BE1027183B1 - Werkwijze en inrichting voor het gieten van een rotor van een compressor-, vacuümpomp- en/of expanderinrichting met een longitudinale as - Google Patents

Abstract

Een werkwijze voor het gieten van een rotor (2) met een longitudinale as (12), waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: a. het vormen van een groenezandvorm (3) met een holte (4), waarbij de holte (4) geconfigureerd is voor het bevatten van een kern (5) met een vormholte (6) zodat een longitudinale as van de vormholte (6) samenvalt met de longitudinale as (15) van de in de vormholte (6) vormgegeven rotor (2); b. het plaatsen van de kern (5) in de holte (4); en c. het door een inlaat (7) van de kern (5) gieten van gesmolten gietmateriaal in de vormholte (6) en het volledig vullen van de vormholte (6) met gietmateriaal, daardoor gekenmerkt dat, de holte (4) gedurende stap c door kantelmiddelen (16) in een gekantelde positie gehouden wordt waarbij de longitudinale as van de vormholte (6) ten opzichte van een gravitationeel verticale richting en gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd is.

Description

Werkwijze en inrichting voor het gieten van een rotor van sen COMpressor-, vacuümpomp- en/of expanderinrichting met een longitudinale as.

ß ; rés otre eee een een rene ee ne is | De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en | inrichting voor het gieten van een rotor met een | longitudinale as vcor een compressor-, vacutmpomp- en/of | expanderinrichting.

| Met een ‘longitudinale as’ wordt een rechte of substantieel 9 rechte as bedoeld waarrond de rotor cf ten minste een 9 substantieel deel van de rotor azisymetrisch is, # 15 Meer speciaal heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze en inrichting voor het gieten van sen omvangrijke rotor met cen longitudinale as voor een compressor, vacuümpomep- of expanderinrichting, Met een ‘omvangrijke rotor’ wordt hierbij bedoeld een rotor met een dimensie volgens de longitudinale as van typisch minstens 650 millimeter.

Uit de stand der techniek zijn gletprocessen gekend waarbij via een gielkanaal gesmolten gietmateriaal, typisch grijs of nodulair gietijzer, in een vormholte van een kern in een zandvorm gegoten wordt en waarbij door het vullen van de vormholte in de kern met dit gesmolten gietmateriaal door sen oppervlak van de vormholte een gietstuk gevormd wordt.

De vormholte in de kern is cp één of meerdere posities waar : tijdens het vormen van het gietstuk het gesmolten gietmateriaal het laatst dient te stollen, extern voorzien van een opkomer in de zandvorm.

S De opkomer doet hierbij dienst als reservoir voor overtollig gesmolten giermateriaal madat de vormholte volledig of | nagenoeg volledig met gietmateriaal gevuld is, uit welk : reservoir gesmolten gietmateriaal terug naar en in de : 10 vormhoite aangezogen kan worden door krimpen van het gietstuk | tijdens het stollen van dit gietstuk. Op deze manier wordt 9 vorming van niet met gietmateriaal gevulde gaten in het 9 gietstuk ten gevolge van het krimpen van het gietstuk tijdens | het stollen vermeden. 9 15 De iocatie van de éèn of meerdere posities waar een opkomer voorzien is, is kritisch voor het oftewel verminderen in aantal en/of volume, oftewel vermijden van deze niet met gietmateriaal gevuide gaten in het cietstuk.

Omvangrijke gietstukken met sen longitudinale as worden typisch horizontaal gegoten, Met ‘omvangrijke gietstukken’ worden hierbij gietstukken bedoeld met een dimensie volgens de longitudinale as van typisch minstens 650 millimeter. Met ‘horizontaal gegoten’ wordt hierbij bedoeld dat een longitudinale as van de vormholte, die samenvalt met de longitudinale as van het gietstuk nadat het gietstuk in de kern gevormd is door het volledig of nagenoeg volledig vullen van de vormholte met gietmateriaal, zich in een gravitationeel horizontaal vlak uitstrekt. 9 Met een ‘gravitationeel horizontaal vlak’ wordt een vlak | 5 bedoeld dat loodrecht staat op een richting waarin een | voornaamste zwaartekracht, typisch de aantrekkingskracht van | de aarde, op het gietmateriaal uitgeoefend wordt, Met andere | woorden wordt met een ‘gravitationeel horizontaal vlak’ een | viak bedoeld dat waterpas georiënteerd is. | 10 9 De rotor van een COMDrIeSSarr, vacuimpomp- en/of 9 expanderinrichting kan echter slechts moeilijk of niet | horizontaal gegoten worden, Door een vaak min of meer complexe geometrie van een dergelijke rotor, bijvoorbeeld een schroefrotor met helische iobben, is het moeilijk of onmogelijk om met een beperkt aantal opkomers de vorming van niet met gietmateriaal gevulde gaten in het gietstuk te verminderen en/of vermijden.

Bovendien zuilen hierdoor onzuiverheden die in het gesmolten gietmateriaal aanwezig zouden zijn en/of inhomogeniteiten die bij het stollen van het gietmateriaal in de vormholte zouden ontstaan, niet door flotatie op het nog gesmolten gietmateriaal in de vormholte via de copkomer uit de vormholte weggevoerd kunnen worden, Bijvoorbeeld voor rotoren die gegoten worden in G5645 nodulair gietijzer, doen de voornoemde inhomogeniteiten zich voornamelijk voor onder de vorm van orafietfiotatie.

à Wanneer deze onzuiverheden en/of inhomogeniteiten tijdens stollen van het gietmateriaal in de vormholte incesloten ; raken in het materiaal van de gevormde rotor als uiteindelijk | product van het gietproces, zorgen ze voor een ongelijke | 5 verdeling van gewicht en bijgevolg onbalans rond de 9 iongitudinale as van deze gevormde rotor.

