FI61137B - Foerfarande foer tillverkning av formar under reducerat tryck och formflaska foer tillaempning av foerfarandet - Google Patents

Description

ESär^l [B] (11) ULUTUSJ U LKAISU -

Ma lJ ' ; UTLÄGGN I NGSSKRIFT 6 » 1 ό 7 C Patentti myönnetty 10 06 1932

Patent raeddelat (51) Kv.ik.Wl3 B 22 C 15/00, 25/00 SUOMI—FINLAND d) PtUnttlhakemus — PitantamMinlng 770^38 (22) Htkamltpilvl — Amöknlngad·· 10.02.77 (23) Alkupftlvt—GIMgh«adag 10.02.77 (41) Tullut JulklMktl — Bllvit offamllg 16.09.77

PatMtti- Ja rekisterihallitus Nlht*»Wp«oe |« kuuLlulluUun pvm. -

Patent- och regictaratyralMn ' Ansakin utlsgd och utl.skrHten pubiicend 26.02.82 (32)(33)(31) Pyydetty «W°lk«u« — Begird priorlt«t 15.03-76

Japani-Japan(JP) 29891/76 (Utility model.) (71) Mitsubishi Jukogyo Kahushiki Kaisha, 5-1, Marunouchi 2-chome,

Chiyoda-ku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Kiyoshige Torikai, Hiroshima-ken, Japani-Japan(JP) (7U) Oy Kolster Ah (5I+) Menetelmä muottien alipainevalmistamiseksi ja kaavauskehys menetelmän soveltamiseksi - Förfarande för tillverkning av formar under reducerat tryck och formflaska för tillämpning av förfarandet

Keksintö liittyy tyhjö- eli alipainekaavaukseen.

Aiemmin tunnetuissa tyhjökaavaus- eli muottien alipainevalmis-tusmenetelmissä kaasunläpäisevän mallin pinta peitetään ilmatiiviillä muovikalvolla, joka on ennalta pehmitetty lämmittämällä. Sitten malli asetetaan kaasunläpäisevälle tasolaatalle, joka on varustettu tyhjös-tys- eli ilmanpoistokammiolla, minkä jälkeen suoritetaan tyhjöstys muovikalvon vetämiseksi tiiviisti mallin pinnalle. Alipainekaavauk-sessa asetetaan kaavauskehys tasolaatan päälle mallin sulkemiseksi sen sisään ja muovikalvo adsorboidaan sille. Sen jälkeen kaavauskehykseen syötetään kiinteitä hiukkasia, kuten kaavaushiekkaa, ilman sideainetta muotin ympäröimiseksi ja nämä hiukkaset kasataan muovikalvon päälle, joka sitten saatetaan takertumaan hiukkasiin tyhjöstämällä kaavaus-kehyksen sisätila. Sen jälkeen poistetaan malli kaavauskehyksen sisästä ja näin on muodostettu muovikalvolla peitetty muottiontelon osa.

61137

Muottien tehokkaassa valmistuksessa on myös yleisesti tunnettua tapana samanaikaisesti tyhjöstää useita kaavauskehyksiä tyhjös-tyslaitteilla, jotka normaalisti käsittävät yhden tai useampia tyhjö-pumppuja ja säiliön, ja siirtää kehykset toistuvasti kaavausaseman valuaseman ja muotinhajotusaseman läpi.

Yllä mainitun menetelmän mukaisesti valmistettu muotti vaatii ilman maksimin imunopeuden (tyhjöstysasteen) kun sulaa metallia kaadetaan muottiin. Muotti ei kuitenkaan vaadi tätä suurta tyhjöstysastet-ta lyhyinä, esim. viiden minuutin ajanjaksoina ennen ja jälkeen sulan metallin valun. Jos tyhjöstyslaitteella samanaikaisesti tyhjöstetään useita kehyksiä, jotka sitten peräkkäin siirretään kaavausaseman, valu-aseman ja muotinhajotusaseman läpi ja takaisin kaavausasemaan, kuten yllä kuvattiin, niin valuasemaan siirretyn kehyksen ilmatiivis kalvo palaa millä hetkellä tahansa joutuessaan kosketukseen sulan metallin kanssa, minkä johdosta tämän kehyksen ilmatiiviys vähenee. Täten ilman imunopeus kaavauskehyksen sisästä tyhjöstyslaitteeseen suuresti lisääntyy, mistä seuraa tyhjöstysasteen aleneminen muissa kaavauskehyk-sissä, joita mainittu tyhjöstyslaite myös tyhjöstää. Niinpä ongelmana on ollut, että mainituilla muilla kaavauskehyksillä valmistetut muotit ovat joutuneet alttiiksi muodonmuutoksille tai rikkoutumisille. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on käytetty menetelmää, missä tyhjöstys- eli ilmanpoistokykyä on lisätty käyttäen useita tyhjöpumppuja kuten yllä mainittiin tai käyttäen yhtä suurikapasiteettista tyhjöpumppua. On todettu, että tälläkään menetelmällä ei voida saada riittämätöntä ilman imunopeutta tarpeeksi suureksi ja etenkin siinä tapauksessa, jossa sulan metallin kaatonopeutta on alennettu, on ollut tuloksena viallisia valukappaleita.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan vaihtoehtoinen ratkaisu ennestään tunnetussa tekniikassa vallitsevaan yllä mainittuun ongelmaan.

