DD281761A5 - Einrichtung zur ermittlung des randabstandes in formkaesten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des Randabstandes in Formkaesten, insbesondere des kleinstmoeglichen Abstandes von Modellen auf einer Modellplatte zur Formkastenwand zwecks Verhinderung von Brueckenbildungen des Formstoffes zwischen Modell und Formkastenwand. Die Einrichtung besteht aus einem Skalentraeger, der von einem Grundkoerper mit einem verschiebbaren Teil gebildet wird. Der Grundkoerper weist mehrere paarweise untereinander korrespondierende logarithmische Festskalen auf, deren Anzahl von der Anzahl der auf den Abstand einfluszhabenden Einfluszgroeszen des Modells abhaengt. Des weiteren weist der Grundkoerper sowie der verschiebbare Teil je eine metrische Skale auf, die ebenfalls miteinander korrespondieren. Die paarweise untereinander korrespondierenden logarithmischen Festskalen sind definiert versetzt zueinander angeordnet. Die metrische Skale auf dem Grundkoerper enthaelt einen definierten Festpunkt mit fixierter Groesze. In vorteilhafter Weise ist der Grundkoerper mit einem Laeufer ausgestattet, der das Ablesen und Fixieren der ermittelten Werte erleichtert. Fig. 1{Randabstand; Formkasten; Modell; Modellplatte; Formstoff; Brueckenbildung; Skale, metrisch; Skale, logarithmisch; Skale, verschiebbar; Laeufer}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des kleinstmöglichen Abstandes von Modellen auf einer Modellplatte zur Formkastenwand, ab welchen Brückenbildungen des Formsandos zwischen diesen nicht mehr entstehen. Die Erfindung ist deshalb in den Bereichen anwendbar, in denen körnige Materialien, insbesondere Gießereiformstoffe in einem Formkasten zur Hei »-.teilung einer Gießform um ein Modell herum verfestigt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Zur Verdichtung von Gießereiformstoffen, insbesondere solchen aus bentonitgebundenen Formstoffen, sind verschiedene Verfahren wie Rütteln, Pressen, Rüttelpressen, Hochdruck-Vielstempel-Pressen, Saugpressen und Schießpressen bekannt. Seit

einiger Zeit hat sich verstärkt das Druckluftimpuls-Verdichtungsverfahren durchgesetzt. Obwohl das thermodynamische

Druckluftimpuls-Verdichtungsverfahren erhebliche Vorteile gebracht hat, zeigen sich auch hierbei noch Schwierigkeiten in Form

von nicht befriedigender Verdichtung entsprechender Bereiche, insbesondere der Randbereiche, wenn relativ hohe Formkästen und/oder Modellpartien mit relativ geringem Abstand zur Formkastenwand verdichtet werden müssen.

Die Ursache für die unbefriedigende Verrichtung in den kritischen Bereichen (Randzonen) liegt in erster Linie in der schlechten Fließfähigkeit des bentonitgebundenen Formstoffes begründet. Schon beim Einfüllen des losen Formstoffes in den Formkasten

kann es zu Brückenbildungen zwischen Modell und Formkastenwand kommen, die dann durch die Verdichtung weiter verstärkt wird. Die unter den sich gebildeten Brücken liegenden Räume werden nicht ausreichend mit Formstoff gefüllt bzw. nicht ausreichend verdichtet, was zu Gußfehlern führt.

Zur Minimierung der Gefahr der Brückenbildung und zur Erzielung einer gleichmäßigen Verdichtung auch im Randbereich

wurde in der DE-OS 3701438 vorgeschlagen, durch reibungsvermindernde Maßnahmen die fließfähigkeit des Formstoffes zu erhöhen.

Eine andere Möglichkeit zur Erreichung einer gleichmäßigen Verdichtung in allen Bereichen des Formkastens wird in der DE-OS 3730581 beschrieben. Dort wird u.a. vorgeschlagen, bei Verwendung von Luftleiteinrichtungen zwischen Modell und Formrahmen den Abstand zwischen diesen in Abhängigkeit von Modell- und Formkastenhöhe einzustellen. In jüngster Zeit

werden für die verschiedensten Formverfahren λ-Werte (Modellhöhe:Abstand Modell-Formkastenwand) angegeben.

