DE1242802B - Verfahren zum Stampfen von Giessereisandformen und Giesserei-Formmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 22c

Deutsche Kl.: 3IbI-15/08

Nummer: 1242 802

Aktenzeichen: O 9690 VI a/31 bl

Anmeldetag: 26. September 1963

Auslegetag: 22. Juni 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stampfen von Gießereiformen, wobei der Formsand in einen das Modell umschließenden und auf einer Modellplätte gehaltenen Formkasten gebracht und durch Stampfen oder Pressen verdichtet wird.

Bei der Herstellung von Gießereiformen kommen verschiedenartige Arbeitsverfahren zur Anwendung, insbesondere Preß- oder Stampfvorgänge und auch Rüttelverfahren; als Antriebsmittel benutzt man hydraulische oder gasförmige Medien. Wegen der hier erforderlichen großen Kräfte arbeitet man mit verhältnismäßig hohen Drücken. Wenn nun Luft mit solch hohem Druck verwendet wird, so ergeben sich außerordentlich große Herstellungskosten und Gefahren für das Bedienungspersonal, wenn gewisse Druckluft führende Teile beschädigt werden. Ein Betrieb mit hydraulischen Medien ist zwar sicherer, jedoch sind auch hierbei die Vorrichtungen zum Zuführen, Regulieren und Steuern des Druckmittelflusses verhältnismäßig teuer, wodurch die Formherstellung insbesondere dann verteuert wird, wenn bei der Maschine große Preßdrücke zur Anwendung kommen, um ein schnelles Arbeiten bzw. einen großen Formenausstoß zu ermöglichen.

Hauptziel der Erfindung ist es, die Herstellung von Gießereiformen mit großen Kräften und großer Geschwindigkeit bei verringertem Aufwand zu erreichen.

Hierzu wird erfindungsgemäß eine Brennstoffcharge zur Explosion gebracht und die dabei frei werdende Energie unmittelbar zum Aufbringen der Stampfkräfte verwendet. Vorzugsweise wird ein Preßkopf durch die Explosionskraft unmittelbar gegen den Sand bewegt und die Stampfkraft weitgehend gleichförmig über die beaufschlagte Sandoberfläche verteilt.

Gemäß einem besonderen Erfindungsvorschlag wird der Formsand zunächst durch eine Relativbewegung zwischen der den Formkasten mit dem Sand tragenden Modellplatte und dem Preßkopf vorverdichtet, wobei vorzugsweise der Preßkopf oder an diesem gehaltene Teile teleskopartig in den Formkasten eindringen, und daraufhin wird die Explosion ausgelöst und die vorverdichtete Form nachverdichtet. Die Brennstoffcharge kann beim Vorverdichten des Formsandes, insbesondere durch eine dabei ausgeführte Bewegung eines explosionsseitigen Maschinenteiles, vorverdichtet werden. Vorzugsweise wird der Formkasten durch den Modelltisch gegen den Preßkopf bewegt, und der Preßkopf wird unter Vorverdichten des Formsandes verstellt und verdichtet dabei die Brennstoffcharge.

Verfahren zum Stampfen
von Gießereisandformen
und Gießerei-Formmaschine

Anmelder:

The Ösborn Manufacturing Company,

Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. G. Liedl, Patentanwalt,

München 22, Steinsdorf str, 22

Als Erfinder benannt:
Leon Frederick Miller, Rocky River, Ohio;
Robert Wilton Ellms, North Olmsted, Ohio
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. September 1962
(226930)

Es ist einleuchtend, daß mit einer erfindungsgemäßen Explosionsvorrichtung auf verhältnismäßig kleinem Raum wesentlich größere Kräfte erzeugt werden können, als dies bei nur annähernd vergleichbarem Aufwand mit pneumatischen oder hydraulischen Medien möglich ist. Die Steuerung ist wesentlich vereinfacht, und man kann größere Arbeitsgeschwindigkeiten erzielen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Gießerei-Formmaschine zum Ausüben des vorbeschriebenen Verfahrens, mit Vorrichtungen zum Stampfen des Formsandes in einer das Modell umgebenden und auf einer Modellplatte sitzenden Formkasten und ist gekennzeichnet durch eine Explosionsvorrichtung mit wenigstens einem durch Explosionskraft unmittelbar gegen den Formsand bewegten Bauteil. Dies kann ein Preßkopf sein, der auf der Stampfseite mehrere über die ganze Fläche des Formkastens verteilte und in diesen emdringene Stampfelemente aufweist. Jedes dieser Stampfelemente kann dabei an einem Kolben sitzen, dessen Zylinder untereinander verbunden sind,

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so daß auf jedes Stampfelement die gleiche Druck- der normalerweise mit lockerem Gießereiformsand

kraft wirkt. gefüllt ist, der im allgemeinen von einem Förderband

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der oder von einem Beschickungssystem innerhalb der Erfindung verwendet man einen Verbrennungszylin- Gießerei geliefert wird. Der Sandmeßkasten 19 ist der, dessen Kolben unmittelbar auf den Preßkopf 5 mit einem geschlitzten Bodenrahmen 26 versehen, einwirken. Dabei kann man einmal den auf der dessen Schlitze durch die Betätigung einer Scblitz-Modellplatte sitzenden Formkasten gegen das Preß- kolbenzylindereinheit 27 geöffnet oder geschlossen haupt bewegen und dabei eine Vorverdichtung des werden können. Eine solche Kolbenzylindereinheit Formsandes durchführen, wobei vorzugsweise das und ihr Tragerahmen 28 sind an dem Sandkasten 19 Brennstoffgemisch im Verbrennungszylinder verdich- io befestigt und horizontal mit ihm bewegbar, wenn tet wird, und anschließend läßt sich die Nachver- die Schlittenzylindereinheiten 21 gestreckt sind. Der dichtung durch Auslösen der Explosion durchführen. Sandmeßkasten 19 ist ebenfalls mit einer Verschluß-Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung platte 29 versehen, die sich unter den Behälter 25 ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevor- schieben kann, um den Sand darin zurückzuhalten, zugter Ausführungsformen der Erfindung an Hand 15 wenn der Kasten nach rechts in der F i g. 1 bewegt der Zeichnung; es zeigt wird.

