JP3878909B2 - 改良された砂吹き込みを持つ砂造型機 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は造型模型が型枠中に延びる型枠のサイドプレートを横切って延びるスリット状開口を通して砂を吹き込むことによる砂鋳型の造型のための機械に関する。本発明は更に型枠のためのスリット状開口を持つサイドプレートに関する。
【０００２】
最も近い従来技術
上述の技術の機械は砂鋳型を作る分野で周知である。砂鋳型は続いて金属製品の工業的鋳造のために使用され、その幾何学的構造は非常に複雑なことが多い。
【０００３】
今日、二つの異なる形式の機械または技術が主として用いられており；それらはマッチプレート技術とＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術である。
【０００４】
マッチプレート技術では互いに離れて面するそれぞれの側に造型模型を持つマッチプレートが二つの型枠間にクランプされる。上部と下部砂型の造型時にマッチプレートの模型がそれぞれの型枠中に延ばされる。サイドプレートを横切って延びるスリット形開口が型枠のそれぞれに配置される。同時に砂が高速でそれぞれのスリット形開口を通して各型枠中に吹き込まれる。その後、マッチプレートを向いた方向の同時の上枠プレス板と下枠板の移動により砂が圧搾される。圧搾後、型枠は互いに離れる方向に動かされ、マッチプレートが除去され最後にコアーが鋳型内に置かれる。その後、型枠が再び閉じられ、従っていわばマッチプレートの模型の造型される全容積が準備のできた造型砂鋳型の完成したキャビティを作る。閉じられた砂型はそこに金属製品を注入する工程に移動される。
【０００５】
ＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術では第一模型を持つサイドプレートが第一プレス板に配置され、更なる模型を持つ別のサイドプレートが対向プレス板に配置され、従って二つの対向して配置された模型が同じ型枠中に延ばされる。スリット形開口がサイドプレート、通常は上部サイドプレート内に配置され、従って砂が型枠中に吹き込まれるとき、二つの模型が互いに離れて面する砂鋳型の側面で同時に造型される。その後で、プレス板が互いの方に向いた方向に動かされ、砂を圧搾する。型枠から除去された後に、砂鋳型はコンベア上の先に造型された砂鋳型に接近した関係で置かれる。造型された砂鋳型と先に造型された砂鋳型との間のキャビティが金属製品の続いての鋳造のためのキャビティを構成する。
【０００６】
両方の技術によって砂は圧搾され、従ってある予め計算された最大圧力が達成されるまで圧縮される。最大圧力は模型の主要部が型枠中に伸びる型枠の領域内で達成されるべき圧搾された砂の圧縮度に対して計算される。圧縮された砂の満足される硬度はそれにより模型の主要部が延びるこの領域内で達成され、この領域は通常造型砂型の中央領域である。しかし、中央領域の周りに延びるまたは取り巻く周辺領域内では中央領域内におけるより砂のより大きな長さが圧縮されるべきである。問題の模型に依存して砂内に陰または陽のくぼみが形成されることができる。特に陰のくぼみは困難であり、圧搾された砂の容認され難い低硬度を導くかもしれない。最外周領域では模型が型枠中に延びていないので、圧縮される砂の長さは型枠内で最大の可能性がある。模型が延びる中央領域では圧縮される砂の長さは常に周辺領域より短い。ここで、砂の圧搾時にプレス板は中央領域で周辺と同じ距離移動するので、結果として圧搾された砂の圧縮度は周辺領域でより小さい。それにより圧縮された砂の硬度は中央領域より外周領域でより小さい。型枠内の主要な模型の例において、周辺領域の圧縮された砂の硬度は中央領域の硬度のほぼ５０％またはそれ以上でさえありうる。
【０００７】
本発明の目的は特に砂鋳型の外部領域のような模型の減退したまたは本質的に存在しない型枠の領域内の圧搾された砂の硬度を改善することにある。
【０００８】
本発明による造型機では、スリット状開口の少なくとも一つの端部がその中央部より大きな幅を持つ。
【０００９】
これにより特に砂鋳型の外部領域のような、キャビティの減退した領域内の砂鋳型の圧縮した砂のより大きな硬度が得られる。従って、型枠内の模型はその外部側または周辺領域に接近して配置されることができる。砂鋳型の外部領域は金属製品の詳細部の後での鋳造のためのより小さなキャビティのために利用されることさえできる。注目すべき重要な点は、キャビティを模型造型するために利用できる型枠の領域が側面に向けてその拡張部内でより大きくなったことである。従って、金属製品の鋳造のためのより大きな容積が現存プラントで達成されることができる。
【００１０】
第二に砂型全体にわたってさらにより均一な硬度と強度が達成される。それゆえ砂型内で後で鋳造される金属製品のより高い精度が砂型の最少変形のため同様に期待される。更に、鋳造された製品の表面のより高品質が砂差込みの減少のため達成される。
