EP0083713B1 - Verfahren zur Herstellung eines hohlen Giessereikerns - Google Patents

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EP0083713B1
EP0083713B1 EP82110751A EP82110751A EP0083713B1 EP 0083713 B1 EP0083713 B1 EP 0083713B1 EP 82110751 A EP82110751 A EP 82110751A EP 82110751 A EP82110751 A EP 82110751A EP 0083713 B1 EP0083713 B1 EP 0083713B1
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EP
European Patent Office
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core
halves
box
intermediate plate
elements
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EP82110751A
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Klaus Haiduk
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/103—Multipart cores

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hollow, all-round, closed foundry core from two core halves, each core half being formed on an inner hollow molded part and an outer core box half from a molding sand that can be hardened by gassing and / or heating, and the core halves are then joined together.
  • the invention relates to a device for performing the method according to the preamble of claim 6.
  • foundry cores In the production of castings, it is mostly necessary to create recesses or cavities by arranging foundry cores in the foundry mold. These foundry cores should largely disintegrate after casting in order to avoid coring work and not to obstruct the casting shrinkage. In order to achieve this, but also to save on expensive core sand material, foundry cores are recessed on the inside, insofar as their geometric shape and the manufacturing process used permit. For example, it is possible to produce a one-piece foundry core that is hollowed out on the inside by immersing a fixed or movable mandrel in the molding sand during the molding process, which is pulled out of the foundry core after the molding sand has hardened.
  • the disadvantage here is that it is not possible to produce a foundry core with a uniform wall thickness in this way and consequently a uniform hardening of the shaped goat core is not possible.
  • the finished foundry core has an opening which must be closed by other molded parts during the later casting process, since otherwise cast iron melt would penetrate into the interior of the core.
  • a molding of two core halves is provided on two corresponding molding machines, each molding machine having a core box half and a hollow molding part attached to lifting cylinders assigned.
  • the two core halves are produced on the molding machine, then the two core box halves are transported to an assembly station together with the core halves remaining in them.
  • the core box halves are stacked on top of one another and pressed together using a pressing tool, so that the respective core halves connect to one another. This process is very complex due to its different operations.
  • a complete hollow foundry core can be produced on one machine in one work step, which is composed of small process steps.
  • the achievable dimensional accuracy of the foundry core is very high, because the core box halves maintain their aligned position during the entire manufacturing process. It is only necessary to pivot the center plate, which has hollow-forming parts on both sides, into or out of this alignment at the beginning and after the end of the molding process. In this way, hollow foundry cores can be produced that have a uniform wall thickness and a seamless connection point.
  • elements of a clamp connection are attached automatically or by hand before pivoting the middle plate between the two core box halves on both sides of the middle plate.
  • these elements protrude into the core sand and anchor themselves in it during curing.
  • the core halves are then joined together, the one element fastened on the connecting surface of the one mold half snaps into the element of the other mold half, and the core halves are immovably fastened to one another in this way.
  • a device for performing the described method is the subject of the To verse 6. Then it is recommended, among other things, to fix the mold box halves in alignment in a horizontal or vertical plane to hydraulic cylinders. These hydraulic cylinders drive the core box halves on both sides before the core sand is poured in against the center plate which is pivoted or retracted into alignment by means of a tool carrier.
  • clamp connections are proposed for the arrangement in bores on both end faces of the middle plate. It is advantageous if these clamp connections are designed according to the principle of the snap fastener, ie. H. that one element has a protruding part: which engages when the mold halves move together in a correspondingly shaped elastic recess.
  • an element with an outer cone on the one hand of the middle plate and an element with an inner cone on the other opposite side of the middle plate according to the principle of the morse taper connection.
  • the element anchored in one core half with an outer cone snaps into the element anchored in the other core half with an inner cone. In this way, the position of the two core halves can be precisely fixed to one another.
  • 1 and 2 denote two core box halves which together serve to form the outer contour of the foundry core to be produced. These two core box halves 1 and 2 are each attached to the ends of piston rods 3 and 4 hydraulic cylinders, not shown.
  • 5 denotes a central plate, which is fastened to a tool carrier, also not shown, and on the end faces of which a hollow molding part 6 or 7 is arranged.
  • the center plate 5 has on its one end face a plurality of projections 8 which are arranged around the hollow shaping part 6 and which serve to receive elements 9 of a clamp connection 10. Recesses 8 are provided opposite the projection 8 on the other end face of the middle plate 10 for receiving elements 11 of the clamp connection.
