DD293282A5 - Verfahren und formmaschine zur herstellung von giessformen - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Formmaschine zu schaffen, mit deren Hilfe Gieszformen durch Pressen und Vibration von vorzugsweise tongebundenen Formstoffen in einer aus Modellplatte und Formkasten bestehenden Formkammer bei geringer Schallemission und einem dem bekannten Ruettel-Preszverdichten gleichwertigen Verdichtungseffekt hergestellt werden koennen. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die Schwingparameter des Erregers waehrend des gesamten Verdichtungsvorganges annaehernd konstant gehalten, jedoch die Schwingparameter der Formkammer so gesteuert werden, dasz die Formkammer in einer ersten Phase bei geringem konstanten Preszdruck mit einer groeszeren Amplitude schwingt als in einer zweiten Phase bei bis zum Enddruck zunehmenden Preszdruck.{Verdichtung; Formstoff; Gieszform; Vibration; Pressen}

Description

Hierzu '/Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung findet Anwendung bei der Herstellung von Gießformen aus tongebundenen Formstoffen durch Verdichten des Formstoffes in einer schwingenden, aus Modellplatte und Formkasten bestehenden Kammer mit darüber angeordnetem Füllrahmen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das verbreitetste Verfahren zur Herstellung von Gießformen ist das Rütteln mit gleichzeitigem oder nachfolgendem Pressen. Die Verdichtung des Formstoffes geschieht beim Rütteln dadurch, daß die mit Formstoff gefüllte Kammer periodisch auf eine bestimmte Höhe angehoben, dann fallengelassen und der Fall schlagartig durch Aufprall der Kammer auf eine gegenläufig bewegte Masse verzögert wird. Die Verzögerung beträgt dabei bis über das 200fache der Erdgravitation.

Mit diesem Verfahren wird zwar eine gute Verdichtung erreicht, jedoch entsteht dabei eine erhebliche Schallemission, die moderne arbeitshygienische Erfordernisse weit übersteigt.

Um dem abzuhelfen, wurde i.i der EP 0285821 ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen bei dem das Verdichten mehrstufig durch Schwingungen des Modells relativ zum Formkasten einerseits und durch Preß- oder Gasdruckverdichten andererseits erfolgt.

Eine nach diesem Prinzip arbeitende Vorrichtung hat sich in der Praxis nicht durchsetzen können, da offenbar durch in den Spalt zwischen schwingendem und stillstehendem Modell bzw. Modellplattenteilen eindringenden Formstoff ein störungsfreier Arbeitsablauf nicht gewährleistet ist.

Weiterhin ist aus der DD-WP 265817 ein Verfahren und aus deren Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung bekannt, bei dem durch Pressen bei gleichzeitiger Vibration Gießereiformen aus tongebundenen Formstoffon hergestellt werden. Dabei soll mit zunehmendem Preßdruck die Amplitude der Erregerschwingung vergrößert und der Endpreßdruck zumindest während des Abklingens der Erregerschwingung aufrechterhalten werden. Als Erreger wird ein Kolbenvibrator vorgeschlagen, dessen Amplitude über ein Reduzierventil in der Medienzuleitung gesteuert werden soll.

Eine definierte Veränderung der Amplitude der Erregungsschwingung mittels eines Reduzierventils in der Medienzuleitung hat sich als nicht reproduzierbar erwiesen. Andere maschinentechnische und steuerungstechnische Elemente zur reproduzierbaren Einstellung der Amplitude einer Erregerschwingung sind äußerst aufwendig und damit im rauhen Gießereibetrieb störanfällig.

Aus der DD-WP 240155 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in einer ersten Stufe dem Formstoff eine periodische vertikale Wurfbewegung erteilt wird, bei der die Dauer einer Wurfperiode mindestens so lang wie eine Schwingperiode der Kammer wäre und die Wurfdauer durch eine vertikale nach unten gerichtete Aufkraft auf den Formstoff so korrigiert wird, daß das

Zusammentreffen von Formstoff und Kammerboden im jeweiligen Nulldurchgang einer vollendeten Schwin&periode der Kammer erfolgt und in einer zweiten Stufe die Aufkraft wesentlich erhöht wird.

Mit diesem Verfahren wurden jedoch nur bei bestimmten Modellen den gießtechnischen Qualitätserfordernissen genügende Abformergebnisse erzielt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Formmaschine zur Durchführung des Verfahrens, mit deren Hilfe Gießformen aus vorzugsweise tongebundenen Formstoffen hergestellt werden können, bei Einhaltung moderner arbeitshygienischer Forderungen, insbesondere hinsichtlich der Schallemission bei störungsfreiem reproduzierbarem Arbeitsablauf.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach DD-WP 240155 so weiterzuentwickeln, daß eine universelle Anwendung ermöglicht wird sowie eine Vibrations-Preßformmaschine mit geringem steuerungs- und maschinentechnischem Aufwand zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Amplitude und Frequenz des Erregers während des gesamten Verdichtungsvorganges annähernd konstant gehalten, jedoch Frequenz und Amplitude der Formkammer so gesteuert werden, daß die Formkammer in einer ersten Phase bei geringem konstantem Preßdruck mit einer größeren Amplitude schwingt als in einer zweiten Phase bei bis zum Enddruckzunehmendem Preßdruck.

Bei der Anwendung des Verfahrens erfolgt eine für die Formstoffverdichtung optimale Abstimmung der Schwingparameter mit

dem Preßdruck, wobei die reproduzierbare Einstellung der beiden verschiedenen Formkammervibrationen mit einfachen technischen Mitteln ermöglicht wird.

Zweckmäßig für die Durchführung des Verfahrens ist eine Vibrations-Preßformmaschine, bei der der mit dem Vibrationserreger gekoppelte Maschinentisch über wahlweise zuschaltbare Federn verschiedener Federkonstante abgestützt ist, wobei die

Federkonstante C1 der zuerst zugeschalteten ersten Federn kleiner ist als die Federkonstante C 2 der danach zugeschalteten

zweiten Federn. Mit einer derartigen Anordnung wird eine überraschend einfache reproduzierbare Einstellung der Schwingparameter ermöglicht.

Vorteilhaft kann es sein, wenn sich der Maschinentisch auf Federn mit sich verändernder oder veränderbarer Federkonstante abstützt.

Zweckmäßig ist es, wenn der Maschinentisch mittels einer Hubeinrichtung aus einer unteren in eine obere Stellung bewegbar ist, wobei der Maschinentisch in der unteren Stellung Ober die zweiten Federrn mit der Federkonstante C 2 auf dem Gestell und in der oberen über die ersten Federn mit der Federkonstante C1 auf der Hubeinrichtung abgestützt ist.

Bei einer derartigen Ausführung kann auf einfache Art und Weise der Maschinentisch auf verschiedenen Federn abgestützt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn zwischen Gestell und Fundament bzw. Grundrahmen dritte Federn angeordnet sind. Eine derartige Anordnung dient der weiteren Lärmabsenkung durch Schwingungsisolation.

Zweckmäßig ist es, wenn zumindest im kontaktnahen Bereich die Außenabmessungen des Füllrahmens geringer als die lichten

Weiten des Formkastens sind.

Damit wird ein Körperkontakt von Füllrahmen zum Formkasten und somit eine weitere Lärmquelle vermieden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: einen Teilschnitt einer Formmaschine,

Fig. 2: Diagramm der Schwingamplituden und der Preßkraft.

In einem Gestell 1 ist ein Führungszylinder 2 angeordnet, in dem der Schaft 3 des Maschinentisches 4 geführt ist. Im Schaft 3 ist ein Vibrator 5 integriert, der vorzugsweise als pneumatisch angetriebener Kolbenvibrator ausgebildet ist.

Im Gestell 1 und unter dem Schaft 3 ist die Hubeinrichtung 6 mit den ersten Federn 7 angeordnet. In der untersten Stellung der Hubeinrichtung befinden sich die ersten Federn 7 nicht in Kontakt mit dem Schaft 3.

Zwischen Maschinentisch 4 und Gestell 1 sind die zweiten Federn 8 installiert, auf denen sich der Maschinentisch 4 bei abgesenkter Hubeinrichtung 6 abstützt. Die Federkonstante C1 der ersten Federn 7 ist kleiner als die Federkonstante C2 der zweiten Federn 8.

Auf dem Maschinentisch 4 ist eine Modellplatte 9 befestigt, auf der wiederum der jeweilige Formkasten 10 angeordnet wird. Mit einer nicht dargestellten Spanneinrichtung kann der Formkasten 10 auf der Modellplatte 9 verspannt werden.

Über dem Formkasten 10 ist ein Füllrahmen 11 vorgesehen, der mittels einer an sich bekannten Einrichtung aus der Arbeitsstellung über dem Maschinentisch 4 und damit über dor Modellplatte 9 und dem Formkasten 10 in eine Freistellung transportierbar ist.

Über dem Füllrahmen 11 ist die Preßeinrichtung 12 mit Preßplatte 13 angeordnet, die ebenfalls mittels einer geeigneten Vorrichtung aus der Arbeitsstellung in einer Freistellung bringbar ist. In der Arbeitsstellung befindet sie sich in fester Verbindung mit dem Gestell 1.

