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Einrichtung zur automatischen Herstellung von Gießformen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen Herstellung von gießfertigen
Sandformen mit eingelegten Kernen.
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Es ist bekannt, daß bei derartigen Einrichtungen die einzelnen Teile
der Sandformen, wie untere Formhälfte, obere Formhälfte und Kerne in vollständig
voneinander getrennten Schießvorrichtungen hergestellt und dann einer zentralen
Zusammensetzmaschine zugeführt werden, die ein um eine senkrechte Achse drehbares
Revolvergehäuse aufweist. Um den Umfang dieses Revolvergehäuses sind fünf Auslegerköpfe
angebracht. Durch den ersten der Auslegerköpfe werden dem Revolvergehäuse Unterkästen
mit den unteren Formhälften zugeführt, durch den zweiten die Kernkästen mit den
dazu befindlichen Kernen. Der dritte Auslegerkopf dient dazu, die Kernkästen von
den Kernen abzuziehen, und mit Hilfe des vierten Auslegerkopfes werden Oberkästen
mit den oberen Formhälften dem Revolvergehäuse zugeführt. Durch den fünften Auslegerkopf
werden dann die fertiggestellten Formen dem Revolvergehäuse entnommen.
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Diese Einrichtung ist sehr umfangreich, da für jeden Teil der Form
eine besondere Schießvorrichtung vorgesehen ist, von der relativ lange Verbindungswege
zu der Zusammensetzmaschine und auch zurück zu den Schießvorrichtungen führen. Dadurch
ist der Aufbau kostspielig, die Wartung und Reinigung der Einrichtung werden erschwert
und es besteht Gefahr, daß die Formteile auf den Verbindungswegen beschädigt werden.
Aus diesen Gründen ist die Wirtschaftlichkeit dieser Einrichtung beeinträchtigt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur automatischen Herstellung
von gießfertigen Sandformen mit eingelegten Kernen zu schaffen, die durch ihren
einfachen Aufbau und ihre große Betriebsgeschwindigkeit wirtschaftlich arbeitet.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Zusammenfassung einer Formhälftenschießstation
mit einer Formrahmenumsetzvorrichtung zum wechselweisen Zuführen eines unteren Formrahmens
mit Modell und eines dazu passenden Formrahmens mit Modell zu dieser Station und
zum Bewegen der gefüllten Formrahmen der Reihe nach zu einer Formrahmenabziehvorrichtung,
einer zu der Formrahmenabziehvorrichtung gehörenden Formhälftenumsetzvorrichtung
zum abwechselnden Herausziehen der Formhälften aus dem unteren und dem oberen Formrahmen
und zum abwechselnden Bewegen der fertigen unteren und oberen Formhälften von der
Formrahmenabziehvorrichtung zu einer Formhälftenschließvorrichtung, mit einer zu
der Formhälftenumsetzvorrichtung gehörenden, während der Bewegung der unteren Formhälfte
von der Formrahmenabziehvorrichtung zu der Formhälftenschließvorrichtung wirksamen
Stürzvorrichtung für die untere Formhälfte und einer Kernschießeinrichtung mit Kernumsetz-
und -Einlegevorrichtung in einer einzigen Formstation.
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Bei dieser Einrichtung werden die obere und die untere Formhälfte
in einer einzigen Formhälftenschießstation hergestellt und mit Hilfe von Umsetz-und
Abhiehvorrichtungen direkt daneben von ihren Rahmen abgezogen und dann einer daran
anschließenden Formhälftenschließvorrichtung zugeführt. Außerdem werden Kerne in
einer auch zu der Formstation gehörenden Kernschießeinrichtung hergesetellt und
durch Kernumsetzvorrichtungen in die Form in der Formhälftenschließvorrichtung eingesetzt.
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Durch die Zusammenfassung aller Vorrichtungen zur Herstellung von
Sandformen in einer einzigen Formstation ist der Aufbau dieser Einrichtung einfach
und raumsparend. Dadurch sind auch Wege zwischen den Schießstationen für die Formhälften
und die Kerne und der Formhälftenschließvorrichtung sehr gering.
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Die Formhälften und Kerne können folglich direkt nach ihrer Herstellung
zusammengesetzt werden. Dadurch
wird ein rasches und zuverlässiges
Arbeiten erreicht, was die Einrichtung zusammen mit ihrem einfachen Aufbau sehr
wirtschaftlich macht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigt F i g.1 eine Ansicht der vollständigen
Einrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine genauere Ansicht des Rahmenwerkes
für eine Einrichtung nach F i g.1, F i g. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach
Fig.2, F i g. 4 eine Ansicht der Fbrmhälftenschießstation von der rechten Seite
der F i g.1 aus gesehen, F i g. 5 einen Schnitt durch einen Blaskopf längs der Linie
5-5 in F i g. 4, der eine Preßplatte nach F i g. 4 zeigt, F i g. 6 eine Ansicht
der Formrahmenumsetzvorrichtung zum Überführen von Formrahmen von der Formhälftenschießstation
zu der Formhälftenabziehvorrichtung von vorn, F i g. 7 eine Ansicht der Formhälftenabziehvorrichtung
von vorn, F i g. B eine Ansicht einer Formhälftenumsetzvorrichtung zum überführen
der Formhälften von der Formhälftenabziehvorrichtung zu der Formhälftenschließvorrichtung,
F i g. 9 eine Teilansicht einer Stürzvorrichtung nach F i g. 8, F i g. 10 eine Ansicht
der Formhälftenschließvorrichtung, F i g. 11 eine Ansicht der Kernumsetzvorrichtung
zum überführen von Kernen aus einer Kernschießeinrichtung zu der Formhälftenschließvorrichtung,
F i g.12 eine Teilansicht, die einen Keräkastentragarm in gewendeter Stellung an
der Formhälftenschließvorrichtung zeigt, F i g.13 eine Teilansicht der Stürzvorrichtung
der Vorrichtung nach F i g. 11, F i g.14 eine Ansicht der Kernschießeinrichtung,
F i g. 15 eine Ansicht in vergrößertem Maßstab der in der Kernschießeinrichtung
verwendeten Membranenanordnung und des Mechanismus zum Bewegen der Membranenanordnung,
F i g. 16 eine Seitenansicht der Membranenanordnung, F i g. 17 ein Schnitt in vergrößertem
Maßstab durch einen Teil der Membranenanordnung gemäß einer Ausführungsform, F i
g.18 ein der F i g.17 ähnlicher Schnitt, der eine andere Ausführungsform zeigt,
und F i g. 19 ein Diagramm, das die zeitliche Folge des Betriebes der verschiedenen
Elemente der Vorrichtung zeigt, wobei dieses Diagramm von oben nach unten zu lesen
ist und die horizontalen Linien Zeitintervalle von etwa 1 Sekunde darstellen. Hierzu
ist zu bemerken, daß sich das Diagramm wiederholt und daß die oberste horizontale
Linie und die unterste horizontale Linie als ein und dieselbe Linie oder ein und
derselbe Zeitpunkt angesehen werden können.