De aanwezigheid 9 van onzuiverheden en/of inhomogeniteiten in het materiaal | van de gevormde rotor kan ook een negatieve invloed ebben | op oppervlaktekwaliteit en/of mechanische eigenschappen van | 10 de gevormde rotor, zoals sterkte en/of stijfheid, 9 Om de voorgaande redenen kan het zijn dat de kwaliteit van # een horizontaal gegoten rotor niet voldoet aan bepaalde vooropgestelde vereisten en/of dat een extern oppervlak van deze rotor na het gietproces nog tol een zekere diepte bewerkt dient te worden, hetgeen nabewerkingskosten van de gevormde rotor verhoogt, Ten gevolge van de voornoemde nadelen van het horizontaal gieten van rotoren van een compressor-, vacuümpomnp- en/of expanderinrichting, worden deze rotoren meestal verticaal gegolen, Mer ‘verticaal gegoten’ wordt hierbij bedoeld dat een longitudinale as van de vormholte, die samenvalt met de longitudinale as van het gietstuk nadat het gietstuk in de kern gevormd is door het volledig of nagenoeg volledig vullen van de vormholte met gietmateriaal, zich in sen gravitationeel verticale richting uitstrekt.

Met een ‘“gravitationeel verticale richting’ wordt een richting bedoeld die evenwijdig is met een richting waarin een voornaamste zwaartekracht, typisch de aantrekkingskracht | van de aarde, op het gietmateriaal uitgeoefend wordt. Met { 5 andere woorden wordt met een ‘gravitationeel verticale à richting’ een richting bedoeld die loodrecht staat on een | waterpas georiënteerd vlak. 9 Het verticaal gieten van rotoren stelt bepaalde beperkingen | 10 met betrekking tot een hoogte van de zandvorm volgens een : gravitationeel verticale richting en/of met betrekking tot 9 het materiaal waaruit de zandvorm gemaakt is. 9 Omwille van het verticaal gieten dient de gietvorm langs deze hoogte niet enkel plaats te bieden aan de kern voor de te gieten rotor, maar ook aan een opkomer die zich boven deze kern volgens een gravitaticneel verticale richting uitstrekt en waarin een zekere drukhoogte dient gewaarborgd te worden.

Ten opzichte van het horizontaal gieten van sen omvangrijke rotor, is er bij het verticaal gieten van een omvangrijke rotor met dezelide dimensies sprake van een hogere statische ; druk en impact van het gesmolten gietmateriaal op de kern en als dusdanig onrechtstreeks op de zandvorm, aangezien de hoogte van de kern volgens een gravitaticneel verticale richting bij het verticaal gieten dan groter is. Om die reden wordt in de huidige stand der techniek bij het | verticaal gieten van omvangrijke rotoren gebruik gemaakt van een zandvorm uit harsgebonden vormzand, zoals bijvoorbeeld furaanzand, De productie van harsgebonden vormzand heeft echter een : 5 aantal beperkingen, Een eerste beperking is een lage efficiëntie waarmee een harsgebonden vormzand te produceren is, aangezien een hars na aanbrenging op zand een zekere uithardingstijd nodig ; 10 heeft. : Een tweede beperking is een hogere productiekost: van | harsgebonden vormzand in vergelijking met een niet- # narsgebonden, maar kleigebonden grcen zand, net door het gebruik van hars met een uithardingsmiddel, Daardoor lict de productiekost voor harsgebonden vormzand typisch 15 à 208 hoger dan deze voor niet-harsgebonden groen zand.

Groenezandvormen worden gemaakt uit ‘nat zand’ Dit nat zand omvat naast zand, typisch kwartszand, ook water en klei als bindmiddel, zoals bijvoorbeeld bentoniet of een andere organische klei, Klassiek worden gietstukken in groenezandvormen geproduceerd met behulp van een semi-automatische schok-pers-wentel- vormmachine.

Dergelijke semi-automatische schok-pers-wentel-vormmachine impliceert het nadeel van een aantal penodigde manuele verrichtingen en een bijbehorende bedrijfsonzekerheid.

Een groenezandvorm die mechanisch minder sterk en stabiel is dan cen zandvorm uit harsgebonden zand kan tijdens deze manuele verrichtingen bijvoorbeeld beschadigd worden, hetgeen het bereiken en/of verzekeren van ser vooropgesteld kwaliteitsniveau voor de rotor als uiteindelijk product : 5 bemoeilijkt.

Het gebruik van een automatische vormlijn voor het gieten van een rotor in een groenezandvorm heeft de voordelen van een hogere productie-efficiëntie, afwezigheid van manuele 9 12 verrichtingen en bijgevolg een stabieler kwaliteitsniveau : voor de rotor als uiteindelijk product dan bij het gebruik | van een semi-sutomatische schok-pers-wentel-vormmachine. 9 Een dergelijke automatische vormlijn is bij verticaal gieten / 15 van een rotor echter nog steeds wel beperkt wat betreft de hoogte van de gevormde rotor tot typisch maximaal 650 millimeter, om de statische druk en/of impact van gesmolten gietmateriaal in de groenezandvorm tijdens het gieten van de rotor te beperken en zodoende de groenezandvorn te beschermen tegen bezwijken onder deze statische druk en/of impact.

Verticaal gieten van rotoren met een dimensie volgens hun iongitudinale as typisch groter dan 650 millimeter ie bijgevolg niet mogelijk met behulp van een groenezandvorm op een automatische vormlijn.