Keksinnön kohteena on siis toisaalta menetelmä muottien ali-painevalmistamiseksi, jossa useita kaavauskehyksiä samanaikaisesti tyhjöstetään kahdella tyhjöstyslaitteella ja jossa muottien valmistus suoritetaan siirrettäessä kaavauskehykset peräkkäin kaavausaseman, valuaseman ja muotinhajoitusaseman läpi, jolloin tyhjöstys suoritetaan ensimmäisellä tyhjöstyslaitteella, joka on yhdistettävissä kaikkiin kaavauskehyksiin, ja jolloin tyhjöstys suoritetaan voimakkaammin toisella tyhjöstyslaitteella, joka on yhdistettävissä valun aikana jokaiseen valuasemassa olevaan kaavauskehykseen.

611 37 3

Menetelmä on tunnettu siltä, että valamishetkellä tapahtuvan tyhjöstämisen aikana estetään muissa kaavauskehyksissä tapahtuva paineen aleneminen ja vaikutus sulkemalla ensimmäinen tyhjöstyslaite jokaisen valuasemassa olevan kaavauskehyksen yhteydestä.

Toisaalta keksinnön kohteena on kaavauskehys patenttivaatimuksen 1 mukaisen muottien alipainevalmistusmenetelmän soveltamiseksi, joka muodostuu rungosta, joka on vastakkaisilta sivuiltaan varustettu ensimmäisellä ja toisella tyhjöstyskammiolla, jotka kumpikin on erotettu metallikudoksella, ensimmäisestä ja toisesta imujohdosta, jotka ovat yhteydessä kumpikin omaan tyhjöstyskammioonsa.

Tämä kaavauskehys on tunnettu siitä, että molempien imujohtojen niihin päihin, jotka liittyvät tyhjöstyskammioihin on asennettu ensimmäinen ja toinen takaiskuventtiili niin, että kaavauskehyksen rungon sisätilan ollessa yhdistettynä vain ensimmäiseen tyhjölähtee-seen, ensimmäinen takaiskuventtiili on sovitettu avautumaan ja toinen sulkeutumaan ja niin, että sisätilan ollessa yhdistettynä myös toiseen tyhjölähteeseen, toinen takaiskuventtiili on sovitettu avautumaan ja ensimmäinen sulkeutumaan sulkien siten ensimmäisen tyhjöläh-teen.

Keksinnön mukaista menetelmää ja kaavauskehystä käyttäen on mahdollista taata, että valukehys, johon kaadetaan sulaa metallia, pidetään optimissa tyhjöstysasteessa muista kehyksistä riippumatta ja että muut kehykset pidetään optimissa tyhjöstysasteessa siitä kehyksestä riippumatta, johon sulaa metallia kaadetaan. Näin voidaan estää muottien deformoituminen tai rikkoutuminen, mitä ennen tapahtui aiemmin tunnetuissa menetelmissä.

Tällaista kaavauskehystä käyttäen voidaan automaattisesti ja jatkuvasti vaihtaa ensimmäisestä tyhjöstyslaitteistosta toiseen ja toisesta tyhjöstyslaitteistosta ensimmäiseen kehyksen liikkuessa työ-asemiensa läpi.

Keksinnön selventämiseksi sitä ryhdytään seuraavassa selvittämään piirustuksissa kuvatun esimerkin avulla, jolloin kuvio 1 on kaaviollinen kuva yhdestä edullisesta suoritusmuodosta, kuvio 2 on pituusleikkauskuva, joka esittää kuvion 1 laitteiston kaavauskehyksen yhtä edullista muotoa, kuvio 3 on pituusleikkauskuva, joka esittää kuvion 1 laitteiston toisen imujohdon yhtä edullista muotoa, 4 61137 kuvio 4 ja 5 ovat kuvion 2 kaltaisia pituusleikkauskuvia valu-kehyksestä kahdessa eri toimintatilassa.

