DE2643357C3 - Formplatte mit einem oder mehreren Modellen bzw. Modellteilen zum Herstellen von Sandformen für Gußstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formplatte mit einem Ό oder mehreren Modellen bzw. Modellteilen zum Herstellen von Sandformen für Gußstücke, insbesondere Rohrformstücke aus Metall, auf welche Formplatte tin mit Formsand zu füllender Formkasten aufsetzbar ist. w

Bei der Großproduktion von Gußstücken aller Art, insbesondere von Rohrstücken (Fittings) aus Stahl- oder Temperguß, werden Formmaschinen verwendet, die der maschinellen Einformung von Modellen im Formsand dienen. Die Aufgabe einer solchen Formmaschine besteht einmal in der Verdichtung des Formsandes im Formkasten, der auf eine Formplatte aufgesetzt wird, und weiter in der Trennung von Modell und Form bzw. Formplatte, Wenn *- wie im letzten Fall — die Modelle einen integralen Bestandteil der Formplatte bilden,

Beim Betrieb solcher Formmaschinen hat. es sich gezeigt, daß beim Abheben des Formkastens von der Formplatte Risse insbesondere im Bereich der sogenannten Sandballen auftreten; diese Risse entstehen als Folge der Reibung zwischen dem Formkonus des Modells und dem Formsand; sie entstehen vorwiegend bei kleineren Querschnitten und jeweils an der der Formplatte gegenüberliegenden Oberkante des Modells. Als Folge solcher Risse werden unbrauchbare Gußstücke erzeugt, weil es unmöglich ist, während des schnellen Arbeitsablaufes, der durch den Betrieb dieser Formmaschinen vorgegeben wird, die Sandform zu reparieren; es kann vorkommen, daß bei einer Formplatte mit einer Vielzahl von integral mit dieser verbundenen Modellen nur einige Sandballen abreißen, was bedeutet, daß ein entsprechender Anteil Ausschuß in Kauf genommen werden muß, wodurch eine starke Verteuerung der Gesamtherstellungskosten eintritt

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Schwierigkeiten zu beseitigen: Man hat die Konizität der Modelle geändert; es wurde dafür Sorge getragen, daß die Oberfläche der Formplatte im rißgefährdeten Bereich möglichst glatt ausgeführt wurde; schließlich wurde auch versucht, die Haftung zwischen Formsand und Modell bzw. Formplatte durch verschiedenartige Anstriche zu verringern. Alle aufgezählten Maßnahmen führten nicht zum gewünschten Erfolg.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Formplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der diese Schwierigkeiten sicher vermieden werden, so daß Gußstücke, die schwierig abzuformen sind, wie Modelle mit einem geringen Formkonus oder mit Vertiefungen verschiedener Art, z. B. in Form von Rippen, Nuten oder kernlos geformten Bohrungen betriebssicher und wirtschaftlich, d. h. mit einem hohen Ausbringen an guten Guß. herstellbar sind. Ferner soll die Formplatte möglichst einfach im Aufbau sein und es soll auch möglich sein, Formplatten bestehender Formmaschinen ohne besonderen konstruktiven und maschinellen Aufwand so um zubauen, daß einwandfreie Sandformen für Gußstücke, insbesondere Rohrformstücke (Fittings) herstellbar sind.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Formplatte mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

In der Praxis haben sich besonders Formplatten bewährt, deren Einlage aus Kunststoff oder Gummi mit einer Shore-A-Härte im Bereich von 25 bis 50. vorzugsweise mit einer Shore-A-Härte von 45. besteht. Messungen an aus Kunststoff hergestellten Einlagen, die in Formplatten zur Erzeugung von Fittings aus Temperguß nachträglich eingebaut wurden, zeigten, daß sowohl dauerelastische, federnde Einlagen mit einer Härte von 28 Shore als auch solche mit einer Härte von 47 Shore zum gewünschten Effekt führten, wobei jeweils festgestellt wurde, daß sich diese Einlagen um einige Zehntel mm durch die Einwirkung des von der Formmaschine erzeugten Verdichtungsdruckes zusammenpressen ließen; diese Formänderung der Einlagen reicht aus, um so viel Druckenergie zu speichern, daß beim Abheben des Formkastens auf die Stirnfläche des Sandballens kurzzeitig ein ausreichender Drück ausgeübt wird, um eine Rißbildung im Sandballen zu vermeiden.