  • Fig. 1 the arrangement is shown in its basic position, i. H. the two core box halves 1 and 2 are moved apart via the piston rods 3 and 4 and the middle plate 5, which is already equipped with the elements 9 and 11 of the clamp connection, has not yet been pivoted between the two core box halves 1 and 2.
  • the tool holder has already pivoted the middle plate 5 between the two core box halves 1 and 2, the core box halves 1 and 2 have been moved together via the piston rods 3 and 4, so that they enclose the hollow forming parts 6 and 7 and their ends on Middle part 5.
  • the molding sand has already been introduced into the space between core box half 1, hollow molding part 6 and middle part 5 on the one hand and core box half 2, hollow shaping part 7 and middle part 5 on the other hand.
  • Fig. 3 shows the arrangement in a state of the method, in which after the moving apart of the core box halves together with hardened core halves, the middle plate 5 between the core box halves 1 and 2 was pivoted out, the core halves 13 and 14 on the elements 9 and 11 of the Clamping connection 10 have been put together by moving the core box halves 1 and 2 together and has lifted a core box half 1 from the finished foundry core.
  • the core box half 2 holds the finished foundry core produced from the core halves 13 and 14 and pivots it, as can be seen in FIG. 4, in order to release it after being placed on a shelf 15 or a conveyor belt.
  • the finished foundry core is thus available for use in a casting mold.
  • the method can be used in all known, mechanical, cold and hot core manufacturing processes.

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  • Casting Devices For Molds (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen allseits geschlossenen Gießereikerns aus zwei Kernhälften, wobei jede Kernhälfte an einem inneren Hohlformteil und einer äußeren Kernkastenhälfte aus einem durch Begasung und/oder Erwärmung aushärtbaren Formsand geformt wird und anschließend die Kernhälften zusammengefügt werden. Daneben bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 6.
  • Bei der Herstellung von Gußstücken ist es zumeist erforderlich, vorgesehene Ausnehmungen oder Hohlräume durch die Anordnung von Gießereikernen in der Gießereiform zu schaffen. Diese Gießereikerne sollen nach dem Gießen weitgehend zerfallen, um Entkernarbeit zu vermeiden und die Gußschwindung nicht zu behindern. Um dies zu erreichen, aber auch um teures Kernsandmaterial einzusparen, werden Gießereikerne, soweit es ihre geometrische Form und das angewandte Herstellverfahren zulassen, innen ausgespart. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, einen einteiligen Gießereikern, der innen ausgehöhlt ist, herzustellen, indem während des Formvorgangs in den Formsand ein fester oder beweglicher Dorn eintaucht, der nach dem Aushärten des Formsandes aus dem Gießereikern herausgezogen wird. Von Nachteil dabei ist, daß sich auf diese Weise kein Gießereikern mit gleichmäßiger Wandstärke herstellen läßt und folglich eine gleichmäßige Aushärtung des geformten Geißereikerns nicht möglich ist. Außerdem hat der fertige Gießereikern eine Öffnung die beim späteren Gießvorgang durch andere Formteile verschlossen werden muß, da ansonsten Gußeisenschmelze in das Innere des Kerns eindringen würde.
  • Weiterhin ist bei einem bekannten Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruches 6 aufgeführten Gattung (DE-A-17 58 959) ein Formen von zwei Kernhälften an zwei entsprechenden Formmaschinen vorgesehen, wobei jeder Formmaschine eine Kernkastenhälfte und ein an Hubzylindern befestigtes Hohlformungsteil zugeordnet ist. In einem ersten Arbeitsgang werden die beiden Kernhälften an der Formmaschine hergestellt, sodann werden die beiden Kernkastenhälften zusammen mit den in ihnen verbleibenden Kernhälften zu einer Zusammenbaustation transportiert. In der Zusammenbaustation werden die Kernkastenhälften übereinandergestapelt und mittels eines Preßwerkzeuges zusammengepreßt, so daß sich die jeweiligen Kernhälften miteinander verbinden. Dieses Verfahren ist aufgrund seiner verschiedenen Arbeitsgänge sehr aufwendig. Andererseits ist das genaue Ausrichten der beiden Kernkastenhälften sehr schwierig, wobei sich nicht vermeiden läßt, daß die Maßhaltigkeit der Kerne leidet, d. h. es kann Versatz zwischen den Kernhälften eintreten oder durch das Zusammenpressen wird eine Gesamthöhe des Gießereikerns erzielt, die mit dem gewünschten Maß nicht übereinstimmt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der die Herstellung von optimal ausgesparten Hohlkernen mittels Hohlformungsteilen in einem einzigen Arbeitsgang möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Danach kann in einem Arbeitsgang, der sich aus kleinen Verfahrensschritten zusammensetzt, an einer Maschine ein kompletter hohler Gießereikern hergestellt werden. Bei einem geringen Aufwand für die Steuerung des Verfahrens ist die erzielbare Maßgenauigkeit des Gießereikerns sehr hoch, denn die Kernkastenhälften behalten während des gesamten Herstellungsvorganges ihre fluchtende Lage bei. Es muß nur die beiderseits Hohlformungsteile aufweisende Mittelplatte zu Beginn und nach Beendigung des Formvorgangs in diese Fluchtung bzw. aus ihr heraus geschwenkt werden. Auf diese Weise lassen sich hohle Gießereikerne herstellen, die eine gleichmäßige Wandstärke und eine ansatzlose Verbindungsstelle haben.
  • Außerdem ist von besonderem Vorteil, wenn, wie weiterhin vorgeschlagen, vor dem Verschwenken der Mittelplatte zwischen die beiden Kernkastenhälften beiderseits der Mittelplatte Elemente einer Klemmverbindung automatisch oder von Hand angebracht werden. Diese Elemente ragen beim anschließenden Befüllen der Kernkastenhälfte in den Kernsand hinein und verankern sich während des Aushärtens darin. Beim anschließenden Zusammenfügen der Kernhälften rastet dann das eine auf der Verbindungsfläche der einen Formhälfte befestigte Element in das Element der anderen Formhälfte ein, und die Kernhälften sind auf diese Weise unverrückbar aneinander befestigt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, vor dem Zusammenfügen der Kernhälften an der Verbindungsfläche zumindest einer der Kernhälften automatisch oder manuell einen schnellhärtenden Kleber aufzutragen.
  • Es können aber auch, wie in einem anderen Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung vorgeschlagen wird, direkt während des Formvorganges mittels an den Stirnseiten der Mittelplatte angeordneter Formteile besondere Profile in bzw. an die Verbindungsfläche der Kernhälften geformt werden. Beim anschließenden Zusammenfügen der Kernhälften wirken diese Profile paarweise zusammen, indem sie die Kernhälften unverrückbar aneinander befestigen.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist gegenstand des Anspruchs 6. Danach wird u. a. empfohlen, die Formkastenhälften in horizontaler oder vertikaler Ebene fluchtend an Hydraulikzylindern zu befestigen. Diese Hydraulikzylinder fahren die Kernkastenhälften vor dem Einfüllen des Kernsandes beiderseits gegen die über einen Werkzeugträger in die Fluchtung eingeschwenkte oder eingefahrene Mittelplatte.
  • Weiterhin werden besondere Arten von Klemmverbindungen für die Anordnung in Bohrungen an beiden Stirnseiten der Mittelplatte vorgeschlagen. Vorteilhaft ist, wenn diese Klemmverbindungen nach dem Prinzip des Druckknopfverschlusses ausgebildet sind, d. h. daß das eine Element einen vorstehenden Teil:aufweist, der beim Zusammenfahren der Formhälften in eine entsprechend geformte elastische Ausnehmung einrastet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, nach dem Prinzip der Morsekegelverbindung einerseits der Mittelplatte ein Element mit Außenkegel und auf der anderen gegenüberliegenden Seite der Mittelplatte ein Element mit Innenkegel anzuordnen. Beim Zusammenfügen der Kernhälften rastet bei dieser Ausgestaltung dann das in der einen Kernhälfte verankerte Element mit Außenkegel in das in der anderen Kernhälfte verankerte Element mit Innenkegel ein. Auf diese Weise läßt sich die Lage der beiden Kernhälften zueinander genauestens fixieren.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist. In jeder der Figuren ist einer der Verfahrensschritte schematisch erläutert. Es zeigen :
    • Figur 1 die beiden auseinander gefahrenen Kernkastenhälften im Teillängsschnitt und die Mittelplatte zu Beginn des Verfahrens,
    • Figur 2 eine Anordnung nach dem Zusammenfahren der Kernkastenhälften am Mittelteil und dem Einschießen oder Einfüllen des Formsandes,
    • Figur 3 eine Anordnung, bei der der fertige Kern nach dem Entfernen der Mittelplatte und dem Zusammenfügen der Kernhälften von einer Kernkastenhälfte gehalten wird und
    • Figur 4 eine Anordnung nach dem Verschwenken einer Kernkastenhälfte, vor dem Ausstoßen des fertigen Gießereikerns auf eine Ablage.
  • In den Fig. 1 bis 4 sind mit 1 und 2 zwei Kernkastenhälften bezeichnet, die zusammen zur Formung der Außenkontur des herzustellenden Gießereikerns dienen. Diese beiden Kernkastenhälften 1 und 2 sind jeweils an den Enden von Kolbenstangen 3 und 4 nicht näher dargestellter Hydraulikzylinder befestigt. Weiterhin ist mit 5 eine Mittelplatte bezeichnet, die an einem ebenfalls nicht dargestellten Werkzeugträger befestigt ist und an deren Stirnseiten jeweils ein Hohlformungsteil 6 bzw. 7 angeordnet ist. Außerdem hat die Mittelplatte 5 an ihrer einen Stirnseite mehrere um das Hohlformungsteil 6 herum angeordnete Vorsprünge 8, die zur Aufnahme von Elementen 9 einer Klemmverbindung 10 dienen. Dem Vorsprung 8 genau gegenüberliegend an der anderen Stirnseite der Mittelplatte sind zur Aufnahme von Elementen 11 der Klemmverbindung 10 Ausnehmungen 12 vorgesehen.
  • In der Fig. 1 ist die Anordnung in ihrer Grundstellung gezeigt, d. h. die beiden Kernkastenhälften 1 und 2 sind über die Kolbenstangen 3 und 4 auseinander gefahren und die Mittelplatte 5, die zwar schon mit den Elementen 9 und 11 der Klemmverbindung ausgerüstet ist, wurde noch nicht zwischen die beiden Kernkastenhälften 1 und 2 geschwenkt.
  • Nach der Fig. 2 hat der Werkzeughalter bereits die Mittelplatte 5 zwischen die beiden Kernkastenhälften 1 und 2 geschwenkt, die Kernkastenhälften 1 und 2 sind über die Kolbenstangen 3 und 4 zusammengefahren worden, so daß sie die Hohlformungsteile 6 und 7 umschließen und mit ihren Enden am Mittelteil 5 anliegen. Außerdem ist nach der Fig. 2 bereits der Formsand in den Zwischenraum zwischen Kernkastenhälfte 1, Hohlformungsteil 6 und Mittelteil 5 einerseits und Kernkastenhälfte 2, Hohlformungsteil 7 und Mittelteil 5 andererseits eingebracht.
  • Die Fig. 3 zeigt die Anordnung in einem Stand des Verfahrens, in dem nach dem Auseinanderbewegen der Kernkastenhälften zusammen mit in ihnen ausgehärteten Kernhälften die Mittelplatte 5 zwischen den Kernkastenhälften 1 und 2 herausgeschwenkt wurde, die Kernhälften 13 und 14 an den Elementen 9 und 11 der Klemmverbindung 10 durch Zusammenfahren der Kernkastenhälften 1 und 2 zusammengefügt worden sind und die eine Kernkastenhälfte 1 von dem fertigen Gießereikern abgehoben hat. Die Kernkastenhälfte 2 hält den fertigen, aus den Kernhälften 13 und 14 hergestellten Gießereikern und verschwenkt ihn, wie aus der Fig. 4 hervorgeht, um ihn nach dem Absetzen auf einer Ablage 15 oder einem Förderband freizugeben. Der fertige Gießereikern steht somit für die Verwendung in einer Gießform zur Verfügung.
