DE2534487A1

DE2534487A1 - Blasduese fuer gusskerne

Info

Publication number: DE2534487A1
Application number: DE19752534487
Authority: DE
Inventors: Jaques Andre Chamdru
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1975-08-01
Publication date: 1976-02-26
Also published as: IT1041430B; FR2280463B1; FR2280463A1; DE2534487B2; DE2534487C3; GB1509268A; US3987842A

Description

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT
8/10, Avenue Ernile Zola

Boulogtie-Billancourt (Haut-de-Seine) , Frankreich

AUTOMOBILES PEUGEOT

75» Avenue de la Grande Armee

Paris, Frankreich

Pr.^enT.rr-nolf

Blasdüse für Gußkerne

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Blasdüsen der Bauart, wie sie in der Gießereitechnik zur Herstellung von Formen und Kernmodellen aus Sand durch Einblasen von Sand in einen Formkasten verwendet werden, der unter der Bezeichnung Warmkasten ("boites chaudes¹¹) bekannt ist.

Heute verwendet man in der Gießereitechnik zur Herstellung von Sandkernen im Warmkastenverfahren (procede ά boites chaudes) im wesentlichen zwei Verfahren. Das erste besteht darin, daß man eine Füllung mit Sandkegeln vornimmt. Diese bleiben nach dem Herausnehmen auf dem Kern, so daß für das Einsetzen der Kerne beim Ausformen in dem Kasten diese Kegel gewöhnlich zerschlagen werden müssen. Das zweite Verfahren geschieht durch Füllen mit Metalldüsen, deren Ende aus einem Kunststoffmaterial wie Fluorkautschuk gebildet ist. Diese Düsen weisen zur Vermeidung des Verbackens des Sandes einen Kühlkreis auf.

Die Verwendung von Düsen ist wegen der Ausschaltung von thermischen Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt sind, problematisch. So wird der Berührungsbereich der Düse mit dem Fülltisch, an dem sie angebracht ist, durch den Kühlkreis des Tisches abgekühlt,

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während die Düse mit ihrem in den Kasten hineinragenden Teil Temperaturen ausgesetzt ist, die in der Größenordnung von 18O bis 230 C liegen. Andererseits müssen die Düsen so gestaltet sein, daß sie den Ausdehnungseffekt des warmen Kastens ausgleichen.

Ferner sind die Düsen bei jedem Arbeitsgang vertikalen, jedoch kontrollierten Belastungen von unten nach oben zum Schließen im Augenblick des Füllens ausgesetzt sowie ferner, und dies ist am schädlichsten, horizontalen Belastungen in allen Richtungen, die zu einer erheblichen Verringerung der Lebensdauer der Stutzen aus Kunststoffmaterial führen. Ferner ist zu bemerken, daß die Wärmeausdehnung nicht zu beanstanden ist, da andere Faktoren die horizontalen Belastungen verstärken, sei es, daß es sich um Maschinen mit Formwerkzeugtransfer handelt, um Maschinen mit Drehtisch oder um Maschinen mit Wenden des Formwerkzeuges, oder was am bedeuten4ten ist, beim Einrichten der Formwerkzeuge an der Füllstelle.

Es wäre jedoch möglich, teilweise die Wärmeausdehnung schon bei der Herstellung des Formwerkzeuges zu kompensieren, indem man dem Wärmeausdehnungskoeffizienten Rechnung trägt und indem man Düsen vorsieht, die am Fülltisch fixiert sind und Achsabstände aufweisen, die größer sind als die Abmessungen des Kastens vor seiner Erwärmung.

JBs ist verständlich, daß einige Werkzeughersteller gegen diese Methode eingestellt sind, weil sie die Passung zwischen dem Fülltisch und dem Kasten vor der Auslieferung an den Verbraucher nicht kontrollieren können.

Die heute verwendeten Fülltische bestehen aus zwei Platten, von denen die eine den Kühlkreislauf und die andere die Durchtritte für den Sand aufweist. Aufgrund des Einbaues der Düsen mit Toleranzen für die Achsabstände und mit genauen Bohrungen in den beiden Platten für die Aufnahme der Düsen— körper, die zur Abdichtung mit Ringdichtungen ausgestattet

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sind, sind diese Tische mit sehr hohen Herstellkosten behaftet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Ausgestaltung von Düsen, die die vorgenannten und andere Nachteile nicht aufweisen, wegen der geringen Anzahl der Düsenbauteile mit geringen Herstellkosten behaftet sind und leicht an dem Fülltisch fixiert werden können, wodurch dieser seinerseits einfach gestaltet werden kann.

