(57)【要約】  本発明は、１つ又は複数の中子型３と、中子形成材料を中子型３に運搬するための１つ又は複数のチャネル４、６、７とが設けられた鋳型２を備える、鋳造用中子を作製するための装置１に関する。装置は、中子型３近くの運搬チャネル４、６、７内に収容される、又は収容され得る１つ又は複数の挿入体１０を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数の中子ボックス（３）と、中子形成材料を前記１つ又は複数の中子ボックス（３）に運搬するための１つ又は複数のダクト（４、６、７）と共に構成された鋳型（２）を備える、鋳造用中子を製造するための装置（１）において、前記中子ボックス（３）の近位の前記運搬ダクト（４、６、７）内に収容される、又は収容可能である１つ又は複数の挿入体（１０）をさらに備えることを特徴とする、装置（１）。
【請求項２】
前記挿入体（１０）が、前記挿入体が収容された前記運搬ダクト（４、６、７）内で前記鋳型（２）から生じる熱の伝達を局所的に抑えるような熱伝導性を有する、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記挿入体（１０）が、前記鋳型（２）の熱伝導性を下回る熱伝導性を有する、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記挿入体（１０）及び前記鋳型（２）が、異なる材料から作製されている、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記挿入体（１０）が、チタン酸アルミニウムから作製されている、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記中子ボックス（３）及び前記運搬ダクト（４、６、７）が、１つ又は複数の運搬ダクト（５）のグループに従って配置され、前記運搬ダクト（５）のグループの各々は、前記運搬ダクト（４、６、７）の１つ又は複数の連結ダクト（６）によって相互に連結された前記中子ボックス（３）の１つ又は複数と、前記中子形成材料を前記鋳型（２）の外部から内部に供給するための前記運搬ダクト（４、６、７）の供給ダクト（７）とを備える、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記１つ又は複数の挿入体（１０）が、前記供給ダクト（７）の１つ又は複数内に及び／又は前記連結ダクト（６）の１つ又は複数内に配置されている、請求項６に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記運搬ダクト（４、６、７）が、前記挿入体（１０）を収容するのに適した拡張された部分（１２）を有する挿入体座部（１１）を備える、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記拡張された部分（１２）が、前記挿入体（１０）に対してほぼ相補的である、請求項８に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記挿入体（１０）が、ほぼ環状の形状の部分（１３）を含み、その結果、前記中子形成材料を通すことを可能にするのに適した貫通開口部（１４）を画定している、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記挿入体（１０）の貫通開口部（１４）が、前記挿入体（１０）が収容された前記運搬ダクト（４、６、７）の横広がりを下回る広がりを有する、請求項１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記挿入体（１０）が、対応する鋳型（２）のフランジ座部に受け入れられるのに適した側部フランジ（１７’、１７”）を含む、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記挿入体（１０）が、一つの部片として製造されている、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項１４】
前記挿入体（１０）が、２つの別々の部片として製造されている、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項１５】
前記２つの別々の挿入体の部片が、ほぼ相互に同じである、請求項１４に記載の装置（１）。
【請求項１６】
前記鋳型（２）が、取り外し可能な態様で連結可能である第１の半体のシェル（２’）及び第２の半体のシェルを含み、前記挿入体（１０）が、これらが連結されて前記鋳型（２）を形成するとき、前記第１の半体のシェル（２’）内に部分的に及び前記第２の半体のシェル内に部分的に受け入れられている、請求項１に記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、鋳造用中子の形成のための装置である。
【背景技術】
【０００２】
鋳造用中子は、溶融プロセスにおいて特定の形状の物体を作製するために使用される。たとえば、鋳造用中子は、穴あき金属物体を作製するために溶融プロセスにおいて採用され得る。
【０００３】
鋳造用中子は、たいてい、中子用の特定の砂、たとえばいわゆる「事前コーティングされた」砂、すなわち好適な液体樹脂内に浸され、それにより、樹脂が、乾ききったときに砂の始原粒子を覆うようになる砂で作製される。中子を作製するために、事前コーティングされた砂は、仕上げられた中子に所望の形状及び適切な緻密性を与えるために特有の処理を通して好適に機能する。
【０００４】
鋳造用中子を形成するための一般的なプロセスは、鋳型内のそれらの形成を予想する。たいてい第１及び第２の半体の鋳型を備えるそのような鋳型には、１つ又は複数の中子型、すなわち中子が有さなければならない最終形状に対応する形状を有する鋳型内で形成されたキャビティが設けられる。中子型は、運搬チャネルによって一緒に連結され、運搬チャネルにより、砂が、事前加熱された鋳型の内側に挿入され、中子型のすべてを充填するように運搬される。事前加熱された鋳型の壁と砂の間の接触により、砂をコーティングする樹脂が、焼成温度に到達し、その結果、固化して砂を締め固めることが確実にされる。中子は、次いで、鋳型から取り出され、精密処理、特にトリミングにかけられる。
【０００５】
しかし、従来技術による中子を形成するためのそのような装置は、欠点を有さないわけではない。
【０００６】
当然ながら、鋳型内の砂の固化は、中子型の領域だけでなく運搬チャネルの領域も含む。したがって、形成プロセスの最後に鋳型から取り出されるものは、多くの中子型が鋳型内に想定される場合では、分離した中子ではなく、運搬チャネルに対応する他の固体部分によって一緒に連結された中子の塊であり、或いは単一の中子型が鋳型内に想定される場合では、固体部分が、注入チャネルに対応して連結された単一の中子である。そのような固体部分は、一般的に「バリ」として知られている。したがって、中子の各々の精密加工を進める前に、好適な作業、通常は切断によってバリを除去する必要がある。そのようなバリの除去作業は、中子加工サイクルの全体的な長期化を伴う。
【０００７】
説明された装置の別の欠点は、バリを形成する中子用の砂を無駄にすることであり、これは、中子の全体的な加工コストを悪化させることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、鋳造用中子の形成サイクルの全体的な時間及びコストにおける低減を可能にする装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これら及び他の目的は、請求項１に記載の鋳造用中子を作製するための装置によって達成される。
【００１０】
本発明をより良好に理解し、その利点を解釈するために、そのいくつかの非限定的な実例の実施例を、添付の図を参照してこれ以後説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による鋳造用中子を形成するための装置の一部の分解された概略斜視図である。
【図２】図１の装置の一部の、組み立てられた状態の概略斜視図である。
【図３】図２の装置の一部の概略平面図である。
【図４】図３の装置の一部の線ＩＩＩによる概略断面図である。
【図５】図３の装置の一部の線Ｖによる概略断面図である。
【図６】図３の装置の一部の線ＶＩによる概略断面図である。
【図７ａ】本発明の可能な実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図７ｂ】本発明の可能な実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図７ｃ】本発明の可能な実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図７ｄ】本発明の可能な実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図７ｅ】図７ｂの挿入体の、線ＶＩＩｅによる概略断面図である。
【図７ｆ】図７ａ〜７ｅの挿入体の概略斜視図である。
【図８ａ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図８ｂ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図８ｃ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図８ｄ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図８ｅ】図８ｂの挿入体の、線ＶＩＩＩｅによる概略断面図である。
【図８ｆ】図８ａ〜８ｅの挿入体の概略斜視図である。
【図９ａ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図９ｂ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図９ｃ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図９ｄ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図９ｅ】図９ｂの挿入体の、線ＩＸｅによる概略断面図である。
【図９ｆ】図９ａ〜９ｅの挿入体の概略斜視図である。
【図１０ａ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図１０ｂ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図１０ｃ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図１０ｄ】本発明の可能な別の実施例による中子を形成するための装置に属する挿入体の概略側面図である。
【図１０ｅ】図１０ａ〜１０ｄの挿入体の概略斜視図である。
【図１０ｆ】図１０ｃの挿入体の、線Ｘｅによる概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１から図６を参照すると、鋳造用中子を作製するための装置が、参照番号１で示されている。鋳造用中子（図には示さず）は、特有の形状を有する構成要素、たとえば有底穴又は貫通穴を有する構成要素を作製するために溶融プロセスにおいて使用される。
【００１３】
中子は、ある焼成温度を有し、この焼成温度を上回ると、固化し好適に締め固まるようになる、中子を形成するための特別な材料、特に中子用砂、好ましくは事前コーティングされた砂によって作製される。
【００１４】
本発明による中子を作製するための装置１は、好ましくは、一緒に連結可能である第１の半体の鋳型２’及び第２の半体の鋳型（図には示さず）をさらに備える鋳型２を備える。２つの別々の半体の鋳型が存在することにより、これらをより容易に加工することが可能になり、形成プロセスが終了した後中子を取り外すことができる。
【００１５】
鋳型２は、１つ又は複数の中子型３を含む。「中子型」という表現は、中子が有さなければならない形状とほぼ同じ形状を有する鋳型内に作製されたキャビティを意味する。したがって、中子型は、作製される中子の負部分となる。中子用の砂は、実際、事前に適切な温度にされている封入壁を有するそのような中子型内に運搬され、これらと接触した際に、固化プロセスが始まる。
【００１６】
好ましくは、中子型３の各々は、第１の半体の鋳型２’内に部分的に、第２の半体の鋳型内に部分的に、対応する位置に形成される。
【００１７】
中子形成材料、特に中子用砂を中子型３内に運搬するために、鋳型２は、好適な運搬ダクト４を備え、砂は、この運搬ダクト４を通って中子型３に到達し、これらを充填する。運搬ダクト４は、好ましくは第１の半体の鋳型内に部分的に及び第２の半体内に部分的に形成されるが、運搬ダクト４は、場合によっては半体の鋳型の１つだけに形成されてよい。
【００１８】
中子型３及び運搬チャネル４は、さまざまに配置され成形され得る。図に示す実施例によれば、中子型３及び運搬チャネルは、複数のグループ５に従って配置される。各々のグループ５は、直列に配置され、連結チャネル６によって一緒に連結された複数の中子型３を含む。供給チャネル７は、このグループに供給し、中子形成材料を鋳型の外側から供給することを可能にする。特に、中子用砂は、各々のグループ５の供給チャネル７を通って鋳型内に入り、徐々にグループ自体の中子型３のすべてを充填していく。
【００１９】
説明した運搬チャネル４及び中子型３の機構は、単なる実例としてみなされなければならないことに留意されたい。たとえば、鋳型内に中子型の単一のグループが存在することが可能である。また、単一の中子型３を含む１つ又は複数のグループ５が存在することも可能であり、この場合、連結チャネル６ではなく供給チャネル７だけが存在する。或いは、多くの中子型を装備するグループの場合、これらは、直列ではなくさまざまな配置に従って置かれ得る。中子型及び運搬チャネルのさらなる可能な機構が、当業者に明確であろう。
【００２０】
有利には、装置１は、運搬チャネル４内、特に中子型３の近くに収容される、又は収容可能である１つ又は複数の挿入体１０を備える。挿入体１０は、供給チャネル７内に配置可能である。或いは又は追加的に、これらは、連結チャネル６の１つ又は複数内に配置可能である。
【００２１】
