EP0067413B1 - Vorrichtung für die Herstellung von Giessformen - Google Patents
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- EP0067413B1 EP0067413B1 EP82105047A EP82105047A EP0067413B1 EP 0067413 B1 EP0067413 B1 EP 0067413B1 EP 82105047 A EP82105047 A EP 82105047A EP 82105047 A EP82105047 A EP 82105047A EP 0067413 B1 EP0067413 B1 EP 0067413B1
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- vacuum
- mould box
- screen surface
- backfill material
- mould
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/03—Sand moulds or like moulds for shaped castings formed by vacuum-sealed moulding
Definitions
- the invention relates to a device for the vacuum molding process for the production of casting molds from binder-free refractory backfill, which is enclosed between foils and solidified by the negative pressure generated inside the backfill, with a molding box which has a vacuum collecting channel in at least one wall, and at least one in the the vacuum cavity arranged in the mold cavity of the mold box, which is connected to the vacuum collecting duct and has evacuation openings distributed over its circumference.
- a device of this type is e.g. B. from DE-C3-2 248 968 known.
- the molding box consists of a frame-shaped structure, in one side wall of which a vacuum collecting duct is arranged with a connection for connection to a vacuum source, e.g. B. a vacuum pump.
- a vacuum source e.g. B. a vacuum pump.
- vacuum manifold vacuum lines are firmly connected on one side, which extend through the space receiving the backfill. On their circumference, these vacuum lines have a large number of openings through which the air contained in the backfill can be evacuated. However, these openings are so small that the granular backfill cannot penetrate into the vacuum lines.
- the invention has for its object to provide a device of the type mentioned in such a way that even if the vacuum lines are damaged, penetration of the backfill and liquid material into the vacuum system of the device is prevented, thus preventing possible damage to the device, the vacuum system and accidents and that the vacuum lines contained in the device can be easily replaced or their arrangement can be changed.
- the vacuum channel is opened through a screen surface to the mold cavity and that the vacuum line is also provided on at least one end face with a screen surface and is inserted into the mold box in such a way that its screen surface of the screen surface of the mold box in one entry from the backfill permitting distance.
- a device thus has vacuum lines embedded in the backfill, which have no mechanical connection to the side walls of the device.
- the vacuum lines themselves are closed on all sides and have sieve surfaces on both their end faces and on their peripheral surfaces, through which the air contained in the backfill can be sucked in.
- These vacuum lines are placed loosely in the backfill, the screen surfaces of the vacuum lines lying opposite the screen surfaces in the walls of the molding box. Since the vacuum lines are shorter than the distance between opposite screen surfaces, there remains a distance between the screen surfaces of the device and the screen surfaces of the vacuum lines, which is filled with backfill material.
- the Vacuum lines lying in the backfill are thus coupled to the vacuum system of the device with the interposition of a defined layer of backfill.
- any vacuum line is damaged, it can simply be removed from the device because there are no mechanical connections.
- Another advantage is that due to the loose arrangement of the vacuum lines in the device, these can be laid at the most convenient locations in foundry technology. On the other hand, this means that a device according to the invention is suitable for different casting molds.
- the vacuum lines can be installed in the device without any fastening. However, it is advantageous to place the vacuum lines on supports arranged on the side walls having the screen surfaces, which advantageously have spacer elements, with the aid of which the distance of the end faces of the vacuum lines from the screen surfaces is determined.
- the vacuum lines are advantageously held on the supports with the aid of quick attachments in the form of resilient tabs.
- the ends of the vacuum lines are expanded in a trumpet shape, so that the cross section of the front screen surface is larger than the cross section of the other vacuum line.
- the device 1 according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 consists of a rectangular molding box 2, which is open on its lower and upper side, in the side walls of which a circumferential vacuum collecting duct 3 is arranged. To the interior of the device 1, this vacuum collecting duct is opened on two opposite sides 5, 6 via a sieve surface 4. A plurality of supports 7 are attached to the screen surfaces 4 and serve to receive a vacuum line 8. The length of this vacuum line 8 is slightly less than the distance between the two opposite sieve surfaces 4. This means that between each sieve surface 4 and the end face 9 of the vacuum line 8, an intermediate space is formed, which is filled with backfill when filling the backfill 10 into the device 9 is.
