DE7019839U - Hilfsvorrichtung zur herstellung von formen fuer den sandguss von metallgegenstaenden, insbesondere solcher grosser oberflaeche und geringer dicke. - Google Patents

Description

Schweizerische Aluminium AG, Chlppis, Schweiz

"Hilfsvorrichtung zur Herstellung von Formen für den Sandguss von Metallgegenstifnden, insbesondere solcher grosser Oberfläche und geringer Dicke"

Priorität: 28.Mai 1969 Schweiz

Nr. 8063/69

Die Neuerung bezieht sich auf eine Hilfsvorrichtung zur Herstellung von Formen für den Sandguss von Metallgegenständen mit grosser Fläche und geringer Dicke, insbesondere von Platten für die Verkleidung von Fassaden. Derartige Metallplatten, besonders aus Aluminiumguss, haben in letzter Zeit ein stets wachsendes Interesse bei Fassadenverkleidungen gefunden. Sie tragen auf ihrer Sichtfläche oft Fantasiereliefs, welche dieser Fläche ein natürliches und ansprechendes Aussehen verleihen. Diese Platten können einen mehr oder weniger profilierten Querschnitt haben und sind gewöhnlich mit Augen oder anderen Befestigungsmittel versehen. In der Regel ist ihre Fläche verhältnismässig sehr gross (z.B. 2m und mehr) und ihre Dicke verhältnismässig gering (z.B. Ic mm und weniger)

Er Ist bekannt, dass die Herstellung von Sandgussformen für Metallteile mit grosser Fläche und geringer Dicke nicht leicht Ist und erhebliche Schwierigkelten bereiten kann,

besonders wenn erhebliche Abweichungen von der Ebene vorhanden sind und wenn es sich darüber hinaus um Verkleidungsplatten mit den erwähnten Fantasiereliefs handelt.

Man kann sehr oft als Formstoffe nicht diejenigen Sandarten oder Mischungen verwenden, die im allgemeinen in der AIuminiumgiesserei üblich sind (Nassguss-Sand). Wenn man sehr grosse Gussformen mit genügender mechanischer Festigkeit erhalten will, die einen formgetreuen Abguss ergeben, muss man zu härtbaren Mischungen Zuflucht nehmen. Die Aushärtung, auf Grund gewisser Beimischungen kann z.B. durch Einblasen eines Gases in den Formstoff z.B. Kohlensäure hervorgerufen werden, oder sie kann sich nach einer mehr oder weniger langen Inkubationszeit von selbst einstellen z.B, bei Zement-Beimischung. Man kann auch sogenannte Formmasken (Croning-Verfahren) verwenden, die durch höhere Temperaturen gehärtet sind und eine verhaltnismässig geringe Dicke aufweisen. Letztere erfordern aber eine teure Modelleinrichtung.

Man weiss auch, dass bei allen bekannten Herstellungsverfahren für Sandgussformen jeder Teil der Form mit Modellschräge (Anzug) ausgebildet sein muss, d.h. die den Formhohlraum begrenzenden Flächen müssen überall so gerichtet sein, dass das Herausnehmen des Modells oder seiner Teile aus der Form möglich ist, ohne dass die Form dabei beschädigt wird. Wenn an einem Teil der Form eine ungenügende oder gar keine Schräge zulässig ist (Winkel zwischen der in Betracht kommenden Oberfläche dKL F.<2F2i und der Mod eil-Auszugrichtung),

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oder wenn die Flächen des Modells und folglich des Formhohlraums nicht glatt sind, muss gezwungenermassen das Modell in mehrere Teile zerlegt werden, die dann, jeder für sich aus der Form herau?genommen werden können. ohne diese zu beschädigen. Dies bedeutet eine kostspielige Komplikation, sowohl in der Herstellung wie auch im nachträglichen Ausbessern der Form, das meist nötig ist um die Spuren der Fugen zwischen den verschiedenen Teilen des Modells, welche auf der Formoberfläche sichtbar sind, zu entfernen.