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In F i g.1 sind die einzelnen Arbeitsstationen eines Ausführungsbeispiels
der Einrichtung zur -automatischen Herstellung von Gießformen mit den Bezugsziffern
:1 bis 7 bezeichnet. Die Station 1 ist eine Formhälftenschießstation 14, in welcher
eine Formhälfte durch Einschießen von Sand in einen Formrahmen geschaffen wird.
An der Station 2 ist eine Formrahmenumsetzvorrichtung vorgesehen, die zwei diametral
gegenüberliegende Rahmentragarme 27, 28 aufweist, von denen einer einen unteren
Formrahmen und der andere einen oberen Formrahmen trägt. Diese Rahmen enthalten
ein Modell für die untere Formhälfte bzw. für. die obere Formhälfte. Die Formrahmenumsetzvorrichtung
liefert wechselweise einen leeren unteren Formrahmen mit Modell und einen leeren
oberen Formrahmen mit Modell an die Formhälftenschießstation und einen gefüllten
oberen Formrahmen und einen gefüllten unteren Formrahmen an die Station 3, welche
eine Formhälftenabziehvorrichtung darstellt. Neben der Formhälftenabziehvorrichtung
befindet sich die Station 4, welche wiederum eine Umsetzvorrichtung ist, die mit
zwei Formentragarmen für die unteren Formhälften und mit zwei Armen für die oberen
Formhälften ausgestattet ist. Wenn der Formhälftenabziehvorrichtung ein gefüllter
Formrahmen für die obere Formhälfte zugeführt ist, wird einer der Arme für die obere
Formhälfte von der Station 4 so ausgerichtet, daß er den Abziehvorgang unterstützt
und dann die obere Formhälfte für die überführung zur Station S einer Formhälftenschließvorrichtung
trägt. In ähnlicher Weise wird ein Arm für die untere Formhälfte mit der Formhälftenabziehvorrichtung
ausgerichtet, wenn dieser Vorrichtung ein. gefüllter Rahmen für die untere Formhälfte
durch die Formrahmenumseizvorrichtung der Station 2 zugeführt ist. Der Formentragarm
für die obere Formhälfte an der Station 4 überführt die fertige obere Formhälfte
einfach zu der Formhälftenschließvorrichtung, während der Formentragarm für die
untere Formhälfte an der Station 4 beim überführen einer fertigen unteren Formhälfte
zu der Formhälftenschließvorrichtung die untere Formhälfte stürzt, so daß die obere
Formhälfte und die untere Formhälfte an der Formhälften Schließvorrichtung in der
richtigen einander zugewandten Stellung ankommen, wobei sie genau ausgerichtet sind
und sich im Abstand voneinander befinden.
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Zn der Zwischenzeit wird au einer Kernschießeinrichtung Sand in einen
Kernkasten eingeschossen. Diese Kernschießeinrichtung ist als Station 7 bezeichnet.
Nach dem Schießen werden die Kerne an der Schießeinrichtung automatisch aus der
Oberseite des Kernkastens heraus ausgestoßen, und danach wird der Kernkastenboden
mit den darauf angeordneten fertigen Kernen von der Kernschießeinrichtung zu der
Formhälftensehließvorrichtung übergeführt und während dieser überführung gestürzt.
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Nach F i g.1 ist die Einrichtung zur automatischen Herstellung von
Gießformen auf eine Basis 10 montiert und mit einem Oberbau 11 in Form eines starren
Balkens versehen, damit der Aufbau im ganzen die nötige Steifigkeit erhält und sichergestellt
wird, daß die Formen richtig eingestellt und eingewinkelt werden können. Der Oberbau
11 wird von Säulen 12 (F i g. 2, 3) getragen, die entweder an der Basis
10
befestigt oder von der Basis 10 getrennt im Beton eingelassen sein können.
Es ist lediglich nötig, daß der Oberbau 11 bezüglich der Basis
10 starr montiert ist und zu dieser genau parallel verläuft. Die Einzelheiten
dieser Konstruktion gehören nicht zur Erfindung und können den jeweiligen Umständen
entsprechend variiert werden.
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Die Formhälftenschießstation 14 ist an einem passenden Träger 13 angebracht.
Sie wird im einzelnen
nicht näher beschrieben, da sie für sich nicht
zur Erfindung gehört. Solche Maschinen befinden sich im Handel und werden z. B.
von der Fa. Hansberg Shooters, Inc., hergestellt. Diese Maschinen besitzen einen
Trichter 15, und es sind im allgemeinen Zuführungseinrichtungen für die Lieferung
des in die Formrahmen hineinzuschießenden Sandes zu dem Trichter vorgesehen.