  • Das Verfahren ist anwendbar bei allen bekannten, maschinellen, kalten und heißen Kernherstellprozessen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen allseits geschlossenen Gießereikerns aus zwei Kernhälften (13, 14), wobei jede Kernhälfte (13, '14) an einem inneren Hohlformteil (6 bzw. 7) und einer äußeren Kernkastenhälfte (1 bzw. 2) aus einem durch Begasung und/oder Erwärmung aushärtbaren Formsand geformt wird und anschließend die Kernhälften (13, 14) zusammengefügt werden, gekennzeichnet durch folgende.Verfahrensschritte :
a) Schwenken oder Einfahren einer beiderseits Hohlformungsteile (6, 7) aufweisenden Mittelplatte (5) zwischen die mit Abstand zueinander gehaltenen, koaxial angeordneten Kernkastenhälften (1, 2) ;
b) Zusammenfahren der Kernkastenhälften (1, 2), bis diese die Hohlformungsteile (6, 7) umschließen und an der Mittelplatte (5) anliegen ;
c) Einschieben oder Einfüllen des Form sandes in die Kernkastenhälften (1, 2) und Aushärtung des Formsandes durch Begasung und/ oder Erwärmung der Kernkastenhälften (1, 2) und/oder der Mittelpatte (5) ;
d) Auseinanderbewegen der Kernkastenhälften (1, 2) zusammen mit den jeweils geformten Kernhälften (13, 14) und Herausschwenken oder Ausfahren von Mittelplatte (5) mit Hohlformungsteilen (6, 7) aus dem Zwischenraum zwischen den Kernkastenhälften (1, 2) ;
e) Zusammenfügen der Kernhälften (13, 14) durch Zusammenfahren der Kernkastenhälften (1, 2) gemeinsam mit den Kernhälften (13, 14) ;
f) Ausdrücken des fertigen Kerns aus einer Kernkastenhälfte (1), Transport des fertigen Kerns mittels der anderen Kernkastenhälfte (2) zu einem Förderband oder einer Ablage (15), Auswerfen des fertigen Kerns aus der anderen Kernkastenhälfte (2) und Übergabe an das Förderband bzw. die Ablage (15).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schwenken der Mittelplatte (5) zwischen die beiden Kernkastenhälften (1, 2) an beiden Stirnseiten der Mittelplatte (5) paarweise zusammenwirkende Elemente (9, 11) von Klemmverbindungen (10) angeordnet werden, die sich im später eingebrachten und ausgehärteten Formsand verankern und nach dem Zusammenfahren der Kernhälften (13, 14) diese unverrückbar aneinander befestigen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels an den Stirnseiten der Mittelplatte (5) vorgesehen Formteilen jeweils in bzw. an die Verbindungsflächen der Kernhälften (13, 14) paarweise zusammenwirkende Elemente von Klemmverbindungen aus Formsand geformt werden, die zur unverrückbaren Befestigung der Kernhälften (13, 14) aneinander dienen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zusammenfügen der Kernhälften (13, 14) an der Verbindungsfläche zumindest einer der Kernhälften (13, 14) ein schnellhärtender Kleber aufgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kernkastenhälften (1, 2) zum Formen und Zusammenfügen des Kerns in horizontaler Richtung bewegt werden, während eine Kernkastenhälfte (2) zum Transport des Kerns um 90° verschwenkt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung eines hohlen allseits geschlossenen Gießereikerns aus zwei Kernhälften (13, 14) mit einer Trägereinrichtung (3, 4) zur Aufnahme einer äußeren Kernkastenhälfte (1, 2) sowie mit einem mit der äußeren Kernkastenhälfte (1, 2) zusammenwirkenden, an einem bewegbaren Halteelement (5) angeordneten inneren Hohlformteil (6, 7) und mit Mitteln zur Zuführung und zur Aushärtung mittels Begasung und/oder Erwärmung von Formsand, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kernkastenhälften (1, 2) von zwei zusammengehörigen kernhälften in horizontaler oder vertikaler Ebene fluchtend an als ein- und ausfahrbare Hydraulik- oder Pneumatikzylinder (3, 4) ausgebildeten Trägereinrichtungen befestigt sind, daß die inneren Hohlformteile (6, 7) der zusammengehörigen Kernhälften in koaxialer Anordnung an einer gemeinsamen schwenk- oder einfahrbaren Mittelplatte (5) befestigt sind und daß eine vorzugsweise schwenkbare Vorrichtung zum Transport einer Kernkastenhälfte zu einem Förderband oder einer Ablage (15) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelplatte (5) an ihren beiden Stirnseiten einander gegenüberliegende und fluchtende Ausnehmungen (12) bzw. Vorsprünge (8) aufweist, in bzw. auf die jeweils die paarweisen Elemente (9, 11) der Klemmverbindung (10) steckbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmverbindungen (10) nach dem Prinzip des Druckknopfverschlusses ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmverbindungen (10) einerseits ein Element mit Au- ßenkegel und andererseits ein Element mit Innenkegel aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Werkzeugträger eine Sprühvorrichtung angeordnet ist, die zwischen die Kernhälften (13,14) schwenkbar ist und zum Auftragen eines Klebers dient.
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