- the supports 7 are of stepped design and form a stop 11 for the vacuum line 8, so that the latter is fixed at a distance from the sieve surfaces 4.
- a resilient tab 12 which extends over the end of the vacuum line 8 and presses it against the support 7.
- the vacuum line 8 which has evacuation openings on its entire circumferential surface, is trumpet-shaped at both ends, so that the screen surfaces 13 formed on its end faces have a larger cross section than the cross section of the other vacuum line 8. This results in a better coupling of the vacuum line 8 given the vacuum manifold 3 in the device 1.
- This vacuum manifold 3 is provided with a connection 14 through which the vacuum channel to a vacuum source, for. B. a vacuum pump can be connected.
- the device 1 according to the invention is placed on a model plate 16 which carries a model 15.
- the model plate 16 is in turn provided with a vacuum channel 17, which can be connected via a connection 18 to a vacuum source, not shown.
- the vacuum channel 17 is connected via holes 19 to the top of the model plate, so that the film 20 placed on the model plate is sucked onto the model plate and the model.
- 8 backfill agent is then poured in via the still free upper side of the device 1 and, if necessary, pre-compressed by means of a vibrator.
- a cover film 21 is then placed on the device 1 and the interior of the device is evacuated via the vacuum collecting duct 3 and the evacuation lines 8.
- the vacuum line 8 is coupled to the vacuum collecting duct 3 via a thin layer of backfill material located between the two screen surfaces 4 and 13 of the device or the vacuum line 8.
- the thickness of this Backfill mass layer is determined by the distance between the two screen surfaces 4 and by the length of the vacuum line 8.
- the negative pressure in the negative pressure line 17 of the model plate 16 is released, so that the device 1 can now be lifted off the model plate 16.
- the other mold half is produced in the same way and the casting takes place after the two mold halves have been assembled into a mold.
- Damaged vacuum lines 8 are very easy to replace in a device according to the invention, since, if mechanical holders are provided in the device at all, they are only held by simple clamping devices. The vacuum lines can be replaced in just a few simple steps.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Vakuumformverfahren zur Herstellung von Gießformen aus bindemittelfreier feuerfester Hinterfüllmasse, die zwischen Folien eingeschlossen und durch im Inneren der Hinterfüllmasse erzeugten Unterdruck verfestigt ist, mit einem Formkasten, der in mindestens einer Wand einen Unterdrucksammelkanal aufweist, und mindestens einer in dem die Hinterfüllmasse aufnehmenden Formhohlraum des Formkastens angeordneten Unterdruckleitung, die an den Unterdrucksammelkanal angeschlossen ist und auf ihrem Umfang verteilte Evakuierungsöffnungen aufweist.
- Eine Vorrichtung dieser Art ist z. B. aus der DE-C3-2 248 968 bekannt. Der Formkasten besteht aus einem rahmenförmigen Gebilde, in dessen einer Seitenwand ein Unterdrucksammelkanal angeordnet ist mit einem Anschluß für die Verbindung mit einer Unterdruckquelle, z. B. einer Vakuumpumpe. An diesen Unterdrucksammelkanal sind Unterdruckleitungen einseitig fest angeschlossen, die sich durch den die Hinterfüllmasse aufnehmenden Raum erstrecken. Auf ihrem Umfang weisen diese Unterdruckleitungen eine Vielzahl von Öffnungen auf, über die die in der Hinterfüllmasse enthaltene Luft evakuiert werden kann. Diese Öffnungen sind jedoch so klein, daß die körnige Hinterfüllmasse nicht in die Unterdruckleitungen eindringen kann.
