EP0484695A1 - Method and apparatus for shell moulding - Google Patents
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- EP0484695A1 EP0484695A1 EP91117434A EP91117434A EP0484695A1 EP 0484695 A1 EP0484695 A1 EP 0484695A1 EP 91117434 A EP91117434 A EP 91117434A EP 91117434 A EP91117434 A EP 91117434A EP 0484695 A1 EP0484695 A1 EP 0484695A1
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- sand
- hot air
- hood
- model plate
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C13/00—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes
- B22C13/08—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes for shell moulds or shell cores
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
- B22C9/123—Gas-hardening
Definitions
- the invention relates to a process for the production of mold masks, in which a sand-resin mixture is applied to a hot model plate, a sand mask of the desired thickness is formed by melting the resin and excess sand is removed, and a device for the production of mold masks with a hot model plate.
- a pourable and dry sand-resin mixture is applied to a hot model plate.
- the resin melts and changes from its resol state (A state) to the resitol state (B state).
- the heating of the sand progresses outwards from the model plate.
- the mask is then post-hardened, whereby the resin changes into the hard, infusible, resit state (C state) and can then be lifted off the model plate.
- the post-curing takes place by applying heat to the side of the sand mask facing away from the model plate by means of gas heating, heat radiation, gas or electric radiators, such as heating spirals or the like, arranged above the sand mask, which radiate their heat onto the sand mask.
- gas heating, heat radiation, gas or electric radiators such as heating spirals or the like
- This caused quite uneven heating of different areas of the sand mask, depending on whether the areas were located closer or further away from the heater.
- Surfaces arranged with a greater inclination to the heating plane were also poorly heated, since the heat radiated in per unit area is less than regions of the sand mask arranged parallel to the heating plane.
- the object of the invention is to achieve uniform application of heat to the sand mask and thus uniform curing while avoiding the aforementioned disadvantages.
- the stated object is achieved in a method of the generic type in that hot air is blown onto the sand mask formed in order to cure the resin.
- a generic device solves the problem with a hot air device.
- the sand mask is not irradiated with heat, but rather the heat is transmitted through the air supplied to the sand mask, that is to say by convection and preferably forced convection, uniform heating of the Sand mask can be achieved regardless of levels of individual mask areas or alignment thereof relative to a reference plane.
- a further development of the method provides that a largely closed space is formed above the sand mask before hot air is inflated.
- the device according to the invention is designed in such a way that the hot air device is or can be connected via a line to a hood which can be brought over the model plate. If the hood is to be placed as close as possible to the model plate for heating, then it must be removable from it for the application of the sand-resin mixture.
- the line can either be a flexible hose, such as a corrugated hose, or another type, provided that the hose is made of material that is resistant to between 220 and 400 degrees, depending on the resin, at the required temperature.
- connection between the hot air device and the hood has separable insulated pipes which form a continuous connection for the hot air when the hood is lowered onto the mold plate, a further development being distinguished in particular by the end faces of pipe parts being inclined to the vertical their axis are designed so that they can be moved along to each other up to a tight connection of the pipe parts.
- the device according to the invention has, in a manner known per se, a frame 1 which carries a carrier 2 for a model plate 3 (FIG. 2) and a sand hood 4.
- Carrier 2 and sand hood 4 are both six-jointed, so that they can be closed by applying a sand-resin mixture to the model plate 3 and pouring the excess sand back into the hood 4 by pivoting about the axis 6.
- the carrier 2 has an underheater for heating the model plate 3.
- a hopper 7 is further arranged, which is in the open position of the hood 4 above the opening thereof, so that the sand-resin mixture can be filled from the funnel 7 into the open hood 4.
- a heating hood 11 On the frame 1 there are also - approximately at the level of the funnel 7 - parallel rails 8 on which carriages 9 for a heating hood 11 can be moved horizontally.
- the carriages 9 have rollers 15 along which the hood 11 can be lowered and raised by means of vertically directed rails 12 connected to it.
- a supply air nozzle 13 On the top of the hood 11, a supply air nozzle 13 is attached. Below the mouth 14 of the air inlet 13 there is a chicane 14, through which the hot air supplied through the nozzle 13 is distributed over the entire surface of the hood 11.
- a hot air device 16 is provided to the side of the frame 1, which has an outlet pipe 17 which is guided next to the travel space of the hood 11 and there has a transfer opening 18 which interacts with a receiving opening 19 of the feed connector 13 when the hood 11 is on the model plate 3 is lowered.