Kuviossa 1 esitettyyn tyhjökaavauslaitteistoon sisältyy ensimmäinen tyhhöstyslaitteisto 1, joka käsittää ensimmäisen tyhjöstyslait-teen eli tyhjöpumpun 2 ja säiliön 3 sekä jakoputken 4, joka liittää säiliön 3 ensimmäisiin imujohtoihin 5, jolloin kukin imujohto 5 liittää yhden monista muottien alipainekaavaukseen tarkoitetuista kaavaus-kehyksistä 6 jakoputkeen 4. Viitenumerolla 7 on yleisesti merkitty toinen tyhjöstyslaitteisto, joka käsittää toisen tyhjöstyslaitteen eli tyhjöpumpun 8 ja säiliön 9. On huomautettava, että toisella tyhjös-tyslaitteistolla 7 on suurempi imuvoima kuin ensimmäisellä tyhjöstys-laitteistolla 1. Säiliöön 9 on liitetty toiset imujohdot 10, jotka on sovitettu irrotettavasti liitettäviksi niihin muotteihin eli kehyksiin 6b, joihin ollaan valamassa sulaa metallia ja jotka on kuviossa esitetty vinoviivoitetuiksi suorakaiteiksi. Niiden toimintaa kuvataan jäljempänä. Viitteellä 6a merkityt kehykset edustavat muotteja, joita ollaan kaavaamassa ennen valua, kun taas viitteellä 6c merkitty kehys edustaa kehystä, joka valun päätyttyä sijaitsee muotinhajotusasemassa.

Viitaten kuvioon 2, jokainen muottien alipaine valmistamiseen tarkoitettu kaavauskehys käsittää rungon 11, jossa on metallikudoksen 12 erottama ensimmäinen tyhjöstyskammio 13 ja metallikudoksen 12' erottama toinen tyhjöstyskammio 13', jolloin metallikudoksilla on tarkoituksenmukainen aukkokoko ja -jako. Jakoputkesta 4 lähtevä ensimmäinen imujohto 5 on liitetty rungon 11 toiseen päähän avautumaan ensimmäiseen tyhjöstyskammioon 13 ja imujohdon 5 avoimeen päähän on kiinnitetty takaiskuventtiilin alusta 15, joka kannattaa ensimmäistä takaisku-venttiiliä 14. Imujohto 10a on liitetty rungon 11 vastakkaiseen pää-typintaan ja sen avoimessa päässä on takaiskuventtiilin alusta 17, joka kannattaa toista takaiskuventtiiliä 16. Molemmat takaiskuvent-tiilit 14 ja 16 on tehty levystä, joka on valmistettu joko nahkasta, luonnonkumista tai tekokumista, kuten polypropeenista tai nailonista, tai näiden aineiden seoksesta.

Viitaten kuvioon 3, tässä nähtävässä toisessa imujohdossa 10 on laippa 10al, jolla se on palkin 18 varassa, siis tähän kiinnitettynä. Lisäimujohto 10a on liukuvasti ja ilmatiiviisti sovitettu johdon 10 etupäähän. Imujohto 10a on keskeltä varustettu toisella laipalla 10a2 ja sen etupäähän on muodostettu imu-tarrapinta 10a3. Johtojen 10, 10a ympärillä on kierrejousi 19, joka on vastakkaisista päistään 611 37 5 jäykästi kiinnitetty laippoihin 10a1 ja 10a2. Johtoon 10 on asennettu 3-tieventtiili 20, jolloin järjestely on sellainen, että kun kaa-vauskehys 6 siirtyy valuasemaan ja imujohto 10b samanakselistetaan imujohdon 10a kanssa, kehyksen 6 ja imu-tarrapinnan 10a3 väliin jätetään rako (S). Sitten ohjataan 3-tieventtiiliä 20 imujohdon 10a yhdistämiseksi toiseen tyhjöstyslaitteeseen, joka on liitetty imujohdon 10 oikeanpuoleiseen päähän, minkä jälkeen imujohto 10a pakotetaan kehystä 6 kohti jousen 19 voimaa vastaan. Imu-tarrapinta 10a3 viedään näin tiiviiseen kosketukseen kehyksen 6 seinämän kanssa ja siten imu-johdot 10a ja 10b saatetaan keksinäiseen yhteyteen. On huomattava, että ensimmäiset imujohdot 5 on valmistettu taipuisasta lämmönkestävästä aineesta, kuten metallista, kumista, tekokumista jne., kehysten 6 vapaan liikuttamisen sallimiseksi. Lisäksi kehykset 6 on järjestetty siirrettäviksi määräpaikkoihin siirtolaitteella, kuten rullakuljetti-milla tai trukeilla tms. (ei esitetty).

