Gegenstand der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen eines
Kernkastens mit Sand zum Formen des Kerns, so daß dieser
gleichförmig mit hochverdichtetem Sand gefüllt ist.
Stand der Technik
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Ein Blasverfahren, bei dem Sand zum Formen eines Kerns
zusammen mit Druckluft eingeblasen wird, wird für
gewöhnlich verwendet, um einen Kernkasten mit dem Formsand zu
füllen. Die Verwendung des Blasverfahrens macht aufwendige
Versuchs- und Fehlerfindevorgänge notwendig, um viele
Ablaßöffnungen im Kernkasten auszubilden. Weiterhin hat das
Blasverfahren Nachteile insofern, als daß bei dem Verfahren
ein Blaskopf, der einen eingebauten Sandzylinder hat, zur
Anwendung gelangt, wobei der Aufbau des Blaskopfes
kompliziert ist und aufwendige Arbeit für seine Reinigung
notwendig macht.
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Aus der EP-A-0 561 729 ist eine Kernschießmaschine zum
Füllen eines Kernkastens oder Formkastens mit Formsand
bekannt. Hierbei wird der Kernkasten von einer Kammerhaube
zwischen einer Blaskartusche und einem Arbeitstisch, auf
der der Kernkasten angeordnet ist, umgeben, wobei die
Elemente dicht verschlossen werden. Während die Kammerhaube
mit einem Anschluß zu einer Vakuumpumpe verbunden wird,
wird vor dem Öffnen eines Ventiles, welches die
Blaskartusche veranlaßt, Formsand in den Kernkasten abzugeben,
innerhalb des letzteren über normale Ablaßöffnungen Luft in
die umgebende Kammer abgegeben. Ein Vakuum wird angelegt,
welches die Entleerung der Blaskartusche wesentlich
verbessert, was letztere auch bei sehr komplexen oder formgenauen
Kernen einsetzbar macht, ohne daß spezielle Blasdüsen oder
-köpfe verwendet werden müssen, um alle abgelegenen
Bereiche des Kernkastens zu erreichen.
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Abgesehen von den umständlichen Betriebseigenschaften
hat das Blasverfahren noch weitere Probleme insofern, als,
wenn der Hohlraum eines Kerns eine langgestreckte oder
komplexe Formgebung hat, dann nicht alle Teile des Hohlraums
gleichförmig mit hochverdichtetem Sand zum Formen des Kerns
gefüllt werden können. Dies führt zu Unregelmäßigkeiten in
der Dichte des verdichteten Sandes. Es ergibt sich auch ein
Problem insofern, als, wenn Hochdruck verwendet wird, um
die Auswirkungen hinsichtlich der Verdichtung des Sandes zu
verbessern, dann die Geschwindigkeit der rieselnden
Sandpartikel anwächst, so daß Trennmittel an der Innenseite
eines Kernkastens dazu neigen, sich abzulösen. Dies
verursacht verschmutzten Sand.
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Diese Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen
Probleme gemacht. Ihr Zweck ist es, ein Verfahren zu
schaffen, welches gleichförmig jeden Teil des Hohlraums eines
Kerns mit hochverdichtetem Sand zum Formen des Kerns füllen
kann, ohne die Notwendigkeit, eine Vielzahl von
Ablaßöffnungen in dem Kernkasten herstellen zu müssen, selbst dann,
wenn der Hohlraum eine langgestreckte oder komplexe Form
hat.
Beschreibung der Erfindung
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Zum Erzielen der obigen Aufgabe ist das Verfahren
dieser Erfindung gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
vorbereitendes Füllen eines Kernhohlraums mit dem Sand zum
Formen des Kerns durch Blasen des Sandes in den
Kernhohlraum, nachdem ein Blaskopf, in welchen der Sand zum Formen
des Kerns eingebracht wurde, in Druckverbindung mit der
oberen Oberfläche eines Kernkastens gebracht wurde, der den
Kernhohlraum und einen Sandzufuhreinlaß aufweist;
Pressverfüllen derjenigen Teile des Kernhohlraums, welche am
weite
sten von dem Einlaß entfernt sind, durch abruptes
Einbringen von Druckluft über eine Mehrzahl von Öffnungen, welche
über die Länge des Kernhohlraums mit geeigneten Abständen
zwischen sich angeordnet sind; und Wiederholen der Schritte
des Pressverfüllens der Teile des Hohlraums durch
aufeinanderfolgendes Verringern der Anzahl der Öffnungen, über
welche Druckluft eingebracht wird von den vom Einlaß am
weitesten entfernten bis zu den nächsten Positionen.