Die Düse gemäß der Erfindung weist zu diesem Zweck zwei Rohrteile aus Kunststoffmaterial auf, von denen das eine als Steckteil und das andere als Aufnahmeteil ausgebildet ist, die koaxial zusammengebaut und so ausgestaltet sind, daß sie einen einen Kühlmantel bildenden Zwischenraum für einen Kühlwasserstrom erzeugen, wobei das Steckteil in an sich bekannter Weise an seinem unteren Ende einen Stutzen aus einem Kunststoffmaterial aufweist, der widerstandsfähig gegen starke Abrasionsbelastungen und thermische Beanspruchungen ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Fülltisch gebildet ist von zwei Platten, die zur gegenseitigen Abdichtung unter Zwischenschaltung einer blattförmigen Dichtung geringer Stärke zusammengesetzt sind, und daß eine dieser Platten ein Strömungskühlsystem aufweist, umfassend eine Rinne, die geringfügig breiter ist als die Abstände zwischen den Verrastungshaken der Blasdüse und deren Länge mehr oder weniger in Abhängigkeit von dem Kühlstromverlauf zur Erzielung einer maximalen Kühlung bemessen ist.

Die erfindungsgemäße Blasdüse kann vorteilhaft im Spritzgußverfahren hergestellt werden, wobei mit denselben Formwerkzeugen Düsen mit unterschiedlichen Durchmessern durch einfaches Auswechseln des Kernmodelles und somit zu relativ geringen Herstellkosten erzeugt werden können.

ORIGINAL INSPECTED

R Π ^c*t'. η ^fi / η π β Π

? B 3 L 4 R 7

Die Erfindung bezieht sich, ebenfalls auf Düsenanordnungen an einem Fülltisch mit einem Zwangskühlungssystem, -wobei jede Düse an einen Wärmeabfuhrstrom angeschlossen ist, wenn sie mit dem warmen Kasten in Berührung tritt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen· Die Zeichnungen zeigen:

Fig.1 eine raumbildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Düse in nicht zusammengebautem Zustand und ohne Stutzen.

Fig.2 eine Längsschnittansieht einer Blasdüse gemäß der Erfindung, die bis zur Ebene Y des Kernes reicht.

Fig.3 eine Längsschnittansicht der Blasdüse nach Fig.2 in der Ebene A-A geschnitten.

Fig.4 eine Längsschnittansicht ähnlich Fig.2 einer erfindungsgemäßen und bis zur Ebene Y reichenden Blasdüse in einer anderen Ausführungsform.

Fig.5 eine Längsschnittansicht des Einbaues einer Blasdüse in dem Fülltisch, die bis zu einer Ebene Z unterhalb der Ebene Y reicht.

Fig.6 eine Längsschnittansicht eines anderen Einbaues der Düse in dem Tisch, wobei die Düse bis zu einer Ebene X oberhalb der Ebene Y reicht.

Fig.7 eine raumbildliche Darstellung einer Ausführungsform des Stutzens für eine erfindungsgemäße Düse.

Fig.8 eine raumbildliche Darstellung einer anderen Ausführungsform des Stutzens für die Düse-gemäß der Erfindung.

Fig.9 eine schematische Darstellung einer Düsenanordnung gemäß der Erfindung in einem Fülltisch mit einem Kühlsystem für die Düsen.

Fig.10 eine Variante der in Fig.9 gezeigten Anordnung.

Fig.11 eine schematische Darstellung einer weiteren Düsenanordnung gemäß der Erfindung, eingebaut in einem Fülltisch mit einem Kühlsystem für die Düsen,

Fig.12 eine Variante der in Fig.11 gezeigten Düsenanordnung.

Die Düse gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus fünf Bauteilen gebildet. Der eigentliche Düsenkörper besteht aus einer inneren Rohrhülse 1 (Steckteil), die koaxial mit einer äußeren Rohrhülse 2 (Auf nähmeteil) zusammenwirkt. Diese trägt eine Ringdichtung 3» welche zur Abdichtung gegenüber der unteren Platte 8 des Fülltisches dient, in dem die Düse angeordnet ist. Am oberen Teil der Hülse 1 ist eine Ringdichtung h aus einem Elastomer vorgesehen, die auf einer Schulter ^O aufliegt. Das untere Ende des Elementes 1 ist so ausgestaltet, daß es einen Stutzen aus Fluorkautschuk mit einfacher, stumpfkegeliger Form 5 oder mit einer gestuft-kegeligen Form 5a aufnehmen kann. Dieser Stutzen paßt auf eine Befestigungswulst 50 am unteren Ende der Hülse 1 und leigt ge gen eine Schulter 70 der Hülse 1 an.

An der Schulter 70 des Elementes 1 und an der unteren Umfangskante der Hülse 2 sind jeweils ein Zapfen 7 und eine Auskerbung 7a vorgesehen, so daß der Zapfen 7 beim Zusammenbau des Elementes 1 und der Hülse 2 in die Auskerbung 7a einrastet.

Für die Befestigung dieser Düsen aus Kunststoffmaterial genügt es, die Düsen von unten nach oben gewaltsam in ihre jeweiligen Aufnahmen einzuschieben, so daß die beiden im oberen Teil der Hülse 2 befindlichen Hakenpaare 6 und 6a zunächst nach innen zurückweichen und sich dann im Kühlwasserkanal 10 der Platte 8 des Fülltisclies verhaken, nachdem die Dichtung h in die Platte 9 gequetscht worden ist. Zwei Sichtmarkierungen 18 und 18a, die in einem Abstand von 180 an der Hülse 2 hervorstehend ausgebildet sind, gestatten es dem diese Düse einbauenden Bedienungspersonal, die Düse ordentlich auszurichten, da in dem Fülltisch zwei Markierungen 13 und 13a in einem Abstand von 180° voneinander eingraviert sind. Diese zeigen bei zusammengebautem Tisch den zwischen den beiden Platten 8 und 9 gebilde-

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ten Kühlkreislauf an.

Nachdem die Düsen eingesetzt sind verbleibt zwischen dem oberen Teil der Hülse 1 und der Ausnehmung ΛΗ in der Platte 9 ein Höhenspiel zur Aufnahme der Dichtung 4, so daß ein gewisser Spielraum für die Höheneinstellung der verschiedenen Düsen gegenüber den Kegeln ermöglicht wird. Die Kegel sind im.oberen Teil des warmen Kastens ausgebildet, wobei der vertikale Hub des Maschinentisches, der den warmen Kasten gegen den Fülltisch andrückt, durch Stützflansche 19 des Kastens gegenüber dem Tisch kontrolliert wird, wodurch die Eindringtiefe der Düsen in den Kasten begrenzt ist.

Die Düsen weisen vorteilhaft im Sinne einer Vereinheitlichung alle die gleiche Bauhöhe auf.

Bei dieser Betrachtungsweise muß man die Fülltische in Abhängigkeit von den Düsen und der oberen Ebene des Kerns, bis zu der die Düsen reichen, bauen. Es bestehen zwei Möglichkeiten:

1. alle Düsen reichen bis zu einer gemeinsamen Ebene des Kerns, oder

2. eine oder mehrere Düsen reichen bis zu verschiedenen Ebenen des Kerns.

Im ersten Fall ist der Tisch entsprechend Fig.2 für die Durchmesser mit dem Stutzen 5 oder nach Fig.h für die Durchmesser mit dem Stutzen 5a aufgebaut. Im zweiten Fall ist der Tisch nach Fig.5 für alle Düsendurchmesser aufgebaut, die in Ebenen unterhalb einer oberen Ebene entsprechend dem ersten Fall liegen, oder nach Fig.6 für alle Düsendurchmesser, die in Ebenen über der allgemeinen Ebene des Kerns liegen.

Die Stutzen 5 und 5a aus Fluorkautschuk, und dies unab hängig vom Durchtrittsdurchmesser für den Sand, weisen alle eine einheitliche Halterung an der Hülse 1 auf.

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Die Außenformen variieren entsprechend den gewählten Durchmes s era.

