Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallform zur Herstellung von Kernen, die für die Erzeugung von Guss stücken verwendet werden.
Bei einem solchen Verfahren wird ein Kern hergestellt, indem Kernsand und ein Zusatzmittel in einer metallischen Form erhitzt und verfestigt wird. Um die Zerstörung der Metallform durch die beim Verfahren auftretende Wärme möglichst klein zu halten, wurde angenommen, dass die beste Metallform eine einteilige Form sei.
In den letzten Jahren hat jedoch die Zunahme der Grösse der Maschinen zur Kernherstellung zur Verwendung von Metallformen von beträchtlicher Grösse geführt. Die Herstellung von Metallformen grosser Abmessungen erfordert jedoch Spezialausrüstungen für die Bearbeitung der Formen. Bei der Herstellung von Metallformen treten Schwierigkeiten auf, weil mit einem festen und mit einem beweglichen Formteil gearbeitet werden muss, welche in der Trennebene voneinander getrennt sind, wobei für die zusammengebaute Metallform eine hohe Genauigkeit erforderlich ist. Daher sind sehr geübte Arbeiter für diese Arbeit erforderlich und es sind verschiedene Arbeitsvorgänge notwendig, insbesondere eine Prüfung, dass die Metallform mit der nötigen Genauigkeit zusammengebaut wurde.
Gemäss dem oben Gesagten hat die Geschicklichkeit des Arbeiters einen grossen Einfluss auf die wirtschaftliche Herstellung der Metallformen, so dass deren Kosten wegen den dazu nötigen Ausrüstungen und des Arbeitsaufwandes stark steigen.
Im Falle einer einteiligen Form ist das Problem der Zerstörung der Formen durch die Hitze nicht gelöst. Weiter müssen bei der Verwendung dieser Formen grosse Gewichte durch den Bedienungsmann gehandhabt werden mit entsprechender Verletzungsgefahr.
Es ist daher ein Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Metallform vorzusehen, welche, selbst wenn sie grosse Abmessungen aufweist, mit grosser Genauigkeit bearbeitet und zusammengebaut werden kann, ohne dass besondere Ausrüstungen und ein besonders geübter Arbeiter notwendig sind.
Ein weiterer Zweck besteht darin, die Anzahl der nötigen Arbeitsvorgänge zu verkleinern, um den Wirkungsgrad zu erhöhen, die Sicherheit zu verbessern und die Qualität der Produkte ansteigen zu lassen.
Erfindungsgemäss wird eine Metallform vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch eine Anzahl von Füllstücken, die an diesen Auflageplatten befestigt sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Die Fig. 1 eine Frontansicht einer Metallform eines Ausführungsbeispieles;
Die Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der Metallform nach Fig. 1;
Die Fig. 3 einen Schnitt ähnlich jenem von Fig. 2, jedoch mit eingefassten Füllstücken; und
Die Fig. 4-6 Ansichten zur Erklärung der Herstellungsweise der Metallform nach Fig. 1.
Die Fig. 1 zeigt eine Metallform mit horizontaler Teilung und die Fig. 4-6, wie die Metallform nach Fig. 1 hergestellt wird. Um die Füllstücke 3 und 4 demontierbar mit einer festen Auflageplatte 1 und einer beweglichen Auflageplatte 2 zu befestigen, werden die Füllstücke und die Auflageplatten in die richtige Lage gebracht und mit zylindrischen oder konischen Stiften 10 befestigt. Der Zusammenbau der Metallform geschieht dadurch, dass die Auflageplatten 1 und 2 und die Füllstücke 3 und 4 mit Hilfe von Bolzen 6 zusammengeklemmt werden. Nachfolgend wird die Herstellung der Metallform Schritt um Schritt beschrieben.
Die Auflageplatten 1 und 2 werden derart bearbeitet, dass die Oberflächen b und d der ersten und die Oberflächen c und a der letzteren und zwei seitliche Oberflächen beider Auflageplatten als Bezugsflächen dienen. Die Auflageplatten werden derart zusammengebaut, dass deren Oberflächen b und a und weitere Bezugsflächen einander gegenüber liegen. Bohrungen 13 zur Aufnahme von Bolzen werden an mehr als vier Stellen der Auflageplatten angebracht, um die Montage der Metallform und deren Befestigung an einer Kernformmaschine zu erleichtern. In die Auflageplatten 1 und 2 werden Bohrungen 17 für Bolzen zur Befestigung der Füllstücke 3 bzw. 4 gebohrt.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A der Metallform nach Fig. 1, aus dem sichtbar ist, wie die Füllstücke 3 und 4 an den entsprechenden Auflageplatten befestigt sind. In Fig. 2 sind die Füllstücke 3 und 4 in einem Schichtaufbau mit den Auflageplatten 1 und 2 verbunden, wobei die letzteren die ersteren überlappen. In Fig. 3 sind die Füllstücke 3 und 4 derart mit den Auflageplatten 1 und 2 verbunden, dass die letzteren die ersteren einfassen, indem die inneren Flächen der Auflageplatten ausgeschnitten sind, so dass an beiden Seiten vorspringende Anschläge sind, welche die Füllstücke einfassen.
