EP0951956B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Giessen in Sandformen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Giessen in Sandformen Download PDF

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EP0951956B1
EP0951956B1 EP19980107607 EP98107607A EP0951956B1 EP 0951956 B1 EP0951956 B1 EP 0951956B1 EP 19980107607 EP19980107607 EP 19980107607 EP 98107607 A EP98107607 A EP 98107607A EP 0951956 B1 EP0951956 B1 EP 0951956B1
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EP
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mould
filling
closure member
duct
moulds
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Finn Kruse Jakobsen
Torben Hansen
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Georg Fischer Disa AS
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Georg Fischer Disa AS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C11/00—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same
    • B22C11/10—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same with one or more flasks forming part of the machine, from which only the sand moulds made by compacting are removed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C19/00—Components or accessories for moulding machines

Definitions

  • the present invention relates to a method of casting articles in sand moulds, said method being of the kind set forth in the preamble of claim 1.
  • US-A-4,733,744 discloses a method in which the mould inlet is provided with a rigid sealing ring that is adapted to come into sealing contact with the duct connector. This moulding process inlcudes rotating the mould around the mould inlet. In order for the sealing engagement to be maintained during such a rotation, a perfect alignment between the sealing ring and the duct connector and a low friction between these two elements are prerequisites.
  • a sealing element in the manner referred to, it is possible to provide a liquid-tight seal even under difficult circumstances such as misalignment and sand contamination.
  • the use of a sealing element in the manner referred to the method can be carried out so as to achieve a separation between the functions of sealing the connection between the supply unit, usually a molten-metal pump, and the filling duct or runner, and the function of closing the latter when the filling has been completed. Such a separation can be achieved by proceeding in the manner set forth in claims 5-11.
  • the present invention also relates to an apparatus for carrying out the method of the invention.
  • This apparatus is of the kind set forth in the preambles of claims 12-15, and, according to various aspects of the present invention, are characterized by the features set forth in the characterizing clauses of these claims 12-15, respectively.
  • Figure 1 shows a part of a sand mould 1, preferably one of a number of similar sand moulds forming a so-called mould string used in the mass production of cast metal objects, e.g. by using a combined mould-making and casting machine of the DISAMATIC® type.
  • the mould string extends and moves in a direction at right angles to the drawing.
  • the mould 1 comprises a filling duct in the form of a runner 2, the right-hand end of which is adapted to co-operate sealingly with a mouthpiece 3 on a metal pump 4 adapted to supply molten metal (not shown) under pressure to the runner 2, the latter leading into one or a number of mould cavities (not shown) formed in the mould 1.
  • the mould 1 comprises a closure member 5 extending from an outwardly open recess 6 in the side of the mould 1 facing the metal pump 4 to the runner 2, and can be pushed into the closing position shown in Figures 3 and 4 by a pusher arm 7 adapted to be reciprocated in a vertical or inclined direction by a suitable mechanism (not shown).
  • the right-hand end of the runner 2 is surrounded by a sealing element, in this exemplary embodiment in the form of a ring 8 adapted to make a liquid-tight seal of the connection between the mouthpiece 3 of the metal pump 4 and the runner 2, when the metal pump is brought into engagement as shown in Figure 2.
  • the sealing element can also have other shapes than that of a ring, provided that it can seal the connection between the mouthpiece 3 and the runner 2 outwardly.
  • the mould 1 has just arrived from the mould-making station, the latter comprising means, such as a core setter, for inserting the closure member 5, as well as the sealing ring 8, in the positions in Figure 1.
  • means such as a core setter
  • the actuating mechanism (not shown) for the pusher arm 7 is actuated to move the pusher arm into the position shown in Figure 3, thus pushing the closure member 5 into the closing position shown, thus closing the runner 2.
  • the pump may be withdrawn from the mould 1 to the position shown in Figure 4, so as to be in readiness for filling the next mould in succession.
  • the pusher arm 7 is withdrawn to its initial position shown in Figures 1 and 2, and the closure member 5 will remain in its closing position.
  • the pusher arm 7 is moved towards the right out of the recess 6 in order to allow this movement, being moved back into position as soon as the next mould is in the position shown for the mould 1.
  • the sealing ring 8 is preferably made of a material providing the best possible seal with the mouthpiece 3.
  • the sealing ring 8 not only provides a liquid-tight seal, but it also prevents direct contact between the mould 1 and the mouthpiece 3, thus avoiding contamination of the latter with particles of sand that can easily come loose from the mould. Further, because of its resilient properties, the sealing ring 8 is also capable of accommodating minor variations in the relative positions of the runner 2 and the mouthpiece 3, bearing in mind that the latter will have to co-operate with a great number of moulds passing through the filling station. Still further, because of its heat-insulating properties, the sealing ring 8 prevents molten metal from solidifying in contact with the mouthpiece 3 - otherwise, this could disturb the engagement of the latter with the sealing ring on the next mould.
  • Figures 5 and 6 illustrate two altered embodiments of the arrangement for closing the runner 2.
  • the plug-like closure member 5 shown in Figures 1-4 is replaced by a closure blade 9 adapted to be pushed into the closing position (not shown) by a pusher finger 10 attached to the pusher arm 7.
  • the closure blade 9 is inserted into the mould in the mould-making station, preferably by means of a core setter.
  • the mould 1 will arrive in the filling station without a closure member; this can be necessary if the mould-making station does not comprise a core setter or other equipment capable of inserting a closure member.
  • the closing function is provided by means of a closure blade 11 held temporarily by a gripper 12 secured to the pusher arm 7. With this arrangement, a new closure blade 11 will be inserted into the gripper 12, when the pusher arm 7 is in a position (not shown) away from the mould 1, such as by a suitable control robot (also not shown).
  • closure member 5 is made from compacted core sand and the closure blades 9 and 11 are made from the same material as is used for casting, it will not be necessary to take special care for removing them from the metal having solidified in the ingate system and to be returned for re-melting surplus metal after extraction and liberation of the castings.
  • the closure member 5 is replaced by a water-cooled closure member, preferably attached to a movable member externally of the mould 1, such as one similar to the pusher arm 7.
  • the water-cooled closure member is pulled out and away from the runner 2 as soon as the metal in the latter has solidified to an extent sufficient to prevent the metal closer to the mould cavity from flowing out.

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Claims (15)

  1. Verfahren zum Gießen von Gegenständen in Sandformen (1) mit den folgenden Schritten a-f, daß:
    a) eine Sandform (1) gebildet wird, mit
    a1) zumindest einem Gußhohlraum mit einer Form entsprechend der Form des zu gießenden Gegenstands oder der zu gießenden Gegenstände, und
    a2) einem Befüllungskanal (2), der von einer Außenöffnung in der Form (1) zu dem Gußhohlraum oder den Gußhohlräumen führt,
    b) eine Liefereinheit für geschmolzenes Metall vorgesehen wird, mit
    b1) einem Raum zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls,
    b2) einer Einrichtung (4), um den Raum unter Druck zu setzen, und
    b3) einem Kanalverbinder (3), um den Raum zeitweilig mit der Außenöffnung in der Form zu verbinden,
    c) die Liefereinheit in wirksamen Eingriff mit der Form (1) auf eine Art und Weise gebracht wird, so daß der Kanalverbinder (3) in Eingriff mit der Außenöffnung gebracht wird,
    d) der Gußhohlraum oder die Gußhohlräume durch Betätigung der Druckeinrichtung (4) befüllt werden,
    e) die Liefereinheit aus dem wirksamen Eingriff gebracht wird, und
    f) nach Verfestigung der Gegenstand oder die Gegenstände aus der Form (1) entfernt wird / werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß
       g) bei Schritt a eine Gußform (1) gebildet wird, die um die Außenöffnung herum ein Dichtungselement (8) aus elastisch verformbarem, wärmebeständigem und wärmeisolierendem Material aufweist, das eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Form (1) um die Außenöffnung herum und dem Kanalverbinder (3) bildet, und daß Schritt c auf eine Art und Weise ausgeführt wird, daß das Dichtungselement (8) in einen Dichtungseingriff verformt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Dichtungselementes (8) aus elastisch verformbarem Material.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Dichtungselementes (8), das aus feuerfestem Fasermaterial gefertigt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Dichtungselementes (8), das im wesentlichen aus keramischem Fasermaterial, beispielsweise Aluminiumoxid oder Siliziumoxid, oder einem sogenannten ISO-Rohr gefertigt ist, das aus 37 % Aluminiumoxid, 58 % Siliziumoxid, 2 % Eisenoxid und dem Rest Natrium- und Kaliumoxiden besteht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch
    a) die Verwendung einer Form (1), in der eine Ausnehmung (6) in der gleichen Seite wie die Außenöffnung gebildet wird, wobei von dieser Ausnehmung (6) ein Verschlußelement (5) in den Befüllungskanal (2) eingesetzt werden kann, um so den letztgenannten gegen einen Fluß von geschmolzenem Metall durch diesen zu schließen, und
    b) ein Einsetzen des Verschlußelements (5) zwischen den Schritten d und e in Anspruch 1 in den Befüllungskanal (2), um so den letztgenannten gegen einen Fluß von Metall durch diesen zu schließen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Verschlußelementes (5), das aus verdichtetem Kernsand gefertigt ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Verschlußelementes (5), das aus im wesentlichen dem gleichen Material wie demjenigen gefertigt ist, das für den Guß des Gegenstandes oder der Gegenstände verwendet ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-7, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Form (1), bei der das Verschlußelement (5) derart ausgebildet ist, daß es sich in einer Richtung im wesentlichen unter rechtem Winkel zu der Richtung bewegt, in der sich die Befüllungskanäle (2) an der Stelle erstrecken, in die das Verschlußelement (5) in den Kanal zum Verschluß des letztgenannten eingesetzt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Form (1), in der das Verschlußelement (5) in eine Beretischaftsstellung nahe des Befüllungskanales (2) vor der Positionierung der Form (1) vorbereitend zu Schritt c von Anspruch 1 eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Form (1), die bis nach Schritt d von Anspruch 1 mit keinem Verschlußelement (5) versehen ist, wobei nach diesem Schritt ein Verschlußelement (5) hergestellt wird, um die Form (1) von der Ausnehmung (6) zu dem Befüllungskanal (2) zu durchdringen und in diese einzudringen, um so die letztgenannte zu schließen.