CH659201A5 - Formmaschine mit fuellrahmen fuer die verdichtung von koernigen formstoffen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formmaschine mit Füllrahmen für die Verdichtung von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, mittels eines Gasdruckimpul-ses.

Einrichtungen zur Verdichtung von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, sind in verschiedenen Ausfûhrungèn bekannt. Darunter sind auch solche, bei welchen eine Verdichtereinheit auf dem Verdichtungsprinzip des Gasdruckstosses verwendet wird. Hierbei wird über eine Formstoffmasse, die in einem Formkasten mit Füllrahmen über eine Modelleinrichtung lose eingefüllt ist, die Verdichtereinheit gebracht und in dieser ein Gasdruckstoss erzeugt, der zur Oberfläche der Formstoffmasse geführt, die Formstoffmasse sodann verdichtet.

Die Wandungen der hierbei verwendeten Füllrahmen sind mit parallel zueinander verlaufenden Innenflächen ausgebildet, wobei die Querschnittsfläche des von den Wandungen begrenzten Hohlraumes, über die ganze Höhe gleich ist und allgemein der Querschnittsfläche des Formkastens entspricht. Damit ist der zu verdichtenden Formstoffmasse eine ungehemmte, aber auch unkontrollierbare Bewegungsrichtung vorgezeigt.

Während des Verdichtens wird nun die Formstoffmasse entlang der Wandungen in gleichbleibendem Raumquerschnitt bewegt und verdichtet sich durch deren Rückstau auf der Modelleinrichtung. Damit bestimmt die Intensität der Massebewegung die Formfestigkeit, die mit Verminderung des Masseanteiles in Richtung zur Formrückseite, in progressiver Folge abnimmt.

Nach dem Verdichtungsvorgang muss die überstehende, in den Füllrahmen eindringende Restformstoffmasse auf die Höhe des Formkastens abgetrennt werden. Dabei wird je nach der geforderten Formfestigkeit, die z.B. für das Einfrä-sen eines Giesslaufes notwendig ist, die abzutrennende Formstoffmenge zum Teil auf eine beachtliche Füllhöhe angesetzt.

Da jedoch jede überstehende Formstoffmenge ungenützter Formstoff ist, bedeutet die Menge demnach quasi Verlust, was sich zum Nachteil der Kostenbildung auswirkt.

Der Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe, eine Formmaschine mit Füllrahmen für das Verdichten von körnigen Stoffen, insbesondere Giessereiformstoffen, vorzuschlagen, womit auch bei knapper Füllmenge, an der Formrückseite einer verdichteten Giessform, in der Trennebene der abgetrennten Formstoffmenge, bereits bei geringer Abstreifmenge, eine optimale Formfestigkeit erreichbar ist, wobei gleichzeitig der Restmenge der verdichteten Formstoffmasse ein kompaktes Volumen vermittelt wird.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe nach der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Lehre gelöst, wobei die anschliessenden abhängigen Ansprüche vorteilhafte Ausgestaltungen beschreiben.

Die Erfindung wird nun anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine für einen Verdichtungsvorgang vorbereitete Formmaschine mit Füllrahmen,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt einer Variante des Füllrahmens, und

Fig. 3 einen Vertikalschnitt einer weiteren Variante mit veränderbaren Wandungsinnenseiten.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Verdichten von Giessereiformstoffen unmittelbar vor dem Verdichtungsvorgang.

Auf einer Hubvorrichtung 1 ist als Modelleinrichtung eine Modellplatte 2 mit einem Modell 3 aufgesetzt. Aufliegend auf der Modellplatte 2 ist ein das Modell 3 umgebender Formkasten 4, der einen Füllrahmen 5 trägt. Da die Darstellung, die Anordnung für ein nachfolgendes Verdichten zeigt, ist eine dosierte Menge einer Formstoffmasse 6 von einem Formstoffbehälter 7 bis in den Bereich des oberen Füllrahmenabschlusses 8 eingefüllt. Der Füllrahmen 5, der Formkasten 4, die Modellplatte 2 und das Modell 3 bilden gemeinsam eine Formeinrichtung. Von der Hubvorrichtung 1 angehoben, ist die Formeinrichtung mit dem Füllrahmenab-schluss 8 zur Anlage an eine Verdichtereinheit 9 gebracht und für den Verdichturigsvorgang daselbst verspannt. Die Verdichtereinheit 9 besteht im wesentlichen aus einem Druckgehäuse 10 und einem Anschlussteil 11 zur Verbindung mit dem Füllrahmen 5.

Als Verdichtereinheit 9 kann eine Einrichtung verwendet werden, bei welcher der Gasdruckstoss durch die Auslösung einer exothermen Reaktion eines zündfahigen Brennstoffgemisches, oder durch eine schlagartige Entspannung eines hochgespannten Gases, z.B. Pressluft, erfolgt.

Bei Verwendung der Verdichtereinheit 9 zur Auslösung einer exothermen Reaktion bildet das Druckgehäuse 10 eine sogenannte Brennkammer mit z. B. einem Gaseintritt 13 und einer Zündvorrichtung 14. Die Brennkammer ist mit einem Gebläse 15 versehen, mit welchem das zündfahige Brennstoffgemisch für die Verbrennung in optimale Zustandsform gebracht werden kann. Im weiteren ist die Einheit mit den dazu gebräuchlichen Steuereinrichtungen ausgerüstet.

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Bei Verwendung der Verdichtereinheit 9 für die Auslösung eines Gasdruckstosses aus der schlagartigen Entspannung eines hochgespannten Gases, ist das Druckgehäuse 10 als Druckbehälter ausgebildet und weist im Übergang 16 zum Füllrahmen 5 ein schlagartig öffnendes Ventil 17 auf. Der Druckbehälter ist hierbei mit den gebräuchlichen Luftzuleitungen und Ableitungen ausgerüstet, ebenso mit den hierzu gebräuchlichen Steuereinrichtungen.

Die Wandungen 18 des Füllrahmens 5 begrenzen einen Hohlraum 19, der in seiner Hohe 20 von aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Querschnittsflächen gebildet ist. Die Mittelachse 21 dieser Querschnittsflächen bildet eine Gerade und ist allen Querschnittsflächen gemeinsam. Die grösseren Querschnittsflächen sind hierbei zum oberen 8 und unteren 22 Füllrahmenabschluss vorgesehen und verringern sich zur halbierenden der Füllrahmenhöhe 20 hin. Die Lage der geringsten Querschnittsfläche 12 ist vorteilhaft so gewählt,

dass die Oberseite 23' der verdichteten Formstoffmasse 6 unterhalb dieser Querschnittsfläche 12 zu liegen kommt, d.h. die Formstoffoberseite 23'ist bereits in dem sich vergrös-sernden Bereich dieser Querschnittsflächen. Mit dieser Massnahme ist ein formgerechtes Abheben des Füllrahmens 5 vom Formkasten 4 gewährleistet und ein Abreissen einer Restmenge der Formstoffmasse kann vermieden werden.

Die raumseitigen Profile der Wandungen 18 bilden damit zwei dachförmige zueinander verlaufende Flächen, die vorteilhaft mit einer reibungsvermindernden Oberfläche, z.B. poliert, kunststoffbeschichtet, oder schuppenförmig, oder dergleichen ausgebildet sind. Die Wandungen 18 sind umfänglich des Hohlraumes 19 gleichförmig gestaltet, oder mindestens an zwei gegenüberliegenden Seiten.

Eine solche Formgestaltung der Wandung 18 bezweckt, dass die über der geringsten Querschnittsfläche liegende Formstoffmasse in der Anfangsphase des Verdichtungsvorganges verfestigt wird und derart auf die darunter liegende Formstoffmasse einwirkt und damit im Endzustand der Giessform eine Verbesserung der Formfestigkeit an dieser Seite ermöglicht.

Die Wandung des hierzu verwendeten Formkastens 4 ist vorteilhaft zur Innenseite hin gewölbt oder sonstwie profiliert, damit zum einen beim Verdichten der fliessenden Formstoffmasse geringstmöglicher Widerstand entgegengesetzt wird, zum anderen der verdichteten Giessform eine genügende Haftung mit dem Formkasten 4 vermittelt ist.

Fig. 2 zeigt eine Variante eines Füllrahmens 5a, dessen Wandungen 18a von Querschnittsflächen gebildet sind, deren gemeinsame Mittelachse 21a eine von der Geraden abweichende Linie, z. B. eine Kurve oder eine Schräge bildet. Damit wird dem Durchgangsquerschnitt dieses Hohlraumes 19a eine besondere Form verliehen, wodurch die durchströmende Formstoffmasse gerichtet wird. Damit werden gezielte Verdichtungseffekte erreicht, wie solche vielfach für besondere Modelle mit z. B. vermindert zugänglichen Teilen benötigt werden.

