CH662522A5 - Formmaschine zum herstellen von gasgehaerteten sandformen und verfahren zum betrieb dieser formmaschine. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formmaschine zum Herstellen von gasgehärteten Sandformen sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser Formmaschine.

Bisher hat man Giessformen oder andere Formen dadurch hergestellt, dass man einen gashärtenden Sand verwendet hat, der in einen Formkasten eingefüllt wurde, und zwar unter Verwendung von Druckluft. Druckgase wurden ebenso als härtendes Gas verwendet, die in den Sand und den Formkasten eingeleitet wurden, so dass dieses Gas den Sand durchdrang.

Konsequenterweise war eine hohe Luftdichtigkeit an den aneinanderliegenden Flächen zwischen Formkasten und Modellplatte notwendig, so dass ein starkes Klemmen der vorgenannten Teile notwendig war.

Dies erfordert ebenso das Herstellen der Vorrichtung und des Formkastens mit hoher Festigkeit und erheblicher Grösse, was die Giessformen und auch die Herstellung der Sandformen teuer gestaltete.

Wenn das härtende Gas giftig ist, musste auf eine sehr grosse Sorgfalt dahingehend geachtet werden, dass eine Leckage von derartigem giftigen Gas aus der Vorrichtung sicher verhindert wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun insbesondere darin, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden.

Erfindungsgemäss werden diese Nachteile bei einer Formmaschine der eingangs genannten Art dadurch vermieden, indem sie folgende Elemente aufweist:

eine Modellplatte mit einer Oberseite, auf die ein Modell absetzbar ist und die eine Vielzahl von Lüftungslöchern aufweist, mit einer Bodenwandung, einer Modellplatten-Seiten-wandung und mindestens einem Flansch, wobei die Obersei-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

662 522

te, die Modellplatten-Seitenwandung und die Bodenwandung eine hohle Kammer mit einer Durchgangsöffnung zum Anschluss an eine Vakuumquelle bilden;

einen hohlen Formkasten mit einem offenen oberen Ende, einem offenen unteren Ende und einer Formkasten-Seitenwandung, wobei dieser Formkasten abnehmbar auf der Oberseite der Modellplatte aufliegt und bei Auflage auf derselben einen oben offenen Aufnahmeteil mit einer um ein auf der Modellplatte angeordnetes Modell verlaufenden, ringsum geschlossenen Seitenwandung bildet;

eine Fördereinrichtung zum horizontalen Hin- und Herbewegen der Modellplatte zusammen mit dem daraufgelegten Formkasten zwischen einer ersten Lage zum Einfüllen von Giesssand in den das auf der Modellplatte sich befindende Modell umgebenden Formkasten und einer zweiten Lage zum Härten des eingefüllten Giesssandes;

eine Einrichtung zum Klemmen der Modellplatte in der zweiten Lage, um ein nach oben Bewegen der Modellplatte zu verhindern, wobei diese Klemmeinrichtung einen Anschlag aufweist, welcher oberhalb des Modellplattenflansches angeordnet ist, sowie mindestens eine pneumatische Feder, um die Modellplatte nach oben zu drücken, so dass die Oberseite des Modellplattenflansches gegen den Anschlag gedrückt wird;

eine oberhalb dem in der ersten Lage sich befindenden Formkasten angeordnete Einfülleinrichtung zum Einfüllen von Giesssand, welche nach oben hin zur Atmosphäre offen ist und eine Bodenplatte aufweist, deren Oberfläche gross genug ist, um das obere offene Ende des Formkastens zu schliessen; und die mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen zur Abgabe von in der Einfülleinrichtung sich befindendem Giesssand in den hohlen Formkasten versehen ist;