- the end faces of the transfer opening 18 and the receiving opening 19 are aligned obliquely in the same way, the upper region of the transfer opening 18 being set back further, that is to say shortened further than the lower region of the opening.
- the sand-resin mixture is applied to the heated model plate 3 in a known manner.
- sand is filled into the hood 4 from the funnel 7.
- Carrier 2 for the model plate 3 and hood 4 are closed by pivoting about the axis 6.
- the sand-resin mixture is applied to the model plate 3 by pivoting further.
- the resin softens and binds a certain layer of sand on the model plate 3. Excess sand and resin remain in the latter when the carrier 2 and hood 4 are subsequently opened.
- the hot air hood 11 is then lowered onto the model plate 3 and thus over the resin-sand layer or sand shell located thereon, by lowering the rails 12 connected to the hood 11 along rollers 15 until the openings 18, 19 are aligned with one another and the Establish the continuous hot air path mentioned.
- the hot air device 16 is put into operation and hot air 16 is in via the pipes 17, 18, 19, 13 in the hood 11 blown. When entering, it is distributed by chicane 14 over the entire hood space, so that it hits the sand bowl on the model plate 3 evenly. This results in a very uniform melting and hardening of the resin in its hard, infusible resit state (C state).
- the hood 11 is raised again and then the sand shell or mask can be lifted off the model plate 3 and assembled as a mold mask part with other mold mask parts for complete molding in order to cast the desired part to be produced.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formmaskenherstellung, wobei eine Sand-Harz-Mischung auf eine heiße Modellplatte aufgebracht wird, durch Schmelzen des Harzes eine Sandmaske mit gewünschter Dicke gebildet und überschüssiger Sand entfernt wird und eine Vorrichtung zur Formmaskenherstellung, mit einer heißen Modellplatte.The invention relates to a process for the production of mold masks, in which a sand-resin mixture is applied to a hot model plate, a sand mask of the desired thickness is formed by melting the resin and excess sand is removed, and a device for the production of mold masks with a hot model plate.
Beim Formmaskenverfahren (Croning-Verfahren) wird eine schüttfähige und trockene Sand-Harz-Mischung auf eine heiße Modellplatte aufgebracht. Bei Berührung der Sandmischung mit der heißen Modellplatte schmilzt das Harz und geht aus seinem Resol-Zustand (A-Zustand) in den Resitol-Zustand (B-Zustand) über. Die Erwärmung des Sandes schreitet von der Modellplatte nach außen fort. Nach einer der gewünschten Maskendicke entsprechenden Zeit wird unverbrauchte Harz-Mischung entfernt, so daß die Sandmaske im Resitol-Zustand mit der gewünschten Stärke auf der Modellplatte verbleibt. Die Maske wird anschließend nachgehärtet, wodurch das Harz in den harten, unschmelzbaren, Resit-Zustand (C-Zustand) übergeht und kann sodann von der Modellplatte abgehoben werden. Die Nachhärtung geschieht durch Aufbringen von Wärme auf die der Modellplatte abgewandte Seite der Sandmaske mittels Gasheizung, Wärmestrahlung, über der Sandmaske angeordneten Gas- oder elektrischen Heizkörpern, wie Heizspiralen oder dergleichen, die ihre Wärme auf die Sandmaske strahlen. Hierbei wurde eine recht ungleichmäßige Erwärmung unterschiedlicher Bereiche der Sandmaske bewirkt, je nachdem, ob die Bereiche näher oder weiter weg von der Heizung angeordnet waren. Mit stärkerer Neigung zur Heizebene angeordnete Flächen wurden ebenfalls schlechter erwärmt, da die pro Flächeneinheit eingestrahlte Wärme geringer ist als parallel zur Heizebene angeordnete Bereiche der Sandmaske.In the form mask process (croning process), a pourable and dry sand-resin mixture is applied to a hot model plate. When the sand mixture comes into contact with the hot model plate, the resin melts and changes from its resol state (A state) to the resitol state (B state). The heating of the sand progresses outwards from the model plate. After a time corresponding to the desired mask thickness unused resin mixture removed so that the sand mask remains in the resitol state with the desired thickness on the model plate. The mask is then post-hardened, whereby the resin changes into the hard, infusible, resit state (C state) and can then be lifted off the model plate. The post-curing takes place by applying heat to the side of the sand mask facing away from the model plate by means of gas heating, heat radiation, gas or electric radiators, such as heating spirals or the like, arranged above the sand mask, which radiate their heat onto the sand mask. This caused quite uneven heating of different areas of the sand mask, depending on whether the areas were located closer or further away from the heater. Surfaces arranged with a greater inclination to the heating plane were also poorly heated, since the heat radiated in per unit area is less than regions of the sand mask arranged parallel to the heating plane.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile, eine gleichmäßige Beaufschlagung der Sandmaske mit Wärme und damit eine gleichmäßige Aushärtung zu erreichen.The object of the invention is to achieve uniform application of heat to the sand mask and thus uniform curing while avoiding the aforementioned disadvantages.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß Heißluft zum Aushärten des Harzes auf die gebildete Sandmaske aufgeblasen wird. Eine gattungsgemäße Vorrichtung löst die Aufgabe durch ein Heißluftgerät.According to the invention, the stated object is achieved in a method of the generic type in that hot air is blown onto the sand mask formed in order to cure the resin. A generic device solves the problem with a hot air device.
