EP0661121A1 - Auskleidungsplatte für Formkammern - Google Patents
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- B22C11/10—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same with one or more flasks forming part of the machine, from which only the sand moulds made by compacting are removed
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- B22C15/23—Compacting by gas pressure or vacuum
- B22C15/24—Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles
- B22C15/245—Blowing tubes
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
- B22C7/06—Core boxes
Definitions
- the invention relates to a lining plate for mold chambers in molding machines for the production of mold blocks or casting molds, numerous partial areas being provided with ventilation nozzles.
- Molding machines in particular so-called boxless molding machines, are known in practice in various designs, for example from DE 42 28 749 C1.
- the molding machines are used to produce mold blocks or casting molds from molding sand.
- the part of the molding machine relating to the invention has a molding chamber with a rectangular base plate, an upper plate and two side plates, which are also rectangular. Two vertical end faces are open.
- a press plate with an inner model plate is moved to one end face, so that this end face is sealed.
- a corresponding press plate with an inward facing model plate also seals the other end face.
- Molding sand is then injected into the molding chamber via a feed hopper.
- the molding sand is then compressed or compressed so much by the action of the two press plates and the two model plates that a dimensionally stable mold block is formed which can be pushed out after opening one end of the mold chamber. Any number of mold blocks can then be pushed one after the other onto a conveying device, where two mold blocks lying close together form cavities corresponding to the model plates, into which liquid metal can then be poured to form castings.
- a problem that has been known for a long time is that when the molding sand is shot into the molding chambers and when the molding sand is compressed into mold blocks, the air contained in the molding chamber and in the molding sand must escape from the molding chamber, but that at the same time the sand grains of the molding sand must be retained.
- Another problem is that the inner surfaces of the molding chamber are subjected to extremely high wear due to the pressing and grinding action. This applies not only to the molding rails specifically mentioned here for the production of molding blocks, but also to a wide variety of other molding machines in which abrasive material is pressed together.
- the one-piece cladding panels from a hardened steel and to provide nozzle inserts as slot nozzles or ring nozzles in numerous holes in the plates.
- the holes in the lining panels can only be drilled when the panels are uncured.
- the plate hardening, at least surface hardening, must then be carried out in a further manufacturing process.
- the manufacture of the nozzle inserts is also difficult because the slots of the slot nozzles or the nozzle openings of the ring nozzles as a whole have to be large enough to allow the air to escape, on the other hand the gaps have to be so narrow that the grains of sand are retained.
- the effort for equipping the lining plates with the nozzle inserts and the manufacture of the nozzle inserts themselves is associated with an extraordinarily great effort.
- the invention is based on the object of providing a lining plate which is simple to manufacture and has a very high wear resistance in the relevant area.
- the object is achieved in that an inner wear plate is attached to an outer base plate, that the ventilation nozzles are produced by laser beam technology and are located exclusively in the wear plate, and that the base plate has air outlet openings in the area of the ventilation nozzles.
- the lining plate is composed of an inner wear plate and an outer base plate, there are considerable cost advantages with regard to the choice of material, because the base plate is not subject to wear and is primarily designed for pressure and bending strength, an inexpensive steel material can be used.
- the base plate does not need to have greater hardness properties and is therefore easy to machine to produce the numerous air outlet openings.
- the wear plate on the other hand, can be made very thin up to a dimensionally stable sheet, which in turn leads to material and cost savings because a high-quality, fully hardened steel can be used for this.
- the ventilation nozzles can be produced in the hardened wear plate by laser beam technology known per se, and at such a high speed that is far superior in comparison to rough machining.
- the choice or setting of the laser beam makes it possible to produce extremely precise venting nozzles which are uniform in the slot width and which are dimensioned in such a way that the air can escape, but at the same time retain even the smallest sand bodies become.
- the high, automatically controllable laser beam speed only relatively little heating of the surrounding material occurs in the area of the ventilation nozzles to be produced, so that there are no bulges, material distortions or stresses or other surface irregularities.
- Fig. 1 illustrates in perspective a simplified drawing mold chamber 1, consisting of a base plate 2, an upper plate 3 and two side plates 4 and 5.
- the upper plate 3 has, for example, a slot-shaped opening 6, above which in practice a feed hopper or Feeder for shooting in the molding sand is located.
- the press plates with model plates located on the open end faces of the molding chamber in practice are not shown for the sake of simplicity.
- the side plates 4 and 5 and optionally the top plate 3 and also the bottom plate 2 consist of the lining plates according to the invention.
- Each of these plates has an inner wear plate 8 and an outer base body plate 7. As illustrated in particular in FIG. 2, the wear plate 8 has numerous ventilation nozzles 13 which are distributed over the entire surface.
- the venting nozzles 13 are advantageously provided in circular surface areas. Such a circular surface area is shown approximately to scale in FIG. 7, the ventilation nozzles 13 being designed as slots 14 running parallel to one another. These slits 14 are produced by laser beam technology, the laser beam being automatically controllable in such a way that these slits can be produced in seconds.
- the ventilation nozzles 13 are designed as slots which run parallel to one another and which are widened too slightly conically from the inner surface to the outer surface. This conical enlargement results automatically with appropriate selection and adjustment of the laser beam, so that the side of the wear plate on which the laser beam strikes forms the inner surface of the cavity of the molding chamber 1.
- the ventilation nozzles produced by laser beam technology are located exclusively in the wear plate 8.
- the base plate 7 shown in FIGS. 4 and 5 has air outlet openings 9 in the area of the ventilation nozzles 13. As shown in FIG. 4, the air outlet openings 9 in the base plate 7 are designed as cylindrical bores. This can also be clearly seen from FIG. 6.
- the circular surface areas of the venting nozzles 13 according to FIG. 2 are advantageously evenly distributed in rows over the wear plate surface.
- Shear pins 12 (FIGS. 2 and 6) can be inserted into corresponding pin bores 11 between the wear plate 8 and the base plate 7, in particular in the areas outside the mold blocks to be formed. 7 threaded holes 10 can be provided in the outer base plate for fastening the lining plates to outer machine parts, not shown.
- the wear plate 8 can advantageously be fastened to the base plate 7 by means of a heat-resistant two-component adhesive, which can be applied in a flat or striped or punctiform manner. It is advisable to choose a two-component adhesive that consists of a resin, such as epoxy resin, and a hardener, such as polyaminomide. If such a two-component adhesive is selected and the appropriate application technique is used, the wear plate 8 can be removed from the base plate 7 after wear and replaced with a new one. The base plate 7 can then be used as often as desired.
- the material properties of the wear plate and the base plate can be selected for the respective application.
- a hardened wear plate which consists of a steel with medium chemical composition components of 1.55% C, 12% Cr, 0.7% Mo and 1.0% V. It is also advantageous to produce the base plate 7 from a steel with medium chemical composition components 0.16% C, 0.25% Si, 1.15% Mn and 0.95% Cr.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Auskleidungsplatte für Formkammern in Formmaschinen zur Herstellung von Formblöcken oder Gußformen, wobei zahlreiche Teilbereiche mit Entlüftungsdüsen versehen sind.
- Formmaschinen, insbesondere sogenannte kastenlose Formmaschinen, sind in der Praxis in verschiedenen Ausführungen bekannt, beispielsweise aus der DE 42 28 749 C1. Die Formmaschinen dienen dazu, Formblöcke oder Gußformen aus Formsand herzustellen. Was den die Erfindung betreffenden Teil der Formmaschine anbelangt, so besitzt diese eine Formkammer mit einer rechteckigen Bodenplatte, einer Oberplatte und zwei Seitenplatten, die ebenfalls rechteckig ausgebildet sind. Zwei vertikale einander gegenüberliegende Stirnseiten sind dabei offen. Zur Herstellung eines Formblocks wird an die eine Stirnseite eine Preßplatte mit einer inneren Modellplatte herangefahren, so daß diese Stirnseite abgedichtet ist. Eine entsprechende Preßplatte mit nach innen gerichteter Modellplatte schließt auch die andere Stirnseite dichtend ab. Über einen Aufgabetrichter wird sodann Formsand in die Formkammer eingeschossen. Anschließend wird der Formsand durch Wirkung der beiden Preßplatten und der beiden Modellplatten so stark verdichtet bzw. zusammengepreßt, daß ein formbeständiger Formblock entsteht, der nach Öffnen der einen Stirnseite der Formkammer ausgeschoben werden kann. Eine beliebige Anzahl von Formblöcken kann dann nacheinander auf eine Fördervorrichtung geschoben werden, wo jeweils zwei dicht aneinander liegende Formblöcke entsprechend den Modellplatten Hohlräume bilden, in die dann flüssiges Metall zur Bildung von Gußkörpern eingegossen werden kann.
- Ein seit langer Zeit bekanntes Problem besteht darin, daß beim Einschießen des Formsandes in die Formkammern und beim Zusammenpressen des Formsandes zu Formblöcken die in der Formkammer und im Formsand enthaltene Luft aus der Formkammer entweichen muß, daß aber gleichzeitig die Sandkörner des Formsandes zurückgehalten werden müssen. Das weitere Problem besteht darin, daß die Innenflächen der Formkammer durch die Preß- und Schleifwirkung einem außerordentlich hohen Verschleiß unterworfen sind. Dies gilt nicht nur für die hier besonders angesprochenen Formschienen zur Herstellung von Formblöcken, sondern auch für die verschiedensten anderen Formmaschinen, in denen schmirgelndes Material zusammengepreßt wird.
- Um diesen zuvor erläuterten Problemen Herr zu werden, gehört es zum allgemein bekannten Stand der Technik, die einstückigen Verkleidungsplatten aus einem gehärteten Stahl herzustellen und in zahlreichen Bohrungen der Platten Düseneinsätze als Schlitzdüsen oder Ringdüsen vorzusehen. Hierbei ergeben sich aber wieder weitere Schwierigkeiten. Aus Fertigungsgründen kann man die Bohrungen in den Auskleidungsplatten nur in ungehärtetem Zustand der Platten vornehmen. Danach muß dann in einem weiteren Fertigungsvorgang die Plattenhärtung, zumindest eine Oberflächenhärtung, vorgenommen werden. Auch das Herstellen der Düseneinsätze ist mit Schwierigkeiten verbunden, weil die Schlitze der Schlitzdüsen oder die Düsenöffnungen der Ringdüsen insgesamt ausreichend groß sein müssen, um die Luft austreten zu lassen, andererseits müssen die Spalte so schmal sein, daß die Sandkörner zurückgehalten werden. Außerdem ist der Aufwand für die Bestückung der Auskleidungsplatten mit den Düseneinsätzen und das Herstellen der Düseneinsätze selbst mit außerordentlich großem Aufwand verbunden.
- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Auskleidungsplatte zu schaffen, die einfach herzustellen ist und in dem maßgeblichen Bereich eine sehr hohe Verschleißfestigkeit aufweist.
- Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine innere Verschleißplatte an einer äußeren Grundkörperplatte befestigt ist, daß die Entlüftungsdüsen durch Laserstrahltechnik hergestellt sind und sich ausschließlich in der Verschleißplatte befinden, und daß die Grundkörperplatte im Bereich der Entlüftungsdüsen Luftaustrittsöffnungen aufweist.
- Verglichen mit dem Stand der Technik ergibt sich auf diese Weise eine Reihe wesentlicher Vorteile. Dadurch, daß die Auskleidungsplatte aus einer inneren Verschleißplatte und einer äußeren Grundkörperplatte zusammengesetzt ist, ergeben sich erhebliche Kostenvorteile in Bezug auf die Materialauswahl, weil die Grundkörperplatte keinem Verschleiß unterliegt und hauptsächlich auf Druck und Biegefestigkeit auszulegen ist, kann ein kostengünstiges Stahlmaterial Verwendung finden. Die Grundkörperplatte braucht auch nicht größere Härteeigenschaften aufweisen und ist daher zur Herstellung der zahlreichen Luftaustrittsöffnungen leicht zu bearbeiten. Die Verschleißplatte kann dagegen sehr dünn bis hin zu einem formstabilen Blech ausgeführt werden, was wiederum zu einer Material- und Kostenersparnis führt, weil hierfür ein hochwertiger durchgehend gehärteter Stahl Verwendung finden kann. Dabei hat sich im Rahmen der Erfindung überraschenderweise erwiesen, daß die Entlüftungsdüsen durch an sich bekannte Laserstrahltechnik in der gehärteten Verschleißplatte herstellbar sind, und zwar mit einer so großen Geschwindigkeit, die im Vergleich mit einer etwa spanabhebenden Bearbeitung weit überlegen ist. Außerdem hat sich erwiesen, daß durch Wahl bzw. Einstellung des Laserstrahles äußerst präzise und in der Schlitzweite gleichmäßige Entlüftungsdüsen herstellbar sind, die genau so bemessen sind, daß die Luft entweichen kann, gleichzeitig aber auch die kleinsten Sandkörper zurückgehalten werden. Infolge der hohen automatisch steuerbaren Laserstrahlgeschwindigkeit ergeben sich im Bereich der herzustellenden Entlüftungsdüsen auch nur verhältnismäßig geringe Erwärmungen des umgebenden Materials, so daß es nicht zu Auswölbungen, Materialverzerrungen oder - spannungen oder sonstigen Oberflächenungleichmäßigkeiten kommt.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema dargestellt, und zwar zeigen
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Formkammer mit Auskleidungsplatten,
- Fig. 2 eine Ansicht auf eine Verschleißplatte,
- Fig. 3 eine Stirnansicht auf die Verschleißplatte gemäß Fig. 2, die auf einer Grundkörperplatte befestigt ist,
- Fig. 4 eine Ansicht auf die Grundkörperplatte mit Luftaustrittsöffnungen,
- Fig. 5 eine Stirnansicht auf die Grundkörperplatte gemäß Fig. 4,
- Fig. 6 einen Teilschnitt gemäß Schnittlinie VI-VI in Fig. 2 und
- Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus der Verschleißplatte gemäß Fig. 2 mit Darstellung einer Entlüftungsdüse mit Schlitzdüsen, beispielsweise in Originalgröße.
- Fig. 1 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung eine vereinfacht gezeichnete Formkammer 1, bestehend aus einer Bodenplatte 2, einer Oberplatte 3 und zwei Seitenplatten 4 und 5. Die Oberplatte 3 besitzt beispielsweise eine schlitzförmige Öffnung 6, über der sich in der Praxis ein Aufgabetrichter bzw. eine Aufgabevorrichtung zum Einschießen des Formsandes befindet. Die in der Praxis an den offenen Stirnseiten der Formkammer befindlichen Preßplatten mit Modellplatten sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Seitenplatten 4 und 5 und gegebenenfalls die Oberplatte 3 und auch die Bodenplatte 2 bestehen aus den erfindungsgemäßen Auskleidungsplatten. Jede dieser Platten besitzt eine innere Verschleißplatte 8 und eine äußere Grundkörperplatte 7. Wie insbesondere Fig. 2 veranschaulicht, besitzt die Verschleißplatte 8 zahlreiche Entlüftungsdüsen 13, die über die gesamte Fläche verteilt sind. Der Einfachheit halber sind nur einige Teilreihen der Düsen dargestellt. Vorteilhafterweise sind die Entlüftungsdüsen 13 in Kreisflächenbereichen vorgesehen. Ein solcher Kreisflächenbereich ist in Fig. 7 etwa maßstabsgerecht gezeigt, wobei die Entlüftungsdüsen 13 als parallel zueinander verlaufende Schlitze 14 ausgebildet sind. Diese Schlitze 14 sind durch Laserstrahltechnik hergestellt, wobei der Laserstrahl automatisch so steuerbar ist, daß sich diese Schlitze in Sekundengeschwindigkeit herstellen lassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind die Entlüftungsdüsen 13 als parallel zueinander verlaufende Schlitze ausgebildet, welche von der Innenfläche nach der Außenfläche zu leicht konisch erweitert sind. Diese konische Erweiterung ergibt sich automatisch bei entsprechender Wahl und Einstellung des Laserstrahles, so daß diejenige Seite der Verschleißplatte, an der der Laserstrahl auftrifft, die Innenfläche zum Hohlraum der Formkammer 1 bildet. Die durch Laserstrahltechnik hergestellten Entlüftungsdüsen befinden sich ausschließlich in der Verschleißplatte 8.
- Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Grundkörperplatte 7 besitzt im Bereich der Entlüftungsdüsen 13 Luftaustrittsöffnungen 9. Wie Fig. 4 zeigt, sind die Luftaustrittsöffnungen 9 in der Grundkörperplatte 7 als zylindrische Bohrungen ausgebildet. Dies ist auch aus der Fig. 6 deutlich ersichtlich.
- Wie zuvor bereits erwähnt, sind die Kreisflächenbereiche der Entlüftungsdüsen 13 gemäß Fig. 2 vorteilhafterweise in Reihen gleichmäßig über die Verschleißplattenfläche verteilt.