Mittel zum vertikalen Hin- und Herbewegen der Einfülleinrichtung relativ zum Formkasten;

einen oberhalb des sich in der zweiten Lage befindenden Formkastens angeordneten Abdeckteil, welcher lösbar und abdichtend auf das obere offene Ende des Formkastens aufsetzbar ist, einen offenen Boden sowie eine geschlossene Oberseite aufweist, und bei abdichtender Auflage auf dem Formkasten mit diesem eine Kammer zur Aufnahme des Härtgases bildet, wobei der Abdeckteil mit einer Durchtritts-öffnung zur Verbindung mit einer Härtgasquelle versehen ist; und einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder zum vertikalen Hin- und Herbewegen des Abdeckteiles relativ zum Formkasten zur abdichtenden Auflage des offenen Bodens des Abdeckteiles auf dem oberen offenen Ende des Formkastens.

Die erfindungsgemässe Maschine erfordert keine besondere starre Verklemmung des Formkastens mit der Modellplatte. Weiterhin können eine Modellplatte und ein Formkasten mit vergleichsweise geringer Festigkeit verwendet werden. Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gelangt das härtende Gas zufriedenstellenderweise in den Formsand, ohne dass irgendeine Leckage von härtendem Gas in die umgebende Atmosphäre zu befürchten ist. Schliesslich können die gasgehärteten Sandformen wirtschaftlich mit geringen Kosten hergestellt werden, ohne dass eine Verunreinigung und Vergiftung der Umgebung durch Leckage des härtenden Gases auftritt.

Zweckmässige Weiterausgestaltungen der erfindungsge-mässen Formmaschine sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemässen Maschine, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man bei Anordnung der Modellplatte mit darauf sich befindendem Formkasten in der ersten

Lage, nach Absenken der Einfülleinrichtung in abdichtenden Eingriff mit dem Formkasten, durch Anwendung von Unterdruck in der hohlen Kammer der Modellplatte Giesssand von der Einfülleinrichtung nach unten in den Formkasten einfüllt, und nach Anordnung der Modellplatte mit darauf sich befindendem, mit eingefülltem Giesssand versehenem Formkasten in der zweiten Lage, nach Absenken des Abdeckteiles bis in abdichtenden Eingriff mit dem offenen oberen Ende des Formkastens, durch Anwendung von Unterdruck in der hohlen Kammer der Modellplatte, das Härtgas vom Abdeckteil her durch den auszuhärtenden Giesssand hindurch nach unten bis in die hohle Kammer zieht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht einer Formmaschine; und

Fig. 2 eine Seitenansicht mit der Darstellung einer Klemmvorrichtung der in Fig. 1 dargestellten Maschine im einzelnen.

Die Bezugszeichen 1, 2 und 3 bezeichnen drei Stützsäulenpaare, von denen jedes Paar aufrecht steht und auf dem Fundament von links nach rechts in der Zeichnung ausgerichtet und in notwendigen Abständen voneinander beabstandet sind.

Ein Rollenförderer 5 umfasst eine Vielzahl von mit Flanschen versehenen Rollen 4. Der Förderer ist parallel zu den Säulen 1,2 und 3 angeordnet, und zwar in dessen unteren Bereichen.

Rahmenpaare 25 verlaufen zwischen den Säulenpaaren 1 und 2 an ihrem jeweiligen oberen Ende. Zwei vertikal ausgerichtete Zylinder 6 befinden sich im Abstand zueinander, wobei jeder von diesen an einem Rahmenpaar 25 mittels Halteteilen 7 angebracht ist.

Zwischen den einander gegenüberliegenden oberen Enden der beiden Kolbenstangen der Servomotoren 6 ist eine Einfülleinrichtung 9 angeordnet, welche über ein Lenkerteilepaar 10 mit dem oberen Ende der Kolbenstangen verbunden ist.

Die Einfülleinrichtung 9 ist mit einer horizontal verlaufenden Grundplatte 8' versehen, welche eine Vielzahl von Durchgangslöchern 8, die dem Abgeben von Giesssand dienen und einen Oberflächenbereich, welcher gross genug ist, das obere Ende eines Formkastens 18 zu schliessen, aufweist, wobei der letztere später noch im einzelnen beschrieben wird.

Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Modellplatte mit einer Oberseite, einer Modellplatten-Seitenwandung, einer Bodenwandung, einer hohlen Kammer 12 im unteren Bereich, einem Flansch 1 la, welcher am untersten Ende horizontal nach aussen verläuft, und mit einer Oberseite, die eine Vielzahl von Lüftungslöchern 13 mit nicht dargestellten Lüftungsstopfen aufweist, durch die die hohle Kammer 12 mit dem Inneren des Formkastens in Verbindung steht.

Die Modellplatte 11 liegt auf den mit Flanschen versehenen Rollen 4 des Rollenförderers 5 auf, so dass die Modellplatte bewegbar ist, während sie drehbar von den geflanschten Rollen 4 getragen wird.

Die hohle Kammer 12 der Modellplatte 11 ist mit einem flexiblen Schlauch, wie einem Gummischlauch über ein Saugloch 26 mit einer Vakuumquelle für das Evakuieren verbunden.

Das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Klemmeinrichtung zum festen Anbringen der Modellplatte 11 auf dem Förderer 5 mit den geflanschten Rollen in der Mittellage zwischen zwei Säulen 2 und 3.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

662522

Die Klemmeinrichtung 14, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, besteht aus einem pneumatischen Federpaar 15 zum Anheben oder Absenken der Modellplatte 11, wenn eine Betätigung durch Druckluft erfolgt. Weiterhin weist die Klemmeinrichtung 14 ein Anschlagpaar 16 auf, welche die Modell-plattenflansche 1 la zwischen sich und den pneumatischen Federn 15 einklemmen, welche oberhalb des Fundamentes durch eine Stützsäule 17 angeordnet sind, welche Stützsäule auf dem Fundament befestigt ist.

Das Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Formkasten, welcher auf der Modellplatte 11 aufliegt.

Zwischen den gegenüberliegenden oberen Enden der Stützsäulen 2 und 3 befindet sich ausserdem eine zweite Fördereinrichtung 19 mit geflanschten Rollen 20. Diese Fördereinrichtung verläuft von der Vorderseite zur Rückseite der Zeichenebene der Fig. 1.

Ein Laufwagen 21 wird von den geflanschten Rollen 20 getragen, um eine freie Traversierbewegung zu erlauben. Im Mittelabschnitt des Wagens befindet sich ein pneumatischer oder hydraulischer Servomotor 22, welcher durch den Laufwagen verläuft, um eine vertikale hin- und hergehende Betätigung zu bewirken.

Am unteren Ende der Kolbenstange des Zylinders 22 ist ein Abdeckteil 23 zum Schliessen der oberen Öffnung des Formkastens 18 angebracht, vorzugsweise gleitend geführt durch eine geeignete Anzahl von Führungssäulen.

Der Innenraum des Abdeckteiles 23 ist über ein Verbindungsloch 24 mit einer Versorgungsquelle (nicht dargestellt) für härtendes Gas verbunden.

Das Abdeckteil 23 ist ebenso mit geeigneten Mitteln zum Klemmen und Anheben des Formkastens und einer Einrichtung zum Abstreifen der gehärteten Form versehen.

Die Formmaschine der zuvor beschriebenen Art funktioniert folgendermassen.

Zunächst wird die Einfülleinrichtung 9 durch einen Abwärtshub der Kolbenstange der Zylinder 6 abgesenkt, so dass die Bodenplatte die obere Öffnung des Formkastens 18, welcher auf der Modellplatte 11 abgesetzt ist, schliesst.

Durch Betätigung der Vakuumsaugvorrichtung (nicht dargestellt) werden die hohle Kammer 12 der Modellplatte 11 und das Innere des Formkastens 18 auf einen reduzierten Druck gebracht. So wird der in der Einfülleinrichtung 9 befindliche gashärtende Sand über die Sandabgabelöcher 8 in den Formkasten 18 abgegeben und füllt diesen infolge eines Druckunterschiedes zwischen dem atmosphärischen Druck, welcher auf die Oberfläche der Sandschicht wirkt und dem reduzierten Druck unter der Grundplatte aus.