Alle genannten Verfahren versuchen auf unterschiedlichste Weise, den Abstand Modell-Formkastenwand unter Beachtung der Brückenbildung so gering wie möglich zu halten, um eine maximale Modellbelegung der Modellplatte zu ermöglichen. Diese Verfahren haben alle den Nachteil, daß sie die Modellkonturen nicht oder nur ungenügend berücksichtigen. Die Modellkontur hat einen entscheidenden Einfluß auf den Mindestabstand Modell-Formkastenwand. So ist z.B. der λ-Wert nicht

ausreichend, da dieser nur die Höhe des Modells berücksichtigt.

Andere Lösungen, wie z. B. das Anbringen von Luftleiteinrichtungen in den brückenbildungsgefährdeten Zonen, führen zu einem

erheblichen technischen Aufwand.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Modellplatte unter Beachtung der gesamten Modellkontur bei Vermeidung von zusätzlichem technischen Aufwand maximal zu belegen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine die gesamte der Formkastenwand zugewandte Modellkontur berücksichtigende Einrichtung zur Ermittlung des Mindestabstandes zwischen Modell und Formkasten zu entwickeln, bei dem eine Brückenbildung des Formstoffes zwischen Modell und Formkasten ausgeschlossen ist und der Formkasten keine zusätzlichen technischen Veränderungen aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung gelöst, die aus einem Skalenträger besteht, der von einem Grundkörper mit einem verschiebbaren Teil gebildet wird. Der Grundkörper weist mehrere paarweise untereinander korrespondierende logarithmische Festskalen auf, deren Anzahl von der Anzahl der bestehenden Einflußgrößen abhängt. Des weiteren weist der Grundkörper sowie der verschiebbare Teil je eine metrische Skale auf, die ebenfalls miteinander korrespondieren.

Die paarweise untereinander korrespondierenden logarithmischen Festskalen sind definiert versetzt zueinander angeordnet, wobei die Versetzung der Skalen eine Wichtung des Einflusses der Elemente der Modells darstellt, die auf den Abstand Modell-Formkasten Einfluß haben. Die metrische Skale auf dem Grundkörper enthält einen definierten Festpunkt mit fixierter Größe. In vorteilhafter Weise ist der Grundkörper mit.einem Läufer ausgestattet, der das Ablesen und Fixieren der ermittelten Werte erleichtert.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, den kleinstmöglichen Abstand eines Modells zur Formkastenwand bei Berücksichtigung aller maßgeblichen Einflußgrößen zu ermitteln. Der kleinstmögliche Abstand ist der Abstand, den das Modell gegenüber der Formkastenwand mindestens aufweisen muß, damit sich zwischen beiden während des Verdichtungsvorganges keine Formsandbrücken bilden. Formsandbrücken sind hochverdichtete Bereiche innerhalb der Formbaüens, die sich während der Formstoffbewegung über Schattenbereichen zwischen benachbarten Modellen oder zwischen einem Modell und der Formkasten wand ausbilden und den Zutritt von Formsand in diese Schattenbereiche erschweren. Die Brückenbildung ist u. a. abhängig von der der Formkastenwand gegenüberliegenden Modellkontur

Maßgeblichen Einfluß auf die Brückenbildung haben u.a.

- die Fläche F

- der Umfang U

- die Breite B

- die Sandauflagefläche S_A

- die Resthöhe 1 RHi und

- die Resthöhe 2 RH,

Die Fläche F ist diejenige senkrechte Modellfläche, die der Formkastenwand am nächsten ist. Bei gekrümmten Modellen ist dies

die Schnittfläche im Bereich der Sandaufiage. Der Umfang U ist das die Fläche F umlaufende Maß ohne Einbeziehung der

Grundlinie. Die Breite B ist das Breitenmaß der höchsten und breitesten Modellkontur. Die Sandauflage Sa ist das Maß für die Auflage des Formstoffes auf der Modslluberf lache, d.h.. das Teilstück der Tiefe des Modells bis zur nächsten markanten Modellkontur bei konturenreichen Modellen bzw. V» der maximalen Modellhöhe b ii

großflächigen Modellen.

