DE1017336B - Maschine zur kontinuierlichen Herstellung von Formmasken - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung behandelt eine Maschine zur kontinuierlichen Herstellung von Formmasken aus einer Sand-Kunstharz-Mischung, bei der eine Anzahl Modellplatten nach einem bestimmten Arbeitstakt über Führungsbahnen hintereinander an einer umwendbaren Maskenabbildungsvorrichtung vorbeigeführt werden.

Bei der Herstellung von Gießereiformen nach dem Formmaskenverfahren benutzt man Formsand, der mit in Wärme härtbarem Kunstharz, einem thermo- ίο plastischen oder einem anderen geeigneten Bindemittel gemischt ist. Ein oben offener, umwendbarer Formstoffbehälter wird teilweise mit dieser Mischung gefüllt, und eine vorgewärmte Modellplatte aus Metall oder anderem Stoff wird als Deckel auf den Behälter gesetzt und daran befestigt, worauf das Ganze umgewendet und die thermohärtende Kunstharz-Sand-Mischung in einer mehr oder weniger dicken Schicht auf der warmen Modellplatte zum Erstarren gebracht wird. Die Dicke und Härte der so gebildeten Maske lassen sich durch Anpassung der Temperatur der Modellplatte und der Zeit regeln, während der die Platte den Sand berührt, wobei auch die Eigenschaften des Kunstharzes und dessen Anteil in der Sandmischung von Bedeutung sind. Nach Ablauf der Anhärtezeit wird die ganze Anordnung in die ursprüngliche Lage zurückgewendet, wobei der nicht an der Modellplatte haftengebliebene und daher weiterhin ungehärtete Formstoff in den Sandbehälter zurückfällt. Die Modellplatte wird nun vom Formstoffbehälter gelöst und zusammen mit der an ihr haftenden Formstoffschicht einem abschließenden Härtungsprozeß in einem besonderen Ofen unterworfen, worauf die gehärtete Formmaske von der Modellplatte, ζ. Β. mittels Abdrückbolzen, gelöst wird. Die Formmaske ist nun fertig, und die Modellplatte wird mit einem flüssigen oder pulverförmigen Trennmittel bespritzt, vorgewärmt und kann von neuem verwandt werden.

Durch Zusammensetzen von zwei derartigen Formmasken erhält man eine fertige Form zum Gießen des gewünschten Metalls. Der Vorteil des Arbeiters mit solchen Formmasken liegt in der großen Genauigkeit und der Wärmebeständigkeit der Sandmasse auch für Stahlsorten. Hinzu kommt, daß diese Arbeitsweise bedeutend einfacher als beim gewöhnlichen Formen von Sand in Form- oder Kernkästen ist.

Dazu sind bereits mehr oder weniger automatisch arbeitende Vorrichtungen bekannt, die aber die Masken stets in einem einzelnen Kippgefäß bilden, so daß man vor Beendigung der laufenden Maskenbildung keine neue Modellplatte in die Maskenbildungslage bringen kann. Dadurch wird der bekannte taktmäßig ablaufende, kontinuierlich durchgeführte Herstellungsprozeß verhältnismäßig lange Maschine zur kontinuierlichen Herstellung von Formmasken

Anmelder:

Aktiebolaget Westin & Backlund,
Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Kosel und Dipl.-Ing. J. Giliard,

Patentanwälte,
Bad Gandersheim (Harz), Braunschweiger Str. 22

Beanspruchte Priorität:
Norwegen vom 5. November 1952
und Schweden vom 13. April 1953

Ivar Magnus Mathisen, Sandnes (Norwegen),
ist als Erfinder genannt worden

nachteilig unterbrochen und die Förderung der Masken durch den Härteofen entsprechend verzögert. Mit solchen Maschinen kann man also nicht flüssig genug arbeiten. Auch wenn alle übrigen Arbeitsgänge beschleunigt werden, bleibt die Maskenabbildung ein den ganzen Arbeitslauf hemmender Engpaß.

Ein anderer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, daß ein erheblicher Aufenthalt beim Austausch der Modellplatte sowie nach ihrer Vorwärmung vor dem Aufbringen des Formstoffes entsteht, da diese Maßnahmen bei den bisher bekannten Maschinen in der Regel mit der Modellplatte in aufwärts gewandter Lage ausgeführt worden sind, weshalb die Platte nach Aderlässen des Vorwärmungsofens erst umgewendet werden mußte. Durch die Erfindung kann auch dieser Nachteil dadurch vermieden werden, daß die aus dem Modell und einer Trageanordnung für dieses bestehende Modelleinheit entlang einer Führung durch die Vorwärmeanordnung zur Vorwärmung des Modells mit abwärts gewandter Modellfläche bewegt wird und auch weiterhin die abwärts gewandte Lage beim Passieren der Maskenabbildungseinrichtung beibehält.