F i g. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Aus- Eine Formkastenbeschickungseinrichtung, die aus

führungsform einer Gießerei-Formmaschine nach der Schienen mit nach innen geneigten Rollen 31 daran

Erfindung, besteht, wird zum Beschicken der Maschine mit den

Fig.2 eine Endansicht einer solchen Maschine, ao GießereiformkästenF verwendet. Ein nach unten

von rechts in der F ig.l gesehen, verlaufender Halter 32, der an dem Vorderteil des

Fig. 3 ein vergrößerter teilweiser senkrechter Sandmeßkastens 19 befestigt ist, weist einen drehbar

Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 3-3 der montierten Haken 33 auf, der mit der Oberkante des

Fig. 1 des Preßkopfes der Maschine, FormkastensF im Eingriff tritt, wenn es in die Lage

F i g. 4 ein horizontaler Schnitt eines solchen Kop- as direkt unter dem Sandbehälter 25 geführt wird. Eine

fes im wesentlichen nach der Linie 4-4 der F i g. 3, Formkastenausfahrvorrichtung 34, die mit ähnlichen

Fig. 5 eine teilweise Schnittansicht einer weiteren nach innen gerichteten Rollen 35 versehen ist, ist an

Ausführungsform einer Formmaschine nach der dem gegenüberliegenden Ende der Maschine hori-

Erfindung, zontal mit der Beschickungsvorrichtung 30 fluchtend

Fig. 6 eine teilweise Draufsicht auf die Maschine 30 angeordnet, um die fertiggestellten Sandformen

im wesentlichen nach der Linie 6-6 der F i g. 5, weiterzubefördern.

Fig.7 ein teilweiser vergrößerter senkrechter Mittig in dem Unterteil 1 ist eine senkrecht ste-

Schnitt des Kopfes einer solchen Maschine im wesent- hende Spannkolben-Zylinder-Einheit 40 angeordnet,

liehen nach der Linie 7-7 der Fi g. 5 und die an ihrer Kolbenstange einen Tisch 41 trägt. Wie

Fig. 8 ein schematisches Brennstoff- und Luft- 35 üblich trägt der Oberteil des Tisches 41 eine Modellflußdiagramm für die Erfindung. platte, auf der ein Modell P angeordnet ist, um das

In bezug auf die Zeichnungen und insbesondere der Gießereisand herum innerhalb des Gefäßes zur auf die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, Bildung der Gießereisandform verdichtet wird. Wenn die in den F ig. Ibis 4 gezeigt ist, ist ersichtlich, daß die Kolbenzylindereinheit 40 für die Zwecke der die Formmaschine einen Rahmen umfaßt, der aus 40 Erfindung auch pneumatisch ausgeführt sein kann, einem Unterteil 1 besteht, der umgekehrte U-förmige _wj_rd die Verwendung eines hydraulischen Spann-Seitenrahmenteile 2 und 3 trägt, die an ihren Enden zylinders bevorzugt. An jeder Seite der Kolbendurch einen querverlaufenden, bogenförmigen oberen Zylinder-Einheit 40 sind Zugkolben-Zylinder-Ein-Rahmenteil 4 verbunden sind. Der obere Rahmen- heiten 42 und 43 angeordnet, die im Unterteil 1 anteil 4 kann die Form eines großen vorfabrizierten ₄₅ geordnet sind, senkrecht nach oben verlaufen und Kastens oder eines I-Trägers aufweisen und ist mit jeweils mit ihren Kolbenstangen 44 und 45 horizontal einer glattgeschliffenen Berührungsoberfläche 5 ver- verlaufende Rahmenteile 46 und 47 tragen, sehen, die mittig unter dem Bogen dieses angeordnet wie aus Fig. 1 besser erkennbar, ist jedes der ist. Die Arme 6 und 7 des U-förmigen Rahmenteiles 2 Rahmenteile an seinen Enden mit senkrecht verlausind mit Haltekeilen 9 bzw. 10 versehen, die eine 50 fenden Kolben-Zylinder-Einheiten 49 und 50 ver-Förderschiene 11 tragen, die mit nach innen geneig- _sehen, deren Stangen eine Förderschiene 51 tragen, ten horizontal ausgerichteten Förderrollen 12 ver- die mit nach innen gerichteten, horizontal ausgerichsehen ist. Die Arme des umgekehrten U-förmigen teten Förderrollen 52 versehen ist. Die so von dem Rahmenteiles 3 sind ebenso mit ähnlichen Halte- Rahmenteil 47 getragene Förderschiene 54 ist mit keilen versehen, die bei 14 dargestellt sind und die 55 nach innen gerichteten Förderrollen 55 versehen, die eine Förderschiene 15 tragen, die nach innen ge- ebenfalls horizontal mit den Förderrollen 52 ausgeneigte Förderrollen 16 aufweist. Die Förderrollen 12 richtet sind.

