DE2044458B - Verfahren und Modell zum Herstellen von Gießereiformen und -kernen nach dem Fließsandverfahren - Google Patents

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. 3 einen Vertikalschnitt bei einer weiteren Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Maßnahmen.

Beispiel 1

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

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)

genannten Fließsand oder flüssigen Sand vorgeschla- Patentansprüche· £οη' ^6 m der itafonische11 Patentschrift 780 028 " " beispielsweise beschrieben wurde. Ein Einstampfen bzw. Einrütteln fällt hierbei weitestgehend fort.

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.