- Diese mit den Wandungen der Vorrichtungen fest verbundenen Unterdruckleitungen bilden somit mit der Vorrichtung ein starres Ganzes, so daß die Anordnung dieser Unterdruckleitungen dem jeweiligen Gußstück angepaßt sein müssen. Dies bedingt, daß in einer Vorrichtung nur ganz bestimmt geformte Gußstücke herstellbar sind, was eine nicht unbeträchtliche Lagerhaltung notwendig macht. Des weiteren hat es sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß die fest mit der Vorrichtung verbundenen Unterdruckleitungen bei der rauhen Betriebsart in den Gießereien häufig beschädigt werden. Dies bedeutet, daß die Siebflächen auf dem Umfang der Unterdruckleitungen beschädigt werden. Diese Beschädigungen haben zur Folge, daß Hinterfüllmasse aus der Gießform abgesaugt wird und über den Unterdrucksammelkanal in die Vakuumpumpe gelangen kann. Die Folge ist, daß nicht nur Beschädigungen im Unterdrucksystem auftreten können, sondern daß die Gießform infolge des mangelnden Unterdrucks in der Hinterfüllmasse ihre Form nicht beibehält, so daß das Gußstück außer Toleranz gerät. Falls die Beschädigungen an den Unterdruckleitungen nicht bemerkt werden, kann es sogar vorkommen, daß flüssiges Metall aus der Gießform abgesaugt wird, was nicht nur zur Beschädigung der Gießform, sondern auch zu schweren Unfällen führen kann. Auch wenn die Beschädigungen der Unterdruckleitungen festgestellt werden, so ist das Auswechseln derselben zeit- und kostenaufwendig.
- Aus DE-U-8 029 438 ist ein Formkasten für das Vakuumformverfahren bekannt, dessen Unterdruckleitungen mit gelochten Metallstreifen abgedeckt und dadurch vor der von der Metallschmelze ausgehenden und über die Hinterfüllmasse übertragenen Hitze besser geschützt sind und daher eine längere Lebensdauer haben. Ein Austausch ist daher weniger oft nötig und wird außerdem dadurch erleichtert, daß jede Unterdruckleitung an einem Ende in einen an der Formkastenwand vorgesehenen Schraubstutzen eingeschraubt und an ihrem anderen Ende in einem Rohrstutzen des Formkastens lose geführt ist. Nach wie vor besteht aber die Gefahr, daß bei einer Beschädigung der Unterdruckleitungen, insbesondere bei einem Durchschmoren des ihre Öffnungen abdeckenden Drahtgeflechts, Hinterfüllmasse in das Unterdrucksystem gesaugt werden kann. Außerdem ist die Anordnung der Unterdruckleitungen im Formkasten durch die fest montierten Schraub- und Rohrstutzen unveränderlich vorgegeben und kann nicht an Größe und Form des jeweiligen Gußstücks angepaßt werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei Beschädigung der Unterdruckleitungen ein Eindringen von Hinterfüllmasse und flüssigem Material in das Unterdrucksystem der Vorrichtung verhindert ist und somit mögliche Beschädigungen der Vorrichtung, des Vakuumsystems wie auch Unfälle ausgeschlossen sind und daß die in der Vorrichtung enthaltenen Unterdruckleitungen leicht auswechselbar bzw. ihre Anordnung veränderbar ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Unterdruckkanal durch eine Siebfläche zum Formhohlraum hin geöffnet ist und daß die Unterdruckleitung an mindestens einer Stirnseite ebenfalls mit einer Siebfläche versehen und derart in den Formkasten eingelegt ist, daß ihre Siebfläche der Siebfläche des Formkastens in einem den Eintritt von Hinterfüllmasse erlaubenden Abstand gegenübersteht.
- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung hat somit in der Hinterfüllmasse eingebettete Unterdruckleitungen, die keine mechanische Verbindung zu den Seitenwänden der Vorrichtung aufweisen. Die Unterdruckleitungen selber sind allseitig geschlossen und weisen sowohl an ihren Stirnflächen als auch an ihren Umfangsflächen Siebflächen auf, über die die in der Hinterfüllmasse enthaltene Luft eingesogen werden kann. Diese Unterdruckleitungen werden lose in die Hinterfüllmasse eingelegt, wobei die Siebflächen der Unterdruckleitungen den Siebflächen in den Wänden des Formkastens gegenüberliegen. Da die Unterdruckleitungen kürzer sind als der Abstand gegenüberliegender Siebflächen, verbleibt zwischen den Siebflächen der Vorrichtung und den Siebflächen der Unterdruckleitungen ein Abstand, der mit Hinterfüllmasse ausgefüllt wird. Die in der Hinterfüllmasse liegenden Unterdruckleitungen werden somit unter Zwischenschaltung einer definierten Schicht von Hinterfüllmasse an das Unterdrucksystem der Vorrichtung angekoppelt.