Dadurch, daß die Sandmaske nicht mit Wärme bestrahlt wird, sondern die Wärme durch der Sandmaske zugeführte Luft, also durch Konvektion und vorzugsweise Zwangskonvektion übertragen wird, kann eine gleichmäßige Erwärmung der Sandmaske unabhängig von Niveaus einzelner Maskenbereiche oder Ausrichtung derselben relativ zu einer Bezugsebene erzielt werden.Because the sand mask is not irradiated with heat, but rather the heat is transmitted through the air supplied to the sand mask, that is to say by convection and preferably forced convection, uniform heating of the Sand mask can be achieved regardless of levels of individual mask areas or alignment thereof relative to a reference plane.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, daß vor dem Aufblasen von Heißluft über der Sandmaske ein weitgehend geschlossener Raum gebildet wird.A further development of the method provides that a largely closed space is formed above the sand mask before hot air is inflated.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in bevorzugter Ausgestaltung dadurch ausgebildet, daß das Heißluftgerät über eine Leitung mit einer über die Modellplatte bringbaren Haube verbunden bzw. verbindbar ist. Wenn die Haube zur Erwärmung möglichst dicht über der Modellplatte angeordnet werden soll, so muß sie zum Aufbringen der Sand-Harz-Mischung von dieser entfernbar sein. In diesem Falle kann die Leitung entweder ein flexibler Schlauch sein, wie ein Wellenschlauch oder auch andersartig, soweit der Schlauch aus bei der erforderlichen Temperatur von je nach Harz zwischen 220 und 400 Grad beständigem Material besteht. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Verbindung zwischen Heißluftgerät und Haube trennbare isolierte Rohre aufweist, die beim Absenken der Haube auf die Formplatte eine durchgehende Verbindung für die Heißluft bilden, wobei eine Weiterbildung sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß Stirnseiten von Rohrteilen geneigt zur Senkrechten auf ihre Achse ausgebildet sind, so daß sie bis zu einem dichten Anschluß der Rohrteile aneinander entlang verfahrbar sind.In a preferred embodiment, the device according to the invention is designed in such a way that the hot air device is or can be connected via a line to a hood which can be brought over the model plate. If the hood is to be placed as close as possible to the model plate for heating, then it must be removable from it for the application of the sand-resin mixture. In this case, the line can either be a flexible hose, such as a corrugated hose, or another type, provided that the hose is made of material that is resistant to between 220 and 400 degrees, depending on the resin, at the required temperature. In a preferred embodiment it is provided that the connection between the hot air device and the hood has separable insulated pipes which form a continuous connection for the hot air when the hood is lowered onto the mold plate, a further development being distinguished in particular by the end faces of pipe parts being inclined to the vertical their axis are designed so that they can be moved along to each other up to a tight connection of the pipe parts.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
- Figur 1
- eine erste Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
und Figur 2- eine um 90 Grad versetzte Sicht.
