METHOD OF AND INSTALLATION FOR PRODUCING SHELL MOULDS

Abstract: 1. A method of preparing a shell mould - for foundry use - from a thermally hardenable moulding sand by forming it on a heatable pattern (1) the shaped surface of which is turned downwardly, characterized in that the pattern (1) is heated, until the shell mould has been formed, in a mass of sand (7) fluidized by a rising air stream, that while the shell ist being formed air is fed under pressure through a base plate (11) into an enclosed space, and in that the air egress form the enclosed space through a pattern plate (2) carrying the pattern (1).

Description: Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formmasken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formmasken für Giessereiantrendungen 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. 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. 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. 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 GIaskenbildung aus dem Innenraum Luft über eine das Modell tragende Modellplatte abgeführt wird. Szene für dieses Verfahren geeignete Vorrichtung weist einen Fluidbehälter mit einem Bodenkolben mit Luftzufuhröffnungen und einer den Fluidbehälter abschliessenden abhebbaren Modellplatte mit Luftaustritts öffnungen auf. Die hängende Anordnung des Modells im fluidisierten Sandvolumen gestattet es, die fertige Formmaske mit dem Modell nach oben abzuheben, während der inberschüs- sige, nicht erhärtet Formsand in seiner Position ins- besondere in einem Fluidbehälter verbleibt. Die Dicke und Festigkeit der entstehenden Formmaske lasst sich in üblicher Weise durch die Modelltemperatur und die Aushärtzeit sowie darüber hinaus nach der Brfin- dung durch die in AbhängigkeIt von der Luftströmung regelbare Dichte des fluidisierten Sandes einstellen. 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. Das Fluidisieren des Sandes findet durch Luftein- blasen 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 Nodellbereich selbst AbfUhr- 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. 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. 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 Bintrittsöffnungen 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. 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. Die Figur zeigt ein Ausfuhrzngsbeispiel einer er findungsgemässen Vorrichtung. 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, ins besondere 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 Naskenbildung ein Freiraum 5. Das fluidisierte Sandvolumen 7 ist selbsttätig bis zur Höhe von beidseitig angeordneten Einiüll- stutzen 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 Üterdruckkasten 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 eine dichte- und aushärtungskontrollierte Formmaske entsteht.

Claims: Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formmasken P a t e n t a n s p r ü c h e a a t e n t a n¯s¯E¯r¯ü c h 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 Boden, mit 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) anSelenAte, abklappbare Modellplatte (2). 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch einen Bodenkolben (11) aus luft durchlässigem Sintermaterial. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch einen dem Bodenkolben (11) unter gebauten überdruckkasten (8). 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch einen der Modellplatte (2) auf gesetzten Luftabsaugkasten (15). 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet durch zumindest einen in Schütthöhe an gebrachten seitlichen Einfüllstutzen (6) im Fluidbe- halter (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).

Inventors: BRINCKMANN, HEINRICH, JAEGER, ERHARD, PROF., SCHONENBORN, CHRISTIAN, Schönenborn, Christian
Applicants: KLOCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: B22C13
IPC codes: B22C13