Die dauerelastischen Einlagen können auf einfache Weise hergestellt Werden, indem beispielsweise 100 Gew,-Teiie einer im Handel erhältlichen plastischen Masse mit 10 Gew.-Teilen eines Härters vermischt und in eine Form gegossen Werdern worin die Kunststoff-

masse aushärten gelassen wird; sie erreicht — je nach Umgebungstemperatur — ihre Endhärte nach einigen Tagen, und es können dann die so hergestellten elastischen Einlagen unmittelbar in eine Formplatte eingebaut werden. Die mechanischen Werte so ·> hergestellter Kunststoffeinlagen, gemessen nach DIN 53 504, sind:

Zugfestigkeit: ca. 20 l-.p/cm²

Bruchdehrung: ca.330% kj

Shore-A-Härte nach 60 Minuten 5

Shore-A-Härte nach 12 Stunden 15

Shore-A-Härte nach 24 Stunden 35

Shore-A-Härte nach 14 Tagen 45

15

Mit derartigen Kunststoffeinlagen wurden bei der Herstellung von Fittings aus Temperguß die besten Betriebsp.rgebnisse erreicht

Bei der Herstellung von Gußstücken, bei denen aus gießtechnischen Gründen eine Modellteilung und daher eine deckende Teilung zwischen Ober· und Unterkasien der Form erforderlich ist, hai es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Einlage unter Freilassung eines ringförmigen, ebenen Randes innerhalb de£ Modells bzw. Modellteiles in eine Ausnehmung in die Formplatte eingesetzt ist, wobei das Maß des über die Formplatte herausragenden Teils der Einlage 1.0 bis 5.0 mm. vorzugsweise 1.5 bis 3,0 mm, und das Maß des in die Formplatte hineinragenden Teils 4,0 bis 10,0 mm, vorzugsweise 4,0 bis 6,0 mm beträgt und der lierausragende Einlageteil eine Abschrägung aufweist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Formplatte ist dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Einlage aus Kunststoff, Gummi oder Federstahl nach Art einer Membran ausgebildet und oberhalb eines geschlossenen Gashohlraumes, der von der Membran und der Formplatte gebildet wird, befestigt ist. In diesem Fall wirkt auch der kompressible Gashohlraum als Druckenergiespeicher.

Schließlich kann die Formplatte nach der Erfindung auch so ausgebildet sein, daß als federnde Einlage eine Platte aus Kunststoff oder Metall verwendet wird, die mit einer in eine Ausnehmung der Formplatte eingesetzten Metallfeder zusammenwirkt. Hier wirk: in erster Linie die Metallfeder, vorzugsweise eine Stah feder. als Energiespeicher.

Bei einer Formplatte mit einem oder mehreren Modeilen mit geschlossenem Boden kann vorteilhaft im Boden des Modells eine federnde Einlage lösbar befestigt sein, wobei dip Einlage selbst die Kontur des Bodens bildet.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt — vereinfacht dargestellt — eme erfindungsgemäße Formplatte mit aufgesetztem Formkasten bei Beginn des Zusammenpressen des Formsandes im Vertikalschnitt; Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung für eine andere Ausführungsform der Erfindung in vergrößertem Maßstab. ^ i g. 3 zeigt in ähnlicher Darstellung eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung.

Mit 1 ist eine Formplatte aus Kunststoff, Metall oder Holz bezeichnet, die eine größere Anzahl von integral mit der Formplatte 1 zusammenhängenden Modellteilen 2 aufweist; der Übersichtlichkeit wegen ist nur ein einziger Modelltei! dargestellt, dessen innerer und äußerer Formkonus mit 3 und 4 bezeichnet sind. Die Erfindung ist auch anwendbar bei der Herstellung von

4n

50

55

60

65 Hohlkörpern mit einem geschlossenen Boden, wie dies an Hand von F i g. 3 noch beschrieben wird.

Auf die Formplatte 1 wird maschinell ein Formkasten 5 aufgesetzt, dieser mit Formsand 6 gefüllt und der Sand durch eine Preßplatte 7, die an einem Preßhaupt 8 der Formmaschine befestigt ist, verdichtet Der verdichtete Teil im Bereich des Modells 2, der sogenannte Sandballen, ist mit 9 bezeichnet Die strichlierte Linie 10 an der Oberkante der Formplatte 1 entspricht der Formkasten-Teilungsebene. Nach dem Verdichten des Sandes wird der Formkasten 5 automatisch in Richtung der Pfeile 11 abgehoben.

Bei herkömmlichen Formplatten kann es dabei zur Bildung eines Risses an der Oberkante des Modells 2 kommen; zur Veranschaulichung dieses Problems, mit dessen Lösung sich die Erfindung befaßt, ist ein solcher Riß strichliert eingezeichnet und mit 12 bezeichnet. Erfindungsgemäß wird die Entstehung von Rissen durch die Verwendung einer in eine Ausnehmung 13 der Formplatte 1 eingesetzten dauerelastischen, federnden Einlage 14 aus Kunststoff oder G imi. die sich um einige Zehntel ram bis zu 1 mm zusammendrücken !aß:, sicher vermieden. Die Wirkung der federnden Einlage beruht darauf, daß im Augenblick des Abhebens des Formkastens 5 die in der Einlage gespeicherte Drucke lergie frei wird, wodurch die durch die Reibung zwischen dem Innerkonus 3 und dem Sandbalien 9 entstehenden Zugspannungen im Sandballen 9 vermin den werden.

Die besten Resultate mit geringstem Aufwand werden erreicht, wenn man eine in Fig. 1 dargestellte Einlage aus Kunststoff mit einer Abschrägung 15. die formtechnisch ist, versieht, wobei das Maß a des über die Formplatte herausragenden Teiles der Einlage etwa 1,5 bis 3,0 mm und das Maß b des in die Formplatte hineinragenden Teiles 4,0 bis 6.0 mm beträgt und — bei zweiteiligem Modell — ein ringförmiger Rand 16 freibleibt, damit eine deckende Teilung zwischen den Formkästen sichergestellt wird.

