DE4408748C2

DE4408748C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Sandform

Info

Publication number: DE4408748C2
Application number: DE4408748A
Authority: DE
Inventors: Yuso Kanehira
Original assignee: Metal Engineering KK
Current assignee: Metal Engineering KK
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2014-03-16
Also published as: DE4408748A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Sandform, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, worin die Verbindungsfläche der Sandform unter Verwendung üblicher Formkästen in solcher Weise gestaltet werden kann, dass sie über den Rand eines Formkastens hinaussteht oder zurückgesetzt ist in Übereinstimmung mit der Form eines Gussteils.

Die Trennungsfläche eines Modells zum Herstellen einer Sandform wird in Hinsicht auf die Gestalt u. ä. des Gussteils festgelegt. Im allgemeinen wird jede Hälfte des Modells, die entlang der Trenn fläche aufgeteilt ist, auf der Oberfläche einer Formplatte mit seiner Trennfläche vorgesehen und ein Formkasten wird auf der Formplatte aufgestellt. Danach wird Formsand über das Modell in dem Formkasten verteilt, und durch geeignete Mittel festgestampft, wonach das Modell gezogen wird, um einen Formhohlraum zu hinterlassen. Danach werden die zwei Hälften der Sandform bzw. obe re und untere Hälfte des Modells zusammengelegt, um die Sandform zu vervollständigen. Folglich stimmt die Trennfläche des Modells oder die Verbindungsfläche der Sandform mit dem unteren Rand des Formkastens überein.

Bei einer Gestalt des Gussteils, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, sind jedoch ein oberer Halbabschnitt des Gießraums in der Oberform und ein unterer Halbabschnitt in der Unterform in ihrer Höhe un ausgeglichen, was zu Differenzen in der Sanddicke für den jeweiligen Abschnitt des Raumes zum Rand hin des Formkastens führt, und verschiedene Probleme mit sich bringt, wenn das geschmol zene Metall in die Sandform gegossen wird. Eine geringere Dicke des Formsandes verursacht eine unregelmäßige Packdichte des Sandes, der dadurch leicht an verschiedenen Stellen der Sandform deformiert sein kann, wodurch Ungenauigkeiten in den Maßen oder Defekte in der hergestellten Gussform auftreten können. Weiterhin steigt die Temperatur beträchtlich an in den Teilen der Sandform mit geringer Dicke, wenn geschmolzenes Metall hineingegossen wird, so dass die Qualität des Formsandes in diesen Teilen beeinträchtigt wird, wodurch die Rückgewinnung von ge brauchtem Formsand erschwert wird.

Zur Überwindung der oben bekannten Probleme wurden im Stand der Technik verschiedene Ver fahren vorgeschlagen, wie beispielsweise die Verwendung von Dreifachformen oder das Einfüllen verschiedener Mengen von Sand in die obere und untere Hälfte der Sandform. Diese Verfahren weisen jedoch jeweils Nachteile auf wie das Erfordernis eines komplizierten und großen Apparates oder Schwierigkeiten in der Vereinheitlichung der Packdichte des eingefüllten Sandes.

Ein anderes Verfahren ist in Fig. 7 gezeigt. Darin sind die Trennfläche des Modells und die ent sprechenden Ränder der Formkästen stufenartig angeordnet und die Verbindungsfläche ist geneigt, wodurch die Einheitlichkeit der Dicke des Sandes auf dem Modell in der oberen und unteren Hälfte sichergestellt werden soll. Jedoch wird das Modell dadurch in seinem Aufbau komplizierter und insgesamt schwergewichtig, was die Produktivität des Formgießens verringert.

