DE1023196B - Verfahren zur Herstellung von Formmasken - Google Patents

Description

Diei Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formmasken. Es sind Verfahren, bekannt, bei denen Formmasken durch Einblasen von Sand und einem in. der Wärme härtenden Bindemittel zwischen einer Modellplatte und. einer entsprechend gestalteten Trockenplatte mit einer einstellbaren Wandstärke hergestellt werden. Die Trockenplatte wird dann aufgeheizt. Nachdem die Formmaske genügend erhärtet ist, werden die Modell- und die Trockenplatte getrennt, wobei die Formmaske in deir Trockenplatte· bleibt. Letztere dient beim Abgießen der zusammengestellten Maskenform als Stützelement. Dadurch wird eine größere Anzahl von Trockenjjlatten notwendig, um ein kontinuierliches Abgießen der Formmasken zu ermöglichen. Die Modelle bzw. Modellplatten werden bei diesem bekannten Verfahren durch die Wärmezufuhr über die zu heizende Trockenplatte sehr stark erwärmt.

Die Erfindung behebt diese Nachteile dadurch, daß die Trocken- bzw. die Modellplatte nach dem Erstarren der Mischung aus Sand und Bindemittel von der Formmaske gelöst und beide Formhälften ohne Stützelemente zum Abgießen verwendet werden. Zweckmäßig ist die Trockenplatte mit sauber bearbeiteten Oberflächen versehen, um genau maßhaltige Andrückstellen auf der Außenseite der Gießform für die Halterung der Teile der zusammengefügten Gießform in ihrer gegenseitigen. Lage während des Gusses und des Abkühlens zu erzeugen.

Die Erfindung ist in beispielsweisen Ausführungen an Hand der Fig. 1 bis 4 näher beschrieben. Hierbei ist

Fig. 1 ein Querschnitt durch eine Einrichtung zur Herstellung von Formmasken,

Fig. 2 ein Querschnitt durch eine Einrichtung für die Halterung zusammengehöriger Teile einer Gießform zum Ausgießen derselben,

Fig. 3 ein Längsschnitt in der Ebene 3-3 nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Querschnitt durch eine andere Ausführung einer Einrichtung zur Herstellung von Maskengießformen.

Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann jeder beliebige Sand verwendet werden.

Ferner kann bei der Durchführung der Erfindung ein trocknungsfähiges Kernformöl mit oder ohne Wasserbeigabe verwendet werden, z. B. ein polymerisierbares, schnall trocknendes Mineralöl.

An Stelle von Öl kann auch ein warm aushärtendes Kunstharz als Bindemittel verwendet werden, z. B. Urea- und Phenol-Foimaldehyd-Kunstharze.

Obwohl die Einrichtung zur Herstellung der Gießform nachstehend in einer Ausführung zum Sand-Verfahren zur Herstellung
von Formmasken

Anmelder:

Harry W. Dietert Co.,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Hoffmann, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34

Beanspruchte Priorität:
¹S V. St. v. Amerika vom 30. März 1953

Hany W. Dietert, Detroit, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

einblasen erläutert wird, kann die Erfindung auch durch Feststampfen des Sandes von Hand oder mit beliebigen pneumatischen Stampf geraten, Rüttelvorrichtungen od. dgl. durchgeführt werden. Jedoch ist die nachstehend beschriebene Einblasmethode vorzuziehen.

Die Fig. 1 zeigt dia Grundplatte 10 einer Kernblasmaschine, die normalerweise mit Hebe- und Senkvorrichtungen für die Grundplatte versehen ist. Auf der Grundplatte 10 ist eine entsprechend gestaltete Trockenplatte 12 befestigt, und zwar mittels geeigneter Paßstifte, von denen einer bei 14 angedeutet ist. Es sei erwähnt, daß die Paßstifte vor allem zur Erzielung' der richtigen Lage der Trockenplatte 12 auf der Grundplatte 10 dient, ohne dabei das einfache Abnehmen der Trockenplatte 12 von der Grundplatte 10 zu hemmen.

Die Einrichtung umfaßt einen Sandbehälter 16, der die Mischung aus Sand, Bindemittel und den sonstigen verwendeten Beimengungen enthält. An der Unterseite des Sandbehälters 16 ist die Einblasplatte 18 befestigt, hier beispielsweise an dem radial nach außen ragenden Flansch 20 des Behälters 16 mittels der Schrauben 22. An geeigneten Stellen ist die Einblasplatte 18 mit Einblaslöchern 24 versehen, diei gemäß Fig. 1 mit Büchsen 26 ausgestattet sein können.