- Der Vorteil dieser Maßnahme besteht zum einen darin, daß auch bei Beschädigung der Unterdruckleitungen keine Hinterfüllmasse in das Unterdrucksystem der Vorrichtung eindringen kann. Das gleiche gilt für die flüssige Schmelze. Es kann somit schlimmstenfalls nur eintreten, daß eine beschädigte Unterdruckleitung durch die eindringende Hinterfüllmasse oder gegebenenfalls auch durch die Schmelze ausgefüllt wird und damit ihre Funktion verliert. Durch die lose Ankoppelung der Unterdruckleitung an das Unterdrucksystem der Vorrichtung ist in jedem Fall weitergehender Schaden verhindert.
- Sollte irgendeine Unterdruckleitung beschädigt sein, so kann diese, da keine mechanischen Anschlüsse vorhanden sind, einfach aus der Vorrichtung herausgenommen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die lose Anordnung der Unterdruckleitungen in der Vorrichtung diese an den aus gießereitechnisch zweckmäßigsten Stellen verlegt werden können. Dies bedeutet andererseits, daß eine erfindungsgemäße Vorrichtung für unterschiedliche Gießformen geeignet ist.
- Die Unterdruckleitungen können ohne jegliche Befestigung in der Vorrichtung verlegt werden. Vorteilhaft ist es jedoch, die Unterdruckleitungen auf an den die Siebflächen aufweisenden Seitenwänden angeordneten Auflagern abzulegen, die vorteilhaft Abstandselemente aufweisen, mit deren Hilfe der Abstand der Stirnflächen der Unterdruckleitungen von den Siebflächen bestimmt ist. Vorteilhaft werden die Unterdruckleitungen auf den Auflagern mit Hilfe von Schnellbefestigungen in Form von federnden Laschen gehalten.
- Für eine optimale Ankoppelung der Unterdruckleitungen an die Unterdruckkanäle im Inneren der Seitenwände der Vorrichtung sind die Enden der Unterdruckleitungen trompetenförmig aufgeweitet, so daß der Querschnitt der stirnseitigen Siebfläche größer ist als der Querschnitt der sonstigen Unterdruckleitung.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen in Verbindung mit Beschreibung und Zeichnung hervor.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen :
- Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, aufgesetzt auf ein Modell und
- Figur 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung.
- Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besteht aus einem rechteckigen, an seiner Unter- und Oberseite offenen Formkasten 2, in dessen Seitenwänden ein umlaufender Unterdrucksammelkanal 3 angeordnet ist. Zum Inneren der Vorrichtung 1 ist dieser Unterdrucksammelkanal an zwei gegenüberliegenden Seiten 5, 6 über eine Siebfläche 4 geöffnet. An den Siebflächen 4 sind mehrere Auflager 7 angebracht, die zur Aufnahme einer Unterdruckleitung 8 dienen. Die Länge dieser Unterdruckleitung 8 ist etwas geringer als der Abstand der beiden gegenüberliegenden Siebflächen 4. Dies bedeutet, daß zwischen jeder Siebfläche 4 und der Stirnseite 9 der Unterdruckleitung 8 sich ein Zwischenraum ausbildet, der beim Einfüllen von Hinterfüllmasse 10 in die Vorrichtung 9 mit Hinterfüllmasse ausgefüllt ist.
- Zur Einstellung eines definierten Abstandes zwischen den Stirnflächen 9 der Unterdruckleitung 8 und den Siebflächen 4 der Seitenwände 5, 6 sind die Auflager 7 stufenförmig ausgebildet und bilden einen Anschlag 11 für die Unterdruckleitung 8, so daß diese in ihrem Abstand zu den Siebflächen 4 fixiert ist. Oberhalb jedes Auflagers 7 ist eine federnde Lasche 12 angeordnet, die über das Ende der Unterdruckleitung 8 greift und diese gegen das Auflager 7 preßt. Hierdurch ist die Unterdruckleitung 8 in der Vorrichtung 1 auch in lotrechter Richtung fixiert, so daß auch Rüttelbewegungen zur Verdichtung der Hinterfüllmasse 10 diese nicht innerhalb der Vorrichtung 1 verschieben.