In letzter Zeit hat zudem die Nachfrage nach Gussteilen in kleinen Mengen zugenommen und gleichzeitig sind ihre Lebenszeiten kürzer geworden, wodurch es schwer geworden ist, immer Gussbedingungen sicherzustellen, die für diese Produkte angemessen sind, was in extremen Fällen zum Ausschuss einer ganzen Reihe von Sandformen führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Sandform zu schaffen, worin die Verbindungsflächen einer Sandform frei gestaltet werden können, unabhängig vom Rand der Formkästen, und wobei die üblichen Formkästen über einen weiten Bereich von Formen für Gussteile ohne Beeinträchtigungen aufgrund unterschiedlicher Di cken des Formsandes angepasst werden können.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß An spruch 4 gelöst, wobei vorteilhafte Ausführungsformen in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, worin eine Sandform in der Weise hergestellt wird, dass die untere Fläche des eingefüllten und gepressten Formsandes von den Rändern des Formkastens um eine vorbestimmte Länge her vorstehen oder zurückgesetzt ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es bei dem Verfahren und der Vorrichtung nicht notwendig ist, eine geneigte Fläche zwischen dem Rand des Formkastens und der Trennfläche des Modells zur Schaffung einer Verbindungsfläche der Sandform zu bilden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrie ben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Herstellen einer Hälfte einer Sandform, wobei das Niveau der oberen Fläche einer Formplatte vom unteren Rand eines Formkastens um eine vorbestimmte Länge her vorsteht, wenn das Pressen beendet ist;

Fig. 2A-2D schematische Längsschnittansichten, die ein Verfahren zum Herstellen einer Hälfte der Sandform von Fig. 1 zeigen;

Fig. 3 eine schematische Längsansicht im Falle des Herstellens der anderen Hälfte der Sandform, wobei das Niveau der oberen Fläche der Formplatte von dem unteren Rand des Formkastens um eine vorbestimmte Länge zurückgesetzt ist, wenn das Pressen beendet ist;

Fig. 4A-4D schematische Längsschnittansichten, welche ein Verfahren zum Herstellen der ande ren Hälfte der Sandform gemäß Fig. 3 zeigen;

Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht, welche eine zusammengesetzte Gießform zeigt, die zwei Hälften aufweist, welche in Übereinstimmung mit den Verfahren der Fig. 1, 2A-2D, 3 und 4A-4D hergestellt sind;

Fig. 6 eine schematische Längsschnittansicht, welche eine zusammengesetzte Sandform gemäß einem Verfahren des Standes der Technik zeigt; und

Fig. 7 eine schematische Längsschnittansicht, welche eine zusammengesetzte Sandform gemäß dem Stande der Technik zeigt.

Die Fig. 1 bis 4d dienen zur Erläuterung einer Vorrichtung mit eines unteren Hilfsformkastens 1, eines Hauptformkastens 2 am oberen Rande des unteren Hilfsformkastens 1, eines oberen Press rahmens 3 am oberen Rand des Hauptformkastens 2, einem unteren Presskopf 4, der relativ auf- und abwärts beweglich ist entlang der inneren Flächen des Hauptformkastens 2 und des unteren Hilfsformkastens 1, einer Formplatte 5, welche an der oberen Fläche des unteren Presskopfes 4 angebracht ist, und einem oberen Presskopf 6, der vertikal beweglich über dem oberen Pressrahmen 3 vorgesehen ist.

In einen Raum, der durch die Innenflächen des Hauptformkastens 2, des unteren Hilfsformkastens 1 und des oberen Pressrahmens 3 und der oberen Fläche der Formplatte 5 definiert ist, wird eine geeignete Menge an Formsand 9 eingefüllt. Der obere Pressrahmen 3 dient dazu, einen Spielraum für die Abwärtskompression des Formsandes 9 zu schaffen. Der untere Hilfsformkasten 1, welche fest an einer Basis (nicht gezeigt) angebracht ist, dient dazu, einen Spielraum für die Aufwärtskom pression des Formsandes 9 zu schaffen und erlaubt es, dass die untere Fläche 10 des Formsandes auf einem Niveau ausgebildet wird, das über den unteren Rand des Hauptformkastens 2 hinaus steht.

Der untere Presskopf 4 wird durch einen unteren Druckzylinder 7 in einer Auf- und einer Abwärts bewegung geführt, auf einem gewünschten Niveau angehalten und auf dem gewünschten Niveau festgehalten, sowie zur Aufwärtskompression des Formsandes 9 angehoben.

Der obere Presskopf 6 wird durch einen oberen Druckzylinder 8 auf und abbewegt, auf einem ge wünschten Niveau angehalten und auf diesem gewünschten Niveau festgehalten, und für eine Ab wärtskompression des Formsandes 9 nach unten bewegt.

Der Druck und die Folge von Pressungen, die Anhalte- und Festhalteniveaus, der Betrag des Anhe bens und Absenken des oberen und unteren Presskopfes 4 und 6 können automatisch durch eine automatische Steuerung (nicht gezeigt) gemäß einem festliegenden Programm gesteuert werden.

In folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen einer Sandform unter Verwendung der Gießvor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Fig. 1, 2A, 2B, 2C und 2D erläutern die Folge der Arbeitsschritte, mit denen eine Hälfte der Sandform hergestellt wird, bei der sich der ein gefüllte Formsands 9 entweder auf dem Niveau 10 oder auf dem Niveau der oberen Fläche der Formplatte 5 befindet, wenn diese um ein vorgegebenes Maß unterhalb des Randes des Hauptform kastens 2 in den unteren Hilfsformkasten 1 abgesenkt ist.

Fig. 1 zeigt einen Zustand, wo die Fläche der Formplatte 5 auf einem vorbestimmten Niveau in dem Hilfsformkasten 1 durch Anheben des unteren Presskopfes 4 angehalten ist, und der Formsand 9 in den oben beschriebenen Raum eingefüllt ist, um einen Sand-Einfüllschritt auszuführen. In die sem Schritt ist das Niveau der Fläche der Formplatte 5 unter Berücksichtigung einer gewünschten Hervorstehlänge der unteren Fläche 10 des Sandes 9 und eines Spielraumes für die Aufwärtskom pression des Formsandes 9 aufgrund einer zweiten Pressung, die später beschrieben wird, festge legt.

Fig. 2A zeigt einen Zustand, wobei der untere Presskopf 4 bei dem Niveau festgehalten ist, das in Fig. 1 gezeigt ist, und der Formsand 9 nach unten gepresst wird durch das Absenken des oberen Presskopfes 6 gegen die obere Fläche des Formsandes 9, um einen ersten Pressschritt auszuführen.

Fig. 2B zeigt einen Zustand, wobei das Niveau des oberen Presskopfes 6 auf dem Niveau gehalten ist, dass in Fig. 2A gezeigt ist, und der Formsand 9 aufwärts gepresst ist durch Anheben des unte ren Presskopfes 4 gegen die untere Fläche 10 des Formsandes 9, um die obere Fläche der Form platte 5 um eine vorbestimmte Länge von dem unteren Rand des Hauptformkastens 2 in den unte ren Hilfsformkasten 1 hervorstehen zu lassen, so dass eine zweite Pressung ausgeführt ist.

Fig. 2C zeigt einen Zustand, wobei das Niveau des unteren Presskopfes 4 auf dem Niveau gehalten ist, dass in Fig. 2B gezeigt ist, und der Formsand 9 nach unten gepresst wird durch Absenken des oberen Presskopfes 6 gegen die obere Fläche des Formsandes 9, bis die obere Fläche des Formsan des 9 mit dem unteren Rand des Hauptformkastens 2 übereinstimmt, um eine dritte Pressung auszu führen.

Fig. 2D zeigt einen Zustand, wobei der obere Presskopf 6 angehoben ist und der untere Presskopf 4 abgesenkt ist, um das Abstreifen des Formsandes 9 aus der Formplatte 5 auszuführen.

Die Fig. 3, 4A, 4B, 4C und 4D erläutern eine Folge von Formschritten zum Herstellen einer oberen Hälfte der Sandform mit dem Niveau 10' der unteren Fläche des Formsandes 9 oder dem Niveau der oberen Fläche der Formplatte 5, aufwärts herausstehend von dem oberen Rand des Hauptform kastens 2 in den Hilfsformkasten 3 um eine vorbestimmte Länge. Diese Folge ist im wesentlichen die gleiche wie die in den Fig. 1 bis 2D erläuterte, so dass eine ausführliche Beschreibung hier nicht notwendig ist. Obwohl die obere Fläche der Formplatte 5 in den unteren Hilfsformkasten 1 in den Schritten der Fig. 3 und 4A hervorsteht, ist sie etwas zurückgesetzt in den Hauptformkasten 2.