Sodann wird bei allen üblichen Herstellungsverfahren für Giessformen das Modell aus starren, nicht deformierbarem Material, wie Holz, Metall, Gips, ausgehärtetem Kunststoff usw. angefertigt.

Aus dem Gesagten ergibt sich, dass man für die Herstellung von Sandgussformen für Metallgegenstände, insbesondere für Platten mit grosser Fläche und geringer Dicke, die an bestimmten Stellen eine ungenügende Modellschräge aufweisen und/oder ein Relief haben, die ein direktes Herausnehmen des Modells aus der Form nicht erlauben, beim gegenwärtigen Stand der Technik, aus mehreren Stücken zusammengesetzte Modelle zu verwenden gezwungen ist.

Die Hilfsvorrichtung nach der Neuerung will nun diesen Nachteil beseitigen und eine einfache und vorteilhafte

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Herstellung; von Formen der erwähnten Art ermöglichen. Die Hilfsvorrichtung ist durch ein Modell aus einem elasti schen ύΤιδ bic^53K5i*n (»«!»BfhineidiKen) Material gekennzeichnet.

Ein solches Modellbaus biegsamem aber auch elastischem Material hergestellt und im allgemeinen mit grosser Fläche und geringer Dicke, muss sich auf einen Modellträger stützen, an dessen Oberfläche es sich eng anschmiegt. Diese Oberfläche des Modellträgers entspricht im übrigen der Gestalt der Rückseite des herzustellenden dünnen Gussstückes.

Die Flächen dieses Modells sind das genaue Vorbild der Flächen des gewünschten Metallstücks mit allen eventuellen Dessins und Reliefs.

Es ist jedoch zu bemerken, dass das geschmeidige Modell inden verschiedenen Schnitten nur dann zu den vorgeschriebenen Abmessungen des zu giessenden Metallstücks führt, wenn es sich innig der Form des Modellträgers anschmiegt. Infolge seiner Biegsamkeit kann das Modell bei der Durchführung des erfindungsgemassen Verfahrens gebogen und deformiert werden, und zwar sind diese Verformungen reversibel ζ·Ε nach der Herausnahme des Modells aus der Form. Diese Möglichkeit stellt die wichtigste Neuerung im erfindungsgemassen Verfahren dar.

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Das Modell muss also überall, an jedem Punkt, so eng als möglich am Modellträger anliegen. Um dies zu erreichen kann es vorteilhaft sein, bei ι Einsetzen des Modells zwischen seinen beiden Flächen eine Druckdifferenz zu erze ^- gen, indem man z.B. auf dem Niveau der Modellträgerfläche, an die sich das Modell anschmiegen soll, einen Unterdruck erzeugt.

Zu diesem Zweck muss die Fläche des Modellträgers, die mit dem Modell bedeckt wird, luftdurchlässig d.h. porös oder mit einem Netz von kleinen Löchern versehen sein. Diese Poren und/oder Löcher münden im Innern des Modellträgers in zweckentsprechend angeordnete Sammelleitungen, die ihrerseits an eine Evakuiervorrichtung angeschlossen sind. Auf diese Weise kann sich das geschmeidige Modell schnell und einfach mit der für die Herstellung der Gussform erforderlichen Präzision an den Modellträger anlegen, und man vermeidet damit Luftkissen zwischen den zv/ei sich berührenden Flächen. ' ·

Die luftdurchlässige Oberfläche der Modellträgerplatte kann aus einem porösen Material bestehen, wie z.B. einer Kombination von Holzspänen und Kunststoff oder von gebranntem Ton und Gips, auch selbsthärtender, poröser Beton kann in Betracht kommen.

Die Gestalt dieser Oberfläche entspricht derjenigen der Rück-

Seite der herzustellenden Metallplatte. Das Modell, welches das Vorbild dieser Platte ist, kann sich also dieser Gestalt völlig anpassen.

