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Verfahren zum Anfertigen von Modellen oder Kernkasten in Reihenherstellung
Bekanntlich ist zur Anfertigung einer Gießform entweder ein Modell mit Kernkasten
oder eine Schablone erforderlich. Sie werden im allgemeinen aus Holz, vielfach aus
Leichtmetall hergestellt.
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Um einwandfreie Gußstücke zu erhalten, ist, abgesehen von der Befolgung
gießtechnischer Regeln und einer bestimmten Zusammensetzung des Werk-Stoffes, die
Einhaltung einer möglichst großen Genauigkeit in den Abmessungen des Modells bzw.
des Kernkastens erforderlich. Je sorgfältiger die letzteren gearbeitet sind, um
so sauberer und genauer wird der danach geformte Guß. Es besteht somit einerseits
die Forderung, die Umrisse des Modells bzw. des Kernkastens genau herauszuarbeiten,
andererseits erfordert die Durchführung einer solchen Modell- bzw. Kernkastenherstellung
unerwünscht viel Zeit. Vor allem fehlt es aber häufig auch an der nötigen Zahl von
Facharbeitern, die im allgemeinen von Hand jedes Modell in einer mehr oder weniger
großen Vielzahl anfertigen müssen. Auch wenn für das Nacharbeiten von Metallmodellen
Kopierfräsmaschinen zu Hilfe genommen werden, reicht ihr Einsatz nicht aus, um die
bestehenden Mängel zu beheben. Außerdem macht die Herstellung zahlreicher Gußstücke
die Verwendung von Schreckschalen notwendig. Da die letzteren aber in den seltensten
Fällen auch bei
Verwendung von Kopierfräsmaschinen für mehrere gleiche
Modelle genau passen, erfordert jede Einzelausführung des Modells bzw. Kernkastens
besonders hergestellte Schreckschalen.
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Metallmodelle unterliegen ferner während ihres Gebrauches einem starken
Verschleiß. Sie müssen daher nachgeprüft und gegebenenfalls nachgearbeitet werden.
Auch hierzu sind geschulte Arbeitskräfte unbedingt erforderlich.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, genau gearbeitete Modelle bzw. Kernkasten
auf einfache Weise in einer gegenüber der bisher allgemein üblichen Herstellungsdauer
verhältnismäßig kurz bemessenen Zeit in Reihenherstellung anzufertigen, so daß sehr
schnell eine große Anzahl brauchbarer Fertigmodelle bzw. Fertigkernkasten zur Verfügung
steht und die Herstellung der mit ihnen gewonnenen Abgüsse in großer Anzahl ohne
besonderes Freigießen erfolgen kann.
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Erfindungsgemäß wird zur Anfertigung von Modellen oder Kernkasten
in Reihenherstellung unter Verwendung von nachgiebigen, verformbaren, praktisch
schwindungsfreien und verschleißfesten Massen, wie z. B. Natur- oder Kunstkautschuk
oder Kunstharzen, so vorgegangen, daß auf einem Stützkörper eine Auflage aus den
vorerwähnten Massen mit Hilfe eines Dauernegativs aufgepreßt oder aufgegossen wird.
Der Stützkörper hat kleinere Abmessungen als das Fertigmodell, ohne besonderen Anspruch
auf Genauigkeit zu erheben.
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Es ist an sich nicht mehr neu, die vorerwähnten Massen in Form von
bituminösen Stoffen, natürlichen oder künstlichen Wachsen, natürlichen oder künstlichen
Harzen, mineralischen Fetten, Schwefel u. dgl. zur Herstellung von Modellen zu benutzen.
Die Anfertigung derartiger massiver Modelle erfolgt unter Zuhilfenahme eines genauen
Urmodells und durch Eingießen der geschmolzenen Massen in nach dem Urmodell hergestellten
Sandformen. Die massiven Modelle werden somit nicht direkt vom Erstmodell abgenommen,
sondern nach der Herstellung einer Zwischenform aus Sand erlangt. Diese Arbeitsweise
ist nidht nur umständlich und zeitraubend, sondern sie erfordert auch Fachkräfte
und muß zwangläufigUngenauigkeiten nach sich ziehen. Die massiven Modelle werden
weiterhin den mechanischen Beanspruchungen bei der Verwendung neuzeitlicher Arbeitsweisen,
wie z. B. der Anwendung von Rüttel- oder Preßformmaschinen, Sliriger-,und Blasformmas-chinen,
Preß'luftstampfer nicht gerecht.