【００１１】
砂がスリット状開口を通して問題の型枠中に吹き込まれるとき、従来技術によるより多くの砂の量が中央部より大きな幅を持つスリット状開口の端部を通して外周領域に吹き込まれるであろう。従って、圧搾されるとき、外周領域内で達成された圧縮砂の硬度は従来技術によるより高い。２０％までのまたは更にそれ以上の硬度の重大な改善が達成される。
【００１２】
サイドプレート上への砂吹き込みによる特別の設計理由または過剰浸蝕のため、スリット状開口の端部は時には型枠の隣接したサイドプレートからある距離で終了されねばならない。かかる場合、圧搾された砂の硬度はサイドプレートの周辺領域で既にその最低レベルにあり、従ってこの発明の解決により達成される硬度の改善は特に望ましい。
【００１３】
スリット型開口の一方の長い辺が本質的に真直ぐであり、かつ幅の拡張部が開口の対向した長い辺にあるとき、この発明の解決が有利にはマッチプレート技術を利用する機械に対し適用されることができる。
【００１４】
開口の端部が長方形の形、三角形の形または円形の形さえ持つときのような製造が簡単な幾何学的形状の実施例は全てこの発明の思想内にある。
【００１５】
造型模型が型枠の中心からその側面に向けて徐々に減退するとき、開口の幅は有利にはスリット状開口の中央部からその端部に向けて徐々に拡大することができる。
【００１６】
造型された砂の特に改善された硬度は拡大された幅を持つ開口の少なくとも一つの端部の拡張部がスリット状開口の全長の４％と５０％の間にあるとき達成される。しかし、開口の両端部が拡大された幅を持つとき最適である。
【００１７】
二つの対向して配置された模型が造型時に型枠中に延びるＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施する機械のためには、小さな幅を持つ開口の中央部と比べて開口の端部の幅の拡張部が開口の両対向辺にあるとき、特に有利である。特に端部の開口の形は縦中心軸周りに本質的に対称的であることができる。
【００１８】
型枠のためのこの発明のサイドプレートではプレートはサイドプレートを横切って延びるスリット状開口を含み、このスリット状開口の少なくとも一つの端部はその中央部より大きな幅を持つ。
【００１９】
スリット状開口の対向縦縁が中央部内に非平行表面を含み、端部内に平行な本質的に垂直な表面を含むとき、砂がスリット状開口を通して吹き込まれるとき模型で最少の浸蝕が達成される。
【００２０】
またスリット状開口の少なくとも一つの端部の幅はスライド可能部の動きにより調整可能であることができる。
【００２１】
図面の説明
この発明が図面に関して以下により完全に説明されるであろう。図面において：
図１はこの発明による造型機の概略図であり、
図２はマッチプレート技術を実施する図１の機械の概略的に示した圧搾及び砂吹き込み部を通した断面図であり、
図３−６は特にマッチプレート技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例であり、
図７はＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施するこの発明による別の機械の概略的に示した圧搾及び砂ショット部を通した断面図であり、
図８−１１は特にＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例であり、
図１２−１４はスリット状開口の縁の種々の実施例であり、そして
図１５と１６はスリット状開口を通しての砂の戻りを抑制するための種々の形である。
【００２２】
有利な実施例の詳細な説明
図１に概略的に示された造型機１は砂鋳型４，５の造型のための圧搾及び砂ショット部２を含む。機械の制御のための更なる部分はそれらがこの分野の周知の従来技術の一部を構成するので示されていない。閉じられた砂鋳型４，５の金属製品の鋳造のための次工程への更なる輸送のためのコンベア３が機械１の下に配置されている。明瞭のため機械は更に詳細には開示されていないが、それらは本発明の説明には重要性を持たない。
【００２３】
圧搾及び砂ショット部２は上部及び下部型枠６，７を含み、それらは典型的にはＵ−型プレス８に固定されかつそれにより案内される。プレス８の起動により型枠６，７は垂直方向に、すなわち互いに向けて、または互いに離れる方向に動かされることができる。砂容器９並びに安全カバードアー１０が概略的に示されている。安全カバードアー１０は左に引かれており、従って砂ショット部が露出されている。ドアーは製造時には閉じられる。
【００２４】