Seuraavassa kuvataan ensimmäisen ja toisen tyhjöstyslaitteis-ton 1 ja 7 sekä muottien alipainevalmistamiseen tarkoitetun kaavaus-kehyksen 6 toimintaa. Kaavauskehys 6, jossa muotin hajottaminen on suoritettu loppuun, siirretään kaavausasemaan, jossa muotti 6a (ks. kuviota 1) tavanomaiseen tapaan kaavataan. Sitten kehyksen 6a sisätila tyhjöstetään ensimmäisellä tyhjöstyslaitteistolla 1 ja kehyksessä oleva ilma imetään kuviossa 4 esitettyjen nuolten suuntaan, niin että takaiskuventtiili 14 avautuu toisen takaiskuventtiilin 16 ollessa kiinni. Sen jälkeen kehys siirretään valuasemaan 6b (ks. kuviota 1). Tänä aikana ensimmäinen tyhjöstyslaitteisto 1 tyhjöstää jatkuvasti kehyksen sisätilaa. Valuasemassa imujohdot 10 ja 10a ovat kuitenkin yhteydessä toiseen tyhjöstyslaitteistoon 7 ja 3-tieventtiiliä 20 sopivasti ohjaamalla imujohto 10a pakotetaan mainittua kehystä 6 kohti jousen 10 jousivoimaa vastaan imu-tarrapinnan 10a3 saattamiseksi tiiviiseen kosketukseen kehyksen 6 kanssa ja siten imujohdon 10b liittämiseksi toiseen tyhjöstyslaitteistoon 7 imujohtojen 10a ja 10 kautta. Kehyksessä 6b oleva ilma imetään täten kuvion 5 nuolten suuntaan ensimmäisen takaiskuventtiilin 16 sulkemiseksi ja toisen takaisku-venttiilin 16 avaamiseksi. On siis ymmärrettävä, että vaihtaminen ensimmäisestä tyhjöstyslaitteistosta 1 toiseen tyhjöstyslaitteistoon -tapahtuu automaattisesti ja jatkuvasti vähän ennen valun alkamista-Kun valu on päättynyt, käytetään 3-tieventtiiliä 20 imujohdon 10 a 6 61137 sisätilan saattamiseksi atmosfäärin yhteyteen. Tästä seuraa imu-tarra-pinnan 10a3 tartuntavoiman lakkaaminen, minkä johdosta imujohto 10a irtoaa kehyksen seinästä jousen 19 jousivoiman vaikutuksesta. Kun ensimmäinen tyhjöstyslaitteisto 1 on kykenemätön imemään ilmaa kehyksestä sen johdosta, että imujohto 10a liittyy imujohtoon 10b ja siten saa aikaan ensimmäisen takaiskuventtiilin sulkeutumisen kuten yllä kuvattiin, imujohto 10a avataan atmosfääriin, ensimmäinen tyhjöstyslaitteisto 1 kykenee jälleen imemään ilmaa kehyksestä, kuten nuolet kuviossa 4 osoittavat, ensimmäisen takaiskuventtiilin 14 avaamiseksi ja toisen takaiskuventtiilin 16 sulkemiseksi. Täten on myös selvää, että vaihtaminen toisesta tyhjöstyslaitteistosta 7 ensimmäiseen 1 tapahtuu automaattisesti ja jatkuvasti valun jälkeen.

Kun imujohto 10a on irrotettu kehyksestä 6b ja tämä tyhjöste-tään ensimmäisellä tyhjöstyslaitteistolla 1, sen jälkeen kehys siirretään muotinhajotusasemaan 6c (ks. kuviota 1), jossa ensimmäinen tyhjöstyslaitteisto jatkaa sen tyhjöstystä viisi minuuttia. Tämän ajan kuluttua muotti on hajotettu tavanomaiseen tapaan ja valukappale otettu ulos, minkä jälkeen valikehys 6c palautetaan kaavausasemaan 6a.