- Die Unterdruckleitung 8, die auf ihrer gesamten Umfangsfläche Evakuierungsöffnungen aufweist, ist an ihren beiden Enden trompetenförmig ausgebildet, so daß die an ihren Stirnflächen ausgebildeten Siebflächen 13 einen größeren Querschnitt aufweisen als der Querschnitt der übrigen Unterdruckleitung 8. Hierdurch ist eine bessere Ankoppelung der Unterdruckleitung 8 an den Unterdrucksammelkanal 3 in der Vorrichtung 1 gegeben. Dieser Unterdrucksammelkanal 3 ist mit einem Anschluß 14 versehen, über den der Unterdruckkanal an eine Unterdruckquelle, z. B. eine Vakuumpumpe, anschließbar ist.
- In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auf eine Modellplatte 16 aufgesetzt, die ein Modell 15 trägt. Die Modellplatte 16 ist wiederum mit einem Unterdruckkanal 17 versehen, der über einen Anschluß 18 an eine nicht weiter dargestellte Unterdruckquelle anschließbar ist. Der Unterdruckkanal 17 ist über Bohrungen 19 mit der Oberseite der Modellplatte verbunden, so daß die auf die Modellplatte aufgelegte Folie 20 an die Modellplatte und das Modell angesogen wird. Zur weiteren Herstellung einer Gießform wird anschließend bei eingesetzten Unterdruckleitungen 8 Hinterfüllmittel über die noch freie Oberseite der Vorrichtung 1 eingefüllt und gegebenenfalls mittels eines Rüttlers vorverdichtet. Anschließend wird eine Deckfolie 21 auf die Vorrichtung 1 aufgelegt und der Innenraum der Vorrichtung über den Unterdrucksammelkanal 3 und die Evakuierungsleitungen 8 evakuiert. Die Ankopplung der Unterdruckleitung 8 an den Unterdrucksammelkanal 3 erfolgt über eine zwischen den beiden Siebflächen 4 und 13 der Vorrichtung bzw. der Unterdruckleitung 8 befindliche dünne Schicht aus Hinterfüllmasse. Die Dicke dieser Hinterfüllmasseschicht wird durch den Abstand der beiden Siebflächen 4 und durch die Länge der Unterdruckleitung 8 bestimmt.
- Nach dem Verfestigen der Hinterfüllmasse 10 wird der Unterdruck in der Unterdruckleitung 17 der Modellplatte 16 aufgehoben, so daß nunmehr die Vorrichtung 1 von der Modellplatte 16 abgehoben werden kann. Die andere Gießformhälfte wird in gleicher Weise hergestellt und der Abguß erfolgt nach Zusammensetzen der beiden Gießformhälften zu einer Gießform.
- Tritt bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Defekt an der Unterdruckleitung 8 auf, so daß Hinterfüllmittel 10 oder aber auch flüssige Schmelze in die Unterdruckleitung 8 eindringen kann, so ist als maximaler Schaden zu erwarten, daß die betreffende Unterdruckleitung den entsprechenden Bereich der Gießform nicht mehr evakuieren kann. Dies ist in der Regel nicht von wesentlicher Bedeutung, denn die benachbarten Unterdruckleitungen 8 oder aber die stirnseitigen Siebflächen 4 können die Aufgabe der ausgefallenen Unterdruckleitung 8 zumindest überwiegend übernehmen. Wenn im Gegensatz hierzu bei einer konventionellen Vorrichtung Hinterfüllmittel oder aber auch Schmelze in die Unterdruckleitung 8 eingedrungen wäre, so hätte dies zur Folge gehabt, daß auch der Unterdrucksammelkanal 3 mit Hinterfüllmasse oder mit Schmelze ausgefüllt worden wäre, so daß der gesamte Unterdruck in der Hinterfüllmasse aufgehoben worden wäre. Die Folge wäre ein großer Schaden und die Gefahr eines Unfalls.
- Beschädigte Unterdruckleitungen 8 sind bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr einfach auszuwechseln, da diese, sofern überhaupt mechanische Halterungen in der Vorrichtung vorgesehen sind, lediglich durch einfache Klemmvorrichtungen gehalten sind. Das Auswechseln der Unterdruckleitungen ist somit mit wenigen Handgriffen möglich.
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