DE69701760T2 - Verfahren zur Verbindung von Kernen mit Verbindungssand und hergestellte Kerne - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
• Diese Erfindung betrifft Kerne, in deren benachbarten Verbindungsflächen Verbindungsvertiefungen zur Aufnahme von Verbindungssand ausgebildet sind, und auch ein Verfahren zum Verbinden einer Vielzahl regelmäßig angeordneter Kerne durch Laden von Verbindungssand in solche Verbindungsvertiefungen.
Beschreibung des Standes der Technik
• Das japanische Patent Nr. 3-46214 B, das dem am 10. Oktober 1988 eingereichten GB 2 211 122 A entspricht, lehrt ein Verfahren zum Verbinden einer Vielzahl Kerne zu einer regelmäßigen Anordnung durch Laden von Verbindungsmaterial oder - sand in ihre großen Nuten oder Vertiefungen, die je in der Oberseite des Kerns ausgebildet sind. Diese Vertiefungen sind bei regelmäßiger Anordnung der Kerne zueinander ausgerichtet.
• Weil jedoch diese großen Vertiefungen, die zur Verringerung des Gewichts der Kerne ausgebildet sind, mit Verbindungs- oder Formsand gefüllt sind, wird das Gewicht der Anordnung groß.
• Das japanische Patent Nr. 5-123824 A lehrt ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung von Kernen durch Verbinden oder Vervollständigen unvollständiger Kerne (bei jedem Kern fehlt ein Teil) durch Laden von Formsand in eine Vertiefung, die durch eine Form für die fehlenden Teile gebildet ist; diese Form wird an die unvollständigen Kerne angesetzt. Bei diesem Verfahren besteht die Tendenz, daß der Formsand aus den Lücken zwischen den unvollständigem Kernen und der Form für die fehlenden Teile hinausgeblasen wird. Ferner neigt die vervollständigte Anordnung der Kerne zu Unebenheit oder zur Ausbildung von Stufen an den Verbindungen der unvollständigen Kerne und der Form. Ferner erfordert die Durchführung dieses Verfahrens eine sperrige und teuere Formmaschine.
• Das japanische Patent Nr. 7-314089 A lehrt ein Verfahren zum Laden von Formsand in große Vertiefungen, die je von einem Paar gegenüberliegender und zueinander passender Vertiefungshälften gebildet sind, die in den oberen Seitenflächen benachbarter Kerne ausgebildet sind. Weil jedoch bei diesem Verfahren die Haftfestigkeit des an den Flächen jeder Vertiefung der benachbarten Kerne anhaftenden Formsandes niedrig ist, neigen die Kerne dazu, sich voneinander zu lösen.
• Das herkömmliche Verfahren, beispielsweise, in den vorstehend genannten Patenten zum Laden von Verbindungs- oder Formsand in die Vertiefungen der Kerne ist das Blasladeverfahren. Bei diesem Verfahren wird Druckluft einem Blaskopf zugeleitet, der eine große Menge Verbindungssand enthält. Die Menge reicht zum Füllen der Vertiefungen aus, d. h. sie ist größer als zum Füllen einer Vertiefung erforderlich ist. Weil bei diesem Verfahren Partikel des Verbindungssandes durch Luft eingeblasen werden, wird ein Blaskopf an die Oberseiten der Kerne angepreßt, um zu verhindern, daß die Partikel mit der Luft aus der Lücke zwischen dem Blaskopf und den Oberseiten der Kerne entweichen. Um ein Entweichen der Partikel aus der Lücke vollständig zu verhindern, muß die Lücke ferner abgedichtet sein. Ferner erfordert das Verfahren das Laden des Verbindungssandes mit Luft unter hohem Druck, um den geladenen Sand hochzuverdichten, um für ihn eine große Haftfestigkeit zu erreichen, so daß er an den Kernen anhaften kann. Der Luftdruck ist jedoch auf einen niedrigen Druck begrenzt, weil die Kerne nicht widerstandsfähig sind.
• Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Nachteile des vorstehend beschriebenen Standes der Technik zu überwinden. Somit zielt diese Erfindung auf die Schaffung von Kernen, die in ausreichender Weise miteinander verbunden werden können, wenn ihre Vertiefungen mit Verbindungssand gefüllt sind, und sie zielt auch auf die Schaffung eines Verfahrens zum Verbinden der Kerne durch Beladen derselben mit Verbindungssand, wobei die Abdichtung an den Verbindungsstellen einer Blasmaschine mit den Kernen beseitigt ist und keine sperrige, teuere Blasmaschine erforderlich ist.
Kurze Darstellung der Erfindung