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Ein anderes Verfahren der vorliegenden Erfindung ist
gekennzeichnet durch die Schritte des vorbereitenden
Füllens eines Hohlraums mit Sand zum Formen eines Kerns durch
Drucklosmachen des Hohlraumes, so daß der Sand absorbiert
wird, nachdem ein Blaskopf, in welchem der Sand zum Formen
des Kerns eingefüllt wurde, mit der oberen Oberfläche eines
Kernkastens, der den Kernhohlraum und einen Zufuhreinlaß
für den Sand enthält, unter Druckkontakt gebracht wurde,
gefolgt von stoßweisem Pressverfüllen der Teile des
Hohlraums, welche von dem Einlaß am weitesten entfernt sind,
durch abruptes Einlassen von Druckluft in eine Mehrzahl von
Öffnungen, welche über die Länge des Hohlraumes hinweg mit
geeigneten Abständen zwischen sich angeordnet sind, nachdem
der Hohlraum und der Blaskopf vakuum-drucklos gemacht
wurden und Wiederholen des Schrittes des stoßweisen
Pressverfüllens der Teile des Hohlraumes durch aufeinanderfolgendes
Ändern der Teile, welche zu verpressen sind, vom weitesten
zu den nächsten Positionen vom Einlaß ausgesehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung, welche schematisch
den Zustand zeigt, in welchem Sand zum Formen des Kerns
vorbereitend in einen Kernhohlraum gezogen wird.
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Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung, welche schematisch
den Zustand zeigt, in welchem Sand zum Formen des Kerns
da
bei ist, vorbereitend in einen Kernhohlraum gezogen zu
werden.
Möglichkeiten zur Durchführung der Erfindung
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Ausführungsformen dieser Erfindung werden nun im Detail
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In einer
ersten Ausführungsform dieser Erfindung gemäß Fig. 1 ist
ein Kernkasten 1 gebildet durch eine obere Form 1A und eine
untere Form 1B, so daß der Kern horizontal entlang der
Grenzfläche zwischen diesen trennbar ist. In sich weist er
einen seitlich langgestreckten Kernhohlraum 2 mit einer
Mehrzahl von unebenen Oberflächen in einer Richtung von
oben nach unten auf. Ein Zufuhreinlaß 3 für Sand ist so
angeordnet, daß er nach oben durch den Mittelpunkt des oberen
Teiles des Kernhohlraumes 2 verläuft. Eine Mehrzahl von
Belüftungsöffnungen 4 bis 8 ist mit geeigneten Abständen
zwischen sich in den Bodenteilen des Kernhohlraumes 2
angeordnet, so daß sie hierdurch nach unten verlaufen.
Belüftungsverschlüsse 9 sind mit den entsprechenden
Belüftungsöffnungen 4 bis 8 in Eingriff. Ein Blaskopf 11 ist in
Druckkontakt mit dem oberen Teil des Kernkastens 1. Ein
Zufuhreinlaß 13 für Sand, der durch einen Öffnungs- und
Verschlußdeckel 12 geöffnet oder geschlossen wird, ist in der oberen
Wand des Blaskopfes 11 angeordnet.
