DE2044458B - Verfahren und Modell zum Herstellen von Gießereiformen und -kernen nach dem Fließsandverfahren - Google Patents
Verfahren und Modell zum Herstellen von Gießereiformen und -kernen nach dem FließsandverfahrenInfo
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Description
Aus der deutschen Auslegeschrift 1256 360 ist
eine blähbare Membran bekanntgeworden, die dort zur Ausbildung des Steigers benutrt wird, wobei die
Membran sich in etwa in eine kugelige Gestalt aufblähen soll. Man kann dort nicht von einem Modell
im eigentlichen Sinne sprechen, da ein Modell durch seine Maßhaltigkeit mit festen reproduzierbaren Abmessungen
definiert ist, dort aber gerade mit Hilfe eines Preßklotzes eine Verdichtung gegen die Modellkonturen
des normalen, festen Formsandes erfolgt.
Auch ist es schon bekanntgeworden (französische Patentschrift 1478 864), geblasene Kerne dadurch
herzustellen, daß man mit einer Geschwindigkeit oberhalb 140 km/h mittels Trägerluft ein Gemisch
aus Sand und Harz in die Kernkammer bläst, die nach einer Ausführungsform durch mit Luft oder
Flüssigkeit blähbare Kernkastenhälften gebildet werden soll. Dem Fachmann fällt es schwer, hierin
eine Lösung für das Problem, Kerne mit Hinterschneidungen bilden und wieder ausformen zu können,
zu sehen, da ja zunächst die die Kammer bildenden Kernkastenhälften gebläht werden müssen.
Hierdurch wird sich unweigerlich die Form nach innen ausbauchen, vor allen Dingen gerade im Bereich
der Hinterschneidungen. Um dies zu vermeiden, muß, gerade im Bereich der Hinterschneidungen,
die Formkastenhälfte wieder extrem steif ausgebildet werden. Ist sie aber extrem steif, so läßt
sie sich nicht blähen. Die Steilheit muß auch deswegen besonders groß sein, weil ja die erhebliche
Auftreffgeschwindigkeit des Sandes kompensiert werden muß. Sind nun aber gerade die sonst besonders
stark nach innen gedrückten Hinterschneidungsbereiche extrem steif ausgebildet, so nutzt auch nach
dem Formen des Kerns ein Entblähen der Kernkastenhälften wenig, da ja auf Grund der Steifheit
der Hinterschneidungsbereiche ein zufriedenstellendes Ausformen der Hinterschneidungen nicht möglich
sein wird. Eine Anwendung hat diese Maßnahme in der Praxis im übrigen nie gefunden, wodurch
die oben gegebene Vermutung nur bestätigt wird.
Das für die erfindungsgemäße Maßnahme eingesetzte
Formmaterial kann innerhalb des weiten zur Verfügung stehenden Bereiches entsprechend der
Art der Legierung und den Anforderungen an die Oberflächengüte gewählt werden. Weiterhin können
hinsichtlich der besonderen an der Oberfläche der Gußstücke geforderten Eigenschaften Formmaterialien,
die hoch feuerfest sind und die eine hohe Wärmeleitfähigkeit oder Diffusion aufweisen, verwendet
werden, um die strukturelle Feingliedrigkeit, hohe Härte usw. zu ergeben. Hierzu wird es mittels
besonderer an den Formkästen befestigter Träger möglich, Kühler in den Formen anzubringen oder
durch Tauchen geeignete röhrenförmige Gehäuse für die Wasserzirkulation einzubauen, die geformt sein
können.
Um die geforderte Form und/oder Konsistenz zu erhalten, können die Modelle und Kernkasten gefüllt
werden mittels:
— Substanzen im gasförmigen Zustand, wie Luft, anderen Gasen oder Gemischen hiervon;
— Substanzen im flüssigen Zustand, wie Wasser, andere Flüssigkeiten, Lösungen, Suspensionen
usw.;
— niedrig schmelzender fester Substanzen organischer oder anorganischer Natur, wie Wachse,
Metallegierungen od. dgl., welche leicht in den flüssigen Zustand während der Füll- und Entleerungsvorgänge
des Modells gebracht werden können.