Die Resthöhe 1 RH₁ ist die Formkastenhöha + Füllrahmenhöhe - Modellhöhe. Die Resthöhe 2 RH₂ ist die Differenz zwischen Formkastenhöhe und Modellhöhe. Zur Ermittlung des Mindestabstandes zwischen Modell und Formkasten mit der erfindungsgemäßen Einrichtung sind

nachfolgend genannte Schritte erforderlich:

Aus den entsprechenden logarithmisch geteilten Skalen wird jeweils ein Faktor für die jeweilige Einflußgröße ermittelt. Dieser

entspricht dem Wert auf dar „gewichteten" Skale, der dem für die entsprechende Einflußgröße gemessenen Wert auf der korrespondierenden Skale gegenüberliegt.

Mit diesen Werten wird mit Hilfe der Dezimalskalen der Randabstand ermittelt, wobei zu beachten ist, daß die einzelnen Werte

aus den logarithmischen Skalen mit unterschiedlichen Vorzeichen in diese Ermittlung eingehen.

Bei positiv eingehenden Werten wird der Nullpunkt der verschiebbaren Skale auf den Festpunkt der korrespondierenden Skale

gestellt und auf der Skale mit dem Festpunkt der Wert markiert, der dem entsprechenden ermittelten Wert für die Einflußgröße auf der verschiebbaren Skale gegenüberliegt.

Bei negativ eingehendem Wert wird der ermittelte Wert für die Einflußgröße auf den Festpunkt eingestellt und auf der Skale mit

dem Festpunkt der Wert maskiert, der dem Nullpunkt auf der verschiebbaren Skale gegenübersteht.

Die auf der Skale mit dem Festpunkt nach dieser ersten Operation markierten Werte sind bei der nächsten in gleicher Weise

ablaufenden Operation wie der Festpunkt zu verwenden.

Nach Einbeziehung aller Einflußgrößen in diese Operationen ist der Randabstand der auf der Skale mit dem Festpunkt auf diese Weise zuletzt ermittelte Wert. Die ermittelten Werte für die Fläche, die Sandauflagefläche und die Resthöhe 2 gehen mit positiven Vorzeichen in die Ermittlung

des Randabstands ein, während die restlichen Einflußgrößen wie der Umfang, die Breite und die Resthöhe 1 ein negatives

Vorzeichen tragen. Durch die Ermittlung des kleinstmöglichen fiandabstandes zwischen Modellplatte maximal auszulasten, d. h., mit einer

größtmöglichen Anzahl von Modellen zu belegen.

Dadurch ist es möglich, mit der gleichen Anzahl von Formkästen mehr Modelle abzuformen, wodurch sich die Gußteilproduktion

wesentlich erhöht. Gleichzeitig minimiert sich auch der Formsand- und Energieverbrauch.

Ausfuhrungsbeispiel Die Handhabung der Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert. Fig. 1: zeigt die Draufsicht der erfindungsgemäßen Einrichtung. Fig. 2: zeigt ein Flanschstück NW 210, an welchem die Handhabung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erläutert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus dem Grundkörper 1, zwölf logarithmisch 2-13 und zwei metrisch 14,15 geteilten Skalen, sowie einer verschiebbaren Zunge 16, wobei die logarithmisch geteilten Skalen 2-13 paarweise so auf dem Grundkörper 1 aufgebracht sind, daß beide Skalenteile zueinander versetzt sind. Eine metrische Skale 14 ist auf der im Grundkörper zu diesem verschiebbar angeordneten Zunge 16 aufgebracht. Die zweite

metrische Skale 1 δ ist auf dem Grundkörper 1 so aufgebracht, daß sie mit der Skale 14 korrespondiert. Jeder Einflußfaktor ist einem bestimmten logarithmisch geteilten Skalenpaar zugeordnet:

-Umfang 17 -*Skalen 2,3

-Fläche 18 -»Skalen 4,5

-Breite 19 ->Skalen 6,7

-Sandauflage ->Skalen 8,9

-Resthöhe 1 -»Skalen 10,11

- Resthöhe 2 -> Skalen 12,13

Die Skalen jedes logarithmisch geteilten Skalenpaares sind zueinander so versetzt angeordnet, daß dem Wert „1" auf der unteren Skale jeweils ein bestimmter der Wichtung der zugehörigen Einflußgröße entsprechender Wert gegenübersteht. Dem Wert »1" stehen folgende Werte gegenüber:

