PL198254B1 - Forma odlewnicza oraz sposób eksploatacji formy odlewniczej - Google Patents

Abstract

1. Forma odlewnicza, sk ladaj aca si e z zewn etrznych czesci formuj acych, w lozonych w nie rdzeni wewn etrznych i zamykaj acego rdzenia wierzchniego z materia lu formierskiego, przy czym po- wierzchnie zewn etrznych cz esci formierskich i powierzchnie rdzeni wewn etrznych oraz rdzenia wierzchniego tworz a wspólnie wn ek e formy, znamienna tym, ze rdzenie wewn etrzne (15) s a u lozone w kilku warstwach jeden na drugim i zaci sni ete z ci ag lym rozk ladem si l, pomi edzy zewn etrznymi cz esciami formierskimi i zamykaj acym rdzeniem wierzchnim (16), przy czym zewn etrzne czesci formierskie sk ladaj a sie z p lyty g lównej (12) i po laczonych z ni a kilku ruchomych wzgl edem niej, czesci bocznych (13, 14), i przy czym forma odlew- nicza (11) jest podwieszona obrotowo wokó l poziomej osi (26). 9. Sposób eksploatacji formy odlewniczej, zawieraj acej czesci zewn etrzne, w lozone w nie rdzenie i rdze n wierzchni z materia lu formierskiego, tworz ace wspólnie komor e formy, znamienny tym, ze form e odlewnicz a (11) po zmontowaniu w stos na p lycie g lównej (12) obraca si e o 180° wokó l poziomej osi (26), nast epnie zbiornik odlewniczy (29), zawieraj acy stopion a mas e (32) do procesu odle- wania, przystawia si e jego otworem uszczelniaj aco od do lu do rdzenia wierzchniego (16), po czym form e odlewnicz a (11) z przyle- gaj acym do niej zbiornikiem odlewniczym (29) obraca si e ponownie o 180° wokó l wspomnianej poziomej osi (26), przy czym stopiona masa (32) przedostaje si e przez wlew (33) w rdzeniu wierzchnim (16) do formy odlewniczej, za s zbiornik odlewniczy (29) odsuwa si e wówczas w gór e od formy odlewniczej (11). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest forma odlewnicza, składająca się z zewnętrznych części formujących, włożonych w nie rdzeni wewnętrznych z materiału formierskiego i zamykającego rdzenia wierzchniego, przy czym powierzchnie zewnętrznych części formierskich i powierzchnie rdzeni wewnętrznych oraz rdzenia wierzchniego tworzą wspólnie wnękę formy oraz sposób eksploatacji formy odlewniczej, składającej się z części zewnętrznych, włożonych w nie rdzenie z materiału formierskiego i zamykającego rdzenia wierzchniego, przy czym powierzchnie zewnętrznych części formierskich i powierzchnie rdzeni wewnętrznych oraz rdzenia wierzchniego tworzą wspólnie wnękę formy.

Do odtwarzania skomplikowanych odlewów, na przykład głowic cylindrów, w zewnętrzne części formierskie trzeba włożyć odpowiednie rdzenie z materiału formierskiego. Znane jest przy tym również stosowanie rdzeni zewnętrznych z materiału formierskiego, w związku z czym istotne części zewnętrznych powierzchni odlewów nie są odtwarzane przez metalową ściankę kokili, lecz przez ścianki zewnętrznych rdzeni z materiału formierskiego. Nadaje się to zwłaszcza do odlewania stopów aluminium i magnezu.

Z opisu DE 19531551 A1 jest znany sposób wytwarzania elementów odlewanych z metali lekkich oraz przewidziana do tego forma jednorazowa na bazie piasku. Znana forma jednorazowa, tworząca komorę formy dla elementu odlewanego, zawiera zewnętrzne części formy, przynajmniej jeden rdzeń wewnętrzny i jeden rdzeń zamykający z co najmniej jednym podajnikiem dla przynajmniej jednej gęsi ciśnieniowej. Zamykający rdzeń wierzchni jest wykończony czernidłem do rdzeni i jego powierzchnia jest uszczelniona. Bezpośrednio po zakończeniu napełniania formy stopionym metalem gęsi ciśnieniowe zostają zasilone ciśnieniem około 1 bara (100 kPa). W ten sposób jest podnoszona jakość wytwarzanych elementów odlewanych a objętość podawanego materiału (gęś ciśnieniowa) jest redukowana. Ujawnione w DE 19531551 A1 Urządzenie i sposób nie nadają się jednak do odlewania odśrodkowego.