Die Maschine laut Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß ihre Einrichtung zum Abbilden der Formmasken als im Arbeitstakt um eine horizontale Achse umwendbare Zwillingsvorrichtung ausgebildet ist und zwei Maskenabbildungseinheiten aufweist, auf denen jeweils eine in ihrer Modellaustauschstellung und die andere in ihrer Maskenabbildungsstellung ist.

709 7S0/179

Die Maskenabbildungsvorrichtung ist dazu mit einem Wender um eine horizontale Achse wendbar. Dadurch wechseln die beiden Abbildungseinheiten gegenseitig ihre Lage. Die Zwillingsvorrichtung ist konstruktiv verhältnismäßig einfach, ebenso ihr Antrieb. Die Maschine laut Erfindung kann doppelt soviel Formmasken bearbeiten wie die bekannten, sonst vergleichbaren Maschinen. Dadurch wird der Gesamtarbeitsablauf beschleunigt.

Die Zeichnungen bringen einige schematische Aus- io führungsbeispiele für die Maschine gemäß der Erfindung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Modelleinheit in Seitenansicht,

Fig. 2 die gleiche Modelleinheit wie in Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 eine Maschine mit einer unteren und einer oberen Führungsbahn, zum Teil im Längsschnitt,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt gemäß der Linie IV-IV von Fig. 3,

Fig. 5 die Draufsicht zu Fig. 4 und

Fig. 6 die Draufsicht auf eine andere Ausführung.

In den Fig. 1 und 2 kann die Modellplatte 1 selbst das Modell sein oder das Modell tragen. Die Modellplatte 1 wird von zwei Führungsbolzen 5 mit der

Modellplatte herab, und ein Teil des Sandes bleibt wie eine Schale auf der Platte haften und wird teilweise gehärtet. Damit der Sand leichter herabfällt, kann man einen Vibrator 29 benutzen. Nach einer geeig-5 neten Anhärtezeit, z. B-. 10 Sekunden, wird die ganze Einheit in die Ausgangslage zurückgewendet, so daß der verbliebene, nicht angehärtete Sand in den Sandbehälter zurückfallen kann. Einzelheiten dieser Maschine sind später beschrieben.

Von der Stufe D wird die vom Sandbehälter 14 befreite Modelleinheit zur Stufe E weitergeleitet, in der sie mit einem Heber 15, z. B. einem hydraulischen oder pneumatischen Anhebekolben mit besonderem Halter 17 für die Modelleinheit, entlang den Füh-15 rungen 18 aufwärts zur oberen rückläufigen Maschinenbahn 16 geführt wird. Auf dieser oberen Bahn 16 sind ähnliche horizontale Führungsschienen 20 angebracht, auf denen die Modelleinheit mit einem Beweger 19, z. B. einer hydraulisch oder pneumatisch 20 hin- und herbeweglichen Stange in der Art der Stange 9, vorgeschoben wird. Der Vorschub auf den Schienen 20 erfolgt entgegengesetzt zur Bewegung auf den Schienen 8. Dadurch wird die Modelleinheit mit der an ihr festsitzenden Formmaske zur Behand-

Modellseite nach unten hängend getragen. Die Modell- 25 lungsstufe F befördert, in der die skalenartige Formplatte 1 hat die erforderlichen Abdrückbolzen 4, die maske bei höherer Temperatur in einem Ofen 21 gean ihrem einen Ende an einer Abdrückplatte 2 be- härtet wird. Laut Fig. 4 hat der Ofen 21 Heizelemente festigt sind und mit ihrem anderen Ende lose durch 22, z. B. elektrische Heizstäbe, die so angebracht entsprechende Löcher in der Modellplatte 1 reichen. sind, daß die Maske auf der Unterseite der Platte 1 Köpfe auf den Führungsbolzen 5 und den Abdrück- 30 auf die gewünschte Härtungstemperatur erhitzt wird, bolzen 4 hindern das Lockerwerden der zweckmäßig Der Ofen ist zweckmäßig wärmeisoliert. Damit die lösbar befestigten Modellplatte. Das Ganze ist an Wärme von der Modellplatte nicht nach oben abeinem Rahmen oder Wagen 3 mit Rädern 6 befestigt, strahlt, kann die Modelleinheit mit einem Schirm 24 auf denen die somit gebildete Modelltrageinheit durch abgeschirmt sein. Dieser Schirm folgt der Modelldie Formmaschine von der einen Arbeitsstufe zur 35 einheit zweckmäßig bereits von der Anfangsstufe A an. anderen geführt werden kann, wobei die Räder auf Nach dem Härten im Ofen 21 wird die fertige

Führungsleisten in der Maschine rollen. Die Räder 6 Formmaske mittels eines Kolbens 25 od. dgl. von der können auch durch Gleitflächen ersetzt werden. Modellplatte in der nächsten Stufe G getrennt. Dieser

In der Maschine gemäß Fig. 3 wird die beschrie- Kolben 25 führt nach Freimachung der Modelleinheit bene Modelltrageeinheit auf Schienen 8 geführt und 40 von den Schienen 20 die gesamte Einheit abwärts, hängend in geeigneter Weise vorgeschoben, z. B. bis die Modellplatte gegen feste Anschläge 26 stößt, mit einer im Maschinenrahmen 7 gelagerten, pneu- Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens 25 matisch, hydraulisch, elektrisch oder mechanisch an- bewegt sich der Rahmen 3 im Verhältnis zur nun stillgetriebenen hin- und herbeweglichen Stange 9, deren stehenden Modellplatte 1 abwärts, wodurch die Ab-Hublänge der Verschiebung der Modelleinheiten von 45 drückbolzen 4 mit ihren unteren Enden über die der einen Behandlungsstufe zur anderen entspricht. Unterfläche der Modellplatte hinausgestoßen werden Der Vorschub von der einen Behandlungsstufe zur und hierbei die an dieser Fläche festsitzende fertig anderen erfolgt zweckmäßig ruckweise. In der An- gehärtete Formmaske abdrücken. Die Formmaske fangsstufe A wird die Modelltrageeinheit in die fällt dann auf ein Förderband 27 herab und wird weg-Maschine eingebracht und nach der ersten Bearbei- 50 geführt. Hierauf wird die Modelltrageinheit wieder tungsstufe B geführt, in der das hängende Modell aufwärts geführt und auf die Schienen 20 aufgesetzt, von unten mit einem Trennmittel (zwecks Erleichte- worauf sie zur Stufe A bewegt und mit einem Senkrung der späteren Abtrennung der Sandform vom kolben 28 od. dgl. in die Anfangslage in Höhe der Modell) bespritzt wird. Dazu kann z. B. gegen die Stange 9 herabgesenkt wird. In der letzten oberen Modellplatte flüssiges Trennmittel von einem Behälter 55 Lage oder in der Lage A kann die Reinigung oder 10 gespritzt werden, der mit einem Kolben 11 sonstige Nachbehandlung der Modelleinheit erfolgen, od. dgl. aufwärts gegen die Modellplatte beweglich ist. Dabei kann man die Modellplatte oder das Modell In der nächsten Stufe C wird die Modelleinheit in auch leicht gegen neue Stücke austauschen, ohne daß einen Ofen 12 hineingeführt, der z. B. elektrisch er- die Maschine ihre Arbeit unterbrechen muß. Dazu ist wärmt ist. Im Ofen wird die Modellplatte auf eine 60 die Modellplatte bzw. das Modell an der Modellgeeignete Temperatur, z. B. 200° C, vorgewärmt. einheit mit Klemmen od. dgl. leicht lösbar befestigt. Nach dieser Vorwärmung wird die Modelleinheit zur Wenn die Formmaske bereits beim Freimachen der

eigentlichen Formmaschine in Stufe D bewegt. Die Modelleinheit vom Sandbehälter genügend fest ist, Formmaschine besteht aus einem Sandbehälter 14, kann die Formmaske gegebenenfalls auch schon in der teilweise mit einer Mischung aus Sand und 65 dieser Stufe abgedrückt und allein durch den Härte-Kunstharz gefüllt ist, und einem Wender, der die ofen geführt werden.

hängende, vorgewärmte Modellplatte und den Sand- Der Wender für den Sandbehälter kann verschieden

behälter zusammenführt, worauf die so zusammen- ausgebildet sein (s. Fig. 4 und 5). Bei dieser Ausgesetzte Einheit aus Sandbehälter und Modelleinheit führung ist ein Ständer 30 vorgesehen, der eine in gewendet wird. Hierbei fällt der Sand auf die warme 70 festen Lagern 31 α drehbar gelagerte, horizontale

Claims (1)

