[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aushärten eines Formkörpers
durch Hindurchleitung eines Katalysatorgases und/oder eines Spülgases durch den Formkörper.
[0002] Dem Stand der Technik sind eine Reihe von Verfahren, beispielsweise das Cold-Box-Verfahren
oder das SO2-Verfahren oder das C02-Verfahren bekannt, welche alle den Zweck haben,
in rationeller Weise Kerne aus einem Sandgemisch herzustellen. Dieses Gemisch besteht
beim Cold-Box-Verfahren beispielsweise aus Sand, Härter und Binder und wird dann durch
Hindurchleiten eines Katalysatorgases und sich anschliessende Spülluft ausgehärtet.
Beim C02-Verfahren wirc dagegen ein mit Wasserglas durchsetzter Sand einem CO2-Strom
ausgesetzt.
[0003] Alle bekannten Verfahren haben aber einen gemeinsamen Nachteil, indem der Aushärtevorgang
eine erhebliche Zeitdauer beansprucht. Beispielsweise nimmt die Ausformung des Sandgemisches
in der Form auf beispielsweise einer Kern-Schiess-Maschine oft nur Bruchteile einer
Sekunde in Anspruch, wogegen die nachfolgende Begasung zur Aushärtung des Sandkörpers
über mehrere Sekunden zu erfolgen hat, was die Begasung natürlich zu einem enormen
Kostenträger macht. Um die Begasungszeit bzw. Aushärtezeit zu verringern, hat man
dann beispielsweise beim Cold-Box-Verfahren den Anteil der Amine überdosiert, unter
der Gefahr, dass ein Wiederanlösen der Binder erfolgen konnte, was die mögliche Endfestigkeit
des Kernes auf ca. 80 bis 85 % vermindert. Nachteilig ist hierbei zudem, dass Amine
einer starken und lästigen Geruchsentwicklung unterliegen.
[0004] Gewisse Anstrengungen, den Aushärtevorgang durch Einfluss von Vakuum oder durch schussartiges
Durchtreiben von Katalysatorgas und/oder Spülluft zu beschleunigen, haben zwar bessere,
aber keine ausreichende Ergebnisse gebracht.
[0005] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei Verfahren der vorgenannten
Art weitere, erhebliche Verbesserungen zu erzielen.
[0006] Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Gas zu seiner Beschleunigung
und Verteilung auf dem Wege durch den Formkörper der Wirkung eines elektromagnetischen
Feldes oder der Wirkung eines Potentialgefälles ausgesetzt wird.
[0007] Bevorzugt zeichnet sich dann das Verfahren, bei welchem ein Formkörper aus einem
Sandgemisch verwendet und nach dem C02-Prinzip oder dem Cold-Box-Prinzip oder dem
S02-Prinzip ausgehärtet wird, dadurch aus, dass das Gas zu seiner Beschleunigung und
Verteilung auf dem Wege durch den Sandkörper der Wirkung eines elektromagnetischen
Feldes und/ oder der Wirkung eines Potentialgefälles ausgesetzt wird.
[0008] Eine weitere Ausgestaltung dieses Verfahrens kann dann darin gesehen werden, dass
das elektromagnetische Feld ein Wechselstrom oder ein pulsierendes Gleichstromfeld
oder ein Gleichstromfeld ist bzw., dass das Potentialgefälle durch Wechselstrom oder
pulsierenden Gleichstrom oder Gleichstrom erzeugt wird.
[0009] Ferner ist es möglich, dass dem Material des auszuhärtenden Formkörpers und/oder
dem Katalysatorgas und/oder dem Spülgas die elektrische Leitfähigkeit erhöhende oder
den Widerstand vergrössernde Substanzen beigefügt werden.
[0010] Es hat sich nun gezeigt, dass durch diese Massnahmen die Aushärtezeiten ganz wesentlich
herabgesetzt werden konnten und dass zudem nunmehr der Gasdurchtritt auch an jenen
Form-Stellen oder Form-Partien, die wegen ihrer räumlichen Lage bisher einen Gasdurchtritt
verzögert oder gar verhindert hatten, gleich stark und gleich schnell erfolgt.
[0011] Es hat sich zudem gezeigt, dass nunmehr mit wesentlich weniger Mengen an Gasen und
Aminen bessere Resultate als bisher erreicht werden.
[0012] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
mit einem Formkasten und mit Mitteln zum Hindurchleiten eines Katalysatorgases und/
oder eines Spülgases durch den Formkasten. Diese Einrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss
aus durch Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Feldes und/oder durch Mittel zur
Erzeugung eines Potentialgefälles.
[0013] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper, hergestellt nach dem
Verfahren.
[0014] Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sollen nachfolgend anhand
der Zeichnung, welche schaubildartig einen Formkasten mit Mitteln zur Erzeugung des
Magnetfeldes bzw. des Potentialgefälles zeigt, näher erläutert werden.
[0015] Gemäss der Darstellung umschliesst ein Formkasten 1 einen Formraum 101, der zur Herstellung
eines Sandformstückes nach dem Cold-Box-Verfahren oder nach ähnlichen Verfahren mit
einem Sandgemisch gefüllt wird, dass dann in der noch zu beschreibenden Weise ausgehärtet
werden muss. Oben ist der Formkasten 1 mit der sogenannten Doucheplatte 2 verschlossen,
die obenseitig eine Verschlussplatte 3 trägt. Doucheplatte 2 und Verschlussplatte
3 können auch einstückig sein. In die Doucheplatte 2 führt ein Zuführungsrohr 4 für
die Zuführung des Katalysatorgases und/oder des Spülgases, gegebenenfalls auch des
Sandgemisches, je nach Art des Herstellungsverfahrens, etwa das genannte Cold-Box-Verfahren,
das C02-Verfahren oder dgl.