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Eine Zufuhr/Ablaßbohrung 14 ist im oberen Teil des
Blaskopfes 11 angeordnet. Die Zufuhr/Ablaßöffnung 14 steht
mit einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) über eine
Hauptleitung 16 und ein Sperrventil 17 in Verbindung. Drei
Zweigleitungen 18 bis 20 sind stromabwärts des Sperrventils
17 an der Hauptleitung 16 angeschlossen. Die Enden der
Zweigleitung 18 stehen mit den Belüftungsöffnungen 4 und 8
in Verbindung, die Enden der Zweigleitung 19 stehen mit den
Belüftungsöffnungen 5 und 7 in Verbindung und das Ende der
Zweigleitung 20 steht mit der Belüftungsöffnung 6 in
Verbindung. Die Zweigleitungen 18 bis 20 sind mit
Sperrventi
len 18A bis 20A versehen. Eine Absaugleitung 22, welche zu
einer Vakuumpumpe 21 führt, steht über ein Sperrventil 22A
mit der Hauptleitung 16 in Verbindung. Die Hauptleitung 16
steht auch über Sperrventile 23A bis 25A mit abzweigenden
Absaugleitungen 23 bis 25 in Verbindung, welche zu der
Vakuumpumpe 21 führen und welche in den Zweigleitungen 18 bis
20 an Stellen stromabwärts der Sperrventile 18A bis 20A
angeordnet sind. In der Zeichnung ist durch S Formsand
bezeichnet.
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Der Blaskopf 11, der mit Sand zum Formen des Kerns
versorgt wird, steht in Druckkontakt mit dem so aufgebauten
Kernkasten 1. Eine Blasöffnung 10 des Kopfes 11 steht mit
dem Sand-Zufuhreinlaß 3 in Verbindung. Der Formsand für den
Kern im Blaskopf 11 wird in den Kernhohlraum 2
hineingesaugt, um diesen vorbereitend zu füllen (wie in Fig. 1),
nachdem der Kernhohlraum 2 durch Öffnen der Sperrventile
23A bis 25A (wobei die anderen Ventile geschlossen sind)
über die Absaugwirkung der Vakuumpumpe 21 drucklos gemacht
wurde. In diesem Zustand werden nicht alle Ecken des
Kernhohlraumes vollständig alleine durch die Saugwirkung mit
hochverdichtetem Sand S gefüllt.
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Nachdem der Kernhohlraum 2 vorbereitend mit Sand
gefüllt worden ist und der Blaskopf 11 durch Öffnen der
Sperrventile 22A bis 25A drucklos gemacht wurde, werden
diese Ventile 22A bis 25A geschlossen und gleichzeitig
hiermit werden die Sperrventile 17 und 18A bis 20A
geöffnet, um abrupt Druckluft über dem Blaskopf 11 und die
Belüftungsöffnungen 4 bis 8 in den Kernhohlraum 2
einzubringen, so daß die oberen Teile des Sandes S im Blaskopf 11
druckverschoben werden, so daß die Teile im Hohlraum 2,
welche von dem Sandzufuhreinlaß 3 am weitesten entfernt
sind, mit hochverdichtetem Sand S gefüllt werden. In diesem
Zustand werden die bleibenden Teile des Sandes zum Formen
des Kerns an einem Zusammenbacken durch Wirkungen des
Luftdrucks von sowohl der oberen als auch der unteren Seite
ge
hindert, das heißt die zwischen der Blasöffnung 10 und dem
mittleren Teil des Kernhohlraums 2 liegenden Teile, so daß
die am weitesten entfernten Endteile wirksam unter Druck
gesetzt werden.