1. 5 6

   Achse 31 besitzt. Der Ständer 30 ist weiterhin mit lassen sich mit einem regelbaren Ventilsatz oder einer Konsole 32 ausgerüstet, die einen hydraulischen anderen Regelungsorganen steuern, die je nach den oder pneumatischen Zylinder 33 mit in diesem beweg- Eigenschaften des in den Sand eingemischten Kunstlichen Kolben 39 trägt. Dieser beeinflußt einen mit harztyps derart einzustellen sind, daß man in der ihm verbundenen Rahmen bzw. eine Platte 40, die mit 5 Stufe D die für diesen Kunstharztyp beste Zeit für die Halteorganen 34 für die Schienen 8 verbunden ist, die eigentliche Maskenabbildung erreicht. Die verschiedezusammen mit den Halteorganen 34 beweglich sind. nen mechanischen Bewegungen kann man pneumatisch, Die Halteorgane sind an Stangen 36 verschiebbar und hydraulisch oder in anderer Weise durchführen, werden von Federn 37 beeinflußt, die zwischen unteren Infolge der hängenden Lage der Modelleinheiten Anschlägen 35 und der Unterseite der Halteorgane 34 io während der Überführung von einer Behandlungsstufe eingespannt sind und die Halteorgane 34 nach oben zur nächsten werden verschiedene Behandlungsmaßführen wollen. Der Rahmen 40 bewegt sich unbe- nahmen, besonders die auf den Stationen B, D und G, hindert durch die Vorsprünge 38. Die Stangen 36 ver- sehr erleichtert. Die Modelleinheiten 1 bis 5 sind in binden den Rahmen 40 mit den Anschlägen 35. der Anfangsstellung A ohne Unterbrechung der Arbeit

   Zum Abbilden der Formmaske wird die Modell- 15 der Maschine leicht austauschbar.

   einheit mit der hängenden Modellplatte 1 genau über Die Stationen A bis H können auch in an sich beden Sandbehälter 14 gebracht, worauf der Kolben 39 kannter Weise in einem geschlossenen vertikalen oder von seiner links in Fig. 4 gezeigten oberen Lage her- horizontalen oder teilweise horizontalen und teilweise untergedrückt wird. Hierbei wird der Rahmen 40 mit- vertikalen Kreis mit Bewegern für den Vorschub der genommen, der seinerseits die Halteorgane 34 und die 20 Modelleinheit angeordnet sein. Fig. 6 zeigt ein BeiAnschläge 35 abwärts bewegt. Durch einwärts ge- spiel mit einem Stationskarussell. Das Karussell berichtete Nasen 34 bzw. 35 b an den Halteorganen 34 steht aus einer ringförmigen, horizontalen Führung bzw. an den Anschlägen 35 wird auch die ganze 66 für den zweckmäßig auf Rädern 6 laufenden Rah-Modelleinheit 1 bis 5 zur oberen Öffnung des Sand- men 3. Der Vorschub erfolgt z. B. mit einem um die behälters 14 hin mitgenommen, auf dessen Rand die 25 Achse 68 drehbaren Arm 67, der von Hand oder Modellplatte 1 angelegt und durch Druck von den maschinell angetrieben wird und mit seinem einen Nasen 35 b festgehalten wird. Es ist wichtig, daß die Ende 67 α einen geeigneten Teil des Rahmens 3 beein-Abdrückbolzen 4 dabei drucklos bleiben und nicht flußt. Die Stationen B, C, D, F und G haben die gleiauf der Unterseite der Modellplatte 1 heraustreten, chen Funktionen wie die entsprechenden Stationen in um das unbeabsichtigte Abdrücken der gebildeten 30 Fig. 3, obwohl keine Einzelheiten in Fig. 6 gezeigt Schalenform (Formmaske) zu vermeiden. Dazu sind. Ein Förderorgan 69 führt die fertigen Fordrücken die Federn 37 mittels der Halteorgane 34 und men ab.

   der Schienen 8 den Rahmen 3 nach oben, so daß der Bei der Ausführung nach Fig. 6 kann auch die gevertikale Abstand zwischen dem Rahmen 3 und der samte Führung 66 zusammen mit den Modelleinheiten Modellplatte 1 während des Abbildungsvorganges un- 35 darauf drehbar sein.

   verändert bleibt. Zum Abdrücken der fertigen Schalenform kann

   Der Sandbehälter 14 und die gegen ihn angepreßte man den Rahmen 3 zur Modellplatte herab- oder her-

   Modelleinheit werden nun um 180° um die Achse 31 aufbewegen. Weiterhin können die Abdrückbolzen

   gewendet, so daß die so beschickte Maskenabbildungs- bewegt werden, ohne daß sich der Abstand zwischen

   einheit die in Fig. 4 rechts gezeigte Lage einnimmt. 40 dem Rahmen 3 und der Modellplatte 1 ändert. Die Er-

