Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Giessformen, wobei man auf die Formmasse zu deren Verdichtung eine Kraft ausübt.
In diesem Zusammenhang ist ein Verfahren aus der DT-AS 1 961 234 bekannt, bei welchem zur Verdichtung einer lose über eine Modellplatte in einen Formkasten geschütteten Formmasse eine aus einem über dem Formkasten angeordneten Druckluftbehälter ausströmende bestimmte Menge Druckluft kurzzeitig auf die Formmasse einwirkt und durch Abschlussöffnungen in der Modellplatte austritt.
Ein derartiges Verfahren weist den Nachteil auf, der beruhend auf der der Formmasse im unverdichteten losen Zustand anhaftende Eigenart, dass die Teile der Formmasse, welche von der Druckluft direkt beaufschlagt werden, eine grössere Verdichtung aufweisen als diejenigen, welche auf der Modelleinrichtung aufliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Giessformen zu schaffen, womit eine optimale Verdichtung des Formsandes, ungeachtet der einzelnen Modellpartien, erreichbar ist, wobei die grösste Verdichtung an allen mit der Schmelze in Berührung gelangenden Flächen sowie der Formtrennebene entsteht und eine geringere Verdichtung abnehmend von der Formtrennebene zur Formaussenseite erfolgt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem Abstand von einer Modellvorrichtung eine dosierte Menge Formmasse zu einem Ballen gebildet wird und unmittelbar auf diesen, auf seine der Modellvorrichtung abgewendete Seite diese Kraft ausgeübt wird, die ihm in Richtung auf die Modellvorrichtung und einen auf diese aufgesetzten Formrahmen eine zur Verdichtung des Ballens geeignete Beschleunigung erteilt, worauf der in beschleunigte Bewegung versetzte Ballen beim Auftreffen auf die Modellvorrichtung von dieser und vom Formrahmen abgebremst wird.
Die Erfindung umfasst auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche sich von bekannten Einrichtungen dadurch unterscheidet, dass ein Druckgehäuse mit einem einseitig offenen Behälter über eine ein stossartig öffnendes Ventil aufweisende Zwischenwand verbunden ist und dass an die offene Seite des Behälters anschliessend ein Formrahmen beweglich angeordnet ist, der zusammen mit einer an den Formrahmen anlegbaren Modellaufnahmeplatte und dem Behälter zu einer Kammer zusammenfügbar ist, die zur Aufnahme eines sie teilweise füllenden Formmasseballens bestimmt ist.
Nachstehend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Einrichtung in schematischer
Darstellung mit eingesetzter vorgeformter Formmasse, Fig. 2 denselben Vertikalschnitt mit derselben auf der Modell einrichtung verdichteten Formmasse.
Die in Fig. 1 und Fig. 2 schematisch dargestellte Einrichtung ist gebildet von einem Druckgehäuse 1, das über eine Zwischenwand 3 mit einem eine Formmasse 4 aufzunehmenden Behälter 2 verbunden ist. Das Druckgehäuse 1, das in einem Teil 5 einer Formmaschine eingesetzt ist, ist durch eine Druckgasleitung 6 über ein Ventil 7 mit einer Druckgasquelle verbunden. Anstelle eines Druckgases können auch andere eine Kraft bewirkende Mittel, beispielsweise eine mechanische durch Federelemente wirkende Vorrichtung, verwendet werden. Vom Ventil 7 führt eine Steuerleitung 8 zu einer zentralen Steueranlage 9 einer beispielsweisen Formmaschine.
In der Zwischenwand 3 ist ein stossartig öffnendes Ventil 10 eingesetzt, das über einen Ventilstössel 11 mit einem in einem Zylinder 12 eingesetzten, von einem Druckmittel betätigbaren Kolben 13 verbunden ist. Der Zylinder 12 ist in einer Wand des Druckgehäuses 1 vorzugsweise lösbar eingesetzt und mit einem den Hub des Kolbens 13 begrenzenden Flansch 14 versehen.
Über eine Druckmittelleitung 15 und ein Steuerventil 16, ist der Zylinder 12 mit einer Druckmittelquelle verbunden. Als Druckmittel kann ein flüssiges oder gasförmiges Medium verwendet sein. Das Ventil 10 kann jedoch auch mechanisch oder elektrisch betätigbar ausgebildet sein. Vom Steuerventil 16 führt eine Steuerleitung 27 zu der zentralen Steueranlage 9.