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Nachdem die Ventile 17 und 18A bis 20A geschlossen
worden sind, werden dann die Sperrventile 22A bis 25A
geöffnet, so daß der Kernhohlraum 2 und der Blaskopf 11 drucklos
gemacht werden. Danach werden die Sperrventile 22A bis 25A
geschlossen und gleichzeitig hiermit werden die Ventile 17,
19A und 20A geöffnet, so daß Druckluft sowohl in den
Blaskopf 11 als auch den Kernhohlraum 2 über die
Belüftungsöffnungen 5, 6 und 7 eingebracht wird. Somit werden die
nächstweiteren Teile vom Sandzufuhreinlaß 3 (diejenigen
Abschnitte, welche von den Belüftungsöffnungen 5 und 7 weiter
entfernt sind) des Kernhohlraumes 2 mit hochverdichtetem
Sand S gefüllt. Die mittleren Teile des Hohlraumes 2 um die
Belüftungsöffnung 6 herum werden ebenfalls mit
hochverdichtetem Sand S durch Druckluft gefüllt, die nur über die
Sperrventile 17 und 20A zugeführt wird. Somit wird der Sand
S für den Kern, der vorbereitend in den Kernhohlraum 2
eingesaugt wurde, gleichförmig und hochverdichtet in den
gesamten Hohlraum eingebracht. Mit anderen Worten, der Sand S
wird aufeinanderfolgend verdichtet, nämlich vom Sand an den
weitest entfernten Abschnitten zu dem Sand an den nächsten
Abschnitten, von dem Sandzufuhreinlaß 3 aus gesehen, in dem
aufeinanderfolgend die Stellen zur Zufuhr von Druckluft zum
aufeinanderfolgenden Unterdrucksetzen des Sandes S geändert
werden.
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Eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung wird nun
unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Ein Kernkasten 1
wird durch eine linke Form 1A und eine rechte Form 1B
gebildet, so daß der Kern vertikal entlang der Grenzfläche
zwischen ihnen trennbar ist. In sich weist er einen
vertikal langgestreckten Kernhohlraum 2 mit einer Mehrzahl von
unebenen Oberflächen in einer Richtung von rechts nach
links auf. Ein Zufuhreinlaß 3 für Sand ist derart
angeordnet, daß er nach oben durch den Mittelpunkt des oberen
Teils des Kernhohlraumes 2 verläuft. Eine Mehrzahl von
Belüftungsöffnungen 4' bis 7' ist mit geeigneten Abständen
zwischen sich in den seitlichen Teilen des Kernhohlraumes 2
so ausgebildet, daß sie hierdurch nach außen verlaufen.
Belüftungsverschlüsse 9 sind in Eingriff mit den
entsprechenden Belüftungsöffnungen 4' bis 7'. Ein Blaskopf 11 ist in
Druckkontakt mit dem oberen Teil des Kernkastens 1. Ein
Sandzufuhreinlaß 13, der durch einen Öffnungs- und
Verschlußdeckel 12 geöffnet oder verschlossen wird, ist in der
oberen Wand des Blaskopfes 11 angeordnet.
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Eine Luftzufuhröffnung 14 ist im oberen Teil des
Blaskopfes 11 angeordnet. Die Luftzufuhröffnung 14 steht mit
einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) über eine
Hauptleitung 16 und ein Sperrventil 17 in Verbindung. Drei
Zweigleitungen 18 bis 20 sind an Stellen stromabwärts des
Sperrventils 17 an der Hauptleitung 16 angeschlossen. Das Ende
der Zweigleitung 18 steht mit der Lüftungsöffnung 5' in
Verbindung, das Ende der Abzweigleitung 19 steht mit der
Belüftungsöffnung 6' in Verbindung und das Ende der
Abzweigleitung 20 steht mit der Belüftungsöffnung 7' in
Verbindung. Die Abzweigleitungen 18 bis 20 sind mit
Richtungssteuerventilen 18A bis 20A versehen. Diese Steuerventile
sind zum Umschalten der Verbindungen zwischen zwei
Richtungen. Eine ist zum Verbinden der Hauptleitung 16 mit den
Belüftungsöffnungen 5' bis 7' und die andere ist zum
Verbinden der Belüftungsöffnungen 5' bis 7' mit Atmosphärendruck.
In der Zeichnung ist mit S der Formsand bezeichnet.