上部及び下部砂型枠６，７の配置により、機械１はマッチプレート技術により作動する。対向的に配置された模型１２，１３を持つマッチプレート１１は型枠６，７間にクランプされ、従って模型１２，１３は造型時、すなわち図２では型枠６，７中に延びる。マッチプレート１１が型枠６，７間にクランプされた後、砂が各型枠中に同時にスリット状開口１４，１５を通して吹き込まれまたはショットされる。型枠６，７のそれぞれはスリット状開口１４，１５をそれぞれ持つサイドプレート１６，１７を含む。
【００２５】
この発明の思想によれば、かかるスリット状開口の端部の少なくとも一つがその中央部より大きな幅を持つ。図２に示された実施例のサイドプレート１６，１７は図３に上部から表されている。図３では左サイドプレート１６のスリット状開口１４の上端部１８は長方形の形状とスリット状開口１４の中央部２０より大きな幅を持つ。右サイドプレート１７のスリット状開口１５の上端部１９はまた、長方形の形状とスリット状開口１５の中央部２１より大きな開口を持つ。
【００２６】
砂が問題の型枠中に開口１４，１５を通して吹き込まれるとき、従来技術によるより多い砂の量が端部１８，１９を通して外周領域に吹き込まれるであろう。従って、互いに対向した方向に上型プレス板２２と下型板２３をかつマッチプレート１１をプレスすることにより砂が続いて圧搾されるとき、外周領域で達成される圧縮砂の硬度は従来技術によるより高い。少なくとも１０％の硬度の改善が一般的に達成される。
【００２７】
これにより砂鋳型の特に外部領域のような、模型の減退領域内の、従って砂鋳型のキャビティの減退領域内の砂鋳型の圧縮砂のより大きな硬度が得られる。従って、型枠内の模型はその外側または周辺領域により接近して配置されることができる。砂鋳型の外部領域は金属製品の細部の後での鋳造のためのより小さいキャビティのために利用されることさえできる。注目すべき重要なことはキャビティを造型する模型のために利用できる型枠の領域が側面に向けてその拡張部内でより大きくなったことである。従って、金属製品の鋳造のためのより大きな容積が現存するプラントにより達成されることができる。
【００２８】
図２に示された実施例のサイドプレート１６，１７は、型枠６，７中への砂の吹き込みのためのスリット状開口の種々の形状の端部を持つ図４−６に示されたもののようなサイドプレートにより容易に置換されることができる。
【００２９】
図４に示された実施例では、サイドプレート２４，２５はスリット状開口３０，３１の両端部に長方形の端部２６，２７，２８，２９を含む。端部２６，２７，２８，２９は互いに向いた方向に、それにより型枠６，７間にクランプされたマッチプレート１１に向いた方向に拡大されている。開口３０，３１の形状はマッチプレートに関して対称的または鏡像的である。
【００３０】
図４に開示された形状と以下のパラメーターにより試験が実施された：
砂圧縮率 ３８−４２％
容器９内の砂レベル 最大
吹き込み砂圧； ３バール
砂の圧搾による押圧力； ８ｋｐ／ｃｍ^２
【００３１】
端部に如何なる拡大幅も持たない伝統的なスリット状開口を持つサイドプレートを持つ同じ機械で実施した試験との比較により、圧搾された砂の硬度の典型的な改善は鋳型の周辺領域で５−１３％であった。しかし少なくとも１０％の一般的改善が期待されよう。砂鋳型の中央領域ではほぼ１−３％以下のわずかに小さい硬度が予想され、従って砂型を通して一般的により均一な硬度と強度が達成される。従って砂型内で後で鋳造される金属製品のより高い精度がさらに期待される。
【００３２】
有利には端部のそれぞれの長さは典型的にはスリット状開口の全長の４％と５０％の間にあることができよう。
【００３３】
図５にはサイドプレート３８，３９の開口３６，３７の端部３２，３３，３４，３５のより縁どられた形状が開示されている。有利にはかかる形状は、スリット状開口３６，３７が如何なる拡大部も持たない中央領域で容積の大きなマッチプレートの模型に適合させられる。
【００３４】
図６には更なる実施例が開示され、そこではプレート７４，７５内の開口４０，４１が中央から開口の両端部に向けて徐々に拡大する拡大端部４２，４３，４４，４５を持つ。かかる形状は特にマッチプレートの模型の形状が中央領域から周辺領域に向けて徐々に減少するとき有利であるかもしれない。
【００３５】
図７には砂ショット及び圧搾部４６の別の実施例が概略的に開示されており、それは砂鋳型４７を造型するために適用される技術がＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術によるとき、図１に開示された機械の砂ショット部２を置換することができる。
【００３６】
ＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術では、模型４８，４９がそれぞれ第一プレス板２２と第二プレス板２３に互いに対向して配置される。砂はサイドプレート５１内のスリット状開口５０を通して型枠７６内の模型４８，４９間にショットされまたは吹き込まれる。その後で、砂は第一プレス板２２と第二プレス板２３を互いに向いた方向にプレスすることにより圧搾される。後で二つの完成した砂鋳型が密接関係に置かれるとき、二つの対向的に造型されたパターンが全キャビティ５２を一緒に作り、更に続いて金属製品が鋳造される。