In der Zwischenwand 3 ist eine im Bereich des Ventils 10 in den Raum des Behälters 2 führende Leitung 28 angeordnet, die mit einem Ventil 29 verbunden ist, das über eine Steuerleitung 30 an die zentrale Steueranlage 9 angeschlossen ist.
Durch die Leitung 28 und das Ventil 29 kann nach Bedarf im Zyklus eines Formvorganges zwischen dem von der Formmasse 4 und der Zwischenwand 3 gebildeten Raum und der Umgebungsatmosphäre ein Druckausgleich geschaffen werden.
Das Ventil 29 kann jedoch auch über eine weitere Leitung 31 an ein Vakuumaggregat angeschlossen sein, wodurch der zwischen einer durchbrochenen Auflage 17, für die Formmasse 4, im Behälter 2 und der Zwischenwand 3 gebildete Raum vor dem Formvorgang evakuiert ist und damit die Formmasse lagefixiert werden kann, womit erreicht wird, dass die Einrichtung in jeder beliebigen Winkellage verwendbar ist.
Der Behälter 2 ist, auf der zur Zwischenwand 3 abgewandten Seite, offen ausgebildet. Die Innenflächen des Behälters 2 sind gegen diese offene Seite hin parallel verlaufend ausgebildet, können jedoch auch schräg auseinander verlaufend, den Behälterraum erweiternd, oder eine besondere geometrische Form bildend, vorgesehen sein. Die Verbindung der Zwischenwand 3 mit dem Behälter 2 und dem Druckgehäuse 1 ist gasdicht ausgeführt, wobei zur Verbindung sowohl lösbare als auch unlösbare Verbindungsmittel zum Einsatz gelangen können.
Die durchbrochene Auflage 17, im Bereiche des Ventiles 10, im Behälter 2 ist beispielsweise als Stützrost ausgebildet.
Diese Auflage 17 kann sowohl fest als auch in Richtung zur offenen Seite des Behälters hin begrenzt bewegbar eingesetzt sein.
Anschliessend an den Behälter 2 ist ein Formrahmen 18 beweglich angeordnet, der zu dessen Bewegung mit einer von der Formmaschine beeinflussbaren Betätigungseinrichtung 19 verbunden ist. Anstelle des Formrahmens 18, der vorzugsweise zur Herstellung von kastenlosen Sandgiessformen eingesetzt ist, kann ebenso ein dem Formverfahren angepasster Formkasten vorgesehen sein.
An den Formrahmen 18 anlegbar ist eine mit Modellen 21 ausgerüstete Modellaufnahmeplatte 20, die zusätzlich bestückt mit den üblichen Formeinrichtungen eine Modellvorrichtung bildet. Die Modellaufnahmeplatte 20, die allseitig bewegbar vorgesehen ist, ist beispielsweise mit einer Kolbenstange 22 einer Betätigungsvorrichtung verbunden, welche einen Teil der Formmaschine darstellt.
Die Verbindung des Formrahmens 18 und dem Behälter 2, auf dessen einer Seite und die Verbindung zwischen der Modellaufnahmeplatte 20 und dem Behälter 2, auf dessen anderer Seite, ist gasdicht ausgebildet.
Die Modellaufnahmeplatte 20, der Formrahmen 18 und der Behälter 2 bilden zusammengefügt eine Kammer 23, die teilweise zur Aufnahme der zu einem Ballen gebildeten Formmasse 4 bestimmt ist. Über eine Vakuumleitung 24 und ein Vakuum-Steuerventil 25 ist die Kammer 23 mit einem Vakuum-Aggregat, beispielsweise einem Unterdruckraum, verbunden. Das Vakuum-Steuerventil 25 ist über eine Steuerleitung 26 an die zentrale Steueranlage 9 angeschlossen. Der lichte Querschnitt des Formrahmens 18 ist parallel zur Modellaufnahmeplatte 20 annähernd gleich dem in paralleler Ebene liegenden lichten Querschnitt des Behälters 2 vorgesehen.