- Skalen 2,3 :0,02629

- Skalen 4,5 :9,0805-10"⁴

- Skalen 6,7 :0,1313521 ·

- Skalen 8,9 :0,162107

- Skalen 10,11:0,4011898

- Skalen 12,13:0,200595

Auf der Skale 15 ist der Wert 178 als Festpunkt 17 markiert. Weiterhin sind die Skalen zur Kennzeichnung mit den entsprechenden Kennzeichen (U, F, B, Sa, RH₁, RH₂) der Einflußgrößen versehen. Zur Ermittlung des Mindestabstandes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden folgende Handlungen durchgeführt:

1. Ermitteln der Zahlenwerte der Einflußgrößen in mm bzw. mm². Für das Flanschstück NW 210 ergaben sich folgende Werte:

U = 660 mm F =69 272 mm² B = 420 mm Sa = 25 mm RH₁ = 320 mm RH₂ = 110mm

2. Ermittlung des jeweiligen Einflußgrößenfaktors mit Hilfe des der entsprechenden Einflußgröße zugeordneten Skalenpaares 2,3; 4,5; 6,7; 8,9; 10,11; 12,13.

Dazu werden auf den Skalen 2,4,6,8,10,12 die Werte abgelesen, die den nach Punkt 1 ermittelten Werten auf den Skalen 3,

5,7,9,11,13 gegenüberstehen.

Für das Flanschstück NW 210 ergeben sich folgende Werte:

U =-17,35 F = +63 B =-55

Sa = 4,05 RH₁ =-128 RH₂ =

3. Ermittlung des Mindestabstandes mit Hilfe der in Punkt 2 ermittelten Werte und den metrischen Skalen 14,15.

Dazu werden die gemäß Punkt 2 ermittelten positiv eingehenden Werte mit Hilfe der Skalen 14,15 addiert und die negativ in

die Ermittlung eingehenden Wer'e von dieser Summe subtrahiert, d. h„ zu Beginn der Ermittlung wird der Wert .0" der

Skale 14 dem Festpunkt gegenübergestellt und der Wert des ersten positiven Einflußgrößenfaktors auf der Skale 14 (214) als

neuer Festpunkt auf der Skale 15 markiert. Danach wird die Zunge 16 so verschoben, daß der Wert ,0" der Skale 14 auf diesem neuen Festpunkt steht. Als nächster Festpunkt wird dann der Wert der Skale 15, der dem Wert des zweiten positiven

Einflußgrößenfaktors auf der Skale 14 gegenübersteht, markiert (245,05). In gleicher Weise wird mit dem dritten positiv eingehenden Wert verfahren (neuer Festpunkt 267,05). Danach wird der Wert des ersten negativ eingehenden Einflußgrößenfaktors auf der Skale 14 dem zuletzt ermittelten Festpunkt auf der Skale 15 gegenübergestellt und als neuer Festpunkt der Wert auf der Skale 15 festgelegt, der dem Wert „0"

der Skale 14 gegenübersteht.

In gleicher Weise wird mit dtm beiden anderen negativ eingehenden Einflußgrußenfaktoren verfahren. Dabei wurden die Werte 194,7 und 66,7 ermittelt. Der zuletzt ermittelte Wert ist der Wert für den Abstand Modell-Formkastenwand, der nicht zu unterschreiten ist. Im vorliegenden Beispiel muß der Abstand Modell-Formkastenwand mindestens 66,7mm betragen

Claims (3)

1. Einrichtung zur Ermittlung des Randabstandes in Formkästen, insbesondere des Mindestabstandes zwischen Modelloberfläche und Formkastenwandung, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung aus einem mehrere Skalen aufweisenden, und von einem Grundkörper (1) mit verschiebbaren Teil (16) gebildeten Skaleniräger besteht, wobei der Grundkörper (1) des Skalenträgers in Abhängigkeit von der Anzahl bestehender Einflußgrößen paarweise untereinander korrespondierende logarithmische Festskalen (2-13) enthält und der verschiebbare Teil (16) des Skalenträgers eine metrische Skale (14) besitzt, die sich mit einer metrischen Skale (15) auf dem Grundkörper (1) des Skalenträgers in Eingriff befindet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die auf dem Grundkörper (1) des Skalenträgers in Abhängigkeit von der Anzahl bestehender Einflußgrößen paarweise untereinander korrespondierenden logarithmischen Festskalen (2-13) definiert versetzt zueinander angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die metrische Skale (15) auf dem Grundkörper (1) des Skalenträgers einen definierten Festpunkt mit fixierter Größe enthält.