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VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON FORMKERNEN UND VORRICHTUNG ZUM DURCHFÜHREN
DIESES VERFAHRENS Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahrsn
zum Herstellen von Formkernen aus flüssigkeitsartigen Massen in heißen Kernkästen
und auf eine Vorrichtung zu:n Durchführen dieses Verfahrens.
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Diese Erfindung kann am erfolgreichsten zum Herstellen von komplizierten
Sandkernen für Gießformen bei massenweiser Großserien- und Serienfertigung verwendet
werden.
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Es sind mehrere Verfahren zum Herstellen von Kerne@ in heißen Kernkästen
weitbekannt. Das verbreiteste und wichti@ ste davon ist das Sandblas-Sandstrahlverfahren.
Nach diesem
Verfahren wird der vorgewärmte Kernkasten durch Aufblasen
auf einer Sandblas- oder Saadstrahlmaschine mit unter Wärmeeinfluß schnellhärtender
Kernmasse gefüllt. Nach Ablauf einer Zeitspanne, die zum Erhärten des Kerns erforderlich
ist, wird der Kernkasten geöffnet und der fertige Kern herausgenommen.
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Es besteht auch ein unter der .Benennung "Shalco" bekanntes Verfahren,
bei dem das Aufblasen der trockenen Masse gleichzeitig mit einem Schaukeln des heißen
Kernkastens ausgeführt wird, um eine gleichmäßige Kernkruste zu erhalten.
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Es ist ein Nachteil der bekannten Verfahren zum Herstelr ion von
Kernen, daß Kernkasten mit komplizierter Gestalt und verzweigter Oberfläche schlecht
mit Kernmasse gefüllt werden. Gewöhnlich können solche Kernkästen nicht durch die
Eingußöffnung gefüllt werden. In diesen Fällen muß dar Ker@ entweder über Zusatzöffnungen
an der Kernkasten-Arbeitsfläche aufgeblasen oder aus zwei oder mehreren Teilen,
die dann zusammengeklebt werden, zusemmengesetzt werden. Sowohl in einem als auch
im anderen Fall sind schlechtere Oberflächen-
qualität und Kerngenauigkeit unvermeidlich und der Arbeitsauf wand beim Herstellen
der gerne wächst.
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Hierzu muß noch hinzugefügt werden, daß das Sandblas-Sandstrahlverfahren
zum Herstellen in heißen Kernkästen von verhältnismäßig kleinen Kernen (mit einem
Größtmaß von 0,6 biZ 0,7 m) verwendet wird. Bei größeren Abmessungen der hergestell
ten Kerne wird eine merkbare Verschlechterung ihrer Qualität
beobachtet,
was dadurch zu erklären ist, daß die zum Werdichten der Masse dienende Kraft <schroff>
beim Anwachsen der Entfernung von der Achse der Einblasöffnungen <> geringer
wird.
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Das Sandblas-Sandstrablverfahren besitzt noch einen wes@ lichen Nachteil,
der darin besteht, daß die Masse währand ihres Erhärtens nicht unter Druck steht.
Die Folge hiervon ist, daß im Kernkasten ungehinderte. Schwinden stattfindet, was
eine undichte Oberflächenhülle des Kerns hervorruft. Es kommt auch häufig vor, daß
die dünne Oberflächenkruste des Kerns abplatzt oder daß unter ihr Hohlräume entstehen
Da es erforderlich ist, Lüftungskanäle im Kern beim Herstellen von dünnwandigen
Gußstücken vorzusehen, muß hierbei eine bedeutend kompliziertere Konstruktion der
Maschinen verwendet werden.
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Es ist das Ziel der Erfindung, die obenaufg@ zählten Nachteile zu
beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellung verfahren
fär Formkerne
die genaue geometrische Abmessungen, hochwertige Oberflächen, hohe Festigkeit und
gute Piltriereigens chaften haben.
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Diese Aufgabe wird durch Entwickeln eines Verfahrens zum Herstellen
von Formkernen durch zwangsweises Füllen eines heißen Kernkastens mit flüssigkeitsartiger
Masse gelöst, bei
dem erfindungsgemäß nach dem Füllen des Kernkastens # ein Druck voa 3 bis 40 kp/cm2
auf die flüssigkeitsartige Masse erzeugt wird, der eine Zeitspanne aufrechterhalten
wird,
die zum Bilden einer festen 1 bis 25 mm dicken Ober-
flächenhülle an der Kern ausreichend ist. huf diene Weise ist es möglich, am hergestellten
Kern eine feste Hülle zu erhalten, welche die Qualität des Gußstücks und die Genau
keit ihrer geometrischen Abmessungen garantiert.
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Der 3 bis 20 kp/cm2 betragende
flüssigke itsart gen Masse im Kernkasten kann 5 bis 30 5 aufrecht halten und dann
im Laufe von 5 bis 60 s allmählich bis auf 40 kp/cm2 erhöht werden.
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Dies ermöglicht, daß im Augenblick, in de: die Oberfläche hülle des
Kerns gebildet wird, die Masse im Kernkasten unter Höchstdruck steht wodurch die
Dichte und die Festigkei der Kernhülle erhöht wird.
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Zum Durchführen des Verfahrens wird eine Vorric tung vorgeschlagen,
die Behälter für die Ausgangsstoffe besitz die mit einem Mischer verbunden sind,
aus dem die erhaltene flüssigkeitsartige Masse über eine Dosierkammer und die an
ihr@ anliegende Formdüse mit Schieber unter dem Druck eines in der Dosierkammer
befindlichen Kolbens in den Kernkasten
ausströmt, wobei erfindungsgemäß der Kolben auseinanderschiebbar ausgeführt ist
und Einzelantriebe für jede Stufe besitzt, der Kernkasten mit einer Abdicht
versehen ist, die Düse und der Schieber starr miteinander verbunden
und montiert sind, daß sie hin- und
sind und abwechselnd die Austrittsöffnung der
Dosierkammer uberdecten, die Vorrichtung ein 'werk zum
Zurückführen der Massereste aus der Düse in den Mischer und
die
Düse zerlegbar ausgeführt ist.
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derartige konstruktive Ausführung der Vorrichtung ermöglicht es,
im Kernkasten einen erforderlichen Druck auf' die flüssigkeitsartige Masse zu erzeugen
und, ein dies erforderlich ist, ihn zu erhöhen.
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-Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung unter Hinweis
auf die Zeichnungen beschriaben; es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung und Sig. 2 die Düse der erfindungsgemäßen Vorrichtung in geöffneter
Stellung.
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Die Vorrichtung enthält den Behälter 1 (Pig.l) für Sand und den (aus
der Zeichnung nicht ersichtlichen) Behälter fur die flüssige Komposition, welche
aus Bindemitteln und einem Schaumbildner besteht. Die aus dem zvweitven Behälter
kommende Komposition wird durch die Pumpe 2 über die Rohrleitung 3 zum kontinuerlich
arbeitenden Mischer 4 befördert.
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Der Behälter 1 ist über den Bandzuteiler (Dosierapparat) 5 ebenfalls
mit dem Mischer 4 verbunden. In letzterem drehen sich in zueinander entgegengesetzter
Richtung zwei Wellen 6,
auf denen Schaufeln 7 längs Schraubenlinie aufgesetzt sind. Die Wellen 6 des Mischers
4 werden durch den Elektroantrieb 8 in Drehung versetzt. Der Mischer 4 hat in seinar
einen Stirnfläche die Austrittsöffnung 9, welche durch den Schieber 10 abgedeckt
wird. An der Austrittsöffnung 9 liegt
die zylinderförmige Dosierkammer
11 an, in welcher der Kolben 12 angeordnet ist, der mit dem pneumatisch-hydraulischen
Antrieb 13, welcher durch den Schieberapparat 14 gesteuert wird, verbunden ist.
Der Kolben 12 ist auseinanderschiebbar (teleskopisch) ausgeführt und besitzt einen
Einzelantrieb zum Steuern jeder Stufe. An der Austrittsöffnung der Dosierkammer
11 liegt der Schieber 15 mit der Formdüse 16 (Fig.2) an, die bündig mit der Schieberoberfläche,
welche der Dosierkammer 11 zugewandt ist, angeordnet ist. Die Düse 16 kann beispielsweise
die Form eines Kegels haben. Der Schieber 15 und die Düse 16 sind mit dem Antrieb
17 verbunden, der sie in der Waagerechtebene hin- und herschiebt. Unter der Dosierkammer
11 und der Düse 16 ist auf dem Hebetisch 18 der Kernkasten 19 aufgesetzt Letzterer
ist 80 angeordnet, daß seine Eingußöffnung 20 genau der Austrittsöffnung der Dosierkammer
11 gegenüberliegt. Der Kernkasten 19 besitzt den Schieber 21 mit den Antrieb 22
zwa
Abdichten des Kernkastens. Die Vorrichtung enthält das werk 23 zum Zurückführen
der Massereste aus der Düse 16 in den Mischer 4, nachdem der Kernkasten 19 gefällt
ist. Das
werk 23 kann in Form eines Elevators, einer Schnecke usw. ausgeführt werden.
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Die Vorrichtung arbeitet iolgendermaßen. Der aus dem Behälter 1 (Fig.1)
kommende Sand wird durch den Bandzuteiler (Dosierapparat) 5 ununterbrochen dem Mischer
4 zugeführt.
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Gleichzeitig wird die flüssige Komposition durch die Puppe 2 über
die Rohrleitung 3 in den Mischer 4 gefördert. Die Masse
geht während
ihres Durchmischens und Verschiebens längs des Mischers 4 in den
über und füllt über dio Austrittsöffnung 9 die Dosierkammer 11. Im Augenblick, in
dem e der vorgewarmte Kernkasten 19 au@ den @oetisch 1@ gelangt, wird die Dosierkammer
11 vollkommen mit flüssigkeitsartiger Masse gefüllt. Der Kernkasten 19 wird auf
dem Hebetisch 18 so angeordnet, daß seine Eingußöffnung 20 genau gegenüber der Austrittsöffnung
der Dosierkammer 11 liegt.
