Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formmasken

Abstract

 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formmasken für Gießereianwendung aus thermisch aushärtendem Formsand an einem beheizten Modell (1). Das Modell ist an einer die obere Abdeckung eines Behälters (10) bildenden Modellplatte (2) mit nach unten gekehrter Formoberfläche befestigt. Im Behälter befindet sich Sand, der durch Zufuhr von Luft im Boden des Behälters (10) und durch Abfuhr von Luft an der Modellplatte (2) fluidisiert ist und am Modell zu einer Formmaske aushärtet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formmasken für Gießereianwendungen aus einem thermisch aushärtenden Formsand an einem beheizbaren Modell sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Es bezieht sich auf alle hierfür geeigneten Sandarten, die entsprechende Bindemittel, z.B. in Form einer Umhüllung der einzelnen Sandkörner oder durch eine feuchtigkeitsbindende Zumischung zum Sand aufweisen.

[0002] Die Formmaskenherstellung mit thermisch aushärtendem Formsand nach dem sog. Croningverfahren ist allgemein bekannt. Die bisher verwendeten Verfahren weisen Nachteile im Hinblick auf die Befreiung des fertigen Modells vom nicht ausgehärteten Formsand sowie unter dem Gesichtspunkt der unbefriedigenden Führung bei der Aushärtung entstehender Schadstoffe auf. Weiterhin wird der große verfahrenstechnische und bauliche Aufwand als nachteilig empfunden.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsablauf zu vereinfachen und zu beschleunigen und des weiteren geeignete Maßnahmen zur Abführung der Schadstoffe anzubieten. Dabei soll auch der Einsatz in einen übergeordneten Fertigungsablauf möglich bzw. gewährleistet sein.

[0004] Die Aufgabe wird in der Hauptsache dadurch gelöst, daß das Modell mit nach unten gekehrter Formoberfläche in einem durch eine steigende Luftströmung fluidisierten Sandvolumen bis zur Ausbildung einer Formmaske erwärmt wird. Weiter trägt zur Lösung bei, daß während der Maskenbildung aus dem Innenraum Luft über eine das Modell tragende Modellplatte abgeführt wird. Eine für dieses Verfahren geeignete Vorrichtung weist einen Fluidbehälter mit einem Bodenkolben mit Luftzufuhröffnungen und einer den Fluidbehälter abschließenden abhebbaren Modell^platte mit Luftaustrittsöffnungen auf.

[0005] Die hängende Anordnung des Modells im fluidisierten Sandvolumen gestattet es, die fertige Formmaske mit dem Modell nach oben abzuheben, während der überschüssige, nicht erhärtete Formsand in seiner Position insbesondere in einem Fluidbehälter verbleibt. Die Dicke und Festigkeit der entstehenden Formmaske läßt sich in üblicher Weise durch die Modelltemperatur und die Aushärtzeit sowie darüber hinaus nach der Erfindung durch die in Abhängigkeit von der Luftströmung regelbare Dichte des fluidisierten Sandes einstellen.

[0006] Eine besondere Einflußmöglichkeit auf die Maskenbildung ergibt sich, wenn eine das Modell tragende Modellplatte oder ein Bodenkolben in einem Fluidbehälter während der Maskenbildung einander angenähert werden, insbesondere durch Anheben des Bodenkolbens. Das Absenken der Modellplatte und Anheben des Bodenkolbens ist verfahrenstechnisch gesehen gleichwertig. Bei anhebbarem Bodenkolben kann die Modellplatte dann in besonders einfacher Weise in Form eines Deckels am Fluidbehälter ausgeführt werden.

[0007] Das Fluidisieren des Sandes findet durch Lufteinblasen im Bodenbereich eines Fluidbehälters oder einer sonstigen Vorrichtung insbesondere durch Öffnungen in dem Bodenkolben statt, wobei die Luft durch Öffnungen in der Modellplatte, insbesondere in der Umgebung des Modells durch Öffnungen angemessener Größe entweichen kann. Je nach Modellform können in vorteilhafter Weise auch im Modellbereich selbst Abführ- bzw. Absaugöffnungen vorhanden sein, um die Maskenbildung zu beschleunigen bzw. zu verbessern. Die Zufuhr der Luft erfolgt im Normalfall auch während der Entnahme der Formmaske und dem Nachfüllen des verarbeiteten Sandes dauernd weiter.

[0008] Eine zur Lösung der Aufgabe besonders geeignete Ausführung sieht eine mit dem Behälter dichtend verbindbare Modellplatte vor, an der an einer einzigen Absaugöffnung die Schadstoffe gesammelt austreten können. In gleichartiger Weise ist vorzugsweise der Bodenkolben mit einer Druckluftanschlußöffnung ausgeführt. Anstelle einer Vielzahl von kleinen Öffnungen in dem Bodenkolben, die durch Sandverschluß gefährdet sind, ist erfindungsgemäß ein Bodenkolben aus einem luftdurchlässigen Sintermaterial vorzuziehen.

