DE3210588A1 - MOLD FOR MAKING METAL CASTING PIECES - Google Patents
MOLD FOR MAKING METAL CASTING PIECESInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießform zum Herstellen von Metallgußstücken, bei der sich zwischen der Forminnenfläche und dem Modell ein Formstoffraum befindet. The invention relates to a casting mold for the production of metal castings, in which between the Inside the mold and the model there is a mold material space.
Beim Abgießen von Gußstücken kommen nach dem Verdichtungsform- oder dem Verfestigungsform-Verfahren hergestellte verlorene Formen oder Dauerformen zur Verwendung. Bei den Verdichtungsform-Verfahren wird üblicherweise ein tongebundener Sand in einen eine Modellhälfte enthaltenden Formkasten aus einer Formplatte und einem Rahmen gefüllt und dort auf unterschiedliche Weise, beispielsweise durch Stampfen, Rütteln und Pressen verdichtet. Hierbei handelt es sich insofern um ein sehr aufwendiges Verfahren, als der gesamte Formkastenhohlraum mit Sand ausgefüllt werden muß und angesichts eines üblichen Sand/Gußstück-Verhältnisses von beispielsweise 6:1 bis 12s1 große Sandmengen erforderlich sind. Dies erfordert eine entsprechende Kapazität der Sandaufbereitung mit einer aufwendigen Entstaubungsanlage. Hinzu kommt, daß die beim Gießen für die GußStückhohlräume erforderlichen Kerne üblicherweise aus einem höherwertigen Formstoff hergestellt werden, so daß - sofern überhaupt möglich - besondere Maßnahmen zur Rückgewinnung des Kernsandes erforderlich sind oder in der Sandaufbereitung ein Gemisch aus Kern- und Formsand anfällt. Des weiteren ist im Hinblick auf eine hohe Gußstückqualität ein gleichmäßiges und starkes Verdichten des Formsandes erforderlich. Andererseits fällt beim Kühlen einer derartigen Form infolge des hohen Sand/Gußstück-Verhältnisses die fühlbare Wärme des Metalls bzw. Gußstücks diffus und mit niedriger Temperatur an, woraus sich Schwierigkeiten bei der WärmerückgewinnungWhen casting castings, castings are produced using the compression molding or solidification molding process lost forms or permanent forms for use. A clay-bound method is usually used for the compression molding method Sand filled into a molding box containing a model half made of a molding plate and a frame and compacted there in different ways, for example by tamping, shaking and pressing. This acts it is a very costly process in that the entire molding box cavity has to be filled with sand and in view of a common sand / casting ratio of, for example, 6: 1 to 12-1 / 2, large quantities of sand are required are. This requires a corresponding sand processing capacity with a complex dedusting system. In addition, the cores required for the casting cavities during casting usually consist of a higher quality one Molding material are produced so that - if at all possible - special measures to recover the core sand are required or a mixture of core and molding sand is produced in the sand processing. Furthermore is in view A uniform and strong compression of the molding sand is required for a high casting quality. on the other hand When such a mold is cooled, the sensible heat of the falls due to the high sand / casting ratio Metal or casting diffuse and at a low temperature, which causes difficulties in heat recovery
ergeben. Außerdem erlauben verlorene Formen dieser Art kein insgesamt oder zonenweise gesteuertes Abkühlen ohne besondere aufwendige Maßnahmen zur beschleunigten Wärmeabführung. result. In addition, lost forms of this type do not allow total or zone-wise controlled cooling without special complex measures for accelerated heat dissipation.