Wenn der Schichtaufbau nach Fig. 2 verwendet wird, sind zwei Oberflächen und zwei Seitenflächen von jedem der Füllstücke 3 und 4 bearbeitet, um als Bezugsflächen zu dienen.
Wenn die Anordnung mit Einfassung nach Fig. 3 verwendet wird, werden sechs Oberflächen von jedem der Füllstücke bearbeitet, um als Bezugsflächen zu dienen.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft sowohl den Schichtaufbau als auch die Anordnung mit Einfassung.
In Fig. 4 werden die Füllstücke zusammengebaut, indem sie an der Trennebene aufeinandergelegt werden und mit Hilfe der Bezugsflächen ausgerichtet werden. Dann werden Bohrungen 9 für Führungsstifte an zwei bis vier Stellen der Füllstücke 3 und 4 angebracht. In jede der Bohrungen 9 im Füllstück 3 wird ein Führungsstift 7 eingesetzt, während in jeder der Bohrungen 9 des Füllstückes 4 eine Führungshülse 8 eingesetzt wird. Der Führungsstift 7 und die Führungshülse 8 in einer der Bohrungen 9 werden in die Bohrung eingepresst.
Die so verbundenen Füllstücke 3 und 4 werden zusammengebaut bearbeitet, falls Öffnungen 5 durch Drehen oder Schleifen hergestellt werden. Falls die Bearbeitung durch Profilschnitt oder Funkenerosion erfolgt, werden die Füllstücke getrennt und die Öffnungen 5 werden auf Grund der Bezugsebenen bearbeitet, welche aufeinander liegen müssen, wenn die Metallform zusammengebaut ist. Nach Ende der Bearbeitung werden die Füllstücke wie vorher miteinander verbunden und es wird geprüft, ob sie genau zusammen passen. Darauf werden die letzten Korrekturen und das Polieren von Hand ausgeführt.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, besitzt jedes Füllstück 3 eine vorbestimmte Lage auf der Auflageplatte 1 und es werden Bolzen in die Öffnungen 17 von der Unterseite (Oberfläche c der Auflageplatte 1) eingesetzt. Das Füllstück 3 wird mit dem Füllstück 4 zusammengebracht unter Benützung der zusammenpassenden Führungsstifte 7 und Führungsbüchsen 8.
Andere Füllstücke werden in gleicher Weise zusammengebracht. Darauf wird die Auflageplatte 2 auf die Füllstücke 4 gelegt und die Auflageplatten 1 und 2 und die Füllstücke 3 und 4 werden versuchsweise zusammengeklemmt und miteinander verbunden, indem Bolzen 16 als Klemmbolzen in die Bohrungen 13 zur Befestigung der Metallform auf einer Kernförmmaschine eingeführt und an den andern Enden der Bolzen Muttern aufgeschraubt werden.
Wenn die Auflageplatten 1 und 2 und die Füllstücke 3 und 4 versuchsweise derart miteinander verbunden sind, werden an einer Anzahl von Stellen Bohrungen 11 durch die Auflageplatten 1 und 2 und die Füllstücke 3 und 4 gebohrt für die Aufnahme von zylindrischen oder konischen Stiften 10, welche eingepresst werden.
In ähnlicher Weise werden Bohrungen 12 (Fig. 6) durch die Auflageplatten 1 und 2 und die Füllstücke 3 und 4 gebohrt für Passstifte zur Ausrichtung des obern und untern Formteiles und zwar an vier Stellen.
Nach der Herstellung dieser beiden Sätze von Bohrungen wird die Auflageplatte 2 provisorisch mit den Füllstücken 4 verbunden, indem Bolzen 6 in die Bohrungen 17 eingeführt werden. Darauf wird der feste Teil der Metallform vom beweglichen Teil getrennt, um Stifte 10 in die Bohrungen 11 zu pressen zur Ausrichtung der Füllstücke 3 und 4 und der Auflageplatten 1 und 2. Darauf werden die Auflageplatte 2 und die Füllstücke 4 miteinander verbunden.