Das der Herstellung des Modells dienende Material kann z.3. ein Natur- oder synthetischer, mehr oder weniger gehärteter Gummi sein, oder ein Kunststoff nach bekannten Verfahren behandelt, um ihm die erforderliche Geschmeidigkeit zu vermitteln, oder ein Verbundmaterial wie z.B. eine Kombination von Kork und*Gummi, oder jedes andere einfache oder zusammengesetzte I^iaterial, das die nötigen Eigenschaften, besonders die Geschmeidigkeit aufweist. Es muss zudem eine pewisse Druckfestigkeit besitzen. Diese Anforderung hält sich aber in ziemlich engen Grenzen, vor allem wenn man für die Herstellung der Formen ein Verfahren verwendet, das auf einer selbsthärtenden Kombination basiert, die aus einer schnellhärtenden Ueberzugsschicht und einer langsamer härtenden Nachfüllung besteht. Von diesem Ver—.. " fahren wird später noch die Rede sein.

Wenn das Modell einmal auf dem Modellträger angebracht ist, wird die Form in an sich bekannter Weise hergestellt und zwar mittels aushärtender Mischungen. Man kann dazu z.B. Quarz-, Zirkon- oder Olivinsand mit einem polymerisierenden Bindemittel, das die Aushärtung in weniger als einer Stunde bewirkt, verwenden.,Man kann sich für die Aushärtung auch die bekannte Wirkung von Kohlensäure auf Na-

triur si.likat zu Nutze machen, oder ein analoges neueres Verfah· tv· «tv.enden, das die Wirkung eines in einem Argonstrom trar - .·>-·-terten Amins auf Cyanate und Isocyanate verwertet, oder tr.ch Kieselsäureester, die die Aushärtung durch Hydrolyse bewirken, oder schliesslich Zement oder Gips.

Besonders vorteilhaft ist die Durchführung der Neuerung aber, wenn für die Herstellung der Formen diejenigen Materialien verwendet werden, die von der- Anmelderin in ihrem Schweizer Patent Nr. A70 22o betreffend ein Verfahren zur Herstellung selbsthärtender Giessformen vorgeschlagen wurden.

Dieses Verfahren besteht darin, auf die Oberfläche des vorgängig mit einem Antiadhesiv (Paraffin, Glycerin, Kerosene usw.) überzogenen Modells zuerst eine sehnellhärtende Suspension aufzubringen.

Solche Suspensionen v/erden mit einem Pinsel oder durch Aufspritzen als dünne Schicht aufgetragen und bilden schon nach kurzer Zeit eine Art harte, kompakte Maske. Auf diese Schicht wird vor der völligen Aushärtung die nötige Menge Giessereisand, z.B. eine Mischung von Quarzsand, Natriumsilikat als Bindemittel und einem geeigneten Härter aufgebracht, so dass ein kompaktes Gan-es von der gewünschten Dicke entsteht. Letztere kann, je nach den Abmessungen des zu giessenden Stücks, 5 cm oder mehr betragen. Härter kann eine der folgenden Substanzen sein: Natriumfluosilikat, Natriumaluminat,«jÄiJfAUiumsilikat, Natrium- Zirkonium-Doppelsilikat usw.

Die Neuerung wird im folgenden durch ein Beispiel erläutert. Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung lassen sich die verschiedenen Phasen der Herstellung einer Sandgiessform für dünne Aluminiumplatten mit rauher Oberfläche f r Fassadenverkleidungen verfolgen. Die verschiedenen Figuren veranschaulichen schematisch im Längsschnitt die Folge der verschiedenen Operationsphasen:

Fig. 1 zeigt die erste Phase, welche die untere Formhälfte mit dem Relief der Sichtfläche gibt;

Fig. 2 zeigt eine zweite Phase, in deren Verlauf das in Fig. 1 dargestellte System umgedreht und die Modellträgerplatte von der Form abgehoben wird;

Fig. 3 zeigt die folgende Phase, nämlich die Herstellung der obern Formhälfte mit dem Eingussystem;

Fig. 4 gibt sehr schematisch einen Begriff davon, wie das geschmeidige Modell aus den zwei Formhälften 'intfernt wird und

Fig. 5 zeigt schliesslich die letzte Phase, d.h. den Zusammenbau der Form für den Guss.

