DE4242418C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Entlüftungsbohrungen in einer Gießform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen zumindest einer Entlüftungsbohrung in einer mittels eines Modells aus Sand hergestellten Gießform sowie auf eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Vergießen von Metallen ist es stets erforderlich, wäh­ rend des Eingußvorganges die in dem Formhohlraum befindli­ che Luft abzuführen. In Abhängigkeit von dem Material der Gießform und den jeweiligen Gießparametern kann es erfor­ derlich sein, separate Entlüftungsbohrungen auszubilden.

Bei handwerklich hergestellten Gießformen aus Sand werden die Entlüftungsbohrungen üblicherweise von dem Former ma­ nuell von der Innenseite, d. h. von dem Formhohlraum aus er­ stellt, nachdem das Modell entfernt wurde. Dies geschieht durch Durchdrücken von Nadeln an den jeweiligen Stellen der Form. Üblicherweise bricht an den Bereichen der Form, an welchen die Nadel aus der Form austritt, ein Teil des Form­ sandes aus. Dies nimmt man als gegeben in Kauf, da übli­ cherweise die Qualität des Gußstückes nicht beeinträchtigt wird, da die Ausbruchstelle auf der Rückseite der Form, d. h. im Bereich des Formrückens liegt.

Bei automatischen Formanlagen ist es erforderlich, das Er­ stellen einer Entlüftungsbohrung automatisch durchzuführen. Innerhalb des jeweiligen Arbeitstaktes werden deshalb vom Formrücken aus geeignete Entlüftungsbohrungen eingebracht. Dies kann mittels eines rotierenden Spiralbohrers oder mit­ tels zylindergetriebener Nadeln erfolgen. Das Positionieren des Bohrers oder der Nadeln erfolgt beispielsweise mittels Lochplatten o. ä., um stets eine exakte Anordnung der Ent­ lüftungsbohrung zu sichern. Nachteilig hierbei ist, daß beim Austritt des Bohrers bzw. der Nadel in den Formhohl­ raum Teile der Form ausbrechen können. Hierdurch kann im schlimmsten Falle die Form unbrauchbar werden, derartige Ausbruchsstellen können jedoch auch zu fehlerhaften Guß­ stücken führen. Da stets die Gefahr besteht, daß Sandmate­ rial in den Formhohlraum gelangt, ist es unumgänglich, die­ sen vor dem Abguß nochmals zu reinigen, beispielsweise durch Ausblasen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, betriebssicherer Anwendbarkeit die Einbring­ barkeit von Entlüftungsbohrungen ohne die Gefahr der Be­ schädigung einer Form ermöglichen und bei denen die Nach­ teile des Standes der Technik vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bezüglich des Verfahrens dadurch gelöst, daß beim Abformen des Modells vom Formhohl­ raum aus eine sich durch einen Teil des Formquerschnitts erstreckende Entlüftungsausnehmung ausgebildet wird, daß nach dem Entfernen des Modells ein Entlüftungskanal von dem Formrücken zu dem Bodenbereich der Entlüftungsausnehmung hergestellt wird und daß der Entlüftungskanal mittels einer Nadel erzeugt wird, welche mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 m/s in den Sand getrieben wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da die Entlüftungsbohrung in zwei Arbeitsschritten hergestellt wird, welche jeweils ein Einbringen von gegenüberliegenden Seiten der Form, d. h. vom Formrücken und vom Formhohlraum vorsehen, wird ein Aus­ treten eines Bohrers oder einer Nadel im Modellbereich aus dem Formsand vermieden, wodurch das Ausbrechen von Sandtei­ len gänzlich verhindert wird. Infolgedessen können die Ent­ lüftungsbohrungen automatisiert innerhalb kürzester Zeit mit hoher Qualität hergestellt werden. Eine nachträgliche Kontrolle oder Reinigung des Formhohlraumes entfällt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der nach dem Entfernen des Modells zu erzeugende Entlüftungskanal kürzer ist als die gesamte Entlüftungsbohrung. Hierdurch werden die benö­ tigten Taktzeiten verkürzt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Entlüftungsausnehmung mittels eines an dem Modell befestigten Ansatzes herge­ stellt wird. Das Modell kann somit an den entsprechenden Stellen Zapfen o. ä. aufweisen. Diese sind kostengünstig herstellbar und können problemlos beim Einformen des Mo­ dells in den Formsand eingeformt werden. Die Ansätze weisen einen runden Querschnitt auf. Die üblichen Formschrägen werden selbstverständlich beibehalten.

Der Entlüftungskanal wird bevorzugterweise erfindungsgemäß mit einer Nadel erzeugt, welche mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 m/s in den Sand getrieben wird. Hier­ durch wird der Sand seitlich verdrängt, es besteht nicht die Gefahr, daß dieser ausbricht. Wenn somit die Nadel in den Bodenbereich der Entlüftungsausnehmung eindringt, er­ gibt sich ein glatter, gleichmäßiger Übergang ohne jede Verunreinigung des Formhohlraumes.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, wäh­ rend eines Maschinentaktes mehrere Entlüftungsbohrungen herzustellen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt be­ vorzugterweise zumindest eine Nadel, welche eine langgezo­ gene Spitze aufweist und welche an einer Kolbenstange eines Pneumatikzylinders angebracht ist, welcher im Bereich des Formrückens angeordnet werden kann. Mit Hilfe des Pneuma­ tikzylinders kann die Nadel in den vorbestimmten kurzen Taktzeiten ebenfalls schnell in den Sand eingebracht und aus diesem abgezogen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Da­ bei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Anlage zur Erzeugung von Entlüftungsboh­ rungen, und

Fig. 2 bis Fig. 4 Detailansichten der jeweiligen Arbeitsschritte vor, während und nach dem Einbringen der Nadel.

In Fig. 1 sind in der oberen Bildhälfte drei Formkästen 8 dargestellt, in welchen jeweils eine Gießform 1 aus Sand ausgebildet ist. Bei der Darstellung der Fig. 1 ist das Mo­ dell bereits entnommen, so daß ein Formhohlraum 2 vorhanden ist. Dieser ist mit einem Eingußkanal 9 und einem Ein­ gußtrichter 10 verbunden.

Aus den Darstellungen der Fig. 1 bis 4 ergibt sich, daß durch an dem Modell befestigte Ansätze jeweils Entlüftungs­ ausnehmungen 3 ausgeformt werden, welche sich über einen Teil der Dicke der Gießform erstrecken.

Erfindungsgemäß wird, wie in der linken Bildhälfte der Fig. 1 gezeigt, der Formkasten 8 mit der darin befindlichen Gießform 1 mit dem Formrücken 5 nach unten weisend gehal­ ten. Eine Nadel 6, welche mit der Kolbenstange eines Pneu­ matikzylinders 7 verbunden ist, ist unterhalb der Gießform 1 eingeordnet. Durch Druckbeaufschlagung des Pneumatikzy­ linders 7 wird die Nadel 6 schnell nach oben in den Form­ sand gedrückt (s. Fig. 2), bis die Nadel, wie in Fig. 3 dargestellt, den Bodenbereich der Entlüftungsausnehmung 3 trifft. Durch das Eindringen der Nadel wird ein Entlüf­ tungskanal 4 erzeugt (s. Fig. 4), so daß bei zurückgezoge­ ner Nadel 6 die Entlüftungsausnehmung 3 und der Entlüf­ tungskanal 4 eine durchgehende Entlüftungsbohrung bilden.

Die Fig. 1 zeigt, daß die Vorrichtung zum Eintreiben der Nadel 6 ein Gestell 11 aufweist, an welchem ein Träger 12 gelagert ist. Dieser lagert verschiebbar eine Schiene 13, welche wiederum an dem Pneumatikzylinder 7 befestigt ist. Mittels eines Antriebszylinders 14 kann somit der Pneuma­ tikzylinder 7, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, hori­ zontal verfahren werden, um nacheinander mittels der einen Nadel 6 mehrere Entlüftungskanäle 4 zu erzeugen. Im Rahmen der Erfindung wäre es auch möglich, mehrere Pneumatikzylin­ der 7 zu verwenden, um gleichzeitig mehrere Entlüf­ tungskanäle 4 auszubilden. Weiterhin ist es möglich, den Träger 12 relativ zu dem Gestell 11 verfahrbar auszubilden, um auf diese Weise in einer Richtung senkrecht zur Längser­ streckung der Schiene 13 ein Verfahren der Nadel 6 zu er­ möglichen.

Nachdem, wie in der mittleren Bildhälfte der Fig. 1 darge­ stellt, sämtliche Entlüftungskanäle 4 erzeugt wurden, kann die Gießform gewendet und, wie in der rechten Bildhälfte von Fig. 1 gezeigt, ausgegossen werden. Die kleinen Pfeile zeigen dabei jeweils den Gasaustritt durch die Entlüftungs­ bohrung.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbei­ spiel beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifika­ tionsmöglichkeiten.

Claims (8)

1. Verfahren zum Erzeugen zumindest einer Entlüftungsboh­ rung in einer mittels eines Modells aus Sand hergestellten Gießform (1), dadurch gekennzeichnet, daß beim Abformen des Modells vom Formhohlraum (2) aus eine sich durch einen Teil des Formquerschnitts erstreckende Entlüftungsausnehmung (3) ausgebildet wird, daß nach dem Entfernen des Modells ein Entlüftungskanal (4) von dem Formrücken (5) zu dem Bodenbe­ reich der Entlüftungsausnehmung (3) hergestellt wird und daß der Entlüftungskanal (4) mittels einer Nadel (6) er­ zeugt wird, welche mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 m/s in den Sand getrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsausnehmung (3) mittels eines an dem Modell befestigten Ansatzes hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Entlüftungsausnehmung (3) mit einem runden Querschnitt ausgebildet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsausnehmung (3) konisch ausgebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während eines Maschinentaktes mehrere Entlüftungsbohrungen hergestellt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest eine Nadel (6), welche eine langgezogene Spitze auf­ weist, an einer Kolbenstange eines Pneumatikzylinders (7) angebracht ist, welcher im Bereich des Formrückens (5) an­ gebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatikzylinder (7) zur Erzeugung mehrerer Ent­ lüftungskanäle horizontal verfahrbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß das Modell mit einem Ansatz zur Erzeu­ gung zur Entlüftungsausnehmung (3) versehen ist.