In Übereinstimmung mit dem Verfahren und der Vorrichtung, wie sie oben beschrieben sind, kann eine Hälfte der Sandform so geformt sein, dass die Fläche der Formplatte um eine vorbestimmte Länge vom Rand eines Kastens hervorsteht, während die andere Hälfte der Sandform so geformt sein kann, dass die Fläche der Formplatte um eine vorbestimmte Länge von dem Rand des anderen Kastens zurückgesetzt ist. Danach werden die beiden Hälften der Sandform aus der Formvorrich tung herausgenommen und zusammengesetzt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Obwohl in Fig. 5 die obe re Hälfte der Form eine Verbindungsfläche 10 aufweist, welche aus dem oberen Kasten hervorsteht und die untere Hälfte eine Verbindungsfläche 10' aufweist, welche in den unteren Kasten zurückge setzt ist, kann ebenso gut die obere Hälfte der Form eine Verbindungsfläche aufweisen, welche in den oberen Kasten zurückgesetzt ist, und die untere Hälfte eine Verbindungsfläche aufweisen, wel che aus dem unteren Kasten in umgekehrter Weise hervorsteht.

In einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie ebenfalls in Fig. 5 gezeigt ist, kann die Formplatte mit einem Halbabschnitt eines Modells vorgesehen werden, welche entlang der Trennfläche aufge teilt ist, im Falle, wo eine Hälfte der Sandform hergestellt wird, während die Formplatte daran vor gesehen ist, mit dem anderen Halbabschnitt des Modells in den Fall, wo die andere Hälfte der Sandform hergestellt wird, wodurch ein Satz der Sandform für ein Gussteilvervollständigt wird.

In Abwandlung kann auf den oberen Pressrahmen 3 verzichtet werden oder entweder der obere oder der untere Presskopf 4, 6 fest an der Basis vorgesehen werden. Im Falle, wo der obere Press kopf 6 vertikal beweglich ist, während der untere Presskopf 4 feststeht, kann das Niveau der oberen Fläche der Formplatte 5 in Bezug auf den Hilfsformkasten 1 und den Hauptformkasten 2 durch Vertikalbewegung des unteren Formkastens 1 mit Hilfe eines Zylinders oder ähnlichem eingestellt werden, so dass sie bewegt, angehalten und gehalten wird in einer Position, und um den Formsand zu pressen und von der Formplatte abzustreifen. Im Falle, wo der unter Presskopf 4 vertikal be weglich ist, während der obere Presskopf 6 feststeht, kann das Niveau der oberen Fläche der Form platte 5 eingestellt werden in der gleichen Weise, wie oben beschrieben wurde, durch Vertikalbe wegung des unteren Hilfsformkastens 1, getrennt vom unteren Presskopf 4. Die Richtung, Reihen folge und Anzahl der Pressungen ist nicht beschränkt auf die obige Ausführungsform. Der Zylinder kann entweder hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch bewegt werden, um den jeweiligen Press kopf oder Formkasten zu bewegen.

Wie sich aus der obigen Beschreibung selbstverständlich ergibt, kann die Verbindungsfläche der Sandform freigestaltet werden, unabhängig vom Rand der Formkästen, um die verwendeten Form kästen über ein weiten Bereich von Formen von Gussteilen anzupassen. Die Verbindungsfläche der Sandform kann so gestaltet werden, dass sie nach außen oder nach innen vom Rand des Formkas tens hervorsteht bzw. zurückgesetzt ist. Im Ergebnis kann die Dicke des Formsandes in der Form in einer Hälfte der Sandform im wesentlichen in Übereinstimmung mit der anderen Hälfte der Sand form gebracht werden, um dadurch Abmess-Ungenauigkeiten und Defekte des Gussteils zu ver meiden und Unregelmäßigkeiten in den Eigenschaften des rückgewonnenen Sandes aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Formsandes auszuschließen. Im Vergleich mit dem Stand der Technik, worin eine geneigte Fläche zwischen dem Rand des Formkastens und der Trennfläche der Form zum Herstellen der Verbindungsfläche der Sandform vorgesehen ist, ist die Form leichtge wichtiger und weniger kostenintensiv bei der Herstellung und der Produktion. Gemäß der Erfin dung wird dadurch das Formverfahren und die Formvorrichtungen nicht nur vereinfacht, sondern auch die Dicke des Formsandes der Form im Ober- und Unterkasten für die verschiedenen Formen von Gussteilen vereinheitlicht, wodurch Defekte in dem Gussteil vermieden werden und die Eigen schaften des rückgewonnenen Sandes nicht beeinträchtigt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Sandform, bei dem

- ein Hauptformkasten (2) an dem oberen Rand eines unteren Hilfsformkastens (1) angeord net wird;
eine Formplatte (5) auf der oberen Fläche eines unteren Presskopfes (4) angebracht wird, wobei der untere Presskopf (4) nach oben und nach unten entlang der Innenflächen des Hauptformkastens (2) und des Hilfsformkastens (1) beweglich ist;
Formsand (9) in einen Raum eingefüllt wird, welcher durch die Innenflächen des Haupt formkastens (2) und des unteren Hilfsformkastens (1) und der oberen Fläche der Formplatte (5) in einen Zustand definiert ist, wo die obere Fläche der Formplatte (5) bei einem vorbe stimmten Niveau entlang der Innenflächen des Hauptformkastens (2) und des unteren Hilfs formkastens (1) gehalten ist; und
der eingefüllte Formsand (9) mindestens in einer Aufwärts- oder einer Abwärtsrichtung gepresst wird,

dadurch gekennzeichnet, dass die untere Fläche (10) des eingefüllten Formsandes (9) auf einem beliebigen Niveau entlang der Innenflächen des Hauptformkastens (2) und des unte ren Hilfsformkastens (1) gebildet ist, wobei das Niveau durch das Niveau der oberen Fläche der Formplatte (5) zu dem Zeitpunkt bestimmt wird, wenn das Pressen abgeschlossen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hälfte der Sandform ein Niveau der oberen Fläche der Formplatte (5) aufweist, das um eine vorbestimmte Länge vom unteren Rand des Hauptformkastens (2) hervorsteht und zu einer Zeit festgelegt wird, wenn das Pressen abgeschlossen ist, und dass die andere Hälfte der Sandform ein Niveau der oberen Fläche der Formplatte (5) aufweist, das um eine vorbestimmte Länge vom unte ren Rand des Hauptformkastens (2) zurückgesetzt ist und zu einer Zeit festgelegt wird, wenn das Pressen beendet ist, und dass danach die beiden Hälften der Sandform zu einem Satz der Sandform zusammengesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formplatte (5) mit einem Halbabschnitt einer Form entlang der Trennfläche aufgeteilt ist, wenn eine Hälfte der Sandform hergestellt ist, und dass die Formplatte (5) mit dem anderen Halbabschnitt der Form vorgesehen ist, wenn die andere Hälfte der Sandform hergestellt ist.

4. Vorrichtung zum Herstellen einer Sandform mit:
einem unteren Hilfsformkasten (1);
einem Hauptformkasten (2), der an dem oberen Rand des unteren Hilfsformkastens (1) vor gesehen ist;
einem unteren Presskopf (4), welcher auf und abwärts beweglich ist, entlang der Innenflä chen des Hauptformkastens (2) und des unteren Hilfsformkastens (1);
einer Formplatte (5), welche an der Oberfläche des unteren Presskopfes (4) vorgesehen ist; und
einem oberen Presskopf (6), welcher vertikal beweglich über dem Hauptformkasten (2) vor gesehen ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Menge von Formsand (9) in einen Raum gefüllt wird, welcher durch die Innenflächen des Hauptformkastens (2) und dem unteren Hilfsformkasten (1) und der oberen Fläche (10) der Formplatte (5) in einem Zustand definiert wird, wo die obere Fläche (10) der Formplatte (5) auf einem vorbestimmten Niveau entlang der Innenflächen des Hauptformkastens (2) und des unteren Hilfsformkastens (1) gehalten ist, wobei der eingefüllte Formsand durch den oberen und unteren Presskopf mindestens in einer Auf- und Abwärtsbewegung gepresst ist, sodass die untere Fläche des eingefüllten Formsandes auf einem gewünschten Niveau entlang der Innenflächen des Hauptformkastens (2) und des unteren Hilfsformkastens (1) gebildet wird, wobei das Niveau der oberen Fläche der Formplatte (5) zu einer Zeit be stimmt wird, wenn das Pressen beendet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Hilfsformkasten (1) fest auf einer Basis vorgesehen ist, und dass der untere Presskopf (4) und der obere Presskopf (6) unabhängig voneinander vertikal beweglich sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Presskopf (4) fest an einer Basis vorgesehen ist, und dass der untere Hilfsformkasten (1) und der obere Press kopf (6) vertikal unabhängig voneinander bewegbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Presskopf (6) fest an einer Halterung vorgesehen ist, und dass der untere Hilfsformkasten (1) und der untere Presskopf (4) unabhängig voneinander vertikal beweglich sind.