DE2716410A1

DE2716410A1 - Vorrichtung zum filtrieren von luft in formwerkzeugen und zum auswerfen des zu entformenden teils

Info

Publication number: DE2716410A1
Application number: DE19772716410
Authority: DE
Inventors: Michel Lingrand; Bernard Poisson
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1977-04-13
Publication date: 1977-11-10
Also published as: DE2716410B2; FR2347995A1; US4113000A; FR2347995B1; IT1116294B; DE2716410C3; DE7711553U1; GB1574860A; ES458002A1

Description

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578-26.783P 13. 4. 1977

Regie Nationale des Usines RENAULT, Boulogne Billancourt (Prankr

Vorrichtung zum Filtrieren von Luft in Formwerkzeugen und zum Auswerfen des zu entformenden Teils

Die Erfindung betrifft eine kombinierte aus einem Auswerfer und einem selbstreinigenden Filter bestehende Vorrichtung, die zur Luftfi1trierungs- und Auswerfausstattung von Werkzeugen verwendet werden, die die Herstellung von geblasenen Gußkernen in heißen oder kalten Kästen ermöglichen, und betrifft auch die Werkzeuge zum unter Schwerkraft oder niedrigem Druck erfolgenden Gießen von Teilen aus Leichtmetalllegierungen in Metall formen.

Für diese Art der Ausstattung werden für gewöhnlich zwei gesonderte Vorrichtungen verwendet:

1. Ein filtrierendes Element, das die Luft im Augenblick der Füllung des Abdrucks entweichen läßt. Dieses Element wird

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im allgemeinen aus einer porösen (gesinterten) oder mit einer Vielzahl von Löchern oder Spalten durchbrochenen Platte hergestellt.

2. Ein Auswerfelement, das durch einen Drücker gebildet wird, der im Werkzeug geführt oder durch eine Auswerfvorrichtung angetrieben wird.

Diese Technologien weisen die folgenden Nachteile auf:

a) Vervielfältigung der filtrierenden und auswerfenden Elemente;

b) Schwierigkeit bei der Herstellung der filtrierenden Elemente. Die Löcher oder Spalte haben einen Durchmesser bzw. eine Breite von einigen Zehntel Millimetern (0,05 bis 0,2 mm);

c) sehr schnelle Verschmutzung dieser Spalte und Löcher, wodurch eine schnelle Verminderung der filtrierenden Oberfläche herbeigeführt wird;

d) die Führung der Auswerfelemente wird durch das Vorhandensein von Sand und der Temperatur der Werkzeuge erschwert. Hieraus ergibt sich eine schnelle Abnutzung der Werkzeuge an den Führungen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer filtrierenden

und auswerfenden Vorrichtung, die die obigen Nachteile vermeidet.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein filtrierendes elastisches Element, das durch eine Feder gebildet wird, die eine flache Spirale mit einander nicht berührenden Windungen bildet, wobei die Feder mit der Oberfläche des Werkzeugs bündig ist und an ihrer Mitte ein Auswerfelement aufweist, das in

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einer vom Feder-Filter gebildeten öffnung gelegen ist und dessen Ende mit der Oberfläche des Filters bündig ist.

Diese kombinierte Vorrichtung ermöglicht die Filtrierung eines Gemischs aus Luft und Sand oder eines Gemischs aus Luft und flüssigem Metall im Augenblick der Füllung des Gußwerkzeugs und ermöglicht auch das Auswerfen des herzustellenden Teils. Das filtrierende Element wird durch eine Spirale mit berührunqsfreier Windung gebildet, die den Einlaß einer Luftentleerungsöffnung versperrt und eine axiale sowie radiale Elastizität aufweist. Die Windung umgibt das in der Öffnung gelegene Ende des Auswerfelements.