- Figure 1
- a first side view of the device according to the invention;
and - Figure 2
- a view offset by 90 degrees.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist in an sich bekannter Weise einen Rahmen 1 auf, welches einen Träger 2 für eine Modellplatte 3 (Figur 2) sowie eine Sandhaube 4 trägt. Träger 2 und Sandhaube 4 sind beide sechsgelenkig miteinander verbunden, so daß sie zum Aufbringen einer Sand-Harz-Mischung auf die Modellplatte 3 und zum Abschütten des überschüssigen Sandes zurück in die Haube 4 durch gegenseitiges Verschwenken um die Achse 6 geschlossen werden können. Der Träger 2 weist eine Unterheizung zum Aufheizen der Modellplatte 3 auf. An dem Rahmen 1 ist weiterhin ein Einfülltrichter 7 angeordnet, der in geöffneter Stellung der Haube 4 sich oberhalb der Öffnung derselben befindet, so daß die Sand-Harz-Mischung aus dem Trichter 7 in die geöffnete Haube 4 eingefüllt werden kann.The device according to the invention has, in a manner known per se, a frame 1 which carries a
Auf dem Rahmen 1 befinden sich weiterhin - etwa in Höhe des Trichters 7 - parallel verlaufende Schienen 8, auf denen Wagen 9 für eine Heiz-Haube 11 horizontal verfahrbar sind. Die Wagen 9 weisen Rollen 15 auf, entlang derer die Haube 11 mittels mit ihr verbundener vertikal gerichteter Schienen 12 absenkbar und hebbar ist. Auf der Oberseite der Haube 11 ist ein Zuluftstutzen 13 angebracht. Unterhalb der Mündung 14 des Zuluftstutzens 13 befindet sich eine Schikane 14, durch die eine Verteilung der durch den Stutzen 13 zugeführten Heißluft über die gesamte Fläche der Haube 11 bewirkt wird.On the frame 1 there are also - approximately at the level of the funnel 7 -
Seitlich des Rahmens 1 ist ein Heißluftgerät 16 vorgesehen, welches ein Auslaßrohr 17 aufweist, das neben dem Verfahrraum der Haube 11 geführt ist und dort eine Übergabeöffnung 18 aufweist, die mit einer Aufnahmeöffnung 19 des Zuführstutzens 13 zusammenwirkt, wenn die Haube 11 auf die Modellplatte 3 abgesenkt ist. Hierzu sind die Stirnseiten der Übergabeöffnung 18 und der Aufnahmeöffnung 19 in gleicher Weise schräg ausgerichtet, wobei der obere Bereich der Übergabeöffnung 18 weiter zurückgesetzt, also weiter verkürzt ist als der untere Bereich der Öffnung. Durch Absenken der Haube 11 und damit des Zuführstutzens 13 und seiner Öffnung 19 gleitet letztere an der Übergabeöffnung 18 entlang, bis sie sich mit ihrem Umfangsrand am Umfangsrand der Übergabeöffnung 18 dicht anlegt, so daß dann ein durchgehender Heißluftweg von Heißluftgerät über das Rohr 17 die Öffnungen 18, 19, den Stutzen 13 zum Innenraum der Haube 11 gegeben ist.A
Zunächst wird in bekannter Weise die Sand-Harz-Mischung auf die erhitzte Modellplatte 3 aufgebracht. Hierzu wird aus dem Trichter 7 Sand in die Haube 4 eingefüllt. Träger 2 für die Modellplatte 3 und Haube 4 werden durch Verschwenken um die Achse 6 geschlossen. Durch ein Weiterschwenken wird das Sand-Harz-Gemisch auf die Modellplatte 3 aufgebracht. Das Harz erweicht und bindet eine gewisse Sandschicht auf der Modellplatte 3. Überflüssiger Sand und Harz verbleibt beim anschließenden Öffnen von Träger 2 und Haube 4 in letzterer. Sodann wird die Heißlufthaube 11 auf die Modellplatte 3 und damit über die auf dieser befindlichen Harz-Sand-Schicht oder Sandschale abgesenkt, indem die mit der Haube 11 verbundenen Schienen 12 entlang Rollen 15 abgesenkt werden, bis die Öffnungen 18, 19 miteinander fluchten und den erwähnten durchgehenden Heißluftweg herstellen. Das Heißluftgerät 16 wird in Betrieb gesetzt und Heißluft 16 wird über die Rohrleitungen 17, 18, 19, 13 in die Haube 11 eingeblasen. Beim Eintritt wird sie durch Schikane 14 über den gesamten Haubenraum verteilt, so daß sie gleichmäßig auf die Sandschale auf der Modellplatte 3 auftrifft. Hierdurch erfolgt ein sehr gleichmäßiges Schmelzen und Aushärten des Harzes, in dessen harten, unschmelzbaren Resit-Zustand (C-Zustand).First, the sand-resin mixture is applied to the heated
Nach der gewünschten Aushärtezeit wird die Haube 11 wieder angehoben und anschließend kann die Sandschale oder -maske von der Modellplatte 3 abgehoben und als Formmaskenteil mit anderen Formmaskenteilen zur vollständigen Form zwecks Abguß des gewünschten, herzustellenden Teils zusammengesetzt werden.After the desired curing time, the
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904033888 DE4033888A1 (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | METHOD AND DEVICE FOR SAND MASK PRODUCTION |
DE4033888 | 1990-10-25 |
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DE4033888A1 (en) | 1992-04-30 |
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