Einen Teil der vorerwähnten Nachteile vermeiden die nach dem Verfestigungsform-Verfahren, beispielsweise dem Maskenform-Verfahren, aus einem heiß aushärtenden harzumhüIQten Modellsand hergestellten verlorenen Formen, deren Festigkeit auf einer chemischen oder physikalischen Bindung des Formstoffs beruht. Bei dem Maskenform-Verfahren wird ein bei einer Temperatur von beispielsweise 120 bis 150 C mit einem Bindemittel, beispielsweise Phenolharz, versetzter Quarzsand auf ein mit einem Trennmittel versehenes Modell mit einer Temperatur von 200 bis 2500G gebracht. Je nach Einwirkzeit und Modelltemperatur verfestigt sich die Formmasse in unterschiedlicher Schichtdicke auf dem Modell. Nach dem mehrere Minuten dauernden Aushärten wird die Formmaske von dem Modell abgenommen sowie nach dem Einlegen der erforderlichen Kerne mit der anderen Maskenhälfte verklebt und in eine Presse eingelegt. Da die Maskenform dem Druck des flüssigen Metalls häufig nicht standzuhalten vermag, wird sie üblicherweise mit Altsand, Eisengranalien oder Gußschrott hinterfüllt. Nur bei sehr großen Stückzahlen kommt wegen der damit verbundenen hohen Kosten auch die Verwendung einer der Maskenform entsprechend profilierten Stützschale zur Verwendung. So beschreibt die deutsche Patents' "irift 725 9^6 eine Metalldauerform aus Sintermetall mit einer dicken Formmasseschicht beispielsweise aus Sand oder Mörtelmasse. Aus der deutschen Patentschrift 870 598 ist hingegen eine Gießform aus einer äußeren Dauerbetonschicht und einer das Modell bzw. Gußstück umgebenden Formstoffschicht aus einer üblichen Formmasse bekan±.Some of the disadvantages mentioned above are avoided by the lost forms produced by the solidification molding process, for example the mask molding process, from a hot-curing resin-coated model sand, the strength of which is based on a chemical or physical bond of the molding material. In the shell mold process is brought a at a temperature of for example 120 to 150 C with a binder, such as phenolic resin, offset quartz sand to a separating means provided with a model having a temperature of 200 to 250 0 G. Depending on the exposure time and the model temperature, the molding compound solidifies in different thicknesses on the model. After curing, which takes several minutes, the molded mask is removed from the model and, after the required cores have been inserted, glued to the other half of the mask and placed in a press. Since the mask shape is often unable to withstand the pressure of the liquid metal, it is usually backfilled with used sand, iron granules or cast scrap. Only in the case of very large numbers of items is the use of a support shell profiled corresponding to the shape of the mask also used because of the associated high costs. The German patent irift 725 9 ^ 6 describes a permanent metal mold made of sintered metal with a thick layer of molding compound, for example made of sand or mortar. In contrast, German patent 870 598 describes a casting mold made of an outer permanent concrete layer and a molding material layer surrounding the model or casting a common molding compound known ±.
Nachteilig sind beim Maskenform-Verfahren die hohen Kosten und insbesondere die Gefahr eines Verziehens der Maske beim Abnehmen von dem Modell sowie die hohe Bruchempfindlichkeit. Außerdem erfordert das Herstellen der Masken eine genaue Temperatursteuerung und verhältnismäßig lange Aushärtezeiten. Das Hinterfüllen der Maskenform geschieht in einem Behälter üblicherweise von oben; es erfordert daher eine vertikale Formteilung. Sin weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß der Formbehälter in den Materialumlauf gelangt.Disadvantages of the mask-molding process are the high costs and, in particular, the risk of warping the mask when removing it from the model as well as the high sensitivity to breakage. It also requires manufacturing of the masks precise temperature control and relatively long curing times. The backfilling of the mask shape usually happens in a container from above; it therefore requires a vertical shape division. Sin another The disadvantage arises from the fact that the mold container gets into the material circulation.
Das Stützschalen-Verfahren vermeidet zwar die Verwendung eines besonderen Stützstoffs, erkauft dies jedoch mit einem zusätzlichen Aufwand. Beim Stützschalen-Verfahren wird nämlich der harzumhüllte Quarzsand in den Formstoffraum zwischen einem heißen Modell einerseits und einer profilierten, ebenfalls heißen Stützschale aus Metall andererseits eingeschossen. Auf diese Weise entstehen zwar feste und gut zu handhabende Formhälften bzw. Formen. Der große Aufwand für die dem Gußstück entsprechend konturierte Stützschale begrenzt die Anwendung dieses Verfahrens jedoch auf das Abgießen von Großserien. Hinzu kommt, das das Reinigen der Stützschalen bei nichtabgießfähxgen Fehlformen und die Temperatursteuerung der in den Materialumlauf gelangenden Stützschalen aufwendig sind. Außerdem sind die Stützschalen nicht gasdurchlässig.The support shell method avoids the use of a special support material, but it comes at the price of one additional effort. In the case of the support shell method, namely the resin-coated quartz sand in the molding material space between a hot model on the one hand and a profiled, also hot metal support shell on the other hand shot. This creates solid and good though Mold halves or forms to be handled. The great expense for the support shell, which is contoured to match the casting however, limits the use of this method to the casting of large series. In addition, the cleaning of the Support shells for non-pourable malforms and the temperature control of the support shells that get into the material circulation are expensive. In addition, the support shells are not gas-permeable.
Der Vorteil des bekannten Wasserglas-Kohlendioxyd-Verfahrens liegt wie bei der Verwendung kaltaushärtender phenolharzgebundener Formstoffe demgegenüber darin, daß Wasserglas als Bindemittel enthaltender Formsand während eines Begasens mit Kohlendioxyd bei Raumtemperatur aushärtet. Aber auch in diesemThe advantage of the well-known waterglass-carbon dioxide process is the same as when using cold-curing phenolic resin-bonded Mold materials, on the other hand, that water glass as a binder containing molding sand during a gassing with Carbon dioxide hardens at room temperature. But also in this one
Falle besteht die Form aus einer das Modell umgebenden hochwertigen Formstoffschicht und einer Hinterfüllmasse mit niedrigem Bindemittel- und hohem Altsandanteil sowie gegebenenfalls einer Deckschicht aus Altsand mit hohem Bindemittelanteil, um eine ausreichende Handhabungsfestigkeit der Form zu gewährleisten. Das macht wiederum die Sandaufbereitung schwierig, weil ein fraktionsweises Trennen der unterschiedlichen Sande aus den einzelnen Schichten kaum möglich ist.Trap, the mold consists of a high-quality molding material layer surrounding the model and a backfill compound with a low binder and high proportion of old sand and, if necessary, a top layer of old sand with a high proportion Binder content to ensure sufficient handling strength of the mold. That in turn does the Sand processing difficult because it is fractional Separating the different sands from the individual layers is hardly possible.
Dauerformen eignen sich hingegen wegen der hohen Kosten für das Herstellen der üblicherweise aus Metall bestehenden Dauerformen nur für Großserien und erfordern infolge der thermischen Beanspruchung einen hochwertigen Formwerkstoff, zumal das flüssige Metall in direkte Berührung mit der metallischen Formoberfläche kommt. Nachteilig ist zudem auch in diesem Falle die fehlende Gasdurchlässigkeit der Dauerform, die sich nur durch aufwendige Sondermaßnahmen beseitigen läßt.On the other hand, permanent molds are suitable because of the high costs for the production of those usually made of metal Permanent molds only for large series and require a high-quality mold material due to the thermal stress, especially since the liquid metal comes into direct contact with the metallic mold surface. It is also disadvantageous also in this case the lack of gas permeability of the permanent form, which can only be achieved through complex special measures can eliminate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und insbesondere ein Verfahren zu schaffen, daß bei verhältnismäßig geringer Formstoffmenge und hoher Gasdurchlässigkeit der Form nicht nur eine ausgezeichnete GußStückqualität, insbesondere -Oberfläche gewährleistet, sondern auch eine wenig aufwendige Formstoff aufbereitung mit eir?..a hohen Anteil wiederverwendbarer Formstoffe erlaubt und sich sowohl für Kleinals auch für Großserien eignet.The invention is based on the object of avoiding the aforementioned disadvantages of the known methods, and in particular to create a method that with a relatively small amount of molding material and high gas permeability of the Form not only excellent casting quality, in particular -Surface guaranteed, but also a little elaborate preparation of molding material with egg? .. a high proportion of reusable Molded materials are allowed and are suitable for both small and large series.
Die Lösung dieser Aufgabe geht von der Überlegung aus, daß die Gußstückqualität, d. h. insbesondere die Oberfläche und die Konturenschärfe vornehmlich von der BeschaffenheitThe solution to this problem is based on the consideration that the casting quality, i.e. H. especially the surface and the sharpness of the contours mainly depends on the texture
der Grenzschicht zwischen der Form einerseits und dem flüssigen Metall bzw. dem Gußstück andererseits bestimmt wird, während der Formrücken die Maßhaltigkeit des Gußstücks, die Grenzen der Gieß- und Anschnittechnik sowie der Handhabung bzw. Mechanisierung und Automatisierung bestimmt und die Formkosten maßgeblich beeinflußt. Die Erfindung zielt daher darauf ab, dem Formrücken einerseits eine ausreichend hohe Festigkeit und Stabilität zu verleihen, andererseits aber die Materialkosten auch bei Einzelguß und Kleinserien gering zu halten.the boundary layer between the mold on the one hand and the liquid metal or the casting on the other hand becomes, while the mold back, the dimensional accuracy of the casting, the limits of the casting and cutting technique and handling or mechanization and automation determined and the mold costs significantly influenced. The invention therefore aims to give the molded back a sufficiently high level of strength and stability on the one hand, and on the other but to keep the material costs low even for single castings and small series.
Die Lösung der obenerwähnten Aufgabe basiert auf dem Gedanken, den Gießformrücken und damit den überwiegenden Teil der Form in einzelne Elemente aufzulösen, die sich weitgehend beliebig zusammensetzen und wiederverwenden lassen.The solution to the above-mentioned problem is based on the idea of the mold back and thus the predominant part the shape into individual elements, which can largely be combined and reused in any way you like.
Im einzelnen besteht die Erfindung in einer Gießform der eingangs erwähnten Art, deren Formwände erfindungsgemäß mindestens teilweise aus einzelnen Modulen bestehen. Auf diese Weise lassen sich beliebige Gießformen aus einer verhältnismäßig kleinen Zahl gleichartiger, jedoch unterschiedlich bemessener und insbesondere wiederverwendbarer Module aufbauen.In detail, the invention consists in a casting mold of the type mentioned at the outset, the mold walls of which, according to the invention, at least partly consist of individual modules. In this way, any casting molds can be made from one relatively Build a small number of similar, but differently sized and especially reusable modules.
Die Module sind vorzugsweise so beschaffen, daß sie der Modellbzw. GußStückkontur folgen, um auf diese Weise das Volumen des Formstoffraums zwischen den Modulen und dem Modell bzw. Gußstück so gering wie möglich zu halten. Entsprechend gering ist dann auch der Sand- und Bindemittelbedarf je Gußstück, was zu einer erheblichen Entlastung der Lager- und Transportkapazität sowie der Sandaufbereitung führt und die Verwendung eines hochwertigen Formsandes erlaubt,beispielsweise Zirkonsand. Da sich die Gießformmodule nach dem Ausformen des Gußstücks leicht von der Formmasse trennen lassen, fällt einThe modules are preferably designed so that they are the model or. Follow the casting contour to create the volume in this way to keep the molding material space between the modules and the model or casting as small as possible. Correspondingly low is then also the sand and binding agent requirement per casting, which significantly relieves the load on storage and transport capacity as well as the sand processing and allows the use of a high-quality molding sand, for example zircon sand. Since the casting mold modules can be easily separated from the molding compound after the casting has been removed, it comes to mind
hochreiner Sand an, der sich ohne weiteres für eine Wiederverwendung eignet. Dies erlaubt die Verwendung eines Formstoffes auf der Basis von Kernsand« Der geringe BindemitteIbedarf ermöglicht zudem eine Verwendung hochwertiger Bindemittel und führt zu einer nur geringen Umweltbelastung.high-purity sand that is easily suitable for reuse. This allows it to be used of a molding material based on core sand «The low binding agent requirement also enables it to be used high-quality binding agent and only has a low environmental impact.
Als Bindemittel eignen sich alle organischen Bindemittel, insbesondere kalt- oder warmaushärtende Harze oder durch Begasung aushärtende Harze wie Furanharze und Phenole. Schließlich eignen sich aber auch anorganische Bindemittel wie Wasserglas und Zement.All organic binders are suitable as binders, in particular cold-curing or warm-curing resins or through Fumigation hardening resins such as furan resins and phenols. Finally, however, inorganic binders are also suitable like water glass and cement.
Die erfindungsgemäße Gießform besitzt eine hohe Gasdurchlässigkeit, da sich an den Stoßflächen und -kanten der Module mehr oder minder große Belüftungsöffnungen, üblicherweise Spalte, ergeben, die ein über den größten Teil der Gußstückoberfläche verteiltes Entweichen von Luft oder Gasen erlauben. Außerdem lassen sich mit Hilfe einer entsprechenden Querschnittsgestaltung der Module, beispielsweise durch Riefen, auch gezielt Entlüftungs- bzw. Entgasungsöffnungen schaffen. So können die Formmodule einen kreisförmigen oder polygonen, beispielsweise quadratischen und/oder rechteckigen Querschnitt besitzen, um zwischen den einzelnen Modulen von der Formstoffschicht bis zum Formrücken durchgehende zwickelartige Kanäle zu schaffen. Die Module können auch so profiliert sein, daß ein Ineinandergreifer möglich ist. Andererseits können die Module aber auch mindestens teilweise hohl, massiv und/oder porös ausgebildet sein, um auf diese Weise das Gewicht der Form optimal den Erfordernissen des Gießens anzupassen. Bei Modulen mit quadratischem QuerschnittThe casting mold according to the invention has a high gas permeability, because there are more or less large ventilation openings on the joint surfaces and edges of the modules, usually Gaps, which result in an escape of air or gases over most of the casting surface allow. In addition, with the help of a corresponding cross-sectional design of the modules, for example Grooves, also create specific ventilation or degassing openings. So the shape modules can have a circular or polygons, for example square and / or rectangular cross-section, in order to be between the individual modules to create continuous gusset-like channels from the molded material layer to the molded back. The modules can also do so be profiled that an interlocking is possible. on the other hand however, the modules can also be at least partially hollow, solid and / or porous in order to access them Way to optimally adapt the weight of the mold to the requirements of the casting. For modules with a square cross-section
beträgt die Kantenlänge vorzugsweise 10 bis 100 mm, während bei zylindrischen Modulen der Durchmesser bei 10 bis 100 mm liegen kann.the edge length is preferably 10 to 100 mm, while the diameter of cylindrical modules is Can be 10 to 100 mm.
