CH644537A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer unterkastenform. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Unterkastenform sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Herstellung einer Ober- und Unterkastenform treten dann Probleme auf, wenn eine Modellplatte verwendet wird. D. h., wenn der Formsand sich unter hohem Druck in Richtung der Modellplatte zu bewegt, in dem selbst oder zwischen dem und dem Formkasten tiefe Ausnehmungen vorhanden sind, wird der Formsand nicht ausreichend an die Oberfläche der Modellplatte herangebracht, während bei Bewegen des Sandes mit geringem Druck der Teil des Formsandes, welcher sich in der Nähe der Modellplatte befindet, nicht genügend hoch verdichtet wird, so dass die hergestellte Form nicht die ausreichende Härte hat.

Daher ist es unmöglich, eine komplizierte Unterkastenform gleichzeitig mit einer Oberkastenform entsprechend dem vorgenannten Verfahren herzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass Formsand in einen Raum zwischen einem Unterkasten und einer Druckplatte eingefüllt wird, welch letztere verschiebbar im Unterkasten, gegebenenfalls in einem den Unterkasten abstützenden Füllrahmen, angeordnet und mit einer Einrichtung zum Einblasen von Druckluft in Richtung nach oben versehen ist, dass auf der Oberseite des den Formsand enthaltenden Unterkastens eine Modellplatte mit einer Vielzahl von Luftaustrittsbohrungen angeordnet ist, dass in einer ersten Phase von der in der Druckplatte ausgebildeten Einblaseinrichtung Druckluft so zugeführt wird, dass der Formsand sich in Richtung auf die Modellplatte zu bewegt, dass von der Einblaseinrichtung dann in einer zweiten Phase Druckluft mit einem Druck zugeführt wird, welcher grösser ist als deijenige in der ersten Phase zugeführten Druckluft, so dass die Dichte des Formsandes in der Nähe der Modell-platte zunimmt und dass die Druckplatte nach oben bewegt wird, um den Formsand insgesamt zusammenzudrücken.

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Vorteilhafte Weiterausgestaltungen des erfindungsge-mässen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch einen vertikal bewegbaren Unterkasten, eine verschiebbar in den Unterkasten, gegebenenfalls in einen den letzteren abstützenden Füllrahmen eingesetzte Druckplatte, eine mit einer Vielzahl von Luftauslassbohrungen versehene Modellplatte, die auf den Unterkasten aufsetzbar ist, durch eine Einrichtung zum Tragen der Modellplatte über dem Unterkasten, eine Einrichtung zum nach Obenbewegen des Unterkastens zum Verbinden desselben mit der Modellplatte, eine in der Druckplatte befindliche Einrichtung zum Einblasen von Druckluft und eine Einrichtung zum wahlweisen Zuführen von Druckluft unterschiedlicher Strömungsmenge oder unterschiedlichen Drucks zur Einblaseinrichtung.

Weitere vorteilhafte Weiterausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 8 bis 12.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 bis 3 Schnittansichten der Formherstellungsschritte eines Verfahrens gemäss der Erfindung.

In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Füllrahmen, welcher durch Zylinder 2 in vertikaler Richtung bewegt werden kann. In der unteren Öffnung des Füllrahmens 1 ist eine Druck- oder Quetschplatte 5 vorgesehen, die an einer nach oben bewegbaren Kolbenstange 4 befestigt ist. Eine luftdicht abdichtende Dichtung 5a ist entlang der Umfangswand der Druckplatte 5 eingesetzt, so dass letztere luftdicht in den Füllrahmen 1 eingesetzt ist. Die Druckplatte 5 hat obere und untere Wände, die eine Kammer 6 bilden. In der oberen Wand befinden sich Luftdurch-trittsöffnungen 7, über welche die Kammer 6 mit der Aus-senseite in Verbindung steht. Die untere Wand der Druckplatte 5 ist mit einer Bohrung 8 versehen, durch welche Druckluft eingeführt werden kann. An die Bohrung 8 ist eine flexible Druckluftleitung 9 angeschlossen, die mit ihrem anderen Ende mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle in Verbindung steht, und zwar über ein Hauptleitungssystem 12 einschliesslich einem Abstellventil 10 und einem Strö-mungsregulierungsventil 11.

Das Hauptleitungssystem 12 ist mit einem ersten By-pass-Leitungssystem 13 verbunden, welches stromaufwärts des Strömungsregulierungsventils 11 zur Umgehung der Ventile 11 und 10 vom Hauptleitungssystem 12 abzweigt und dann stromabwärts des Abstellventils 10 wieder mit dem Hauptleitungssystem 12 zusammenläuft. Das erste By-pass-Leitungssystem 13 ist mit einem ersten By-pass-Abstellventil 10a versehen und stromaufwärts des ersten By-pass-Abstellventils 10a mit einem ersten By-pass-Strömungsregulie-rungsventil IIa. Das erste By-pass-Leitungssystem 13 ist wiederum mit einem By-pass-Leitungssystem 14 verbunden, welches stromaufwärts des Strömungsregulierungsventils IIa zur Umgehung der Ventile IIa und 10a vom ersten By-pass-Leitungssystem abzweigt und stromabwärts des ersten By-pass-Abstellventils 10a wieder mit dem ersten By-pass-Leitungssystem 13 zusammenläuft. Das zweite By-pass-Leitungssystem 14 ist mit einem zweiten By-pass-Abstellventil 10b und mit einem zweiten By-pass-Strömungsregulierungs-ventil 1 lb versehen, welches stromaufwärts des zweiten Bypass-Abstellventils 10b liegt.

Oberhalb des Füllrahmens 1 sind Hohlrollenförderer 15 angeordnet, welche im Abstand voneinander liegen, so dass der Füllrahmen 1 zwischen diesen nach oben bewegt werden kann. Auf die Hohlrollenförderer 15 ist ein Unterkasten 16

auflegbar, welcher in Richtung auf oder von der Oberfläche des Füllrahmens weg bewegbar ist.

Auf dem Unterkasten 16 ist eine Modellplatte 17 angeordnet, welcher in Richtung auf und von dem Unterkasten 16 auf der dem Füllrahmen 1 gegenüberliegenden Seite bewegt wird (die gegenüberliegende Seite ist bei der Darstellung in den Zeichnungen die obere Seite). Die Modellplatte ist mit einer Ausnehmung 19 versehen, die in der Modellplatte selbst ausgebildet ist. Die Modellplatte 17 ist weiterhin mit Ausnehmungen 18 versehen, die zwischen der Modellplatte 17 und dem Unterkasten 16 liegen. Diese Öffnungen sind schwierig mit Formsand zu füllen. Die Modellplatte 17 besteht aus einem oberen und unteren Modellplattenteil, zwischen dem eine Kammer 20 ausgebildet ist, die mit der Aussenseite in Verbindung steht. Die Modellplatte 17 ist weiterhin im unteren Modellplattenteil mit engen Kanälen 21 versehen, die mit der Kammer 20 in Verbindung stehen. Die Kanäle 21 sind in einer grösseren Anzahl in den Bodenflächen der Ausnehmungen 18, 19 angeordnet als in den anderen Bereichen derselben. In den Kanälen 21 sind nicht dargestellte Entlüfterstutzen eingesetzt.

Das Strömungsregulierungsventil 11 ist so eingestellt, dass Druckluft in einer solchen Menge zugeführt wird, die ausreicht, den Formsand 23 durch die von der Druckplatte 5 kommenden Druckluft mit geringer Geschwindigkeit nach oben zu fördern. Das Regulierungsventil 1 la ist so eingestellt, dass Druckluft in einer solch grossen Menge zugeführt wird, die ausreicht, im Formsand 23 infolge des Druckverlustes im Formsand 23 und den Kanälen 21 einen Hochdruck zu erzeugen. Das Strömungsregulierungsventil 1 lb ist so eingestellt, dass Druckluft in einer solchen Menge zugeführt wird, die ausreicht, zu verhindern, dass der angehobene Formsand 23 herunterfällt.

In den beiliegenden Zeichnungen sind ein weiterer Oberkasten und Füllrahmen sowie eine weitere Druckplatte der Einfachheit halber weggelassen, welche normalerweise oberhalb der Oberseite der Modellplatte 17 angeordnet sind.

Bei einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art wird der Unterkasten 16 auf den Füllrahmen 1 bewegt, in welchem sich die Druckplatte 5 befindet. Zylinder 2,2, 3 werden dann betätigt, um den Füllrahmen 1 und die Druckplatte 5 nach oben zu bewegen und den Unterkasten 16 von den Rollenförderern 15 um einen geringen Betrag abzuheben und dann anzuhalten. Eine vorbestimmte Menge an Formsand 23 wird danach von einem Einfülltrichter (nicht dargestellt) in einen Raum eingefüllt, welcher vom Füllrahmen 1, von der Druckplatte 5 und dem Unterkasten 16 gebildet wird. Daraufhin wird eine Modellplatte 17 auf die Oberseite des Unterkastens 16 gelegt. Die Zylinder 2,2, 3 werden dann betätigt, um den Unterkasten 16 gegen die Unterseite der Modellplatte 17 zu drücken, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Das Ventil 10 wird für eine vorbestimmte Zeitperiode geöffnet, so dass Druckluft von der Druckluftquelle über die Leitung 9, die Bohrung 8, die Kammer 6 und die Luftströmungsöffnungen 7 zum Formsand 23 strömen kann. Die durch den zuvor genannten Vorgang eingeleitete Druckluftströmung dient der Nachobenbewegung des Formsandes 23 mit niedriger Geschwindigkeit. Der Formsand strömt dabei in die Ausnehmung 18 mit vielen schmalen Kanälen in der Bodenfläche, so dass die Ausnehmungen 18 und 19 mit dem Formsand 23 gefüllt werden. Die Druckluft gelangt über die Kanäle 21 und die Kammer 20 nach aussen.

Entsprechend stösst der Formsand 23 heftig gegen Vorsprünge der Modellplatte 17, und wird in die Ausnehmungen 18,19 gedrückt, ohne allerdings so verfestigt zu werden, dass die Dichte des Formsandes 23 in den Ausnehmungen 18,19 in ausreichendem Masse erhöht wird.

Wenn das Ventil 10 dann geschlossen und das Ventil 10a

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für eine vorbestimmte Zeitperiode geöffnet wird, strömt Druckluft auf dieselbe, zuvor genannte Weise. Die Druckluft strömt in einer derart grossen Kapazität, dass unter dem Formsand 23 ein hoher Druck erzeugt wird. Dadurch wird die Dichte des Formsandes, welcher eng an der Oberfläche der Modellplatte 17 liegt, erheblich erhöht, wodurch der Sand verfestigt wird (Fig. 2). Wenn das Ventil 10a geschlossen und das zweite By-pass-Abstellventil 10b geöffnet ist, wird die Kolbenstange 4 des Zylinders 3 ausgefahren und dadurch die Druckplatte 5 so nach oben bewegt, dass der Formsand 23 als Ganzes zusammengedrückt wird (Fig. 3). Das Herabfallen des Formsandes 23 wird durch Öffnen des zweiten By-pass-Abstellventils 10b verhindert. Dieser Zustand dauert fort bis der Zusammendrückvorgang der Druckplatte 5 begonnen wird. Wenn der Formsand nicht herabfallen kann, so kann das zweite By-pass-Leitungssy-stem 14 mit dem zweiten By-pass-Abstellventil 10b und dem zweiten By-pass-Strömungsregulierungsventil 1 lb weggelassen werden.

Der Zweck des Zusammendrückvorganges entsprechend der vorbeschriebenen Art und Weise besteht darin, den Formsand zu verfestigen und zu verdichten, welcher nicht ausreichend und weniger verdichtend ist, als der Formsand, welcher mittels der Druckluft auf die Oberfläche der Modellplatte 17 gedrückt wurde. Dieser Zusammendrückvorgang wirkt ein wenig auf den Formsand, welcher bereits durch die Druckluft hochverdichtet wurde.

Wenn die Zylinder 2,2,3 zurückbewegt werden, um den Füllrahmen und die Druckplatte 5 abzusenken, wird der Unterkasten 16 von der Modellplatte 17 wegbewegt und kehrt zu den Rollenförderern 15 zurück. In dieser Zeit wurde eine Unterkastenform im Unterkasten 16 geformt.

Das Lösen der Unterkastenform aus dem Unterkasten kann leicht dadurch erfolgen, dass durch die Kanäle 21 Druckluft auf den Formsand 23 gerichtet wird. Für diesen Zweck wird ein anderes Leitungssystem 14a mit einem Dreiwegeventil 10c verwendet, wobei das Dreiwegeventil 10c zwischen den Kanälen 21 und dem zweiten By-pass-System 14 angeordnet ist. Der Füllrahmen 1 und die Druckplatte 5 werden von dem Unterkasten 16 entfernt, wenn sie um einen geringen Betrag nach unten bewegt wurden.

Die Unterkastenform wird mit dem Unterkasten, welcher wieder zu den Rollenförderern 15 zurückgebracht wurde, in eine Formzusammensetzungsposition überführt, ohne dass die Oberseite nach unten zeigt. Die Unterkastenform wird dann mit einer Oberkastenform vereinigt, welche zur gleichen Zeit auf der anderen Hälfte der Modellplatte, d. h. auf der anderen Seite der Modellplatte 17 hergestellt wurde, um so eine vollständige Form zu erstellen.

s Nachdem ein eine Unterkastenform enthaltender Unterkasten wegbefördert wurde, wird ein leerer Unterkasten in die Vorrichtung eingeführt und der vorbeschriebene Vorgang wiederholt.

Bei der vorgenannten Ausführungsform wird der Unterkasten 16 auf die Oberseite des Füllrahmens 1 zu und von dieser weg bewegt, um eine Unterkastenform herzustellen. Jedoch kann der Füllrahmen 1 so eliminiert werden, dass die Druckplatte 5 unmittelbar in den Unterkasten 16 eingesetzt ist. In diesem Falle wird die fertiggestellte Form aus dem Unterkasten 16 entfernt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Strömungsmenge der durch die Druckplatte 5 zugeführten Druckluft reguliert. Dieselbe Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, dass der Druck der Druckluft reguliert wird.

Obwohl das Abstellventil 10 geschlossen ist, wenn das erste By-pass-Abstellventil 10a geöffnet wird, kann gleichzeitig das Abstellventil 10 geöffnet bleiben.

Somit besteht das zuvor beschriebene Verfahren im Prinzip darin, dass Druckluft in einer solchen Menge erzeugt wird, die ausreicht, den Formsand mit niedriger Geschwindigkeit von der Druckplatte nach oben zu bewegen, um so den Formsand in die tiefen Ausnehmungen der Modellplatte zu drücken. Nachfolgend strömt eine grosse Menge von Druckluft zum Formsand, um diesen auf eine hohe Dichte zu verdichten, und zwar insbesondere in dem Bereich, welcher in unmittelbarer Nähe der Modellplatte liegt. Danach erfolgt ein Zusammendrücken des Formsandes insgesamt, indem die Druckplatte auf den Formsand zubewegt wird. Trotz der tiefen Ausnehmungen in der Modellplatte zwischen der Modellplatte und dem Unterkasten kann somit der Formsand vollständig die Ausnehmungen ausfüllen, und zwar bei Gewährleistung einer hohen Verdichtung des Formsandes. Das erfindungsgemässe Verfahren ist hoch wirksam, insbesondere, wenn es zur Herstellung einer Unterkastenform in Verbindung mit einer Modellplatte (match plate type pattern) verwendet wird. Zusätzlich kann eine hergestellte Unterkastenform mit dem anderen Formteil vereinigt werden, ohne dass die Oberseite nach unten gekippt werden muss. Dies dient zur Verhinderung, dass die Form 45 während der Handhabung beschädigt wird.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zur Herstellung einer Unterkastenform, dadurch gekennzeichnet, dass Formsand in einen Raum zwischen einem Unterkasten (16) und einer Druckplatte (5) eingefüllt wird, welch letztere verschiebbar im Unterkasten (16), gegebenenfalls in einem den Unterkasten (16) abstützenden Füllrahmen (1), angeordnet und mit einer Einrichtung (6,7) zum Einblasen von Druckluft in Richtung nach oben versehen ist, dass auf der Oberseite des den Formsand enthaltenden Unterkastens (16) eine Modellplatte (17) mit einer Vielzahl von Luftaustrittsbohrungen (21) angeordnet ist, dass in einer ersten Phase von der in der Druckplatte (5) ausgebildeten Einblaseinrichtung (6,7) Druckluft so zugeführt wird, dass der Formsand sich in Richtung auf die Modellplatte (17) zu bewegt, dass von der Einblaseinrichtung (6, 7) dann in einer zweiten Phase Druckluft mit einem Druck zugeführt wird, welcher grösser ist als derjenige der in der ersten Phase zugeführten Druckluft, so dass die Dichte des Formsandes in der Nähe der Modellplatte (17) zunimmt und dass die Druckplatte (5) nach oben bewegt wird, um den Formsand insgesamt zusammenzudrücken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllrahmen (1) unterhalb des Unterkastens (16) angeordnet und die Druckplatte (5) im Füllrahmen (1) eingesetzt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Phase Druckluft mit einem Druck zugeführt wird, welcher geringer ist als der Luftdruck der in der zweiten Phase zugeführten Druckluft.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterkasten (16) von oben auf dem Füllrahmen (1) aufgesetzt und der letztere nach oben bewegt wird, um den Unterkasten darauf festzuhalten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Formsand in den Füllrahmen (1) eingefüllt wird, bevor der Unterkasten (16) auf den Füllrahmen (1) aufge-, setzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Druckluft über in der Modellplatte (17) befindliche Luftauslassbohrungen (21) nach unten eingeblasen wird, um die Modellplatte (17) von der fertiggestellten Unterkastenform zu entfernen.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vertikal bewegbaren Unterkasten (16), eine verschiebbar in den Unterkasten (16) gegebenenfalls in einen den letzteren abstützenden Füllrahmen (1) eingesetzte Druckplatte (5), eine mit einer Vielzahl von Luftauslassbohrungen (21) versehene Modellplatte (17), die auf den Unterkasten (16) aufsetzbar ist,

durch eine Einrichtung zum Tragen der Modellplatte (17) über dem Unterkasten, eine Einrichtung zum nach Obenbewegen des Unterkastens zum Verbinden desselben mit der Modellplatte (17), eine in der Druckplatte (5) befindliche Einrichtung (7, 8, 9) zum Einblasen von Druckluft und eine Einrichtung zum wahlweisen Zuführen von Druckluft unterschiedlicher Strömungsmenge oder unterschiedlichen Drucks zur Einblaseinrichtung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (5) im Inneren eine Kammer (6) aufweist, dass die Blaseinrichtung in der Oberseite der Druckplatte (5) vorgesehen ist und aus einer Vielzahl von Luftaustrittsbohrungen (7) besteht, die mit der Kammer (6) in Verbindung stehen.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Leitungssystemen (12,13,14) eine Druckluftquelle mit der Blaseinrichtung verbindet, und dass jedes Leitungssystem ein Abstellventil (10,

10a, 10b) und ein Strömungs- oder Druckregulierungsventil (11,-1 la, 1 lb) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (5) mit einer luftdichten Dichtung (5a) versehen ist, die entlang der Um-fangswand der Druckplatte verläuft und an der Innenwand des Unterkastens anliegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (14a, 10c) vorgesehen ist, um wahlweise die Luftfördereinrichtung mit einer Einrichtung (20) zu verbinden, mittels der Druckluft durch in der Modellplatte (17) befindliche Auslassöffnungen (21) gegen den Boden des Unterkastens (16) zu leitbar ist, um die Entfernung der fertiggestellten Unterkastenform nach ihrer Fertigstellung zu unterstützen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einem Füllrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllrahmen (1) vertikal bewegbar ist, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der der Unterkasten (16) in eine Stellung oberhalb des Füllrahmens (1) bringbar ist, und eine Einrichtung zum Nachoben-bewegen des Füllrahmens (1) zusammen mit der Druckplatte (5) dient, um so den Unterkasten auf den Füllrahmen (1) und die Modellplatte (17) auf den Unterkasten (16) ausgerichtet aufzusetzen.