch Kerne ergänzt und zusammengesetzt·

Nach dem Abgießen wird die Gießform bekannterweise durch eine Kühlstrecke geleitet, dann geteilt und das erstarrte Gußstück entnommen.

Der durch die Gießtemperatur rieselfähig gewordene Formstoffanteil in unmittelbarer Nachbarschaft der Gußstücke

sowie der in seiner Festigkeit ebenfalls verminderte Formstoff einer anschließenden Außenzone, der ohne größere Einwirkung zerfällt, wird nach einem weiteren erfinderischen Merkmal nunmehr ausgekehrte ausgeblasen oder ausgeschüttet. Der thermisch kaum belastete Teil des Form~ stoffes wird in der Form belassen und bildet vom zweiten Formumlauf ab eine Hinterfüllmasse mit allen Vorzügen einer üblichen gasdurchlässigen Sandform«,

Als weitere Merkmale der Erfindung sind anzusehen« daß zum einen die Gießform mit einheitlichem Formstoff hergestellt sowie zum anderen der in der thermisch beeinflußten Zone liegende Anteil des Formstoffes-, bevorzugt ohne den Einsatz mechanischer Werkzeuge _a entfernt und diese thermisch beeinflußte Zone durch den gleichen Formstoff aufgefüllt wird.

Im Rahmen der Erfindung liegt ebenfalls, daß der aus der thermisch beeinflußten Zone entfernte Anteil des Formstoffes regeneriert und in diese Zone zurückgeführt wird«

Durch das beschriebene Verfahren kann mit einer Einheitformkastengröße gefahren werden, da sich durch die thermische Beanspruchung des Flüssigmetalls der notwendige Hohlraum zwischen Modell und fest verbliebener Schale bildet. Ein Einsatz von Füllmengen ergebenden Verdrängungskörpern /etwa von aufblasbaren Schläuchen₉ Altsandknollen_β grobem Sand_s Styropor mit dem bedingten Handhabungsaufwand, kann entfallen«

Es entstehen folgende Vorteile:

- Form und Kern können aus einem Formstoff hergestellt werden ;

- die vom zweiten Umlauf ab eingebrachte Formstoffmenge ergibt sich durch das Gießverfahren;

- die Menge für* die Sandrückgewinnung ist gering;

- die Sandqualität ist durch die thermische belastung in den meisten Fällen sehr gut und kann sogar besser als Neusand sein; Neusand braucht nur als Schwundsand zugegeben werden;

- die Deponien werden weniger belastet;

- die Lärmbelästigung beim Ausschlagen entfällt;

- die Rückgewinnungsanlage benötigt eine geringe Kapazität;

-. die Menge an Flüssigmetall kann in vielen'Fällen geringer sein,, beispielsweise durch steigerloses Gießen, was zur Senkung der Schmelzkosten führt«

Die Gießform muß nur bei einem Wechsel zu einem größeren Modell vom Formstoff befreit werden« Die Kastenhälften können z_B B. im Strahlhaus sauber gestrahlt werden; denkbar ist auch eine Ausschlagstelle«

Durch dieses Verfahren werden die erforderlichen Forrastoffmengen so stark reduziert₉ daß ein Sand/Guß-Verhältnis unter 2:1 erreicht wird; beim Grünsandverfahren sind Sand/ Guß-Verhältnisse von 12s1 keine Seltenheit» Die Formstoffreduzierung durch das erfindungsgemäße Verfahren ist beachtlich.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig, Is die Seitenansicht eines teilweise geschnittenen Formkastens zum Gießen eines Gußstückes;

Fig. 2; die Darstellung nach Fig» 1 nach dem Gießvorgang}

Fig_e 3* das Trennen des Formkastens in einer Schnittdarstellung ;

Fig« 4; den Formkasten nach Fig. 3 bei der Wiedergabe

Fic 7· unterschiedlicher Verfahrensstufen*

Ein in der Zeichnung angedeuteter Formkasten 1 zum Gießen eines Gußstückes umfaßt einen Unterkasten 2 sowie einen Oberkasten 3, deren freie Kanten 4; 5 aufeinandergelegt und die mittels in Kraglaschen 6 sitzender sowie von einem Keil 7 durchsetzter Führungsstifte B verbunden sind.

Der Formkasten 1 umgibt ein Formstoffbett IO aus kaltharzgebundenera Quarzsand» in dessen Zentrum ein Formraum Xl mit Kern 12 für das spätere Gußstück G zu erkennen ist. Ein Einguß 13 für Flüssigmetall ist ebenfalls vorgesehen» Speiser» Gießtümpel und dgl, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung vernachlässigt.

