DE6929462U - Formplatte fuer giessereizwecke - Google Patents

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PATENTANWÄLTE DIPL-ING. HANS BEGRICH - DIPL.-ING. ALFONS WASMEIER REGENSBURG 3 - LESSINGSTRASSE 10

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Telegramme= BegpaieniRegensbmg

Ihr Zeidicn

Ihre Nacfiridit rem

24- Juli 1969

Gerald Regsnold Rusk, 152ό River Road, I^aumee, Ohio,

Forinplatre für GieSereizvrecke.

Beim MetallgieSen werden Metallgegenstände durcb Gießen von geschmolzenem Metall in eine Form mit einer Höhlung von der gleichen Gestalt wie der gewünschte Gegenstand erzeugt. Wenn der Gegenstand aus einer Rotationsfläche oder einspringenden Teilen besteht, v/ird die Foria aus zwei Hälften, deren oberer Abschnitt mit Oberform t^nd deren unterer Abschnitt mit Unter— kasten bezeichnet wird, hergestellt. Die Oberrorra und der Unterkasten sind in einer Ebene entsprechend dein gröBeren Durchmesser oder Abschnitt des herzustellenden Gegenstandes getrenn*-., so daß die Kohlräume in der Oberfcvrir and den». Unterkasten ihren größten Querschnitt an der Trennfläche haben» so daß sich die Seiten— wände in Richtung auf den Grund oder Boden des Kohlrauir.es verjüngen oder nach dort konvergieren. Durch Anordnen der Trenn— fläche auf diese Weise können die Hohlräume der öberform und des Unterkastens durch Einstampfen von Sand und dgl. um die halben Abschnitte eines Modelle's, welches mit dem gewünschten

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Gegenstand identisch geformt ist, und durch darauffolgendes Anheben des halben Abschnittes des Modelles aus dem eingestampften Sand hergestellt werden.

Die Oberform und der Uhterkastenteil der Form müssen so hergestellt werden, daß sie sich genau miteinander ausrichten lassen, bevor das geschmolzene Metall den Hohlraum ausfüllen kann, andernfalls enthält der fertige Gegenstand Ober- und Unterteile, welche seitlich gegeneinander verschoben sind. Es ist lange bekannt, wie die oberen und unteren Abschnittshälften eines Modelles auf den gegenüberliegenden Seiten einer Platte, welche allgemein als Fora- oder Modellplatte bezeichnet wird, angebracht und darauf Forasand um den Modellabschnitt angeordnet werden muß. Die Oberforts— und Untefkastenabschniitte der Foria werden dadurch hergestellt, daß ein vierseitiger, offener oberer und unterer Kasten, genannt ein Formkasten, auf die obere Seite der Formplatte aufgestellt urs<3 Sand zur Herstellung des Oberfonaabschnittes eingestampft wird- Darauf wird das Ganze uiagedreht, ein weiterer Formkasten auf die untere Seite der Forsplatte aufgestellt und Sand zur Bildung des TJnterkastens eingestampft- In Esanchen Fällen sind Ausrichtungsstifte an den Formkasten vorgesehen, welche sich durch geeignete Öffnungen in den Fomplatten erstrecken und die Forskästen ausgerichtet aufneJhisen und halten- Wenn der Formkasten ausrichtungssittei enthält:, werden die Ober form—■ und üntexkasten— abschnitte automatisch *siteinander ausgerichtet, wenn die Formplatte entfernt und die Formkästen susascaeng-ebaut werden. Formkästen, welche Äusrichtungssittel enthalten, sind gewShnlicJs ausreichend kostspielig-, da daxin erzeugte C&erfors- and ünterkasten— sandsodelle aus ihren Formkästen entfernt werden, wenn der Sand einmal ua die 25odelie herus eingestampft worden ist. Danach werden die unverstärkten Obarfons- und Unterkasteiisanäforsen auf Fördervorrichtungen sach unten su ÄatallgieSstationen 7=schickt, wo tff^gri sit el asscren über die SascEs:orses zq il*rer Verstär.-- ^n. geschoben werden, be^or scsferes cescissoizesss Het^sil elisge jossan

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wird. Dieses Verfahren, v/ob©! die Formxäsxen entfernt «πα oiiiige | UiKnantelungen eingebaut werden, ist allgemein als Gleitformkasten- | gießen bekannt. 1

"Wenn das GleitforrckastengieSen angewendet wird* nüssen einige |

Mittel für ein genaues Ausrichten der Oberfona- und Unterkasten- f

abschnitte des Formkastens vorgesehen werden, da die Ausricntungs- |

vor rieht langen der Formkästeni nicht langer vorhanden sind. Ineinan- J

dergreifende Vorsprünge und Vertiefungen, weiche in dem sand der |

Oberform- und Unterkastenabschnitte worgesehen sind, sind bisher j

verwendet worden* um das Ausrichten vorzunehmen. Sandvorsprünge j

und -vertieflyagen sind durch geebnete Gestaltungen der Formplatten J

I hergestellt worden, aus denen die Oberforra- und UnterKastenab- J schnitte hergestellt worden sind, die Ausgestaltung der Sandworsprünge und -Vertiefungen, welche bisher erzeugt worden sind, hat
aber Spielräume erforderlich geiaacht, um Hersteilungstoleranzen . ; unterzubringen, welche notwendig sind, uia sicherzustellen, daß
die Vor Sprünge in die Vertiefungen in dera entsprechenden Form—
abschnitt passen. Dadurch war ein Ausroaß an Verschieben der Ober—
fora - und Uiiterkasteisabschnitte relativ zueinander möglich, was
ausreichte, uia wahrnehmbare AbsSfcze in den fertig gegossenen Stücken zu erzeugen. Zusatzlich waren die Sandvorsprünge nicht kräftig genug, uia einen Bruch währenäl der Vibration und rauhen Behandlung
auszuschließen, was vorkoiraat,. wenn die zusammengesetzten Oberform-
und Unterkastenabschnitte unter der Schwerkraft nach unten auf
Roilenfördervorrichtungen von den ForsaherstellungsStationen zu
den Gießstationen abrollen. Weiterhin machten es waagerechte Ooerflachen an den Äusrichtungsteilen der Oberform— und Unterkastenabschnitte möglich, daS sich loser Sand darauf absetzte, wenn die
ÖberxcnE— und ünrerkastenabschnitte zusansaengesetzt wurden, und
diese losen Sanäparxikel wirken wie Rollenlager und erleichtern
ein Verschieben der !beiden Abschnitte relativ zueinander.

Die vOXÜegenäe äeuerung bezieht sich auf eine Ausgestaltung bzw.
Fonsgebimg der Forsplatte zur HerstelXung von Vorsprüngen und

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Vertiefungen in dem Sand der Oberform- und Unterkastenabschnitte einer Form, welche diese beiden Abschnitte genau gegen eine Bewegung in irgendeiner Richtung verriegeln. Die Formgestaltung der Formplatte ist derart, daß sie sowohl leicht als auch kräftig genug ist, um einen Bruch während einer rauhen Behandlung zu verhindern, welche normalerweise in Gießereien vorkommt. Gleichzeitig ist die Formgestaltung so, daß VerriegeiungsvorSprünge von gestampften Sand in den Oberforn»- und Unterkastenabschnitten vorgesehen werden, welche ausreichend kraft sind, um ein Verschieben der Oberform und des Unterkastens während der in Gießereien üblichen rauhen Behandlung zu verhindern. Ein weiteres Merkmal der Formgestaltung besteht darin, daß sie Verriegelungsflächen in der Oberform und dem Unterkasten vorsieht, weiche in wesentlichen frei von waagerechten Oberflächen sind, auf welchen sich freie Sandpartikei absetzen können, um als Rollenlager zwischen den Verriegelungsflächen zu wirken.

