DE69700459T2 - Verfahren zur Herstellung einer Form - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung
• Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Form durch das Pressen von Formsand, der zunächst in einen von einer Musterplatte und einem Formkasten bestimmten Formraum gegeben wird.
Beschreibung des Standes der Technik
• Um eine Form aus Formsand herzustellen, muß dieser verdichtet werden. Es besteht allerdings die Tendenz, daß Formsand in dem Teil in der Nähe unterer Umfangsoberflächen (d. h. unterer Innen- und Außenseiten) der Form sowie an der Innenseitenoberfläche des Formkastens nicht gut verdichtet wird.
• Verursacht wird diese schlechte Verdichtung, weil eine Kraft zum Pressen des Formsandes in der Nähe dieser seitlichen Oberflächen aufgrund von Reibungswiderstand dieser seitlichen Oberflächen nicht gut zum unteren Teil desselben übertragen wird. Eine Form, die einen nicht kompakten Teil oder Teile hat, neigt zur Verformung, besonders wenn sie mit geschmolzenem Metall gefüllt wird. Infolgedessen bringt sie kein gutes Gußstück in genauen Abmessungen hervor.
• In herkömmlicher Weise ist vor dem Pressen des gesamten Formsandes versucht worden, ihn durch das Rüttelverfahren oder durch Zirkulierenlassen von Druckluft durch denselben vorzuverdichten. Aber selbst durch diese Vorverdichtung bleibt der Formsand in dem Teil in der Nähe der Innen- oder Außenseitenoberfläche des Modells oder Musters oder der Innenseitenoberfläche des Formkastens ungenügend verfestigt. Um Formsand mit solchen Verfahren ausreichend vorzuverdichten ist schweres und voluminöses Gerät erforderlich. Solches Gerät ruft ernsthafte Schwingungen und Geräusche hervor.
• Das japanische Patent A (KOKAI), 4-28453 offenbart ein Verfahren zum Verdichten von Formsand, bei dem eine Vielzahl von Punkten auf dem Formsand im voraus in einem Programm ausgewählt werden, und bei dem diese Punkte zunächst von einer einzigen drückenden Stange, die sich zu den ausgewählten Punkten bewegt, der Reihe nach gepreßt werden und dann der gesamte Formsand mittels eines Drückers gepreßt wird. Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist aber kompliziert, und dieses Verfahren ist zeitraubend für das Vorverdichten des Formsandes.
• Angesichts der obigen Nachteile des Standes der Technik ist der Gedanke dieser Erfindung gefaßt worden. Sie zielt darauf ab, ein Verfahren bereitzustellen, um Formsand ausreichend zu verfestigen, damit eine Form geschaffen wird, in welcher der Formsand auch in ihrem unteren Teil in der Nähe der Innen- und Außenseitenoberflächen eines Modells oder Musters und der Innenseitenoberfläche des Formkastens gut verdichtet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Vorkomprimieren von Formsand in einem Formraum an dessen unterem Teil in der Nähe der seitlichen Oberflächen des Modells oder Musters und Formkastens, wo er dazu neigt, nicht gut verfestigt zu sein, indem ein Dünnplattenelement oder eine Stange im unteren Teil in der Nähe der seitlichen Oberflächen in den Formsand eingesetzt wird. Das Verfahren schließt auch ein Vorverdichten des Formsandes in seinem unteren Teil (in der Nähe der Modell- oder Musterplatte) und/oder ein Verfestigen des gesamten Formsandes ein. Die Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1-4 sind vertikale Schnittansichten einer Gießanlage zum Durchführen eines ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 5 ist eine horizontale Schnittansicht längs des Pfeiles V-V in Fig. 3.
• Fig. 6 ist eine horizontale Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die ein alternatives Beispiel eines Dünnplattenelements zeigt.
• Fig. 7 ist eine vertikale Schnittansicht einer Gießanlage zum Durchführen eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 8 ist eine horizontale Schnittansicht längs des Pfeiles VIII-ViII in Fig. 7.
