CH620382A5

CH620382A5 -

Info

Publication number: CH620382A5
Application number: CH814676A
Authority: CH
Inventors: Mogens With Grove; Carl-Erik Eriksen
Original assignee: Dansk Ind Syndikat
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1980-11-28
Also published as: DD124956A5; FR2317029A1; DK292075A; ZA763730B; ES449289A1; JPS567452B2; DK146023B; US4390056A; DK146023C; DE2628390C2; BE843464A; SE7607327L; NL7606796A; CA1063772A; FR2317029B1; JPS5217328A; DE2628390A1; GB1532507A; PL106562B1; NL163975C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hohler Sandkerne für Gussformen mittels eines zweiteiligen, nicht erhitzten, einen Formhohlraum begrenzenden Kernkastens.

Bei grösseren Kernen ergibt die Verwendung hohler statt massiver Kerne eine wesentliche Einsparung sowohl an Sand als auch an Chemikalien, wodurch wegen der geringeren Sandmenge pro Kern ein schnelleres Härten gewährleistet ist. Hohle Kerne sind auch insofern vorteilhaft, als beim Eingies-sen eventuell entwickeltes Gas durch den Kernhohlraum ableitbar ist.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Gattung wird in den Kernkasten ein Dorn eingeführt, dessen Achse in der Trennfläche zwischen den beiden Kernkastenteilen liegt. Um nach dem Härten des Sandes herausziehbar zu sein, muss ein solcher Dorn eine konische Form aufweisen, weshalb die erreichten Vorteile lediglich bei gewissen einfachen Kernformen, z. B. zylindrischen, prismatischen, konischen oder pyramidenförmigen Kernformen von wesentlicher Bedeutung sind.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren werden sogenannte Schalenkerne dadurch hergestellt, dass mit einem thermohärtenden Bindemittel vermischter Sand in einen erhitzten Kernkasten geschüttet oder eingeblasen wird. Nachdem das Härten von der Kernoberfläche aus ein Stück nach innen fortgeschritten ist, werden der gesamte Kernkasten 180° gedreht und überschüssiger Sand ausgeschüttet. Dieser Vorgang ist verhältnismässig zeitraubend und erfordert ausser dem Erhitzen des Kernkastens ziemlich komplizierte mechanische Mittel zum Wenden des Kernkastens. Man hat des weiteren vorgeschlagen, überschüssigen Sand nicht auszuschütten, sondern diesen abzusaugen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens der vorerwähnten Gattung, das die Herstellung von Kernen komplizierter Form und mit Hohlräumen gestattet, deren Querabmessungen grösser sind als die Einführöffnung für den Sand, ohne dass der Kernkasten zu erhitzen ist. Dies wird er-findungsgemäss dadurch erreicht, dass ein aus porösem Gut bestehender Kernkasten verwendet wird, dass in den Formhohlraum Sand, ein Bindemittel und ein Katalysator eingeführt werden, und dass eine Druckdifferenz zwischen dem Formhohlraum und der Aussenseite des Kernkastens hergestellt wird.

Es kann ein poröses Rohr verwendet werden, an dessen Aussenseite eine Sandschicht durch Aufrechterhaltung eines Unterdrucks im Rohrinneren festgehalten werden kann. Nach dem Einführen des Rohrs in den Formhohlraum wird vorzugsweise dieser Sand durch plötzlichen Ersatz des Unterdrucks mit einem Überdruck im Rohrinneren gegen die Wände des Hohlraums geblasen oder abgestossen.

Es besteht ausserdem die Möglichkeit, durch die Wandung des porösen oder perforierten Rohrs nach aussen Luft zu blasen, die an der Rohraussenseite entlang strömenden Sand beaufschlagt und den Sand dieses Sandvorhangs gegen die Hohlraumwandung bläst.

Für sämtliche vorgenannten Ausführungsformen des erfin-dungsgemässen Verfahrens gilt, dass die benutzte Sandmenge in an sich bekannter Weise dosiert wird, so dass ein zu entfernender Sandüberschuss im Formhohlraum vermieden wird.

Auch das Festhalten der Sandschicht an den Wänden des Formhohlraums kann in verschiedener Weise erfolgen, z, B. dadurch, dass über der Sandschicht mittels eines den Kernkasten durchwandernden Luftstroms ein Druckgefälle erzeugt wird. Der Kernkasten muss dann aus einem porösen Material hergestellt sein. Der Luftstrom kann entweder durch Zuleitung von Druckluft zum Hohlrauminnern oder durch einen äusseren Sog erzeugt werden.