Nachdem dieser Füllvorgang für eine vorbestimmte Zeitperiode fortgesetzt worden ist, wird der Vakuumfüllvorgang beendet und die Einfüllvorrichtung 9 durch Aufwärtsbewegen der Kolbenstange der Zylinder 6 angehoben.

Der nun mit Formsand gefüllte Formkasten 18 wird zusammen mit der Modellplatte in eine Lage unmittelbar oberhalb der Klemmvorrichtung 14 gebracht, die an der rechten Seite der Einfüllvorrichtung 9 angebracht ist, wo der Abdeckteil 23 auf die obere Öffnung des Formkastens abgesetzt wird, um den Formkasten abzudecken. Dies erfolgt durch die Abwärtsbewegung der Kolbenstange des Zylinders 22.

Daraufhin wird das Innere des Formkastens 18 einem reduzierten Druck unterworfen, welcher durch eine nicht dargestellte Vakuumquelle erzeugt wird. Dadurch erfolgt das Einführen eines härtenden Gases zur Oberfläche des gashärtenden Sandes S, was durch einen nachfolgenden Verfahrensschritt durchgeführt wird.

Das so eingeführte härtende Gas wird weiter eingesaugt und kann in den Sand eindringen und diesen durchdringen und wird nach aussen durch die Lüftungslöcher 13 und die hohle Kammer 12 abgegeben, während der in den Formkasten eingefüllte Formsand gehärtet wird.

Dieser Härtungsvorgang wird für eine vorbestimmte Zeitperiode fortgesetzt. Dann wird die Vakuumsaugeinrichtung vom Formkasten getrennt.

Daraufhin wird Druckluft in die pneumatischen Federn 15 der Klemmvorrichtung eingeführt, um die Modellplatte 11 und den Formkasten 18, welcher mit dem gehärteten Sand gefüllt ist, anzuheben, während die Modellplatte 11 durch die Klemmvorrichtung 14 festgeklemmt ist.

Nach dem Kuppeln mit einer Hebevorrichtung (nicht dargestellt) wird der Formkasten 18, in dem sich bereits der gehärtete Formsand befindet, zusammen mit der Abdeckung nach oben gehoben, und zwar aufgrund der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange des Zylinders 22. Als Resultat dessen wird der Formkasten 18 von der Modellplatte 11 gelöst.

Nach dem Abnehmen der Modellplatte wird der den Laufwagen 21 tragende Formkasten 18 mit dem darin befindlichen gehärteten Sand in eine Lage überführt, in der die geformte und gehärtete Sandform aus dem Formkasten 18 durch eine nicht dargestellte Ausstossvorrichtung ausgestos-sen wird.

Entsprechend dem nächsten Verfahrensschritt wird der Laufwagen 21 zurückgezogen, um den Abdeckteil 23 und den Formkasten 18, der nun leer ist, in eine Lage unmittelbar über der Modellplatte 11 zu überführen. Dann wird der leere Formkasten auf die Modellplatte 11 erneut abgesetzt.

Nach dem Lösen der Klemm- und Klebevorrichtung mit dem Formkasten 18 und dem Abdeckteil 23 wird der Abdeckteil 23 durch die Aufwärtsbewegung der Kolbenstange des Zylinders 22 angehoben.

Daraufhin wird die Druckluft in den pneumatischen Federn 15 abgelassen, um die Modellplatte 11, die den Formkasten 18 trägt, zu entklemmen, damit ein Absetzen auf die geflanschten Rollen 4 möglich ist und der Formkasten mit der Modellplatte unmittelbar zurück in die Lage unterhalb der Einfülleinrichtung 9 zurückgebracht werden kann, um einen neuen Betriebszyklus durchführen zu können-

Entsprechend der zuvor erläuterten Ausführungsform wird das Ausstossen des Formsandes in einem Ausstoss-schritt durchgeführt. Auf diesen Schritt kann jedoch verzichtet werden. Alternativ kann der Formvorgang so erfolgen, dass andere leere Formkästen einer nach dem anderen auf der Modellplatte 11 abgelegt wird, wenn das Gashärten des Formsandes im vorhergehenden Verfahrensschritt vollständig durchgeführt worden ist.