【００３７】
その最も簡単な型ではこの発明のスリット状開口５０は図８に開示されるように拡大された幅を持つ単一端部５３を持つことができよう。
【００３８】
しかし、特に好ましいのは図９に開示された実施例であり、そこでは開口の両端部５４，５５がスリット状中央部５７と比べて拡大されている。
【００３９】
端部５４，５５の長方形の形状が図９に開示されている。しかし、図１０ではサイドプレート６１内に配置されたスリット状開口６０の端部５８，５９のより縁どられた形状が開示されている。図９の形状は模型４８，４９がプレス板２２，２３に関して急な傾斜または高度差を持って終わるとき有利に使用され、従って端部に吹き込まれた砂のより多くの量が特に周辺に集中される。
【００４０】
図１０の形状は模型がより小さな傾斜で終わるときより適している。それにより図１０の開口の中央スリット状部６０より、より多くの砂が模型の傾斜部に吹き込まれる。
【００４１】
図１１に示された別の実施例ではサイドプレート６５の開口６４の端部６２，６３が中心からその両端に向けて徐々に拡大する。中心から周辺領域に向けて徐々に減少する形状を持つ模型に関して使用されるとき、造型された砂鋳型４７の特に均一な硬度が期待される。
【００４２】
一般的に図８−１１において、拡大された端部は小さな幅を持つ開口の中央部と比べて開口の両対向辺に、より大きな幅を持つ。図８−１１に示された開口の形状は言わば“骨”状であり、そこでは拡大部は図１１に示された縦中心軸６６周りに対称的である。かかる開口の一般的に“対称的骨状”形状はＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術のための最も異なる形状の模型４８，４９を満足させる。しかし、対称的な形状の開口は模型４８と４９がそれらの幾何学的形状で厳しく異なるときに有利であると期待される。
【００４３】
しかし、注目すべき重要なことはこの発明の思想はスリット状開口の端部のどのような特定な幾何学的形状にも限定されないことであり、端部が拡大幅を持ち、従ってより多くの砂が周辺領域に吹き込まれ、より大きな硬度が従来技術によるよりその領域で達成されることのみにより満足される。
【００４４】
図３の右サイドプレート１７が図１２の透視図に示されている。図１２の開口の中央部の垂直断面Ａ−Ａが図１３に示されており、端部１９の垂直断面Ｂ−Ｂが図１４に示されている。図１２に示すように、開口の中央部２１の左縁６６は垂直で、右縁６７は傾斜しており、従って縁６６，６７間の距離は下向きに減少している。従って、砂はそれが開口１５を通して吹き込まれるとき模型１３からわずかに離れる方向に向けられ、それにより圧搾砂鋳型を通して均一な硬度に達するために砂の蓄積が最も必要とされる容積の大きな領域に集中される。模型の浸蝕はそれによりかなり減少する。図１４に示された実施例により開口１５の端部１９は、本質的にマッチプレート１１上には周辺領域に利用される模型がないので、垂直な平行縁６８，６９を持つ。
【００４５】
一般的に、開口のどの部分の対向縁も両方またはその一方が吹き込み砂を砂の量が最も必要とされる領域に向いた方向に向けるために傾斜されることができる。
【００４６】
図１５と１６に示された実施例により開口を通して砂が戻るのを減らす二つの異なる手段が開示されている。リスト（Ｌｉｓｔｓ）７０は図１５に開示されるように平行な辺を持つスリット状開口７１内に格子状パターンで配置されている。砂が開口を通して吹き込まれた後に、圧搾前に砂の出口はリストにより最小化される。図１６に図１２の開口１５の垂直断面Ａ−Ａの上縁７３に縦方向に延びるビード状の厚くなった部分７２が示されている。このビード状の厚くなった部分７２は砂が開口を通して再度流出する傾向を厳しく押さえる効果を持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による造型機の概略図である。
【図２】 マッチプレート技術を実施する図１の機械の概略的に示した圧搾及び砂吹き込み部を通した断面図である。
【図３】 特にマッチプレート技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図４】 特にマッチプレート技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図５】 特にマッチプレート技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図６】 特にマッチプレート技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図７】 ＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施するこの発明による別の機械の概略的に示した圧搾及び砂ショット部を通した断面図である。
