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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Modellformen
Bei der Herstellung von Gegenständen durch Giessen oder Pressen macht man im allgemeinen eine
Modellform. Diese stimmt in ihrer Abmessung mit dem fertigen Gegenstand überein und dient zur Her- stellung der eigentlichen Giess-oder Pressform für den Fertigungsprozess. Die Modellform wird im allge- meinen aus Holz hergestellt. Ist die Modellform verhältnismässig gross und verwickelt so ist es üblich, die Modellform aus einem geschichteten Holzblock herzustellen. Die Schichtung des Blockes muss so ge- wählt werden, dass die Holzfasern an den einzelnen Stellen in der erwünschten Richtung verlaufen und dass gleichzeitig Formveränderungen (Schwinden) verhindert werden, beispielsweise infolge Veränderung des
Feuchtigkeitsgehaltes.
Dieses bekannte Verfahren erfordert sehr grosse Geschicklichkeit. und die zur Her- stellung benötigte Zeit ist insbesondere bei verwickelten Formen ausserordentlich gross. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung dreidimensionaler Modellformen mit grösserer Schnelligkeit und Einfachheit zu gestatten, als dies bisher möglich war.
Gemäss der Erfindung ist eine Anordnung zum Herstellen von Modellformen gekennzeichnet durch eine oder mehrere Tragplatten, eine grössere Anzahl von Stäben, welche in den Tragplatten in ihrer
Längsrichtung verschiebbar gehalten sind, und Mittel zum Sichern der Stäbe gegen ungewollte Verschie- bung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner das Verfahren zur Herstellung von Modellen oder Formen, welches folgende Arbeitsschritte umfasst :
Eine grosse Anzahl stabförmiger Elemente wird in Richtung ihrer Längsachse in bezug auf einen Träger für die gesamte Gruppe so eingestellt, dass die entsprechenden Enden der Stäbe auf einer Fläche liegen, die mit einer Fläche der herzustellenden Form übereinstimmt ; der Zwischenraum zwischen den Enden der
Stäbe wird gefüllt, und die Enden werden mit einem härtbaren Kunststoff überdeckt. Die Überdeckung der
Stäbe wird entweder vor oder nach dem Härten der plastischen Masse soweit entfernt, dass eine Fläche entsteht, die mit den Enden der Stäbe zusammenfällt.
Für das Verfahren kann jede geeignete oder gebräuchliche plastische Masse verwendet werden ; besonders geeignet sind aber thermoplastische Massen, wie z. B. ein Wachs. Das Wachs wird im geschmolzenen Zustand vorteilhafterweise in den Zwischenraum zwischen den Stäben eingegossen, wobei es gleichzeitig die Stabenden bedeckt und worauf man es abkühlen lässt. Daraufhin wird das die Stäbe bedeckende
Wachs, beispielsweise unter Verwendung eines erwärmten Lappens, Kratzers oder eines sonstigen geeigneten Werkzeuges, entfernt, bis die Stabenden und die Oberfläche des Wachses oder plastischen Materials zusammenfallen. Die fertige Oberfläche soll glatt und zwischen den Stäben frei von Unregelmässigkeiten sein.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Anordnung zur Herstellung solcher Modellformen für Giess- und Pressverfahren und ist gekennzeichnet durch eine Anzahl stabförmiger Elemente, mindestens eine gemeinsame Trägerplatte für diese Stäbe und besondere Mittel, um die Stäbe im Träger gegen ungewollte Verschiebung zu sichern, wobei diese Sicherungsmittel eine Justierung der Stäbe in ihrer Längsrichtung zulassen, dergestalt, dass die zugehörigen Enden der Stäbe in einer Fläche liegen, die mit dem Urmodell erzeugt werden soll.
Die Anordnung wird dabei vorteilhafterweise so getroffen, dass der Träger eine Platte aufweist, die eine grössere Anzahl Löcher in bestimmten Abständen besitzt und deren jedes einen Stab aufnimmt. Die Löcher können dabei so verteilt sein, dass die Stäbe in allen Richtungen voneinander gleichmässigen Ab-
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Die Einstellvorrichtung 10 wird nach jeder geeigneten, an sich bekannten Weise, beispielsweise von Hand, elektrisch oder elektronisch betätigt, um den Anschlag 11 in der richtigen Höhe einzustellen. Dadurch wird der Anschlag 11 bei jeder Lage der Einstellvorrichtung 10'auf die erforderliche Höhenlage gebracht, die der Kontur der herzustellenden Form entspricht. Darauf wird die Druckvorrichtung betätigt und schiebt den darüberliegenden Stab solange aufwärts, bis dessen oberes Ende den Anschlag 11 berührt. Es ist selbstverständlich, dass vor der Betätigung der Einstellvorrichtung 10 und der Druckvorrichtung 13 alle
Stäbe 9 in eine untere Ausgangslage gebracht werden, beispielsweise indem man sie gemeinsam gegen eine untere Anschlagplatte drückt.
Die Fig. 2 zeigt die Platte 8 vergrössert zusammen mit den Stäben 9. Jeder Stab wird durch eine an der Grundplatte 8 befestigte Reibplatte 15 gehalten, derart, dass sich die Stäbe 9 nicht ungewollt verschiebenoder leicht durch die Druckvorrichtung 13 verschoben werden können. Die nachzubildende Formfläche ist durch die Linie 16 (Fig. 3) angedeutet, und man sieht, dass die oberen Enden der Stäbe 9 (weiter oben auch als zusammengehörige Enden bezeichnet) in dieser Oberfläche liegen. Die plastische Masse soll möglichst nur den Raum zwischen den oberen Enden der Stäbe ausfüllen.
Würde man den gesamten Raum zwischen den Stäben oberhalb der Platte 8 ausfüllen, so würde dies eine erhebliche Materialvergeudung darstellen, und ausserdem könnten dadurch die Befestigungsmittel für die Stäbe, das sind in der Darstellung die Reibplatten 15, beschädigt werden. Um dies zu verhindern, kann man die Stäbe auch mit Manschetten 17 versehen (Fig. 3 und 4), die quadratischen Querschnitt und abgerundete Enden haben, so dass sie bei der Verschiebung entlang der Stäbe leicht nebeneinander vorbeigleiten können. Die quadratischen Manschetten 17 schliessen aneinander an, so dass sie eine abgestufte Fläche bilden, wobei die eingefüllte plastische Masse nur bis zu dieser abgestuften Fläche dringt. Die Manschetten 17 dienen gleichzeitig zur gegenseitigen Abstützung der oberen Enden der Stäbe 9 gegeneinander.
AnStelle der Manschetten 17 kann man auch eine weitere Platte oberhalb der Tragplatte 8 anordnen, welche verhindert, dass entlang der Stäbe laufende plastische Masse bis zur Grundplatte 8 herunterläuft.
Die Stäbe 9 sind in der Platte 8 so angeordnet, dass sie zueinander senkrecht verlaufende Reihen bilden. Die Reihe in der einen Richtung kann man beispielsweise als X-Koordinate und die Reihe senkrecht dazu als Y-Koordinate in der Ebene der-Grundplatte 8 auffassen, während dieZ-Koordinate durch die Höhe der Stabenden über einer horizontalen Bezugsebene, beispielsweise der Ebene der Grundplatte 8, dargestellt wird. Ist der mathematische Ausdruck für die Fläche des Modelles bekannt, so kann diese in Form der X- und Y-Koordinaten in die Brücke 6 und die Einstellvorrichtung 10 eingespeist werden, so dass letztere für jedes beliebige Koordinatenpaar in die Lage des zugehörigen Stabes gebracht wird, worauf für diesen Stab die Höhe des Anschlages 11 der Einstellvorrichtung 10 in Abhängigkeit von der Z-Koordinate über der Grundplatte 8 eingestellt wird.
Wird die Fläche der Form nach einer Zeichnung bestimmt und ist eine mathematische Formel für die Fläche nicht bekannt, dann kann man die Schnittprofile der Formoberfläche in den Koordinatenebenen bestimmen und diese Profile nachbilden, indem man die Einstellvorrichtung 10 entlang des Profiles verschiebt und die Höhe jedes einzelnen Stabes unter Verwendung des Anschlages 11 mit dem Profil in Übereinstimmung bringt. Darauf wird die Brücke 6 in die folgende
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angepasst usw.
Brücke 6 und Querträger 12 können in jeder geeigneten bekannten Weise verstellt werden, beispielsweise durch eine Spindel oder durch eine Rastenverschiebung. Wenn die Stäbe sehr eng beieinander stehen, ist möglicherweise die Verwendung von Teilplatten oder andern Lehren erforderlich.
Die Einstellvorrichtung 10 kann auch weggelassen und statt dessen die Schubvorrichtung 13 auf der Brücke 6 angeordnet werden, wobei dann die Stäbe von einer oberen Ausgangslage ausgehend eingestellt werden. Zu diesem Zweck wird die Verschiebung des Druckhammers 14 (und damit die Höhe der Stäbe über der Ebene 8) veränderlich und einstellbar gemacht, beispielsweise unter Verwendung von Lochstreifen oder andern Mitteln.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Herstellung von Modellformen, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Tragplatten, eine grössere Anzahl von Stäben, welche In der Tragplatte in ihrer Längsrichtung verschiebbar gehalten sind und Mittel zum Sichern der Stäbe gegen ungewollte Verschiebung.
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Method and device for the production of model forms
When making objects by casting or pressing, one generally makes one
Model shape. This matches the dimensions of the finished object and is used to produce the actual casting or compression mold for the production process. The model form is generally made of wood. If the model shape is relatively large and intricate, it is common to make the model shape from a layered block of wood. The layering of the block must be chosen so that the wood fibers run in the desired direction at the individual points and that changes in shape (shrinkage) are prevented at the same time, for example as a result of changes in the
Moisture content.
This known method requires very great skill. and the time required for production is extraordinarily great, particularly with intricate shapes. It is the object of the present invention to allow the production of three-dimensional model shapes with greater speed and simplicity than was previously possible.
According to the invention, an arrangement for producing model molds is characterized by one or more support plates, a larger number of rods, which are in the support plates in their
Are held displaceably in the longitudinal direction, and means for securing the bars against unintentional displacement.
The present invention also relates to the method for producing models or molds, which comprises the following steps:
A large number of rod-shaped elements are adjusted in the direction of their longitudinal axis with respect to a carrier for the entire group so that the corresponding ends of the rods lie on a surface which corresponds to a surface of the shape to be produced; the space between the ends of the
Rods are filled and the ends are covered with a hardenable plastic. The coverage of the
Rods are removed either before or after the hardening of the plastic mass to such an extent that a surface is created that coincides with the ends of the rods.
Any suitable or conventional plastic mass can be used for the method; but thermoplastic materials are particularly suitable, such as. B. a wax. In the molten state, the wax is advantageously poured into the space between the rods, at the same time covering the rod ends and allowing it to cool. Then that which covers the bars becomes
Wax, for example using a heated rag, scraper or other suitable tool, removed until the rod ends and the surface of the wax or plastic material coincide. The finished surface should be smooth and free of irregularities between the bars.
The present invention further comprises an arrangement for producing such model molds for casting and pressing processes and is characterized by a number of rod-shaped elements, at least one common carrier plate for these rods and special means to secure the rods in the carrier against unintentional displacement, these securing means allow an adjustment of the rods in their longitudinal direction, in such a way that the associated ends of the rods lie in a surface that is to be created with the master model.
The arrangement is advantageously made such that the carrier has a plate which has a larger number of holes at certain intervals and each of which receives a rod. The holes can be distributed in such a way that the rods are evenly spaced from one another in all directions.
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The adjustment device 10 is actuated in any suitable manner known per se, for example by hand, electrically or electronically, in order to adjust the stop 11 at the correct height. As a result, the stop 11 is brought to the required height position for every position of the adjusting device 10 ′, which corresponds to the contour of the shape to be produced. The pressure device is then actuated and pushes the rod above it upwards until its upper end touches the stop 11. It goes without saying that before the adjustment device 10 and the pressure device 13 are operated, all
Rods 9 are brought into a lower starting position, for example by pressing them together against a lower stop plate.
2 shows the plate 8 enlarged together with the rods 9. Each rod is held by a friction plate 15 fastened to the base plate 8 in such a way that the rods 9 cannot move inadvertently or can be easily displaced by the pressure device 13. The shaped surface to be reproduced is indicated by the line 16 (FIG. 3), and it can be seen that the upper ends of the rods 9 (also referred to above as associated ends) lie in this surface. The plastic mass should only fill the space between the upper ends of the rods.
If the entire space between the rods above the plate 8 were to be filled, this would represent a considerable waste of material and, moreover, the fastening means for the rods, which are the friction plates 15 in the illustration, could be damaged. To prevent this, the rods can also be provided with collars 17 (FIGS. 3 and 4), which have a square cross-section and rounded ends, so that they can easily slide past one another when sliding along the rods. The square collars 17 adjoin one another, so that they form a stepped surface, with the plastic compound only penetrating as far as this stepped surface. The sleeves 17 also serve to support the upper ends of the rods 9 against one another.
Instead of the cuffs 17, a further plate can also be arranged above the support plate 8, which prevents plastic material running along the bars from running down to the base plate 8.
The rods 9 are arranged in the plate 8 in such a way that they form rows running perpendicular to one another. The row in one direction can be understood, for example, as the X coordinate and the row perpendicular to it as the Y coordinate in the plane of the base plate 8, while the Z coordinate is defined by the height of the rod ends above a horizontal reference plane, for example the plane of the base plate 8, is shown. If the mathematical expression for the surface of the model is known, it can be fed into the bridge 6 and the setting device 10 in the form of the X and Y coordinates, so that the latter is brought into the position of the associated rod for any coordinate pair, whereupon the height of the stop 11 of the setting device 10 is set for this rod as a function of the Z coordinate above the base plate 8.
If the area of the shape is determined from a drawing and a mathematical formula for the area is not known, then the sectional profiles of the shape surface in the coordinate planes can be determined and these profiles can be reproduced by moving the setting device 10 along the profile and adjusting the height of each individual Brings rod using the stop 11 with the profile in agreement. Then the bridge 6 becomes the following
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customized etc.
Bridge 6 and cross member 12 can be adjusted in any suitable known manner, for example by means of a spindle or by means of a detent shift. If the bars are very close together, the use of split plates or other gauges may be required.
The adjusting device 10 can also be omitted and instead the pushing device 13 can be arranged on the bridge 6, the rods then being adjusted starting from an upper starting position. For this purpose, the displacement of the print hammer 14 (and thus the height of the rods above the plane 8) is made variable and adjustable, for example using punched strips or other means.
PATENT CLAIMS:
1. Arrangement for the production of model forms, characterized by one or more support plates, a larger number of rods which are held in the support plate so as to be displaceable in their longitudinal direction and means for securing the rods against unintentional displacement.