Ein Zweck der vorliegenden Neuerung besteht darin, eine neue und verbesserte Formplatte zu schaffen, welche in dem eingepackten Sand Vorsprünge und Vertiefungen in dem einen Abschnitt einer Form erzeugt, welche sich mit Vertiefungen und Vorsprüngen eines anderen Abschnittes der Form in einer solchen Weise verriegeln, daß ein Verschieben der Abschnitte in irgendeiner Richtung verhindert wird.

Sin weiterer Zweck der Neuerung besteht darin, eine neue und verbesserte Formplatte der oben beschriebenen Art zu schaffen, welche SandvorSprünge erzeugt, welche sich leicht von der Formplatte ohne eine Beschädigung trennen, und welche von solch einer Gestalt sind, daß sie eine ausreichende Festigkeit haben, um einer vorschriftswidrigen Behandlung zu widerstehen, welche normalerweise Sandformen zuteil wird, selbst wenn sie nicht von einem Formkasten umschlossen sind.

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Ein weiterer Zweck der Neuerung besteht darin, eine Forraplatteder oben beschriebenen Art· zu schaffen, welchä Vorsprünge und Vertiefungen von einer Gestalt hat, weiche dem oben beschriebenen Zweck dienen, ohne die Formplatte in einem solchen Ausmaß zu schwächen, daß sie während einer harten und längeren Verwendung bzw. Behandlung fällt oder bricht.

Auf der Zeichnung ist die Neuerung in einem Ausführungsbeispiel

Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Formplatte nach der !Neuerung.

Figur 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig.l-

Figur 3 5s: ein Schnitt nach der Linie 3—3 der Fig. 1.

Figur 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1.

Figur 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 1.

Figur 6 ist ein Schnitt nach der Linie S-6 der Fig. 1.

Figur 7 zeigt in Teilansicht eine Ecke der in Figur 1 dargestellten Formplatte, bei welcher mit punktierten Linien Halbabschnitte eines Zahnes dargestellt sind, welche um 9O° zueinander um eine senkrechte Linie durch den Mittelpunkt ihrer oberen inneren Seitenkante und ihrer verlängerten Seiten gedreht sind, um die in Figur 1 gezeigte Eckzahnausbildung zu erzeugen.

Die Gestalt der Vorsprünge und Vertiefungen in der Formplatte

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nach der Neuerung xsl: äußerst verwickelt und kostspielig iier— zustellen. Die Muster, welche verwendet, werden, us die Masterplatte nach der Neuerung herzustellen, sind deshalb außerordentlich kostspielig. Die Kosten der verwendeten Muster zur Hersteilmig der Formplatten müssen deshalb durch die Anzahl von Formplatte!! amortisiert werden, welche vernünftigerweise erwartungsgemäß verkauft werden können. Dieses macht es notwendig, daß die Kosten der Formplatten nach der Neuerung erheblich höher als die der früheren Formplatten sind, und deshalb v/erden Formabschnitte, anstatt auf den Musterplatten gespeichert zu werden, entfernt, neue Mastesralaseimifcfce eisgebaut, und die Formplatte ^rrrr.r~^ und immer wieder fortlaufend verwendet. Damit die Formplatten nach der vorliegenden Neuerung wirtschaftlich sind, müssen sie in der Lage sein, diese erhöhte Benutzungsdaaer ohne Brechen oder ReiBen zu überstehen. Haltbarkeitsversuche sind notwendig geworden, und diese Versuche haben die Zweckmäßigkeit der Musterplattenausbi^dtmg bewiesen.