   Das Wenden kann z. B. dadurch erfolgen, daß die findung ist nicht auf das Abdrücken der Formmasken

   Achse 31 mit einem Zahnradgetriebe 41 angetrieben mit Abdrückbolzen beschränkt, da das Ablösen auch

   wird (Fig. 5). Die Sandmischung, die den Sand- mit Greifern od. dgl. erfolgen kann. Statt einer Wen-

   behälter 14 nicht vollständig füllt, fällt dann auf die dung der Zwillingsvorrichtung um insgesamt 360°

   vorgewärmte Modellplatte herab und haftet an ihr in 45 kann man auch zunächst um 180° und dann um den

   Form einer teilweise gehärteten Maske. Nach kurzer gleichen Winkel entgegengesetzt zurückwenden. Zeit (z. B. 10 Sekunden) wird die gesamte Einheit in

   die Ausgangslage zurückgewendet und der Kolben39 Patentansprüche: angehoben, wobei er den Rahmen 40 und die übrigen 1. Maschine zur kontinuierlichen Herstellung Teile in die obere, in Fig. 4 links dargestellte Lage 50 von Formmasken aus einer Sand-Kunstharzmitnimmt, in der die Aufwärtsbewegung durch den Mischung, bei der eine Anzahl Modellplatten Anschlag fester, mit der Konsole 32 verbundener arbeitstaktmäßig über Führungsbahnen hinterStößel 38 gegen Ansätze 42 der Halteorgane 34 (oder einander an einer umwendbaren Maskenabbildes Rahmens 3) gestoppt wird. dungsvorrichtung vorbeigeführt werden, da-Die Modelleinheit mit der an ihr festhängenden 55 durch gekennzeichnet, daß ihre Einrichtung zum Formmaske ist nun vom Sandbehälter völlig abge- Abbilden der Formmasken als im Arbeitstakt um hoben, während die ungehärtet gebliebene Sand- eine horizontale Achse umwendbare Zwillingsmischung auf den Boden des Behälters herabfällt. vorrichtung ausgebildet ist und zwei Masken-Fig. 4 zeigt, wie die beiden Maskenabbildungsein- abbildungseinheiten aufweist, von denen jeweils heiten, nämlich die zwei Kolben- und Sandbehälter- 60 eine in ihrer Modellaustauschstellung und die aggregate, auf der gleichen Achse 31 befestigt sind. andere in ihrer Maskenabbildungsstellung ist. Während die Einheit rechts zur Abbildung einer 2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet Maske umgewendet ist, nimmt die Einheit links Be- durch die Zuführung der aus jeweils einer Modellreitschaftslage für einen neuen Arbeitsgang ein. Die platte (1) und einem mit Rädern (6) versehenen Teile der rechten Einheit sind mit den gleichen Zif- 65 Tragrahmen (3) bestehenden Modelleinheiten zur fern wie die Teile der linken, jedoch mit dem Zusatz α umwendbaren Zwillingsvorrichtung von einer Vorbezeichnet, wärmstufe her mit abwärts gewandter Modell-

   Die beschriebene Maschine kann z. B. die fertige fläche.

   Formmaske in 10 bis 15 Sekunden herstellen. Samt- 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

   liche Arbeitsvorgänge bei den Stationen^ bis H 70 zeichnet, daß die Modelleinheiten alle Arbeits-

   stufen der Maschine mit abwärts gewandter Modellfläche durchlaufen.

   4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn aus zwei übereinander angeordneten Teilbahnen (8, 16) besteht, an deren Enden Einrichtungen (15, 28) vorhanden sind, mit denen die mit Rollen (6) versehenen Tragrahmen (3) mit den angehängten Modellplatten (1) in vertikaler Richtung von der einen zur anderen Teilbahn überführbar sind.

   5. Maschine nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellplatte (1) jeder Modelleinheit an dem zugehörigen Tragrahmen (3), zu diesem vertikalbeweglich mittels Führungsbolzen (5) geführt, aufgehängt ist.

   6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (3) eine Anzahl von nach unten zeigenden und durch die Modellplatte (1) gleitenden Maskenabdrückbolzen (4) aufweist.

   7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Maskenabbildungseinheit der Zwillingsvorrichtung mit federbelasteten Arretieranschlägen (34, 37) zur Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen Modellplatte (1) und Tragrahmen (3) beim Abbildungsprozeß ausgerüstet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 832936;
   »Gießerei«, 39(1952), S. 467 bis 472.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen