DE2264206C2

DE2264206C2 - Process for the production of casting mold parts and device for carrying out the process

Info

Publication number: DE2264206C2
Application number: DE19722264206
Authority: DE
Inventors: Kenneth N. Willowdale Ontario Roach; Jeffrey R. Don Mills Ontario Short; Kent Kitchner Ontario Woonton
Original assignee: Jr Short Milling Co Chicago Ill Us
Current assignee: Jr Short Milling Co Chicago Ill Us
Priority date: 1972-12-28
Filing date: 1972-12-28
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE2264206A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner bezieht es sich auf eine Einrichtung zur Ausfühlung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruches 4.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. It also relates to a device for carrying out the method according to the preamble of claim 4.

Aus der DE-PS 98 509 ist eine Vorrichtung mit einem sich drehenden Tisch zum Formen von Flachguß-Gegenständen bekannt bei der der zum Guß gebrauchte Sand in einem Karussellbetrieb nach dem Guß wiederaufbereitet und glattgestrichen wird, worauf durch eine Walze die eigentliche Gießform in die Sandschicht eingewalzt wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Gemisch aus Sand und Steinkohlenstaub verwendet so daß die Arbeit mit diesem Verfahrens besonders schmutzig ist Auch können mit diesem Verfahren nur sehr flache Formen hergestellt werden, die überdies sofort in der Anlage benutzt werden müssen. Die Verwendbarkeit dieses Verfahrens ist daher auf einen engen Bereich beschränkt
Nach der US-PS 3503436 wird der Fcrmsand in Kästen gefüllt, die an der Unterseite als abnehmbaren Boden das eigentliche Formmuster enthalten und in die der Formsand eingestampft wird. Diese Formkästen werden mit einem Förderband zunächst in eine Füllstation und danach in die Station bewegt, in der dieFrom DE-PS 98 509 a device with a rotating table for forming flat cast objects is known in which the sand used for casting is reprocessed and smoothed in a carousel operation after casting, whereupon the actual casting mold is inserted into the sand layer by a roller is rolled in. In this known method, a mixture of sand and coal dust is used, so that the work with this method is particularly dirty. The usability of this method is therefore limited to a narrow range
According to US-PS 3503436 the Fcrmsand is filled in boxes, which contain the actual shape pattern on the underside as a removable bottom and into which the molding sand is tamped. These molding boxes are first moved by a conveyor belt to a filling station and then to the station in which the

η Formsandmasse in die Form eingestampft wird. Die von dem eingestampften Formsand gebildete Gießform wird bei diesem Verfahren mittels der Formkästen transportiert Für den eigentlichen Guß müssen die Formkästen umgekehrt und der Boden muß zur η molding sand mass is pulped into the mold. In this process, the casting mold formed by the pulverized molding sand is transported by means of the molding boxes

Exposing the mold to be removed.