Der Kern kann durch intermittierende Zufuhr von Sand und Bindemittel und Aufspritzen eines Katalysators in den Intervallen zwischen den Sandzufuhren schichtweise aufgebaut werden.

Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen zweiteiligen, aus porösem Gut bestehenden und einen Formhohlraum begrenzenden Kernkasten, Mittel zur Einführung von Sand, eines Bindemittels und eines Katalysators in den Formhohlraum und Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen dem Formhohlraum und der Aussenseite des Kernkastens aufweist.

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Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt nach der Linie 1-1 in Fig. 2 einen Teil einer Ausführungsform der erfin-dungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 2 die Vorrichtung in Stirnansicht und teilweise im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3-6 schematisch verschiedene Ausführungsformen von Organen zum Fördern und Streuen von Sand.

Die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Kernherstellungsvorrichtung entspricht der in den Fig. 4, 8 und 9 der dänischen Parallelanmeldung Nr. 3301/74 dargestellten Ausführungsform. Die Vorrichtung ist auf einem Bodenrahmen 10 montiert und weist drei Kernkastenteile A, B1 und B2 auf, von denen der erstgenannte Teil A an einer an vier Führungen 12 verschiebbaren Konsole 11 angeordnet ist. Die beiden anderen Kernkasten teile B1 und B2 sind mit entgegengesetzter Richtung beidseitig eines Tragkörpers 13 angeordnet, der an einer senkrechten Welle befestigt ist. Die Welle ist in zwei waagerecht liegenden, hauptsächlich U-förmigen Brückenstücken 16 gelagert, die von Stützen 15 getragen werden. Das untere Wellenende ist mit einem auf dem Bodenrahmen 10 montierten Elektromotor 17 zum Drehen des Tragkörpers 13 mit den Kernkastenteilen B1 und B2 gekuppelt. In der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung liegen die Kernkastenteile A und B1 aneinander an und bilden einen Kernkasten mit zwei im vorliegenden Falle flaschenförmigen Hohlräumen 18.

Jeder Kernkastenteil besteht aus einem Eisenkasten 22, einem in diesem befindlichen Körper 19 aus grobem, porösem Material sowie aus einer verhältnismässig dünnen Schicht 20 aus relativ dichtem, jedoch porösem Gut, beispielsweise Keramik oder Sintergut, das die Wände der Formhohlräume 18 bildet. In jedem Kernkastenteil ist eine Ausstossvorrichtung 21 zum Ausstossen des fertigen Kerns vorgesehen.

Der Kernkastenteil A und die Konsole 11 begrenzen zwischen sich eine geschlossene Kammer 23, in der in nicht näher dargestellter Weise durch einen Kanal 24 in der Konsole 11 ein Vakuum erzeugbar ist. Entsprechend sind zwischen dem Tragkörper 13 und jedem der beiden Kernkastenteile B1 und B2 jeweils eine geschlossene Kammer vorgesehen, deren eine in Fig. 1 sichtbar und mit 25 bezeichnet ist. In jede dieser beiden Kammern mündet ein Vakuumkanal 26 im Tragkörper 13.

Der Kernkasten A, B1 hat für jeden Formhohlraum 18 eine nach oben kehrende Öffnung, durch welche in die Hohlräume Sand einführbar ist. Diese Beschickung mit Sand erfolgt mittels eines Aggregats mit einer Brücke 27, die an zwei senkrechten Führungspfosten 28 über dem Kernkasten A, B1 so verschiebbar angeordnet ist, dass zwei von der Brücke getragene senkrechte Rohre 29 in der Achsrichtung in den betreffenden Formhohlraum 18 herabführbar und aus diesem hochziehbar sind. Die senkrechten Bewegungen der Brücke 27 an den Führungspfosten 28 erfolgen mittels zweier pneumatischer Zylinder 30, deren Kolbenstangen 31 mit jeweils einem Ende der Brücke verbunden sind.

Oberhalb der Brücke 27 weist jedes Rohr 29 einen Trichter 32 auf, der aus einer Dosiereinheit 33, Fig. 2, mit Sand beschickbar und mit Messsonden 34 zur Registrierung eines vorbestimmten Sandfüllstandes und zum Stoppen der Sandzufuhr in bekannter Weise versehen ist.

In jedem Rohr 29 befindet sich koaxial mit diesem ein Rohr 35 zur Zuleitung von Luft und zur Zuführung eines Katalysators. Diese inneren Rohre sind miteinander verbunden und können nach Wahl an eine Druckluftquelle und eine Katalysatorquelle angeschlossen werden, was jedoch zeichnerisch nicht dargestellt ist. Das äussere Rohr 29 trägt an seinem unteren Ende ein kegelförmiges Streuorgan 36, dessen Spitze ausserhalb und dicht am Ende des inneren Rohrs 35 liegt.