Die Köpfe der Führungsstifte 7 werden abgeschnitten oder tiefer in die Bohrungen gepresst, ebenfalls die Büchsen 8. Als letzter Schritt werden zur Ausrichtung des oberen und untern Formteiles Führungsstifte 19 und Führungsbüchsen 18 in die Bohrungen 12 gepresst, wie dies aus Fig. 6 sichtbar ist, für den Zusammenbau des festen und des beweglichen Formteiles, so dass sich eine Metallform ergibt.
Bei einer Form mit horizontaler Teilung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wird als zusätzlicher Schritt eine Sandblasebüchse 15 mit einer Blasebohrung 14 auf der Sandblaseseite in die Auflageplatte und das Füllstück eingepresst. Damit ist die Herstellung der metallischen Kernform beendet.
Es ist leicht einzusehen, dass die vorliegende Metallform aus einer Anzahl von Auflageplatten und einer Anzahl damit verbundener Füllstücke besteht, um eine Metallform zu ergeben. Diese Anordnung besitzt gegenüber Metallformen aus einem Stück den Vorteil, dass keine Bearbeitungseinrichtungen für grosse Abmessungen notwendig sind, sondern Universalmaschinen für die Bearbeitung der Hohlräume verwendet werden können.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der vorliegenden Metallform besteht darin, dass die Bearbeitung mit hoher Präzision erfolgen kann, denn die eine Bearbeitung erfordernden Teile liegen nahe bei Bezugsebenen.
Ein weiterer Vorteil liegt in der bemerkenswerten Reduktion des Gewichtes der durch den Arbeiter im Betrieb zu handhabenden Teile, in der Erhöhung des Oberflächendruckes der Form durch die Reduktion der Kontaktfläche, im bessern Zusammenpassen an der Trennebene, in der besseren Dichtmöglichkeit, und in der Abwesenheit von Fehlpassungen, Gratbildungen und anderer Defekte der hergestellten Kerne.
Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf Kerne, die in heissen Formkasten hergestellt werden, sondern es können ähnliche Resultate auch mit ölgetränkten Kernen oder Kernen, die in kalten Formkasten hergestellt werden, erreicht werden.
The present invention relates to a metal mold for the production of cores which are used for the production of castings.
In such a method, a core is manufactured by heating and solidifying core sand and an additive in a metallic mold. In order to keep the destruction of the metal mold by the heat generated during the process as small as possible, it was assumed that the best metal mold was a one-piece mold.
In recent years, however, the increase in the size of core making machines has resulted in the use of metal molds of considerable size. However, the manufacture of large-sized metal molds requires special equipment for machining the molds. Difficulties arise in the production of metal molds because one has to work with a fixed and a movable mold part, which are separated from one another in the parting plane, with a high degree of accuracy being required for the assembled metal mold. Therefore, highly skilled workers are required for this work, and various operations are necessary, in particular, a check that the metal mold has been assembled with the necessary accuracy.
According to what has been said above, the skill of the worker has a great influence on the economic production of the metal molds, so that their costs rise sharply because of the equipment and labor required.
In the case of a one-piece mold, the problem of the mold being destroyed by the heat is not solved. Furthermore, when using these forms, the operator has to handle large weights with a corresponding risk of injury.
It is therefore an object of the present invention to provide a metal mold which, even if it is large in size, can be machined and assembled with great accuracy without the need for special equipment and a skilled worker.
Another purpose is to reduce the number of operations required to increase efficiency, improve safety and increase the quality of the products.
According to the invention, a metal mold is provided which is characterized by a number of filler pieces that are attached to these support plates.
Embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows:
Fig. 1 is a front view of a metal mold of an embodiment;
Figure 2 is a section along line A-A of the metal mold of Figure 1;
3 shows a section similar to that of FIG. 2, but with enclosed filler pieces; and
FIGS. 4-6 are views for explaining the method of manufacturing the metal mold according to FIG. 1.
1 shows a metal mold with horizontal division and FIGS. 4-6 show how the metal mold according to FIG. 1 is produced. In order to detachably attach the filler pieces 3 and 4 with a fixed support plate 1 and a movable support plate 2, the filler pieces and the support plates are brought into the correct position and fastened with cylindrical or conical pins 10. The assembly of the metal mold takes place in that the support plates 1 and 2 and the filler pieces 3 and 4 are clamped together with the aid of bolts 6. In the following, the production of the metal mold is described step by step.
The support plates 1 and 2 are machined in such a way that the surfaces b and d of the first and the surfaces c and a of the latter and two lateral surfaces of both support plates serve as reference surfaces. The support plates are assembled in such a way that their surfaces b and a and other reference surfaces are opposite one another. Bores 13 for receiving bolts are made at more than four points on the support plates in order to facilitate the assembly of the metal mold and its attachment to a core molding machine. In the support plates 1 and 2, holes 17 for bolts for fastening the filler pieces 3 and 4 are drilled.