In der ersten Phase (Flg. 1) wird die Modellträgerplatte auf dem Hallenboden oder auf einen festen oder beweglichen Formboden 1 gelegt. Die Oberfläche dieser Platte ist, wie schon erwähnt, vorzugsweise luftdurchlässig und entspricht der Gestalt der im allgemeinen glatten Rückseite

der zu giessenden Metallplatte. Auf diese Oberfläche der Trägerplatte wird das geschmeidige Modell 2 aufgelegt, das dann ein genaues Vorbild der zu giessenden Metallplatte darstellt und aus einem Material hergestellt ist, das erfindungsgemäss eine gewisse Biegsamkeit besitzen muss, wie Gummi, ein entsprechender Kunststoff, oder ein anderes einfaches oder kombiniertes Material, das die der Erfindung entsprechenden Eigenschaften hat.

Im gegebenen Beispiel ist es ein aus Gummi hergestelltes Vorbild, das auf seiner Oberseite ein demjenigen der zu giessenden Metallplatte entsprechendes Relief trägt.

Das geschmeidige Modell 35 kann mit Druchbrechungen 4 versehen sein, falls die architektonische Konzeption solche vorsieht. Diese Durchbrechungen können der genauen Placierung der auf der Modellträgerplatte 2 anzubringenden Anschnittelemente 9 dienen, welche das Eingussystem formen.

In der Modellträgerplatte 2 sind im gegebenen Beispiel Leitungskanäle 5 ausgespart, die an ein Luftabsaugsystem (z.B. eine Vakuumpumpe), angeschlossen sind (letzteres in der Zeichnung nicht dargestellt). Ferner bestehen die Flächen 7 der Trägerplatten-Oberfläche, auf welchen das geschmeidige Modell 3 aufliegen soll, aus luftdurchlässigem Material. Dadurch dass in den Leitungskanälen 5 ein Unterdruck erzeugt wird, wird das Modell J5 unter Wirkung des atmosphärischen Luftdruckes an die Modellträgerplatte 2 angelegt und schmiegt sich innig an deren Profil an.

Solange in der Modellträgerplatte ein Unterdruck aufrechterhalten wird, besteht keine Gefahr von Luftkissen zwischen Modell und Trägerplatte und das Modell kann sich im

Danach wird auf der Modellträgerplatte, mit Hilfe der Führungsbolzen 10 der mit den üblichen Hilfsmitteln für richtige Positionierung und Befestigung versehene Formkasten 6 aufgesetzt. Der Formkasten wird mit dem geeigneten härtbaren Formmaterial 8 gefüllt, das in üblicher V/eise an die rauhe, im Relief modellierte Oberfläche des Modells 3 angepasst wird, damit man einen modellgetreuen Formhohl= raum erhält, wie schon erwähnt kann als Formmaterial jedes härtbare Material verwendet werden, das sich bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Sandgussformen der anvisierten Art als brauchbar erwiesen hat.

Wenn das Formmaterial 8 den gewünschten Härtegrad erreicht hat, wird der Formkasten 6 mit seinem Inhalt gewendet. Dann wird in der Modellträgerplatte 2 der normale Atmosphärendruck wieder hergestellt, und dies erlaubt es, die Platte

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von der erhärteten Form zu trennen, wobei aber das Modell am Platz bleibt; d.h. das Modell haftet an der Oberfläche

der nunmehr das Unterteil bildenden Formhälfte im Kasten 6. !