Die in der Zeichnung dargestellte Formplatte weist im allgemeinen eine rechteckige Platte 10 von bestimmter Dicke, üblicherweise o,9 oder 1,25 cm auf, und ist aus Gußaluminium hergestellt. Die Platte enthält gewöhnlich seitliche Vorsprünge 12 an ihren gegen überliegenden Enden, welche als Handgriffe dienen. Die oberen und unteren Hauptflächen 14 und 16 der Platte sind eben und parallel und enthalten einen Mittelteil 18, auf welchen ein Musterabschrtitt aufgebracht werden soll. Der Mittelteil 18 ist von Reihen 20 voa Vorsprüngen 22 von einer bestimmten Formgestaltung umgeben, welche in der Beschreibung als Zähne bezeichnet sind, welche durch Vertiefungen 24 ·;οη im v/esentlichen identischer Formgestaltunggetrennt sind. Die Höhe der Zähne 22 ist etwas größer als ede Tieie der Vertiefungen 24. Die Reihen 20 sind mit den Seitenkanten der Platte parallel und durch Eckzähne oder Eck/ertief angen ; ateinamer

i.taaic « » *

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verbunden, welche später im einzelnen beschrieben werden.

Da die Zähne 22 und Vertiefungen 24 im wesentlichen von identischer Fonsgestaltu-ig sind, wird nur ein Zahn 22 im einzelnen beschrieben. Der Zahn 22 ist ein Pyramldenstuiapf von regulärem trapezförmigen Querschnitt, wobei die parallelen Seiten des Querschnittes parallel zu ä.sn Seitenrändern der Platte liegen und die anderen beiden Seiten einen Winkel von annähernd 5O miteinander bildes. Die inneren und äußeren Seitenflächen 3O und 32 des Zahnes können unter eines Winkel zu einer Senkrechten der Hauptflächen der Platte von 2G bis annähernd 4O geneigt sein, bei. der bevorzugten Äusführungsfona ist jedoch ein Winkel von tingefäixr 3O° vorgesehen. Da die Pyramide sin reguläres Tetraeder ist, haben die anderen Seitenflächen 34 und 36 entsprechende Gestaltungen, weiche sich nur insofern unterscheiden, als sie spiegelbildlich sind. Die Seitenflächen 34 und 36 können in gleichet: Heise zu einer Senkrechten za der Oberfläche 18 unter einen* sfinkel von 2O bis 4O geneigt sein, bei der bevorzugten Äusfuhrangsfora aber beträgt die Neigung 3O . Die Höhe der Zähne kann 1/2 bis 3/4 der Dicke der Platte betragen, bei der bevorzugten Äusfünrüngsxoria aber betragt sie 5/8 der Dicke der Platte aus Gründen, welche später beschrieben werden.

Die oben bescnriebsne Gestaltung ist derart, daß Vertiefungen 24 in der eiiasii Seite der Platte gegenüber den Zähnen 22 auf der anderen Seite der Platte ^örgeseheit werden können. Die schmale Seite des Zsihnes kann nach innen oder auSen zeigen, bei der bevorzugten* in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform haben die Zähne auf der Oberfenaseite der Platte ihre enge Oberfläche nach innen, wahrend die Zahne auf der unteren Seite der Platte i.ire schmale Oberfläche nach auSen zeigend haben.