• Fig. 9 ist eine vertikale Schnittansicht einer Gießanlage zum Durchführen eines dritten Ausführungsbeispiels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 10 ist eine horizontale Schnittansicht längs des Pfeiles X-X in Fig. 9.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
• Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun im einzelnen unter Hinweis auf die Zeichnungen erläutert.
• In Fig. 1-5 wird ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erklärt. In Fig. 1 ist ein Tisch 1 angeordnet, der eine zentrale Öffnung 2 hat. Auf einer Musterplatte 20 ist ein kreisförmiges Muster 23 mit einer großen, zentralen Vertiefung oder Tasche 26 (Fig. 3 und 5) angebracht. Die Musterplatte 20 ist so auf den Tisch 1 gesetzt, daß sie die Öffnung 2 des Tisches 1 überbrückt. Die Musterplatte 20 hat eine Vielzahl von Entlüftungslöchern 21, die mit Entlüftungsstöpseln 22 versehen sind. Diese Entlüftungsstöpsel 22 stehen mit der Öffnung 2 des Tisches 1 in Verbindung. Ein Formkasten 3 und ein Aufsetzrahmen 4 sind auf die Musterplatte 20 aufgesetzt. Die Musterplatte 20, der Formkasten 3 und der Aufsetzrahmen 4 bestimmen einen Formraum. In den Formraum wird dann Formsand 5 eingegeben, und seine Oberfläche wird eingeebnet.
• In Fig. 2 ist der Formraum dann mit einem Abdeckteil 5 abdichtend zugedeckt, welches über ein Ventil 5A an eine Quelle P zur Zufuhr von Druckluft in den Formraum verbunden ist. Das Ventil 5A wird eine Zeitlang geöffnet, damit Druckluft in den Formraum eingeführt wird. Der Formsand S. insbesondere sein unterer Teil in der Nähe der Musterplatte 20 wird von der eingeführten Luft vorverdichtet, die daraufhin von den Entlüftungsstöpseln 22 herausgelassen wird. Damit hat der untere Teil des Formsandes S ein hohes Schüttgewicht. Das Abdeckteil 5 wird daraufhin entfernt.
• In Fig. 3 ist eine Vorkomprimiervorrichtung oder Einrichtung aus einem rohrförmigen Dünnplattenelement 8, welches an einer steifen Platte 7 befestigt ist, die ihrerseits an einer Kolbenstange 6 eines (nicht gezeigten) Zylinders befestigt ist, in eine Stellung gerade eben oberhalb des Formraums bewegt. Die Länge des Dünnplattenelements 8 gleicht allgemein der Gesamthöhe aus Formkasten 3 und Aufsetzrahmen 4. Der Durchmesser des Elements 8 ist etwas kleiner als der des Formraums. Die Kolbenstange 6 wird so abgesenkt, daß das Dünnplattenelement 8 in den Formsand 5 eintritt, bis sein unteres Ende einen Teil des Formsandes oberhalb der Musterplatte 20 erreicht. Durch dieses Eindringen wird der untere Teil des Formsandes in der Nähe der Innenseitenoberfläche des Formkastens gut vorkomprimiert. Das Dünnplattenelement 8 wird dann vom Formsand S zurückgezogen und vom Formraum wegbewegt. Das Dünnplattenelement 8 ist vorzugsweise 20 mm dick. Wäre es dicker, bliebe in der Oberfläche des Formsandes S ein Hohlraum zurück, wenn das Dünnplattenelement 8 aus ihm zurückgezogen wird.
• In Fig. 4 wird eine Preßplatte 10, die an einer Kolbenstange 9 eines (nicht gezeigten) Zylinders befestigt ist, gegen die gesamte Oberfläche des Formsandes gedrückt, um dadurch den gan zen Formsand zu verdichten. Hiermit ist das Verfahren zum Herstellen einer Form beendet.
• Statt ein einziges rohrförmiges Dünnplattenelement, wie das in Fig. 3 und 5 gezeigte Element 8 zu benutzen, kann unter Hinweis auf Fig. 6 ein Dünnplattenelement 8A verwendet werden, welches eine Vielzahl von Metallstreifen und Winkeln, wie in der Zeichnung, hat.
• Unter Hinweis auf Fig. 3 und 5 kann an der steifen Platte 7 ein zusätzliches, rohrförmiges Dünnplattenelement 11 (in gestrichelten Linien gezeigt) befestigt sein, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als die Innenseitenoberfläche 25 des Musters 20, so daß das untere Ende des Dünnplattenelements 11 den unteren Teil des Formsandes 5 in der Nähe der Innenseitenoberfläche 25 des Musters 20 erreicht, wie in Fig. 3, wenn die Kolbenstange 6 abgesenkt wird. Durch das Dünnplattenelement 11 wird dieser Teil des Formsandes gut vorkomprimiert.
• In Fig. 7 und 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erklärt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein anderes Verfahren angewandt, um den unteren Teil des Formsandes in der Nähe der Außen- und Innenseitenoberflächen eines Musters vorzukomprimieren und den ganzen Formsand zu verfestigen. Die gleichen Zahlen und Buchstaben sind für die gleichen Elemente des ersten Ausführungsbeispiels verwendet, und ähnliche Zahlen und Buchstaben für ähnliche Elemente.
• Wie in Fig. 7 und 8 ist eine Musterplatte 20A (ohne Entlüftungsloch) auf einem Tisch 1A (ohne Öffnung) angeordnet. Auf der Musterplatte 20A ist ein Muster 23A angebracht. Das Muster 23A hat die Form eines nahezu quadratischen Blocks und besitzt eine kleine, zylindrische, zentrale Durchgangsbohrung oder Tasche 26A. Die Musterplatte 20A, Formkasten 3 und Aufsetzrahmen bestimmen einen Formraum. Zu der Vorrichtung zum Vorverdichten des Formsandes gehört eine Kolbenstange 6, eine daran befestigte, steife Platte 7 und ein Dünnplattenelement 8 sowie ein runder Stab oder eine runde Stange 11A, die beide an der steifen Platte 7 befestigt sind. Der Durchmesser der runden Stange 11A ist etwas kleiner als der der Tasche 26A.
• Im Betrieb wird zunächst dem Formraum Formsand zugeführt und die Seitenoberfläche des Formsandes eingeebnet. Dann wird die Kolbenstange 6 abgesenkt, bis das Dünnplattenelement 8 und die runde Stange 11A den unteren Teil des Formsandes in der Nähe der Außen- bzw. Innenseitenoberflächen des Musters 23A erreichen, wie in Fig. 7. Der Formsand wird an dem Teil in der Nähe der seitlichen Oberflächen vom Dünnplattenelement 8 und der Stange 11A gut vorkomprimiert. Nach dem Vorkomprimieren wird die Vorrichtung dann vom Formsand wegbewegt. Ein Abdeckteil, welches mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Druckluft durch ein Ventil verbunden ist (wie Abdeckteil 5, Ventil 5A und Einrichtung P in Fig. 2) wird dann auf der Oberseite des Aufsetzrahmens 4 abdichtend befestigt. Das Ventil wird geöffnet, um zur Verfestigung des ganzen Formsandes Druckluft in den Formraum einzuführen. So wird eine Form hergestellt.
• In Fig. 9 und 10 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Vorkomprimieren des Formsandes gezeigt. Dieses Verfahren ähnelt dem des zweiten Ausführungsbeispiels. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Muster 23B und ein Dünnplattenelement 8B in Draufsicht kreisförmig, aber die Innenseitenoberfläche des Formkastens 3 ist quadratisch. Damit ist der Abstand zwischen der Innenseitenoberfläche des Formkastens und der Außenseitenoberfläche des Musters an den inneren Ecken des Formkastens 3 groß. Formsand hat die Tendenz, an diesen Ecken nicht gut verdichtet zu werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind deshalb vier weitere Dünnplattenelemente oder Winkelstangen 12 an Ecken der steifen Platte 7 befestigt, so daß der untere Teil des Formsandes S in der Nähe der Innenseitenoberfläche des Formkastens 3 gut vorkomprimiert wird. Wenn die mittlere Stange 11A, das Dünnplattenelement 8B und Winkelstangen 12 in den Formsand eingesetzt werden, wird dieser im unteren Teil in der Nähe der Innen- und Außenseitenoberfläche des Musters 23B und der Innenseitenoberfläche des Formkastens 3 gut vorkomprimiert. Nachdem der Formling vorkomprimiert wurde, wird auf seine gesamte Oberfläche Druckluft aufgebracht, wie beim zweiten Ausführungsbeispiel. So wird eine Form produziert. Alle Winkelstangen 12 können, wenn gewünscht, breiter sein als die in Fig. 10 gezeigten.
• Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind lediglich exemplarisch. Eines oder mehrere der Dünnplattenelemente und/oder Stangen kann wahlweise benutzt werden, je nach dem, welcher Teil des Formsandes besonders komprimiert werden soll und je nach der Gestalt eines Musters und eines Formkastens. Jegliche weitere Abwandlung oder Änderung der Ausführungsbeispiele oder irgendeine Kombination der Ausführungsbeispiele kann innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden. So können zum Beispiel die Entlüftungslöcher und Entlüftungsstöpsel beim ersten Ausführungsbeispiel weggelassen werden. Ferner kann beim ersten Ausführungsbeispiel statt einer Vorverdichtung mittels Druckluft eine Vorverdichtung durch das Rüttelverfahren angewandt werden. Auch wenn beim ersten Ausführungsbeispiel Formsand vor dem Vorkomprimieren mit einem Dünnplattenelement mittels Druckluft vorverdichtet wird, kann diese Reihenfolge geändert werden. Mit anderen Worten, der Formsand kann zunächst mit dem Dünnplattenelement vorkomprimiert und dann mittels Druckluft vorverdichtet werden. Ferner kann, obwohl bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen das Dünnplattenelement und/oder die Stange durch Absenken in den Formsand im Formraum eingesetzt wird, stattdessen im Wege eines herkömmlichen Verfahrens der Formsand im Formraum zum feststehenden Dünnplattenelement und/oder der Stange angehoben werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen einer Form unter Verdichtung von Formsand, mit folgenden Schritten:

- Einführen von Formsand in einen Formraum, der von einer ein Muster (23) besitzenden Musterplatte (20) und einem Formkasten (3) bestimmt ist;

- Bewegen der Musterplatte (2) und einer Einrichtung (6, 7) zum Vorkomprimieren des Formsandes in verhältnismäßig große Nähe zueinander, wobei die Einrichtung oberhalb des Formraumes angeordnet ist, wobei die Einrichtung mindestens ein Dünnplattenelement (8, 11) oder eine Stange besitzt, die einen seitlichen Abstand von der Innenseitenoberfläche des Formkastens (3) nach innen und/oder einen seitlichen Abstand von der Innen- und Außenseitenoberfläche des Musters (23) hat, um die mindestens eine Dünnplatte oder Stange in den Formsand (5) einzusetzen, wodurch der Formsand an dem Teil, der der Musterplatte (20) nahe ist und dem der mindestens entweder der Innenseitenoberfläche des Formkastens (3) oder der Innen- und Außenseitenoberfläche des Musters (23) nahe ist, vorkomprimiert wird;

- relatives Bewegen der Musterplatte (20) und der Einrichtung voneinander weg, um das mindestens eine Dünnplattenelement oder die Stange vom Formsand zurückzuziehen; und nach dem Zurückziehen

- Pressen der gesamten Oberfläche des Formsandes; gekennzeichnet durch einen Schritt des

- Vorverdichtens des eingeführten Formsandes an einem der Musterplatte (2) nahen Teil, durchgeführt entweder vor oder nach dem Vorkomprimierschritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Vorverdichtungsschritt das Aufbringen von Druckluft auf den Formsand in dem Formraum einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Vorverdichtungsschritt Vorverdichten mittels des Rüttelverfahrens einschließt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Druckluft auf die Oberfläche des Formsandes aufgebracht wird, um dadurch den gesamten Formsand zu komprimieren.