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-10, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Verschlußelementes (5), das derart ausgebildet ist, daß es, beispielsweise mit Wasser, gekühlt werden kann.
  12. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-11 mit:
    a) einer Fördereinrichtung, um Formen (1) in und aus einer Befüllungsstation zu bringen, und
    b) einer Formbefüllungseinrichtung (3, 4), die in der Befüllungsstation angeordnet und derart ausgebildet ist, daß sie mit der Form (1) in Folge auf eine Art und Weise in zeitweiligen Eingriff gebracht werden kann, die eine Flußverbindung zu Befüllungskanälen in den Formen (1) herstellt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
       c) die Formbefüllungseinrichtung (3, 4) mit einem Mundstück (3) versehen ist, das mit einem elastisch verformbaren Dichtungselement (8) abdichtend zusammenwirken kann, das das Einlaßende des Befüllungskanales (2) an jeder Form (1) umgibt, und daß die Formbefüllungseinrichtung (3, 4) derart ausgebildet ist, daß sie das Dichtungselement (8) in Dichtungseingriff mit dem Mundstück (3) verformt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, mit
    a) einer Fördereinrichtung, um Formen (1) in und aus einer Befüllungsstation zu bringen, und
    b) einer Formbefüllungseinrichtung (3, 4), die in der Befüllungsstation angeordnet und derart ausgebildet ist, daß sie mit der Form (1) in Folge auf eine Art und Weise in zeitweiligen Eingriff gebracht werden kann, die eine Flußverbindung zu den Befüllungskanälen (2) in den Formen (1) herstellt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
       c) in der Befüllungsstation eine Einrichtung (7) vorgesehen ist, um ein Verschlußelement (5; 9), das bereits in der Form (1) vorliegt, in eine Stellung zu drücken, in der es den Befüllungskanal (2) schließt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-11, mit:
    a) einer Fördereinrichtung, um Formen (1) in und aus einer Befüllungsstation zu bringen, und
    b) einer Formbefüllungseinrichtung (3, 4), die in der Befüllungsstation angeordnet und derart ausgebildet ist, daß sie mit der Form (1) in Folge auf eine Art und Weise in zeitweiligen Eingriff gebracht werden kann, die eine Flußverbindung zu Befüllungskanälen (2) in den Formen (1) herstellt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
       c) in der Befüllungsstation eine Einrichtung (7, 12) vorgesehen ist, um ein Verschlußelement (11) zeitweilig zu greifen und zu veranlassen, daß dieses von der Ausnehmung (6) zu und in den Befüllungskanal (2) eindringt, um so den letztgenannten zu schließen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 12 zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-11, mit:
    a) einer Fördereinrichtung, um Formen (1) in und aus einer Befüllungsstation zu bringen, und
    b) einer Formbefüllungseinrichtung (3, 4), die in der Befüllungsstation angeordnet und derart ausgebildet ist, daß sie mit der Form (1) in Folge auf eine Art und Weise in zeitweiligen Eingriff gebracht werden kann, die eine Flußverbindung zu Befüllungskanälen (2) in den Formen (1) herstellt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
       c) in der Befüllungsstation ein Verschlußelement vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, daß es in und aus einer Verschlußbeziehung zu dem Befüllungskanal bewegt werden kann, und daß es gekühlt werden kann, wie beispielsweise mit Wasser.
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