Sind die Kernkasten A, B1 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gebracht und die Trichter 32 bis zu dem vom Kerngewicht abhängigen, vorbestimmten Niveau mit Sand gefüllt, befindet sich die Brücke 27 zunächst in ihrer oberen Stellung, in der die Rohre 29 nicht in den betreffenden Kernkasten hinabragen. Die Zylinder 30 werden betätigt, so dass die Brücke 27 die Rohre in die Formhohlräume 18 einführt, bis sich die Rohre etwas oberhalb des betreffenden Formhohlraumbodens befinden, wonach die Rohre wieder hochgezogen werden. Bei dieser Abwärtsbewegung und anschliessenden Aufwärtsbewegung der Rohre wird den Kammern 23 und 25 Vakuum und den inneren Rohren 35 Druckluft zugeführt. Der so erzeugte starke Luftstrom vom Ende jedes inneren Rohrs 35 zieht durch Ejektorwirkung Sand durch das äussere Rohr 29, aus dem der Sand mit grosser Kraft gegen das Steuerorgan 36 geschleudert wird, welches den Sandstrom in Richtung auf die Wände 20 des Formhohlraums 18 ablenkt, an denen der Sand unter der Einwirkung des von aussen zugeführten Vakuums haftet und allmählich einen Hohlkern 37 bildet. Nach dem Herausheben der Rohre aus den Kernkästen sind die Trichter 32 entleert. Danach wiederholt sich die Abwärtsbrwegung und nachfolgende Aufwärtsbewegung der Brücke und der Rohre, wobei beim Abwärtsbewegen der Rohre durch die inneren Rohre 35 ein Katalysator und beim nachfolgenden Heben der Rohre Spülluft eingeblasen werden. Nach diesem Vorgang ist der hohle Kern gehärtet und gebrauchsfertig. Der Kernkastenteil A wird unter gleichzeitiger Betätigung des Ausstossaggre-gats 21 in üblicher nicht dargestellter Weise zurückgezogen, wonach der Motor 17 den Tragkörper 13 um 180° dreht, so dass die beiden Kernkastenteile B1 und B2 ihren Platz wechseln. Der hergestellte Kern 37 ist nun zur Entnahme und Überführung in eine Sandform zugänglich, was beispielsweise mittels einer in der vorerwähnten dänischen Patentanmeldung Nr. 3301/74 dargestellten und beschriebenen Kernstützschale erfolgen kann. Gleichzeitig hiermit wird in dem aus den Teilen A und B2 bestehenden Kernkasten ein weiterer Kern hergestellt.

Fig. 3 zeigt perspektivisch und in grösserem Massstab das Rohr 29 mit dem Trichter 32, das innere Rohr 35 sowie das kegelförmige Streuorgan 36, das über drei Verbindungsstäbe 38 am Ende des Rohrs 29 befestigt ist.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen perspektivisch in Verbindung mit dem Rohr 29 weitere mögliche Ausführungsformen des Sandzuleitungsaggregats.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist über dem Trichter 32 ein Regelschieber 39 vorgesehen, der in einem Rahmen 40 mittels eines pneumatischen Zylinders 41 zwischen der veranschaulichten Schliessstellung und einer offenen Stellung verschiebbar ist. In Fig. 4 sperrt der Schieber die obere Beschickungsöffnung des Trichters. Im oberen Bereich des Trichters mündet seitlich in den Trichter ein Rohr 42, durch das nach Wahl Druckluft oder Katalysator zuführbar ist. An beiden Enden des Rohres 29 ist über drei plattenförmige, radiale Arme jeweils 43 und 43' eine mit dem Rohr koaxiale Muffe 44 bzw. 44' mit einer in dieser drehbar gelagerten Welle 45 befestigt, die sich koaxial durch das Rohr 29 erstreckt und an ihrem äusseren Ende etwas ausserhalb des Rohres ein Schaufelrad 46 trägt. Über der oberen Muffe 44' ist die Welle 45 über ein Zahnradgetriebe 51 mit nicht dargestellten konischen oder hyperbolischen Zahnrädern mit einer radialen Welle 52 gekuppelt, die von einem an einer Konsole 55 befestigten Motor 54 getrieben wird. Bei dieser Bauweise wird mittels durch das Rohr 42 zugeführter Druckluft durch das Rohr 29 Sand eingeblasen. Das Gemisch aus Sand und Luft beaufschlagt das vom Motor 54 getriebene Schaufelrad 46. das den Sand verteilt und gegen die Wände des Formhohlraums schleudert.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist das Streuorgan

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als Scheibe 47 ausgebildet, die etwas unter dem unteren Ende des Rohres 29 am Ende einer Welle 48 befestigt ist, die sich koaxial durch das Rohr und den Trichter 32 erstreckt und von einem über dem Trichter angeordneten Motor 49 getrieben wird. Der Sand fällt von selbst auf die umlaufende Scheibe 47 und wird von dieser in radialer Richtung ausgeschleudert.