Die EntlüftungsÖffnungen und -spalte setzen sich beim Einschießen der Formstoffmasse sofort zu. Auch danach verbleibt aber noch eine hohe Gasdurchlässigkeit, die auch die Verwendung weniger fließfähiger Sande und insbesondere ein Begasen des Formstoffs beispielsweise mit Kohlendioxyd oder Schwefeldioxyd erlaubt. Das Eindringen der Formmasse in die Öffnungen und Spalte bewirkt im übrigen eine wirksame Verzahnung der Formstoffschicht bzw. Maske mit den Modulen. Dies läßt sich noch dadurch verstärken, daß die Module an der Formstoffseite profiliert, beispielsweise spitz oder schräg ausgebildet sind oder Ausnehmungen aufweisen.The ventilation openings and gaps are located at the Shoot in the molding compound immediately. Even after that However, there is still a high gas permeability, which also requires the use of less flowable sands and in particular fumigation of the molding material is permitted, for example with carbon dioxide or sulfur dioxide. The intrusion the molding compound in the openings and gaps also causes an effective interlocking of the molding material layer or Mask with the modules. This can be reinforced by profiling the modules on the molded material side, for example are pointed or inclined or have recesses.
Die einzelnen Module können sich in einem Formrahmen befinden oder auch miteinander verklammert oder verspannt, beispielsweise mit einer umlaufenden Bandage aus Draht' oder Band versehen sein. Ein Verspannen ist jedoch auch mit Hilfe einer Schieberplatte an mindestens einer Seite der Gießform möglich, die die Module gegeneinander und gegen die gegenüberliegende Formrahmenwand preßt. Auf diese Weise ergeben sich insgesamt stabile und ohne Schwierigkeiten manipulierbare Formhälften, die sich auch ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen wenden und mit der Gegenhälfte verbinden lassen. Ein Formrahmen kann danach entfernt werden, so daß nur die Module mit in den Materialumlauf gelangen.The individual modules can be located in a molded frame or clamped or clamped together, for example, be provided with a circumferential bandage made of wire or tape. However, there is also tension with the help of a slide plate on at least one side of the mold possible, which the modules against each other and against the opposite mold frame wall presses. In this way, the overall result is stable and without difficulty manipulable mold halves, which turn and connect with the opposite half even without special precautionary measures permit. A mold frame can then be removed so that only the modules get into the material circulation.
Es kann sich aber auch zwischen einem Formrahmen und den Modulen eine Dichtung, beispielsweise ein umlaufender aufblasbarer Schlauch, befinden, der gleichzeitig ein leichtes, jedoch elastisches Verkeilen der Module in dem Rahmen und nach einer Druckentlastung ein rasches Lockern des Modulverbunds erlaubt.But it can also be between a mold frame and the Modules are a seal, for example a circumferential inflatable tube, which is also a light, however, elastic wedging of the modules in the frame and, after pressure relief, rapid loosening of the module assembly permitted.
Je nach der Beschaffenheit des Gußstücks können sich in der Randzone der Form einander gegenüberliegende Module stirnseitig berühren, so daß der Formstoffkontakt zwischen den beiden Formhälften auf ein Minimum begrenzt ist.Depending on the nature of the casting, opposing modules can be at the end in the edge zone of the mold touch so that the molding material contact between the two mold halves is limited to a minimum.
Die Module bestehen vorzugsweise aus Metall, beispielsweise Stahl oder Leichtmetall, oder aus keramischem Material; sie gewährleisten infolge einer hohen Wärmeleitfähigkeit ein rasches Abkühlen des Gußstücks in der Form, ohne das Schwinden des Gußstücks beispielsweise auch Leichtmetall zu beeinträchtigen. Die einzelnen Module und die sich zwangsläufig ergebenden Spalte an deren Stoßflächen verleihen der Gießform,im Gegensatz zu herkömmlichen, eine ausreichende Nachgiebigkeit, die sich noch dadurch steigern läßt, daß zu gegebener Zeit der Verbund zwischen den Modulen gelockert wird. Dies kann beispielsweise durch Entfernen eines die Module umgebenden Rahmens oder durch Lösen einer die Module umgebenden Bandage geschehen. Alsdann läßt sich das Gustück auch ohne weiteres auspacken, weil die erfindungsgemäße Form in ihre Bestandteile, d.h. die Module einerseits sowie den Form- und Kernsand andererseits zerfällt, die dann nur noch voneinander getrennt zu werden brauchen. Der Materialumlauf ist daher auf wenige, insbesondere leicht transportier- und trennbare unempfindliche Teile bzw. Stoffe beschränkt.The modules are preferably made of metal, for example steel or light metal, or of ceramic material; Due to their high thermal conductivity, they ensure rapid cooling of the casting in the mold without Impact shrinkage of the casting, for example, light metal. The individual modules and which inevitably The resulting gaps on their abutment surfaces give the casting mold, in contrast to conventional ones, a sufficient one Resilience, which can be increased by loosening the bond between the modules at a given time will. This can be done, for example, by removing a frame surrounding the modules or by loosening one of the modules surrounding bandage happen. Then the sample can also be unpacked without further ado, because the shape according to the invention disintegrates into its components, i.e. the modules on the one hand and the molding and core sand on the other hand, which then only need to be separated from each other. The material circulation is therefore to a few, especially easy to transport and separable insensitive parts or materials are limited.