Das Klemmen der Musterplatte beim Schritt des Entfernens vom Formkasten ist nicht notwendigerweise auf eine pneumatische Feder beschränkt. Es können auch andere geeignete Mittel verwendet werden, beispielsweise hydraulische oder pneumatische Zylinder.

Obwohl die Einfüllvorrichtung 9 bei der zuvor erläuterten Ausführungsform, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, nach oben und nach unten beweglich ist, können alternativ Hebemittie für die Aufwärtsbewegung der Modellplatte und des Formkastens unterhalb einer fest angeordneten Einfülleinrichtung angeordnet sein.

Wenn die Formmaschine gemäss der vorstehenden Beschreibung konstruiert ist und funktioniert, kann das Einfüllen des Formsandes in einen Formkasten nur durch Aufbringung eines reduzierten Druckes auf die unterhalb des Formkastens befindliche Modellplatte erfolgen.

Die zuvor beschriebene Formmaschine ist im ganzen von leichter Konstruktion und geringer Grösse, wenn dieser mit herkömmlichen Apparaten mit einem Blaskopf verglichen wird, mit dem Formsand mit Druckluft eingeblasen wird.

Mehr noch dringt das härtende Gas in den in den Formkasten eingefüllten Sand durch Vakuumsaugen ein und

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

662 522

durchdringt diesen Sand, so dass keine Gefahr einer Gasleckage wie bei herkömmlichen Blasapparaten auftritt. Zugleich kann die vorliegende Formmaschine, bei der härtendes Gas durch Vakuumsaugen in den Formkasten eingeführt wird, von leichter Konstruktion und kleiner Grösse im Vergleich zu herkömmlichen Formmaschinen sein, bei denen das härtende Gas dadurch in den Formkasten fliesst, dass ein positiver Druck verwendet wird.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

662 522

1. Formmaschine zum Herstellen von gasgehärteten Sandformen, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Elemente aufweist:

eine Modellplatte (1) mit einer Oberseite, auf die ein Modell absetzbar ist und die eine Vielzahl von Lüftungslöchern (13) aufweist, mit einer Bodenwandung, einer Modellplat-ten-Seitenwandung und mindestens einem Flansch (1 la), wobei die Oberseite, die Modellplatten-Seitenwandung und die Bodenwandung eine hohle Kammer (12) mit einer Durchgangsöffnung zum Anschluss an eine Vakuumquelle bilden;

einen hohlen Formkasten (18) mit einem offenen oberen Ende, einem offenen unteren Ende und einer Formkasten-Seitenwandung, wobei dieser Formkasten (18) abnehmbar auf der Oberseite der Modellplatte (11) aufliegt und bei Auflage auf derselben einen oben offenen Aufnahmeteil mit einer um ein auf der Modellplatte (11) angeordnetes Modell verlaufenden, ringsum geschlossenen Seitenwandung bildet;

eine Fördereinrichtung (5) zum horizontalen Hin- und Herbewegen der Modellplatte (11) zusammen mit dem daraufgelegten Formkasten (18) zwischen einer ersten Lage zum Einfüllen von Giesssand in den das auf der Modellplatte (18) sich befindende Modell umgebenden Formkasten und einer zweiten Lage zum Härten des eingefüllten Giessandes;

eine Einrichtung (14) zum Klemmen der Modellplatte (11) in der zweiten Lage, um ein nach oben Bewegen der Modellplatte (11) zu verhindern, wobei diese Klemmeinrichtung (14) einen Anschlag (16) aufweist, welcher oberhalb des Modellplattenflansches (1 la) angeordnet ist, sowie mindestens eine pneumatische Feder (15), um die Modellplatte (11) nach oben zu drücken, so dass die Oberseite des Modellplattenflansches (1 la) gegen den Anschlag (16) gedrückt wird;