Die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass eine dosierte Menge Formmasse 4 in den Behälter 2 gebracht und vorzugsweise auf die durchbrochene Auflage 17 abgesetzt wird. Von der zentralen Steueranlage 9 erfolgt anschliessend ein Impuls zur Betätigungseinrichtung 19, worauf im Zyklus der Formmaschine ein Formrahmen 18 zur Deckung mit dem Behälter 2 gebracht wird. Nachfolgend wird die als Modellvorrichtung ausgerüstete Modellaufnahmeplatte 20 zur Eindeckung mit dem Formrahmen 18 bewegt und die nunmehr gasdicht geschlossene Kammer 23 durch Öffnen des Ventiles 25 unter Vakuum gesetzt.
In gesteuerter Zeitfolge wird das Steuerventil 16 und das Ventil 7 betätigt, wodurch das im Druckgasgehäuse 1 gestaute Druckgas durch das Ventil 10 als Druckgasstoss austritt und damit auf die zum Ventil 10 gerichtete Seite der, zu einem Ballen gebildeten Formmasse, eine Kraft ausübt. Die dadurch in beschleunigte Bewegung, in Richtung zur Modellvorrichtung, gebrachte Formmasse wird beim Auftreffen auf die Modellvorrichtung von dieser abgebremst und damit eine Giessformhälfte erzeugt. Während oder an diesen Vorgang anschliessend erfolgt in zeitlich gesteuerter Folge das Betätigen der Ventile 7, 16, 25 und 29, womit die Voraussetzungen für das Abheben der Modellvorrichtung von der verdichteten Giessform einerseits und der Giessform vom Behälter 2 andererseits geschaffen werden und damit die Bereitstellung der Einrichtung für einen weiteren Formvorgang.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen insbesondere darin, dass giesstechnisch eine wesentlich bessere Verdichtung der Formmasse erreichbar ist und demzufolge eine Steigerung der Qualität der damit hergestellten Formstücke. Ein weiterer Vorteil resultiert aus der besonderen Gestaltung der Einrichtung und den der Einrichtung zugeordneten Steuerelementen, womit die Möglichkeit gegeben ist, die Einrichtung in jeder beliebigen Winkellage einzusetzen und das Verfahren sowohl zur Herstellung von kastenlosen als auch in Formkasten gebildeten Sandgiessformen anzuwenden.
The invention relates to a method and a device for producing casting molds, wherein a force is exerted on the molding compound to compress it.
In this context, a method is known from DT-AS 1 961 234, in which, for the compression of a molding compound loosely poured over a model plate into a molding box, a certain amount of compressed air flowing out of a compressed air container arranged above the molding box acts briefly on the molding compound and through closing openings emerges in the model plate.
Such a method has the disadvantage that, based on the peculiarity of the molding compound in the undensified, loose state, that the parts of the molding compound which are directly impacted by the compressed air have a greater compression than those which rest on the model device.
The invention has for its object to provide a method for the production of casting molds, with which an optimal compression of the molding sand, regardless of the individual model parts, can be achieved, the greatest compression occurs on all surfaces in contact with the melt and the mold parting plane and one less compression takes place decreasing from the mold parting plane to the outside of the mold.
According to the invention, the object is achieved in that a metered amount of molding compound is formed into a bale at a distance from a model device and this force is exerted directly on the side facing away from the model device, which force in the direction of the model device and one on it placed on the mold frame given an acceleration suitable for compacting the bale, whereupon the bale set in accelerated motion is braked by it and by the mold frame when it hits the model device.
The invention also includes a device for carrying out the method, which differs from known devices in that a pressure housing is connected to a container that is open on one side via an intermediate wall that has a valve that opens abruptly, and that a mold frame is then movably arranged on the open side of the container which, together with a model receiving plate which can be placed on the mold frame and the container, can be joined to form a chamber which is intended for receiving a bale of molding compound which partially fills it.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is described below with the aid of the drawings, namely: FIG. 1 shows a schematic vertical section of a device
Illustration with inserted preformed molding compound, Fig. 2 the same vertical section with the same molding compound compressed on the model device.
The device shown schematically in FIGS. 1 and 2 is formed by a pressure housing 1, which is connected via an intermediate wall 3 to a container 2 to be accommodated with a molding compound 4. The pressure housing 1, which is used in a part 5 of a molding machine, is connected to a compressed gas source by a compressed gas line 6 via a valve 7. Instead of a compressed gas, other force-producing means, for example a mechanical device acting by spring elements, can also be used. A control line 8 leads from the valve 7 to a central control system 9 of an exemplary molding machine.
