DE3308184A1

DE3308184A1 - Formkastenapparat

Info

Publication number: DE3308184A1
Application number: DE19833308184
Authority: DE
Inventors: Toshihisa Okazaki Komori; Kazuharu Matui; Shigehiro Toyokawa Toyoda; Nagato Toyohashi Uzaki
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1983-03-10
Filing date: 1983-03-08
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE3308184C2; CH659411A5; GB2140723B; FR2542227A1; US4538665A; GB2140723A; FR2542227B1; GB8306591D0

Description

Sintokogio Ltd.
Nagoya / Japan .

Formkastenapparat

Die Erfindung bezieht sich auf einen Formkastenapparat, der für das Ausbilden einer kastenlosen Formanordnung des vertikal aufgeteilten Typs geeignet ist, bei welcher Anordnung Formteile Seite an Seite angeordnet sind. Jede Einheit ist an ihren beiden Seiten mit Hohlraumflächen versehen, so daß die einander berührenden Hohlraumflächen benachbarter Formteile zwischen sich einen Formhohlraum bilden.' Die Formanordnung ist weiterhin an ihrem oberen Abschnitt mit einem tunnelförmigen oder höhlenförmigen Gießkanal versehen, durch welchen geschmolzenes Metall in die Hohlräume eingegossen wird.

In Fig. 4 der Zeichnungen ist ein typisches Beispiel einer herkömmlichen kastenlosen Formanordnung dargestellt, die eine Vielzahl von Formteilen 44, 44 umfaßt, die Seite an Seite angeordnet sind. Jede Einheit ist an seinen beiden

Seiten mit Hälften 42, 43 eines Hohlraumes 41 versehen, so daß eine Vielzahl von Hohlräumen 41 durch die aufeinanderfolgenden Formteile 44 gebildet ist. Bei der Verwendung dieser Formanordnung wird geschmolzenes Metall in die Hohlräume 41, 41 gegossen, die getrennt und unabhängig für jeden Hohlraum 41 ausgebildet wurden. Diese Arbeit ist sehr mühselig und beeinträchtigt die Wirksamkeit der geleisteten Arbeit erheblich. Um dieses Problem zu beseitigen, werden tunnelförmige oder höhlenförmige Gießkanäle in den oberen Teilen aufeinanderfolgender Formteile in Verbindung mit den benachbarten Formteilen ausgebildet. Die Gießkanäle stehen über Gießlöcher mit den jeweiligen Hohlräumen in Verbindung. Beim Gießen wird das gegossene Metall über die kontinuierlichen Gießkanäle und Gießlöcher in die Hohlräume eingegossen. Diese Art der Formanordnung ist in der US-PS 4 072 180 beschrieben. Diese Formanordnung ist jedoch schwierig herzustellen. Besonders die Ausbildung der Gießkanäle erfordert eine mühselige Handarbeit.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Formkastenapparat zu schaffen, mit dem es auf einfache Weise möglich ist, Formstücke so auszubilden, daß mit ihnen eine kastenlose Formanordnung aus vertikal aufgeteilten Formstücken gebildet wird, die über einen gemeinsamen tunnelförmigen oder höhlenförmigen Gießkanal miteinander verbunden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus den Patentansprüchen ergebenden Merkmalen gelöst. Insbesondere umfaßt der Formkastenapparat einen horizontalen rohrförmigen Körper, welcher in der Mitte seiner oberen Wand mit einer Formsandbeschickungsöffnung versehen ist. Ein Paar von Modellplatten sind vorgesehen, die einander gegenüberliegen und jeweils von einer Seite der Sandbeschickungsöffnung in den rohrförmigen Körper eingesetzt sind. Jede Modellplatte weist eine Modellfläche einer Ge-

stalt auf, die einem Teil eines auszubildenden Formraumes komplementär sind. Ein Gießlochmodell befindet sich auf einer der Modellplatten. Ein Gießkanalmodell befindet sich auf dem Gießlochmodell und verläuft von der Endfläche des Gießlochmodells im wesentlichen senkrecht zur Hohlraumfläche. Ein Führungsloch ist in der anderen Modellplatte ausgebildet und nimmt verschiebbar das Ende des Gießkanalmodells auf. Schließlich ist eine Einrichtung vorgesehen, mit der zumindest eine der Modellplatten im rohrförmigen Körper verschiebbar bewegt werden kann.