eine oberhalb dem in der ersten Lage sich befindenden Formkasten angeordnete Einfülleinrichtung (9) zum Einfüllen von Giesssand, welche nach oben hin zur Atmosphäre offen ist und eine Bodenplatte (8') aufweist, deren Oberfläche gross genug ist, um das obere offene Ende des Formkastens (18) zu schliessen, und die mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen (8) zur Abgabe von in der Einfülleinrichtung sich befindendem Giesssand in den hohlen Formkasten (18) versehen ist;

Mittel (6) zum vertikalen Hin- und Herbewegen der Einfülleinrichtung (9) relativ zum Formkasten;

einen oberhalb des sich in der zweiten Lage befindenden Formkastens (18) angeordneten Abdeckteil (23), welcher lösbar und abdichtend auf das obere offene Ende des Formkastens (18) aufsetzbar ist, einen offenen Boden sowie eine geschlossene Oberseite aufweist, und bei abdichtender Auflage auf dem Formkasten (18) mit diesem eine Kammer zur Aufnahme des Härtgases bildet, wobei der Abdeckteil (23) mit einer Durchtrittsöffnung zur Verbindung mit einer Härtegasquelle versehen ist; und einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder (22) zum vertikalen Hin- und Herbewegen des Abdeckteiles (23) relativ zum Formkasten (18) zur abdichtenden Auflage des offenen Bodens des Abdeckteiles (23) auf dem oberen offenen Ende des Formkastens (18).

2. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckteil (23) eine Einrichtung zum Halten des Formkastens (18) aufweist, so dass der den gashärtenden Formsand enthaltende Formkasten (18) von der Kupplung mit der Modellplatte (11) gelöst und in den oberen Teil seiner zweiten Lage nach oben angehoben werden kann.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Formmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckteil (23) zwischen der genannten zweiten Lage und einer dritten Lage für das Ausstossen bzw.

Abstreifen der Form aus gehärtetem Formsand aus dem Formkasten (18) hin- und herbewegbar ist.

4. Formmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausser der für die Modellplatte (11) bestimmten Fördereinrichtung (5) eine zweite Fördereinrichtung (19) aufweist, welche zwischen dem oberen Teil der zweiten Lage und der dritten Lage für das Überführen des Abdeckteiles (23) durch eine Hin- und Herbewegung dazwischen versehen ist, wobei diese beiden Fördereinrichtungen (5,19) so verlaufen, dass die Überführungsrichtung der er-steren senkrecht zur letzteren verläuft.

5. Formmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckteil (23) eine Einrichtung zum Ausstossen der aus gasgehärtetem Sand bestehenden Form aus dem Formkasten (18) aufweist.

6. Verfahren zum Betrieb der Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Anordnung der Modellplatte (11) mit darauf sich befindendem Formkasten (18) in der ersten Lage, nach Absenken der Einfülleinrichtung (9) in abdichtenden Eingriff mit dem Formkasten (18), durch Anwendung von Unterdruck in der hohlen Kammer (12) der Modellplatte (11) Giesssand von der Einfülleinrichtung (9) nach unten in den Formkasten (18) einfüllt, und nach Anordnung der Modellplatte (11) mit darauf sich befindendem, mit eingefülltem Giesssand versehenem Formkasten (18) in der zweiten Lage, nach Absenken des Abdeckteiles (23) bis in abdichtenden Eingriff mit dem offenen oberen Ende des Formkastens (18), durch Anwendung von Unterdruck in der hohlen Kammer (12) der Modellplatte (11), das Härtgas vom Abdeckteil (23) her durch den auszuhärtenden Giesssand hindurch nach unten bis in die hohle Kammer (12) zieht.