De huidige uitvinding heeft als doel om aan minstens één van de vocrncemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden, 3D Meer specifiek heeft de huidige uitvinding tot doel om het gieten van omvangrijke rotoren, d.w.z. rotoren met een dimensie volgens hun longitudinale as die typisch groter is dan 650 millimeter, in een groenezandvorm mogelijk te maken, De huidige uitvinding heeft een werkwijze voor het gieten [ 5 van een rotor met een longitudinale as voor een 9 COMDressor-, vacuümpomp- en/cË expanderinrichting als : voorwerp, | waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: 9 a. het vormen van een groenezandvorm met een holte, waarbij : 10 de holte geconfigureerd is voor het bevatten van een | kern met een vormholte, waarbij een oppervlak van de 9 vormhoite geconfigureerd is voor het vormgeven van de | rotor zodanig dat een longitudinale as van de vormholte 9 samenvalt met de longitudinale as van de in de vormholte vormgegeven rotor: b. het plaatsen van de kern in de holte: en c.het door een inlaat van de kern gieten van gesmolten gietmateriaal in de vormhoite en het volledig of nagenoeg volledig vullen van de vormhoite met gietmateriaal om de rotor te vormen, met ais karakteristiek kenmerk dat de holte gedurende stap © door kantelmiddelen in een gekantelde positie gehouden wordt waarbij de longitudinale as van de vormhoite ten opzichte van een gravitationeel verticale richting en ten opzichte van een gravitationeel horizontaal viak geïnciineerd is, De term “geïnciineerd’ is in deze context synoniem voor ‘niet-evenwiidig”.

Een voordeel van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is dat, wanneer de holte zich in de voornoemde gekantelde à positie bevindt, de statische druk en/of impact van het 9 gietmateriaal van de vormgegeven rotor op het oppervlak van | 5 de vormhoite in de kern kleiner is dan wanneer eenzelfde 9 rotor verticaal gegoten wordt.

Tegelijkertijd kunnen | onzuiverheden en/of inhomogeniteiten in het gesmolten 9 gietmateriaal in de vormholte door flotatie op dit gesmolten : gietmateriaal in grotere mate geconcentreerd worden dan | 18 wanneer eenzelfde rotor horizontaal gegoten wordt en 9 eventueel via een opkomer uit de vormholte afgevoerd worden, 9 hetgeen kwaliteitseigenschappen van de gevormde rotor als | uiteindelijk product verbetert,

Hierdoor wordt het mogelijk omvangrijkere rotoren van een compressor, vacuümpomp- en/of expanderinrichting, d.w.z, rotoren met een dimensie volgens hun longitudinale as die typisch groter is dan 650 millimeter, te gieten met behulp van een groenezandvorm, waarbij deze rotoren voldoen aan vooropgestelde kwaliteitsvereisten wat betreft oppervlaktekwaliteit en/of mechanische eigenschappen en/of een evenwichtige balans van gewicht rond de longitudinale as,

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is, gedurende stap c, de longitudinale as van de vormhoite ten opzichte van een gravitationeel horizontale vlak over een hoek van minimaal 5°, bij voorkeur minimaal 10°, bij grotere voorkeur minimaal 15°, bij nog {

grotere voorkeur minimaal 20° geïnclineerd.

Door het insteilen van een minimale hoek waarover de longitudinale as van de vormholte gedurende BLap © geïnclineerd is, wordt het risico verkieind en/of geëlimineerd dat onzuiverheden en/of inhomogeniteiten in het 9 3 gesmolten gietmateriaal niet door flotatie geconcentreerd en | aïgevoerd kunnen worden, maar als verontreiniging in de | gevormde rotor als uiteindelijk product van het cietproces | achterblijven, 9 190 In een volgende voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de 9 werkwijze van de uitvinding is, gedurende stap cc, de 9 longitudinale as van de vormholte ten opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak over een hoek van maximaal 45°, bij voorkeur maximaal 40°, bij grotere voorkeur maximaal 35°, bij nog grotere voorkeur maximaal 30° geinclineerd.

Door het instellen van een maximale hoek waarover de longitudinale as van de vormholte gedurende stap © geïnciineerd is, kunnen omvangrijke rotoren gegoten worden met behulp van een grcenezandvorm met een hoogte van maximaal 650 millimeter met betrekking tot een gravitaticneel verticale richting, aangezien net risico dat de groenezandvorm bezwijkt onder de statische druk en/of impact van het gesmolten gietmateriaal in de vormholte, verkleind en/of geëlimineerd wordt.

Preferentieel wordt in de werkwijze volgens de uitvinding, de hoite gedurende stap c zodanig in de gekantelde positie genouden dat de vormholte zich ten opzichte van de inlaat opwaarts met betrekking tot de gravitationeel verticale richting uitstrekt.

iet voordeel van een dergelijke pcsitionering van de vormholte Len opzichte van de inlaat is dat de inlaat zich zo tijdens stap c onder een bovenoppervlak van gesmolten

9 gietmateriaal in de vormholte zal bevinden.

Hierdoor is er

9 5 slechts sen minimale verstoring van dit bovenoppervlak door

: nieuw gesmolten gietmateriaal dat door de inlaat in de

F vormhoite gegoten wordt, hetgeen zorgt voor een ontimale

9 flotatie van onzuiverheden en/of inhomogeniteiten op het

| gesmolten gietmateriaal in de vormholte,

In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gedurende stap c de hoek waarover de longitudinale as van de vormholte ten opzichte van een gravitationeel verticale richting en ten opzichte van een gravitationeel horizontaal viak geïnclineerd is, door blokkeringsmiddelen vastgezet.

Dit heeft als voordeel dat schokken van de groenezandvorm tijdens het gieten van de rotor tot een minimum beperkt worden, waardoor het risico op beschadigingen van de groenezandvorm tijdens het gieten eveneens beperkt blijft, Bij voorkeur wordt in de werkwijze volgens de uitvinding gedurende stap b de holte in de voorncemde gekantelde positie gehouden, Op die manier kan de groenezandvorm na het plaatsen van de kern in stap b gebruikt worden in stap co zonder de gekantelde positie van de holte Le moeten wijzigen door kantelen van de { groenezandvorm.

Dit vermindert hat risico dat de groenezandvorm bij overgang van stap b naar stap c beschadigd zou worden, aangezien schokken van de groenezandvorm die met het kantelen gepaard kunnen gaan, vermeden worden, Bovendien kan de Lijd om de werkwijze uit te voeren gereduceerd worden, | aangezien er op deze manier geen tijd dient gestoken te | 5 worden in het kantelen van de groenezandvorm tussen stap D 9 en Stap c, Daarenboven wordt de werkwijze op deze manier | senvoudiger, wat automatisatie van de werkwijze 9 vergemakkelijkt. 9 10 Volgens een nog meer voorkeurdragend kenmerk van deze 9 uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, : wordt gedurende stap a de holte in de voornoemde gekantelde 9 positie in de groenezandvorm gevormd.

13 Hierdoor kan de gekantelde positie van de holte gedurende de hele werkwijze volgens de uitvinding constant blijven zonder dat de grcenezandvorm tijdens de werkwijze op één of andere manier gekanteld dient te worden, wat het risico op beschadiging van de grvoenezandvorm door schokken bij overgang van stap a naar stap b verkleint en wat automatisatie van de werkwijze vergemakkelijkt. Preferentieel wordt de groenezandvorm met de holte tijdens sap a gevormd door groen zand op een vormplaat Le storten en aan Le drukken, welke vormplaat voorzien is van sen uitstekend patroon dat geconfigureerd is om de holte in de groenezandvorm te vormen, Het gebruik van een vormplaat met een patroon maakt het mogelijk op een reproduceerbare wijze de holte in de groenezandvorm te vormen.

Bovendien wordt het door gebruik te maken van een vormplaat mogelijk om de holte op een : (semi-)automatische wijze te vormen. | 5 In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de werkwijze 9 volgens de uitvinding waarbij gedurende stap a de holte in 9 de voornoemde gekantelde positie in de groenezandvorm : gevormd wordt en de groenezandvorm met de holte gevormd wordt | door groen zand op de voornoemde vormplast met voornoemd : 10 uitstekend patroon te storten en aan te drukken, omvat de 9 vormplaar meerdere ten opzichte van elkaar gekantelde vlakke # platen, waarbij ten minste één van deze vlakke platen | voorzien is van het ultstekend patroon en ten opzichte van sen gravitationeel horizontaal vlak gekanteld is onder een hoek die overeenkomt met de voornoemde gekantelde positie, Up die manier wordt slechts een deel van de vormplaat gebruikt om de holte in de groenezandvorm in de gekantelde positie te vormen, terwijl andere delen van de vormplaat in een meer conventionele positie evenwijdig met aen gravitationeei horizontaal vlak gehouden kunnen worden.

Als dusdanig kan de holte in gekantelde positie gevormd en ingegoten worden, terwijl de groenezandvorm rond deze holte in een horizontale positie gehouden kan worden, Hierdoor dient de mogelijk zware groenezandvorm tijdens de werkwijze niet gekanteld te worden.

Bovendien zorgt dit ervoor dat een gietkanaal en een opkomer in de grvenezandvorm steeds volgens een gravitationeel verticale richting georiënteerd kunnen zijn.

Daarenboven dient het gietkanaal niet verlengd te worden bij een grotere kanteling van de oroenezandvorm ten opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak, hetgeen ; wel zo zou zijn in het geval de hele groenezandvorm mee met 9 de holte gekanteld zou moeten worden, 9 5 Als voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de werkwijze | voigens de uitvinding op een automatische vormliin 9 uitgevoerd. | Dit verkleint het risico op beschadigingen van de | id groenezandvorm en/of fouten in het uitvceren van de werkwijze : ten gevoige van manuele verrichtingen op de groenezandvorm. 9 Bij voorkeur wordt vóór stap co het gesmolten gietmateriaal 9 door een metaalfilter gefilterd, { 15 Het filteren van het gesmolten gietmateriaal vóór stap © heeft als voordelen dat “ onzuiverheden uit het gesmoiten gietmateriaal verwijderd worden, wat een betere onpervlaktekwaliteit en/of mechanische eigenschappen en bijgevolg een lagere afkeuringsgreaad van de gevormde rctoren met zich mesorengt: en - de noot aan een fuik voor metaalslakken en/of andere cenodigdheden om de inlaat van de groenezandvorm te voorzien van een laminaire stroom van zuiver gesmolten gietmateriaal geëlimineerd kan worden.

In een Laatste voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de werkwijze verder de stap van het positioneren van de groenezandvorm, waarbij een bovenzijde van de groenszandvorm gedurende stap c door nivelleringsmiddelen in een met een gravitationeel horizontaal vlak evenwijdige positie gehouden wordt. | Het voordeel van de horizontale oriëntering van de bovenzijde 9 3 van de groenezandvorm, terwijl de holte nochtans in de 9 gekantelde positie gehouden wordt, is dat een lengte van het | gietkanaal en/of een oriëntatie van een verbinding tussen de 9 opkomer en een buitenkant van de groenezandvorm nagenoeg | vastligt, ongeacht de mate waarin de holte gekanteld is. 9 10 Indien de groenezandvorm mes met de holte gekanteld zou 9 worden, dient de lengte van het gietkanaal verlengd te worden 9 wanneer de longitudinale as van de vormholte volgens een | grotere hoek ten opzichte van een gravitationseel vlak 15 geînclineerd wordt.

Bovendien kan het zijn dat de verbinding tussen de opkomer en de buitenkant van de groenezandvorm bij een ten opzichte van een gravitationeel vlak geïnclineerde positie van de bovenzijde van de groenerandvorm niet meer evenwijdig met een gravitationeel verticale richting te oriënteren is, hetgeen de te bereiken drukhoogte in de opkomer beperkt.

De uitvinding betreft ook een inrichting voor het gieten van een rotor van sen COMpressor-, vacuuümponp- en/of 23 æxpanderinrichting met een longitudinale as, waarbij de inrichting geconfigureerd is voor het uitvoeren van een werkwijze die volgende stappen omvat: a, het vormen van een groenezandvorm met een holte, waarbij de holte geconfigureerd is voor het bevatten van een kern met een vormholte, waarbij een oppervlak van de vormholte geconfigureerd is voor het vormgeven van de rotor zodanig dat een longitudinale as van de vormholte samenvalt met de longitudinale as van de in de vormholte vormgegeven rotor: 9 D. het plaatsen van de kern in de holte; en | 5 cg, het door een inlaat van de kern gieten van gesmolten | gietmateriaal in de vormholte en het volledig of | nagenseg volledig vuilen van de vormholte met | gietmateriaal om de rotor te vormen, : met als karakteristiek kenmerk dat de inrichting voorzien is 9 10 wan kantelmiddelen geconfigureerd om de holte gedurende | Stap c in een gekantelde positie te houden waarbij de # longitudinale as van de vormholte ten opzichte van een gravitationeel verticale richting en ten opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd is.

De voordelen van een dergelijke inrichting zijn vanzelfsprekend gelijkaardig aan de voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding. Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te Lonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende toepassingen beschreven van de werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur la een conventionele inrichting voor het horizontaal gieten van een rotor voor een compressur-, vacuimpomp- en/of expanderinrichting weergeeft; figuur 15 een conventionele inrichting voor het { verticaal gieten van een rotor voor een compressor-, vacuümpomp- en/of expanderinrichting weergeeft;

figuur 22 een inrichting volgens de uitvinding weergeeft voor het gieten van een rotor van een COMPTESSOT-, vacuimpomp- en/of expanderinrichting met ; een longitudinale as; # 5 figuur 2b een variant van de inrichting in figuur 2a 9 weergeeft: | figuur 3 een variant van de inrichting in figuur Za en 9 25 weergeeft; | figuur 4 een werkwijze volgens de uitvinding weergeeft 9 10 voor het gisten van een rotor van een conpressor-, | vacuïimpomp- en/of expanderinrichting met een : longitudinale as.

Een conventionele inrichting 1 voor het horizontaal gieten van een rotor 2 van een COMDreSsor-, vacuünpomp- en/of expanderinrichting in een groenezandvorm 3 is weergegeven in figuur la. in deze groenezandvorm 3 is een holte 4 gevormd, welke holte 4 geconfigureerd is om een kern 5 met een vormnolte 6 te bevatten, Bij het horizontaal gieten van de rotor 2 wordt gesmolten gietmateriaal door een inlaat 7 van de kern 5 in de vormhoite 6 gegoten en wordt de vormhoite & volledig of nagenveg volledig met gietmateriaal gevuld om de rotor 2 in de vormholite 6 te vormen.

De groenezandvorm 3 en of kern 5 kan meerdere afzonderlijke delen omvatten.

Typisch bestaat de groenezandvorm 3 uit twee helften 8, 9, waarbij de holte 4 zich uitstrekt langs weerszijden van een deelvlak tussen deze twee helften B, 5. | De groenezandvorm 3 is voorzien van een gietinrichting 10 | 5 die een gietkanaal 11 omvat met aan de buitenkant van de groenezandvorm 3 een giettrechter 12 en aan de inlaat 7 van { de kern 5 een aanvoergoot 13, langs welke gietinrichting 10 | gesmolten gieimateriaal naar en in de inlast 7 van de kern 5 : geleid kan worden, : 10 | De groenezandvorm 3 is Levens voorzien van een opkomer 14, 9 waarlangs gesmolten gietmateriaal de vormholte 6 kan 9 verlaten en waar zich een reservoir aan gesmolten | gietmateriaal kan vormen wanneer de vormholte 6 volledig of 9 43 nagenoeg volledig met gietmateriaal gevuld is.

Bij het 9 stoilen van de rotor 2 in de vormholte 6 zal de rotor 2 | krimpen, waardoor gesmolten gietmateriaal uit het reservoir 1 van de opkomer 14 terug aangezogen wordt naar en in de vormhoite 6. Op deze manier wordt de vorming van niet met gietmateriaal gevulde gaten in de gegcten rotor 2 tijdens het stollen van de rotor 2 vermeden of alleszins verminderd.

De term ‘horizontaal gieten’ impliceert dat, wanneer de vormhoite 6 voiledig of nagenoeg volledig met gietmateriaal gevuid is en bijgevolg de rotor 2 in de vormhoite 6 gevornd is, de longitudinale as 15 van de gevormde rotor 2 in een gravitationeei horizontaal vlak ligt.

Door de min of meer complexe geometrie van een rotor van een compressor-, vacuûmpomp- en/cË expanderinrichting en de pcsitionering van een enkele opkomer 14 in figuur la is duidelijk af te leiden dat onzuiverheden en/of î inhomogeniteiten slechts in beperkte mate door flotatie cp het bovenoppervlak van gesmciten oietmateriaal in de [ vormhoite 6 via de opkomer lé uit de vormhoite 6 te [ S verwijderen zijn.

Een groot deel van deze onzuiverheden en/of 9 inhomogeniteiten zal terechtkomen in een met betrekking tot | een gravitationeel verticale richting bovenste deel van de 9 vormhoite 6, alwaar ze tijdens het stollen van de rotor 2 | als verontreiniging in de gevormde rotor 2 ingesloten worden. : 19 Deze verontreiniging kan een negatieve invloed heboen cp : opperviaktekwaliteit en/of mechanische eigenschappen en/of | sen evenwichtige verdeling van gewicht rond de longitudinale 9 as 15 van de gevormde rotor 2 als uiteindelijk product. 9 15 Een couventionele inrichting 1° voor het verticaal gieten 9 van een rotor Z van een compressor, vacuünporp- en/of 9 expanderinrichting in een harsgebonden zandvorm 3’ is weergegeven in figuur ib, Naast de kern 5 dient de harsgebonden zandvorm 3’ in de cichting van de longitudinale as 15 van de gevormde rotor 2 in de vormhoite 6 nu ook de opkomer 14 volgens zijn langste dimensie op te nemen, hetgeen een verlies van nuttige ruimte voor de kern 5 in de harsgebonden zanodvorm 3° impliceert en bijgevolg een verspilling van zand in de harsgebonden zandvorm 3°. Daarenboven is in dit geval sen benodigde lengte van het gietkanaal 11 in de harsgebonden zandvorm 3’ groter dan bij het horizontaal gieten van een rotor 2 met dezelfde dimensies zoals weergegeven in figuur la,

In figuur Za wordt een uitvoeringsvorm van de inrichting voigens de uilvinding weergegeven, : De groenezandvorm 3 wordt tijdens het gieten van de rotor 2 { 3 Samen met een kern 5 in holte 4 door kantelmiddelen 16 in | een gekantelde positie gehouden, waarbij de iongitudinale as | 15 van de uiteindelijk gevormde rotor 2 ten opzichte van sen 9 gravitationeel verticale richting en ten opzichte van sen : gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd is.

De 9 10 vormhoite 6 strekt: zich ten opzichte van de inlaat 7 ocwaarts | met betrekking tot een gravitationsel verticale richting 9 uit.

De kantelmiddelen 16 zijn typisch een verhogende ondersteuning waarop de groenezandvorm 3 langs één van zijn zijden wordt gelegd, zoals weergegeven in figuur 2a, of een hijsinrichting die geconfigureerd is om de groenezandvorm 2 langs één zijde te kunnen optillen, Het is uiteraard ook niet uitgesloten dat de kantelmiddelen 16 bestaan uit een zandvorm 3 waarbij een grondvlak van deze zandvorm 3 evenwijdig is met een gravitationaal horizontaal vlak en het deelvlak tussen de helften 8, 9 geïnclineerd is ten opzichte van een gravitationsel horizontaal vlak.

In dit geval zijn het deelvlak tussen de helften 8, 9 van de groenezandvorm 3 en de kern 5 ten opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd onder sen hoek van 15°. Deze hoek kan door biokkeringsmiddelen, die in dit geval samenvallen met de kantelmiddelen 16, vastgezet worden,

2i De aanvoergoot 13 kan optioneel voorzien zijn van een 9 metaalfilter 17. Deze metaalfilter 17 is typisch gemaakt uit : een keramisch schuim. Het gebruik van een metaalfilter 17 { vlak voor de inlaat 7 heeft de volgende voordelen: | 5 - het luwern van een turbulente stroom van gesmolten 9 gietmateriaal komende uit het gietkanaal 11 vooraleer 9 het in de inlaat 7 van de kern 5 geleid wordt, waardoor | de vormhoite 6 op een homogene wijze gevuld kan worden 9 en er zo minder of zelis geen vorming van [ 10 inhomogeniteiten en/of erosie in de vormholte 6 $ optreedt; 9 - het verwijderen van onzuiverheden in het gesmolten : gietmateriaal komende uit het gietkanaal 11, wat een 9 betere oppervlaktekwaliteit en/of mechanische 9 15 eigenschappen en bijgevolg sen lagere afkeuringsaraad van de gevormde rotoren 2 met zich meebrengt, - het vereenvoudigen van de gietinrichting 10 aangezien geen fuik voor metaalslakken of een verandering van de aanvoergoot 13 meer benodigd is om de inlaat van de kern 5 te voorzien van een laminaire stroom van zuiver gesmolten gietmateriaal.

In figuur 2b is een variant van de inrichting in figuur 2a weergegeven, In dit geval zijn het deelvlak tussen de helften 8, 2 van de groenezandvorm 3 en de kern 5 ten opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd onder een hoek van 45°,

Jit vergelijking van de inrichtingen in figuren 2a en 2b : blijkt duidelijk dat een benodigde lengte van het gietkanaal il groter dient te zijn wanneer tijdens het gieten van de rotor 2 de hoek waaronder het deelvlak tussen de helften g, { 5 3 van de groenezandvorm 3 en de kern 5 ten opzichte van sen gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd zijn, groter | is. | Verder is duidelijk dat vanaf een bepaalde waarde voor deze : 1G hoek het niet meer mogelijk is om een verbinding tussen de # opkomer 14 en een buitenkant van de groenezandvorm 3 volgens 9 zen gravitationeel verticale richting te oriënteren, / waardoor een maximaal te bereiken drukhoogte in een volgens een gravitationeel verticale verbinding tussen de opkomer 14 en de buitenkant van de groenezandvorm 3 noodgedwongen niet gehaald kan worden.

Met betrekking tot de inrichtingen zoals weergegeven in figuren 2a en 2b is het uiteraard niet uit te sluiten dat tijdens het gielen van de rotor 2 de groenszandvorm 3 en de kern 5 ten opzichte van een gravitaticneel horizontaal vlak onder een hoek met een andere waarde geïnclineerd zijn, zolang de groenezandvorm 3 maar niet bezwijkt onder de statische druk en/of impact van het gesmciten materiaal in de vormhoite 6 an zolang onzuiverheden en/of inhomogeniteiten maar door flotatie op het bovenoppervlak van gesmoiten gietmateriaal in de vormholte 6 via de opkomer 14 uit de vormholte 6 verwijderd worden.

Figuur 3 geeft een variant van de inrichtingen in figuren 2a en 2b weer,

In dit geval wordt tijdens het gieten van de rotor 2 enkel | de kern 5 in de gekantelde positie gehouden, terwijl een | bovenzijde van de groenezandvorm 3 door nivelleringemiddelen | horizontaal georlënteerd blijft ten opzichte van een 9 5 gravitationeel horizontaal vlak. 9 Deze nivelleringsmiddelen zijn in het eenvoudigste geval 9 gewcon een correcte oriëntatie van een onderzijde van de | groenezandvorm 3, met andere woorden sen zijde waarop de [ 10 groenezandvorm 3 steunt, Het is hierbij niet uitgesloten dat deze nivelleringsmiddelen bestaan uit een verhocende steun aan één zijde van de groenezandvorm 3 of een huisinrichting die geconfigureerd is om de groenezandvorm 3 langs één zijde op te tillen.