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Der Blaskopf 11, der mit Sand zum Formen des Kerns
befüllt ist, wird mit dem so aufgebauten Kernkasten 1 in
Druckverbindung gebracht, wobei eine Blasöffnung 10 des
Kopfs 11 in Verbindung mit dem Sandzufuhreinlaß 3 ist. Die
Richtungssteuerventile 18A bis 20A werden dann mit
Atmosphäre verbunden und das Sperrventil 17 wird geöffnet, so
daß der Formsand S im Blaskopf 11 in den Kernhohlraum 2
geblasen wird, um diesen vorbereitend zu füllen. Danach wird
das Sperrventil 17 geschlossen. In diesem Zustand sind
nicht alle Ecken des Kernhohlraums 2 vollständig mit
hochverdichtetem Sand durch die Blaswirkung alleine gefüllt.
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Nachdem die Richtungssteuerventile 18A bis 20A in
diejenigen Richtungen geschaltet worden sind, in welchen die
Belüftungsöffnungen 5' bis 7' mit der Hauptleitung 16
verbunden sind, wird das Sperrventil 17 abrupt geöffnet, um
Druckluft über den Blaskopf 11 und die Belüftungsöffnungen
5' bis 7' in den Kernhohlraum 2 zu fördern, so daß die
oberen Teile des Sandes S im Blaskopf 11 druckverschoben
werden, so daß die am weitesten entfernten Positionen
(unterhalb der Belüftungsöffnung 5') im Hohlraum 2 von dem
Sandzufuhreinlaß 3 aus gesehen mit hochverdichtetem Sand S
gefüllt werden. Danach wird das Sperrventil 17 geschlossen.
In diesem Zustand werden die verbleibenden Teile des Sandes
zum Formen des Kerns daran gehindert, durch Wirkungen des
Luftdrucks zusammenzubacken, der von sowohl den oberen als
auch unteren Seiten eingebracht wird, das heißt, die
zwischen der Blasöffnung 10 und dem Mittelteil des
Kernhohlraumes 2 liegenden Teile, so daß die am weitesten entfernt
liegenden Endteile wirksam unter Druck gesetzt werden.
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Nachdem das Richtungssteuerventeil 18A in eine Richtung
geschaltet wurde, in welcher die Belüftungsöffnung 5' mit
Atmosphärendruck verbunden ist, wird das Sperrventil
geöffnet, so daß Druckluft in den Blaskopf 11 und in den
Kernhohlraum 2 über die Belüftungsöffnungen 6' und 7' geführt
wird. Somit werden die am zweitweitesten entfernten Teile
(diejenigen Abschnitte unterhalb der Belüftungsöffnung 6')
des Kernhohlraumes 2, vom Sandzufuhreinlaß 3 aus gesehen,
mit hochverdichtetem Sand S gefüllt. Die Teile des
Hohlraumes 2 um die Belüftungsöffnung 7' herum werden ebenfalls
mit hochverdichtetem Sand S durch Zufuhr von Druckluft
alleine über das Sperrventil 20A gefüllt. Somit wird der Sand
S zum Formen des Kerns, der vorbereitend in den
Kernhohlraum 2 gezogen wurde, gleichförmig in den gesamten Hohlraum
hochverdichtet. Genauer gesagt, der Sand S wird
aufeinanderfolgend verdichtet, nämlich von dem Sand an den
weitestentfernten Positionen zu dem Sand an den nächsten
Positionen, von dem Sandzufuhreinlaß 3 aus gesehen, in dem
aufeinanderfolgend die Positionen zum Zuführen von Druckluft
geändert werden, um aufeinanderfolgend den Sand S unter
Druck zu setzen.
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Es ist klar aus der obigen Beschreibung, daß
schließlich der gesamte Sand zum Formen des Kerns, der in einen
Kernhohlraum gezogen wurde, gleichförmig hochverdichtet
werden kann, selbst wenn die Form langgestreckt oder
komplex ist. Dies wird deshalb erzielt, da die Erfindung so
aufgebaut ist, daß Sand zum Formen des Kerns in den
Hohlraum gezogen wird, um diesen vorbereitend zu füllen und
danach wird der so vorbereitete Sand wiederholt und
aufeinanderfolgend durch stoßweises Unterdrucksetzen des Sandes,
beginnend vom Sand an den äußersten Positionen aus,
verdichtet.