und 16 sind horizontal ausgerichtet und bilden eine Diese horizontale Ausrichtung wird für alle senk-Rollenfördervorrichtung für den Preßkopf 18 und rechten Lagen der Förderrollen 52 und 55 durch eine für einen Sandmeßkasten 19. Der Sandmeßkasten 60 Welle 56 gewährleistet, die quer durch die Rahmen- und der Preßkopf sind bei 20 verbunden, um zu- teile 2 und 3 verläuft. Kurbelarme 57 und 58 sind auf sammen horizontale Hin- und Herbewegungen auf dieser Welle verkeilt oder auf andere Art und Weise den Förderrollen auszuführen, die durch ein Paar befestigt, um sich mit ihr zu drehen, und an ihren von Schlittenkolbenzylindereinheiten 21 erzeugt wer- vorderen Enden sind diese Kurbeln mit den entspreden, deren Zylinder auf Halteteilen 22 montiert sind, 65 chenden Rahmenteilen 46 und 47 über die in der die an den Rahmenteilen2 und 3 befestigt sind. Fig. 1 bei 59 gezeigten Verbindungsstücke verbun-Halter 24, die von dem oberen Rahmenteil 4 hori- den. Auf diese Art und Weise werden die Förderzontal weg verlaufen, tragen einen Sandbehälter 25, rollen 52 und 55 durch ein Ausdehnen der Zug-

zylinder 42 und 43 mit der Welle und den Verbin- Ausführungsform vorhanden sind. Der Zylinder 94 dungsstücken gehoben, die gewährleisten, daß diese ist mit einem nach unten ragenden ringförmigen Teil Kolben-Zylinder-Einheiten sich gemeinsam bewegen. 96 versehen, der sich nach unten durch die mittige Einstellbare Anschläge 60 und 61, die auf Haltern Öffnung in dem Rahmen 70 erstreckt, und eine Reihe 62 bzw. 63 montiert sind, begrenzen die Aufwärts- 5 von Winkelpackungen 97, die durch eine Platte 98 bewegung der Förderrollen 52 und 55, und in einer an ihrem Platz gehalten werden, kann vorgesehen solchen oberen begrenzten Lage ist der so gebildete werden, um den abgestuften Kolben 93 gegen das Fördervorrichtungsabschnitt horizontal mit den untere Ende des Zylinders 94 abzudichten. Dieser Formkastenbeschickungs- und -ausfahrfördervorrich- Zylinder ist mit einer ringförmigen Aussparung 100 tungen 30 bzw. 34 ausgerichtet. Es muß bemerkt io versehen, die den vergrößerten Kopf 101 des in ihm werden, daß die Förderrollen 52 und 55 nahe an den senkrecht bewegbaren abgestuften Kolbens 93 aufSeiten des Tisches 41 anliegend angeordnet sind, von nimmt. Dieser vergrößerte Kopf kann mit einer Andern der Formkasten F, der das Modell P umschließt, zahl von Kolbenringen 102 versehen sein, die eine getragen wird. Der Bodenflansch des Formkastens gleitende Gasdichtung zwischen dem vergrößerten 65 überragt den Tisch 41 genügend, um einen Ein- 15 Kopf und der Bohrung des Zylinders schaffen, griff zwischen dem Flansch und den hervorstehenden Ein Zylinderkopf 104 ist fest an dem Oberteil des