Dadurch,, daß sich zwischen den Modellplatten innerhalb des eigentlichen Formraumes Modellplatten für den späteren Gießkanal und für das spätere Gießloch befinden und unmittelbar an zumindest einer Modellplatte anschließen, ist es möglich, innerhalb des Formkastenapparates automatisch mit dem.Herstellen des Sandformteiles und gleichzeitig mit dem Ausbilden der Gießhohlräume den tunnelförmigen oder höhlenförmigen Gießkanal und auch die entsprechende Verbindung zwischen diesem Gießkanal und dem Gießhohlraum, d.h. das Gießloch, auszubilden.

Der Formkastenapparat kann unter Aufwendung von Vakuumkraft mit Formsand beschickt werden. Dieser Formsand enthält beispielsweise ein Bindemittel,welches durch ein bestimmtes, den Sand durchdringendes Gas gehärtet wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Formkastenapparates gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht einer von einem

Formkastenapparat der Erfindung gebildeten Formanordnung,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie ΙΙΪ-ΙΙΙ in Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittseitenansicht einer kastenlosen Formanordnung des bekannten vertikal geteilten Typs, und

Fig. 5 eine Schnittansicht des Formkastenapparates

gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 weist der Formkastenapparat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen Formkasten auf, der. allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen und auf einer nichtdargestellten Basis befestigt ist. Der Formkasten 1 wird von einem rohrförmigen Körper 2, einer stationären Modellplatte 4 und einer beweglichen Modellplatte 5 gebildet. Der rohrförmige Körper 2 hat einen rechtwinkligen bzw. rechteckigen Querschnitt und verläuft bei der Betrachtung der Zeichnung von links nach rechts und ist an seinem oberen Teil mit einer Formsandbeschickungsöffnung 2a versehen. Die stationäre Modellplatte 4 ist in das rechte Ende des rohrförmigen Körpers 2 eingesetzt und ist an seiner linken Seite mit einer Modellfläche 4a zum Begrenzen und Bilden einer Formkammer 3 versehen. Die bewegliche Modellplatte 5 ist durch das linke Ende des rohrförmigen Körpers 2 eingesetzt und wird von diesem so aufgenommen, daß die Modellplatte gleitend verschiebbar ist. Die bewegliche Modellplatte 5 ist an ihrer rechten Seite mit einer Modellfläche 5a versehen, um die Formkammer 3 zu begrenzen. Dabei ist die bewegliche Musterplatte 5 am Ende einer 5 Kolbenstange eines horizontalen Zylinders 6 befestigt,

welcher seinerseits an der nicht-dargestellten Basis angebracht ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß, wenn der Zylinder 6 dahingehend betätigt wird, die Kolbenstange 6a auszufahren, die bewegliche Musterplatte 5 nach rechts bewegt wird und zeitweilig angehalten wird, um eine Kammer zu bilden, die ein wenig größer ist als die auszubildende Formkammer. Wenn die vorgenannte Formkammer ausgebildet ist, wird Formsand in diese Kammer durch eine Vakuumsaugkraft der später beschriebenen Art eingebracht. Ein Gießlochmodell für eine besondere Begrenzung der Kammer 3 befindet sich an der Oberseite der Modellfläche 5a der beweglichen Modellplatte 5. Ein Laufmodell 8 befindet sich auf dem Gießlochmodell 7. Das Gießkanalmodell 8 hat eine größere Länge als die Dicke des in Fig. 2 dargestellten Formteiles 31 und verläuft von der Stelle, an dem sich das Gießlochmodell 7 befindet, nach rechts. Ein Führungsloch 9 zum gleitend verschiebbaren Aufnehmen des Endes Gießkanalmodells 8 ist in der Modellfläche 4a so ausgebildet, daß das Führungsloch dem Gießkanalmodell 8 gegenüberliegt.