- Zwischen der Verschleißplatte 8 und der Grundkörperplatte 7, insbesondere in den Bereichen außerhalb der zu bildenden Formblöcke, können Scherstifte 12 (Fig. 2 und Fig. 6) in entsprechende Stiftbohrungen 11 eingesetzt werden. Zur Befestigung der Auskleidungsplatten an äußeren nicht gezeichneten Maschinenteilen können in der äußeren Grundkörperplatte 7 Gewindebohrungen 10 vorgesehen werden.
- Die Befestigung der Verschleißplatte 8 an der Grundkörperplatte 7 kann vorteilhafterweise mittels eines hitzebeständigen Zweikomponenteklebers erfolgen, welcher flächig oder streifenförmig oder punktförmig aufgetragen werden kann. Es empfiehlt sich, einen Zweikomponentenkleber zu wählen, der aus einem Harz, wie Epoxidharz, und einem Härter, wie Polyaminomid, besteht. Bei Wahl eines solchen Zweikomponentenklebers und bei entsprechender Auftragetechnik läßt sich die Verschleißplatte 8 nach Verschleiß von der Grundkörperplatte 7 abnehmen und durch eine neue ersetzt werden. Die Grundkörperplatte 7 kann dann beliebig oft immer weiter verwendet werden.
- Es versteht sich, daß die Materialeigenschaften der Verschleißplatte und der Grundkörperplatte für den jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden können. Für den hier besonders hervorgehobenen Anwendungsfall als Auskleidungsplatte für Formkammern hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine gehärtete Verschleißplatte zu wählen, die aus einem Stahl mit mittleren chemischen Zusammensetzungskomponenten von 1,55% C, 12% Cr, 0,7% Mo und 1,0% V besteht. Dabei ist ferner vorteilhaft, die Grundkörperplatte 7 aus einem Stahl herzustellen mit mittleren chemischen Zusammensetzungskomponenten 0,16% C, 0,25% Si, 1,15% Mn und 0,95% Cr.
Claims (9)
- Auskleidungsplatte für Formkammern (1) in Formmaschinen zur Herstellung von Formblöcken oder Gußformen, wobei zahlreiche Teilbereiche mit Entlüftungsdüsen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Verschleißplatte (8) an einer äußeren Grundkörperplatte (7) befestigt ist, daß die Entlüftungsdüsen (13) durch Laserstrahltechnik hergestellt sind und sich ausschließlich in der Verschleißplatte (8) befinden, und daß die Grundkörperplatte (7) im Bereich der Entlüftungsdüsen (13) Luftaustrittsöffnungen (9) aufweist.
- Auskleidungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsdüsen (13) als parallel zueinander verlaufende Schlitze (14) ausgebildet sind, welche von der Innenfläche nach der Außenfläche zu leicht konisch erweitert sind.
- Auskleidungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsdüsen (13) in Kreisflächenbereichen vorgesehen sind, und daß die Luftaustrittsöffnungen (9) in der Grundkörperplatte (7) als zylindrische Bohrungen ausgebildet sind.
- Auskleidungsplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisflächenbereiche der Entlüftungsdüsen (13) reihenweise gleichmäßig über die Verschleißplattenfläche verteilt sind.
- Auskleidungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Verschleißplatte (8) an der Grundkörperplatte (7) mittels eines hitzebeständigen Zweikomponentenklebers erfolgt, welcher flächig oder streifenförmig oder punktförmig aufgetragen ist.
- Auskleidungsplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweikomponentenkleber aus einem Harz, wie Epoxidharz, und einem Härter, wie Polyaminomid, besteht.
- Auskleidungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verschleißplatte (8) und der Grundkörperplatte (7), insbesondere in den Bereichen außerhalb der zu bildenden Formblöcke, Scherstifte (12) eingesetzt sind.
- Auskleidungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißplatte (8) gehärtet ist und aus einem Stahl mit mittleren chemischen Zusammensetzungskomponenten von 1,55% C, 12% Cr, 0,7% Mo und 1,0% V besteht.
- Auskleidungsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörperplatte (7) aus einem Stahl mit mittleren chemischen Zusammensetzungskomponenten von 0,16% C, 0,25% Si, 1,15% Mn und 0,95% Cr besteht.
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