In deze inrichting is de benodigde lengte van het gietkanaai 11 onafhankelijk van de hoek waaronder de kern 5 ten opzichte van een gravitaticneel vlak geïnclineerd is. 26 Bovendien kan de oriëntatie van de verbinding tussen de opkomer 14 en de buitenkant van de groenezandvorm 3 steeds volgens een gravitationee!l verticale richting gekozen worden, waardoor de voornoemde maximaal te bereiken drukhoogte in de cpkomer 14 nu wel gehaald kan worden, Figuur 4 illustreert een werkwijze voor het gisten van een rotor 2 van ser CONpressor-, vacutmponp- en/of expanderinrichtina.

In stap a wordt de holte 4 in de groenezandvorm 3 cevormd, waarbij de hoite 4 geconfigureerd is om de kern 5 met de | vormholte 6 te bevatten, { 5 In dit geval wordt de holte 4 tijdens stap a reeds in de | gekantelde positie gevormd.

De holte 4 wordt in deze stap | gevormd door een groen zand op een vormplaat 18 te storten 9 en aan te drukken, waarbij de vormplaat 18 voorzien is van | een uitstekend patroon 19 dat geconfigurserd is om de holte 4 : 10 in de groenezandvorm 3 te vormen. 9 De vormplaat 18 vertoont in dit geval een gecmetrie die 9 meerdere ten opzichte van elkaar gekantelde vlakke platen # omvat.

De hoite 4 wordt in dit geval in de groenezandvorm 3 gevormd door middel van een uitstekend patroon 19 op ten | minste één van deze vlakke platen, waarbij deze vlakke plaat gekanteld is onder een hoek die oversenkomt met de voornoemde gekantelde positie van de holte 4. De andere vlakke platen van de vormplaat 18 zijn geconfigureerd om de rest van de groenezandvorm 3 te vormen en zijn bij voorkeur grotendeels evenwijdig met een gravitationeel horizontaal viak georiënteerd.

De geometrie van de vormplaat 18 met ten opzichte van elkaar gekantelde viakke platen heeft tot gevolg dat een deeiviak 20 van de gevormde groenezandvorm 3 niet in één richting viak maar gebroken vlak zal zijn.

In een volgende stap b wordt dan de kern 5 met de vormholte 6 in de holte 4 geplaatst, Tijdens deze stap b worden in dit geval ock het gietkanaal 11, de aanvoergoot 13 en de cpkomer 14 in de groenezandvorm 3 gevormd. Hierbij wordt ook de metaailfilter 17 in de aanvoergoct 13 geplaatst. { Het is echter niet uitgesloten dat het vormen van het | 5 gietkanaal 11, de aanvoergoot 13 en de opkomer 14 in de 9 groenezandvorm 3 en/of het plaatsen van de metaalfilter 17 9 in de aanvoergoot 13 reeds tijdens stap a gebeurt. : Na het vormen van de holte 4 in de groenezandvorm 3 in stap a # 10 en het plaatsen van de kern 5 in de holte 4 wordt in een : volgende stap © de rotor Zl gegoten en gevormd uit gesmolten { gietmateriaal, Daartoe wordt in deze stap c door een inlaat 7 9 van de kern 5 gesmolten gietmateriaal in de vormhoite 6 9 gegoten en wordt de vormholte 6 volledig of nagenoeg volledig $ 15 gevuld met gietmateriaal om de rotor 2 te vormen, Optioneel kan de kern 5 voorzien zijn van een tweede inlaat 21 waarlangs bijkomend gesmolten gietmateriaal naar en in de vormholte 6 geleid kan worden tijdens het stollen en krimpen van de vormgegeven rotor 2 in de vormholte 6.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de uitvoeringsvormen beschreven bij wijze van voorbeeld en weergegeven in de Lekeningen, maar een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding voor het gieten van een rotor van san COMpDressor-, vacuimconp- en/of expanderinrichting met een longitudinale as kan worden gerealiseerd in allerlei varianten zonder buiten het kader van de uitvinding te treden,

Claims (3)

1. z6 Conclusies, 9 L.- Een werkwijze voor het gieten van een rotor (2} met sen | 5 longitudinale as {15} voor een compressor, vacuûmpomp- : en/of expanderinrichting, waarbij de werkwijze de volgende | stappen omvat: : a, het vormen van sen groenezandvorm {3} met sen holte 9 {4}, waarbij de holte {4} geconfigureerd is voor het 9 30 bevatten van een kern {5} met een vormhoite (6), waarbij 9 sen opperviak van de vormhoite {6} geconfigureerd is 9 voor het vormgeven van de rotor {2}, zodanig dat een 9 longitudinale as van de vormhoite (0) samenvalt met de 9 longitudinale as (15) van de in de vormholte (6) vormgegeven rotor {2};

   5. het plaatsen van de kern (5) in de holte {4}; en c. het door een inlaat {7} van de kern (5) gieten van gesnoiten gietmateriaal in de vormholte (6) en het volledig of nagenoeg volledig vuilen van de vormholte {6} met gietmateriaal om de rotor (2} te vormen, daardoor gekenmerkt dat, de holte {4} gedurende stap c door kantelmiddelen {16} in sen gekantelde positie gehouden wordt waarbij de longitudinale as van de vormholte (6) ten opzichte van een gravitationeel verticale richting en ten opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd is,
2. 2.- De werkwijze volgens conclusie 1, daardcor gekenmerkt dat gedurende stap c de longitudinale as van de vormhoite 39 {6} ten opzichte van een gravitioneel horizontaal vlak over sen hoek van minimaal 5°, bij voorkeur minimaal 10°, bij

   | grotere voorkeur minimaal 15°, bij nog grotere voorkeur : minimaal 20° geïnclineerd is. { 3.- De werkwijze volgens conclusie 1 of 2, daardoor 3 gekenmerkt dat gedurende stap c de iongitudinale as van de | vormhoite {63 ten opzichte van een gravitationeel 9 horizontaal vlak over een hoek van maximaal 45°, bij voorkeur 9 maximaal 40°, bij grotere voorkeur maximaal 35°, bij nog 9 grotere voorkeur maximaal 30° geïnclineerd is, : 4.- De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, 9 daardoor gekenmerkt dat de holte (4) gedurende stap © zodanig 9 in de gekantelde positie gehouden wordt dat de vormhoite (6) 9 zich ten opzichte van de inlaat {7} opwaarts met betrekking tot de gravitationeel verticale richting uitstrekt.