[0016] Je nach dem nun, ob die Beschleunigung und Verteilung des Gases oder der Gase unter
der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes oder eines Potentialgefälles erfolgen
soll, ist der Formkasten aus geeignetem und entsprechendem Material. Ebenfalls entsprechend
werden den Gasen und/oder dem Sandgemisch oder den Widerstand vergrössernde Zusätze
beigegeben.
[0017] Die Mittel zur Erzeugung eines treibenden Magnetfeldes können natürlich beliebige
sein und ebenso kann das elektromagnetische Feld durch Wechselstrom, pulsierendem
Gleichstrom oder Gleichstrom erzeugt werden.
[0018] Beim dargestellten Beispiel erstrecken sich an gegenüberliegenden Seiten des Formkastens
1 magnetfelderzeugende Spulen 5 und 7, welche über einen Schalter 8 an einer Stromquelle
9 angeschlossen sind. Der Verlauf der erzeugbaren Magnetfelder ist grob durch die
Linien 10 und 11 angedeutet.
[0019] Die Mittel zur Erzeugung eines treibenden Potentialgefälles können ebenfalls vielfältig
sein. Das Potentialgefalle besteht hier zwischen dem Zuführungsrohr 4 bzw. der Doucheplatte
2 und Erdanschlüssen 12 vorzugsweise an heiklen Formstellen, die somit nur schwer
vom durchströmenden Gas erreicht würden. Das höhere Potential gegenüber Erde kann
über eine Leitung 13 und einer Quelle 14 am Rohr 4 dem durchströmenden Gas aufgedrückt
werden, wobei das Potentialgefälle durch Wechselstrom oder pulsierendem Gleichstrom
oder positivem oder negativem Gleichstrom erzeugt werden kann.
[0020] Natürlich bestehen eine grosse Anzahl weiterer Möglichkeiten, eine Einrichtung zu
schaffen, die die Durchführung des Verfahrens gestattet. Wesentlich ist jedenfalls,
dass das Gas zu seiner Beschleunigung und Verteilung einem elektromagnetischen Feld
und/oder der Wirkung eines Potentialgefälles ausgesetzt wird. Die vorbeschriebene
Einrichtung soll hier nur der Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens dienen.
Wie ohne weiteres ersichtlich, kann das Verfahren ohne grossen Aufwand durchgeführt
werden, wobei geeignete, nicht gezeigte Regelglieder und Anzeigegeräte . eine genaue
Regulierung und Ueberwachung des Verfahrens möglich machen.
[0021] Das vorbeschriebene Verfahren führt zu geruchfreien Sandkörpern mit einer praktisch
100 %igen Endfestigkeit an jeder Stelle, bei denen beim Giessvorgang keine Nachhärtung
mehr auftreten kann und deren Zerfall-Eigenschaften nach dem Guss erheblich verbessert
sind.
[0022] Bei einer Versuchsreihe würde ein Gemisch auf 80 % C02 (bzw. N2) und 20 % Amin (Katalysatorgas)
innerhalb einer Ionisations-Zelle in einem Hoch-Gleichspannungsfeld elektrisch aufgeladen
und über die Doucheplatte 2 in den zuvor abgepressten Sandformkern geblasen, dessen
HärterKomponente dadurch zur Reaktion gekommen ist. Die elektrische Aufladung bewirkte
dabei eine wesentlich gleichmässigere Verteilung der Amine im Trägergas und vor allem
ein gleichmässiges Einwirken des Katalysatorgases auf den auszuhärtenden Kern. Effektiv
erreicht wurde mit der elektrischen Aufladung eine erheblich reduzierte Einwirkzeit
des Katalysatorgases und damit eine erhebliche Einsparung an Trägergas und Amin.
[0023] Weitere Verbesserungen können erzielt werden, wenn die Ionisation in Ionisierungskaskaden
erfolgt.
[0024] Ein wesentlicher Vorteil des vorbeschriebenen Verfahrens liegt auch darin, dass durch
die Ionisation der Luftanteile eine Oxydation des Amins stattfinden kann, wodurch
letzteres praktisch geruchlos wird.
1. Verfahren zum Aushärten eines Formkörpers durch Hindurchleitung eines Katalysatorgases
und/oder eines Spülgases durch den Formkörper, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas
zu seiner Beschleunigung und Verteilung auf dem Wege durch den Formkörper der Wirkung
eines elektromagnetischen Feldes oder der Wirkung eines Potentialgefälles ausgesetzt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein Formkörper aus einem Sandgemisch verwendet
und nach dem C02-Prinzip oder dem Cold-Box-Prinzip oder dem S02-Prinzip ausgehärtet
wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas zu seiner Beschleunigung und Verteilung
auf dem Wege durch den Sandkörper der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes und/oder
der Wirkung eines Potentialgefälles ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische
Feld ein Wechselstromfeld oder ein pulsierendes Gleichstromfeld oder ein Gleichstromfeld
ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentielgefälle
durch Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom oder Gleichstrom erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Material des
auszuhärtenden Formkörpers und/oder dem Katalysatorgas und/oder dem Spülgas die elektrische
Leitfähigkeit erhöhende oder den Widerstand vergrössernde Substanzen beigefügt werden.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Formkasten
und mit Mitteln zum Hindurchleiten eines Katalysatorgases und/oder eines Spülgases
durch den Formkasten, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines elektrischen
Feldes und/oder durch Mittel zur Erzeugung eines Potentialgefälles.
7. Formkörper, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch l.