Für Durchmesser mit dem Stutzen 5 sind diejenigen Außen formen nach Fig.7 vorgesehen.

Für Durchmesser mit dem Stutzen 5a sind diejenigen Außenformen nach Fig.8 vorgesehen.

Bs ist unzweckmäßig, Stutzen mit einem Innendurchmesser zu verwenden, der verschieden von dem der Hülse 1 ist, um zu vermeiden, daß im Augenblick des Füllens der Stutzen von seiner Halterung gerissen wird, wenn der Innendurchmesser des Stutzens kleiner ist als der der Hülse 1.

Der Spitzenwinkel der Kegel der Stutzen 5 und 5a Fluorkautschuk, die mit den Lagerstellen im oberen Teil des warmen Kastens in Berührung kommen, beträgt vorteilhaft 45 » wobei ein Winkel von 50° jedoch noch annehmbar ist. Diese Winkelgröße ist von Vorteil, weil bei der Einmündung in das Formwerkzeug kein spitzer Winkel entsteht, der durch den Sand abgerieben werden könnte. Andere Winkelgrößen sind jedoch auch anwendbar.

Der starre Teil der Düsen liegt in dem Bereich, in dem die Ringdichtung 3 an der Hülse 2 angebracht ist, und in derselben Ebene wie die selbszentrierende Verdickung an der Hülse 1. Dort sind Durchlassrillen 15 und 15a für das Ein- und Ausströmen der Kühlflüssigkeit ausgebildet.

Zur Erzeugung eines Zwangskühlkreises ober- und unterhalb der Verdickung der Hülse 1 sind Rippen 16, i6a, 17 und 17a vorgesehen, die gegenüber dem Kühlwassereintritt um 180 versetzt angeordnet sind, so daß das Kühlwasser zunächst entlang der Hülse 1 durch die Rille

ρ, π ^c\ ° !' μ / η ί β η

? B 3 LU B 7

15 abwärts bis zum Ende der Rippen 17 und 17a strömt und dann auf der anderen Seite der Rippen 17 und 17a wieder aufwärts fließt, um über die Durchlassrille 15a in den Kanal 10 auszutreten.

Bei dem Aufbau des eirfindungsgemäßen Fülltisches ist nur an der Platte 8 eine Bearbeitungsgenauigkeit zu beachten. Die Ausrichtungen der anderen Platte 9» die den Kühlkreis schließt und den Sanddurchtritt gewährleistet, können mit einer Achsversetzung bis zu einem Millimeter vorgenommen werden.

Die an der Düsenträgerplatte 8 realisierten Achsabstände entsprechen denjenigen des Kastens vor seiner Erwärmung, so daß durch die das Formwerkzeug zusammensetzenden Former eine Kontrolle zwischen dem Fülltisch und dem Kasten vorgenommen werden kann.

Zur Gewährleistung der Abdichtung zwischen den Platten 8 und ist das Einlegen einer flachen Dichtung 12 vorgesehen, die aus einer handelsüblichen Dichtungsfolie ausgeschnitten werden kann. In dieser Dichtung 12 sind Löcher mit einem Durchmesser größer als der der Ausnehmungen zur Anlage und Aufnahme der Dichtung k in der Platte 9 vorgesehen. Diese Löcher könne ohne große Genauigkeit ausgebildet sein und z.B. 2 mm im Durchmesser größer sein als der Durchmesser der Ausnehmungen.

Durch diese Dichtung werden die verschiedenen Ausfräsungen in den Platten 8 und 9 für die Aufnahme einer im Querschnitt zylindrischen und entsprechend den Baumaßen des Fülltisches langen Dichtung überflüssig.

In diesem Tisch sind die Durchtrittsquerschnitte für die Kühlflüssigkeit großzügig bemesseb, ebenso wie für den Kühlstrom in den Düsen.

Bei bestimmten Fülltischen verwendet man einen Zwei-Kreis-Kühlstrom in Parllelschaltung (Fig.9 und 11) für die Düsen A,B,C,D,

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E und F, d.h.. einen Kühlstrom mit einer Wassereinspeisung bei f1 und f'1 für alle Düsen, dann einem Kühlwasserdurchtritt durch alle Düsen und schließlich einem Kühlwasseraustritt aus dem Fülltisch, bei f2 und f'2.

Bei dieser Kühlart bilden sich Vorzugsströme für den Kühlwasserstrom aus, so daß einige Düsen unzureichend mit Kühlflüssigkeit versorgt werden. Darüberhinaus benötigt ein solches Zwei-Kreis-System je nach Anordnung der Düsen aufwendigere und längere und somit kostspieligere Ausfräsungen, und insbesondere bei sehr nahe aneinander liegenden Düsen ist es nötig, die KühlStromkreise nach Fig.9 und 11 zu vervielfachen (Düsen A,B, C,D,E,F bzw I, II, III, IV und V).

Bei dem in Fig.10 vereinfacht dargestellten Kühlkreis für den Tisch kommt eine Reihenschaltung für die Düsen A,B,C,D,E und F zur Anwendung. Ea baut sich kein Vorzugskreis auf, da das Kühlwasser zwangsweise durch jede Düse strömen muß, wobei jede Düse den gleichen Durchsatz hat, bevor das Kühlmittel seine Kühlwirkung durch Durchströmen der verschiedenen Kanäle des Tisches fortsetzt und dann austritt (bei f2), und dies sogar bei sehr nahe aneinanderliegenden Düsen I, II, III, IV und V in Fig.12.

Eine weitere Bearbeitungsvereinfachung für den Fülltisch ergibt sich durch die Verwendung von, wie beschrieben, selbstverrastenden Düsen aus Kunststoffmaterial. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß alle Bearbeitungen von Halterungen und Befestigungsteilen für die Düsen an dem Fülltisch in Fortfall kommen.

Die Stutzen 5 und 5a. sind zweckmäßig aus einem Fluorkautschuk hergestellt, der im Handel unter dem für Dupont de Nemours geschützten Warenzeichen VITON vertrieben wird.

R π Q ρ ρ, q / η 3 6 ο

Claims

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Ansprüche ;

1. Blasdüse für Gußkerne an einem Fülltisch für Gußverfahren im Warmkasten, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Rohrhülsen (1,2) aus einem Kunststoffmaterial aufweist, und zwar ein Steckteil (i) und ein Aufnahmeteil (2), die koaxial zusammengesetzt und so ausgestaltet sind, daß sie einen einen Kühlmantel bildenden Zwischenraum für einen Kühlwasserstrom erzeugen, wobei das Steckteil (1) in an sich bekannter ¥eise an seinem unteren Ende (50) einen Stutzen (5,5a) aus einem Kunststoffmaterial aufweist, das widerstandsfähig gegen starke Abriebsbelastungen und thermische Beanspruchungen ist.

2. Blasdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Schulter (70) des Steckteiles (i) und an der unteren Umfangskante des Aufnäimeteiles (2) jeweils ein Zapfen (7) bzw eine Auskerbung (7&) vorgesehen ist, wobei der Zapfen (7) beim Einbau des Steckteiles (i) in das Aufnähmeteil (2) in die Auskerbung (7a) einrastet.

3. Blasdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Aufnahmeteiles (2) zwei Paar Verrastungshalcen (6,6a) vorgesehen sind, die in einem Strömungskanal (1O) einer Platte (8) des Fülltisches nach Quetschung einer Dichtung (k) in einer anderen Platte (9) des Fülltisches verrastbar sind.

k, Blasdüsenanordnung nach Anspruch 1 an einem Fülltisch, dadurch gekennzeichnet, daß der Fülltisch gebildet ist von zwei Platten (8,9), die zur gegenseitigen Abdichtung unter Zwischenschaltung einer blattförmigen Dichtung (12) geringer Stärke zusammengesetzt sind, und daß eine (8) dieser Platten ein Strömungskühlsystem aufweist, umfassend eine Rinne, die geringfügig breiter ist als die Abstände zwischen den Ver— rastungshaken (6,6a) der Blasdüse und deren Länge mehr oder weniger in Abhängigkeit von dem Kühlstromverlauf zur Er-

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zielung einer maximalen Kühlung bemessen ist.

5. Blasdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den koaxialen Rohrhülsen (1,2) Rippen oder Lamellen (16,16a, 17»17a) vorgesehen sind, die in dem Zwischenraum ein Strömungslabyrinth für die Kühlflüssigkeit bilden.

Der/Patentanwalt

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