Während des Gießens des Gußstückes G und kurze Zeit danach verändert sich aer Formstoff in dem an das Metall angrenzenden Bereich» Der dem Gußstück G unmittelbar anliegende Formstoff zerfällt in einer Innenzone 0 unter Einfluß der

Gießwärme zu einem sandartigen Haufwerk und verkrustet in einer zweiten in der Zeichnung schwarz hervorgehobenen Außenzone A, außerhalb deren der Formstoff des Formstoffbettes 10 einer so geringen thermischen Belastung ausgesetzt ist, daß er und mit ihm die Festigkeit des von ihm in einer Zone B gebildeten Formbetteils im wesentlichen unverändert erhalten bleibte

Zur Herausnahme des Gußstückes G sowie des Kernes 12 wird gemäß Fig. 3 der Oberkasten 3 vom Unterkasten 2 abgehoben und gewendet abgestellt»

Der in der Innenzone O entstandene rieselfähig gewordene Formstoff des vormaligen Formstoffbettes 10 ist ohne weiteres entfernbar, beispielsweise ausblasbar. Auch der etwas fester gebliebene, gegenüber seiner ursprünglichen Festigkeit aber lockerer gewordene Formstoffanteil in der thermisch beeinflußten Innenzone 0 und Außenzone A ist über deren gesamten Breite e leicht zu entfernen» so daß die Breite i des Formraumes 11 sowohl im Bereich des unteren Formraumteiles 11*. als auch des oberen Formraumteilers 11.

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anschließend um jene Breite e beidseits der Formkastenmittellinie M erweitert ist« Somit entstehen gemäß Fig, 4 und 5 Ausnehmungen 20t; 20h,

Anschließend wird in die Ausnehmungen 20. ; 2CL ein an einer Modellplatte 30 hängendes Modell 31 eingesetzte Zwischen der verbliebenen Zone B des Formstoffbettes 10 und dem Modoll 31 bzw. einem Einsteckpfropfen 32 im Bereich des Eingusses 13 verbleibt ein Füllspalt 33 jener Breite e_e der nun mit einem Formstoffanteil 15 gefüllt wird« Nach dem

.-. 10

Einfüllen des Formstoffanteils 15 gemäß Fig. 6 ist die Gestalt des ursprünglichen Formraumes 11 für einen neuen Gießvorgang wieder hergestellt.

Die ausgeblasenen bzw» in anderer Weise herausgenommenen Formstoffanteile der Innenzone 3 und der Außenzone A werden in üblicher Art wieder aufbereitet und können dann als den Formraum 11 wiederherstellender Formstoffanteil erneut Verwendung finden.

Claims

erfindungsanspruch

1. Verfahren zum Herstellen einer Gießform mit chemisch gebundenem Formstoff unter Verwendung eines Modells, gekennzeichnet dadurch, daß aus einer aus einem einzigen Formstoff hergestellten ersten Gießform der durch den Abguß eines Gußstückes (G) rieselfähig gewordene Formstoff entfernt wird, daß der restliche Teil des Formstoffes belassen wird, und daß der bei Wiederanlegen des Modells geschaffene Hohlraum mit Formstoff aufgefüllt wird,

2. Verfahren nach Punkt I₄ gekennzeichnet dadurch _e daß nach Herausnahme des ersten Gußstückes (G) der Anteil des Formstoffes entfernt wird_Ä welcher in der von der Gießtemperatur hoch beanspruchten Innenzone (D) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_S gekennzeichnet da-

' durch, daß zusätzlich der in seiner Festigkeit verminderte Formstoff aus der Außenzone (A) entfernt wird«

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß Formsand als Formstoff eingesetzt wird,

5» Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der zu entfernende Anteil des Formstoffes ohne mechanische Werkzeuge entfernt wird»

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5» gekennzeichnet dadurch, daS der in seiner Festigkeit verminderte Formstoff/ öer ohne größere Einwirkung zerfällt _s ausgeblasen und/ oder ausgekehrt wird.

7. Verfahren nach Punkt 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch-« daß die Gießform in einem Formkasten hergestellt wird»

8. Verfahren nach Punkt 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch» daß der Hohlraum durch den Formstöff aufgefüllt wird, welcher jenem der ersten Gußform gleich ist·

9. Verfahren nach Punkt 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch» daß der aus dem Hohlraum entfernte Anteil des Formstoffes aufbereitet und in den Hohlraum zurückgeführt wird.

10. Verfahren nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch» daß der jeweils nach dem Gießvorgang verbleibende
restliche Teil des Formstoffes als eine Hinterfüllmasse für den nachfolgenden Formvorgang eingesetzt
wird» .

11« Verfahren nach Punkt 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß Gußstücke hergestellt werden.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen.