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Schießmaschine zur Herstellung von Gießereiformen und Gießereikernen
sowie von Rohren od. dgl. aus bildsamen Massen Bei der Herstellung von Gießereiformen
und Gießereikernen sind mehrere Arten von mit Preßluft arbeitenden Formmaschinen
bekannt, wobei zwei grundsätzlich verschiedene Maschinengattungen und Arbeitsweisen
zu unterscheiden sind, nämlich einerseits die echten Blasmaschinen, die nach dem
Vermischungs- bzw. Blasprinzip mit einer Luft-Sand-Mischung arbeiten, und andererseits
die Sandschießmaschinen, bei denen der Formsand ohne besondere Durchwirbelung und
Durchmischung mit Luft einfach stoßartig in den zu füllenden Kasten hineingedrückt
wird.
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Die Erfindung betrifft in erster Linie eine Schießmaschine zur Herstellung
von Gießereiformen und Gießereikernen durch stoßartiges Beschleunigen und Austreiben
der im Sandbehälter befindlichen kompakten Formmasse durch eine oder mehrere vorzugsweise
düsenförmige Austrittsöffnungen hindurch in den zu füllenden Kasten od. dgl., die
eine dem Sandbehälter unmittelbar benachbarte Speicherkammer für die Schußluftmenge
und ein zwischen der Druckluftspeicherkammer und dem Sandbehälter angeordnetes,
schnellwirkendes Schußventil großer Durchlaßöffnung sowie einen im Sandbehälter
unter Bildung eines Zwischenraumes angeordneten, die Formmasse aufnehmenden Inneneinsatz
aufweist, der über eine Beschickungsvorrichtung mit der Formmasse zu füllen ist.
Bei einer solchen Maschine kann es sich aber auch um die Herstellung von anderen
Formlingen, insbesondere Rohren, aus bildsamen Massen handeln.
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Bei derartigen mit Inneneinsatz ausgerüsteten Schießmaschinen ist
der Sandvorratsbehälter mit vertikaler Schußrichtung angeordnet. Dies hat den Nachteil,
daß ausgedehnte sperrige Formen und Kerne wegen des begrenzten vertikalen Abstandes,
der zwischen dem Maschinentisch und dem Schußkopf des Sandbehälters besteht, schlecht
und vielfach nur auf Spezialmaschinen geschossen werden können, beispielsweise indem
man zwei oder noch mehr Schießköpfe koppelt und den sperrigen Formkörper in Querlage
von einer entsprechenden Anzahl Einschußöffnungen ausschießt. Abgesehen von der
um ein Vielfaches teuereren komplizierten Maschinenkonstruktion besteht bei einer
solchen Arbeitsweise die Gefahr, daß der Formkörper an den Nahtstellen, wo sich
die von verschiedenen Einschußöffnungen stammenden Sandanteile beim Ausschießen
des Formkastens treffen, eine geringere Festigkeit erhält und leichter bricht.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem sie die Möglichkeit
eröffnet, beliebig lange Formkörper auch großen Sandvolumens in ihrer Längsrichtung
mit horizontaler Schußrichtung zu schießen. Zwar ist es durch die deutsche Patentschrift
524 373 bekannt, kleinere Formsandmengen, die mittels eines Rohres aus einem größeren
Sandvorrat ausgestanzt wurden, in horizontaler Richtung in einen zu füllenden Kernkasten
hineinzutreiben, jedoch lassen sich mit einer solchen, als Kernrevolver bekannten
Maschine keine größeren Formsandmengen in einem einzigen Schlag in langausgedehnte
Formen einbringen, so daß bei einem wiederholten stückweisen Ausschießen der Form
die insbesondere bei sperrigen Formlingen nachteiligen Nahtstellen vorhanden waren
und weit entfernte Gebiete der Form nicht genügend ausgefüllt wurden. Auch ist eine
solche mit Teilmengen erfolgende Arbeitsweise zu zeitraubend und unwirtschaftlich.
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Es ist auch eine Maschine zum Herstellen von Gießereiformen und Gießereikernen
bekannt, die einen von rückwärts beschickten horizontal angeordneten Zwischenbehälter
für den Formsand aufweist. Bei dieser bekannten Maschine bildet sich über der Formsandmasse
im Zwischenbehälter zwangläufig ein sandfreier Raum und ein oberer Bereich lockerer
Sandfüllung, der bewirkt, daß die schlagartig eintretende Luft ohne Arbeitsleistung
glatt durchschießt, eine ordnungsgemäße Füllung der Form also nicht erreicht wird.
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Der Anwendung eines Innenbehälters, der bei den mit vertikaler Schußrichtung
arbeitenden Schießmaschinen das kompakte Eintreiben beliebig großer Sandmengen ermöglichte;
bei einer horizontalen Schußrichtung stand die Annahme entgegen, daß bei
horizontalem
Inneneinsatz eine vollständige Füllung desselben mit Formsand nicht möglich sein
würde und die in horizontaler Schußrichtung einwirkende Schußluft, so wie bei der
zuletzt beschriebenen bekannten Maschine oben im horizontalen Inneneinsatz einfach
durchschießen würde.
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Es wurde nun gefunden, daß sich bei Anwendung eines Inneneinsatzes
im Sandbehälter der Maschine dennoch eine horizontale Arbeitsweise bewerkstelligen
läßt, wenn man das Füllen des horizontalen Inneneinsatzes von oben durch die Seitenwandungen
des Sandbehälters und des darin mit Distanz angeordneten Inneneinsatzes hindurch
vornimmt. Es hat sich nämlich erwiesen, daß der dadurch bedingte Wegfall des Druckluftmantels
im oberen Einfüllbereich des Sandbehälters nicht schwerwiegend ist, weil das Gewicht
des Sandvorrates im horizontalen Inneneinsatz sowieso nach unten gerichtet ist,
wo der Druckluftmantel verblieben ist, so daß sich ein genügender Kräfteausgleich
einstellt.
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Gemäß der Erfindung ist somit eine Schießmaschine zur Herstellung
von Gießereiformen und Gießereikernen sowie von Rohren od. dgl. aus bildsamen Massen
durch stoßartiges Beschleunigen und Austreiben der in einem Sandbehälter befindlichen
kompakten Formmasse durch eine oder mehrere vorzugsweise düsenförmige Austrittsöffnungen
hindurch in den zu füllenden Formkasten od. dgl., die eine dem Sandbehälter unmittelbar
benachbarte Speicherkammer für die Schußluftmenge und ein zwischen der Druckluftspeicherkammer
und dem Sandbehälter angeordnetes, schnellwirkendes Schußventil großer Durchlaßöffnung
sowie einen im Sandbehälter unter Bildung eines Zwischenraumes angeordneten, die
Formmasse aufnehmenden Inneneinsatz aufweist, der über einen Beschickungsschieber
od. dgl. mit der Formmasse zu füllen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sandbehälter
und der darin befindliche Inneneinsatz in an sich bekannter Weise mit horizontaler
Schußrichtung angeordnet sind, wobei im oberen Bereich der Seitenwandungen des Sandbehälters
und des Inneneinsatzes eine öffnung zum radialen Einfüllen der Formmasse in den
Inneneinsatz vorgesehen ist.
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Es hat sich erwiesen, daß man stets eine verläßlich gute Füllung des
Inneneinsatzes mit Formmasse erhält, wenn man die Einfüllöffnung über eine Wandfläche
von zwei Dritteln bis drei Viertel der Innenmenge des Sandbehälters erstreckt. Der
Füllungsgrad wird noch verbessert und gleichzeitig die Möglichkeit eines oberen
Durchschlagens der Schußluft ausgeschlossen, wenn die obere Einfüllöffnung in Form
einer domartigen Ausbuchtung ausgebildet wird, in deren Hohlraum die eingefüllte
Formmasse dann den Inneneinsatz überragt.
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Um die obere Einfüllöffnung herum wird die Seitenwandung des Sandbehälters
zweckmäßig flanschartig ausgebildet, damit auf dieser Planfläche ein Sandbeschickungsschieber
oder eine sonstige Beschickungsvorrichtung bekannter Art angeordnet werden kann.
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Zwischen dem Drucklufteinlaß und dem Sandvorratsraum ist vorteilhaft
eine luftdurchlässige Trennwand angeordnet. Dadurch wird nicht nur verhindert, daß
die eingefüllte Formmasse in den Drucklufteintrittsraum fällt und das Schußventil
verschmutzt, vielmehr bietet sich dadurch auch der eingefüllte Sandvorrat der explosionsartig
übertretenden Schußluft als kolbenartige Fläche dar, auf die die Druckluftwelle
unter bester Energieausnutzung gleichmäßig einwirken kann.
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Zweckmäßig besteht die luftdurchlässige Trennwand aus einer Platte,
in der eine Vielzahl von Düsen oder dergleichen, z. B. Schlitzdüsen, angeordnet
ist. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Einwirkung der Schußluft auf die
ihr zugewandte Sandvorratsfläche flächen- und richtungsmäßig zu steuern, zu welchem
Zwecke am Lufteintrittsende des Sandbehälters außen vor der luftdurchlässigen Trennwand
ein Richtkörper od. dgl. angeordnet ist, der die Schußluftströmung vor dem Auftreffen
auf die luftdurchlässige Trennwand entweder gleichmäßig oder in der jeweils gewünschten
Weise ausrichtet.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
an Hand einer Maschine verdeutlicht, die zum Schießen von langen rohrförmigen Gießereikernen
aus Kernsand dient und auch zum Schießen von Rohren aus sonstigen bildsamen Massen,
z. B. als Rohlinge für Steinzeugrohre, verwendbar ist: F i g. 1 zeigt die Maschine
mit einer darauf aufgespannten rohrförmigen Kernbüchse in Ansicht; F i g. 2 zeigt
die Maschine der F i g. 1 in Draufsicht; F i g. 3 zeigt die Maschine der F i g.
1 von der Stirnseite mit Blick auf die Stirnseite der Kernbüchse; F i g. 4 ist in
größerem Maßstab ein Vertikalschnitt durch die Maschine der F i g. 1 in deren Längsrichtung;
F i g. 5 ist ein Querschnitt durch den Formmassevorratsbehälter der F i g. 4.
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Gemäß den F i g. 1 bis 3 ist auf einer Grundplatte 1 vermittels
einer Stütze 2 ein Formmassevorratsbehälter 3 gelagert. Am einen Ende
11 des Vorratsbehälters 3 ist eine Druckluftspeicherkammer 12 angeordnet,
an der der Vorratsbehälter 3 angeflanscht ist. Das andere Ende 14 des Vorratsbehälters
3 ist mit einem düsenförmigen Spannkopf 5
ausgerüstet, auf den die zu füllende
rohrförmige Kernbüchse 29 aufgespannt ist. Die Kernbüchse 29 ist für die Herausnahme
des fertigen Kerns in ihrer Längsrichtung geteilt; für das Füllen werden die beiden
Hälften durch nicht gezeichnete Einrichtungen zusammengehalten. Die Kernbüchse
29 wird an ihrem einen Ende 36 vermittels der am Spannkopf
5
gelagerten Spannklammern 42 festgehalten, die vermittels der Druckluftzylinder
41 betätigt werden können, die am Auslaßende 14 des Formmassebehälters
3 vorgesehen sind. Der Spannkopf 5 ist als auswechselbarer Spezialschießkopf ausgebildet
und am Formmassebehälter 3 vermittels eines Verbindungsspannrings 21 lösbar
befestigt. Die Seitenwandung des Sandbehälters 3 ist oben als domartige Wandausbuchtung
44 (F i g. 5) ausgestaltet und mit einem Flansch 43 versehen. Auf
dem Flansch 43 ist ein Sandbeschickungsschieber 28 gelagert, der durch
einen Druckluftzylinder 49 betätigt werden kann, der seinerseits von der
Druckluftspeicherkammer 12 getragen wird. Der Flansch 43 des Sandbehälters
3
trägt ferner einen hier trichterförmigen Nachfüllbehälter 27, an dem in
bekannter Weise ein Vibrationsmotor 8 angebracht ist. Der Vibrationsmotor
8
ist hier pneumatisch betrieben und wird in Tätigkeit gesetzt, wenn der Sandbeschickungsschieber
28 geöffnet wird. Die über die Druckluftzuleitung 50 zugeführte
Druckluft
wird in einer Einrichtung 51 mit zerstäubtem Öl versetzt, das mit der Druckluft
in die pneumatisch betätigten bewegten Teile der Maschine gelangt und diese genügend
schmiert. Vermittels eines zentralen Steuerventils 40 können die einzelnen Arbeits-
und Bewegungsvorgänge der Maschine über nicht dargestellte Druckluftleitungen pneumatisch
gesteuert werden.
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Gemäß den F i g. 4 und 5 ist im Formmassebehälter 3 mit Distanz ein
Inneneinsatz 4 angeordnet, wodurch ein ringförmiger Zwischenraum 25 geschaffen wird.
Der Inneneinsatz 4 ist hier über seine ganze Länge rundherum mit kleinen Luftdurchtritten
ausgestattet, bei denen es sich hier um schmale Schlitze 30 handelt. Der Inneneinsatz
4 besteht .aus dünnem Blech und ist an seinem Schußlufteintrittsende 52 vermittels
einer plattenförmigen Trennwand 24 räumlich abgeschlossen. Die Trennwand 24 ist
mit einer Vielzahl von Bohrungen 9 versehen, in die Schlitzdüsen 10 eingesetzt
sind, so daß die Trennwand 24 zwar einerseits den im Vorratsraum 46 befindlichen
Formmassevorrat zurückhält, jedoch andererseits luftdurchlässig ist. Die Seitenwandungen
sowohl des Vorratsbehälters 3 als auch des Inneneinsatzes 4 sind im oberen Bereich
mit Öffnungen 47 und 48 zum radialen Einfüllen der Formmasse in den Inneneinsatz
4 ausgestattet. Im Hohlraum 45 der domartigen Wandausbuchtung 44 ist ein Membranventil
18 bekannter Art angeordnet, das anspricht, sobald beim Füllen des Inneneinsatzes
4 der ansteigende Sandspiegel das Membranventil erreicht, worauf dieses, z. B. auf
pneumatischem Wege, den Vibrationsmotor 8 abschaltet und die Schließung des Sandbeschickungsschiebers
28 veranlaßt.
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Das Auslaßende 14 des Formmassebehälters 3 und auch das Befestigungsende
des Spannschießkopfes 5 sind mit ringförmigen Keilflächen 19 und 20 ausgestattet,
um die ein gemeinsamer Verbindungsspannring 21 herumgreift und eine Verbindung zwischen
dem Formmassebehälter 3 und dem Spannschießkopf 5 schafft. Der Kopf 5 ist als konische
Düse 6 gestaltet, in deren Achse ein kegelförmiger Zentralkern 32 angeordnet ist,
um den herum kranzförmig mehrere Auslaßdüsen 7 für den kompakten Austritt der Formmasse
angeordnet sind. Außen ist am Spannkopf 5 eine untere Auflage 35 für das Aufsetzen
des Endes 36 der Kernbüchse 29 beim Spannvorgang vorgesehen. Der Zentralkern 32
besitzt einen nach außen vorkragenden Ansatz 34, der als Formkörper für die Formung
des inneren Endes des herzustellenden Rohres oder Gießereikerns 37 dient. Der Zentralkern
32 bzw. sein äußerer Ansatz 34 besitzt nach außen eine Lagerbohrung 33, in die das
freie Ende des Innenkerns 23 eingeschoben ist. Dadurch ist eine genaue zentrische
Lage des Innenkerns 23 in der auszuschießenden Form 29 gewährleistet.
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Am Schußlufteintrittsende 11 des Formmassebehälters 3 ist die luftdurchlässige
Trennwand 24 zwischen dem Formmassevorratsraum 46 und dem Drucklufteinlaß 26 angeordnet.
Nach außen wird das Drucklufteinlaßende 11 des Vorratsbehälters 3 durch einen hier
zylindrischen Drucklufteintrittsschacht 38 fortgesetzt, der in die Druckluftspeicherkammer
12 weit hineinragt. Am freien Ende 31 des Drucklufteinlaßschachtes 38 ist ein ringförmiges
Drucklufteinlaßventi113 angeordnet, das mit seiner ringförmigen Dichtung 22 auf
der glatt bearbeiteten Oberkante 31 des Drucklufteinlaßschachtes 38 aufsitzt. Die
als Ringkolben ausgebildete Seite 15 des Drucklufteinlaßventils 13 steht unter dem
Druck der Steuerdruckluft, die über ein Betätigungsventil 16 zugeführt wird und
ins Freie abgelassen werden kann. Die Steuerdruckluft steht unter dem gleichen Druck
wie die in der Druckluftspeicherkammer 12 aufgespeicherte Schußluft. Da das Ringventil
13 in seiner Schließstellung mit seiner Ringdichtung 22 auf der Oberkante
31 des rohrförmigen Schachtes 38 aufsitzt, ist die von der Steuerdruckluft beaufschlagte
Kolbenfläche 15 größer als die in der Schließstellung wirksame Fläche des Ringventils
13, die unter dem Gegendruck der im Speicherkessel 12 befindlichen Druckluft steht,
so daß das Ringventil 13 mit seiner Dichtung 22 kraftvoll gegen den vom Schacht
38 gebildeten Ventilsitz 31 angepreßt wird. Im Drucklufteintrittsschacht 38 ist
ein zylindrischer Richtkörper 39 angeordnet, der bei Öffnen des Ringventils 13 die
Schußluftströmung im Schacht 38 rohrförmig ausrichtet. Für die Entlüftung des Sandbehälters
3 nach dem Schuß ist unten ein Membranentlüftungsventil 17 vorgesehen.
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Die erfindungsgemäße Maschine arbeitet wie folgt: Zunächst wird die
auszuschießende Rohrform bzw. Kernbüchse 29 mit dem darin befindlichen Innendorn
23 auf den Spannkopf 5 aufgespannt, was vom zentralen Steuerventil 40 aus
vermittels der Druckluftzylinder 41 erfolgt. Anschließend wird das Zentralventil
40 weitergeschaltet und dadurch der Sandbeschickungsschieber 28 geöffnet und gleichzeitig
der Vibrationsmotor 8 in Gang gesetzt, wodurch sich der Sandvorratsraum
46 - aus dem Nachfüllbehälter 27
mit dem hier als Formstoff dienenden
Kernsand füllt. Sobald der dabei ansteigende Formmassespiegel das Membranventi118
erreicht, setzt diese§ den Vibrationsmotor 8 in Ruhe und schließt gleichzeitig den
Sandbeschickungsschieber 28, worauf nunmehr die Maschine für den Schußvorgang bereit
ist. Durch Weiterschalten des Zentralventils 40 wird anschließend der Ringraum 15
des Ringventils 13 kurzzeitig entlüftet, so daß die in. der Druckluftspeicherkammer
12 befindliche Druckluft das Ringventil 13 schlagartig von seinem Ventilsitz 31
abreißen und in seine Offenstellung treiben kann. Infolgedessen kann die aufgespeicherte
Druckluftmenge durch den großflächigen Ventildurchtritt hindurch explosionsartig
in den Drucklufteinlaßschacht 38 eintreten und auf den im geschlitzten Inneneinsatz
4 befindlichen Sandvorrat einwirken, und zwar axial durch die Schlitzdüsenwand 24
hindurch sowie radial über den Ringraum 25, der als puffernder Druckluftmantel fungiert.
Durch die schlagartig auf den Sandvorrat einwirkende Schußluft wird der Sandvorrat
gezwungen, durch die kranzförmig angeordneten Austrittsdüsen 7 hindurch in kompakter
Form geschoßartig in den zwischen der Formwandung 29 und dem Innenkern 23 verbliebenen
ringförmigen Zwischenraum einzutreten, wodurch dieser im Bruchteil einer Sekunde
vollständig und dicht ausgefüllt wird. Währenddessen hat der im Druckluftspeicherkessel12
erfolgende Druckabfall bewirkt, daß der im Ventilraum 15 nunmehr herrschende überdruck
das Ringventil 13 wieder in seine Schließstellung preßt, wodurch ein weiterer
unnützer Schußluftaustritt unterbunden wird und der Druck im Druckluftspeicherraum
12 allmählich wieder ansteigt. Durch Weiterschalten des Zentralventils 40, oder
auch automatisch, wird nunmehr der Sandbehälter 3 über das Membranventil 17 entlüftet.
Anschließend
wird der Innenkern 23 aus der gefüllten Kernbüchse
29 horizontal herausgezogen. Durch Weiterschalten des zentralen Steuerventils 40
werden die Spannbacken 42 pneumatisch gelöst, und gleichzeitig wird die Kernbüchse
29 vom Spannkopf 5 abgenommen. Die Formbüchse 29 kann jetzt geöffnet und der rohrförmige
Kern oder Rohling getrocknet und gebrannt werden, während die Maschine für das Ausschießen
einer neuen Formbüchse bereit ist.