[0009] Das Nachfüllen des Sandes kann bei abgehobenem Dekkel in üblicher Weise durch Nachschütten von oben oder aber in bevorzugter selbsttätiger Art durch Nachrutschen über seitliche Einfüllstutzen im Fluidbehälter erfolgen. Die Schütthöhe stellt sich dabei automatisch durch die Höhe der.Eintrittsöffnungen in Kombination mit einer Absenkung des Bodenkolbens ein. Der Sand im Fluidbehälter bleibt dabei normalerweise in fluidisiertem Zustand. Die Einfüllstutzen sind mit einem höher gelegenen Sandvorratsbehälter über von diesem stetig abfallende Leitungen verbunden.

[0010] Ein Kühlkanal im Fluidbehälter im oberen Bereich verhindert erfindungsgemäß einen Wärmeübergang vom erwärmten Modell und der Modellplatte auf den Fluidbehälter, so daß eine Erhärtung des darin befindlichen Sandes ausgeschlossen ist.

[0011] Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0012] Ein Modell 1 ist mit nach unten gekehrter Formoberfläche an einer Modellplatte 2 befestigt, die als Schlitzdüsen ausgebildete Luftaustrittsöffnungen 3 in Nähe des Modells aufweist. Der Modellplatte 2 ist ein Luftabsaugkasten 15 mit einem Absaugstutzen 16 aufgesetzt. Die Modellplatte 2 dient als abhebbarer, insbesondere abklappbarer Deckel eines Fluidbehälters 10, der im oberen Bereich einen Kühlkanal 4 aufweist. Unterhalb des Modells befindet sich in der dargestellten Situation vor dem Beginn der Maskenbildung ein Freiraum 5. Das fluidisierte Sandvolumen 7 ist selbsttätig bis zur Höhe von beidseitig angeordneten Einfüllstutzen angestiegen. Die Einfüllstutzen 6 sind mit einem nicht dargestellten Sandvorratsbehälter über fallende Kanäle verbunden. Der höhenbewegliche,mit einer Vielzahl von Luftzufuhröffnungen 17 versehene Bodenkolben 11 ist gegenüber dem Fluidbehälter 10 durch eine Dichtlippe 12 abgedichtet. Dem Bodenkolben 11 ist ein Überdruckkasten 9 untergebaut, der mit diesem einen Druckraum 8 bildet und über eine flexible Druckleitung 14 versorgt wird. Der Bodenkolben 11 mit dem Überdruckkasten 9 ist mittels einer nicht näher ausgeführten Verstellvorrichtung 13 höhenbeweglich, so daß der fluidisierte Sand in gewünschter Weise soweit an das Modell konstant oder periodisch heranbewegt werden kann, daß einedichte- und aushärtungskontrollierte Formmaske entsteht.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Formmasken für Gießereianwendungen aus einem thermisch aushärtenden Formsand an einem beheizbaren Modell, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell (1) mit nach unten gekehrter Formoberfläche in einem durch eine steigende Luftströmung fluidisierten Sandvolumen (7) bis zur Ausbildung einer Formmaske erwärmt. wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der Maskenbildung ein Innenraum unter dem Modell (1) unter Wahrung eines Freiraums (5) mit Sand aufgeschüttet wird und daß während der Maskenbildung der Innenraum unter Annäherung seines Bodenkolbens (11) und der Modellplatte (2) aneinander verkleinert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schütthöhe im Innenraum selbsttätig durch die Eintrittshöhe (6) einer nachrutschenden höherstehenden Sandsäule geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sandvolumen (7) im Innenraum während des Aufschüttens oder selbsttätigen Nachrutschens aus der höherstehenden Sandsäule fluidisiert ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während der Maskenbildung dem Innenraum Luft mit Überdruck über seinen Bodenkolben (11) zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Maskenbildung aus dem Innenraum Luft über eine das Modell tragende Modellplatte (2) abgeführt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Fluidbehälter (10) mit einem Bodenmit Luftzufuhröffnungen (17) und einer den Fluidbehälter (10) abschließenden, abhebbaren Modellplatte (2) mit Luftaustrittsöffnungen (3).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durcheinen innerhalb des Fluidbehälters (10) höhenbeweglichen Bodenkolben (11).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine innerhalb des Fluidbehälters (10) höhenbewegliche Modellplatte (2).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine mit Scharnieren am Fluidbehälter (10) angelenkte, abklappbare Modellplatte (2).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch einen Bodenkolben (11) aus luftdurchlässigem Sintermaterial.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch einen dem Bodenkolben (11) untergebauten Überdruckkasten (8).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch einen der Modellplatte (2) aufgesetzten Luftabsaugkasten (15).

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet durch zumindest einen in Schütthöhe angebrachten seitlichen Einfüllstutzen (6) im Fluidbehälter (10).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, gekennzeichnet durch einen oberhalb der Einfüllstutzen (6) angeordneten, durch fallende Kanäle mit diesen verbundenen Sandvorratsbehälter.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, gekennzeichnet durch einen in Höhe der Modellplatte (2) angeordneten Kühlkanal (4) am Fluidbehälter (10).

Zeichnung