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Vor Füllen des Kernkastens 19 mit Masse schließt der Schieber 10
die Austrittsöffnung 9, der Antrieb 17 zum Verschieben der Diese 16 mit dem Schieber
15 wird eingeschaltet und die Düse16 wird genau unter die Austrittsöffnung der Dosierkammer
11 gestellt. Gleichzeitig hiermit drückt der Hebetisch 18 den Kernkasten 19 an die
Düse 16, Dann wird der Antrieb 13 des Kolbens 12 mit Hilfe des Schieberapparats
14 eingeschaltet. Die flüssigkeitsartige Masse wird aus der Dosierkammer 11 herausgepreßt
und füllt den Kernkasten 19. In letzterem wird ein auf die flüssigkeitsartige Masse
wirkender Druck von 3 kp/cm2 erzeugt, der 5 s aufrechterhalten wird. Während dieser
Zeitspanne bildet sich eine dicke te 1 mm dicke Kernhülle unter dem Einfluß des
erwähnten Drucks.
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Nach Ablauf der erwähnten Zeitspanne wird der Antrieb 22 des Schiebers
21 eingeschaltet und der Kernkasten 19 wird a@-gedichtet. Nach dem Abdichten wird
der Druck im Kernkasten 19 aufrechterhalten, was zur Folge hat, daß die Hälle bis
auf eine Dicke von 3 mm wächst.
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Wenn ein auf die flüssigkeitsartige Masse wirkender Anfang
druck
von 40 kp/cm2 gewählt wird, so kann eine dichte bi@ 25 mm dicke Kernhülle erhalten
werden.
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Beim Herstellen von Kernen nach einem Verfahren, welches eine stufenförmige
Drucksteigerung vorsieht, wird zunächst 5 s ein Druck von 5 kp/cm2 aufrechterhalten,
von der Schieberapparat 14 die zweite Stufe des Kolbens 12 einsch@ tet. Der Druck
im Kernkasten wächst bis auf 10 kp/cm2 und vjir' 5 s aufrechterhalten. (Wenn die
Gestalt und die Abmessungen des Kerns es aus technologischen Gründen erforderlich
machen, kann der Kolben 12 mehr als 2 Stufen besitzen).
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Während dieser Periode bildet sich eine 3 mm dicke dichte Kernoberflächenhülle.
Die Hüllendjcke hängt von der Größe des Drucks der Masse im Kernkasten 19 und von
der Haltezeit der Masse unter diesem Druck ab und schwankt im Bereich von 1 bis
25 mm. Nach Ablauf der erwähnten Zeitspanne wird der Antrieb 22 des Schiebers 21
eingeschaltet und die Abdichtung des Kernkastens wird beseitigt. Der Schieberapparat
14 Ltbt Befehl zum Hochfahren des Kolbens 18. Der Hebetisch 18 wird gesenkt, und
der Kernkasten mit dem teilweise erhärteten Korn wird in die nächste technologische
Stellung gebracht.
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Gleichzeitig hiermit schiebt der Antrieb 17 zum Hin- und Herschieben
die Düse 16 in die rechte Endstellung von.der Dosierkammer 11 fort, wobei die (aus
der Zeichnung nicht ersichtlicho Austrittsöffnung der Dosierkammer 11 durch den
Schieber 15 Shgedeckt wird.
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Die Düse 16 (Fig. 2) wird geöffnet, und die Masseresto, welche infolge
des starken Zusammendrückens ihre nur einer
Flüssigkeit eigene
Beweglichkeit verloren haben, fallen aus dc.
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Düse 16 heraus und werden zur Regeneration in den Mischer 4 gelei@
Während des Füllens des Kernkastens 19 mit Masse und des Zurückführens des Kolbens
12 in die obere Ausgangsstellung sar melt sich im Mischer 4 die flüssigkeitsartige
Masse an. Nach dem Öffnen des Schiebers 10 gelangt die flüssigkeitsartige Masse
wieder über die Austrittsöffnung 9 in die Dosierkammer 11 und füllt sie. Weiterhin
wiederholt sich die Reihenfolge der Arbeitsgänge.
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Wenn ein Anfangsdruck von 20 kp/cm2 auf die flüssigkoits artige Masse
im Kernkasten vorgegeben und >0 s aufrechterhalten, aber dann im Laufe von 60
s bis auf 40 kp/c;; erhöht wird, so erreicht die feste Kernoberflächenhülle eine
Dicke von 25 mm.
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Auf diese Weise ermöglicht die Verwendung das erfindungsg mäßen Verfahrens
zum erstellen von Formkernen und der Vorrich.
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tung zum Durchführen dieses Verfahrens, die Arbeitsaufwendigkeit des
Produktionsprozesses bedeutend zu senken, die Arbeits produktivität zu erhöhen sowie
eine größere Genauigkeit und
Qualität der Kerne undGußstücke zu erzielen.