In den US-PS 37 02 316, 36 86 106, 35 82 506 und 29 05 563 sind verschiedene Arten von Formsandmischungen beschrieben, die im allgemeinen aus Sand, einem Bindemittel und einem Härter zusammengesetzt sind oder zum Zweck der Härtung mit Wärme oder z. B. Kohlendioxid behandelt werden. Zum Beispiel wird nach der US-PS 37 02 316 ein Phenolharz-isocyanat-Binder beschrieben, dem zur Härtung ein Katalysator in Form einer organischen Base zugesetzt wird. Eine ähnliche Mischung ist in der US-PS 36 86 106 beschriebea wobei die Harzkomponente eine Mischung aus einem modifizierten Novolack und einem ungesättigten Petroleum-Polymer ist Mischungen aus Alcydharz, das mit Polyamid und öl modifiziert ist Polyisocyanat und Kobaltnaphtenat werden in der US-PS 35 82 506 beschriebea Nach der US-PS 29 05 563 besteht auch die Möglichkeit die Formsandmischung mit flüssigem und festem Alkalisilikat zuzubereiten und zur Härtung die Gießform mit Kohlendioxid zu behandeln.In the US-PS 37 02 316, 36 86 106, 35 82 506 and 29 05 563 different types of molding sand mixtures are described, which is generally composed of sand, a binder and a hardener are or for the purpose of curing with heat or z. B. Carbon dioxide to be treated. For example, according to US-PS 37 02 316, a phenolic resin isocyanate binder described, to which a catalyst in the form of an organic base is added for curing. One A similar mixture is described in US Pat. No. 3,686,106, the resin component being a mixture a modified novolac and an unsaturated petroleum polymer is mixtures of Alcydharz that modified with polyamide and oil is polyisocyanate and Cobalt naphtenate are described in US-PS 35 82 506. According to US-PS 29 05 563 there is also the Possibility to prepare the molding sand mixture with liquid and solid alkali silicate and to harden the Treat casting mold with carbon dioxide.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem kontinuierlich ablaufenden Verfahren Gießformteile für Metall- oder Stahlguß in der Weise herzustellen, daß die Verwendung besonderer Formkästen oder dergleichen überflüssig ist und die jeweils hergestellten Gießformteile auch nicht unmittelbar anschließend benutzt werden müssen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches t geschaffen. Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnetThe invention is based on the object, in a continuously running process, mold parts for Metal or steel casting in such a way that the use of special molding boxes or the like is superfluous and the casting mold parts produced in each case are not used immediately afterwards Need to become. To solve this problem, according to the invention, a method having the features of Claim t created. Refinements of the method are characterized in claims 2 and 3

so Im Gegensatz zu dem eingangs erwähnten Verfahren arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren ohne Steinkohlenstaub. Die damit hergestellten Gießformteile zeichnen sich durch sehr gute Maßgenauigkeit und ausreichende Festigkeit aus, so daß sie in derIn contrast to the method mentioned at the beginning, the method according to the invention works without hard coal dust. The mold parts produced with it are characterized by very good dimensional accuracy and sufficient strength so that they are in the

ss erforderlichen Weise gehandhabt und befördert werden können. Die Erfindung gestattet weiter die Verwendung von Formsandmischungen mit solchen Eigenschaften, daß an den in den Gießformen hergestellten Gußstükken nur sehr wenig Sand anhattet und damit die Arbeit in der Gußputzerei im Vergleich zu Stücken aus Naßsandformen erheblieh vermindert wird.s can be handled and conveyed in the required manner. The invention also allows use of molding sand mixtures with such properties that on the castings produced in the casting molds Had only very little sand on and thus the work in the cast fettling shop compared to pieces Wet sand molding is considerably reduced.

Die Erfindung nutzt aus, daß Formsandmischungen in die Formstation in einen Zustand gebracht werden können, in dem sie noch ausreichend plastisch-fließfähig sind und daher auf den Preßvorgang einwandfrei ansprechen, danach aber eine zunehmende Zähigkeit zeigen. Formsandmischungen, die unter brauchbaren Zeit- und Temperaturbedingungen härten, z. B. inThe invention takes advantage of the fact that molding sand mixtures are brought into a state in the molding station can, in which they are still sufficiently plastic-flowable and therefore flawlessly on the pressing process respond, but then show increasing toughness. Molding sand mixes that are under usable Cure time and temperature conditions, e.g. Am

vorzugsweise nicht mehr als \5 min in einem Bereich voa Raumtemperatur bis etwa 315⁰C, können mit einer breiten Auswahl an Bindermaterialien hergestellt werden, z. B. AlkalimetaJIsüikat-Binder, härtbare Polymer-Materialien, Kernöl-Binder und Binder-Mischsysterne, z. B. Systeme, die sowohl ein härtbares Polymerisat und ein Kernöl enthalten, und Systeme, die ein Silikat und ein polymeres Material enthalten.preferably not more than \ 5 min in a range VOA room temperature to about 315 ⁰ C, can be produced with a wide range of binder materials, such. B. AlkalimetaJIsüikat binders, curable polymer materials, kernel oil binders and mixed binder systems, e.g. B. Systems that contain both a curable polymer and a seed oil, and systems that contain a silicate and a polymeric material.

Die Härtung kann mit bekannten Mitteln oder Verfahren bewirkt werden, d h. mittels eines fCatalysators, durch Begasung des gepreßten Gießformteiles oder durch Wärme. Wesentlich ist in jedem Fall, daß die Zeitspanne zwischen der Fertigstellung der Formsandmischung und dem eigentlichen Preßvorgang im Hinblick auf die Härtungsgeschwindigkeit der Formsandmischung gewählt wird.The hardening can be effected by known means or methods, i. by means of a catalytic converter, by gassing the pressed mold part or by heat. In any case, it is essential that the Time between the completion of the molding sand mix and the actual pressing process with regard to the hardening speed of the molding sand mixture is chosen.

Eine Einrichtung, die eine ausreichende Fertigungsgeschwindigkeit gestattet, weist die Merkmale des Anspruches 4 auf. Bei einer Einrichtung mit diesen Merkmalen ist z. B. eine Herstellungsgeschwindigkeit von bis zu zwanzig Gießformteilen pro Minute möglich.A device that allows a sufficient production speed has the features of Claim 4 on. In a device with these features, for. B. a manufacturing speed of up to twenty mold parts per minute possible.

Die Erfindung wird nachstehend aniiand der Zeichnung ausführlich erläutert Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to the drawing Explained in detail It shows

Fig.1 eine halbschematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,1 shows a semi-schematic representation of the inventive Procedure,

F i g. 2 eine Draufsicht von unten auf eine Preßform zur Ausführung des Verfahrens undF i g. 2 is a plan view from below of a compression mold for carrying out the method and FIG

F i g. 3 shows a section along the line 3-3 of FIG. 2.

Die Bestandteile der Formsandmischung werden, Fig.1, einem kontinuierlich arbeitenden Mischer 3C zugeführt Die darin hergestellte Formsandmischung wird auf ein endloses waagerechtes Förderband 1 abgegeben, das schrittweise angetrieben wird, so daß das obere Tnimm des Bandes in der Darstellung nach rechts bewegt wird. Parallele Seitenplatten Z von denen je eine auf jeder Seite des Bandes sich erstreckt, sind so angeordnet, daß das obere Trumm des Bandes und die Seitenplatten zusammen einen Trog bilden, in dem die Formsandmischung gehalten wird. Ein waagerechter Abstreifer 3 ist zwischen den Seitenplatten mit solchem Abstand über dem oberen Trumm des Bandes 1 angeordnet, daß die Formsandmischung bei Weiterlaufen des oberen Trumms zu einem kontinuierlichen Bett 4 vorbestimmter Mächtigkeit geformt wird.The components of the molding sand mixture are, FIG. 1, a continuously operating mixer 3C The molding sand mixture produced therein is fed onto an endless, horizontal conveyor belt 1 delivered, which is driven stepwise so that the upper part of the tape in the illustration is moved to the right. Parallel side plates Z of those one on each side of the belt, are arranged so that the upper run of the belt and the Side plates together form a trough in which the molding sand mixture is held. A horizontal one Scraper 3 is between the side plates with such Distance above the upper run of the belt 1 is arranged so that the molding sand mixture continues to run of the upper run is formed into a continuous bed 4 of predetermined thickness.

An einer mit Abstand vom Abstreifer 3 in Bewegungsrichtung des oberen Bandtrumms liegenden Stelle ist eine ebene stationäre Stützpk tte 5 derart starr unter dem oberen Trumm des Bandes angeordnet, daß das Förderband glatt über die Stützplatte hinweggleitet und dabei in unmittelbarer Berührung mit der ^w Stützplatte ist. An dieser SHIe ist über dem Förderband ein geradlinig in der Senkrechten wirkender druckbetätigter Motor 6, bestehend puj Zylinder und Kolben, angeordnet. Ein Formstempel 7. ist starr am Ende der Kolbenstange 8 des Motors 6 befestigt. Durch Beaufschlagung des Motors 6 wird der Kolben nach unten angetrieben und dadurch der Formstempel 7 aus einer Anfangsstellung, die mit Abstand über dem Bett 4 liegt, abwärts bewegt, bis der Formstempel 7 den darunter befindlichen Abschnitt des Bettes 4 in die Form gepreßt hat. die dem gewünschten herzustellenden Gießförmteil entspricht. Dabei wird der Förmballen mit dem Gießformteil von dem nachfolgenden Abschnitt des Bettes abgetrennt.At a position spaced from the scraper 3 in the direction of movement of the upper belt run portion body is a flat stationary Stützpk tte 5 in such a rigidly arranged under the upper run of the belt, that the conveyor belt glides smoothly across the support plate and thereby is in direct contact with the ^w support plate. A pressure-actuated motor 6, consisting of puj cylinder and piston, is arranged on this SHIe above the conveyor belt and acts in a straight line in the vertical. A forming die 7 is rigidly attached to the end of the piston rod 8 of the motor 6. By acting on the motor 6, the piston is driven downwards and thereby the forming die 7 is moved downwards from an initial position, which is at a distance above the bed 4, until the forming die 7 has pressed the section of the bed 4 located below it into the mold. which corresponds to the desired molded part to be produced. In doing so, the shaped ball with the casting mold part is separated from the subsequent section of the bed.

Das Förderband 1 wird in zeitlich abgestimmter Beziehung zum zyklischen Arbeitsgang des Motors 6 fortbewegt. Wenn daher der Formstempel 7 in seiner angehobenen Stellung ist, wird durch die Fördervorrichtung ein neuer Abschnitt des Bettes 4 vorgeführt Während der Preßvorgang ausgeführt wird, liegen das Förderband und daher auch das Bett fest Nachdem ein Gießformteil gepreßt und der Formstempel nach oben zurückgezogen worden ist, wird durch den nächsten Bewegungsgang des Förderbandes 1 ein Formballen mit dem frisch geformten Gießformteil aus der Preßstation heraus und nach einem fortlaufend betriebenen Härtungsofen weiterbefördertThe conveyor belt 1 is moved in a timed relation to the cyclical operation of the motor 6. Therefore, when the forming die is in its raised position 7, a new portion of the bed 4 is presented by the conveyor device during the pressing operation carried out, the conveyor belt and therefore also the bed are fixed After a casting mold pressed and the forming die has been retracted upwardly, a mold ball with the freshly formed casting mold part is conveyed out of the pressing station and to a continuously operated curing oven by the next movement of the conveyor belt 1

Der Formstempel, F i g. 2 und 3,weist eine Stempelplatte 10 mit ebener Oberseite auf, in deren Mitte eine mit Innengewinde versehene Buchse 11 angeschweißt ist, um die Stempelplatte fest und starr mit der Kolbenstange 12 zu verbinden. Die entgegengesetzte Seite der Stempelplatte zeigt die Patrizenform 13, die in das aus der Formsandmischung bestehende Bett 4 gepreßt wird.The forming die, F i g. 2 and 3, has a stamp plate 10 with a flat top, in the middle of which an internally threaded bush 11 is welded is to connect the stamp plate firmly and rigidly to the piston rod 12. The opposite The side of the stamp plate shows the male mold 13, which is inserted into the bed 4 consisting of the molding sand mixture is pressed.

Die Platte 10 hat eine Rechteck-Grundrißform und wird gleitfähig umschlossen von einem rechteckigen Abtrenn-Mantel 14. Der Abtrennmantel 14 weist vier ebene Seitengbeder 15 auf. die zu einer rechteckigen Fortn zusammengeschweißt sind. Die innenflächen der Seitenglieder 15 liegen gleitfähig unmittelbar an den Kanten der Platte 10 an. Die Seitenglieder 15 liegen in senkrechten Ebenen, und die Bodenkante j~des Seitengliedes ist als Messerkante 16 ausgebildet An die oberen Aoschnitte von zwei einander gegenüberliegenden Seitenglieder 15 sind zwei Stangen oder SchienenThe plate 10 has a rectangular plan shape and is enclosed in a slidable manner by a rectangular one Separation jacket 14. The separation jacket 14 has four level Seitengbeder 15 on. which are welded together to form a rectangular fort. The inner surfaces of the Side members 15 slide directly against the edges of the plate 10. The side members 15 are in vertical planes, and the bottom edge j ~ of the side member is designed as a knife edge 16 to the Upper sections of two opposite one another Side links 15 are two bars or rails

17 derart angeschweißt daß sie über der Stempelplatte liegen. Dabei ist jede Stange 17 in der Nähe ihrer beiden Enden jeweils mit einer einfachen senkrechten Bohrung17 welded in such a way that they lie over the stamp plate. Each rod 17 is in the vicinity of both of them Each ends with a simple vertical hole

18 versehen, so daß eine Bohrung 18 in der Nähe jeder Ecke der Anordnung ist Durch jede Bohrung 18 geht frei eine Schraube 19 hindurch, deren Gewindeende in eine nach oben offene Bohrung der Stempelplatte 10 eingreift. Druckfedern 20 sind auf jeder Schraube 19 derart angeordnet, daß sie zwischen dem Kopf der Schraube und der Oberseite der entsprechenden Stange 17 liegen.18 provided so that a hole 18 near each Corner of the arrangement is a screw 19 freely passes through each bore 18, the threaded end of which in an upwardly open bore of the punch plate 10 engages. Compression springs 20 are on each screw 19 arranged so that it is between the head of the screw and the top of the corresponding rod 17 lying.

Wenn der Formstempel aus der Berührung mit dem Bett 4 nach oben gefahren ist. drücken die Federn 20 die Schrauben 19 und daher die Stempelplatte 10 nach oben, so dati die Oberseite der Stempelplatte die Unterflächen der Stangen 17 berührt. Das Modell 13 liegt daher im merklichen Abstand über den unteren Schneidkanten 16 der Seitenglieder 15. Wenn der Formstempel abwSrts in das Bett 4 gedruckt wird, werden die Seitenglieder 15 vollständig durch das Bett hindurchgepreßt und halten erst dann, wenn sie in Berührung mit dem von der Platte 5 abgestützten Abschnitt des Bandes 1 gelangen. Die Bewegung der Kolbenstange nach unten dauert noch an. so daß die Platte 10 mit dem Modell 13 gegen das Bett 4 gedruckt wird und den gewünschten Formeindruck erzielt. Diese Abwärtsbewegung der Kolbenstangen.noi driung kann durch einen nicht dargestellten Anschlag oder Anschläge beschränkt werden, die an der Kolbenstange oder an den Schrauben 19 ν οι gesehen werden. Wenn die Kolbenstange mit dem Stempel wieder aufwärts fahrt, bleibt auf dem Band 1 der vollständig von dem Bett 4 abgetrennte Formballen M, mit dem Gießformteil. Der ausgehöhlte Teil, die Seiten und die Oberseite des Gießformteiles sind vollständig durch Druck aufgrund der Wirkung des Formiternpels geformt.When the forming die has moved up out of contact with the bed 4. If the springs 20 press the screws 19 and therefore the stamp plate 10 upwards, the top of the stamp plate touches the lower surfaces of the rods 17. The model 13 is therefore a noticeable distance above the lower cutting edges 16 of the side members 15. When the forming die is pressed downwards into the bed 4, the side members 15 are pressed completely through the bed and do not hold until they come into contact with that of the Plate 5 supported portion of the belt 1 get. The downward movement of the piston rod continues. so that the plate 10 with the model 13 is pressed against the bed 4 and achieves the desired shape impression. This downward movement of the Kolbenstangen.noi driung can be limited by a stop or stops, not shown, which can be seen on the piston rod or on the screws 19 ν οι. When the piston rod moves upwards again with the punch, the mold barrel M, which has been completely separated from the bed 4, remains on the belt 1 with the casting mold part. The hollowed-out part, the sides and the top of the mold part are completely formed by pressure due to the action of the formiterpels.

Zwei gegenüberliegende Seitenglieder 15 des Formstempels 7, Fig.2, Heien in senkrechten Ebenen, die sich entlang der Innenseiten der entsprechenden Seitenplatten 2 der Einrichtung erstrecken, so daß dieseTwo opposite side members 15 of the die 7, Figure 2, Heien in vertical planes, the extend along the inner sides of the respective side panels 2 of the device so that these

Seiten des Formstempels im wesentlichen in Gleitberührung mit den Seitenplatten 2 sind, wenn der Formstempel in das Bett 4 eingreift. Nachdem der Mantel 14 abwärts bis in Berührung mit dem Band 1 gedrückt worden ist, wirkt der Mantel 14 mit dem Band 1 und der Stempelplatte 10 zusammen, um vollständig im wesentlichen den gesamten, an der Formungsstation befindlichen Formballen des Bettes 1 zu umschließen.Sides of the forming die are substantially in sliding contact with the side plates 2 when the Form punch engages in bed 4. After the jacket 14 goes down until it comes into contact with the belt 1 has been pressed, the jacket 14 cooperates with the belt 1 and the stamping plate 10 to completely to enclose substantially the entire, located at the forming station mold ball of the bed 1.

Vorzugsweise wird mit einem auf das Bett 4 der Sandmischung durch die Platte 10 ausgeübten Druck in der Größenordnung von 2,1 kg/cm² gearbeitet. Drücke im Bereich von 0,7^2,8 kg/cm² haben sich als brauchbar erwiesen. ^{A pressure of the order of 2.1 kg / cm 2} exerted on the bed 4 of the sand mixture by the plate 10 is preferably used. Pressures in the range of 0.7-2.8 kg / cm ² have been found to be useful.

Die Federn 20 können durch einzelne, flüssigkeitsbetätigte Stellmotoren oder dergleichen ersetzt werden.The springs 20 can be operated by individual, fluid Servomotors or the like are replaced.

In einer erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. I im Labor-Maßstab, wurden ausgezeichnete Formteile hergestellt mil einem Siempelptaitendruck von 2,07 kg/cm² wobei der PreDvorgang innerhalb von 5 Minuten nach Abschluß des Mischvorganges ausgeführt wurde. Die gepreßten Gießformteile wurden je ίο nach Formsandmischung gehärtet, z. B. in etwa 30 Minuten bei Raumtemperatur oder 23 Minuten bis zu 50 Minuten bei 218° C.In an inventive device of FIG. I in a laboratory-scale, were excellent moldings produced a Siempelptaitendruck mil of 2.07 kg / cm ² wherein the PreDvorgang was carried out within 5 minutes after completion of the mixing process. The pressed mold parts were cured depending on the molding sand mixture, e.g. B. in about 30 minutes at room temperature or 23 minutes to 50 minutes at 218 ° C.

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for producing casting mold parts, wherein a molding sand mixture is prepared and used as continuous bed of a certain depth is applied to a movable support surface that supports the Bed into a forming station, in which a model is pressed onto the bed, and out of the forming station conveyed, characterized in that the molding sand mixture with a progressive processed curable binder and the bed made with it in cue forming station to one Time is promoted at which the molding sand mixture is in a plastic-flowable state and the binder has sufficient hardenability to solidify the by pressing exposed shape remains, and that in the molding station when pressing the model in each case a MoldbaTIen is separated from the bed, the is conveyed further through the carrier surface for the transfer to a curing & ition.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the support surface is moved gradually.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the molding sand with a Synthetic resin and water-based glaze binders are prepared and then compacted when hardening has progressed by no more than 6% compared to the original molding sand strength

4. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims with a movable carrying surface, on which a feed station for molding sand mixture, means for Distribution of the molding sand misv ting on the support surface arranged as a bed of a certain depth and a forming station in which a model is placed on the bed the molding sand mixture is pressed, characterized by a step-by-step conveyor belt (1), that at the forming station, at which a vertically movable forming die assembly (10) over the Bed is arranged over a support plate (5) runs wherein the forming die from a separating marael (14) is enclosed which can be pressed into the bed (4) until it touches the band (1)

5. Device according to claim 4, characterized in that the upper run of the belt (1) between two laterally flanking plates (2), the distance between which is approximately the outer width of the Separating jacket (14) corresponds

6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the stamp plate (10) opposite the separating jacket (14) is elastically displaceable