Die Arbeitsweise der Vibrations-Preßformmaschine ist folgende:

In der Ausgangsstellung, in der die Hubeinrichtung 6 abgesenkt ist und Füllrahmen 1 sowie Preßeinrichtung 12 sich in der

Freistellung befinden, wird der Formkasten auf der Modellplatte befestigt. Nunmehr wird der Füllrahmen 11 in die

Arbeitsstellung gebracht, nachfolgend die Hubeinrichtung 6 aktiviert und damit der Maschinentisch 4 mit Schaft 3, die

Modellplatte 9 und der Formkasten 10 in eine obere Stellung angehoben. Dabei stützt sich der Schaft 3 über die ersten Federn 7 auf der Hubeinrichtung 6 ab. Im Bereich der Überdeckung von Füllrahmen 11 und Formkasten 10 ist der Füllrahmen 11 in seinen Außenabmessungen kleiner als die lichten Weiten des Formkastens 10, so daß sie einander nicht berühren. In dieser Position wird der Formstoff in den Formkasten 10 und den Füllrahmen 11 eingefüllt.

Anschließend wird die Preßeinrichtung 12 in die Arbeitsstellung gebracht, der Vibrator 5 erregt und die Preßeinrichtung 12 derart mit einem Medium beaufschlagt, daß unabhängig vom Preßhub ein gleichmäßiger Druck auf den Formstoff aufgebracht wird. In dieser ersten Phase des Verdichtungsvorganges wird die Schwingung der aus Modellplatte 9 und Formkasten 10 bestehenden Formkammer wesentlich durch die Federkonstante C1 der ersten Federn 7 und die konstanten Parameter des Vibrators 5

bestimmt.

Die erste Phase des Verdichtungsvorganges wird beendet, wenn der Fortschritt dos Preßhubes gegen Null geht.

Die zweite Phase beginnt mit dem Absenken der Hubeinrichtung 6 und damit dem Absetzen des Maschinentisches 4 auf die

zweiten Federn 8, dem Nachfolgen der Preßplatte 13 auf das neue Niveau der Formstoffoberfläche und die stetige Zunahme der

Preßkraft bis zum vorgegebenen Enddruck. Die Energiezuführung zum Vibrator 5 wird gegenüber der ersten Phase nicht

beeinflußt, jedoch wird nunmehr die Schwingbewegung der Formkammer wesentlich durch die Federkonstante C 2 der zweiten Federn 8 bestimmt.

Nach dem Erreichen des Endpreßdruckes wird die Vibration abgeschaltet, die Preßplatte 13 in ihr oberes Ausgangsniveau

zurückgeführt, die Preßeinrichtung 12 und der Füllrahmen 11 \r. die Freistellung verbracht, so daß der die nunmehr fertige Form enthaltende Formkasten 10 von der Modellplatte 9 nach oben abgehoben, abtransportiert und ein neuer leerer Formkasten aufdie Modellplatte 9 aufgesetzt werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Formmaschine können auch andere Varianten der Verdichtung zur Anwendung gelangen, z. B.

Vibrieren schon beim Einfüllen des Formstoffs oder Pressen ohne Vibration. Es können je nach der modell- oder

formstoffabhängigen Abformschwierigkeit die effektiven Verdichtungsvarianten angewendet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen aus vorzugsweise tongebundenen Formstoffen durch Pressen und Vibration, in einer aus Modellplatte und Formkasten bestehenden Formkammer mit Füllrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz und Amplitude des Erregers während des gesamten Verdichtungsvorganges annähernd konstant gehalten wird, während die Formkammer in einer ersten Phase bei geringem konstantem Preßdruck mit einer größeren Amplitude schwingt als in einer zweiten Phase bei bis zum Enddruck zunehmendem Preßdruck.

2. Formmaschine zur Herstellung von Gießformen, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Vibrator (5) gekoppelte Maschinentisch (4) über wahlweise zuschaltbare Federn (7; 8) verschiedener Federkonstante abgestützt ist, wobei die Federkonstante C1 der zuerst zugeschalteten ersten Federn (7) kleiner ist als die Federkonstante C2 der danach zugeschalteten zweiten Federn (8).

3. Formmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Maschinentisch auf Federn

mit veränderbarer oder veränderlicher Federkonstante abstützt.

4. Formmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinentisch (4) in der unterervStellung über die zweiten Federn (8) mit der Federkonstante C2 auf dem Gestell (1)und in der oberen Stellung über die ersten Federn (7) mit der Federkonstante C1 auf der Hubeinrichtung (6) abgestützt ist.

5. Formmaschine nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gestell (1) und Fundament bzw. Grundrahmen dritte Federelemente mit der Federkonstante C3 zuschaltbar angeordnet sind.

6. Formmaschine nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im kontaktnahen Bereich die Außenabmessungen des Füllrahmens (11) etwas geringer sind als die lichten Weiten des Formkastens (10).