DE4410163C1 - Vorrichtung zur Herstellung eines gasaushärtbaren Gießformteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines gasaushärtbaren Gießformteiles, insbesondere eines Gießkernes.

Zur Herstellung von Gießformen sind die verschiedensten Verfah­ ren üblich. Bei einem dieser Verfahren, welches vorwiegend zur Herstellung von Gießkernen eingesetzt wird, schießt man mit ei­ nem gasaushärtbarem Binder vermischten Kernsand mittels Druck­ luft auf einer Kernschießmaschine in den Hohlraum des Kernka­ stens. Anschließend fährt eine Begasungsplatte über den Kernka­ sten und ein Aushärtegas wird durch den verdichteten Kernsand hindurchgeleitet, wodurch der Kernsand zu einem formstabilen Sandkern aushärtet. Beim Füllen des Kernkastens wird die sich im Hohlraum des Kernkastens befindende Luft sowie die beim Schießvorgang mitströmende Luft über Düsen abgeführt, die in der Kernkastenwandung eingesetzt sind. Üblicherweise wird der Kernsand von oben in den Kernkasten eingeschossen, wodurch sich der Kernsand von unten nach oben im Kernkasten aufbaut, was einen großen Druckanstieg der Luft im oberen Bereich des Kern­ kastens zur Folge hat. Aus diesem Grunde werden im oberen Be­ reich des Kernkastens, sowie auch an Konturen, an denen ein Druckaufbau entstehen kann, Entlüftungsdüsen angebracht. Die einwandfreie Entlüftung ist für eine gute Verdichtung des ein­ geschossenen Kernsandes Voraussetzung. Es müssen aber auch im unteren Bereich des Kernkastens Düsen angebracht werden, damit das Aushärtegas, das anschließend den eingeschossenen Kernsand unter geringerem Druck durchströmt, möglichst den Kern voll­ ständig durchströmt und aushärten läßt.

Ein Problem besteht dabei darin, daß ein großer Teil des von oben eingeleiteten Aushärtegases wieder durch die oberen Ent­ lüftungsdüsen entweicht. Dieses auf dem kurzen Weg über die oberen Entlüftungsdüsen entweichende Aushärtegas geht für den Aushärtevorgang ungenutzt verloren. Das Aushärtegas bzw. dessen Entsorgung ist aber sehr kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Form­ verfahren die benötigte Menge an Aushärtegas auf ein Minimum zu reduzieren. Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Patent­ anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen.

Nimmt man als Absperrorgan ein Druckhalteventil (Rückschlagven­ til) mit einem Vorsteuerdruck von 0,5 bar, so entlüftet dies den Kernkasten beim Schießvorgang, da der Schießdruck normaler­ weise 3 bis 5 bar beträgt. Somit kann man einen großen Teil des bisher notwendigen Aushärtegases einsparen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele möglicher Absperror­ gane dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Entlüftungsdüse mit eingebautem starren Ventilteller,

Fig. 2 eine Entlüftungsdüse mit eingebautem flexiblen Ventilteller,

Fig. 3a und 3b eine Entlüftungsdüse mit eingesetztem Absperr­ gitter,

Fig. 4a und 4b eine Entlüftungsdüse mit eingesetzter Ventil­ hülse.

Die Fig. 1 zeigt eine sogenannte Schlitzdüse, welche aus dem Düsenboden 1 mit parallel zueinander verlaufenden Schlitzen 2 für den Luftdurchlaß sowie dem Düsenmantel 3 besteht. In der Regel haben derartige Düsen eine runde Form. Sie werden in die Wandung 4 der Gießformteile derart eingesetzt, daß der Düsenbo­ den 1 mit der Formenoberfläche 5 fluchtet. Der Düsenmantel 3 ist so dimensioniert und an seiner äußeren Oberfläche min­ destens teilweise gerauht, daß er kraftschlüssig in die Wandung 4 eingeschlagen werden kann. Zusätzlich ist bei dem erfindungs­ gemäßen Ausführungsbeispiel am Düsenboden 1 zentral ein Halte­ stift 6 befestigt, welcher die Führung für einen Ventilteller 7 und die den Ventilteller 7 unter Druck setzende Feder 8 bildet. Der Ventilteller 7 setzt sich auf den im Inneren des Düsenman­ tels 3 vorgesehenen umlaufenden Dichtring 9 mit seinem abge­ schrägten äußeren Rand 10 auf. Die Wirkungsweise ist leicht verständlich. In Ausgangsstellung liegt der Ventilteller 7 mittels Federdruck auf dem Dichtring 9 auf. Beim Schießvorgang entweicht die unter Druck stehende Luft durch die Schlitze 2, hebt den Ventilteller 7 entgegen dem Federdruck an, die Luft kann entweichen und anschließend wird der Ventilteller 7 wieder durch die Feder 8 auf den Dichtring 9 gedrückt. Beim nachfol­ genden Begasen mit Aushärtegas bleibt der Ventilteller 7 auf dem Dichtring 9 sitzen, weil der Druck der Feder 8 höher einge­ stellt ist, als der auf den Ventilteller einwirkende Druck des Aushärtegases.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Lösung. Der Ventilteller besteht aus flexiblem Material, z. B. einem Gummiteller 11. Beim Schieß­ vorgang nimmt dieser die gestrichelt angedeutete Öffnungsstel­ lung ein, während im Normalfall der Gummiteller 11 infolge der ihm eigenen Spannkraft auf dem Dichtring 9 aufliegt.

Bei der Funktion der als Rückschlagventil wirkenden Entlüf­ tungsdüsen kommt es darauf an, daß die beim Schießvorgang durch die Schlitze 2 des Düsenbodens 1 abzuführende Luft trotz des eingebauten Ventilteiles möglichst ungestört und schnell ent­ weichen kann. Hinzu kommt, daß bei vielen Bauarten der Entlüf­ tungsdüsen innerhalb des Düsenmantels 3 nur relativ wenig Raum für den Einbau und die Bewegung des Ventilteiles vorhanden ist. Heute übliche Entlüftungsdüsen haben lediglich eine Gesamthöhe von 5 bis 10 mm bei einem Düsendurchmesser von 6 bis 30 mm. Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem eingebauten Ven­ tilteil, welches trotz geringer Düsenhöhe eine gute und schnelle Luftabführung bei geringem Funktionsweg gewährleistet. Das Schließteil des Ventiles besteht aus einem Gitter, dessen Stäbe 12 die rückwärtigen Öffnungen der Schlitze 2 abdecken und mittels Querstäben 13 miteinander verbunden sind. Das so gebil­ dete Gitter steht unter Federdruck, z. B. durch die an einem Quersteg 14 gehalterten Druckfedern 15. Auch andere Federaus­ bildungen und -anordnungen sind denkbar. Fig. 3a zeigt die Vor­ richtung in Ausgangsstellung und Fig. 3b die Lage des Gitters bei Druckbeaufschlagung. Selbst bei zu geringem Hub des Git­ ters hat die ausströmende Luft genügend Freiraum, um an den Stäben 12 vorbei aus dem Formenhohlraum ins Freie entweichen zu können. Der Querschnitt der Stäbe 12 wird so gewählt, daß diese sich dicht in die Schlitzöffnungen einsetzen und sich auch wie­ der leicht aus diesen bei Druckbeaufschlagung lösen. Durch die Wahl eines flexiblen oder verformbaren Werkstoffes oder einer Beschichtung der Stäbe 12 mit einem solchen Werkstoff, kann die Funktion des Gitters noch verbessert werden. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht außerdem darin, daß der Düsenboden 1 durch keinerlei Befestigungselemente beeinträchtigt wird.

Dies trifft auch für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zu. Das Schließorgan besteht aus einer zum Düsenboden 1 hin of­ fenen Hülse 16, welche an der anderen Seite aber geschlossen ist, also die Form eines Hutes hat. In der seitlichen Hülsen­ wand sind Austrittsöffnungen 17 derart vorgesehen, daß sie sich in Ausgangsstellung (Fig. 4a) unterhalb des Führungsbundes 18 befinden, so daß in die Hülse über die Schlitze 2 einströmendes Aushärtegas nicht entweichen kann. Der innen am Düsenmantel 3 vorhandene Führungsbund 18 wirkt gleichzeitig als Abdichtorgan. Die Hülle 16 ist wiederum federnd gehalten. Im Ausführungsbei­ spiel dient hierzu ein zwischen Führungsbund 18 und dem unteren Hülsenkragen 19 eingelegter Federring 20. Fig. 4b zeigt die Lage der Hülse 16 beim Kernschießvorgang. Der den Federdruck des Federringes 20 überwindende Luftdruck auf die oberen Hül­ senfläche 21 bewirkt ein schnelles Anheben der Hülse, so daß die Luft ohne große Behinderung durch Ausströmöffnungen 17 (nun oberhalb des Führungsbundes 18) entweichen kann. Der Federring 20 drückt anschließend die Hülse 16 wieder in die Ausgangslage (Fig. 4a) in welcher auch die Aushärtung der herzustellenden Gießform erfolgt, ohne daß der Druck des Aushärtegases die Hülse anheben kann. Die hutförmige Hülse 16 kann ein Kunst­ stoffteil sein. Aber auch andere Materialien sind geeignet. Ein Austausch der Ventilteile ist ohne Probleme möglich.

Es ist selbstverständlich, daß sich die beschriebenen Prin­ zipien nicht auf runde Düse beschränken. Insbesondere das Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist auch gut für Schlitzleisten geeignet.

Derartige Düsen haben einen länglichen rechteckigen Grundriß, wobei der Querschnitt dem in Fig. 3 gezeichneten Querschnitt entsprechen kann.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines gasaushärtbaren Gießform­ teils, insbesondere eines Gießkernes, wobei das Modell bzw. der Kernkasten mit Entlüftungsdüsen für die Luftabführung beim Einfüllen des Formsandes sowie mit Düsen zur Gewähr­ leistung der Durchströmung mit Härtegas versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem der Entlüftungswege ein als Rück­ schlagventil ausgebildetes Absperrorgan angeordnet ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan als in die Entlüftungsdüse einsetz­ bares Ergänzungsteil ausgebildet ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsdüse als Rückschlagventil ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan aus einem unter Federdruck stehenden, in die Entlüftungsdüse eingesetzten Ventilteller (7) be­ steht, welcher sich auf einem im Düsenmantel angeordneten umlaufenden Dichtring (9) aufsetzt.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller aus flexiblem Material, vorzugsweise einem vorgespannten Gummiteller (11) besteht.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan aus zu einem Gitter miteinander ver­ bundenen Stäben (12) besteht, welche entsprechend den rückwärtigen Öffnungen der Schlitze (2) des Düsenbodens (1) zueinander verlaufend angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (12) aus Rundmaterial bestehen und sich in die Schlitze (2) einsetzen.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan als hutförmige Hülse (16) ausgebildet ist, deren offene Seite zum Düsenboden (1) hin liegt und welche seitliche Austrittsöffnungen (17) derart angeordnet hat, daß diese in Ausgangslage der Hülse (16) keinen Luft­ durchlaß freigeben, aber unter Druckanhebung die Verbin­ dung mit dem Entlüftungskanal herstellen.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Rückschlagventil ausgebildeten Absperrorgane in den Entlüftungswegen eingebaut sind, welche zwar zur Ent­ lüftung beim Schießvorgang dienen, nicht aber zur Abführung von Härtegas notwendig sind.