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Es ist weiterhin auch ein Verfahren zum Anfertigen von Modellen oder
Kernkästen in Reihenherstellung bekannt, bei dem von einem Hauptmodell ein Negativ
im. Form einer Kapsel' hergestellt wird, die aus pulverförmigem Magnesit, Talk und
Chlormagnesium mit Wasser gemischt besteht. In diese Kapsel wird die gleiche Masse,
aus der sie selbst besteht, eingebracht und auf diese Weise Nachbildungen des Hauptmodells,
erlangt. Diese Maßnahmen wurden deshalb angewendet, weil die auf diese Weise nachgebildeten
Modelle eine glattere Oberfläche als das Hauptmodell aufweisen und daher den Modellen
aus . Metall, insbesondere Messing, recht nahekommen und brauchbarer sind als Modelle
mit rauher Oberfläche. Eine derartige Kapsel als Negativ 'hat natürl'ic'h nur eine
verhältnismäßig geringe Lebensdauer. Auch dürfte das Loslösen der Abgüsse aus der
Kapsel bei nicht sorgfältiger Durchführung des Arbeitsvorganges dazu führen, daß
sowohl das Negativ als auch der Abguß beschädigt werden und daher die Kapsel wiederholt
Ausbesserungen erfahren muß.
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Es ist schließlich auch schon empfohlen worden, Blaskernkasten mit
Gummi auszukleiden. Die hierbei benutzte Gummiauflage ist jedoch überall gleichmäßig
stark und hat nur den Zweck, den Kernkasten gegen die Einwirkungen des Sandstrahles
bzw. die Feuchtigkeit des Sandes zu schützen. Ein Stützmodell wird dagegen nicht
benutzt.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fertigmodelle
weisen die Vorteile eines Metallmodells. auf, ohne dessen Nachteile mit in Kauf
nehmen zu müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht weiterhin, die in Fachkreisen
gestellte Forderung auf Normung von Modellen, Kernkasten, Formplatten und -kasten
sowie Formmaschinen praktisch zu erfüllen.
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Als nachgiebige verformbare Masse dient an erster Stelle Natur- oder
Kunstkautschuk, der in seinen durch zweckentsprechende Mischung eingestellten verschiedenen
Härtegraden von Weichkautschuk bis zum Hartgummi Anwendung finden kann. Dieser Stoff
ist wegen seiner großen Elastizität besonders für den in Frage kommenden Zweck geeignet.
Er ist unempfindlicher als Metall oder Holz gegen Schläge, denen das Modell beim
Aufstampfen des Formsandes. ausgesetzt ist. Durch verschiedene Zusammensetzung und
entsprechendes Vulkanisieren gelingt es, dem Gummi die erforderliche Härte zu geben,
ohne hierbei eine Veränderung der Maß halfigkeit befürchten zu müssen.
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An Stelle des Naturkautschuks und der kautschukähnlichen -Naturprodukte,
wie Guttapercha und Balata, kann auch KunstkautschukAnwendung finden. Hierzu zählen
Pölymerisate und Mischpolymerisate des Butadiens und seiner Homologen und Derivate
mit zur "Mischpolymerisation fähigen organischen Verbindungen, wie Styrol oder Acrylnitrif.
Ferner haben sich als geeignet erwiesen die Kondensationsharze, wie Phenoplaste,
Aminoplaste, Superpolyamide, Anilinharze, Thioplaste, ferner die Polymerisationsharze,
wie z. B. die Polymeri= sationsprod'ukte des Äthylens undseiner Homologen und Derivate,
z. B. des Pol'yvinylchlorids, Polyvinyl'acetats, Polyisobutylens, Polystyrol und
deren Mischpolymeri.sate, der Polyacrylester. Einsatzfähig sind auch die Derivate
der Zellulose, z. B. Acethyl-, Benzyl-, Äthyl-, Formyl-Zellulose, Zellhorn.
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Falls Ölsand' beim Formen benutzt wird, ist es zweckmäßig, aus den
genannten Werkstoffen die ölbeständigen auszuwählen, wie z. B. die Mischpolymerisate
des Butadens mit Acrylnitril, die Thioplaste usw.
Die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Modelle und Kernkasten sind gegen Witterungseinflüsse unempfindlich.
Eine Lagerung in besonders temperierten Räumen, die vielfach mit einer Klimaanlage
ausgerüstet sind, ist deshalb nicht erforderlich.
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Die Haftung der Füllmasse auf dem Stützkörper kann dadurch erreicht
werden, daß die Metalloberfläche des Stützkörpers mit einem Messingüberzug versehen
wird, auf dem Gummi gut festhält, oder auch indem ein Haftmittel für Gummi auf Metall
benutzt wird.
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Die Abbildungen stellen Ausführungsbeispiele dar. Die Abb. i bis 3
veranschaulichen im Querschnitt den Werdegang eines. Modells, die Abb. q. bis 6
den eines Kernkastens.
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Auf eine Modellplatte a wird ein Stützkörper b aufgebracht. Gleichzeitig
wird das Negativ des Fertigmodells, also des Modells mit den genau einzuhaltenden
Abmessungen, die sogenannte Matrize c, angefertigt. Sie kann aus Metall, Holz oder
Kunststoff bestehen. Die Matrize wird über den Stützkörper gestülpt. Es besteht
alsdann ein Zwischenraum zwischen der Matrize und dem Stützkörper. Dieser Zwischenraum
wird durch eine Füllmasse d ausgefüllt.
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Das Verfahren wird so durchgeführt, daß die nachgiebige Masse, beispielsweise
Naturkautschuk oder ein Kunstharz, bei höheren Temperaturen entweder auf die Oberfläche
des Stützkörpers b aufgebracht oder in die Matrize eingelegt wird und dann durch
Aufpressen auf den Stützkörper das Fertigmodell mit seinen genauen Abmessungen liefert.
In Abb. 3 ist die Füllmasse mit d bezeichnet und der Preßvorgang veranschaulicht.
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Der Zwischenraum kann auch durch Ausgießen mit der verformbaren Masse
ausgefüllt werden. In diesem Fall wird die Matrize mit Eingußkanälen versehen, über
den Stützkörper gestülpt und Naturkautschuk oder Kunstharz eingegossen.
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In beiden Fällen, sowohl nach dem Preßvorgang als auch nach dem Eingießen,
wird die Matrize abgehoben und das Fertigmodell von der Modellplatte ca entfernt.
Auf diese Weise lassen sich, nachdem .einmal eine einzige genaue Form, die Matrize,
herbestellt worden ist, laufend in großer Anzahl Modelle mit genauen Abmessungen
herstellen.
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Beider Anfertigung von Kernkasten werden zunächst in einer Kernkastenhälfte
e (A.bb. q.) die Umrisse des Fertigkernkastens angedeutet. Dabei besteht gegenüber
dem letzteren eine Ungenauigkeit, die unter Verwendung von Gummi oder Kunstharzen
als Füllstoff f (Abb. 6) ausgeglichen wird. Der Vorgang ist ganz ähnlich wie der
zur Herstellung eines Modells. Hier wird eine Matrize g (Abb. 5) erforderlich. Die
Matrize muß genau gearbeitet sein. In der einen Kernkastenhälfte e wird auf die
daselbst vorgesehenen Vertiefungen eine nachgiebige verformbare Masse f bei höheren
Temperaturen aufgebracht und mittels der Matrize g eingepreßt. Nach dem Erstarren
dieser Zwischenschicht wird die Matrize abgehoben. Derselbe Vorgang wiederholt sich
für die andere Kernkastenhälfte, die in den Abbildungen nicht besonders dargestellt
ist. Beide Kernkastenhälften werden alsdann aufeinandergesetzt, so daß der Fertigkernkasten
entsteht. Auch bei diesem Verfahren kann an - Stelle des Preßvorganges der Gießvorgang
treten.