Auf der Unterseite der Einblasplatte 18 ist ein Kernkasten, bzw. Modellplatte 28 festgeschraubt oder anderweitig befestigt, z. B. mittels der Schrauben 30. Die Modellplatte 28 ist nach unten offen und besitzt in seiner oberen Wandung Einblaslöcher 3-2, die mit

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den Einblaslöchern 24 in der Einblasplatte 18 übereinstimmen. Innerhalb der Modellplatte 28 ist ein Modell 34 angebracht, das je nach dem erwünschten Gußteil geformt und so gestaltet ist, daß bei 36 Gießrinnen und am einen Ende bei 38 ein Gießtrichter entsteht.

Die Trockenplatte 12 ist entsprechend den Außenabmessungen des Modells 34 gestaltet und ergibt eine Formmaske 40 der in Fig. 1 angedeuteten Art. Also

diese dann mit der Modellplatte wieder zusammengebaut und ist zur Herstellung einer weiteren Formmaske bereit. Die Trocknung der Formmasken erfolgt bei Temperaturen unterhalb von 315° C, und 5 bei der fortlaufenden Herstellung von Masken bleibt die Trockenplatte heiß und besitzt beispielsweise 65 bis 230° C, wenn die nächste Ladung von Formmaterial in den Hohlraum zwischen der Modell- und der Trockenplatte eingebracht und mittels Druckluft

wird die Wandstärke der Maske40 an jedem Punkt io verdichtet wird. Dies bewirkt gute Maßhaltigkeit, da

durch den Abstand zwischen der Oberfläche des Modells 34 und der benachbarten Oberfläche der entsprechend gestalteten Trockenplatte 12 bestimmt. Darüber hinaus ermöglicht die Anwendung einer

starke Temperaturänderungen vermieden werden.

In der beispielsweisen Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Gesamtgießform aus zwei Teilen zusammengesetzt. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen,

den Flanschen 54 bzw. 56 versehen, die sich rings um die beiden Formmasken erstrecken, ausgenommen an jenen Stellen, die einen Gießtrichter bilden.

Die Halterungs- und Festspanneinrichtung für die Formmasken besteht aus einem Rahmen 60 mit einem nach aufwärts gerichteten Schenkel 62, der zur Halterung der Außenfläche der Formmasken eingerichtet ist. Falls die Außenseiten der Formmasken mit den

passend gestalteten Trockenplatte die genaue Ein- 15 ist jede der mit 50 bzw. 52 bezeichneten beiden Formhaltung vorgegebener äußerer Abmessungen der Gieß- masken mit nach außen ragenden, aufeinanderpassenform, was die Zusammenfügung von Teilen einer - — ·
Gießform in Haltevorrichtungen erleichtert, wie
weiter unten beschrieben, wodurch die Teile nach dem
Zusammenbau hohen Genauigkeitsanforderungen 20
genügen.

Für den zuletzt erwähnten Zweck kann die Trockenplatte 12 mit Stiften oder Lagerstellen 42 versehen
werden, deren dem Kern zugekehrte Oberflächen
poliert sind, um eine glatte, exakte Masse besitzende 25 seitens der Stifte 42 (Fig. 1) erzeugten Auflageflächen Auflagefläche auf der Außenseite der Formmaske zu ausgestattet sind, so weist die Platte 62 an der enterhalten. In diesem Fall kann dann die übrige, mit sprechenden Stelle Spanneinrichtungen auf, z. B. eine der Maske in Berührung kommende Oberfläche der Schraube 64 mit dem Kopf 66, der genau auf die Trockenplatte nur wenig bearbeitet sein, da dieselbe kleine, maßhaltige Auflagefläche auf der Außenseite die erwünschte Genauigkeit der Gießform nicht be- 30 der Formmasken paßt. Wenn dagegen, was ebenfalls einflußt. Wahlweise können natürlich die Stifte oder vorgesehen ist, die Außenseite der Formmasken polierten Teile 42 beseitigt und die Oberfläche 44 der sauber bearbeitet ist, beispielsweise bei 68,, so trägt Trockenplatte 12 sauber bearbeitet sein. Vorzugs- der Schenkel 62 eine Spannplatte 70, die auf diese weise ist die Trockenplatte 12 so angebildet, daß ein ganze Fläche 68 paßt. Gegenüber dem Schenkel 62 ist Zwischenraum bei 46 entsteht, um an der Formmaske 35 ein beweglicher Schenkel 72 vorgesehen, der in Richnach außen ragende Flansche zu erhalten, die den Zu- tung auf den Schenkel 62 verschoben werden kann, sammenbau der Formmaskenteile erleichtern, Bei 48 um die beiden Formmasken 50 und 52 zusammenzusind Luftkanäle vorgesehen, um das Austreten der pressen. Zum Verschieben des Schenkels 72 gegenüber Luft beim Einblasen des Sandes zu ermöglichen. dem Schenkel 62 sind geeignete Mittel vorhanden,

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird 40 beispielsweise eine Schraubenspindel 74. Zwischen der die Formmaske bildende Hohlraum voll Sand ge- den Schenkeln 62 und 72 sind Metallschienen 76 anblasen und dann die Grundplatte 10 samt der Trocken- gebracht, die zum Zusammenpressen der Flansche 54 platte 12 und der auf ihr befindlichen Formmaske _Und 56 dienen. Die beiden Formmasken werden auf nach unten abgenommen. Die Trockenplatte 12 kann diese Weise in genau stimmender gegenseitiger Lage von der Grundplatte 10 leicht abgehoben und in einen 45 zusammengehalten und gegen Verziehen gestützt. Trocknungsofen verbracht werden. Infolge der Infolge der relativ dünnwandigen Teile der Gießrelativ geringen Wandstärke der Formmaske und der form weist dieselbe eine weitgehende Gasdurchlässig-Wahl eines rasch trocknenden, polymerisierbaren keit auf. Dies ist auch dann noch der Fall, wenn sehr oder andersartigen Kernbindemittels kann die Trock- feiner Sand zwecks Erzielung von Präzisionsguß nungszeit relativ kurz sein, beispielsweise zwischen 50 verwendet wird. Dies stellt ein wesentliches Merkmal 6 und 15 Minuten. Darüber hinaus ist zu beachten, der vorliegenden Erfindung dar, da die Wandstärke daß während dieser ganzen Zeit die Formmaske von der Masken mit Sicherheit einstellbar ist und derart der Trockenplatte getragen wird, also vor einem Ver- _λ orbestimmt werden kann, daß entsprechende Gasziehen beim Trocknungsprozeß bewahrt ist. durchlässigkeit erzielt wird, aber gleichzeitig die Ferner sei betont, daß das vorliegende Verfahren 55 Masken dickwandig genug gemacht werden können, die Verwendung einer einzigen Modellplatte in Ver- um die erforderliche Festigkeit zu erhalten, bindung mit einer Vielzahl von Trockenplatten er- I_n Fig. 4 ist eine andere Ausführung gemäß der möglicht und ferner die Modellplatte der Hitze des Erfindung dargestellt. In diesem Falle ist auf der Trockenofens nicht ausgesetzt ist, also der Einwir- Grundplatte der Kernblaseinrichtung eine Modellkung der Erwärmung und irgendwelchen dabei ent- 60 platte 80 befestigt mit dem Modell 82, das entstehenden Deformationen nicht unterliegt. Es kann sprechend dem gewünschten Gußstück und zur Erziejede übliche Trocknungsart verwendet werden, bei- lung der Paßflächen 84 bzw. der Eingießkammer 86 spielsweise in einem Ofen mit Koks-, Kohle-, Öl- oder geformt ist. Der Sandbehälter 88 ist an der Einblas-Gasheizung oder mit Heizung mittels elektrischer platte 90 festgeschraubt oder anderweitig befestigt. Energie, infraroter Strahlung oder Hochfrequenz- 65 Ebenfalls dauerhaft befestigt ist auf der Unterseite energie. Dabei kann der Formmaske die Wärme so- der Einblasplatte 90 die entsprechend gestaltete wohl durch Konvektion wie auch durch Strahlung Trockenplatte 92, deren Oberflächen auch hier einen oder durch beide zugeführt werden. vorgegebenen Abstand von den benachbarten Ober-Bei der Massenherstellung wird die getrocknete flächen des Modells und/oder der Modellplatte auf-Formmaske von der Trockenplatte abgenommen und 70 weisen, um eine Formmaske von vorbestimmter, nor-

malerweise ungleichartiger Wandstärke zu erhalten. Die Einblasplatte 90 und die Trockenplatte 92 sind mit aufeinanderpassenden Einblaslöchern 94 versehen, in denen Büchsen 96 angeordnet sein können. Dar die Formmaske berührende Flächenteil 98 der Trockenplatte kann sauber bearbeitet sein, um eine glatte und maßhaltige Fläche auf der Außenseite der Maske zu schaffen. Wahlweise kann auch eine Büchse, wie bei 99 dargestellt, in den aufeinanderpassenden Einblaslöchern vorgesehen werden, die eine sauber bear- ίο beitete Flanschfläche 100 aufweist zwecks Erzielung einer entsprechend glatten und maßhaltigen Auflagefläche auf der Außenseite der Formmaske. In diesem Fall bedarf dann die die Maske berührende Oberfläche der Trockenplatte keiner sauberen Bearbeitung, ausgenommen an den die Flanschteile bildenden Flächen 102, da im übrigen nur die seitens der sauber bearbeiteten Flächen IOO¹ der Büchsen erzeugten Auflageflächen sowie die seitens der ebenfalls sauber bearbeiteten Flächen 102 der Trockenplatte erzeugten Flanschflächen als Auflage in der Halterungseinrichtung für die Gießformen verwendet werden.

Werden Büchsen 99 verwendet, dann erhält der Kopf 66 der Haltebolzen 64 eine Eindrehung, wie bei 103 (Fig. 2) angedeutet, die mit der Bohrung der Büchse übereinstimmt. Es ist dabei zu beachten, daß die sauber bearbeitete Oberfläche 100 ringförmig ist, weshalb in diesem Fall der Kopf 66 ebenfalls mit einer ringförmigen Auflagefläche versehen werden muß.

Während diese Ausführung der Erfindung eine Vielzahl von Modellplatten erforderlich macht, die der Hitzeeinwirkung des Trockenofens ausgesetzt werden, weist sie den Vorteil auf, daß die Formmaske in engem Kontakt mit dem Modell getrocknet wird, was eine hohei Genauigkeit der fertiggehärteten Maske ermöglicht.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung von äußeren Festspann- oder Auflageflächen, an den Gießformteilen durch die entsprechend ausgebildete Trockenplatte, an welchen Flächen die beiden zusammengefügten Hälften gehalten werden. Ferner sei darauf hingewiesen, daß die beiden aufeinanderpassenden Hälften der Gießfonn je einen passenden Flansch aufweisen, die zusammen eine Trennfugenfläche an den Rändern der Gießformen bilden und ein Austreten des Gießmetalls verhindern.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist auch ihre relative Billigkeit, da verhältnismäßig billige Trocknungsöle verwendet werden können. Ferner kann, die übliche Kerneinblaseeinrichtung mitbenutzt werden. In einer vorzugsweisen. Ausführung der Erfindung ist nur eine genau ausgestaltete Modellplatte erforderlich, die nicht erhitzt wird und sich demnach nicht unter Hitzeeinwirkung verziehen kann. Die entsprechend gestalteten Trockenplatten können allgemein mit rauhen Gußoberflächen versehen und nur längs der Trennfugen und an den Auflagestellen sauber bearbeitet sein. Zur Durchführung der Erfindung ist nur ein normaler Trockenofen erforderlich. Bei Verwendung von Kunstharz-Bindemitteln ergibt sich eine hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens infolge der erforderlichen geringen Menge und der einstellbaren Wandstärke.

Die Maskengießform kann mit erwünschter verschiedener und vorbestimmter Wandstärke, ausreichend, um der vorauszusehenden Belastung und dem ferrostatischen Druck an den einzelnen Stellen zu widerstehen, hergestellt werden, wodurch ein Verziehen der Gießform verhindert wird und höhere Genauigkeit bei den Gußteilen erzielbar ist. Die Gußstücke verziehen sich nicht, da die Maskengießform während der Abkühlung des Gusses festgehalten werden kann.

Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung muß bei deren Durchführung der verhältnismäßig schwere Formkasten nicht bewegt werden, und nur die entsprechend ausgestaltete Trockenplatte zusamiren mit der geformten Maske ist von der Blasvorrichtung zum Ofen zu transportieren.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Formmasken, bei welchem eine Mischung aus Sand und. einem wärmehärtenden Bindemittel zwischen einer Modellplatte und einer entsprechend gestalteten Trockenplatte mit einer einstellbaren Wandstärke eingeblasen und zu einer Maske geformt wird, worauf die Maske mit einem der formgebenden Elemente, Modellplatte oder Trockenplatte, abgenommen und mit ihm zusammen rasch getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocken- bzw. die Modellplatte nach dem Erstarren der Mischung aus Sand und Bindemittel von der Formmaske gelöst und beide Formhälften ohne Stützelemente zum Abgießen verwendet werden..

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenplatte mit sauber bearbeiteten Oberflächen versehen ist zwecks Erzeugung genau maßhaltiger Andrückstellen auf der Außenseite der Gießform für die Halterung der Teile der zusammengefügten Gießform in ihrer gegenseitigen Lage während des Gusses und des Abkühlens.

In Betracht gezogene Druckschrif ten:
Deutsche Patentanmeldung G 5452 VI/31c.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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