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Gemäß F i g. 4 und 5 ist an der Formhälftenschießstation ein Tisch
16 vorhanden, der zu Beginn mittels eines nicht dargestellten hydraulischen Zylinders
eingestellt und durch einen in einem Luftzylinder 17 befindlichen Kolben betätigt
wird, wodurch er gehoben oder gesenkt werden kann. In der gesenkten Stellung nimmt
der Tisch 16 den Rahmentragarm 27 oder 28 auf, der von der weiter unten beschriebenen
Station 2 aus betätigt wird. Auf dem Rahmentragarm 27 oder 28 ruht ein leerer Formrahmen
19.
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Wenn dem Zylinder 17 Druckluft zugeführt wird, wird der Tisch 16 gehoben,
wobei er den Rahmentragarm 27 oder 28 und den leeren Formrahmen 19 mitnimmt und
letzteren gegen eine Blasplatte 20 der Formhälftenschießstation 14 preßt. Die Blasplatte
20 besitzt Schlitze, die mit dem Blaskopf in Verbindung stehen, und Luftöffnungen,
die mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. Bei der vorliegenden besonderen Ausführungsform
der Maschine wird der Sand durch Luft unter einem Druck von etwa 5,5 kg/cm2 in den
Formrahmen gegen das darin befindliche Modell eingeschossen. Es versteht sich, daß
der Formrahmen und das Modell an der Unterseite mit passenden gitterartigen oder
geschlitzten Entlüftungen versehen sind.
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Wenn der Sand in die Form eingeschossen worden ist, senkt sich der
Tisch 16, da die in dem Zylinder 17 befindliche Luft zu einem passenden Auslaß hin
abgeleitet wird, und es wird eine Preßplatte 21 eingesetzt. Die Preßplatte 21 wird
von Traggliedern 22 und von auf Schienen 24 laufenden Rollen 23 getragen und ist
an eine Stange 25 angeschlossen, die an dem Kolben eines hydraulischen Zylinders
25 a befestigt ist. Der Kolben des hydraulischen Zylinders bringt mit Hilfe von
passenden Ventilen und elektrischen Schaltungen die Preßplatte 21 in eine Stellung,
in der sie sich zwischen der Oberseite der Form und einem Blaskopf befindet. Die
Preßplatte 21 ist einfach eine vollständig ebene undurchlässige Platte. Wenn sie
sich in der vorgenannten Stellung befindet, wird dem Zylinder 17 wiederum Luft zugeführt,
um den Tisch unter hohem Druck (8,8 kg/cm2) zu heben und dadurch den in der Form
befindlichen Sand zusammenzupressen, damit er auf eine größere Dichte verdichtet
wird und die Rückseite der Form geebnet wird. Sobald dies geschehen ist, wird die
Druckluft abgelassen. Gleichzeitig wird ein Zylinder, der einen Exzenter an der
Halterung des langen hydraulischen Zylinders bewegt, mit Druckluft beliefert, damit
sich die Preßplatte in Auswärtsrichtung um etwa 0,3 cm bewegt, sobald die Preßkraft
bis zu dem Punkt abgenommen hat, an dem die Reibungskraft überwunden ist. Dadurch
wird der an der Preßplatte -anhaftende Sand von dieser gelöst. Im Anschluß daran
senkt sich der Tisch in der vorher beschriebenen Weise, und der hydraulische Zylinder
wird zum Zurückziehen der Preßplatte 21 betätigt. Das Zurückziehen der Preßplatte
kann so lange verzögert werden, bis der Sandzylinder erneut gefüllt ist, damit verhindert
wird, daß vorzeitig kleine Sandmengen durch den Aufprall des Sandes auf den in den
Blasschlitzen befindlichen Preßsand in den Formrahmen fallen. Eine etwas einfachere
Konstruktion und ein einfacheres Verfahren zum Unterbrechen des Anhaftens des Sandes
besteht darin, die Blasplatte mit einem um die Kanten herumlaufenden Streifen zu
versehen, der beim Schießen der Form auf dem Formkasten aufliegt. Der Sand befindet
sich dann weit genug über dem Formkasten, so daß er zusammengepreßt werden kann,
ohne daß die Preßplatte in den Formrahmen eintritt. Die Rückzugskraft des hydraulischen
Zylinders der Preßplatte wird dann eingeleitet, bevor der Tisch sinkt, und sobald
die Preßkraft so weit abgesunken ist, daß der hydraulische Zylinder die Reibung
überwinden kann, tritt dann die Preßplatte zurück, wobei sie anfänglich auf dem
Sand gleitet und der anhaftende Sand gelöst wird. Dieses Verfahren gestattet es
jedoch nicht, auf einfache Weise, die Preßplatte beim erneuten Füllen des Sandzylinders
unter der Blasplatte zu belassen, um zu verhindern, daß kleine Sandmengen vorzeitig
in den Formrahmen fallen.
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In F i g. 6, welche die Formrahmenumsetzvorrichtung der Station 2
darstellt, ist eine Säule 26 zu sehen, die sich zwischen der Basis 10 und dem Oberbau
11 der Vorrichtung erstreckt und an der zwei Rahmentragarme 27, 28 montiert sind.
Gemäß F i g. 6 ist die gesamte Anordnung zwischen den Teilen 10 und 11 mittels eines
Zahnradgetriebes 29 drehbar, das durch einen hydraulischen Motor 30 derart angetrieben
ist, daß sich die Rahmentragarme 27 und 28 um 180° drehen und wieder zurückkehren.
Diese Arme sind für eine vertikale Gleitbewegung mittels Hülsen 27 a und 28 a einzeln
auf vertikalen' Stangen angeordnet. Oberhalb und unterhalb der Hülsen 27 a und 28
a sind flexible Schutzrohre 31, beispielsweise Balken, vorgesehen, die den Eintritt
von Fremdkörpern verhindern, die den Mechanismus verkratzen oder beschädigen würden,
Mittels der soeben beschriebenen Vorrichtung können die Arme 27 und 28 unabhängig
voneinander vertikal auf oder ab bewegt werden. Die soeben beschriebene vertikale
Bewegung ist nötig, damit der in F i g. 4 zu sehende Tisch 16 den Formrahmen in
die Blasstellung heben und zum Einsetzen der Preßplatte senken kann und damit der
Tisch an der Station 3 den Formrahmen für die Entnahme der Form heben kann.