In the intermediate wall 3, an abruptly opening valve 10 is inserted, which is connected via a valve tappet 11 to a piston 13 inserted in a cylinder 12 and actuable by a pressure medium. The cylinder 12 is preferably detachably inserted in a wall of the pressure housing 1 and provided with a flange 14 which delimits the stroke of the piston 13.
The cylinder 12 is connected to a pressure medium source via a pressure medium line 15 and a control valve 16. A liquid or gaseous medium can be used as the pressure medium. However, the valve 10 can also be designed to be mechanically or electrically actuable. A control line 27 leads from the control valve 16 to the central control system 9.
In the intermediate wall 3 there is a line 28 leading in the area of the valve 10 into the space of the container 2, which line is connected to a valve 29 which is connected to the central control system 9 via a control line 30.
Through the line 28 and the valve 29, pressure compensation can be created as required in the cycle of a molding process between the space formed by the molding compound 4 and the intermediate wall 3 and the ambient atmosphere.
However, the valve 29 can also be connected via a further line 31 to a vacuum unit, as a result of which the space formed between a perforated support 17, for the molding compound 4, in the container 2 and the intermediate wall 3 is evacuated prior to the molding process and thus the molding compound is fixed in position can, which means that the device can be used in any angular position.
The container 2 is open on the side facing away from the intermediate wall 3. The inner surfaces of the container 2 are designed to run parallel to this open side, but can also be provided at an angle from one another, widening the container space or forming a special geometric shape. The connection of the intermediate wall 3 to the container 2 and the pressure housing 1 is made gas-tight, wherein both releasable and non-releasable connecting means can be used for the connection.
The openwork pad 17, in the area of the valve 10, in the container 2 is designed, for example, as a support grate.
This support 17 can be used both fixedly and to a limited extent in the direction of the open side of the container.
Adjacent to the container 2, a molding frame 18 is movably arranged, which for its movement is connected to an actuating device 19 that can be influenced by the molding machine. Instead of the mold frame 18, which is preferably used for the production of boxless sand molds, a mold box adapted to the molding process can also be provided.
A model receiving plate 20 equipped with models 21, which is additionally equipped with the usual molding devices, forms a model device on the molding frame 18. The model mounting plate 20, which is provided such that it can be moved on all sides, is connected, for example, to a piston rod 22 of an actuating device which is part of the molding machine.
The connection of the mold frame 18 and the container 2, on one side and the connection between the model mounting plate 20 and the container 2, on the other side, is gas-tight.
The model receiving plate 20, the mold frame 18 and the container 2 together form a chamber 23 which is partially intended for receiving the molding compound 4 formed into a bale. Via a vacuum line 24 and a vacuum control valve 25, the chamber 23 is connected to a vacuum unit, for example a vacuum chamber. The vacuum control valve 25 is connected to the central control system 9 via a control line 26. The clear cross section of the mold frame 18 is provided parallel to the model mounting plate 20 approximately equal to the clear cross section of the container 2 lying in the parallel plane.
The mode of operation of the present invention essentially consists in bringing a metered amount of molding compound 4 into the container 2 and preferably placing it on the perforated support 17. From the central control system 9 there is then a pulse to the actuating device 19, whereupon a molding frame 18 is brought into register with the container 2 in the cycle of the molding machine. Subsequently, the model receiving plate 20, which is equipped as a model device, is moved to cover with the mold frame 18, and the chamber 23, which is now gas-tight, is placed under vacuum by opening the valve 25.
In a controlled time sequence, the control valve 16 and the valve 7 are actuated, as a result of which the compressed gas stowed in the compressed gas housing 1 emerges through the valve 10 as a compressed gas shock and thus exerts a force on the side of the molding compound which is formed into a bale and directed towards the valve 10. The resulting accelerated movement in the direction of the model device is braked by the model device when it hits it, thus producing a casting mold half. During or after this process, the valves 7, 16, 25 and 29 are actuated in a time-controlled sequence, which creates the conditions for lifting the model device from the compressed mold on the one hand and the mold from the container 2 on the other hand and thus the provision of the Setup for another molding process.
The advantages of the method according to the invention consist, in particular, in that, in terms of casting technology, a considerably better compression of the molding composition can be achieved, and consequently an increase in the quality of the moldings produced therewith. A further advantage results from the special design of the device and the control elements assigned to the device, which makes it possible to use the device in any angular position and to use the method both for the production of boxless molds and also in mold boxes.