Rollen 52 und 55 zu ermöglichen, so daß der Form- Zylinders mit einer Vielzahl von am Umfang ankasten von den Zugkolben-Zylinder-Einheiten 42 geordneten, in Fig. 4 dargestellten Befestigungsund 43 von dem Tisch abgehoben werden kann. mitteln 105 befestigt, und der Kopf ist mit einer Mit der Ausnahme des Preßkopfes 18 ist der oben ao ebenen Oberseite 106 versehen, zwischen der und beschriebene Teil der dargestellten Maschine all- der Oberfläche 5 des oberen Rahmenteiles 4 ein lichgemein bekannt. Es ist ersichtlich, daß der in F i g. 3 ter Raum von ungefähr 1,6 mm liegen kann, damit klarer dargestellte Preßkopf 18 einen Rahmen 70 der Kopf unter diesem Rahmenteil hin- und heraufweist, der seitlich hervorstehende Tragschienen bewegt werden kann, wenn er von den Rollen 12 und 71 und 72 umfaßt, die auf den nach innen vorstehen- 25 16 getragen wird. Eine geeignete Dichtung kann den Rollen 12 und 16 gleiten. Der Kopfrahmen 70 natürlich zwischen dem Kopf und dem Zylinder anweist zwei nach unten gerichtete Führungsstifte 74 geordnet werden. Der Kopf 104 bildet einen Ver- und 75 auf, die die mit nach unten vorstehenden brennungsraum 108, der in bezug auf den Oberteil Ringlagern 77 und 78 versehene Platte 76 bei einer des Kopfes 101 des abgestuften Kolbens 93 offen ist. senkrecht geführten Bewegung stützen. Buchsen 79 30 Der im Kopf 104 angeordnete Verbrennungsraum und 80 können vorgesehen werden, um eine solche 108 ist von allgemein ringförmiger Form und liegt Senkrechtbewegung des Plattenteiles 76 zu er- über dem Oberteil des Kolbenkopfes 101, weist leichtern. jedoch zwei Vorsprünge 110 und 111 auf, die über Unter dem Plattenteil 76 ist ein Rohrverteilerrah- den Köpfen der Tellerventile 112 und 113 liegen. Die men 82 montiert, der die oberen Enden einer Reihe 35 Tellerventile bilden eine Verbindung zwischen dem von nach unten verlaufenden pneumatischen Kolben- Verbrennungsraum 108 und den Einlaß- und Aus-Zylinder-Einheiten 83 trägt. Das blinde Ende jedes laßdurchlässen 114 bzw. 115. dieser Zylinder 84 dieser Einheiten 83 ist mit dem Die Stößel der Tellerventile ragen durch horizon-Rohrverteilersystem in dem Rahmen 82 verbunden, tale Ausladungen des Zylinders 94 nach unten und und die Stangen 85 der Zylinder erstrecken sich nach 40 werden durch pneumatische Kolben-Zylinder-Venunten und sind an ihren Enden mit Stampffüßen 86 tilheber 118 bzw. 119 betätigt. Die hervorstehenden versehen, die dazu dienen, den Gießereiformsand in Stangen dieser Kolben-Zylinder-Einheiten treten mit dem darunter angeordneten Formkasten F zu ver- dem Unterteil der Stößel der Tellerventile in Eindichten. Auf diese Art und Weise sind die Zylinder griff, um deren Köpfe aus ihren Sitzen herauszu-84 untereinander durch den Rohrverteiler verbun- 45 heben, und die die nach unten hervorstehenden den, so daß der auf jeden der Stampffüße 86 wir- Stößel 112 bzw. 113 umgebenden Federn 120 und kende Luftdruck überall der gleiche ist. Diese 121 halten diese Tellerventile federnd in einer ge-Stampffüße bedecken im wesentlichen den gesamten geschlossenen Lage. Durch wahlweise nachden blin-Oberflächenbereich des Sandes innerhalb des Form- den Enden der Zylinder 118 und 119 geförderte Luft kastens mit einer Vielzahl von federnd verschieb- 50 werden daher die entsprechenden Tellerventile anbaren Preßflächen. Der Rohrverteilerrahmen ist gehoben. Eine Zündkerze 123 üblicher Art ist in dem durch Öffnungen 87 mit einem Verdichter 88 verbun- Kopf 104 angeordnet und dient zum Zünden einer den, der in F i g. 2 dargestellt ist, und der die in den brennbaren Brennstoffmischung im Verbrennungs-Zylindern 84 enthaltene Luft auf einem vorher be- raum 108. Eine Luftzufuhrleitung 124, die einen stimmten hohen Druck hält. Der Verdichter benutzt 55 Druck von ungefähr 7 atü enthält, ist mit dem Zylinnatürlich den Leitungsluftdruck der Anlage, der der durch eine mit einem Innengewinde versehene ungefähr 7 atü betragen kann, und bringt ihn auf die Öffnung 125 verbunden, die eine beträchtliche Enterwünschten Arbeitsdrücke. fernung von dem Boden 126 der Bohrung 100 auf-Die die Zylinder 84 tragende Platte 76 ist durch weist. Es ist nun ersichtlich, daß eine Explosionseinen Scherstift (Hochleistungsstift) 90, der durch 60 kraft in dem Raum 108 den Kolben 93 nach unten einen ringförmigen Teil 92 auf dieser Platte 76 hin- treibt, so daß die luftunterstützten Füße 86 in Stampfdurchgeführt ist, mit dem Boden eines abgestuften eingriff mit dem Sand S in den Formkasten F einKolbens 93 verbunden, der nach oben durch den dringen, wobei diese Füße insgesamt so mit dem Rahmen 70 in den Zylinder 94 hineinragt. Dieser Formkasten zusammenarbeiten, daß sie den Sand Zylinder 94 ist mit dem Rahmen 70 durch eine 65 zusammendrücken, da sie sich innerhalb des Form-Mehrzahl von Muttern und Bolzeneinheiten 95 ver- kastens teleskopartig hin- und herbewegen, bunden, wobei, wie aus Fig. 4 ersichtlich, vier solche Die Maschine gemäß der Ausführungsform der Muttern und Bolzeneinheiten in der dargestellten Erfindung nach den Fig. 5, 6 und 7 weist einen

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Unterteil 130 auf, der vier Ecksäulenteile 131 trägt, Federn 182 und 183 umgeben die vorstehenden die wiederum einen Kopf 132 tragen, der aus zwei Stößel der Tellerventile federnd und halten diese

I-Trägern 133 und 134 besteht, die wiederum drei Ventile normalerweise geschlossen. Wie aus der

querliegende I-Träger 135,136 und 137 tragen. Vor- F i g. 7 klar ersichtlich, hebt die durch die Leitungen

gespannte Ankerbolzen od. dgl. können durch die 5 185 und 186 den blinden Enden der Zylinder 180

Säulen 131 hindurchgeführt sein, um den Kopf sehr und 181 zugeführte Luft die Kolben 187 mit derea

fest mit dem Unterteil zu verbinden. Der Kopf weist Kolbenstangen an. die mit den Tellerventilstößeln in

zusätzlich zwei Oberplatten 138 und zwei ähnlich Eingriff kommen und die Tellerventile öffnen. Der

angeordnete Bodenplatten 139 auf, die parallel zu Kopf ist, wie bei 189 gezeigt, direkt mittels einer

den Trägem 133 und 134 verlaufen. Vier verlängerte io Dichtung mit dem Zylinder verbunden, und eine

Ankerbolzen 140 laufen nach unten durch diese Zündkerze 190 kann mittig in dem Kopf angeordnet

Platten durch Distanzstutzen 141 und schließlich sein, um die brennbare Mischung im Verbrennung»'

durch vier seitlich vorstehende Vorsprünge 142 hin- raum 174 zu zünden.

