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Verfahren zur Herstellung von Gießerei-Hohlkernen aus schnell härtenden
Sanden sowie Kernformeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung liegt
auf dem Gebiet des Gießereiwesens; sie befaßt sich mit der Herstellung von Gießereikernen
und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Gießerei-Hohlkernen
aus schnell härtenden Sanden sowie eine Kernformeinrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
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Beim Herstellen von Gießereikernen ist es in vielen Fällen erwünscht,
dem Kern einen inneren Hohlraum zu geben. Es ist z. B. bekannt, besonders voluminöse
Kerne aus Gründen der Sandersparnis innen hohl auszubilden. In anderen Fällen ist
es erforderlich, daß ein Gießereikern innere Hohlräume aufweist, die während des
Gießens als Gasableitungskanäle dienen. Für das Folgende sollen unter dem Begriff
Gießerei-Hohlkerne alle Kerne verstanden werden, die aus irgendeinem Grund einen
inneren Hohlraum umschließen.
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Bei der Herstellung derartiger Gießerei-Hohlkerne ist es in vielen
Fällen nicht möglich, den Kern in einem Stück herzustellen. In diesen Fällen hat
man bisher Teilkerne hergestellt und diese zu dem fertigen Kern zusammengesetzt.
So ist es z. B. bei der Verwendung von Ölsanden bekannt, den einen Halbkern aus
dem Kernkasten auf Trockenplatten zu legen, diesen Halbkern zu trocknen, dann den
zweiten Halbkern zu formen und anschließend den bereits getrockneten ersten Teilkern
als Trockenschale für den zweiten Teilkern zu benutzen, wobei sich die beiden Teilkerne
beim zweiten Trocknungsvorgang verbinden.
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Es ist auch bekannt, unter Verwendung von schnell wärmeaushärtenden
Sanden die beiden Teilkerne unabhängig voneinander herzustellen und diese mit einem
Kleber zusammenzukleben.
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Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Hohlkernen sind jedoch
deswegen nachteilig, weil sie alle recht zeitraubend sind, wodurch solche Hohlkerne
verhältnismäßig teuer werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorhandenen Mängel zu
beseitigen. Sie schlägt ein Verfahren zur Herstellung von Gießerei-Hohlkernen aus
schnell aushärtenden Sanden vor, bei dem zwei oder mehrere hohle Teilkerne zu einem
Hohlkern zusammengesetzt werden und dessen Besonderheit darin besteht, daß zunächst
getrennt voneinander, aber zeitlich parallel zueinander, Teilkerne in der Weise
geformt werden, daß wenigstens eine der beim Zusammensetzen der Teilkerne zum Hohlkern
aufeinandertreffenden Teilkern-Innenkonturen wenigstens stellenweise überdimensioniert
ist, und mit der Aushärtung begonnen wird, daß dann der Aushärtungsprozess an den
zusammenzusetzenden Teilkern-Innenkonturen unterbrochen wird, woraufhin die Teilkerne
unter Druck zum Hohlkern in seiner endgültigen Form so zusammengefügt werden, daß
die Teilkern-Innenkonturen einander an den überdimensionierten Stellen durchdringen
oder verdichten, und daß dann der Aushärtungsprozeß beendet wird.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Kernformeinrichtung vorgeschlagen,
die bei Verwendung eines schnell wärmeaushärtenden Sandes Anwendung finden soll
und bei der zu beiden Seiten einer beheizten Mittelplatte befestigte Formplatten
zusammen mit ebenfalls beheizten, an die zugehörige Formplatte wahlweise anpreßbaren
und von ihnen abziehbaren Seitenteilen einen Kernkasten bilden, wobei die Besonderheit
in einer derartigen Ausgestaltung der beiden Kernkästen besteht, daß die in ihnen
geformten Sandkörper überdimensionierte Teilkerne für einen Hohlkern sind; und daß
die Mittelplatte entfernbar sowie die Seitenteile aufeinander anpressbar angeordnet
sind.
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Verfahren und Vorrichtung der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen
erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
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F i g. 1 bis 3 zeigen schematisch Gießerei-Teilkerne während des Verfahrens:
F i g. 1 a bis 3a zeigen nach dem Verfahren gefertigte Hohlkerne.