Der dem komprimierten Fluid im Inneren des hohlen Modells zugeordnete Druck variiert entspre-
chend der Geometrie des Modells, der Fluidität und dem spezifischen Widerstand des Formmaterials,
während das Außenprofil des Gußstückes dadurch garantiert wird, daß in geeigneter Weise die Modellwandungen
vorgeformt und dimensioniert werden.
Die Wahl der vorgeschlagenen technologischen Verfahren
variiert von Fall zu Fall und hängt ab von dem vorgesehenen Produktionsumfang, der komplizierten
Gestaltung des Gußstückes, dem Fehlen oder Vorhandensein von Trennebenen, der Anzahl der
ao Kerne, der Verfahren zum Zusammensetzen der
Kerne, der verfügbaren Maschinerie usw.
Die Charakteristiken, Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten sowie weitere Einzelheiten des allgemein
beschriebenen Verfahrens sollen nun an Hand der folgenden Beispiele und der entsprechenden Figuren
näher erläutert werden. Diese folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu begrenzen. In
den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,
Fig. IA und IB Detailansichten zu Fig. 1,
F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Maßnahme und
F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Maßnahme und
F i g. 3 einen Vertikalschnitt bei einer weiteren Anwendungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Maßnahmen.
Das Gußstück nach F i g. 1 erfordert ein volles — ungetrenntes — Modell aus mäßig dehnbarem
oder expandierfähigem verstärktem Elastomeren 1, wobei die Wandungen von geeigneter Abmessung
*5 und so vorgeformt sind, daß nach dem Füllen mit
dem komprimierten Fluid das Modell die beabsichtigte Form annimmt.
Das Modell ist axial bezüglich einer perforierten Röhre 2 ausgerichtet, wobei die Abdichtung für das
komprimierte Fluid durch geeignete Dichtungen 3, z. B. Stopfbüchsen, sichergestellt ist. Die Röhre wird
mit ihrem unteren Ende an der Bodenplatte 4 und mit dem oberen Ende an der Quer- oder Kreuzplatte 5 befestigt. Dieser Querträger wird im oberen
Teil 6 einer Reihe von Formkästen 7 eingesetzt, die dazu bestimmt sind, den »flüssigen Sand« 8 aufzunehmen,
der über die Einrichtung 9 zugeführt wird. Der jeweilige Luftauslaß aus den Formkästen wird
durch eine Reihe von Bohrungen 10 sichergestellt, an denen »Atmungsplatten« 11 angesetzt sind, die
es dem flüssigen Sand nicht ermöglichen, zu entweichen, vielmehr die Gase in die Lage versetzen,
während des Vergießens des Metalls zu entweichen. Das Modell wird zunächst im Vakuum belassen.
Während der »flüssige Sand« in die Formkästen eingeführt wird, wird die Strömung komprimierten
Fluids, das aus der Leitung 13 gegen die Innenseite des Modells geleitet wird, mittels des Ventils 12 ge-
5 J 6
regelt. Es ist anzuraten, die Strömung des kompri- Das verwendete Formmaterial war ein flüssiger
mierten Fluids und des »flüssigen Sandes« zu regeln, Sand mit den folgenden Daten:
so daß die beiden Mengen abgeglichen werden und o-i^m/
die beiden Füllvorgänge gleichzeitig abgeschlossen Quarzhaitiger Sand 81,65 Vo
werden. Um das komprimierte Modell 14 in den 5 Tonerdezement 10 Vo
gewünschten Zuständen von Form und Konsistenz Wasser 8 Vo
sicher zu erhalten, muß der gewünschte Druckgrad oberflächenaktive Mittel 0,35 Vo
mittels des Druckmauometers 15 geregelt werden. Lithiumchlorid (Vo des Zement) ... 0,08Vo
Nach dem Aushärten des »flüssigen Sandes« (30 bis Umgebungstemperatur 20° C
60 Minuten) wird das Ventil 16 betätigt, um den io Abbindezeit 60 Minuten
Druck über die Leitung 17 abzulassen; ein Vakuum Härtezeit 24 Stunden
kann über die Leitung 18 aufgebaut werden, um das Endfestigkeit ".'.'.'.'.'.".'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 35 kg/cm*
Modell zu kontrahieren und dessen Entfernung zu
Modell zu kontrahieren und dessen Entfernung zu
begünstigen. . -
Gießkanal und Trichter bzw. Steiger werden ge- 15 Beispiel i
trennt entsprechend dem üblichen Vorgehen her- Formen von Ansätzen oder Vorsprüngen durch
gestellt. Einführung blähbarer oder aufblasbarer elastomerer
Beispiel 2 Teile auf ein übliches Modell
Formen von großen Spiralschrauben 20 Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine Anwendungsform
der erfindungsgemäßen Maßnahmen auf das
Das Beispiel wird an Hand von Fig. 2 erläutert. Formen einer Blockform oder Kokille mit Ansätzen
Diese Figur zeigt einen Vertikalschnitt durch eine oder Vorsprüngen. Dieses Verfahren ermöglicht das
Anwendungsform der erfindungsgemäßen Maßnahme Herausziehen des Holzmodells aus der Kokillenform
und zeigt die folgenden Teile: Das dekomprimierte »5 in Axialrichtung 2 nach dem Formen mittels »flüssi-
Modell 1, das unter Druck stehende Modell 2, die gem Sand« 3.