durch, die an dem Zylinder 143 befestigt sind. Mut- Die Wand des Zylinders ist mit einem Lufteinlaß tern 144 können verwendet werden, um den Zylinder 15 191 versehen, dem die Luft durch eine Leitung 192 fest mit dem Kopfrahmen der Maschine zu verbin- mit ungefähr 7 atü zugeführt wird. Der Einlaß 191 den. Der Zylinder ist auf diese Art und Weise fest liegt beträchtlich über dem Boden 193 der Bohnmg an dem Maschinenrahmen montiert. 168. In dieser Ausführungsform kann der Luftein-Dieser Zylinder weist zwei nach unten und außen laß 191 als Mittel zum Heben des Kolbens 167 vervorstehende Teile 145 und 146 auf, die Führungs- zo wendet werden, um die Stampffüße 158 zu heben stifte 147 und 148 tragen. Diese verlaufen durch und um die brennbare Gasmischung im Verbren-Buchsen 149 und 150, die in der Kopfplatte 151 an- nungsraum 174 zu verdichten. Wenn die Zündkerze geordnet sind und durch die davon nach unten vor- 190 einen Funken erzeugt, wird der Kolbenkopf 17© stehenden Muffen 152 und 153. Fest unter der Platte nach unten getrieben, und die Luft in der Leitung 151 ist der Rohrverteilerplattenrahmen 155 für eine 25 192 wird in das Anlagesystem zurüekgedrückt. Vielzahl von Kolben-Zylinder-Einheiten 156 mon- Wenn jedoch der Kopf 170 an der Einlaßöffnung 191 tiert, die nach unten vorstehende Stangen 157 auf- vorbeibewegt wird, schließt er diese und erzeugt so weisen, die mit Stampffüßen 158 an ihren vorderen ein abgeschlossenes Luftkissen unter dem Kopf 170 Enden versehen sind. Wie dargestellt, kann der mitt- in der Bohrung 168, das ein Zusammenstoßen des lere Stampffuß mit einem vorstehenden Teil 159 ver- 30 Kopfes mit dem Boden 193 der Bohrung verhindert, sehen sein, um ein Gießbecken bzw. einen Einguß- Wenn der Kopf gegen den Sand im Formkasten und trichter in Zusammenarbeit mit einem nach oben im Stauchrahmen getrieben wird, geben die Stampfe vorstehenden, auf dem Modell P montierten Einguß- fuße nach, so daß der Druck in der Rohrverteilerstift zu bilden. platte 155 gesteigert wird. Die Stampffüße, denen der Ein auf der Modellplatte 161 montierter Form- 35 Sand den geringsten Widerstand entgegensetzt, im kasten 160 ist auf dem Tisch 162 angeordnet, der allgemeinen die an dem Umfang des Modells liegenfest von dem Unterteil 130 getragen wird. Der Form- den, werden infolgedessen durch die Explosion im kasten kann mit einem Stauchrahmen 163 versehen Raum 174 weiter in den Sand hineingetrieben. Die sein, der bis zu seinem oberen Rand mit lockerem Explosion treibt den Kopf nach unten in Stoßeingriff Gießereiformsand gefüllt ist. Der Stauchrahmen, der 40 mit dem Sand im Formkasten, so daß die Sandform Formkasten, die Modellplatte und das Modell, die zu der erwünschten Härte gestampft wird. Das Ausdas Formkastenaggregat bilden, sind senkrecht zu laßventil 178 wird dann geöffnet, so daß der ver*· dem Preßkopf so ausgerichtet, daß die Stampffüße brauchte Treibstoff durch die Leitung ausfließt, wo-158 im wesentlichen die gesamte obere Oberfläche nach das Einlaßtellerventil 177 geöffnet wird, um die des Sandes innerhalb des Formkastenaggregates be- 45 verbrannten Gase aus dem Verbrennungsraum her*- decken und bei der Abwärtsbewegung des Preßkop- auszublasen. Dann wird das Abgasventil geschlossen, fes auf diese auftreffen. eine neue Brennstoffbeschickung in den Verbren-Die Plätte 151 ist mit einem ringförmigen Vor- nungsraum eingedrückt und daraufhin das Einlaßsprung 166 versehen, der an dem Boden des ab- ventil 177 geschlossen. In die Leitung 192 eintregestuften Kolbens 167 befestigt ist, der sich nach 50 tende Luft hebt dann den Kolben 167 an und veroben in die Bohrung 168 des Zylinders 142 durch die dichtet das Gas im Verbrennungsraum als Vorberei-Wihkelpackungen 169 hindurch erstreckt. Der Ober- tung zum Zünden der nächsten Charge. Es ist oflenteil des Kolbens ist mit einem vergrößerten Kopf 170 sichtlich, daß die Sandform auf diese Weise beliebig versehen, der Kolbenringe 171 aufweist, die den oft durch Explosionsdruck gestampft werden kann: Kopf innerhalb der Zylinderbohrung gleitbar gegen- 55 es hat sich jedoch gezeigt, daß in der Regel nur eine über Gas abdichten. Explosion erforderlich ist. Vor dem Zünden der Ein Zylinderkopf 173 ist fest an dem Oberteil des nächsten Charge werden der Formkasten 160 und Zylinders befestigt und bildet zusammen mit dem die darin befindliche gestampfte Form durch einen Oberteil des Zylinders und mit dem Kolbenkopf 170 weiteren, auf ähnliche Weise mit flockigem Formeinen Verbrennungsraum 174, der mit zwei Ausspa- 60 sand gefüllten Formkasten ersetzt, rangen 175 und 176 versehen ist. Diese Aussparun- Im allgemeinen ist der Arbeitszyklus des Preßgen liegen über den Tellerventilen 177 und 178, die kopfes der in den F i g. 5, 6 und 7 dargestellten Auseine Strömungsverbindung zwischen dem Verbren- führungsform im wesentlichen der Arbeitsweise der nungsraum 174 und der Einlaßleitung bzw. der Aus- bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach laßleitung schaffen. Die Stößel der Tellerventile ragen 65 Fig. 8 ähnlich, mit der Ausnahme, daß die zum nach unten durch die Vorsprünge im Zylinder hin- Füllen und Zusammensetzen des Formkastens durch und können durch die Stangen der Kolben- nötigen Arbeitsgänge nicht in der Maschine aiii» Zylinder-Einheiten 180 bzw. 181 betätigt werden. geführt werden. Unter Bezug auf die F i g. 8 und die

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bevorzugte Ausführungsform der Maschine, wie sie den Kolben in die gezeigte Lage zu heben, wobei die in den F i g. 1 bis 4 dargestellt ist, wird der Schlitten, Brennstoffcharge im Verbrennungsraum verdichtet der aus dem Kopf 18 und dem Meßkasten 19 be- wird. Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Ventil V kann steht, wenn sich loser Sand in dem Behälter 25 be- nun geschlossen werden, um das hydraulische Mefindet und die Schlitze 26 des Sandmeßkastens 19 5 dium unter dem Kolben der Einheit 40 abzusperren geschlossen sind, durch die Schlittenzylinder 21 in und den Tisch 41 und den darauf befindlichen mit die in der F i g. 1 gezeigte Lage geschoben, in der der Sand gefüllten Formkasten festzuhalten.
Meßkasten unter dem Behälter 25 liegt. In dieser Die Zündkerze 123 wird dann unter Spannung ge-Lage fällt Sand aus dem Behälter in den Meßkasten setzt, um eine Explosion im Verbrennungsraum zu über den geschlossenen Schlitzen, und gleichzeitig io erzeugen, die das verhältnimäßig massive Vielkolbenwird ein auf der Beschickungsfördervorrichtung 30 preßhaupt nach unten gegen den Sand treibt, so daß verriegelter Behälter F an dem Schlitten durch den der Sand im Formkasten durch die Füße 86 geHaken 33 an dem Halter 32 verriegelt. Die Zylinder stampft wird, die dazu dienen, die Explosionskraft 21 werden dann erregt, um den Meßkasten, den gleichmäßig über die obere Oberfläche der Form zu daran befestigten Formkasten F und den Kopf 18 15 verteilen. Durch den für die Zylinder 84 vorgesehenach rechts zu bewegen, bis der Meßkasten und der nen Rohrverteiler ist der auf jeden der Füße 86 ausFormkasten mit der Mittellinie des Maschinenrah- geübte Explosionsdruck der gleiche, obwohl der mens unter dem oberen Rahmenteil 4 ausgerichtet Grad des Eindringens in den Sand, abhängig von sind. Der Kopf 18 wird dann nach rechts unter dem dem gelieferten Widerstand, unterschiedlich ist. Die oberen Rahmenteil 4 heraus auf die Förderrollen 12 20 Druckluft in der Bohrung wird normalerweise durch und 16 bewegt. die Leitung 24 in das Luftsystem der Anlage zu-

Die Förderrollen bzw. Zugrollen 52 und 55 sind in rückgedrückt.

ihre oberste Lage an die Anschläge 60 und 61 an- Wie aus Fig. 8 ersichtlich, wird dann der Elektroliegend gehoben worden, so daß die Zugrollen eine magnet 201 durch die Schalttafel 202 erregt, um Luft Fortführung der Beschickungs- und Entnahmeförder- 25 unter Druck der Leitung 203 zuzuleiten, so daß die vorrichtungen 30 bzw. 34 bilden. Die Zugrollen wer- Kolbenzylindereinheit 119 das Tellerventil 113 hebt, den dann durch die Kolben-Zylinder-Einheiten 42 um die Entleerung des Verbrennungsraumes zu er- und 43 gesenkt und setzen dadurch den Form- möglichen. Dadurch wird der Kolben 166 für ein kasten F über dem Modell P auf der Modellplatte des Anheben beim nächsten Zyklus bereitgestellt. Jedoch Tisches 41 ab. Da das aus dem Modell, der Modell- 30 werden die Elektromagnetventile 205 und 206 zuplatte und dem Formkasten bestehende Formkasten- sätzlich erregt. Durch die Öffnung des Ventils 205 aggregat nun zusammengesetzt ist, werden die tritt Luft von der Luftdruckquelle 207 durch das Schlitze 26 durch den Zylinder 27 geöffnet, und Sand Luftdruckreglerventil 208, den Mischraum 209 und aus dem Meßkasten fällt auf das Modell und in den das Steuerventil 210 in die Leitung 211 ein. Durch Formkasten. Die Schlitze werden dann geschlossen. 35 die Öffnung des Elektromagnetventils 206 tritt Luft Nachdem der Sandmeßkasten durch die Zylinder 21 von der Luftdruckquelle 207 in die Leitung 212 ein, verschoben worden ist, bewegt sich die Verschluß- so daß die Kolben-Zylinder-Einheit 118 zum Öffnen platte 29 unter den Behälter 25 und verhindert, daß des Einlaßtellerventils 112 veranlaßt wird. Der dann der darin befindliche Sand herausfällt. Während der in der Leitung 211 befindliche Luftdruck wird dann Formkasten durch die nach unten gerichtete Be- 40 durch den Verbrennungsraum 108 geleitet, um diesen wegung der Zugrollen gesenkt wird, kommt er auto- auszuspülen. Das Elektromagnetventil 201 wird nun matisch außer Eingriff mit dem Haken 33, so daß geschlossen, so daß das Abgastellerventil 113 geder Sandmeßkasten nun in die in F i g. 1 gezeigte schlossen wird. Das Elektromagnetventil 215 wird Lage zurückgeführt werden kann. Der Kopf 18 wird angeregt, um eine Verbrennungscharge, wie etwa ebenfalls unter den oberen Rahmenteil 4 zurück- 45 flüssiges Propangas, aus dem Behälter 216 über einen gezogen. Gasdruckregler 217 durch ein Steuerventil 218 in

Der mit Sand gefüllte Formkasten liegt nun auf den Mischraum 209 zu leiten. Die Propancharge dem Tisch 41 genau unter dem Kopf 18, und der wird dann unter Druck aus dem Mischraum 209 in Formverdichtungszyklus beginnt jetzt. Durch auf die den Verbrennungsraum hineingedrückt. Das Elektro-Kolben-Zylinder-Einheit 40 zur Einwirkung ge- 5o magnetventil 215 wird geschlossen, wenn die erbrachtes Druckmittel wird der Tisch und dadurch wünschte Brennstoffcharge eingeführt worden ist. der mit Sand gefüllte Formkasten gehoben, bis der Das Elektromagnetventil 206 wird erregt und schließt Sand im Formkasten mit den Füßen 86 in Eingriff das Einlaßtellerventil 212. Da jetzt sowohl das Einkommt und die gesamte Platteneinheit 76 und den laß- als auch das Auslaßtellerventil geschlossen sind, daran, wie aus Fig. 3 ersichtlich, befestigten Kolben 55 befindet sich eine gewünschte Brennstoffcharge in 93 hebt. Eine Charge Brennungsgas befindet sich zu dem Verbrennungsraum 108. Die Charge in dem diesem Zeitpunkt schon im Verbrennungsraum 108 Verbrennungsraum 108 kann nun durch Heben des und wird durch Anheben des Kolbens 93 durch die Kolbens 93 mittels des Klemmzylinders 40 verdich-Kolbenzylindereinheit 40 verdichtet, wobei beide tet werden, wenn der nächste mit Sand gefüllte Form-Tellerventile 112 und 113 geschlossen sind. Die Füße ^6c kasten mit dem Boden des Kopfes vor der Zündung 86 richten sich senkrecht, abhängig von der Tiefe der Zündkerze 123 in Eingriff tritt. Der obere Randes darunterliegenden Sandes aus, wobei sie den menteil 4 dient als ein Widerlager für den Kopf 18, Sand bis zu einem gewissen Grad vorverdichten, da während der Klemmzylinder 40 den Sand S und die der Kolben und der senkrecht bewegbare Teil des Brennstoffcharge vorverdichtet und verhindert ebenso Preßhauptes eine beträchtliche Masse haben und ein 65 ein Zurückschlagen des Zylinders und des Kopfes, großer Druck erforderlich ist, um den Kolben in die Druckmesser 220 und 221 können in Verbindung mit in F i g. 3 gezeigte Lage zu heben. Der durch den den Reglern 208 bzw. 217 vorgesehen werden. Ob-Einlaß 125 wirkende Luftdruck dient ebenfalls dazu, wohl es sich ergeben hat, daß nur ein Explosions-

Claims (17)

Stampfvorgang für die Form ausreicht, kann selbstverständlich der oben beschriebene Zyklus zum Verdichten der Sandform so oft wie erwünscht wiederholt werden. Gegebenenfalls können der Zylinder und der Kopf durch Wasser oder durch Luft gekühlt werden. Nachdem die Form durch die Explosion in dem Raum 108 gestampft worden ist, wird Druckmittel von unterhalb der Kolben-Zylinder-Einheit 40 im Unterteil 1 ausgelassen, um den Formkasten, den Sand, das Modell und die Modellplatte zu senken. Die Zugzylinder 42 und 43 werden nun gestreckt und heben den Formkasten vom Modell ab und ziehen die Form von diesem ab. Wenn die Form ihre höchste Lage erreicht hat, die durch die Anschläge 60 und 61 bestimmt wird, in der die Rollen 52 und 55 eine Fortführung der Beschickung- und Entnahmefördervorrichtungen 30 und 34 für die Formkästen bilden, schiebt der nächste in die Maschine eintretende Formkasten unter Eingriff mit dem von dem Sandkasten 19 gehaltenen Haken '33 die fertiggestellte Form auf die Ausgabefördervorrichtung 34. Der Zyklus kann dann zum Stampfen der nächsten Form wiederholt werden. Es kann selbstverständlich auch eine Zeitpunkt- ag mäßig gesteuerte Explosion unter dem mit Sand gefüllten Formkasten verwendet werden, um den Sand nach oben gegen ein relativ festes Preßhaupt zu drücken. Ebenfalls ist offensichtlich, daß die Vorverdichtung des Sandes und des Brennstoffes erreicht werden kann, indem der gesamte Kopf nach unten gegen den Sand bewegt wird. Wenn sich auch flüssiges Propangas zum Explosionsstampfen von Gießereiformen in dieser Art und Weise als recht geeignet erwiesen hat, so können doch offensichtlich viele andere gasförmige oder vergaste explosive Treibstoffe verwendet werden, z. B. Benzin, Kerosin, Dieselöl, Methan, Butan, irgendeines der natürlichen Gase oder auch Explosivladungen, die Verbindungen ähnlich TNT oder Nitroglyzerin enthalten. Ferner können gewisse Zusätze verwendet werden, um die Verbrennungsgeschwindigkeit zu verringern und um somit einen längeren, gleichförmigeren Krafttakt zu erzielen. Durch die Erfindung ist somit eine Gießerei-Formmaschine geschaffen, die eine Gießereiform über ihre gesamte obere Oberfläche mit einem einzigen Explosionshub stampft und die bisher erforderlichen hydraulischen oder pneumatischen Hochdruckmechanismen und die dazugehörigen verwickelten Steuervorrichtungen ersetzt. Patentansprüche: 55