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Der Arm 21 trägt einen Formrahmen 19, und auf dem Arm 28 befindet
sich ein weiterer Formrahmen 19 a. Jeder dieser Formrahmen enthält ein Modell oder
mehrere Modelle 19 b,19 c. Zn der Praxis ist einer der Formrahmen 10 oder 19 a ein
oberer Formrahmen und der andere ein unterer Formrahmen. Beim Betrieb der Einrichtung
wird, wenn beispielsweise ein oberer Formrahmen 19, d. h. ein Formrahmen für die
obere Formhälfte, der Formhälftenschießstation zugeführt wird, damit Sand in ihn
hineingeschossen wird, ein unterer Formrahmen 19 a, das ist ein Formrahmen für die
untere Formhälfte, in den bereits Sand hineingeschossen worden ist, zur Entnahme
der fertigen Form aus ihrem Rahmen an die weiter unten beschriebene Formhälftenabziehvorrichtung
geliefert. Mit anderen Worten werden also an der Formhälftenschießstation wechselweise
ein oberer Formrahmen und ein unterer Formrahmen im Sandschußverfahren mit Sand
gefüllt, während an der Formhälftenabziehverrichtung wechselweise ein gefüllter
unterer Formrahmen und ein gefüllter
oberer Formrahmen zum Formenabziehen
vorhanden sind.
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Es versteht sich daß der Betrieb der in F i g. 6 dargestellten Vorrichtung
in zeitlicher übereinstimmung mit dem Betrieb der Formhälftenschießstation vor sich
geht.
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In F i g. 7 ist die Formhälftenabziehvorrichtung von Station 3 dargestellt.
Dies weist einen Tisch 32 auf, der durch einen Kolben eines Luftzylinders betätigt
wird, welcher in einem flexiblen Schutzrohr 33 angeordnet ist. - über diesen Tisch
32 gelangen wechselweise die Rahmentragarme 27 und 28, die einen gefüllten Formrahmen
19 oder 19 a tragen. Zum Verständnis der Arbeitsweise der Formhälftenabziehvorrichtung
ist es nötig, sich kurzzeitig der F i g. 8 zuzuwenden, in der die Formhälftenumsetzvorrichtung
Station 4 dargestellt ist, mit deren Hilfe die entnommenen oberen und unteren Formhälften
von der Formhälftenabziehvorrichtung zu der Formhälftenschließvorrichtung übergeführt
werden. An der Station 4 befindet sich ebenfalls wieder eine Säule 34, auf welcher
zwei Formentragarme 35 für die oberen Formhälften und zwei Formentragarme 36 für
die unteren Formhälften montiert sind. Es sind verschiedene einzelne, voneinander
unabhängige Dreheinrichtungen vorhanden, und zwar eine Einrichtung 37 zum Drehen
der Formentragarme 35 (für die oberen Formhälften) als Einheit, eine Einrichtung
38 zum Drehen eines der Formentragarme 36 (für die unteren Formhälften) und eine
Einrichtung 38 a zum Drehen des anderen Armes 36 (für die unteren -Formhälften).
Jeder Arm 36 für die unteren Formhälften ist mit einem Mechanismus ausgestattet,
der im einzelnen in F i g. 9 dargestellt ist und einen Motor 39 sowie ein Zahnradgetriebe
40 aufweist, mit deren Hilfe die jeweiligen Formentragarmteile 41 der beiden Formentragarme
für die unteren Formhälften in einer vertikalen Ebene aus der in F i g. 8 links
dargestellten Stellung in die in F i g. 8 rechts zu sehende Stellung umgedreht oder
gewendet werden, um die Form zu stürzen.
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Wie oben bereits angedeutet, kann das Abziehen der Formen aus den
Formrahmen auf verschiedene Weise erfolgen. Bei der beschriebenen Einrichtung wird
dies jedoch vorzugsweise durch die Kombination eines auf die in dem Formrahmen frei
liegende Sandoberfläche wirkenden Unterdruckes und eines Luftdruckes erzielt, der
durch die Entlüftungen in dem Formrahmen gegen die in dem Rahmen befindliche Seite
der Form wirkt, um die Form aus ihrem Rahmen zu lösen. Da der in der Form befindliche
Sand porös ist, kann die Sandform während ihres Transportes von einer Stelle zu
einer anderen durch kontinuierlichen Sog an einem Unterdruckträger gehalten werden.
Demgemäß sind sowohl in dem Formentragarmtei141 als auch in dem Formentragarmtei142
Einrichtungen zum Absaugen von Luft vorgesehen, während die Formentragarme 27 und
28 mit entsprechenden Einrichtungen zum Zuführen von Druckluft ausgestattet sind.