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In den F i g. 1 bis 3 sind die zu einem Hohlkern 1 zusammenzusetzenden
Teilkerne jeweils mit 2 und 3 bezeichnet. Diese F i g. 1 bis 3 zeigen die Teilkerne
2 und 3 in einem Zustand, bei dem der Aushärtungsprozeß nur so weit fortgeschritten
ist, daß sich an der Innenkontur eines jeden Teilkerns eine dünne Haut 4 gebildet
hat, die dem Teilkern dort eine gewisse Formfestigkeit verleihen. Andererseits ist
-der Aushärtungsprozeß noch nicht so weit fortgeschritten, als daß die Innenkonturen
nicht noch zerstörbar oder verdichtbar wären. Von diesem halb gehärteten Zustand
der Innenkonturen ausgehend besteht der
nächste Verfahrensschritt
darin, die beiden Halbkerne unter Druck zu dem gewollten Hohlkern zusammenzupressen
und zu vereinigen. Um eine bessere Durchdringung der Innenkonturen zu erzielen,
sind diese wenigstens stellenweise überdimensioniert. So weist z. B. der in F i
g. 1 dargestellte Kern an den schraffiert gezeichneten Stellen beider Innenkonturen
der Halbkerne 2 und 3 Stege 5 auf. In F i g. 2 weist der Teilkern 2 kegelige Spitzen
6 auf, welchen kegelige Ausnehmungen 7 im Teilkern 3 entsprechen, wobei die kegeligen
Spitzen 6 überdimensioniert sind. F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer
möglichen Innenkontur für die Teilkern 2 und 3, welche hier aus einer Rasterung
der gesamten Oberfläche in der Weise besteht, daß die überdimensionierten Raster
Spitze gegen Spitze aufeinanderstoßen, wenn die beiden Halbkerne 2 und 3 zum fertigen
Hohlkern 1 zusammengepreßt werden. Bei allen diesen Ausführungsformen durchdringen
die Innenkonturen der Halbkerne 2 und 3 einander, so daß beide eine innige Verbindung
miteinander eingehen, wobei die Haut 4 zerstört wird und die Halbkerne sich ineinander
verankern.
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Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, daß der nunmehr fertiggeformte
Hohlkern vollends ausgehärtet wird, so daß sich Hohlkerne 1 gemäß den F i g. 1 a,
2 a und 3 a ergeben.
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Das Verfahren bewährt sich insbesondere bei Verwendung von schnell
wärmeaushärtenden Sanden. Es wird daher in folgendem als Ausführungsbeispiel für
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Kernformeinrichtung für die
Verarbeitung schnell wärmeaushärtender Sande, z. B. Furansanden, beschrieben, und
zwar an Hand der F i g. 4 und 5, von denen F i g. 4 die Kernformeinrichtung zu Beginn
des Verfahrens und F i g. 5 die Kernformeinrichtung bei Beendigung des Verfahrens
zeigt.
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Zu beiden Seiten einer mit Hilfe von elektrischen Heizpatronen 10
beheizten Platten 11 sind Formplatten 12 und 13 befestigt. Die Kontur der Formplatte
12 ist das Negativ der Innenkontur eines für die Herstellung eines Hohlkerns benötigten
Teilkerns, beispielsweise des Teilkerns 2 aus F i g. 2. Die Kontur der Formplatte
13 ist das Negativ der Innenkontur des zugehörigen anderen Teilkerns, beispielsweise
des Teilkerns 3 aus F i g. 2. Mit der Formplatte 12 wirkt ein Seitenteil 14 zusammen,
welches ebenfalls mit Hilfe von Heizpatronen 15 beheizt ist. Das Seitenteil 14 kann
wahlweise an die Formplatte 12 angepreßt und von ihr abgezogen werden; es bildet
zusammen mit der Formplatte 12 einen Kernkasten, wobei die Kontur des Seitenteils
14 das Negativ der Außenkontur eines Teilkerns ist, beispielsweise des Teilkerns
2 aus F i g. 2. Mit der Formplatte 13 wirkt ein Seitenteil 16 zusammen, welches
ebenfalls mit Hilfe von Heizpatronen 17 beheizt ist. Das Seitenteil 16 kann wahlweise
an die Formplatte 13 angepreßt und von ihr abgezogen werden; es bildet zusammen
mit der Formplatte 13 einen Kernkasten, wobei die Kontur des Seitenteils 16 das
Negativ der Außenkontur eines Teilkerns ist, beispielsweise des Teilkerns 3 aus
F i g. 2.
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Dia Platte 11 mit ihren daran befestigten Formplatten 12 und
13 ist so angeordnet, daß sie wahlweise zwischen den Seitenteilen 14 und 16 entfernt
bzw. zwischen sie eingeführt werden kann, wenn diese sich in ihrer abgezogenen Stellung
befinden. Außerdem sind die Seitenteile 14 und 16 so angeordnet, daß, sobald die
Heizplatte 11 mit den Formplatten 12 und 13 zwischen ihnen entfernt worden ist,
sie zusammengefahren und aufeinandergepreßt werden können.
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Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung spielt sich das erfindungsgemäße
Verfahren wie folgt ab: Es sei angenommen, die Seitenteile 14 und 16 befinden sich
in abgezogener Stellung: Es wird dann zunächst die Platte 11 mit den Formplatten
12 und 13 zwischen diese Seitenteile 14 und 16 eingeführt, und anschließend
werden die Seitenteile 14 bzw. 16 an die Formplatten 12 bzw. 13 herangefahren und
angepreßt. In die so gebildeten Kernkastenhohlräume wird in bekannter Weise ein
unter Wärmeeinwirkung schnell aushärtender Sand, z. B. Furansand, eingefüllt, z.
B. durch Einblasen oder Einschießen, wodurch sich der in F i g. 4 dargestellte Zustand
einstellt: Sobald sich unter dem Einfluß der Wärme der erhitzten Formplatten 12
und 13 die Innenkonturen der Teilkerne 18 und 19 so weit verfestigt haben, daß diese
formbeständig sind, werden die Seitenteile 14
und 16 seitlich abgezogen
und von den Formplatten 12 und 13 gelöst. Dabei verbleiben die Teilkerne
18
und 19 in den Seitenteilen 14 und 16. Es wird dann die Platte
11 mit den Formplatten 12 und 13 zwischen den Seitenteilen
14 und 16 entfernt. Anschließend werden die Seitenteile 14 und 16 zusammengefahren
und gegeneinandergepreßt. Dabei werden die Innenkonturen der Teilkerne
18 und 19 an denjenigen Stellen, an welchen sie überdimensioniert
sind, wieder zerstört, weil sie einander durchdringen und sich ineinander verankern.
In diesem Zustand, der in F i g. 5 dargestellt ist, schließen die beiden Seitenteile
14 und 16 einen Hohlkern 1 zwischen sich ein, so wie er z .B.
in F i g. 2 a dargestellt ist.
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Das Verfahren ist beendet, sobald der Hohlkern 1 - so wie er z. B.
in F i g. 2 a dargestellt ist - hinreichend erhärtet ist, und zwar unter dem Einfluß
der aus den beheizten Seitenteilen 14 und 16 in ihn einströmenden Wärme. Bei dem
sich anschließenden Auseinanderfahren der Seitenteile 14 und 16 wird der fertige
Hohlkern 1 von Ausstoßbolzen 20 gehalten, von denen er leicht entnommen werden kann.
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Es wird nun die Platte 11 mit den Formplatten 12
und
13 wieder zwischen die Seitenteile 14 und 16 eingeführt, womit
das eingangs beschriebene Arbeitsspiel erneut beginnen kann.
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Es kann zweckmäßig sein, die Platte 11 und damit die Formplatten
12 und 13 weniger stark zu beheizen als die Seitenteile 14 und 16,
weil damit die Teilkerne 18 und 19, in der Zeitspanne vom Beginn der
Aushärtung bis zu deren Unterbrechung an den Innenkonturen der Teilkerne, insgesamt
die notwendige Festigkeit erhalten, während an den Innenkonturen der erwähnte Zwischenzustand
herbeigeführt wird. Es ist daher zweckmäßig, die Heizpatronen 10 zum Be` heizen
der Platte 11 und der Formplatten 12 und. 13 regelbar auszubilden; das gleiche gilt
für die Heizpatronen 15 im Seitenteil 14 und für die Heizpatronen 17 im Seitenteil
16.
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Es ist auch möglich, die Kernformeinrichtung an den erwähnten Formplatten
12 und 13 so auszugestalten, daß nur einer der beiden Teilkerne
18
bzw. 19 überdimensioniert wird, und dann die den betreffenden Teilkern
formende Platte 18 bzw. 19 stärker zu beheizen als die andere. Dadurch werden
die
überdimensionierten Stellen jenes einen Teilkerns stärker gehärtet als die ihnen
gegenüberliegenden Stellen des anderen Teilkerns, so daß die Durchdringung der Teilkerne
beim Zusammenpressen zum endgültigen Hohlkern mit Sicherheit gewährleistet ist.