Fig. 2 zeigt zwei Varianten einer anderen Aasfuhrungsform der erfindungsgemäßen Formplatte: Hier ist die federnde Einlage 14'. die an der Formplatte 1 befestigt ist, nach Art einer Membran ausgebildet und über einem mit Luft gefüllten Hohlraum 17 so befestigt, daß das Luftkissen als Druckenergiespeicher wirkt. Die federnde Einlage 14' kann aber auch aus einer Plane aus Kunststoff, Stahl oder einem anderen Werkstoff bestehen und mit einer strichliert gezeichneten Stahlfeder 18 als Druckenergiespeicher zusammenwirken, in welchem Fall die Ausnehmung 13' nicht gasdicht verschlossen sein muß. Die Kontur der Einlage 14' w ird nach formtechnischen Gesichtspunkten bestimmt und so gewählt, daß auf d°n Sandballen 9' im mittleren Rerevr und auf einer möglichst großen Zone seiner Stirnfläche bei Beginn des Abhebens des Formkastens vorübergehend ei.i Druck in vertikaler Richtung nach oben aufgebracht wird.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausbildung einer erfindungsgemäßen Formplatte: Auf der Formplatte Γ ist ein Modell 2' mit einem geschlossenen Boden 19 vorgesehen; mit 10' ist ük Formkasten-Teilungsebene bezeichnet. Unter Freilassung eines ringförmigen Randss 16' ist in eine Ausnehmung 13' eine dauereJastische federnde Einlage 14" eingesetzt, die sich zwar unter Einwirkung des Verdichtungsdruckes zusammendrücken läßt, aber nach Abheben des Formkastens genau mit der Kontur des Bodens 19 übereinstimmt; die Einlage 14" fungiert also auch als formgebender, konturentreuer Teil des

Modells 2'. Eine weitere dauerelastische, federnde Einlage 14'" ist außerhalb des Modells 2' in einem schmalen, schwierig abzuformenden Teil der Formplatte 1' eingesetzt, wobei hier — ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben — die Einlage um ein Maß a über die Oberkante der Formplatte 1' vorragt. Bei einer Formplatte mit einer Vielzahl von Modellen oder Modellteiien können mehrere derartige Einlagen 14'" außerhalb derselben angeordnet werden, um Risse, die außerhalb der Modelle oder Modellteile auftreten können, zu vermeiden.

Das Herstellen von Sandformen mit den erfindungsgemäßen Formplatten ist in der Praxis sehr einfach, es können auch bereits vorhandene Formplatien rasch und einfach mit dauerelastischen, federnden Einlagen aus Verschiedenen Werkstoffen ausgestattet werden. Bei mechanischem Verschleiß sind diese Einlagen leicht austauschbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Formplatte mit einem oder mehreren Modellen bzw. Modellteilen zum Herstellen von Sandformen *> für Gußstücke, insbesondere Rohrformstücke aus Metall, wobei auf die Formplatte ein mit Formsand zu füllender Formkasten aufsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatte (1) mindestens im Bereich des Modells bzw. Modellteiles (2,2') eine federnde Einlage (14,14', 14", 14'") als Energiespeicher aufweist

2. Formplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (14, 14', 14", 14'") aus Kunststoff oder Gummi mit einer Shore-Α-Härte im ü Bereich von 25 bis 50, vorzugsweise mit einer Shore-A-Härte von 45, besteht

3. Formplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (14) unter Freilassung eines ringförmigen, ebenen Randes (16) innerhalb des ^o Modells bzw. Modellteiles (2) in eine Ausnehmung (13) in die Formplatte (1) eingesetzt ist, wobei das Maß (a) des über die Formplatte (1) herausragenden Teiles der Einlage (14) 1,0 bis 5,0 mm, vorzugsweise 1,5 bis 3,0 mm, und das Maß (b)des in die Formplatte -^ (1) hineinragenden Teiles 4,0 bis 10,0 mm, vorzugsweise 4,0 bis 6,0 mm beträgt und der herausragende Eihlageteil eine Abschrägung (15) aufweist

4. Formplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Einlage (14') aus JO Kunststoff, G'immi oder Federstahl nach Art einer Membran ausgebildet und oberhalb eines geschlossenen Hohlraumes (1/), der .on der Membran und der Formplatte (1) gebüJe*. wird, befestigt ist.

5. Formplatte nach Ansprm; 1, dadurch gekenn- ^J5 zeichnet, daß als federnde Einlage (14') eine Platte aus Kunststoff oder Metall verwendet wird, die mit einer in eine Ausnehmung (13^f) der Formplatte (1) eingesetzten Metallfeder (18) zusammenwirkt.

6. Formplatte mit einem oder mehreren Modellen ■"> mit geschlossenem Boden nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden (19) des Modells (2') eine federnde Einlage (14") lösbar befestigt ist, wobei die Einlage selbst die Kontur des Bodens (19) bildet. «