1. Verfahren zum Stampfen von Gießereisandfonnen, wobei der Formsand in einen das Modell umschließenden und auf einer Modellplatte gehaltenen Formkasten gebracht und durch Stampfen verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennstoffcharge zur Explosion gebracht und die dabei frei werdende Energie unmittelbar zum Aufbringen der Stampfkräfte verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 6g kennzeichnet, daß ein Preßkopf durch die Explosionskraft unmittelbar gegen den Sand bewegt und die Stampfkraft weitgehend gleichförmig über die beaufschlagte Sandoberfläche verteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formsand zunächst durch eine Relativbewegung zwischen der den Formkasten mit dem Sand tragenden Modellplatte und dem Preßkopf vorverdichtet wird, wobei vorzugsweise der Preßkopf oder an diesem gehaltene Teile teleskopartig in den Formkasten eindringen, und daß daraufhin die Explosion ausgelöst und die vorverdichtete Form nachverdichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffcharge beim Vorverdichten des Formsandes, insbesondere durch eine dabei ausgeführte Bewegung eines explosionsseitigen Maschinenteiles, verdichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten durch den Modelltisch gegen den Preßkopf bewegt wird und der Preßkopf unter Vorverdichten des Formsandes verstellt wird und dabei die Brennstoffcharge verdichtet.

6. Gießerei-Formmaschine zum Ausüben des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Vorrichtungen zum Stampfen des Formsandes in einem das Modell umgebenden und auf einer Modellplatte sitzenden Formkasten, gekennzeichnet durch eine Explosionsvorrichtung (93,94) mit wenigstens einem durch die Explosionskraft unmittelbar gegen den Formsand bewegbaren Bauteil (18).

7. Formmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Explosionskraft bewegbarer Preßkopf (18) auf der Stampfseite mehrere über die ganze Fläche des Formkastens verteilte und in diesen eindringende Stampfelemente (85, 86) aufweist.

8. Formmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stampfelemente (85, 86) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind und daß Verteilereinrichtungen (82) zum gleichmäßigen Verteilen der Explosionskraft auf die einzelnen Stampfelemente (85, 86) vorgesehen sind.

9. Formmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Preßkopf (18) eine Vielzahl gleichmäßig verteilter Zylindereinheiten (83) angebracht sind, deren Kolben (85) mit der Sandoberfläche in Eingriff zu bringende Stampffuße (86) aufweisen, und daß die Zylindereinheiten (83) miteinander durch einen Rohrverteiler verbunden sind.

10. Formmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosionsvorrichtung einen Verbrennungszylinder (94) mit einer Zündeinrichtung (123) zum Zünden einer Brennstoffcharge und einen auf den Preßkopf (18) einwirkenden Kolben (93) umfaßt.

11. Formmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (93) als Stufenkolben ausgebildet ist, der durch Zuführen von Druckluft in den zwischen Kolbenstange und Zylinder (94) gebildeten Ringraum rückstellbar ist, und daß die Zuführöffnung (125) für die Druckluft zur Bildung eines Pufferringraujljii

zum Abbremsen des Kolbenkopfes (101) beim Explosionstakt mit größerem Abstand zum offenen Zylinderende (126) angeordnet ist.

12. Formmaschine nach Ansprach 10 oder 11, gekennzeichnet durch Einlaß- und Auslaßventile (112, 113) und durch Vorrichtungen (118, 119) zum Betätigen dieser Ventile und zum Herstellen eines zündfähigen Gemisches aus Luft und Brennstoff.

13. Formmaschine nach Anspruch 10, 11 oder 12, gekennzeichnet durch Spülvorrichtungen (114, 115) zum Ausspülen des Verbrennungsraumes nach einem Explosionstakt.

14. Formmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch Spanneinrichtungen (40) zum Bewegen des Preßkopfes (18) gegen das Zylinderaggregat (94) zum Verdichten der Brennstoffcharge vor der Zündung.

15. Formmaschine nach Ansprach 14, gekenn- ao zeichnet durch einen Spannzylinder zum Bewegen des mit Sand gefüllten Formkastens (F) gegen

den Preßkopf (18) zum Vorverdichten des Formsandes.

16. Formmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkopf (18) mit einem Sandmeßkasten (19) gekuppelt und mit diesem durch eine gemeinsame Antriebsvorrichtung (21) zwischen zwei Betriebsstellungen verfahrbar ist, in welchem jeweils der Preßkopf oder der Sandmeßkasten über dem Formkasten (F) steht.

17. Gießereiformmaschine zum Verdichten des Formsandes in einem Formkasten, der das auf einer Auflage sitzende Modell umschließt, durch Relativbewegung zwischen dieser Auflage und einem Preßkopf, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte, jeweils auf die Auflage oder die Preßplatte einwirkende Preßvorrichtungen (40, 94) vorgesehen sind, von welchen die zur Vorverdichtung dienende erste Preßvorrichtung (40) langsamer und die zum Nachverdichten dienende zweite Preßvorrichtung (94) mit größerer Geschwindigkeit als die erste wirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

709 607/432 6.67 O Bundesdruckerei Berlin