• Die erfindungsgemäßen Kerne weisen eine Vielzahl Vertiefungen auf, die durch benachbarte Flächen zweier benachbarter Kerne begrenzt sind. Diese Vertiefungen sind an den Flächen waagerecht und mit Zwischenabstand angeordnet. Das Vorsehen einer solchen Vielzahl Vertiefungen in den Flächen führt zu einem vergrößerten Gesamtflächeninhalt, der sich in der Richtung erstreckt, in der die Kerne zusammenpassen (oder sich zuwenden) oder getrennt werden. Sobald somit Verbindungssand, z. B. Formsand, in die Vertiefungen geladen wird, wird die Haftfestigkeit des Verbindungssandes an den Kernen, d. h. die Kern-Kern-Haftfestigkeit (d. h. eine zulässige Scherkraft) in dieser Richtung größer als die des japanischen Patentes Nr. 7-314089, nach dem eine Vertiefung zwischen zwei benachbarten Kernen ausgebildet ist.
• Die Größe jeder Vertiefung zwischen benachbarten Kernen ist so, daß wenn eine Kraft auf die Kerne in der Richtung ausgeübt wird, in der sie sich trennen, das Verhältnis des Flächeninhaltes einer Fläche, auf die eine Zugkraft wirkt, zum Flächeninhalt einer Fläche, auf die eine Scherkraft wirkt, 1 : 1 bis 3 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 2 : 1 beträgt. In diesem Bereich der Verhältnisse dieser Flächeninhalte sind die Haftfestigkeiten des Verbindungssandes relativ zu beiden Flächen, die Zug- und Scherkräften ausgesetzt sind, ausgeglichen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden einer Vielzahl regelmäßig angeordneter Kerne an benachbarten Flächen der Kerne durch Laden von Verbindungssand in Vertiefungen, die zwischen benachbarten Flächen benachbarter Kerne ausgebildet sind, umfaßt die Schritte Füllen einer Trichterdüse mit einer Menge Verbindungssand, die dem Volumen der Vertiefung gleich ist, Instellungbringen des Trichters über einer der Vertiefungen, und Zuführen von Druckluft in die den Verbindungssand enthaltende Trichterdüse, dadurch Ausschleudern der Menge Verbindungssand aus der Trichterdüse und Laden derselben in die Vertiefungen, und Wiederholen dieser drei Schritte. Bei diesem Verfahren wird die Masse der vorbe stimmten Menge Verbindungssand wie eine Kugel oder ein Geschoß aus der Düse ausgeschleudert und in die Vertiefungen geladen. Weil die Vertiefungen offen sind, entweicht die in sie eingeleitete Druckluft aus deren oberen offenen Enden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine Schrägansicht zweier Kerne (von links nach rechts eines Seitenkerns und eines Zwischenkerns) der erfindungsgemäßen Ausführungsform,
• Fig. 2 eine Schrägansicht einer regelmäßigen Anordnung eines Zwischenkerns und eines Seitenkerns der Ausführungsform,
• Fig. 3 eine Schrägansicht aller Kerne der Ausführungsform, die in einer Anordnung regelmäßig angeordnet oder verbunden sind,
• Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Anordnung und durch eine Vorrichtung zum Beladen von Verbindungsvertiefungen der Anordnung mit Verbindungssand.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die erfindungsgemäßen Kerne und das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.
• Zuerst wird anhand der Fig. 1, 2 und 3 die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kerne erläutert. In diesen Figuren ist eine Vielzahl Kerne dargestellt, die zwei Seitenkerne 2A und vier Zwischenkerne 2B umfaßt. Diese Kerne sind regelmäßig angeordnet und verbunden und bilden eine Anordnung oder Form 20 (Fig. 3). Entsprechend Fig. 1 weist der Seitenkern 2A am oberen Abschnitt einer seiner Seiten eine senkrechte Fläche 2d auf. In der Fläche 2d ist eine Vielzahl Mulden oder Vertiefungshälften 2h ausgebildet (in der Zeichnung sind vier dargestellt). Diese Vertiefungshälften 2h sind entlang der Fläche 2h waagerecht mit Zwischenabstand angeordnet. Jeder Zwischenkern 2B weist an den oberen Abschnitten seiner Seiten senkrechte Flächen 2e, 2f auf. Die senkrechten Flächen 2e, 2f weisen ebenfalls je eine Vielzahl Mulden oder Vertiefungshälften 2h auf. Die Breite, die Tiefe und die Länge (senkrechte Abmessung) aller Vertiefungshälften 2h in den Flächen 2d, 2e, 2f sind gleich. Wenn die Kerne 2A, 2B regelmäßig angeordnet oder zusammengesetzt sind, passen die Fläche 2d des Seitenkerns 2A und die Fläche 2f des Zwischenkerns 2B zusammen, und die Vertiefungshälften 2h in der Fläche 2d des Seitenkerns 2A und die Vertiefungshälften 2h in der Fläche 2f des Zwischenkerns 2B passen zusammen. Die gepaarten benachbarten Vertiefungshälften 2h, 2h bilden eine Vielzahl Vertiefungen 2c, die zwischen den benachbarten Flächen der Kerne waagerecht mit Zwischenabstand angeordnet sind. Dies ist gleich wie in zwei anderen benachbarten Kernen (zwei benachbarten Zwischenkernen 2B, 2B).
• Nachstehend wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 4 die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Kerne durch Laden von Verbindungssand in die zwischen ihnen ausgebildeten Vertiefungen 2c beschrieben.
• In Fig. 4 ist eine Anordnung 20 von Kernen und eine über der Anordnung 20 in Stellung gebrachte Verbindungssand-Lademaschine 30 dargestellt. Die Anordnung 20 ist in einem Kasten 3 gehalten. Dieser Kasten wird seitwärts auf Rollen 1 verstellt. Die Maschine 30 umfaßt ein Gestell 4 (das in der Zeichnung nur teilweise dargestellt ist), einen am Gestell beweglich angeordneten Düsenträger 6, und einen vom Gestell 4 getragenen Vorrattrichter 8. Das Gestell weist Rollen 7 auf, auf denen der Düsenträger 6 verschieblich angeordnet ist. Der Düsenträger 6 weist vier Trichterdüsen 5 (in der Zeichnung ist eine sichtbar) in gleicher Zahl wie die Vertiefungen 2c auf. Das Volumen des Hohlraums in jeder Düse 5 ist dem einer Vertiefung 2c im wesentlichen gleich. Mit dem Düsenträger 6 sind ein oder mehrere Zylinder 10 verbunden, so daß er, wenn er von einer Kolbenstange oder Kolbenstangen 11 des Zylinders oder der Zylinder 10 geschoben oder gezogen wird, sich waagerecht bewegen kann. Der Vorrattrichter 8, der eine große Menge Verbindungssand enthält, weist an seinem unteren Ende vier Abgabeöffnungen 18 auf (in der Zeichnung ist nur eine dargestellt). Die Öffnungen 18 sind durch einen oberen Plattenabschnitt des Düsenträgers 6 verschlossen. Am unteren Ende des Vorrattrichters 8 ist eine Abdeckplatte 9 angebracht, die alle Düsen 5 abdeckt.
• Beim Betätigen des oder der Zylinder 10 verschiebt sich der obere Plattenabschnitt des Düsenträgers 6 zwischen der feststehenden Abdeckung 9 und den am Gestell 4 gelagerten Rollen 7, so daß alle Düsen 5 mit den Abgabeöffnungen 18 des Vorrattrichters 8 in Verbindung gebracht und mit einer vorbestimmten Menge des Verbindungssandes gefüllt werden. Sie kehren dann in ihre in Fig. 4 dargestellten Ausgangsstellun gen zurück und werden mit der Abdeckplatte 9 abgedeckt, wogegen die Abgabeöffnungen 18 durch den Düsenträger 6 verschlossen werden. Gemäß Fig. 4 sind vier Düsen 5 genau über vier Vertiefungen 2c angeordnet, die in den benachbarten Flächen der in Fig. 2 dargestellten benachbarten Kernen 2A, 2B ausgebildet sind.
• Die Düsen 5 stehen über die Abdeckplatte 8 und ein Ventil 12 mit einem Druckluftbehälter 13 in Verbindung. Beim Öffnen des Ventils 12 wird somit die Masse des Verbindungssandes in jeder Trichterdüse 5 aus dieser wie eine Kugel ausgeschleudert und durch eine Führungsrutsche 15, die auf der Oberseite der Kerne 2A, 2B angeordnet ist, in jede Vertiefung 2c geladen. Der Düsenträger 6 wird verstellt, bis er genau unter dem Vorrattrichter 8 zum Aufnehmen des Verbindungssandes aus ihm angeordnet ist und kehrt dann in seine Ausgangsstellung zurück.
• Während der Düsenträger 6 zwischen seiner Ausgangsstellung und dem Vorrattrichter 8 verstellt wird, wird die Rutsche 15 durch eine Betätigungsvorrichtung 14, die am Gestell 4 angeordnet und mit der Rutsche 15 verbunden ist, nach oben verstellt. Sodann wird der Kasten 3 in waagerechter Richtung so bewegt, daß die Vertiefungen der nächsten benachbarten Kerne 2A, 2B den Düsen 5, die mit dem Verbindungssand gefüllt sind, zugewandt sind. Die Rutsche 15 wird dann abgesenkt und auf den Oberseiten der benachbarten Kerne in Stellung gebracht, so daß deren Vertiefungen für die Aufnahme der ausgeschleuderten Massen Verbindungssandes aus den Düsen 5 bereit sind.
• Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Vertiefungen aller benachbarten Kerne mit Verbindungssand beladen sind.
• Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind nur Beispiele. Die Erfindung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf sie beschränkt. Beispielsweise können anstelle einer Vielzahl Düsen 5 für das Gestell 4 und Abgabeöffnungen 18 für den Vorrattrichter 8 nur eine Düse 5 und eine Abgabeöffnung 18 vorgesehen sein, und der Kasten 3 kann in zwei zueinander normalen Richtungen in einer waagerechten Ebene statt in einer Richtung verstellbar sein. Wenngleich bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Kernanordnung relativ zu den Düsen verstellt wird, um diese über den Vertiefungen der Kerne in Stellung zu bringen, kann alternativ die Kernanordnung feststehen und die Düse(n) kann/können waagerecht in einer oder zwei zueinander normalen Richtungen unter Anwendung eines herkömmlichen bekannten Verfahrens bewegt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Verbinden einer Vielzahl regelmäßig angeordneter Kerne (2A, 28) an benachbarten Flächen (2d, 2e, 2f) der Kerne (2A, 2B), mit den Schritten:

a) Ausbilden einer Vielzahl Vertiefungen (2c) zwischen benachbarten Flächen (2d, 2e, 2f) zweier benachbarter Kerne (2A, 2B; 28, 28; ...; 2B, 2A),

b) Instellungbringen einer Trichterdüse (5), die eine zum Füllen der Vertiefungen (2c) hinreichende Menge Verbindungssand enthält, über den Vertiefungen (2c), und

c) Zuführen von Druckluft in die Trichterdüse (5), dadurch Ausschleudern der Menge Verbindungssand aus der Trichterdüse (5) und Laden derselben in die Vertiefungen (2c).

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt: Ausbilden einer Vielzahl Vertiefungen (2c) zwischen den benachbarten Flächen (2d, 2e, 2f) zweier benachbarter Kerne (2A, 2B; 28, 28, ...; 2B, 2A), wobei die Vielzahl der Vertiefungen an den Flächen waagerecht ausgerichtet und mit Zwischenabständen angeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte umfaßt:

- Füllen einer Trichterdüse (5) mit einer dem Volumen einer Vertiefung (2c) gleichen Menge Verbindungssand,

- Instellungbringen der Trichterdüse (5) über einer der Vertiefungen (2c),

- Zuführen von Druckluft in die den Verbindungssand enthaltende Trichterdüse (5), dadurch Ausschleudern der Menge Verbindungssand aus der Trichterdüse und Laden derselben in die Vertiefung, und

- Wiederholen dieser drei Schritte.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Größe jeder Vertiefung (2c) zwischen den Kernen so ist, daß das Verhältnis des Flächeninhalts einer Fläche, auf die eine Zugkraft wirkt, zum Flächeninhalt einer Fläche, auf die eine Scherkraft wirkt, 1 : 1 bis 3 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 2 : 1 beträgt.

5. Kerne, die zu einer regelmäßigen Anordnung zu verbinden sind, wobei die Kerne senkrechte Seitenflächen (2d, 2e, 2f) aufweisen, zwei der Kerne (2A, 2B; 2B, 2B; ...; 2B, 2A), bei Anordnung nebeneinander, in den benachbarten Seitenflächen eine Vielzahl Vertiefungen (2c) aufweisen, wobei die Vertiefungen (2c) an den benachbarten senkrechten Seitenflächen (2d, 2e, 2f) waagerecht ausgerichtet und mit Zwischenabstand angeordnet sind.