Auf diesen unteren Formkasten 6 wird nun mit Hilfe der Füh-

rungsbolsen 10 der obere Formkasten 11 aufgesetzt. Dann werden für das Eingussystem die Modellteile für den Eingusstrichter und die Eingusskanäle 12 angebracht samt den An-

= schnitten 9· Es können auch v/eitere Zusatzteile des Mo

dells angesetzt werden wie Verstarkungsrippen und Augen für „die Befestigung. Sodann erfolgt die Herstellung des Form-Oberteils, indem man den oberen Formkasten 11 mit einem geeigneten Material 8 füllt von derselben Art wie in der unteren Formhälfte 6 oder auch von anderer Zusammensetzung. Man kann z.B. für die obere Formhälfte gewöhnlichen grünen Giessereisand verwenden oder einen Sand, der nachträglich getrocknet werden kann.

Wenn die Form fertiggestellt ist, wird der obere Formkasten 11 abgehoben und die Zusatzteile 12, 13 des Modells entfernt.

Das Modell 3 wird mit aller nötigen Sorgfalt aus der unteren Formhälfte gehoben, wobei seine Biegsamkeit notwendig ist, um es von der relieftragenden Formoberfläche zu trennen« Aus der unteren Formhälfte v/erden auch die den Anschnitten entsprechenden Modellteile entfernt.

Darauf werden die zwei Formkästen 6 und 11 mit Hilfe der Führungsvorrichtung 10 zusammengefügt, so dass der Formhohlraum l4, der w'.e beschrieben mit Hilfe des geschmeidigen Modells 3 gebildet wurde, geschlossen wird. Danach er-

folgt der Metallguss durch den Eingusstrichter 12.

Handelt es sich um den Guss von Metallplatten mit verhältnismässig einfacher Form, kann auf das Wenden des Formkastens 6 (Fig. Z) verzichtet werden, in diesem Fall beginnt man den Ablauf der Operationen direkt damit, dass man den erwähnten Formkasten 6 in diejenige Lage bringt, die er gemäss Fig. 2 einnimmt, d.h. auf dem Boden oder einer anderen Unterlage. Man füllt ihn mit geeignetem Formmaterial und formt den Hohlraum, indem man die Modellträgerplatte, an welcher das Modell 5 dank dem Unterdruck haftet, darauf presst. In diesem Fall und je nach dem Profil des Modells muss mit einem Hilfswerkzeug, z.B. mit einer Schablone, eine Verformung vorgenommen werden. Andererseits muss der Formkasten teilweise, bis zu einem Niveau, das etwas höher liegt als seine Ooerfläche am Ende des Arbeitsablaufs, gefüllt werden, so dass überall v/o das Modell auf das Formmaterial drückt um den Formhohlraum zu bilden ein leichtes Verdichten des Formmaterials stattfindet. Dies ist notwendig, damit die Oberfläche des Modells überall genau wiedergeben wird.

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Claims (1)

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   Schutzansprüche

   1. Hilfsvorrichtung zum Herstellen gehärteter Formen für den Sandguß von Metaligegenständen, insbesondere
   solcher großer Fläche- und geringer Dicke, wie Wandp?iatten aus Aluminium und seinen Legierungen, gekennzeichnet durch ein Modell (3) aus einem elastischen und biegsamen (geschmeidigen) Material.

   2. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Modellträgerplatte (2), deren Oberfläche die Rückseite des zu gießenden Stückes wiedergibt und an deren Oberfläche das Modell unter vollkommener Anschmiegung anlegbar ist.

   3. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet _% daß di'; Modellträgerplatte mit einer luftdurchlässigen Auflagefläche (7) für das Modell und einem darunter verlaufenden Leitungssystem (5),

   das an eine Unterdruckquelle anschließbar ist, ausgebildet ist.

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   ^. Hilfsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Modell (3) auf Basis von Natur- oder synthetischem Gummi hergestellt ist.

   5. Hilfsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Modell (3) auf der Basis von Kunststoff hergestellt ist,

   6. Hilfsvorrichtung nach einem öei· Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell (3)
   aus einem Verbundwerkstoff, vorzugsweise Gummit/Kork
   oder Gummi/Kunststoff, hergestellt ist.

   7. Hilfsvorrichtung nach einem der Ansprü.he 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Material
   der Form (8) aus Gemischen von Stoffen besteht, die mit
   verschiedener Geschwindigkeit gehärtet werden können.

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