perforierte positionierende Röhre 3, Dichtungen 4, Während des Gießens des »flüssigen Sandes« wird
Bodenplatte5, unteren Formkasten6, Kreuzstück?, das Elastomerenmodell4 des Ansatzes oder Voroberen
Formkasten 8, Formkästen 9, »flüssigen Sprungs steif mittels eines komprimierten Fluids,
Sand« 10 und eine Einführungsvorrichtung 11 für 30 welches durch das Rohr 5 in den Hohlraum 6 ein-
»flüssigen Sand«. Die Leitungen und der Druck- geführt wird, gehalten. Nach dem Abbinden des
fluideinlaß und die Auslaßventile sowie die Vakuum- Formmaterials wird ebenfalls durch die Rohrleitung
sind ähnlich denen nach F i g. 1 ausgebildet. leitung 5 ein Vakuum angelegt bzw. erzeugt, derart.
Das Beispiel ist ähnlich dem Beispiel I5 jedoch daß das Elastomere 4 innerhalb des Hohlraumes 6
machen die Vorsprünge, die durch den besonderen 35 sich zusammenzieht, wodurch es möglich wird, das
Verlauf der Gewinde repräsentiert sind, den Fall Modell aus der Kokillen- oder Blockform heraus-
besonders instruktiv. zuziehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen von Gießerei- 5 Dieser Fließsand besteht vorteilhaft aus 78 bis
formen und -kernen nach dem Fließsandverfah- 85 Gewichtsprozent Sand, 8 bis 12 Gewichtsprozent
ren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tonerdezement, 7 bis 10 Gewichtsprozent Wasser
an sich bekanntes blähbares Modell verwendet und 0,03 bis 0,20 Gewichtsprozent eines oberflächenwird
und daß das Modell auf den gewünschten aktiven Mittels, gegebenenfalls unter Zusatz eines
Enddruck während des Vergießens des Form- io Abbindebeschleunigers, der beispielsweise aus Limaterials
aufgebläht wird. thiumchlorid besteht, von dem 0,05 bis 0,35%, be-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zogen auf das Gewicht des Tonerdezements, zukennzeichnet,
daß die Vorgänge des Vergießens gesetzt werden.
des Formmaterials und des Blähens des Modells Bei der Verwendung' des, Fließsandes nun sollte
gleichzeitig abgeschlossen werden. 15 ein Weg gefunden werden, auf die teuren und schwer
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden herzustellenden Modelle aus Metall, Holz usw. zu
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach verzichten und doch die Maßhaltigkeit zu verbessern,
dem Aushärten der Form und/oder des Kerns Gleichzeitig ließ bei sämtlichen bisherigen Verfahren
das Modell an Vakuum gelegt und heraus- die Oberflächenglattheit zu wünschen übrig. Gleichgezogen wird. ao zeitig wäre es ideal, wenn man ein Verfahren finden
4. Modell zur Durchführung des Verfahrens könnte, mit dem, ohne die Formkästen mehrfach
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- zu unterteilen (mehrfache Trennebenen), auch Fordurch
gekennzeichnet, daß die Wandungen des men oder Kerne mit Hinterschneidungen, rückwärts
Modells in an sich bekannter Weise durch Ver- verlaufenden Schrägen oder Konizitäten hergestellt
dickungen und/oder flexible Rippen verstärkt 25 werden könnten.