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Im folgenden wird wieder Bezug auf die F i g. 7 genommen und davon
ausgegangen, daß sich ein oberer Formrahmen auf dem Formentragarm 27 oder 28 in
Stellung befindet und einer der Tragarme 35 für die oberen Formhälften den Formentragarmteil
42 für diese in Stellung gebracht hat. In diesem Fall steigt der Tisch 32, um die
Sandfläche der Form an -den Formentragarmteil für die oberen Formhälften anzulegen,
woraufhin durch eine Kombination von durch diesen Träger hindurchwirkendem Unterdruck
und durch den Formentragarm und das Modell hindurchwirkendem überdruck die Form
aus dem Formrahmen herausgezogen und an dem Formentragarmteil für die oberen Formhälften
festgehalten wird, mit dessen Hilfe sie dann durch Drehen der Tragarme 35 zu der
Formhälftenschließvorrichtung bewegt wird. Ein ähnlicher Arbeitsgang findet statt,
wenn ein unterer Formrahmen auf seinem Formen tragarm 27 oder 28 ruht. In diesem
Fall hat aber einer der Tragarme 36 für die unteren Formhälften _. einen Formentragarmteil41
für die letzteren über dem unteren Formrahmen in Stellung gebracht. Die untere Formhälfte
wird dann in der gleichen Weise wie oben in Verbindung mit der oberen Formhälfte
beschrieben, aus ihrem Rahmen herausgezogen, wobei der einzige Unterschied darin
besteht, daß bei der Drehung des Tragarmes 36 für die unteren Formhälften zwecks
überführung der unteren Formhälften zu der Formhälftenschließvorrichtung die in
F i g. 9 dargestellte Einrichtung bewirkt, daß die untere Formhälfte gewendet wird,
damit ihre Aussparung oder ihre Aussparungen nach oben weisen. An der Formhälftenschließvorrichtung
befinden sich dann somit eine untere Formhälfte 43, welche gestürzt wurde, so daß
ihre Aussparung oder ihre Aussparungen nach oben weisen, und eine obere Formhälfte
44, die nicht gestürzt wurde und deren Aussparungen daher nach unten weisen.
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Die verschiedenen oben beschriebenen Maschinenbauteile sind in Bezug
aufeinander mit äußerster Genauigkeit angeordnet. Außerdem sind die beiden Rahmentragarme
an Station 2 ebenso wie das Formentragarmpaäre bei der Station 4 identisch, und
die Grenzen der Bewegung der verschiedenen Arme liegen in allen Ebenen genau fest.
Wenn die Maschine einmal genau eingestellt ist, kommen die oberen Formhälften und
die unteren Formhälften, da sie an ihren jeweiligen Trägern rutschfest gehalten
sind, an der Formhälftenschließvorrichtung 5 stets genau übereinander zu liegen,
ohne daß es nötig ist, Ausrichtstifte oder anderweitige Ausrichteinrichtungen vorzusehen.
Die Kernschießeinrichtung und die Umsetzmittellinie der Station 6; die weiter unten
noch beschrieben werden, sind einstellbar, so daß sie ebenfalls genau eingestellt
werden können. Hat eine solche Einstellung einmal stattgefunden, dann werden die
Kerne stets in genauer Ausrichtung zu den unteren Formhälften gebracht.
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Benötigt die Form keinen Kern, dann werden die obere Formhälfte und
die untere Formhälfte zusammengebaut. Sind Kerne nötig, dann werden sie zunächst
in der nachfolgend beschriebenen Weise eingesetzt.
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Gemäß F i g.14 ist als Station 7 eine Kernschießeinrichtung vorgesehen,
welche im allgemeinen ahnlieh aufgebaut ist wie die an der Station 1 vorhandene
Formhälftenschießstation. An dieser Station 7 wird ein Kernkasten zusammengesetzt,
der einen Boden 45 und einen Kernkastenoberteil 46 aufweist; die mit passenden Kernhohlräumen
ausgestattet sind und in gleicher Weise wie -die oben beschriebenen Formrahmen im
Schußverfahren mit Sand gefüllt werden. Die Kernschießeinrichtung kann so ausgebildet
sein, daß nach dem Einschießen des Sandes in die Kernkastenhohlräume der Druck im
Tisch-Luftzylinder herabgesetzt. wird, und die vier Luftzylinder
49
drücken das ganze Kernkastenkopfstück 48 und den Tisch 47 nach unten, ohne daß über
den kurzen vollen Hub der vier Luftzylinder hinweg irgendeine Trennung des Kernkastenoberteils
46 und des Bodens 45 stattfindet, An dieser Stelle tritt zwischen eine Kernschießblasplatte
49 a und den Kernkastenobertei146 eine Membranenanordnung, die in weiteren Einzelheiten
in den F i g.15 bis einschließlich 18 dargestellt ist< Dann wird der Hub der
vier Luftzylinder umgekehrt, und der Tisch, das Kopfstück und der Kernkasten bewegen
sich zusammen unter dem Einfluß des in dem Tischzylinder vorherrschenden niedrigen
Luftdruckes nach oben, wobei die Membranenanordnung zwischen die Blasplatte und
den Kernkastenoberteil geklemmt wird.
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Dann wird, der Raum oberhalb der Membrane unter Luftdruck gesetzt,
damit sich die Membrane durch die Kernblasöffnungen nach unten durchbiegt und die
Kerne aus dem Kernkastenoberteil ausgestoßen werden, wenn der Tisch 47 gesenkt wird.
Die Einzelheiten der Membrane werden weiter unten noch näher beschrieben. Das Ergebnis
dieser Operation besteht jedenfalls darin, daß die Kerne aus dem Kernkastenoberteil
gelöst werden und in dem Kernkastenboden verbleiben. Im Anschluß daran wird durch
das Kernkastenkopfstück 4$ hindurch Luft abgesaugt, damit unter dem Kernkasten ein
Unterdruck entsteht und der Kernkastenboden und die in ihm befindlichen Kernte durch
den Unterdruck am Kopfstück 48 getragen werden, wenn der Kernkasten auf seinem Kopfstück
aus der Station 7 entfernt und zum Zusammenbau zu der Station 5 gebracht wird, wobei
er in der gleichen Weise wie die unteren Formhälften gestürzt wird.
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Die Kernumsetzvorrichtung ist in Einzelheiten in F i g.11 dargestellt.