Die Abkühlungsgeschwindigkeit läßt sich auch örtlich in der Weise steuern, daß einzelne Module oder Mrdulgruppen einen besonders geringen oder auch besonders großen Abstand zur Gußstückoberfläche besitzen. Dabei können sich die Module sogar bis an die Gußstückoberfläche erstrecken. Grundsätzlich hängt die Abkühlungsgeschwindigkeit von der mit Hilfe der Module einstellbaren Dicke der Formstoffschiht bzw. Maske ab.The cooling rate can also be controlled locally in such a way that individual modules or groups of modules form one have a particularly small or particularly large distance to the casting surface. The modules even extend to the surface of the casting. Basically, the cooling rate depends on the with the help the modules adjustable thickness of the molded material layer or mask.
Die Formen werden nach dem Gießen und Erstarren ohne Rahmen mit Hilfe einfacher Paletten oder eines Stetigförderers in einen Kühltunnel gebracht, in dem sie ihre Wärme rasch und mit hohem Temperaturniveau abgeben. Dies erlaubt bei verhältnismäßig geringem Tunnelvolumen eine wirtschaftliche Wärmerückgewinnung.After pouring and solidification, the molds are moved into brought a cooling tunnel in which they give off their heat quickly and at a high temperature level. This allows for proportionately low tunnel volume an economical heat recovery.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Gießformhälfte mit Stirnflächenberührung einzelner Module, 1 shows a vertical section through a casting mold half according to the invention with end face contact of individual modules,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Gießformhälfte ohne Stirnflächenberührung der Module, 2 shows a casting mold half according to the invention without touching the end face of the modules,
Fig. 3 eine Gießformhälfte, deren Rücken nur teilweise aus Modulen besteht, 3 shows a casting mold half, the back of which only partially consists of modules,
Fig. 4 einen Vertikale^©hnitt durch eine Gießform ohne Rahmen und Fig. 4 is a vertical cut through a mold without frame and
Fig. 5 die Prinzipskizze einer Vorrichtung zum Herstellen erfindungsgemäßer Gießformhälften. 5 shows the schematic diagram of a device for producing casting mold halves according to the invention.
Auf einer in üblicherweise mit Schlitzdüsen 1 versehenen Unterlegplatte 2 mit einer Einschießöffnung 3 ruht ein Rahmen 4, zwischen den Module 5,6 gleichen Querschnitts, jedoch unterschiedlicher Höhe reihenweise neben- und hintereinander angeordnet sind. Dabei befinden sich die Stirnflächen 7 derOn a base plate usually provided with slot nozzles 1 2 with an insertion opening 3, a frame 4 rests between the modules 5, 6 of the same cross-section, but different Height are arranged in rows next to one another and one behind the other. There are the end faces 7 of the
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Module 5 jeweils in einem solchen Abstand von einer Modellhälfte 8, daß sich zwischen den Modulen und der Modellhälfte ein Formstoffhohlraum 9 ergibt, der seitlich von Modulen 6 begrenzt wird, die bis zur Formteilung bzw. zum Modell 8 reichen (Fig. 1).Module 5 each at such a distance from one half of the model 8 that there is a molded material cavity 9 between the modules and the model half, the side of modules 6 is limited, which extend to the shape division or to the model 8 (Fig. 1).
Der Formrahmen 4 besitzt eine etwas größere Weite als die Gesamtheit der Module 5,6, so daß ein leichtes Aufsetzen des Formrahmens gewährleistet ist. Um jedoch den sich dabei zwangsläufig zwischen den Modulen und dem Formrahmen ergebenden Spalt 10 abzudichten, weist der Formrahmen eine umlaufende Nut 11 mit einem aufblasbaren Dichtungsschlauch 12 auf. Bei einer Druckentlastung des Dichtungsschlauchs 12 läßt sich der Formrahmen ohne weiteres von den Modulen 5,6 abziehen.The mold frame 4 has a slightly larger width than the entirety of the modules 5, 6, so that it is easy to put on the mold frame is guaranteed. However, about the inevitably resulting between the modules and the mold frame To seal the gap 10, the mold frame has a circumferential groove 11 with an inflatable sealing tube 12 on. When the pressure is relieved from the sealing hose 12 the mold frame can be easily removed from the modules 5, 6.
Das Modell 8 weist Öffnungen 13 zum Einschießen des Formstoffs auf. Durch Langloch/Rundloch 14,15 werden Stifte zum Zentrieren von Modell 8 und Formrahmen 4 gesteckt. Des weiteren weist das Modell 8 in den Bohrungen 13 Einsätze 16 auf, die etwas über die untere Modelloberfläche vorstehen und auf diese Weise Sollbruchstellen für das Ausformen des Modells schaffen. Die Einsätze 16 lassen sich nach dem Ausformen des Modells 8 wegen ihrer Konizität leicht nach oben aus den Öffnungen 13 herausstoßen.The model 8 has openings 13 for shooting in the molding material. Through elongated hole / round hole 14,15 pins for Centering of model 8 and mold frame 4 inserted. Furthermore, the model 8 has inserts 16 in the bores 13 that protrude slightly above the lower model surface and in this way predetermined breaking points for the shaping of the Create model. After the model 8 has been molded, the inserts 16 can be easily moved upwards because of their conicity push out of the openings 13.
Die Formstoffmasse wird durch mindestens eine der Öffnungen 3,13 in den Formstoffhohlraum 9 eingeschossen und füllt diesen vollständig aus. Dabei dringt sie allenfalls geringfügig in die zwischen den einzelnen Modulen 5,6 befindlichen Spalte und Öffnungen ein. Diese Öffnungen und Spalte verhindern im übrigen zusammen mit den üblichen Öffnungen in der Modell-The molding compound is through at least one of the openings 3.13 shot into the mold material cavity 9 and fills it completely. In doing so, it penetrates only slightly into the gaps and openings between the individual modules 5, 6. Prevent these openings and gaps otherwise together with the usual openings in the model
platte das Entstehen von Lufttaschen und gewährleisten somit eine homogene Formstoffverteilung selbst dann, wenn es sich um weniger fließfähige Sande handelt. Gleichzeitig kommt es infolge des hohen Schießdrucks zu einem Verkeilen der einzelnen Module 5,6 im Formrahmen 4, so daß sich nach dem Aushärten der Formmasse und dem Entformen des Modells insgesamt eine Formhälfte ergibt, die sich ohne weiteres wenden und auf eine andere Formhälfte setzen läßt, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. Das Wenden kann bei aus einem magnetischen Werkstoff bestehenden Modulen auch mit Hilfe einer elektromagnetischen Wendevorrichtung geschehen, die anstelle oder zusätzlich zu einer Bandagierung 17 oder einem Formrahmen die Module in ihrer vorgesehenen Lage fixiert. Ein Formrahmen wird nach dem Wenden und Zusammenfügen der Formhälften abgezogen.plate the creation of air pockets and thus guarantee a homogeneous distribution of molding material even if there is are less flowable sands. At the same time, wedging occurs due to the high shooting pressure of the individual modules 5, 6 in the mold frame 4, so that after the molding compound has hardened and the model has been removed from the mold overall results in a mold half that can be easily turned and placed on another mold half, like that is shown in FIG. In the case of modules made of a magnetic material, the turning can also be carried out with the aid of a electromagnetic turning device happen instead of or in addition to a bandage 17 or a molded frame the modules fixed in their intended position. A mold frame is created after turning and joining the mold halves deducted.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erstreckt sich ein Modul 18 bis zu dem Modell 19, um im Bereich der Berührungsfläche dieses Moduls mit dem G'ußstück eine rasche Wärmeabfuhr zu erreichen. Im Gegensatz 2ü dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erstreckt sich bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Formstoffhohlraum 20 bis zum Formrahmen 4. Ausserdem ist an die Stelle zweier Module in der Mittelzone ein Eingußkern 32 getreten. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 4 fehlen in einer Mittelzone der Gießform die Module völlig, d.h. der Formstoffraum 20 erstreckt sich bis zur Unterlegplatte 2.In the exemplary embodiment in FIG. 2, a module 18 extends as far as the model 19 in order to be in the area of the contact surface to achieve rapid heat dissipation of this module with the casting. In contrast to the exemplary embodiment 1, in the exemplary embodiment according to FIG. 3, the molding material cavity 20 extends as far as the molding frame 4 a sprue core 32 has taken the place of two modules in the central zone. In the exemplary embodiments 2 and 4, the modules are completely absent in a central zone of the casting mold, i.e. the molding material space 20 extends up to the base plate 2.
In Fig. 4 ist eine komplette Gießform mit eingelegtem Kern 21 nach dem Entfernen des Formrahmens und dem Abgießen des Gußstücks 22 dargestellt. In diesem Zustand werden die Module nur noch durch den Formstoff und die Bandagen 17 zusammengehalten. In Fig. 4 is a complete casting mold with inserted core 21 after removing the mold frame and pouring the Casting 22 is shown. In this state, the modules are only held together by the molding material and the bandages 17.