Die stationäre Modellplatte 4 und die bewegliche Modellplatte 5 sind jeweils mit Innenkammern 10 und 11 versehen. Diese Innenkammern 10 und 11 stehen mit den Modellflächen 4a und 5a der entsprechenden Modellplatten 4 und 5 durch eine Vielzahl von kleinen Durchgangsiöcherη 12, 12 und 13, 13 in Verbindung, die mit nicht-dargestellten Entlüftungsstopfen versehen sind. Die Innenkammern 10 und 11 stehen miteinander durch Leitungen 14, 15 und 16 in Verbindung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Absperrventile 17, 18 jeweils in den Leitungen 14 und 15 vorgesehen. Eine Vakuumpumpe 20 ist mit der Leitung 15 über eine Zweigleitung 19 verbunden, während eine Quelle 23 für härtendes Gas über eine Zweigleitung 21 mit der Leitung 16 verbunden ist. In der Zweigleitung 21 befindet sich ein Absperrventil 22. Eine Dichtung 24 sitzt in einer Nut, die an der äußeren Umfangsfläche der beweglichen

Modellplatte 5 ausgebildet ist.

Der Formkastenapparat der Erfindung, welcher die zuvor beschriebene Konstruktion hat, arbeitet auf die nachfolgend beschriebene Art und Weise. Der Zylinder 6 wird dahingehend betätigt, seine Kolbenstange 6a auszufahren und dadurch die bewegliche Modellplatte 5 in den rohrförmigen Körper 2 hineinzuschieben, in welcher Betriebsphase das Gießkanalmodell 8 von dem Führungsloch 9 der stationären Modellplatte aufgenommen wird, um dadurch eine Kammer zu bilden, welche von dem rohrförmigen Körper 2, der stationären Modellplatte 4 und der beweglichen Modellplatte 5 gebildet wird. Der Betrieb, des Zylinders wird versuchsweise angehalten, wenn die Kammer auf eine Größe reduziert wird, welche ein wenig größer ist als die erwartete Formkammer Dann wird ein Füllapparat (nicht dargestellt), welcher Formsand speichert, der Sand mit einem durch Gas härtbaren Bindemittel enthält, abgesenkt, um die Abgabeöffnung des Apparates mit der Sandbeschickungsöffnung 2a des rohrförmigen Körpers und mit der kontinuierlich arbeitenden Vakuumpumpe zu verbinden. Dann werden die Absperrventile 17 und 18 geöffnet, um die Kammer zu evakuieren und dadurch den Druck in derselben zu reduzieren. Dann'wird die Abgabeöffnung für eine vorbestimmte Zeitperiode geöffnet, damit der Formsand im Einfüllapparat durch die Sandbeschickungsöffnung 2a zum Füllen der Kammer angesaugt werden kann. Nach dem Schließen der Absperrventile 17 und 18 arbeitet der Zylinder 6 dann dahingehend, die Kolbenstange 6a weiter auszufahren und damit die Modellplatte 5 nach rechts zu bewegen, wodurch die Kammer auf die Größe der vorbestimmten Formkammer 3 reduziert wird. Dadurch wird der in die Kammer eingefüllte Formsand zusammengedrückt und kompaktiert. Dann wird der nicht-dargestellte Einfülltrichter angehoben, um dessen Abgabeöffnung von der Sandbeschickungsöffnung 2a zu trennen, welche dann mit

einem nicht-dargestellten Abdeckteil luftdicht abzudecken. Dann werden die Absperrventile 17 und 20 geöffnet, um das härtende Gas freizumachen, welches in der zugehörigen Quelle 23 gespeichert ist und um selbiges Gas durch die Leitung 16, die Innenkammer 11 und die kleinen Durchgangslöcher 13, 13 in die Formkammer 3 einzuführen. Als Resultat dringt das härtende Gas in den Formsand der Formkammer 3 ein und durchdringt diesen. Das Gas, welches in den Sand eingedrungen ist und diesen gehärtet hat, wird dann in einen nicht-dargestellten Neutralisationsbehälter eingeführt, welcher an der Vakuumpumpe 20 angebracht ist. Das Einführen des Gases erfolgt durch die kleinen Durchgangslöcher 12, 12, die Innenkammer 10, die Leitung 14, das Absperrventil 17 und die Zweigleitung 19. Das Gas wird dann nach der Neutralisation in die Atmosphäre abgegeben. Nach dem Ablauf der für das Härten des Formsandes erforderlichen Zeit wird das Absperrventil 22 geschlossen, um die Zufuhr, von härtendem Gas zu beenden. Zu demselben Zeitpunkt wird das Absperrventil 17 geschlossen, um den Saugvorgang zu beenden. Dann wird der Zylinder 6 dahingehend betrieben, die Kolbenstange 6a zurückzuziehen, wodurch die bewegliche Modellplatte 5 nach links bewegt wird. Zu derselben Zeit-werden an der stationären Modellplatte 4 vorgesehene, nicht-dargestellte Ausstoßerstifte betätigt, um das gehärtete Formteil 31 von der Modellfläche 4a der stationären Modellplatte 4 zu trennen. Infolgedessen wird das Formteil 31 an der beweglichen Modellplatte 5 angebracht, aus dem rohrförmigen Körper nach außen gebracht, und zwar zusammen mit der beweglichen Modellplatte 5. Dann werden an der beweglichen Modellplatte 5 befindliche, nicht-dargestellte Ausstoßerstifte betätigt, um das Formteil 31 von der Modellfläche 5a der beweglichen Modellplatte 5 zu trennen. Dann wird das Formteil 31 von Hand nach rechts bewegt, um von diesem das Laufmodell abzutrennen. Das so ausgebildete Formteil ist an beiden Seiten mit Hohlraumflächen

versehen, welche zusammen -mit den Hohlraumflächen benachbarter Formteile Hohlräume 32 bilden, wenn eine Vielzahl von Formteilen Seite-an-Seite aneinandergereiht werden. Ebenso wird im oberen Bereich jede.s Formteiles 31 eine Fläche ausgebildet, die einen Raum 33 bildet. Weiterhin ist in jedem Formteil 31 ein tunnel- oder höhlenförmiger Gießkanal 34 ausgebildet, welcher mit dem Gießloch 33 in Verbindung steht.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 werden eine Vielzahl von Formteilen 31 Seite-an-Seite aneinandergereiht, so daß eine Vielzahl von Hohlräumen 32 ausgebildet werden, und die Gießkanäle 34, 34 benachbarter Formteile 31 in Verbindung miteinander gehalten werden. Die beiden äußeren Enden der Gießkanäle 34a, 34b der äußersten Formteile 31a, 31b werden auf geeignete Weise durch Stopfen 30a, 30b verschlossen. An der Oberseite eines Formteiles 31a der äußersten Formteile ist ein Einguß 35 ausgebildet, welcher mit dem Gießkanal 34a in Verbindung steht. Wenn geschmolzenes Metall durch den Einguß 35 eingegossen wird, strömt das geschmolzene Metall zunächst in den Hohlraum des Formteiles 31a des linken Endes, was durch das Gießloch 33 erfolgt. Das geschmolzene Metall strömt weiterhin durch den Gießkanal 34 in den Hohlraum 32 des nächsten Formteiles. Wenn geschmolzenes Metall weiter zugeführt wird, werden nacheinander alle Hohlräume 32, 32 mit geschmolzenem Metall gefüllt.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind das Gießlochmodell 7 und das Gießkanalmodell 8 gerade oberhalb der Modellfläche 5a ausgebildet. Dies ist jedoch nicht als ausschließlich zu betrachten. Die Lage der Modellplatte 5, des Gießlochmodells 7 und des Gießkanalmodells 8 kann aus der in Fig. 1 dargestellten Lage um 90° gedreht werden, 5 ohne das Positionsverhältnis zu ändern, wie dies aus Fig. ersichtlich ist. Das von dem Gießkastenapparat gemäß Fig.

ausgebildete Formteil wird in die in Fig. 2 dargestellte Lage gedreht, wenn das Zusammensetzen mit anderen Formteilen erfolgt. Es ist ebenso möglich, die Modellplatte im rohrförmigen Körper verschiebbar zu machen, wie dies gemäß Fig. 1 bei der beweglichen Modellplatte 5 der Fall ist, obwohl beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Modellplatte 4 stationär am rohrförmigen Körper 2 befestigt ist. Es ist ebenso möglich, das Gießkanalmodell auf der anderen Modellplatte 4 und das Führungsloch 9 in der einen Modellplatte 5 anzuordnen. Entsprechend solch einer Anordnung ist es möglich, den Formsand in der Formkammer von beiden Seiten zusammenzupressen und zu kompaktieren.

Ebenso kann der rohrförmige Körper 2 eine kreisförmige oder eine polygonale Querschnittsform haben, obwohl beim dargestellten Ausführungsbeispiel der rohrförmige Körper einen rechtwinkligen bzw. rechteckigen Querschnitt hat. Es ist ebenso möglich, ein Sandbeschickungssystem des Einblastyps unter Verwendung von Druckluft anstatt des Sandbeschickungssystems des Vakuumsaugtyps zu verwenden, wie es beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Härten des Formsandes sowohl durch Kompaktieren, als auch durch das Eindringen von Gas bewirkt, welches das durch das Gas härtbare Bindemittel härtet, wenn das Gas in den Formsand eindringt. Dies jedoch ist nur illustrativ. Die Form kann auch dadurch hergestellt werden, daß Grünsand bzw. Naßgußsand nur zusammengepreßt wird.

Wie der vorstehenden Beschreibung zu entnehmen ist, ist entsprechend der Erfindung ein Formkastenapparat vorgesehen, in dem zwei Modellplatten von einem rohrförmigen Körper auf solche Weise aufgenommen werden, daß zumindest eine dieser Modellplatten im rohrförmigen Körper verschiebbar angeordnet ist. Jede Modellplatte hat eine Modellfläche

einer Gestalt, die einem Teil der auszubildenden Formkammer komplementär ist.Ein Gießkanalmodell und ein Gießlochmodell verlaufen im wesentlichen senkrecht zur Modellfläche und sind auf der Modellfläche an eine der beiden Modellplatten angeordnet, während die Modellfläche der anderen Modellplatte mit einem Führungsloch zur Aufnahme des Gießkanalmodells versehen ist. Beim Betrieb wird die verschiebbare Modellplatte tiefer in den rohrförmigen Körper eingeschoben, um eine Kammer zu bilden, die ein wenig größer bemessen ist als die auszubildende Formkammer. Nach dem Beschicken der zunächst ausgebildeten Kammer mit Formsand wird die Modellplatte weiter eingeschoben, um die Größe dieser Kammer auf die Größe der auszubildenden Formkammer zu reduzieren und den Formsand zu kompaktieren. Es wird dann ein härtendes Gas eingeführt, um den Sand wunschgemäß zu härten. Dadurch wird auf leichte und sichere Weise ein Formteil einer kästenlosen Form eines vertikal aufgeteilten Typs gebildet werden, und zwar mit einem tunnel- oder höhlenförmigen Gießkanal und einem Gießloch.

Claims

• · ι

38 389 p/we

Sintokogio Ltd.
Nagoya / Japan

Formkastenapparat

Patentansprüche

V1 .J Formkastenapparat mit einem Formraum, mindestens einer Modelplatte, einer Sanötbeschickungsöffnung und einer beweglichen Formwand, dadurch gekennzeichnet, daß mit mindestens einer Modellplatte Modellteile (7-, 8) verbunden sind, die sich unmittelbar an die eigentliche Modellform anschließen und in dem hergestellten Formteil Gießkanäle bilden, die einerseits zum eigentlichen Gießraum des Formsandteiles (31) und andererseits außerhalb des Formsandteiles (31) führen, 10
2. Apparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen horizontalen rohrförmigen Körper (2), in deren oberer Wand mittig eine Formsandbeschickungsöffnung (2a) vorgesehen ist, durch ein Paar von Modellplatten (4, 5), die einander gegenüberliegen und von-beiden Seiten der Sandbeschickungsöffnung in den rohrförmigen Körper (2) eingesetzt sind, von welchen Modellplatten jede eine Modellfläche (4a, 5a) einer Gestalt bilden, die einem Teil einer auszubildenden Formkammer komplementär sind, durch ein an einer Seite der Modellplatten ausgebildetes Gießlochmodell (7), durch ein mit dem Gießlochmodell (7) in Verbindung stehendes Gießkanalmodell (8), welches von der Endfläche des Gießlochmodells (7) ausgeht und im wesentlichen senkrecht zur genannten Modellfläche verläuft, durch ein Führungsloch (9a), welches in der anderen Modellplatte (4) ausgebildet ist und verschiebbar das Ende des Gießkanalmodells (8) aufnimmt und durch eine Einrichtung (6) zum gleitenden Verschieben zumindest einer der Modellplatten (4, 5) im rohrförmigen Körper (2).
3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellplatten (4, 5) mit jeweiligen Innenkammern (10, 11) versehen sind, die durch eine Vielzahl von kleinen Durchgangslöchern (12, 13) mit den Modellflächen (4a, 5a) verbunden sind, welche Durchgangslöcher Entlüftungsstopfen aufweisen und über Leitungen (14, 19; 15, 16) mit einer Vakuumpumpe (20) in Verbindung stehen.
4. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitungen (2) Absperrventile (17, 18) umfassen, und daß die Vakuumpumpe (20) zwischen den Absperrventilen /17, 18) über eine Zweig-

leitung (19) mit der einen Leitung (15) verbunden ist.
5. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle für härtendes Gas (23) mit einer Zweigleitung (21) verbunden ist, die von einer (16) der Leitungen abzweigt, über die die Innenkammer (10, 11) mit den Absperrventilen (17, 18) verbunden sind.
6. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Gießlochmodell (7) an der Oberseite der Modellplatte (5a) angeordnet ist.
7, Apparat nachAnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießlochmodell (7) an der einen Modellplatte und daß das Gießkanalmodell (8) an der anderen Modellplatte angeordnet ist, daß das Gxeßkanalmodell mit dem Gießlochmodell in Berührung steht, wenn die Formkammer ausgebildet ist, daß das Führungsloch (9) in der einen Modellplatte ausgebildet ist und das Ende des Gießkanalmodells (8) gleitend aufnimmt.
8. Verfahren zum Herstellen von gleichen Gußstücken, dadurch gekennzeichnet , daß Formteile (31) in einem Arbeitsgang mit dem Herstellen des Formteiles mit einem das Formteil durchlaufenden Gießkanal und mit einem sich daran anschließenden Gießloch versehen werden, so daß Gießkanal und Gießloch mit dem eigentlichen Formraum des Formteiles verbunden sind, daß eine Reihe von Formteilen hintereinander angeordnet werden, so daß die Gießkanäle der einzelnen Formen miteinander fluchten, und daß das Ende und der Anfang des aus den mehreren Gießteilen gebildeten Gießkanales geschlossen

-A-

werden und an einem endseitigen Gießteil eine Eingußöffnung vorgesehen wird, und daß dann geschmolzenes Metall durch die Eingußöffnung,, die einzelnen Gießkanäle und die einzelnen Gießlöcher in die Gießformräume der gesamten Anordnung eingegossen wird.