Fig. 2 shows a section along the line A-A of the metal mold according to Fig. 1, from which it can be seen how the filler pieces 3 and 4 are attached to the corresponding support plates. In Fig. 2 the filler pieces 3 and 4 are connected in a layer structure to the support plates 1 and 2, the latter overlapping the former. In Fig. 3, the filler pieces 3 and 4 are connected to the platen 1 and 2 in such a way that the latter enclose the former by cutting out the inner surfaces of the platen so that there are projecting stops on both sides which surround the filler pieces.
When the layer structure of Fig. 2 is used, two surfaces and two side surfaces of each of the filler pieces 3 and 4 are machined to serve as reference surfaces.
When the bezel arrangement of Figure 3 is used, six surfaces of each of the patches are machined to serve as reference surfaces.
The following description relates to both the layer structure and the arrangement with edging.
In Fig. 4, the filler pieces are assembled by placing them on top of one another at the parting plane and aligning them with the aid of the reference surfaces. Then holes 9 for guide pins are made at two to four points of the filler pieces 3 and 4. A guide pin 7 is inserted into each of the bores 9 in the filler piece 3, while a guide sleeve 8 is inserted into each of the bores 9 of the filler piece 4. The guide pin 7 and the guide sleeve 8 in one of the bores 9 are pressed into the bore.
The filler pieces 3 and 4 connected in this way are processed in an assembled manner if openings 5 are made by turning or grinding. If the machining is done by profile cutting or spark erosion, the filler pieces are separated and the openings 5 are machined on the basis of the reference planes which must lie on top of one another when the metal mold is assembled. At the end of the processing, the filler pieces are connected to each other as before and a check is carried out to determine whether they fit together exactly. The final corrections and polishing are then carried out by hand.
As can be seen from Fig. 5, each filler piece 3 has a predetermined position on the support plate 1 and bolts are inserted into the openings 17 from the underside (surface c of the support plate 1). The filler piece 3 is brought together with the filler piece 4 using the mating guide pins 7 and guide bushings 8.
Other filler pieces are brought together in the same way. Then the support plate 2 is placed on the filler pieces 4 and the support plates 1 and 2 and the filler pieces 3 and 4 are experimentally clamped and connected to each other by inserting bolts 16 as clamping bolts into the bores 13 for fastening the metal mold on a core forming machine and on the others Ends of the bolt nuts are screwed on.
When the support plates 1 and 2 and the filler pieces 3 and 4 are experimentally connected to one another in this way, holes 11 are drilled through the support plates 1 and 2 and the filler pieces 3 and 4 at a number of locations for receiving cylindrical or conical pins 10, which be pressed in.
In a similar way, holes 12 (Fig. 6) are drilled through the support plates 1 and 2 and the filler pieces 3 and 4 for dowel pins for aligning the upper and lower molded part in four places.
After these two sets of holes have been produced, the support plate 2 is provisionally connected to the filler pieces 4 by inserting bolts 6 into the holes 17. Then the fixed part of the metal mold is separated from the movable part in order to press pins 10 into the bores 11 to align the filler pieces 3 and 4 and the support plates 1 and 2. The support plate 2 and the filler pieces 4 are then connected to one another.
The heads of the guide pins 7 are cut off or pressed deeper into the bores, as are the bushings 8. As a last step, guide pins 19 and guide bushes 18 are pressed into the bores 12 to align the upper and lower molded part, as can be seen from FIG. for the assembly of the fixed and the movable molded part, so that a metal shape results.
In the case of a form with horizontal division, as described above, as an additional step, a sandblowing sleeve 15 with a blow hole 14 on the sandblowing side is pressed into the support plate and the filler piece. This completes the production of the metallic core shape.
It is easy to see that the present metal mold consists of a number of support plates and a number of filler pieces connected to them to give a metal mold. This arrangement has the advantage over metal molds made of one piece that no machining equipment for large dimensions is necessary, but universal machines can be used for machining the cavities.
Another important advantage of the present metal mold is that the machining can be done with high precision, because the parts requiring machining are close to reference planes.
Another advantage lies in the remarkable reduction in the weight of the parts to be handled by the worker in the company, in the increase in the surface pressure of the mold through the reduction of the contact area, in the better fit at the parting line, in the better sealing possibility, and in the absence of Mismatches, burrs and other defects in the manufactured cores.
The present invention is not limited to cores which are produced in hot molding boxes, but similar results can also be achieved with oil-soaked cores or cores which are produced in cold molding boxes.