Die in Fig. 6 veranschaulichte Konstruktion unterscheidet sich von der in Fig. 5 dargestellten darin, dass an der Welle 48 im Rohr 29 eine Förderschnecke 50 zur Zwangsförderung des Sandes durch das Rohr angeordnet ist.

Wie bereits erwähnt, ist der Kernkasten auch mittels eines porösen Rohres mit Sand beschickbar, an dessen Aussenseite eine Sandschicht mit Hilfe eines durch das Rohrinnere zugeführten Vakuums festgehalten wird. Nach dem Einführen des Rohres in den Formhohlraum wird das Vakuum plötzlich durch Druckluft ersetzt, so dass der Sand von der Rohraussen-

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seite gegen die Wände des Hohlraums geschleudert wird.

Diese Wirkung wird von einem von aussen durch den Kernkasten eingeleiteten Vakuum verstärkt, das primär dazu dient, den Sand an den Wänden des Hohlraums festzuhalten, s Es sind auch andere Ausführungsformen der Organe zur Zuleitung und zum Ausstreuen von Sand aus dem Rohr 29 denkbar. Auch die Halterung des Sandes an den Wänden des Formhohlraums kann durch andere Mittel erfolgen als mittels eines von aussen wirkenden Unterdrucks. Dieses Festhalten io kann ausser durch das vorstehend beschriebene innenseitige Zuführen abwechselnd von Druckluft und Katalysator einerseits und Sand mit Bindemittel anderseits auch mit Hilfe von Zentrifugalkräften erfolgen, die durch Rotation des Kernkastens erzeugt werden, so dass der Katalysator von aussen zuge-is führt werden kann. Der Katalysator kann auch gleichzeitig mit dem Sand und dem Bindemittel zugeführt werden.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung hohler Sandkerne (37) für Gussformen mittels eines zweiteiligen, nicht erhitzten, einen Formhohlraum begrenzenden Kernkastens, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus porösem Gut bestehender Kernkasten verwendet wird, dass in den Formhohlraum Sand, ein Bindemittel und ein Katalysator eingeführt werden, und dass eine Druckdifferenz zwischen dem Formhohlraum und der Aussen-seite des Kernkastens hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Druckdifferenz durch Einführung von Druckluft in den Formhohlraum (18) erzeugt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Druckdifferenz mit Hilfe eines Unterdrucks an der Aussenseite des Kernkastens (A, B) erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem Bindemittel gemischte Sand intermittierend zugeführt wird und dass in den Intervallen zwischen den Sandzufuhren ein Katalysator auf die gebildete Sandschicht aufgespritzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand in den Formhohlraum mittels einem porösen Rohr eingeführt wird, an dessen Aussenseite durch Aufrechterhaltung eines Unterdruckes im Rohrinnern eine Sandschicht festgehalten wird, welcher Sand nach dem Einführen des Rohres in den Formhohlraum durch plötzlichen Ersatz des Unterdrucks im Rohr mit einem Überdruck gegen die Wandung des Formhohlraumes geschleudert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand in den Formhohlraum mittels einem porösen oder perforierten, in dem Formhohlraum eingefügten Rohr eingeführt wird, und dass Luft radial durch das Rohr gegen einen an der Rohraussenseite entlang geführten Sandschleier geblasen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiteiligen, aus porösem Gut bestehenden und einen Formhohlraum begrenzenden Kernkasten, Mittel zur Einführung von Sand, eines Bindemittels und eines Katalysators in den Formhohlraum und Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen dem Formhohlraum und der Aussenseite des Kernkastens aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschlossene Kammer den Kernkasten mindestens teilweise umhüllt und dass Mittel für die Verbindung der Kammer mit einer Vakuumquelle vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein am unteren Ende geschlossenes, aus porösem Gut bestehendes oder perforiertes, in den Formhohlraum einführbares Rohr aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vakuumquelle und eine Druckluftquelle vorgesehen sind, die wahlweise an das Rohr anschliessbar sind.