Nach dem Gießen -und Abkühlen des Gußstücks sind nur geringe Kräfte erforderlich, um das Gußstück auszuformen und den Formstoff von den Modulen zu trennen. Der Formstoff wird einer üblichen Sandregenerierung und -aufbereitung zugeführt, während die Module gereinigt und, sofern sie nicht reparaturbedürftig sind, wieder verwendet werden. Vorteilhafterweise beschränkt sich die Reparatur der Module auf ein Richten, Schleifen und gegebenenfalls Reparaturschweissen. Auf eine besondere Maßhaltigkeit kommt es dabei nicht an, da Zwischenräume zwischen den Modulen im Hinblick auf die Gasdurchlässigkeit der Form durchaus erwünscht sind.After the casting and cooling of the casting are only slight Forces required to form the casting and to separate the molding material from the modules. The molding material is a usual sand regeneration and processing, while the modules are cleaned and, if they are not in need of repair, can be used again. The repair of the modules is advantageously limited to straightening, grinding and, if necessary, repair welding. There is no particular dimensional accuracy because gaps between the modules are definitely desirable with regard to the gas permeability of the mold.
Die erfindungsgemäßen Module lassen sich beliebig miteinander kombinieren und eignen sich daher für alle Arten von Gußstücken. So lassen sich im Hinblick auf das Gewichten der Form und/oder eine örtlich unterschiedliche Temperaturbeanspruchung auch Module aus unterschiedlichen Werkstoffen, beispielsweise Stahl und Leichtmetall, gleichzeitig verwenden. Im Einzelfall wird zunächst der Abstand zwischen der Oberfläche des Gußstückmodells und einer Bezugsebene ermittelt. Danach werden dann die Module unter Berücksichtigung der vorgesehenen Dicke der Formstoffschicht bzw. Maskendicke ausgewählt und zusammengestellt. Dabei entsprechen die Dicke der Formstoffschicht und die Höhe jedes Moduls dem Abstand des dem Modul gegenüberliegenden Gußstückoberflächenelements von der Unterlegplatte.The modules according to the invention can be combined with one another as desired and are therefore suitable for all types of Castings. In this way, with regard to the weighting of the shape and / or a locally different temperature load also use modules made of different materials, for example steel and light metal, at the same time. In the individual case, the distance between the surface of the casting model and a reference plane is first determined. The modules are then selected and put together taking into account the intended thickness of the molding material layer or mask thickness. Here correspond the thickness of the molding material layer and the height of each module the distance between the casting surface element opposite the module from the shim.
Die Fig. 5 gibt schematisch eine Vorrichtung zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Gießform wieder; sie besteht aus einem Modulmagazin 23, das durch Zwischenwände 24 in einzelne Fächer für Module 5,6,18 unterschiedlicher Größe unterteilt ist. Hinter den einzelnen Modulreihen befinden5 schematically shows an apparatus for producing a casting mold according to the invention; it consists of a module magazine 23 which is divided by partitions 24 into individual compartments for modules 5,6,18 of different sizes is. Located behind the individual rows of modules
sich eine durch Pfeile 25 angedeutete Vorschubvorrichtung, mit deren Hilfe die Module einem Modulgreifer 26 mit einzelnen durch Zwischenwände 27 voneinander getrennten Modulfächern 28 und einem beweglichen Boden 29 zugeführt werden. Der Modulgreifer ist in Richtung der Pfeile 3o verfahrbar und vermag sich daher an den einzelnen Modulfächern des Modulmagazins 23 vorbeizubewegen, um nacheinander die einzelnen Module einer Modulreihe der Gießform aufzunehmen.a feed device indicated by arrows 25, with the help of which the modules a module gripper 26 with individual Module compartments 28 separated from one another by partition walls 27 and a movable floor 29 are supplied. The module gripper can be moved in the direction of the arrows 3o and can therefore be attached to the individual module compartments of the module magazine 23 in order to receive the individual modules of a module row of the casting mold one after the other.
Sobald der Modulgreifer die vorgesehene Anzahl Module enthält, fährt er von der offenen Seite her in einen Setzrahmen 31, um dort nach dem Öffnen des Greiferbodens 29 die Modulreihe abzusetzen. Auf diese Weise wird die Gießform aus einzelnen Modulreihen aufgebaut. Das kann, wenn die Vorrichtung nach Art einer Setzmaschine aufgebaut ist, vollautomatisch geschehen.As soon as the module gripper contains the required number of modules, it moves from the open side into a setting frame 31, in order to set down the row of modules there after opening the gripper base 29. In this way the mold becomes made up of individual rows of modules. If the device is constructed in the manner of a setting machine, this can be done fully automatically happen.
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