Edellä kerrotusta ilmenee, että kuvatussa muottien alipaine-valmistusmenetelmässä muottien tyhjöstäminen suoritetaan ensimmäisellä tyhjöstyslaitteistolla 1 muotin kaavauksen aloittamisesta valun aloittamiseen asti kestävänä aikana ja lyhyen ajan valun jälkeen, kun taas tyhjöstys suoritetaan voimakkaammin toisella tyhjöstyslaitteistolla 7. Niinpä kehykset 6b, joihin kaadetaan sulaa metallia, voidaan pitää optimissa tyhjöstysasteessa toisista kehyksistä 6a ja 6c riippumatta, samalla kun nämä muut kehykset voidaan myös pitää optimissa tyhjöstysasteessa kehyksestä 6b riippumatta. Näin ollen voidaan estää muottien deformoituminen tai särkyminen niiden ollessa eri työvaiheissa. Lisäksi koska kaavauskehykset tyhjöstetään vaihtamalla ensimmäisestä tyhjöstyslaitteistosta toiseen ja takaisin, tyhjöpumpun kapasiteetti voidaan vähentää pienimpään tarvittavaan arvoon ja siten pienentää laitteiston asennus- ja käyttökuluja. Keksintö voi tällä tavalla merkittävästi parantaa tuotantotehoa muottien alipainevalmistusmenetelmää käytettäessä.

On lisäksi ymmärrettävä, että yllä kuvatussa muottien alipaine-valmistusmenetelmässä saavutetaan etuja siksi, että siinä automaattisesti ja jatkuvasti vaihdetaan ensimmäisestä tyhjöstyslaitteistosta 1 toiseen 7 ja päinvastoin.

Claims (2)

7 611 37 Vaikkakin keksintöä on yllä kuvattu yhden edullisen suoritusmuodon avulla, on ymmärrettävä, että sitä ei rajoiteta tähän suoritusmuotoon, vaan siinä voidaan luonnollisesti tehdä erilaisia muutoksia vaatimusten määrittelemästä suojapiiristä poikkeamatta.

1. Menetelmä muottien alipainevalmistamiseksi, jossa useita kaavauskehyksiä (6) samanaikaisesti tyhjöstetään kahdella tyhjöstys-laitteella (2,8) ja jossa muottien valmistus suoritetaan siirrettäessä kaavauskehykset peräkkäin kaavausaseman, valuaseman ja muotinha-joitusaseman läpi, jolloin tyhjöstys suoritetaan ensimmäisellä tyh-jöstyslaitteella (2), joka on yhdistettävissä kaikkiin kaavauskehyk-siin, ja jolloin tyhjöstys suoritetaan voimakkaammin toisella tyhjös-tyslaitteella (8), joka on yhdistettävissä valun aikana jokaiseen valuasemassa olevaan kaavauskehykseen, tunnettu siitä, että valamishetkellä tapahtuvan tyhjöstämisen aikana estetään muissa kaa-vauskehyksissä tapahtuva paineen aleneminen ja vaikutus sulkemalla ensimmäinen tyhjöstyslaite (2) jokaisen valuasemassa olevan kaavaus-kehyksen, (6b) yhteydestä.

2. Kaavauskehys patenttivaatimuksen 1 mukainen muottien alipaine valmistusmenetelmän soveltamiseksi, joka muodostuu rungosta (11), joka on vastakkaisilta sivuiltaan varustettu ensimmäisellä (13) ja toisella (13') tyhjöstyskammiolla, jotka kumpikin on erotettu metal-likudoksella (12,12'), ensimmäisestä (5) ja toisesta imujohdosta (10b), jotka ovat yhteydessä kumpikin omaan tyhjöstyskammioonsa, tunnet-t u siitä, että molempien inujohtojen (5,10b) niihin päihin, jotka liittyvät tyhjöstyskammioihin on asennettu ensimmäinen (14) ja toinen takaiskuventtiili (16) niin, että kaavauskehyksen rungon sisätilan ollessa yhdistettynä vain ensimmäiseen tyhjölähteeseen (2), ensimmäinen takaiskuventtiili (14) on sovitettu avautumaan ja toinen (5) sulkeutumaan ja niin, että sisätilan ollessa yhdistettynä myös toiseen tyhjölähteeseen (8), toinen takaiskuventtiili (16) on sovitettu avautumaan ja ensimmäinen (14) sulkeutumaan sulkien siten ensimmäisen tyhjölähteen (2).