Sie weist in der Hauptsache eine Säule 50 a auf, an welcher das Kopfstück
48 derart befestigt ist, daß in gleicher Weise wie oben in Verbindung mit den Rahmentragarxnen
27 und 28 der Station 2 beschrieben eine vertikale Bewegung möglich ist, aber eine
Drehung mit der Säule erzwungen wird. Die Drehung wird beispielsweise mittels eines
hydraulischen Motors 50 erzielt, der über ein Zahnradgetriebe 51 arbeitet. Auch
hier bewirkt wieder ein Wendemechanismus ein Stürzen des Kernkastens während der
Drehung aus der rechts in F i g.11 zu sehenden Stellung in die Stellung gemäß F
i g.12. Der Wendemechanismus ist in F i g.13 dargestellt. Er ist genauso aufgebaut
wie der Wendemechanismus gemäß F i g. 9 und weist einen hydraulischen Motor 52 auf,
der über ein Zahnradgetriebe 53 arbeitet.
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Im folgenden wird wieder Bezug auf F i g.10 genommen, wobei daran
erinnert sei, daß die untere Formhälfte 43 und die obere Formhälfte 44 in Stellung
gebracht wurden. In der Zwischenzeit wurde außerdem in der vorstehend soeben beschriebenen
Weise ein einen oder mehrere Kerne 45 a enthaltender Kernkastenboden 45 mittels
des Kernkopfstückes 48 in Stellung gebracht. An der Formhälftenschließvorrichtung
Station 5 befindet sieh wiederum ein Tisch 54, der durch einen in einem Zylinder
55 laufenden Kolben betätigt wird, und es wird nun Druckluft in den Zylinder 55
eingelassen, damit Hebeglieder 55 a die, untere Formhälfte 43 mit dem Kernkastenboden
45 in Berührung bringen, wodurch die Kerne 45 a in die in der unteren Formhälfte
43 befindlichen Hohlräume eingesetzt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird Druckluft
durch das Kernkastenkopfstück geblasen, damit die Kerne aus dem Kernkastenboden
45 herausgedrückt werden, wenn der Tisch 43 niedergeht. Dadurch werden die einzelnen
Kerne genau in die jeweiligen Hohlräume in der unteren Formhälfte 43 eingesetzt.
Es sei bemerkt, daß jede Konstruktion und jedes Verfahren zum Ausstoßen von Kernen
aus dem Kernkastenoberteil in den Kernkastenboden auch zum Einsetzen der Kerne aus
dem Kernkastenboden in die untere Formhälfte verwendet werden kann. Das Kernkastenkopfstück
kehrt dann zu der Kernkastenschießeinrichtung 7 zurück und der Tisch 54 wird wiederum
gehoben, um die unteren Formhälften und die eingesetzten Kerne mit der oberer. Formhälfte
44 in Berührung zu bringen und die Form zu schließen und zu vervollständigen. 'Zu
diesem Zeitpunkt wird der durch den Träger für die obere Formhälfte hindurchwirkende
Unterdruck beseitigt, so daß sich die fertige Form mit dem Tisch 54 nach unten bewegt,
wenn dieser abgesenkt wird. Der betreffende Arm für die unteren Formhälften, der
sich zu diesem Zeitpunkt an der Formhälftenschließvorrichtung befindet, wird dann
beispielsweise um 90° zu einer Abgabestation gedreht, wo die fertige Form mittels
einer passenden Schubstange von dem Träger 54 auf einen Förderer gestoßen und zum
Gießen weggeführt wird.
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Die Einzelheiten der elektrischen Schaltung und die hydraulischen
oder pneumatischen Kreise, die für den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nötig sind, wurde nicht dargestellt. Diese Schaltungen und Kreise sind jedoch von
solcher Art, daß ein Fachmann die nötigen Anschlüsse und Verbindungen an Hand des
in F i g.19 dargestellten Zeitplanes, der nunmehr im einzelnen beschrieben wird,
vornehmen kann. In diesem Zeitplan stellen die waagerechten Linien Zeitintervalle
von je etwa 1 Sekunde Dauer dar, so daß beim Ablesen des Planes von oben nach unten
die Zeitdauer gemessen wird. Quer herübergelesen sind in dem Plan die verschiedenen
Stationen wie zuvor beschrieben mit 1 bis 7 beziffert. Gemäß dem Schlüssel, der
unten in die Figur eingetragen ist, bezeichnet eine gestrichelte Linie die Bewegung
einer unteren Formhälfte. Die Bewegung der oberen Formhälfte ist mittels einer gezahnten
Linie angegeben, und die Bewegung eines Kernes gibt eine aus Bogenstücken zusammengesetzte
Linie wieder. Die voll ausgezogenen gewöhnlichen Linien sind in der Zeichnung selbst
bezeichnet. Das gesamte Diagramm stellt einen vollständigen Zyklus dar, in welchem
zwei fertige zusammengebaute Formen mit darin befindlichen Kernen hergestellt werden.
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Folgt man zunächst der Bewegung des an der Station 2 befindlichen
Rahmentragarmes für die untere Formhälfte und des Rahmentragarmes für die obere
Formhälfte, dann sieht man, daß sich, in dem Diagramm von ganz oben ausgehend, diese
Arme in eine Stellung bewegen, in welcher sich der Rahmentragarm für die untere
Formhälfte an der Station Nr. 1 befindet und der Rahmentragarm für die obere Formhälfte
bei der Station Nr. 3 ist. Sie bleiben etwa 9 Sekunden in dieser Stellung, woraufhin
sie sich um 180° drehen und die Stellung wechseln, so daß der Rahmentragarm für
die obere Formhälfte nunmehr bei der Station Nr. 1 ist, während sich der Rahmentragarm
für die unteren Formhälften an der Station Nr. 3 befindet. Diese Arme wechseln somit
einfach etwa alle 121/z Sekunden ihre Stellungen. Folgt man nun der unteren Formhälfte,
dann zeigt es siöh, daß
diese am Punkt 100 geschossen wird und während
der Rahmentragarm für die untere Formhälfte an der Station 1 verbleibt; der Tisch
gesenkt wird, die Preßplatte eingesetzt wird, -der Tisch zur Durchführung der Verdichtungsoperation
gehoben wird, der Tisch gesenkt wird und das Kohlendioxydgas eingeblasen werden
kann. Dann wird die untere Formhälfte mit dem Rahmentragarm für die unteren Formhälften
zu der Station 3 bewegt, wo es am Punkt 111 ankommt. Während es an der Station 3
verbleibt, wird der Tisch der Station 3 gesenkt, das Kohlendioxydgas entsprechend
abgesperrt, der Abziehvorgang durchgeführt und der Tisch mit dem unteren Formkasten
abgesenkt. Am Punkt 102 ist zu sehen, daß der leere untere Formrahmen mit dem Rahmentragarm
für die unteren Formhälften zur Station 1 zurückgeführt wird, während die herausgezogene
Form durch die Formhälftenumsetzvorrichtung der Station 4 zu der Formhälftenschließvorrichtung
5 geleitet wird, wo sie am Punkt 103 ankommt. Folgt man dem Diagramm,
-so ist zu erkennen, daß die untere Formhälfte dann bis zum Punkt 104 an
der Station 5 verbleibt. Am Punkt 104 wird sie mit den Kernen und einer oberen Formhälfte,
die in der Zwischenzeit mit ihr zusammengebaut wurden; zur Abgabe an eine Zwischenstation
geleitet.
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Während ihrer Bewegung zwischen den Punkten 102 und 103 wird die untere
Formhälfte umgedreht oder gestürzt.
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Es ist auch zu erkennen, daß während des Herausziehens der unteren
Formhälfte zwischen den Punkten 101 und 102 der Rahmentragarm für die oberen Formhälften
sich zur Station 1 bewegt hat und die obere Formhälfte am Punkt 105 mit Sand geschossen
wird. Am Punkt 106 bewegt sich der Rahmentragarm -für die oberen Formhälften mit
der geschossenen oberen Formhälfte zur Station 3, wo er am Punkt 107 ankommt und
bis zum Punkt 108 verbleibt, während welcher Zeit die -obere- Formhälfte den gleichen
Vorgängen unterzogen -Wird, wie die untere Formhälfte zwischen den Punkten
101 und 102. Vom Punkt 108 an wird die obere Formhälfte, ohne gestürzt zu
werden, zur Station 5 -bewegt, wo sie am Punkt 109 ankommt, und zwischen den Punkten
109 und 104 wird sie mit der unteren Formhälfte zusammengebaut, 'welche am Punkt
103' an der Station 5 ankommt. Es ist zu erkennen, daß" Während des Herausziehens
der oberen Formhälfte zwischen den Punkten 107 und 108, an der Station 1. eine neue
untere Formhälfte am Punkt 100 a geschossen -wird, und am Punkt
105 a
eine weitere obere Formhälfte geschossen wird, während die obere Formhälfte
und die untere Formhälfte :zwischen den Punkten 109 und 104 zusammengesetzt werden.
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In der Zwischenzeit werden an der Station 7 zwischen den Punkten 110
und 111 ein einzelner Satz von Kernen geschossen, und dieser Satz von Kernen wird
dann durch den-Mechanismus der Station 6 zur :Station 5 übergeführt, wo er am Punkt
11.2 ankommt und eine vorher gebildete untere Formhälfte und eine vorher geformte
obere Formhälfte trifft und mit diesen zu der Zeit zusammengesetzt wird, zu welcher
der Punkt 103 erreicht wird. Am Punkt 114 ist der Kern in die untere Formhälfte'
eingesetzt worden, und der Tragarm für die- Kerne kehrt zur Station 7 zurück, A
:wo er am Punkt 115 ankommt, um den Vorgang, rbeginnend beim - Punkt 110 a; zu wiederholen.
Der :neue Satz-von- Kernen,.- mit dessen Schießen beim Punkt 110 a begonnen wird,
wird vom Punkt 111 a an der Station 7 zum Punkt 112. a an der Station 5 übergeführt,
trifft die untere Formhälfte, die am Punkt 100 geschossen wurde, und die obere Formhälfte,
die am Punkt 105 geschossen wurde, während der Satz von Kernen, der am Punkt 112
ankommt, eine obere- Formhälfte und eine untere Formhälfte trifft, die in einem
vorhergehenden Teil des Zyklus bei 100 a und 105 a gebildet wurde.
Es ist zu erkennen, daß zwischen den Punkten 111 und 112 der Kernkastenboden und
die Kerne gestürzt werden und der Tragarm bei der Rückkehr vom Punkt 114 zum Punkt
115 nochmals gewendet wird.
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Das Studium des Diagramms gemäß F i g: 19 offenbart, daß ein vollständiger
Zyklus einen vollständigen Arbeitsgang beinhaltet, und zwar beginnend mit dem Schießen
einer unteren Formhälfte bis zur Abgabe einer fertigen Form, daß aber während dieses
vollständigen Zyklus die Hälfte des nacbfolgenden Zyklus betreffend die untere Formhälfte
durchgeführt wird. Das gleiche gilt für den Arbeitsgang zur Herstellung einer oberen
Formhälfte, so daß zwei vollständige mit Kernen zusammengebaute Formen während des
in F i g. 19 dargestellten vollständigen Zyklus hergestellt werden.
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Die Membrane ist in F i g. 16 bei 56 dargestellt. Sie ist von einer
allgemein mit dem Bezugszeichen 57 bezeichneten Anordnung gehalten, die mit Rädern
58 ausgestattet ist, welche - auf Schienen 59 - laufen. Eine Stange 60, die an einem
in einem Luftzylinder 61 arbeitenden Kolben befestigt ist, bewirkt, daß nach Einlaß
von Druckmittel in den Zylinder 61. die Membrane 56 in eine seitliche Stellung zurückgezogen
oder über dem Kernkastenoberteil-46 in Stellung gebracht wird. Die in F i g. 17
dargestellte besondere Membranenanordnung, die als ebene Meinbranenanordnung bezeichnet
werden soll, kann einen an der Oberseite bei 63 abgeschlossenen Rahmen aufweisen,
der eine elastische- gummiartige flächige Membrane 62 od. dgl. trägt -und der so
angeordnet ist, daß in dem Raum zwischen der Rahmenoberseite und der elastischen
Membrane Luft eingelassen werden kann, die die Membrane 62 über die gesamte Fläche
der Kernkastenoberseite nach unten- drückt. Diese Membranenart ist dort zweckmäßig,
wo die Tiefe des Kernkastenoberteils groß genug ist, um die nötige Festigkeit zum
Aushalten -des über den gesamten Flächeninhalt des Kernkastenoberteiles wirkenden
Ausstoßdruckes zu schaffen. Diese Membrane hat den Vorteil, daß sie-für -den Fall,
daß mehrere Kerne benutzt werden, von dem Kernabstand unabhängig ist und somit nicht
gewechselt werden muß, wenn ein Kernkasten mit einem anderen Abstand der Öffnungen
verwendet wird.