Z DE 19607805 znany jest sposób i urządzenie do stapiania i odlewania metali w formach za pomocą sposobu odlewania obrotowego. Zarówno stapianie w tyglu jak i odlewanie w formie są przeprowadzane w otoczeniu próżni. Dzięki tym środkom stworzono zwłaszcza możliwość oszczędnego czasowo wytwarzania dużych elementów z materiałów reaktywnych równocześnie przy zamknięciu powietrza i bez przerwania próżni. Wykonywanie skomplikowanych elementów odlewanych z pomocą wykonywanych dużym kosztem, zwłaszcza składających się z wielu części form odlewniczych jest w praktyce trudne z pomocą tego znanego sposobu i urządzenia.

Celem wynalazku jest opracowanie formy odlewniczej do odlewania obrotowego, która będzie nadawała się do odlewania skomplikowanych odlewów.

Forma odlewnicza, składająca się z zewnętrznych części formujących, włożonych w nie rdzeni wewnętrznych i zamykającego rdzenia wierzchniego z materiału formierskiego, przy czym powierzchnie zewnętrznych części formierskich i powierzchnie rdzeni wewnętrznych oraz rdzenia wierzchniego tworzą wspólnie wnękę formy, charakteryzuje się według wynalazku tym, że rdzenie wewnętrzne są ułożone w kilku warstwach jeden na drugim i zaciśnięte z ciągłym rozkładem sił, pomiędzy zewnętrznymi częściami formierskimi i zamykającym rdzeniem wierzchnim, przy czym zewnętrzne części formierskie składają się z płyty głównej i połączonych z nią kilku ruchomych względem niej, części bocznych, i przy czym forma odlewnicza jest podwieszona obrotowo wokół poziomej osi.

Korzystnie, części boczne zawierają dwie, odsuwane względem płyty głównej w przeciwnych kierunkach od komory formy na zewnątrz, wzdłużne części boczne, przy czym zwłaszcza części boczne zawierają co najmniej jedną, odchylaną względem płyty głównej od komory formy na zewnątrz, czołową część boczną.

Korzystnie, na płycie głównej lub na co najmniej dwóch częściach bocznych umieszczone są przesuwne rygle do przytrzymywania rdzenia wierzchniego.

Na płycie głównej lub na co najmniej dwóch częściach bocznych mogą być umieszczone uchylne kły do przytrzymywania rdzenia wierzchniego a na wewnętrznych powierzchniach części bocznych mogą znajdować się występy, mocujące dodatkowo poszczególne rdzenie wewnętrzne względem płyty głównej.

Korzystnie, w płycie głównej umieszczone są wypychacze a w rdzeniu wierzchnim znajduje się co najmniej jeden wlew i co najmniej jeden wylot gazu.

Sposób eksploatacji formy odlewniczej, zawierającej części zewnętrzne, włożone w nie rdzenie i rdzeń wierzchni z materiału formierskiego, tworzące wspólnie komorę formy, polega według wynaPL 198 254 B1 lazku na tym, że formę odlewniczą po zmontowaniu w stos na płycie głównej obraca się o 180° wokół poziomej osi, następnie zbiornik odlewniczy, zawierający stopioną masę do procesu odlewania, przystawia się jego otworem z uszczelnieniem od dołu do rdzenia wierzchniego, po czym formę odlewniczą z przylegającym do niej zbiornikiem odlewniczym obraca się ponownie o 180° wokół wspomnianej poziomej osi, przy czym stopiona masa przedostaje się przez wlew w rdzeniu wierzchnim do formy odlewniczej, zaś zbiornik odlewniczy odsuwa się wówczas w górę od formy odlewniczej, przy czym zwłaszcza formę odlewniczą obraca się każdorazowo wokół poziomej osi, leżącej równolegle do wzdłużnego wymiaru formy.

W rozwiązaniu według wynalazku, odsuwane względem płyty głównej wzdłużne części boczne i odchylana względem płyty głównej od wnęki formy na zewnątrz, czołowa część boczna pozwalają bez problemów montować rdzenie wewnętrzne w postaci złożonego z kilku warstw stosu. Pomocne w tym są wewnętrzne występy na powierzchniach części bocznych, mocujące dodatkowo poszczególne rdzenie wewnętrzne względem płyty głównej. Do unieruchamiania rdzenia wierzchniego służą też, umieszczone na płycie głównej lub na co najmniej dwóch częściach bocznych, przesuwne rygle lub uchylne kły, które zabezpieczają pakiet rdzeni z materiału formierskiego wewnątrz formy odlewniczej w taki sposób, że nawet przy obracaniu formy odlewniczej wykluczone są przesunięcia pomiędzy rdzeniami wewnętrznymi.

Płyta główna jest trwałą częścią formy wykonaną z metalu; zewnętrzne części formy mogą być również częściami trwałymi, połączonymi mechanicznie z płytą główną, względnie częściami z materiału formierskiego, zamontowanymi przy użyciu mechanicznych elementów dociskowych z boków i od góry na płycie głównej.

W rozwiązaniu według wynalazku rezygnuje się ze zbędnych elementów do mocowania rdzeni z materiału formierskiego w zewnętrznych częściach formy. Kilkuwarstwowa budowa pozwala na skomplikowany kształt formy. Zastosowanie zamykającego rdzenia wierzchniego z materiału formierskiego pozwala na przystawienie zbiornika odlewniczego (odlewania stykowe) i w połączeniu z poziomą osią zawieszenia obrotowego formy umożliwia obroty formy, stanowiąc tym samym warunek odlewania obrotowego. Rdzeń wierzchni ma korzystnie przynajmniej jeden otwór wlewowy i co najmniej jeden otwór do odprowadzania gazu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia formę odlewniczą w pierwszym położeniu po zmontowaniu, zaś fig. 2 - formę odlewniczą w drugim położeniu przed rozpoczęciem procesu odlewania.

Figury 1 i 2 są opisane w dużym stopniu wspólnie. Forma odlewnicza 11 według wynalazku ma kilkuczęściową płytę główną 12, części boczne 13, 14, z których każda stanowi trwałą część formy, pewną liczbę rdzeni wewnętrznych 15, zamontowanych w kilku warstwach jeden nad drugim na płycie głównej 12, oraz rdzeń wierzchni 16, wszystkie wykonane z materiału formierskiego. Kilka rdzeni wewnętrznych 15 jest zamocowanych w ciągłym polu siły pomiędzy płytą główną 12 i rdzeniem wierzchnim 16. Na częściach bocznych 13, 14 widoczne są występy 17, 18 formy, które mocują dodatkowo poszczególne rdzenie wewnętrzne 15 względem płyty głównej 12. Części boczne 13, 14 są za pomocą cylindrów nastawczych 19, 20 przesuwne w przeciwnych kierunkach względem płyty głównej 12. Są one przy tym odsuwane od siebie w stosunku do przedstawionej pozycji. Następnie montuje się rdzenie wewnętrzne 15 w stosie na płycie głównej 12. Potem części boczne 13, 14, co zaznaczono przeciwnie skierowanymi strzałkami, są ponownie zamykane, aby na nowo osiągnąć przedstawioną pozycję. Następnie nakłada się rdzeń wierzchni 16. Na częściach bocznych 13, 14 umieszczone są rygle 21, 22, które w celu montażu można cofnąć względem części bocznych 13, 14 i po nałożeniu rdzenia wierzchniego 16 przesunąć do przodu w przedstawioną pozycję, w której rdzeń wierzchni 16 jest utrzymywany względem rdzeni wewnętrznych 15 i części bocznych 13, 14. W płycie głównej 12 widoczne są wypychacze 23, 24, uruchamiane celem rozformowania za pomocą cylindra nastawczego 25. Płyta główna 12, a wraz z nią cała forma odlewnicza 11, jest obrotowa wokół poziomej osi 27, prostopadłej do płaszczyzny rysunku. Dotyczy to również kolumny 27, na której osadzone jest uchylne ramię 28, na którym zamocowany jest zbiornik odlewniczy 29, przesuwany na uchylnym ramieniu 28 za pomocą cylindra nastawczego 30 równolegle do kolumny 27.

Na fig. 1 ukazana jest ostatecznie zmontowana forma odlewnicza 11 w pozycji bezpośrednio po montażu rdzeni w stos. Zbiornik odlewniczy 29 jest odwrócony do góry dnem i w tej pozycji jest odsuwany za pomocą cylindra nastawczego 30 od formy odlewniczej 11 i za pomocą uchylnego ramienia 28 przechylany na kolumnie 27 o 90° względem formy odlewniczej.

PL 198 254 B1

Na fig. 2 przedstawiona jest forma odlewnicza 11, która wraz z kolumną 27 i zbiornikiem odlewniczym 29 jest obrócona o 180° wokół osi 26. Zbiornik odlewniczy 29 znajduje się nadal w takiej samej pozycji względem formy odlewniczej 11, jak na fig. 1, jednak teraz jest otwarty od góry i za pomocą łyżki dozującej 31 napełniany stopioną masą 32 do procesu odlewania.

Po napełnieniu zbiornika odlewniczego 29 uchylne ramię 28 jest obracane o 90° względem kolumny 27, w związku z czym zbiornik odlewniczy 29 znajduje się pod formą odlewniczą 11 przed kolumną 27. Wówczas zbiornik odlewniczy 29 jest za pomocą cylindra 30 unoszony w kierunku formy odlewniczej 11 do pozycji, w której przylega on szczelnie do rdzenia wierzchniego 16. W tej pozycji forma odlewnicza 11 z przystawionym do niej zbiornikiem odlewniczym 29 zostaje obrócona o dalsze 180° wokół osi 26. Stopiona masa 32 w ilości odmierzonej odpowiednio do wnęki formy, wpływa przy tym przez wlew 33 do wnęki formy, przy czym gaz może się ulatniać przez wylot 34 gazu do zbiornika odlewniczego 29. Po zakończeniu procesu obracania, a zatem również procesu odlewania, gdy ponownie zostanie osiągnięta pozycja formy odlewniczej z fig. 1, zbiornik odlewniczy 29 wraz z cylindrem nastawczym 30 zdejmuje się z formy odlewniczej 11 i za pomocą uchylnego ramienia 28 obraca z powrotem w pozycję przedstawioną na fig. 1. Po zakrzepnięciu można przeprowadzić rozformowanie poprzez wycofanie części bocznych 13, 14 i uruchomienie wypychaczy 23, 24.

Części boczne 13, 14 mogłyby również być wykonane z materiału formierskiego, przy czym zamiast rygli 21,22 można by wówczas zastosować dociskacze połączone z płytą główną.

Claims (11)

1. Forma odlewnicza, składająca się z zewnętrznych części formujących, włożonych w nie rdzeni wewnętrznych i zamykającego rdzenia wierzchniego z materiału formierskiego, przy czym powierzchnie zewnętrznych części formierskich i powierzchnie rdzeni wewnętrznych oraz rdzenia wierzchniego tworzą wspólnie wnękę formy, znamienna tym, że rdzenie wewnętrzne (15) są ułożone w kilku warstwach jeden na drugim i zaciśnięte z ciągłym rozkładem sił, pomiędzy zewnętrznymi częściami formierskimi i zamykającym rdzeniem wierzchnim (16), przy czym zewnętrzne części formierskie składają się z płyty głównej (12) i połączonych z nią kilku ruchomych względem niej, części bocznych (13, 14), i przy czym forma odlewnicza (11) jest podwieszona obrotowo wokół poziomej osi (26).

2. Forma według zastrz. 1, tym, że części boczne (13, 14) zawierają dwie, odsuwane względem płyty głównej (12) w przeciwnych kierunkach od komory formy na zewnątrz, wzdłużne części boczne.

3. Formawedługzastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że częścc boczne zawieraaąco naamniej j edną, odchylaną względem płyty głównej (12) od komory formy na zewnątrz, czołową część boczną.

4. Forma według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że na płycie głównej lub na co najmniej dwóch częściach bocznych (13, 14) umieszczone są przesuwne rygle (21, 22) do przytrzymywania rdzenia wierzchniego (16).

5. Formawedług zas^z. 2, znamienna tym, że na płycce głównee I ubna co naamniej dwóch częściach bocznych (13, 14) umieszczone są uchylne kły do przytrzymywania rdzenia wierzchniego (16).

6. For-ma według 1 albo 2, znamienna tym, że na wewnę-rznychpowierzchniachczęści bocznych (13, 14) znajdują się występy (17, 18), mocujące dodatkowo poszczególne rdzenie wewnętrzne (15) względem płyty głównej (12).

7. Forma według zastrz. 2, znamienna tym, że w płycie głównej (12) umieszczone są wypychacze (23, 24).

8. Forma według zas^z. 1, zi^^r^i^i^i^^ tym, że w rdzeniu wier-zcl-inim (16) znajduje się co najj mniej jeden wlew (33) i co najmniej jeden wylot (34) gazu.

9. Sposóbeksploatacjj lonmy odlewniczejj zawierającej częścć zewnętrzne, włożone w nie rdzenie i rdzeń wierzchni z materiału formierskiego, tworzące wspólnie komorę formy, znamienny tym, że formę odlewniczą (11) po zmontowaniu w stos na płycie głównej (12) obraca się o 180° wokół poziomej osi (26), następnie zbiornik odlewniczy (29), zawierający stopioną masę (32) do procesu odlewania, przystawia się jego otworem uszczelniająco od dołu do rdzenia wierzchniego (16), po czym formę odlewniczą (11) z przylegającym do niej zbiornikiem odlewniczym (29) obraca się ponownie o 180° wokół wspomnianej poziomej osi (26), przy czym stopiona masa (32) przedostaje się przez wlew (33) w rdzeniu wierzchnim (16) do formy odlewniczej, zaś zbiornik odlewniczy (29) odsuwa się wówczas w górę od formy odlewniczej (11).

PL 198 254 Β1

10. Sposób eksploatacji według zastrz.

11, znamienny tym, że formę odlewniczą (11) obraca się każdorazowo wokół poziomej osi (26), leżącej równolegle do wzdłużnego wymiaru formy.