Vorteilhaft sind auch bei dieser Ausführung die Oberflächen der Wandungen 18a mit einem für die fliessende Formstoffmasse reibungsverminderndem Überzug zu versehen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante eines Füllrahmens 5b bei der, die Wandungen 18b profilierenden, horizontalen Querschnittsflächen nur über einen Teil der Höhe des Hohlraumes 19b unterschiedlich sind. Der obere Teil, d.h., der zur Verdichtereinheit 9 gerichtete Teil 26 des Füllrahmens 5b ist über ein bestimmtes Mass, als parallel zueinander verlaufende Flächen 24 ausgebildet, wobei die anschliessende Partie dieser Wandungen 18b einen Raum 19b begrenzen, welcher sich zur Formkastenauflage 22 hin, erweitert. Die Mittelachse dieser die Wandungen 18b profilierenden Querschnittsflächen ist vorteilhaft für alle Querschnittsflächen gemeinsam. Bei dieser Anordnung soll die Formstoffmasse 6 über einen Teil der Raumhöhe des Füllrahmens 5b gleichmässig verfestigt werden, womit die über die Giessform verlaufende Formfestigkeit zur Rückenpartie hin geringer abfallt, d.h., die Endfestigkeit des Formrückens wird besser.

Fig. 4 zeigt eine weitere Variante des Füllrahmens 5c, wobei die Innenseiten der Wandungen 18c mit verstellbaren Platten 25 ausgebildet sind, mit deren Einsatz die horizontalen Querschnittsflächen des Füllrahmenhohlraumes 19c wechselweise veränderbar sind.

Anstelle der Platten 25 können die Wandungen 18c ebenso mit einem durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium beaufschlagbaren Elastomer verbunden sein, der ein verbessertes Fliessverhalten der Formstoffmasse 6 bewirkt.

Die aufgezeigten Ausführungsbeispiele können wahlweise erweitert werden, wobei innerhalb des Füllrahmens auch Kombinationen von Wandprofilen anwendbar sind.

Die mit der erfindungsgemässen Einrichtung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit geringem Aufwand durch besondere Gestaltung des Füllrahmen-Hohlraumes die Verdichtungscharakteristik der Formstoffmasse erzielbar ist. Damit kann in engem Bereich der abzutrennenden Formstoffmasse eine rasch ansteigende Formfestigkeit erreicht werden und damit die abzustreifende Formstoffmenge reduziert und die nutzbare Formstoffmenge erhöht werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

659201 PATENTANSPRÜCHE

1. Formmaschine mit Füllrahmen für die Verdichtung von körnigen Formstoffen, insbesondere Giessereiformstof-fen, mittels eines Gasdruckimpulses, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Wandungen des Füllrahmens (5, 5a, 5b, 5c) begrenzte Hohlraum (19,19a, 19b, 19c) über mindestens einen Teil seiner Höhe (20) von aufeinanderfolgend unterschiedlichen Querschnitten gebildet ist.

2. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Querschnitte profilierten Wandungen (18, 18a, 18b, 18c) gleiche Innenprofile aufweisen.

3. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der durch die Querschnitte profilierten Wandungen (18,18a, 18b, 18c) gleiche Innenprofile aufweisen.

4. Formmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass gleichprofilierte Wandungen (18,18a, 18b) einander gegenüberliegen.

5. Formmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte aller Querschnitte auf einer Mittellinie (21,21a) liegen.

6. Formmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte einer Gruppe von Querschnitten auf einer von der Senkrechten abweichenden Mittelliniepartie (21a) liegen.

7. Formmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie eine Gerade (21) oder eine Kurve (21a) ist.

8. Formmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (18,18a, 18b, 18c) mit Elementen zur Veränderung der Querschnitte ausgebildet sind, z.B. bewegbaren Platten (25) oder druckbeaufschlagten Elastomer-Elementen.

9. Formmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hohlraumseitige Oberfläche der Wandungen (18, 18a, 18b, 18c) bezüglich des Sandflusses reibungs-vermindernd, z.B. poliert, mit Kunststoffüberzug oder schuppenförmig ausgebildet ist.