   5.7 De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat gedurende stap c de hoek waarover de longitudinale as van de vormhoite (6) ten opzichte van een gravitationeel verticale richting en ten opzichte van een gravitaticneel horizontaal vlak geïnclineerd is, door biokkeringsmiddelen vastgezet wordt. &.- De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de holte (4} gedurende stap b in de voornoemde gekantelde positie gehouden wordt.

   7.- De werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de holte {4} gedurende stap a in de voornoemde gekantelde { positie in de groenezandvorm (3) gevormd wordt.

   8,- De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, | daardoor gekenmerkt dat de groenezandvorm {3} met de holte {4} tijdens stap a gevormd wordt door groen zand op een | vormplaat {18} Le storten en aan te drukken, welke vormplaat 9 5 {18} voorzien is van een uitstekend patroon (19) dat | geconfigureerd is om de holte {4} in de groenezandvorm (3) | te vormen, F
3. 3. De werkwijze volgens conclusie 7 en 8, daardoor 9 19 gekenmerkt dat de vormplaat (18) meerdere ten opzichte van 9 eikaar gekantelde vlakke platen omvat, waarbij Len minste | één van deze vlakke platen voorzien is van het uitstekend 9 patroon 419} en ten opzichte van een gravitationeel 9 norizontaal vlak gekanteld is onder een hoek die overeenkomt 9 15 met de voorncemde gekantelde positie. 10,- De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze op een automatische vormlijn wordt uitgevoerd.

   ll.” De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat vóòr stap © het gesmolten gietmateriaal door een metaalfilter (17) gefilterd wordt.

   12.- De werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze verder de stap omvat van het positioneren van de groenezandvorm (3), waarbij een bovenzijde van de groenezandvorm (3) gedurende stap c door niveileringsmiddelen in sen met een gravitationeel horizontaal vlak evenwijdige positie gehouden wordt.

   [ 13,- Een inrichting voor het gieten van een rotor {2} met een longitudinale as {15} voor een compressor-, vacuümpomp- en/of expanderinrichting, waarbij de inrichting 9 geconfigureerd is voor het uitvoeren van een werkwijze die # 3 de voigende stappen omvat: | a. het vormen van een groenezandvorm (3) met een holte 9 {4}, waarbij de holte (4) geconfigureerd is voor het 9 bevatten van een kern (5) met sen vormholte {6}, waarbij 9 een oppervlak van de vormholte (6) geconfigureerd is { 10 voor het vormgeven van de rotor (2) zodanig dat een 9 longitudinale as van de vormholte (6) samenvalt met de | longitudinale as (15) van de in de vormhoite {6} 9 vormgegeven rotor {2};

   5. het plaatsen van de kern (5) in de holte {4}; en c. het door een inlaat (7) van de kern (5) gieten van gesmolten gietmateriaal in de vormholte (63 en Het voiledig of nagenceg volledig vullen van de vormhoite (6) met gietmateriaal om de rotor (2) te vormen, daardoor gekenmerkt dat de inrichting voorzien is var kanteimiddelen {16} geconfigureerd om de holte {4} gedurende stap c in een gekantelde positie te houden waarbij de longitudinale as van de vormholte {6} ten opzichte van een gravitationeel verticale richting en ten opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak geïnclineerd is.

   14.- De inrichting volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat de inrichting voorzien is van blokkeringsmiddelen om gedurende stap c de hoek waarover de longitudinale as van de { vermholte {6) ten opzichte van een gravitationeel verticale

   | 30 richting en ten opzichte van een gravitationeel horizontaal { viak geïnciineerd is, vast te zetten. | 15.- De inrichting volgens conclusie 13 of 14, daardoor 9 5 gekenmerkt dat de inrichting geconfigureerd is om de holte | (4} gedurende stap b in de voornoemde gekantelde positie te | houden en de holte (4) gedurende stap a in de voornoemde 9 gekantelde positie in de groenezandvorm (3) gevormd wordt. 9 LG 16.- De inrichting volgens één van de voorgaande conclusies : 13 tot 15, daardoor gekenmerkt dat de inrichting zodanig geconfigureerd is dat de groenezandvorm {3} met de holte (4) 9 tijdens stap a gevormd wordt door groen zand op een vormplaat : {18} te storten en aan te drukken, welke vormplaat (18) { 15 voorzien is van een uitstekend patroon {18} dat 9 geconfigureerd is om de hoite {4} in de groenezandvorm {3} 9 te vormen, 9 17,- De inrichting volgens conclusie 15 en 16, daardoor # 20 gekenmerkt dat de vormplaat (18) meerdere ten opzichte van elkaar gekantelde viakke piaten omvat, waarbij ten minste één van deze vlakke platen voorzien is van het uitstekend patroon {19} en Len opzichte van een gravitationeel horizontaal vlak gekanteld is onder een hoek die overeenkomt met de voornoemde gekantelde positie.

   18.- De inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 13 tot 17, daardoor gekenmerkt dat de inrichting als een automatische vormiiin is uitgevoerd.

   ; 13,- De inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 13 tot 18, daardoor gekenmerkt dat de inrichting voorzien is 9 van een metaaifilter (17) geconfigureerd om vóór stap c het 9 gesmoiten gietmateriaal te [ilteren, | 5

   20.- De inrichting volgens één van de voorgaande conclusies | ij tot 19, daardoor gekenmerkt dat de inrichting verder | geconfigureerd is voor het uitvoeren van een werkwijze die : de stap omvat van het positicneren van de groenezandvorm 9 10 {3}, waarbij de inrichting voorzien is van $ nivelleringsmiddelen geconfigureerd om een bovenzijde van de 9 groenezandvorm {3} gedurende stap c in sen met een : gravitationeel horizontaal vlak evenwijdige positie te houden,