特性がこれ以後説明される挿入体１０を運搬チャネル４内に配置することにより、挿入体のところでは、したがって中子型３近くの運搬チャネル４内では、中子を作製するための材料の固化プロセス、特に砂の焼成が、変化することが確実にされる。これは、挿入体の存在下では、砂は、固化せず、又は完全には固化せず、少なくとも部分的に砕けやすいままであることを意味する。したがって、挿入体の存在により、バリの形成を全体的に解消する、又は少なくとも大きく低減することができる。
【００２２】
本発明による装置により、バリの形成が総じて排除又は抑えられるために、全体の中子形成サイクル内では、バリを除去するのに必要とされる作業もまた、排除又は抑えられる。さらに、多くの中子型が想定される場合、形成された中子は、すでに分離しており、したがってそれらを分離するための切断作業は必要とされない。したがって、サイクルの全体的な時間が短縮される。
【００２３】
本発明による装置に関係する別の利点は、中子の全体的な加工コストの低減である。実際には、バリの形成がないことにより、固化されなかった砂を次の中子形成サイクルにおいて再利用できることが確実にされる。これは、砂が無駄にされないという事実にはっきりと関係する節約を意味する。挿入体を設けることに関係する追加のコストは、本装置を中子製造に使用することで相殺される。
【００２４】
好ましい実施例によれば、挿入体１０は、鋳型から生じる熱を挿入体１０が収容された運搬チャネル４に向かって伝達することを局所的に抑えるような熱伝導性を有する。前に述べたように、中子用砂は、それを加熱された鋳型内に挿入することによって焼成され、所定の焼成温度に到達した後、鋳型の加熱された壁と接触する部分から除々に固化していく。鋳型の加熱は、たとえば電流を鋳型２に関連する電気抵抗器（図には示さず）に通すことによって行うことができる。この抵抗器から中子型３への熱の伝達をより容易にするために、鋳型２は、好ましくは高い熱伝導性を備えた材料から作製される。運搬チャネル４内に挿入された挿入体１０は、したがって、挿入体１０自体において、加熱された鋳型と鋳型内に含まれた中子用砂との間の熱障壁となる。その結果、挿入体の砂との接触表面の温度は、挿入体が実際に想定されない鋳型の接触表面の温度より低くなる。したがって、挿入体１０のところでは、中子用砂は、焼成温度に到達せず（又はその境界において、中子用砂は、挿入体の壁と直接的に接触する限定された部分内で焼成温度に到達する）、一方で挿入体が想定されない鋳型の他の領域では、砂は、そのような焼成温度に到達し、固化して締め固まる。
【００２５】
上述した有利な技術的効果は、挿入体の好適な形状によってさらに改良可能である。
【００２６】
好ましくは、挿入体１０及び鋳型２は、異なる材料から作製される。実際には、鋳型２は、抵抗器から中子用砂への高速の熱流を確実にしなければならず、一方で挿入体１０は、熱流をできるだけ抑えなければならない。この目的のため、挿入体１０は、有利には、鋳型２の熱伝導性より低い熱伝導性を有する材料から作製される。この特性は、挿入体の収容領域と中子型の間の装置１の異なる熱挙動を確実にする。可能な実施例により、挿入体１０は、チタン酸アルミニウムから作製される。鋳型は、たとえば鋼から作製可能である。
【００２７】
挿入体１０は、好ましくは鋳型内に取り外し式に挿入され、その結果、取り換えることができ、場合によって別の鋳型と組み合わせて再利用することができる。可能な実施例によれば、運搬チャネル４は、挿入体１０の挿入のための特別な挿入体座部１１を備える。たとえば運搬チャネル４は、好ましくは挿入体１０の形状とほぼ合致する形状を有し、挿入体の形状を受け入れるのに適した広げられた部分１２を含むことができる。広げられた部分１２は、供給チャネル７及び／又は連結チャネル６内で想定され得る。
【００２８】
挿入体を鋳型の挿入体座部１１内で固定するために、装置１は、特別な連結手段を備えることができる。たとえば、挿入体１０は、ねじ切り連結部材によって鋳型２に固定可能である（図には示さず）。
【００２９】
挿入体１０は、さまざまな形状を有することができる（図７〜図１０）。
【００３０】
可能な実施例によれば、挿入体１０は、中子形成材料を通すための開口部１４を画定するリング状部分１３を含む。
【００３１】
通路開口部１４は、好ましくは、挿入体１０が中に挿入される対応する運搬チャネル４の延長部より短い延長部を有する。このようにして、挿入体のところでは、先に説明した熱挙動が得られるだけでなく、構造的に脆弱な領域が、中子の形成のために材料内に作られ、前記領域は、したがって、抵抗が小さい部分を有するためにそれほど強度を有さず、したがって材料の部分的な固化が発生する場合を除去することが容易である。
【００３２】
可能な実施例によれば、挿入体１０は、２つの別々の部片（図７ａ〜図７ｆ；図８ａ〜図８ｆ）として作製される。特に第１の部片１０’は、第１の半体の鋳型２’内に収容されることが意図されており、第２の部片（図には示さず）は、第２の半体の鋳型内に収容されることが意図される。挿入体座部１１、鋳型２及び挿入体１０それら自体は、有利には、鋳型が閉じられたとき、挿入体の第１の部片及び挿入体の第２の部片が、互いに隣接して配置され、あたかも一体型として作製されたようなほぼ連続的な本体を作製するように形作られる。挿入体の２つの部片の各々は、ほぼＣ字状の本体を含む。そのような本体では、好ましくは、鋳型内、特に挿入体座部１１の広げられた部分１２内の対応するねじ切り座部１６と係合するのに適したねじ切り部材（図には示さず）を通すことができる貫通穴１５が存在する（これに関しては、たとえば図４〜図６を参照のこと）。
【００３３】
そのような挿入体は、それらが関連する鋳型のタイプによって、さまざまなサイズ及び比率で作製可能である。この点に関しては、たとえば、類似の形状であるが異なる比率を有する挿入体をそれぞれ示す、図７ａ〜図７ｆの実施例及び図８ａ〜図８ｆの実施例を参照のこと。
【００３４】
別の可能な実施例により、挿入体１０は、一体型として作製される（図９ａ〜図９ｆ、図１０ａ〜図１０ｆ）。この場合、鋳型が閉じた状態の各々の挿入体は、好ましくは、第１の半体の鋳型２’内に部分的に及び第２の半体の鋳型内に部分的に収容される。２つの半体の鋳型の１つと接触させるために、そのような挿入体１０は、好ましくは、第１の半体の鋳型又は第２の半体の鋳型内に形成された対応するねじ穴と係合するのに適した同数のねじ切り部材を通すための第１の貫通穴１５’及び／又は第２の貫通穴１５”を有する。
【００３５】
別の可能な実施例によれば、挿入体は、第１の側部フランジ１７’及び第２の側部フランジ１７”（図１０ａ−図１０ｆ）を備える。そのような側部フランジ１７’及び１７”は、鋳型２の運搬チャネル４の広げられた部分１２に関連する対応するフランジの座部（図に示さず）内に受け入れられるのに適している。そのような側部フランジ１７’及び１７”の各々は、好ましくは、特に対応するねじ切り座部と係合するのに適したねじ切り部材によって挿入体１０を鋳型２に連結するための第１の貫通穴１５’及び第２の貫通穴１５”を含む。当然ながら、挿入体のこの最後の実施例は、一体型で作製されるように説明されているが、同じ形状を有するが、２つの別々の部片で作製された挿入体を想定することも可能である。
【００３６】
上記で提供した説明から、当業者は、本発明による鋳造用中子を作製するための装置が、鋳造用中子の製造サイクルにおいて時間及び財政面に関する節約をどのようにして可能にするかを理解することができる。
【００３７】
実際には、挿入体の存在により、局所的には中子を作製するための材料は、全体的に又は部分的にしか固化せず、したがってバリが、全く又は少なくとも部分的にしか生じないことが確実にされる。さらに、多くの中子型が想定される場合、形成された中子は、すでに分離しており、したがってこれらを分離するための切断作業は必要とされない。
【００３８】
バリの形成に消費されない砂は、無駄にされることなく別のサイクルで再利用可能である。
【００３９】
挿入体を設けることに関係する追加のコストは、本装置を中子の製造に使用することで相殺される。
【００４０】
本発明による鋳造用中子を作製するための装置の上記で提供した説明から、当業者は、偶発的な特有の要求事項を満たすために、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、要素の数多くの改変、追加、又は他の機能的に等価なものとの置き換えをもたらすことができる。可能な実施例に属するものとして説明した特性の各々は、他の説明した実施例から独立して為され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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【図８ｆ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
2012527357.tif 000022
【図９ｃ】
2012527357.tif 000023
【図９ｄ】
2012527357.tif 000024
【図９ｅ】
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【図９ｆ】
2012527357.tif 000026
【図１０ａ】
2012527357.tif 000027
【図１０ｂ】
2012527357.tif 000028
【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１０ｆ】
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【国際調査報告】
2012527357.tif 000033
2012527357.tif 000034
2012527357.tif 000035
2012527357.tif 000036