sind. Überraschend wird erfindungsgemäß bei einem
5. Modell zur Durchführung des Verfahrens Verfahren der eingangs genannten Art hierfür eine
nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- Lösung gefunden, die darin besteht, daß ein an sich
kennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise bekanntes blähbares Modell verwendet wird und
Teil eines sonst starren Modells bildet. 30 daß das Modell auf den gewünschten Enddruck
während des Vergießens des Formmaterials aufgeblasen wird.
Vorzugsweise wird das Vergießen des Formmaterials und das Blähen des Modells gleichzeitig
35 vorgenommen.
Zweckmäßig wird nach einer gewissen Zeit ein Vakuum an das Modell gelegt, dieses entbläht und
dann einfach herausgezogen.
Das Modell kann in an sich bekannter Weise Ver-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- 40 steifungen, Rippen od. dgl. aufweisen. Auch kann es
stellen von Gießereiformen und -kernen nach dem in an sich bekannter Weise Teil eines starren Modells
Fließsandverfahren. bilden.
Bekanntlich wird normalerweise z. B. im Form- Als Materialien für das blähbare Modell kann
kasten das aus Holz oder Metall bestehende Modell man dehnbare Elastomere, mäßig dehnbare Elastoeingesetzt
und dann mit dem Formsand umgeben, 45 mere oder Kunststoffmaterialien sowie halbsteife
wobei über Rüttelformmaschinen, Druckluftstampfer Elastomere oder Kunststoffmaterialien benutzen,
u. dgl. der Formsand verdichtet wird. Erheblicher Die hohlen Modelle nehmen Form, Konsistenz
Verschleiß und ganz erhebliche Beanspruchungen und Steifigkeit dadurch an, daß sie bis zu einem
sind die Folge. geeigneten Druckniveau mit Fluiden, insbesondere
Weiterhin ist die Form des Gußstücks und damit 50 Gas wie Luft, gefüllt werden.
die des Modells (oder des Kernkastens) manchmal Beispiele für benutzbare Elastomere sind syn-
so, daß Ansätze oder Vorsprünge vorhanden sind, thetische oder natürliche Kautschuke, die nach dem
welche Hinterschneidungen in Richtung senkrecht üblichen Verfahren behandelt wurden,
zur Trennebene bilden, wodurch die Formarbeit in Der Ersatz der üblichen Modelle und Kernkasten
beachtlicher Weise komplizierter wird. Normaler- 55 wird durch die Verwendung eines Fluids und eines
weise werden diese Nachteile mit Hilfe von Fremd- selbsthärtenden Formmaterials möglich, welches
kernen (lose Teile) umgangen oder auch durch das nur gegossen zu werden braucht und bei dem kei-Verfahren
der festen Form, das darin besteht, daß nerlei Stampfenergie notwendig ist. ein Teil des Modells an seinem Ort verbleibt und Infolge des gleichzeitigen Blähens und Vergießen;
aus expandiertem oder geschäumtem Polystyrol ge- 60 des Formmaterials ist ein Abgleich zwischen den
bildet ist, welches leicht vergast, wenn es vom weiß- nach außen gerichteten Druck des Modell·; und den
glühenden Metall passiert wird. Diese Verfahren auf das Modell wirkenden Gewicht des, flüssiger
sind aufwendig auf Grund der gesteigerten Form- Formmaterials gegeben. Durch gleichzeitige Vor
und Putzzeiten, und sie sind schädlich für das Aus- nähme der beiden Vorgänge und gemeinsamen Ab
sehen des Gußstückes auf Grund der Markierungen, 65 schluß wird die beste Maßhaltigkeit und eine über
die in den ausgearbeiteten oder ausgeschliffenen raschend gute Glätte infolge eines gewissen Ver
Zonen zurückbleiben. dichtungseffektes an der Oberfläche des Modell·
Nun hat man bereits in der Zwischenzeit den so- erreicht.
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