Die /ier Reinen 20 On abwechselnd Zähnen und Vertief an-en Können

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in ebenen Flächen enaen, so daß die Reihen nicht direkt miteinander verbunden sind. Bei der bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Äusfünrungsform sind die Reinen jedoch durch die Eckzähne 26 und die Eckvertiefungen 28 verbunden, so ä.a.Q ebene Flächen der Verbindungsflächen der Foriaabsclmitte nicht vorgesehen sind, auf welchen Sand liegen kann, um Öberform und Unterkasten zu trennen. Die Eckzähne 2-5 und Eckvertiefungen 23 haben im wesentlichen identJrsche Form und werden üblichercv/eise von zwei Halbabschnitten eines Zahnes 1/- bei der Drehung von SO um eine Senkrechte durch ihre anliegende innere obere Kante 4O gebildet und sie sind in geeigneter Weise abgeschrägt, um diese Ecken zusammenzubringen. Die Seitenflächen der beiden Halbabschnitte werden dann verlängert, bis sie sich schneiden. Die UmriBlinde einer Hälfte des zur Bildung desEckzahnes 26 verwendeten Zahnes ist durch die strichpunktierte Linie 42 in Fi*,-ur '. bestimmt, während der andere Halbabschnitt des Zahnes durch die gestrichelte Linie 4:^ von Fig. 7 dargestellt wird. Die durch die Abschnittslinien 42 und 44 bezeichneten HaIbzahnaöschnitte wurden innere Oberflächen haben, welche den gestrichelten Linien 46 und 4S entsprechen würden. Diese Flächen 46 und 48 erscheinen aber nicht tatsächlich, da die Seitenflächen 34 und 3G der Halbabschnitte verlängert sind, bis sie sich auf der Linie 5O schneiden. Der in der unterer. linker,. Ecke von Fig. 7 dargestellte äußere Viertelabschnitt des Zahnes 26 wird durch Verlängern der Seiten 20 von beiden Haibabschnitten gebildet, bis sie sich an der Linie 52 schneiden, und die Oberseite des Zahnes ist eine ebene Oberfläche, welche durch die gemeinsame Ebene der Oberfläche von beiden Kalbabschnitten gebildet wird. Es I.at sich herausgestellt, daß der Eckzahn 2C und die Eckvertiefungen 23 wesentlich das Verriegeln der Formabschnitte miteinander unterstützen. Die Höhe der Eckzähne 2S ist etwas größer als die Tiefe der Vertiefungen 28.

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D±e Formplatte lo wird dädiarch verwendet, daß ein rechteckiger Kasten rait: offenen oberen und unteren Seiten auf die obere und untere Oberfläche der Formplatte IO aufgesetzt wird , wobei die Seiten der Kästen außerhalb der Reiben 2O liegen. Dadurch kann Sand zwischen die Seiten des Kastens und die Reihen der Zähne gesackt werden. Bin Porsabschnitt wird auf dem liittelteil 13 von beiden Hauptflächen, der oberen Hauptfläche 14 und der «inter en Haupt fläche Ic der Platte in genauer Ausrichtung miteinander aufgebracht. Sand oder dgl. wird in äen Kasten zum Ausfüllen der Vertiefungen 24 und Vertiefungen 23 eingepackt und usgibt eng die Modellabschnitte wie auch die Zähne 22. Danach wird der Sand verdichtet oder gehärtet und der gehärtete Sand tfird aus äen Kästen entfernt, um die Öberform— und ünterkastenabschnitte der Fora zu bilden. Die Obefona hat jetzt eine lait der Gesxalt der Zähne und Täler in der unteren Oberf lache der Formplatte identische Formgestaltung, während der Unterkasten eine lait den Zähnen und Vertiefungen auf der Oberseite der Formplatte identische Formgestaltung hat. Die Oberfona tmd der Unterkasten haben deshalb eine Vielzahl von riinkeifiächen, v/eiche nach allen Richtungen gerichtet sind. Die Zähne und Täler» welche in dem gefomtsn Sand gebildet sind, haben so-ait Flächen, welche zu einer relativen Gleitbev/egtmg der Oberforc und des ünterkastens in jedsr Richttang senkrecht sind. Die gleichen Flächen, welche z.n der Gleitbewegung senkrecht liegen, «ind relativ zueinander verjüngt, so daS sie sich miteinander verkeilen und öberforta und ünterkas^en genau ndteinander aufrichten.

Wie oben gezeigt worden ist, müssen iie Ponnplatten, us wirtschaftlich verwertbar zu sein, einer ständigen rauhen Verv/endung unbegrenzt ohne ein 3rechen oder Reißen viderstehen. Damit die Formplatte von Hand angehoben und zvecknsäßig behandelt werden kann, muß die Dicke der Platten begrenzt sein. Bei der bevorzugten Ausfüiirungsforia nahen diese Fornplatten eine Dicke /on ungefähr 1/25 crr und sind aus einer leicnten ket/ierung vrie beispielsweise

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gegossenem Aluminium hergestellt. Formplatten mit einer Dicke bis hinauf zu ungefähr 2,5 cm können zur Herstellung von Formen mit einer Abmessung größer als 46 cm notwendig sein. Es hat sich herausgestellt, daß optimale Bedingungen erreicht v/erden, wenn die inneren und äußeren Seitenflächen wie auch die verbleibenden Seitenflächen der Zähne unter einem Winkel von annähernd 30 relativ zu einer Senkrechten zu einer Oberfläche der Platte geneigt sind. Die Zähne sollen in Intervallen von 51 mm angeordnet sein und ihre Höhe soll nicht mehr als 8 mm betragen. Es ist ersichtlich, daß die Seitenflächen 34 und 36 der Vorsprünge von gleicher Ausdehnung wie die Seitenflächen der Vertiefungen sind, so daß keine waagerechten Flächen in der Oberform oder dem ünterkasten erzeugt werden, auf welchen sich freie Sandpartikel absetzen können. Es ist ferner ersichtlich, daß bei der bevorzugten Ausführungsform die Reihen 20 durch Eckzähne verbunden sind, welche die keilbildenden Oberflächen der Formplatte fortlaufend ram diese herum machen, und daß die so vorgesehene Formgestaltung im wesentlichen frei von waagerechten Flächen ist. Die einzigen waagerechten Oberflächen, welche bei der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sind, befinden sich an den Oberseiten der Zähne und den Böden der Vertiefungen. Wie oben erklärt worden ist, ist die Höhe der Zähne an der Formplatte etwas größer als die Tiefe der Vertiefungen, so daß die in den Sandformen gebildeten Vertiefungen tiefer als die auf den Sandformen gebildeten Vorspränge sind. Alle freien Sandpartikel, welche in die Vertiefungen der Sandform fallen, können somit ein festen gegenseitiges Verriegeln der Oberform- und Unterkastenabschnitte ,stören oder verhindern.

nicht

Claims (4)

R/g 6551 -11- 24.JuIi 69 B/We Sen ut zansprüche

1. Formplatte für Gießereizwecke, welche an einer Hauptflache stit als Pyramidenstunipf geformten Zähnen versehen ist, dadurch gekennzeichnetj daS die Zähne (22) und Vertiefungen (24) von im wesentlicheil identischer Form auf beiden Haupt— flächen {14, IS) wechselweise im Abstand angeordnet, -die Zähne als Pyramiden stumpf von trapezförmigem Querschnitt , ausgebildet und auf einer Hauptfläche (14) gegenüber den entsprechenden Wertiefmigen (24) auf der anderen Haupt fläche (16) angeordnet und die Seiten der Zähne von gleicher Ausdehnung wie die Saiten der angranzenden Vertiefungen sind, um eine fortlaufende verzahnte Gestaltung vorzusehen.

2. Formplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Seiten der Zähne (22) unter einem Winkel von annähernd 3O zur Senkrechten von der Plattenoberfläche geneigt sind.

3. Formplatte nach Ansprach 1 oder 2, gekennzeichnet durch vier Reihen von Zähnen (22) und Vertiefungen (24), von denen jede Reihe parallel zu einer Seitenkante der Platte (10) verläuft, rtie Reihen durch einen Eckzahn oder eine Eckvertiefung xait einer Gasealt entsprechend halben Abschnitten der trapezförmigen Zähne bei einer gegenseitigen Drehung von 90° verbunäen sind, und sich die Oberflächen der Absci.nitte bis zum Schnittpunkt erstrecken.

4. Formplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (22) ungefähr ό mm /on der Oberfläche der Platte (10) vorspringen und in Abständen von ungefähr 51 mm angeordnet sind.