Die Spirale umgibt das Auswerfelement, das die Spirale in ihrem zentralen Teil stützt. Diese Spirale und auch das Auswerfelement können in das Gußwerkzeug eingebaut werden. Die berührungsfreie Spirale ermöglicht die Filtrierung eines Gemischs aus Luft und Sand oder eines Gemischs aus Luft und flüssigem Metall. Die elastische Spirale ermöglicht in radialer Richtung eine Zentrierung des Auswerfelements. Die elastische Spirale läßt in axialer Richtung eine Verschiebung des Auswerfelements zu. Das Auswerfelement wird auf seiner Längsachse zentriert gehalten. Die Verschiebung des Auswerfelements erzeugt eine Längung der Spirale. Diese Längung der Spirale erhöht den Windungszwischenraum, der eine Freigabe von in ihm eingeschlossenen Elementen (Sand oder Metall) mit sich bringt, wodurch eine Selbstreinigung gewährleistet ist. Die Rückführung des Auswerfelements in die Ausgangsstellung erfolgt durch die Spirale.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder Windungen alt einem Querschnitt aufweist, der eine ebene Stirnfläche bildet, die sich an der Seite des zu formenden Teils an die Oberfläche des

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Werkzeugs anschließt, wobei die Breite des Querschnitts der Spiralfeder ausgehend von der ebenen Stirnfläche stetig abnimmt .

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder eine äußere Zentrierhülse des Fi1 ter-Auswerfers im Werkzeug mit einer den Auswerfer aufnehmenden konzentrischen Innenhülse verbindet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Spiralfeder und den beiden Hülsen bestehende Anordnung aus einem einzigen Teil durch Spritzen von Kunststoff hergestellt ist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Spiralfeder und den beiden Hülsen bestehende Anordnung aus einem einzigen Metallteil hergestellt ist durch elektrochemisches Schneiden der Spirale in ein Metal 1 gewebe, das anfänglich die beiden Hülsen miteinander verbindet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Filter-Auswerfer-Element aus einem einzigen Teil ausgehend von einem Schmiederohling hergestellt ist, in dem die innere Form zwischen den konzentrischen Hülsen durch einen Stempel hergestellt ist, der auf der Oberfläche einer die beiden Hülsen verbindenden Bodenplatte die Kontur der Spiralfeder eindrückt, wodurch die Spiralfeder durch ebenes Bearbeiten der gegenüberliegenden Stirnseite in der Weise hergestellt ist, daß die vom Stempel eingedrückte Nut an dieser Bearbeitungsstelle mündet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Zentrierhülse einen

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Stützrand aufweist, der sich zum zentralen Teil hin erstreckt, auf den die den Auswerfer aufnehmende Innenhülse beim Rückhub in Anlage kommt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer auf einem Teil seines Auswerfhubs in der inneren Zentrierhülse gleitet, bevor er diese und die Spirale über eine Schulter beim verbleibenden Auswerfhub mitnimmt.

Eine solche Anordnung ist dadurch besonders vorteilhaft, daß sie folgendes ermöglicht:

a) Vereinigung zweier Hauptfunktionen an ein und derselben Stelle, und zwar der Funktionen des Filtrierens und des Auswerfens;

b) eine systematische Reinigung des filtrierenden Elements durch aufeinanderfolgendes Spreizen und Nähern der Windungen bei jeder Bewegung des Auswerfers;

c) eine axiale Elastizität in der Weise, daß das Rückholen des Auswerferelements gewährleistet ist;

d) eine radiale Elastizität in der Weise, daß die Führung des Auswerferelements ohne die Gefahr des Festfressens gewährleistet ist;

e) eine erleichterte Herstellung des filtrierenden Elements (gewickelter Draht), die die Verwendung von Materialarten mit sehr hohen mechanischen Eigenschaften ermöglicht (extra harter, nichtrostender usw. Stahl).

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

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Fig. 1 einen Axialschnitt der Vorrichtung für ein Werkzeug für das Blasen von Gußkernen;

Fig. la dieselbe Vorrichtung in Auswerfstel1ung;

Fig. 2a, 2b und 2c einige Beispiele von möglichen Spiraldrahtprofilen, mit denen die Spirale in Abhängigkeit vom gewünschten Durchsenkwiderstand hergestellt werden kann, der sich mit der schnellstmöglichen Zunahme der Breite des Spalts von e bis e, verträgt;

Fig. 3 die Art, in der ein Filter-Auswerfer nach der Erfindung als einziges Teil durch Formen (z.B. von Kunststoff) oder Bearbeiten (z.B. Elektroerosion) hergestellt werden kann;

Fig. 4 die Art, in der ein Filter-Auswerfer nach der Erfindung als ein einziges Metallteil, ausgehend von einem geschmiedeten oder bearbeiteten Rohling, hergestellt werden kann;

Fig. 5 den Einbau der Vorrichtung, bei der der Auswerfhub größer als der Reinigungshub ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist ein Auswerfelement 1 auf, das von einer die Bewegung aufnehmenden Auswerfplatte 2 angetrieben wird.

Ein filtrierendes Element ist durch einen als Spirale 3 aufgewickelten Draht gebildet. Diese Spirale 3 weist eine berührungsfreie Windung mit einem Abstand e auf, die über eine Ringnut 5 in ein Werkzeug 4 eingesetzt ist.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung, die der Herstellungsphase des Kerns oder dem Guß eines Teils entspricht, erfolgt das

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Spannen der Spirale 3 in der Weise, daß sie die Luft des Abdrucks über den Spalt mit der Dicke e und einer Lange entweichen läßt, die gleich der abgewickelten Spirale ist, aber den Sand oder das schmelzflüssige Metall zurückhält, das sich unmittelbar verfestigt. Hierbei widersetzt sich das auf der Auswerfplatte 2 aufliegende Auswerfelement 1 dem Machgeben der Spirale.

Bei der Stellung nach Fig. la, die der Auswerf- und Reinigungsphase des Filters entspricht, wirft der von der Platte 2 angetriebene Auswerfer 1 das Teil aus.

Die vom Auswerfer 1 angetriebene Spirale 3 verformt und verlängert sich und vergrößert somit die Breite e¹ des Spalts, was zur Wirkung hat, die im Spalt eingeschlossenen Sandkörner oder Metal 1teilchen entweichen zu lassen.

überdies erleichtert die schnelle Breitenzunahme des Spalts e, die durch Verwendung eines Drahts mit geeignetem Profil ermöglicht wird, das Entfernen der verkeilten Teilchen, deren Abmessung e kleiner als ei ist, vgl. Fig. 1.

Im Verlauf des Wiederabstiegs der Auswerfplatte 2 ist die axiale Federkraft der Spirale bestrebt, den Auswerfer in seine Ausgangsstellung zurückzuführen.

Diese Besonderheit ermöglicht die Weglassung einer starren Verbindung zwischen dem Auswerfer und der Auswerfplatte, woraus sich eine bedeutende Vereinfachung der Werkzeuge ergibt.

Im Verlauf des Aufstiegs wie auch des Abstiegs des Auswerfers zentriert die radiale Federkraft der Spirale den Auswerfer dauernd auf seiner Achse, wodurch sich eine Führung des Auswerfers im Werkzeug erübrigt.

Fig. 5 zeigt eine Variante der Vorrichtung nach Fig. 1.

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Fig. b zeigt den Fall eines Einbaus der Vorrichtung in ein Werkzeug, wenn die Erzielung eines Auswerfhubs gewünscht wird, der größer als der Reinigungshub ist.

In der Stellung A, die der Herstellungsphase des Kerns oder dein Guß eines Teils entspricht, wird ein zentraler Teil einer Spirale 8 von einem Teil 9 mit großen öffnungen 10 unterstützt, damit die filtrierende Oberfläche der Spirale nicht verkleinert wi rd.

In der Stellung B, die dem Ende des Auswerfens entspricht, treibt der Auswerfer 6, der sich während des ersten hubteils frei im zentralen Teil 7 verschieben konnte, die Spirale am Hubende über eine Schulter 11 an und ermöglicht somit den Reinigungshub. Der Reinigungshub wird durch das Teil 9 begrenzt, an dem die Auswerfplatte 12 in Anschlag kommt.

Gemäß der Anwendungsart, den erforderlichen Rückstel1kräften und den Drücken, denen die Spirale 3 widerstehen muß, kann für diese ein verhältnismäßig massives trapezoidförmiges Profil 3a gewählt werden, wie es in Fig. 2a angegeben ist. Diese Form eignet sich für die thermischen und mechanischen Erfordernisse des Druckgusses. Die kleineren Querschnitte wie in 3b und 3c (Fig. 2b und 2c) eignen sich besser bei Anwendungen von Auswerffiltern für Kernkasten.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen Filter-Auswerfers mit Innenring 7 und Außenring 13, wie zu Fig. 5 in zusammengesetzter Ausführung beschrieben, jedoch diesmal in einstückiger Ausführung durch Druckguß, z.B. aus Kunststoff. Diese Ausführungsart eignet sich besonders für verhältnismäßig große Querschnitte der Filterspirale 3. Für kleinere Querschnitte, wo die Herstellung der Spiralfeder durch Gießen schwierig

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ist, kann die Feder als Form eines Einsatzes in der Spritzgußkokille angeordnet werden, wodurch sich ihre Anordnung zwischen den beiden Ringen 7 und 13 ergibt.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Herstellung eines einstückigen Metalleinsatzes, z.B. aus Messing, durch kaltes Fließpressen und durch Bearbeiten.

Ausgehend von einem scheibenförmigen Rohling mit einem Durchmesser der Außenringe 13 und Innenringe 7 formt ein Stempel 14 durch gegenläufiges Fließpressen die Ringe 7 und 13 und drückt auf den Boden des Rohlings die Form der Spirale 3. Die durch Oberflächenbearbeitung erzeugte Abnahme der Metallüberdicke 15 bewirkt eine Wegnahme des Rands der die Windung bildenden Abdrücke und vervollständigt die Form des Filter-Auswerfers. Diese Technik eignet sich für die Großserienfertigung.

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Claims

7IbAlO Ansprüche

1. Vorrichtung zum Filtrieren von Luft aus einem Gemisch von Luft und Sand oder von Luft und flüssigem Metall in Werkzeugen zum Formen von Teilen aus Sand oder Gußmetall im Augenblick des Füllens der Werkzeuge und zum Auswerfen des zu entformenden Teils, dadurch gekennzeichnet, daß ein filtrierendes Element als Spiralfeder ausgebildet ist, deren berührungsfreie Windung den Eintritt einer Luftauslaßöffnung versperrt, wobei der zentrale Teil der Spiralfeder das Ende eines in der öffnung gelegenen Auswerfelements umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder Windungen mit einem Querschnitt aufweist, der eine ebene Stirnfläche bildet, die sich an der Seite des zu formenden Teils an die Oberfläche des Werkzeugs anschließt, wobei die Breite des Querschnitts der Spiralfeder ausgehend von der ebenen Stirnfläche stetig abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder eine äußere Zentrierhülse des Filter-Auswerfers im Werkzeug mit einer den Auswerfer aufnehmenden konzentrischen Innenhülse verbindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Spiralfeder und den beiden HUlsen bestehende Anordnung aus einem einzigen Teil durch Spritzen von Kunststoff hergestellt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Spiralfeder und den beiden Hülsen bestehende Anordnung aus einem einzigen Metallteil hergestellt ist durch elektrochemisches Schneiden der Spirale in ein

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ORIGINAL INSPECTED

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Meta 11 gewebe, das anfänglich die beiden Hülsen miteinander verbi ndet.

Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter-Auswerfer-Element aus einem einzigen Teil ausgehend von einem Schmiederohling Hergestellt ist, in dem die innere Form zwischen den konzentrischen Hülsen (7, 13) durch einen Stempel (14) hergestellt ist, der auf der Oberfläche einer die beiden Hülsen (7, 13) verbindenden Bodenplatte (15) die Kontur der Spiralfeder (3) eindrückt, wobei die Spiralfeder (3) durch ebenes Bearbeiten der gegenüberliegenden Stirnseiten in der Weise hergestellt ist, daß eine von einem Stempel (14) eingedrückte Nut an dieser Bearbeitungsstelle mündet.

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