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Ist der obere Teil des Kernkastens verhältnismäßig dünn und sind insbesondere
eine Vielzahl von kleinen Kernen auszustoßen, dann wird vorzugsweise die in F i
g. 18 dargestellte Membrane verwendet. Diese Membrane soll als Knopfmembrane bezeichnet
werden. Auch hier. ist wiederum ein oben bei 63 a abgeschlossener Rahmen vorhanden,
aber die Membrane 62 a liegt auf einer beweglichen Platte 64, an der sie befestigt
ist. Diese Platte hat Löcher, die in Übereinstimmung mit den Kernen im Kernkasten
oberteil verteilt sind.- In jedem Loch der Platte 64 ist ein Knopf 65 befestigt,
so daß die Platte 64 und die Knöpfe 65 nach unten gedrückt werden und jeder Knopf
gegen einen einzelnen Kern preßt, wenn. der
Raum zwischen der Membrane
62 a und der oberen Wand 63 a des Rahmens unter Druck gesetzt wird. Auf diese Weise
ist die Ausstoßkraft der Membrane nur auf die einzelnen Kerne konzentriert. In extremen
Fällen kann ein Unterdruck unter der Membrane verwendet werden, um das Ausstoßen
der Kerne ohne jegliche nach unten gerichtete Nettokraft auf den Kernkastenoberteil
zu bewirken. Der Unterdruck kann wahlweise auch zusätzlich zu dem Druck oberhalb
der Membrane angewendet werden, um den Ausstoßvorgang zusammen mit dem von der Membrane
ausgeübten Druck herbeizuführen. Als weitere Möglichkeit kann zum Ausstoßen der
Kerne der Luftdruck direkt auf die Kerne zur Einwirkung gebracht werden. Eine weitere
Konstruktion und ein weiteres Verfahren zum Ausstoßen der Kerne, die von wesentlicher
praktischer Bedeutung sind, ist die Verwendung eines einfachen Satzes von Knöpfen
oder Ausstoßgliedern, die zwischen die Blasplatte und den Kernkastenoberteil gebracht
werden. Dann bewegt sich nur der Kernkastenoberteil nach oben, wobei die Kerne im
Kernkastenboden verbleiben.
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Vorstehend wurden somit eine vollständige, zu einer einzigen Formstation
zusammengefaßte Einrichtungen zur Herstellung von Formen und die gegenseitige Beziehung
ihrer verschiedenen Teile sowie deren Zusammenwirken beschrieben. Mittels des Zeitdiagramms
der F i g. 19 wurde die Folge von Arbeitsschritten sowie deren gegenseitige zeitliche
Beziehung angegeben. Im Interesse einer klaren und einfachen Darstellung wurden
weder die Schaltbilder elektrischer Schaltungen noch irgendwelche hydraulische Druckleitungen
oder pneumatische Druck-oder Unterdruckleitungen gezeigt. Das Vorsehen der nötigen
Schaltungen und Leitungsführungen einschließlich Ventilen, Relais u. dgl. liegt
im Rahmen fachmännischen Könnens und bietet nach Kenntnis der vorhergehenden Beschreibung
keine Schwierigkeiten.
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Es wurden zwar radial angeordnete Tragarme zum Bewegen von Formteilen
von einer Station zur anderen dargestellt, doch versteht es sich, daß diese Teile
im Rahmen der Erfindung auch auf andere Weise und durch andere Mittel bewegt werden
können. Ebenso können im Rahmen der Erfindung zum Entfernen der Formen aus ihren
Formrahmen statt der bevorzugten Verwendung von Luftdruck oder Luftdruck und Unterdruck
anderweitige Mittel, wie Ausstoßzapfen oder Stangen zum Herausziehen zur Anwendung
gelangen, wie dies gegenwärtig üblich ist. Ferner können auch statt der bevorzugten
Verwendung von Unterdruck für die Befestigung der Formen an den jeweiligen Umsetzvorrichtungen
anderweitige Mittel wie Klinken verschiedenster Bauart benutzt werden, ohne daß
der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Schließlich ist auch ersichtlich, daß,
wenn auch eine vollständige Einrichtung einschließlich Kernschließeinrichtungen
zur Herstellung von Kernen für die Formen erläutert wurde,, die Einrichtung auch
ohne Kernschießeinrichtung benutzt werden kann. Wenn in diesem Fall die fertige
obere Formhälfte und die fertige untere Formhälfte zu der Formhälftenschließvorrichtung
gebracht werden, dann werden sie einfach zusammengesetzt, ohne daß zwischen sie
ein Kern oder mehrere Kerne eingesetzt werden, und zum nachfolgenden Gießen aus
der Vorrichtung ausgegeben.
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Die vorstehende Beschreibung bezieht sich zwar speziell auf Formen
und Kerne, die im Sandschußverfahren hergestellt und die durch Behandlung mit C02
gehärtet werden könnten, doch funktioniert die erfindungsgemäße Einrichtung auch
mit anderweitigen passenden Vorrichtungen zur Herstellung von Formen und Kernen
an den Stationen 1 bzw. 7.