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Die Erfindung bezieht sich auf kugelförmige, vergasbare Speisermodelle
aus geschäumtem Kunststoff, die mit Aussparungen zur Verbindung mit einem Zapfen
eines Dauermodells ausgestattet sind.
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Es ist bereits bekannt, beim Voll- und Hohlformgießen verlorene, vergasbare
Losteile, Speiser u. dgl. aus geschäumten Kunststoffen, die in eine Gießform eingebracht
und durch das eingegossene Schmelzmaterial vergast und ersetzt werden, zur Verhinderung
von Lunkern in Gußstücken zu verwenden.
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Der Einsatz derartiger verlorener Losteile aus Kunststoffschäumen,
so z. B. die Verwendung von Kugelspeisern in Kombination mit dem Hohlformgießen,
ist jedoch mit Nachteilen verbunden, da die bei der Massenherstellung der Formen
erforderlichen hohen Preßdrücke eine elastische Deformation des Schaumstoffteiles
bedingen. Nach dem Preßvorgang dehnt sich das zusammengedrückte verlorene Modell
wieder aus, wodurch in vielen Fällen eine Beschädigung oder Zerstörung der Form
auftritt.
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Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde durch das deutsche Gebrauchsmuster
1883 936 bereits ein verlorenes kugelförmiges Speisermodell vorgeschlagen, das zur
Aufnahme eines zapfenartigen Vorsprungs an einem Gußstückmodell mit einer Aussparung
versehen ist, deren Tiefe um ein vorbestimmtes Maß größer ist als die Höhe des aus
dem Gußstückmodell vorspringenden Zapfens, während die Wandstärke des Modells im
unteren Teil so gering gehalten ist, daß das Modell beim Verdichten des Formstoffs
im Bereich der ringförmigen Stirnfläche bleibend verformt wird. Es soll damit das
Modell von den beim Einformen wirkenden Kräften nicht mehr elastisch, sondern im
wesentlichen plastisch, d. h. bleibend deformiert werden. Das Speisermodell kann
gegebenenfalls auch metallurgisch wirksame Zusätze enthalten.
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Es hat sich nun jedoch gezeigt, daß in manchen Fällen eine plastische
Verformung der Stirnfläche des Speisermodells die erwähnten Nachteile nicht völlig
beseitigen kann. Auf Grund der nur verhältnismäßig geringen Materialmenge kann die
elastische Rückfederungskraft des übrigen in seiner Masse wesentlich überwiegenden
Schaumstoffmaterials des Modells nicht vollständig kompensiert werden. Die verbleibenden
Restkräfte können je nach Gestaltung des Gußstückmodells und Größe des Speisers
wenigstens teilweise zu einer Beschädigung der Gießform nach der Rückdehnung des
Schaumstoffmodells führen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die dargelegten Nachteile,
die bei der Verwendung der beschriebenen verlorenen Modelle auftreten, zu beseitigen
und ein Losteil bzw. Speisermodell zu schaffen, das neben einer raschen Vergasbarkeit
des Schaumstoffmaterials eine elastische Deformation des Modells erlaubt, ohne daß
Beschädigungen an der Gießform aufzutreten vermögen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Zapfen entsprechend
einer das Speisermodell durchsetzenden Aussparung sich von der Unterseite über mindestens
die halbe Gesamthöhe des Speisermodells erstreckt.
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Durch das gemeinsame Einformen des Schaumstoffteiles mit einem eingepaßten
Zapfen aus Holz, Metall od. dgl., der fest an einem Dauermodell angeordnet ist,
wird die elastisch deformierbare Materialmenge und damit die mit dem Formvorgang
verbundene Längenänderung des Losteils bzw. Speisers so gering, daß Beschädigungen
der Gießform vermieden werden. Es ist selbstverständlich, daß der zusammenpreßbare
Schaumstoffanteil des Modells um so geringer wird, je weiter die Ausnehmung in das
Teil hineingeführt ist. In der Praxis haben sich besonders Ausführungen bewährt,
bei denen das Verhältnis zwischen der Dicke des am Ende der Ausdehnung verbleibenden
Restmaterials und der Tiefe der hohlgebildeten Ausnehmung möglichst kleiner als
1 ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die das Speisermodell
durchdringende Aussparung stufenartig abgesetzt, wodurch der Massenanteil des deformierbaren
Schaumstoffmaterials zusätzlich vermindert und, wie bereits dargelegt, die Gefahr
von Beschädigungen der Gießform nach dem Einformen durch Rückdehnungen des Modells
weiterhin herabgesetzt.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung des beanspruchten Losteils
bzw. Speisermodells ist die Aussparung innen durch eine kugelförmig vorgewölbte
Schaumstoffwandung gegen die Einschnittsöffnung eines an der gegenüberliegenden
Seite eingelassenen Luftkerns abgegrenzt. Durch die beanspruchte Ausbildung des
Speisermodells werden, da die Verfestigung des Formstoffs während des Einformvorganges
hauptsächlich durch eine senkrechte Rüttelbewegung erfolgt und damit Formstoff vorwiegend
in die in dieser Richtung gebildeten Trennungsfugen eindringt, Fehlstellen im Gußstück
durch Sandeinschlüsse u. dgl. vermieden. Gleichzeitig wird infolge der Trennung
des Luftkerneinschnittes vom Aussparungskanal eine Zerstörung des Luftkerns und
damit ein Auftreten der oben angegebenen Fehlerquellen unterbunden. Durch die Gestaltung
der inneren Abschlußwandung der Aussparung als vorgewölbte Kugelkappe wird ferner
eine ausreichende Deformierbarkeit erreicht, ohne daß die beim Einformen des Speisermodells
auftretenden Preßdrücke eine Zerstörung des Schaumstoffgefüges zwischen Luftkern
und Aussparung herbeiführen.
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Durch etwa senkrecht im Speisermodell vorgesehene Entlüftungskanäle
wird erreicht, daß die beim Einlaufen der Schmelze entstehenden Verbrennungsgase
mit der erforderlichen Geschwindigkeit durch den Formstoff entweichen können. Hierzu
wird das Modell vor dem Einformen auf entsprechende, am Dorn, Zapfen od. dgl. des
Dauermodells angeordnete Entlüftungsspieße, Kernstäbe od. dgl. aufgeschoben.
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Die Erfindung soll nachstehend an drei im Längsschnitt dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen F i g. 1, 2 und 3 jeweils
ein Speisermodell.
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In F i g. 1 besteht das Speisermodell aus einem im wesentlichen kugelförmig
gestalteten Schaumstoffkörper 1, an dessen unterer Fläche eine Ausnehmung 3 eingelassen
ist, die das Modell bis zu einem Randbereich 2 durchsetzt. Mit der Ausnehrnung ist
der Speiser senkrecht auf einen Zapfen 5, der an einem miteingeformten Dauermodell
6 angebracht ist, geschoben. Die beim Einformvorgang durch den Formstoff 9 auftretenden
Preßdrücke wirken im wesentlichen, d. h. von oben, senkrecht auf den Randbereich
2 am Ende der Ausnehmung, der dadurch deformiert wird.
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Da der Zapfen die Aussparung über mindestens die halbe Gesamthöhe
des Speisermodells durchsetzt und ihm die für den Einformvorgang nötige Festigkeit
verleiht,
ist es möglich, den Randbereich 3 schmal zu gestalten. Die hierbei infolge der nur
geringen Materialstärke dieses Bereiches auftretenden, nur geringfügigen Volumenänderungen
des Schaumstoffs ergeben noch keine Beschädigungen der Gießform. Zur Erzielung einer
besseren Entgasung nach dem Entformen ist auf dem Zapfen ein Luftspieß 7, der aus
dem gleichen Werkstoff wie das Dauermodell bestehen kann, sowie ein Luftkern 8 angeordnet.
Bei der Entfernung des Dauermodells und damit des Luftspießes entsteht im Modell
ein Entgasungskanal 4.
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In F i g. 2 besteht das Speisermodell aus einer im wesentlichen kugelförmigen
Manschette 1, die senkrecht auf einen an einem Dauermodell ? angeordneten Zapfen
5 gesetzt ist. Im Innenmantel 3 der Manschette ist am oberen Ende eine Stufe 4 ausgebildet,
die mit ihrer horizontalen Auflagefläche 6 auf einer Preßfläche 5' des Zapfens ruht.
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Bei der gemeinsamen Einformung des Dauermodells mit dem Speisermodell
bewirkt der auftretende Preßdruck des Formsandes 2 im wesentlichen nur eine elastische
Deformation der Stufe 4, wodurch wie in dem Modell aus der F i g. 1 eine Beschädigung
der Gießform durch die elastische Rückfederung des Speisermaterials verhindert wird.
Zur Erzielung einer besseren Vergasung ist im oberen Teil des Modells zusätzlich
ein Luftkern 8 angeordnet.
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In F i g. 3 besteht das Speisermodell aus einem kugelförmigen Kunstschaumstoffkörper
1, dessen Boden mit einer in diesem Falle zylindrischen Ausnehmung 3 versehen ist,
die das Modell senkrecht annähernd um zwei Drittel seiner Gesamthöhe durchsetzt
und an ihrem oberen Ende von einer kugelkappenförmigen Ausbuchtung 10 gegen den
Einschnitt eines Luftkerns 8 abgeschlossen ist. Die Seitenflächen 11 der Ausbuchtung
verlaufen hierbei etwa im rechten Winkel zur senkrechten Wandung 3' der Ausnehmung.
Die beim Einformvorgang auftretenden, vorzugsweise senkrecht wirkenden Preßdrücke
bewirken damit nahezu ausschließlich eine Deformation des Speisermodells im Bereich
der kugelkappenförmig vorgewölbten Wandung 10 und führen daher nicht zu einer
Beschädigung der Gießform.