【図８】 特にＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図９】 特にＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図１０】 特にＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図１１】 特にＤＩＳＡＭＡＴＩＣ（登録商標）技術を実施する機械の型枠中への砂の吹き込みのためのこの発明のスリット状開口を含むサイドプレートの種々の実施例の一つである。
【図１２】 スリット状開口の縁の種々の実施例の一つである。
【図１３】 スリット状開口の縁の種々の実施例の一つである。
【図１４】 スリット状開口の縁の種々の実施例の一つである。
【図１５】 スリット状開口を通しての砂の戻りを抑制するための種々の形の一つである。
【図１６】 スリット状開口を通しての砂の戻りを抑制するための種々の形の一つである。

Claims (15)

1. 造型模型（１２，１３，４８，４９）が型枠（６，７，７６）中に延びている型枠のサイドプレート（１６，１７，２４，２５，３８，３９，７４，７５，５１，５６，６１，６５，７７，７８）を横切って延びるスリット状開口（１４，１５，３０，３１，３６，３７，４０，４１，５０，５７，６０，６４）を通して砂を吹き込むことによる砂鋳型（４，５；４７）の造型のための造型機（１）において、スリット状開口の少なくとも一つの端部（１８，１９，２６，２７，２８，２９，３２，３３，３４，３５，４２，４３，４４，４５，５３，５４，５５，５８，５９，６２，６３）がその中央部（２０，２１，３６，３７）より大きな幅を持つことを特徴とする造型機。
2. スリット状開口（１４，１５）の少なくとも一つの端部（１８，１９）が型枠（６，７）の隣接するサイドプレート（７７，７８）からある距離で終わることを特徴とする請求項１に記載の造型機。
3. スリット状開口（１４，１５，３０，３１，３６，３７，４０，４１）の一方の長い辺が本質的に真直ぐであり、幅の拡張部が開口のその反対の長い辺にあることを特徴とする請求項１に記載の造型機。
4. 拡大された幅を持つ開口の少なくとも一つの端部（１８，１９，２６，２７，２８，２９，５３，５４，５５）が長方形の形を持つことを特徴とする請求項１に記載の造型機。
5. 拡大された幅を持つ開口の少なくとも一つの端部（４２，４３，４４，４５，６２，６３）が三角形の形を持つことを特徴とする請求項１に記載の造型機。
6. 幅がスリット状開口の中央部からその端部（４２−４５，６２，６３）に向けて徐々に拡大することを特徴とする請求項１に記載の造型機。
7. 拡大した幅を持つ開口の少なくとも一つの端部の拡張部がスリット状開口の全長の４％と５０％の間にあることを特徴とする請求項１に記載の造型機。
8. 開口の両端部が拡大した幅を持つことを特徴とする請求項１に記載の造型機。
9. 造型時に型枠（６，７）中に延びる造型模型（１２，１３）を持つマッチプレート（１１）をクランプする二つの砂型枠（６，７）を含み、更にスリット状開口（１４，１５）が両方の砂型枠内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の造型機。
10. 二つの対向して配置された模型（４８，４９）が造型時に型枠（７６）中に延びていることを特徴とする請求項１に記載の造型機。
11. 開口（５７，６０，６４）の端部（５４，５５，５８，５９，６２，６３）の幅の拡張部が小さな幅を持つ開口の中央部と比べて開口の両対向辺にあることを特徴とする請求項１０に記載の造型機。
12. 端部（５３，５４，５５，５８，５９，６２，６３）の開口の形が本質的に縦中心軸周りに対称的であることを特徴とする請求項１０に記載の造型機。
13. 砂鋳型（５）の造型のための造型機（１）の型枠（７）のためのサイドプレート（１７）において、このプレート（１７）がサイドプレートを横切って延びるスリット状開口（１５）を含み、このスリット状開口の少なくとも一つの端部（１９）がその中央部（２１）より大きな幅を持つことを特徴とするサイドプレート。
14. スリット状開口内の対向縦縁（６６，６７）がその中央部（２１）に非平行表面を含み、かつ端部（１９）に平行表面（６８，６９）を含むことを特徴とする請求項１３に記載のサイドプレート。
15. スリット状開口の少なくとも一つの端部の幅がスライド可能部の動きにより調整可能であることを特徴とする請求項１３に記載のサイドプレート。

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