DE1915615A1

DE1915615A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Kernen

Info

Publication number: DE1915615A1
Application number: DE19691915615
Authority: DE
Inventors: Hulslander Gary Lee
Original assignee: Acme Cleveland Corp
Current assignee: Acme Cleveland Corp
Priority date: 1968-12-31
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1970-10-08
Also published as: US3581801A; FR1602186A

Description

PATENTANWÄLTE 4 Π 1 IT P 1 £

Iy lob ίο

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL.-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN . HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 HAMBU RG 50>

TELEGRAMME: KARPATENT KÖNIGSTRASSE 28

W. 23 645/69 12/I¹I

,Acme-Cleveland Corporation, Cleveland, Ohio (Y.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zum "Formen von Kernen.

Die -Erfindung bezieht sich auf Formverfahren und !Formvorrichtungen und insbesondere auf Formverfahren zur Herstellung von härtbaren Kernen mittels Formkästen und auf die Mittel zur Durchführung solocher Verfahren.

In der bisherigen Formtechnik ist es üblich, zwei Formhälften zu.verwenden und in den von den Formhalften gebildeten Formhohlraum ein härtbares oder formbares Iv±aterial, beispielsweise 3and, Gemische aus Bindemittel enthaltendem Sand, Phenolharze und andere in der Technik bekannte Arten von Materialien, einzubringen. Nachdem das Erzeugnis oder das Material während einer ausreichend langen Zeit entweder durch katalytisch^ -Aktivität oder durch Zufuhr von Wärme gehärtet ist, werden die Forrnhälften getrennt, und es ist dann üblicherweise notwendig, den geformten Gegen stand von Hand herauszunehmen oder den gebildeten Formteil, Gegenstand oder Kern auf eine Aufnahmefläche herabfallen zu lassen. Beide Arbeitsweisen sind nachteilig, weil einerseits das Herausnehmen

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des geformten Kernes aus der einen Formhälfte von Hand einen unangemessenen Arbeitsaufwand erfordert und weil andererseits, wenn der geformte Gegenstand oder Kern lediglich herabfallen gelassen wird, leicht eine Beschädigung auftreten kann.

Diese beiden Schwierigkeiten werden durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung behoben, und es ist daher ein Zweck der Erfindung, ein Formverfahren und eine Formvorrichtung zu schaffen, bei denen die Notwendigkeit des ^erausnehmens eines gebildeten Kernes aus einer Formhälfte von Hand vermieden ist.

Ein anderer Zweck der -Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die automatisch durchgeführt bzw. betätigt werden können und die eine unangemessene Beschädigung gebildeter Kerne vermeiden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine mit Heißkernkasten arbeitende Formvorrichtung zu schaffen, welche die vorgenannten Zwecke wirtschaftlich, zuverlässig und wirksam erfüllt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer üblichen Formvorrichtung, die.so angepaßt ist, daß sie gemäß der -Erfindung verwendet werden kann. Fig. 2 ist eine Stirnansicnt der Vorrichtung gemäß Fig. 1. .

Fig. 3 ist eine schaubildliche leilansicht, in der insbesondere die -Erfindung an Hand einer spezifischen ^ßusfuhrungsform wiedergegeben ist, wobei die Fcrmhälften in Verbindung mit Brennerplatten einer Heißkernkastenvorrichtung dargestellt sind. '

Fig. 4 ist eine l'eilschnittansicht einer neuartigen Formausführung unter anwendung der Erfindung.

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In Pig. 1 und 2 ist eine Formvorrichtung 2 wiedergegeben, bei der zwecks größerer Klarheit Einzelheiten fortgelassen sind und die einen zum Zuführen von formbarem Material oder Sand und Bindemittel dienenden Trichter 4, der an einem Gestell 6 abgestützt.ist, und einen Beschickungszylinder 8 aufweist, der mittels Bädern 10 auf Schienen 12 hin- und herbewegbar angeordnet ist, so daß er von dem Trichterauslaß 14 in eine mittlere °tellung in der Formvorrichtung 2 bewegt werden kann. Bin an einem Querträger angebrachter Zylinder 15 bildet das Mittel zum Anordnen des Beschickungszylinders θ über dem von den Formhälften gebildeten Formhohlraum. Ein typischer Klemmzylinder 9 ist ungefähr in der Mitte der Vorrichtung 2 angeordnet, so daß seine Achse mit der Achse des Beschickungszylinders 8 und des Formhohlraumes eines zweiteiligen Kernkastens 16 zusammenfällt.

Der eine l'eil des Kernkastens 16 weist eine feststehende Formhälfte 18a auf, die an einer ^rennerplatte 20 befestigt ist, weiche ihrerseits an einem dreieckigen Träger 22 abgestützt ist. Eine gegenüberliegend angeordnete bewegbare Formhälfte 18b ist an einer Brennerplatte 24 befestigt und an einem bewegbaren träger 39 angebracht, so daß sie mittels Bädern 25, die auf an dem Gestell 6 befestigten Schienen 26 laufen, eine geradlinige Bewegung gegen die Litte der Vorrichtung 2 und von der kitte weg ausführen kann. Sin am Kernkasten angebrachter Zylinder 28 ruft die Bewegung'der bewegbaren Formhälfte 16b hervor.

Die bewegbare Formhslfte 18b und die -^rennerplatte sind an dem '^räger 39 mittels einer Gelenkverbindung 30 schwenkbar gelagert, um die Formhälfte 18b aus der waagerechten Stellung, in welcher der Kernkasten 16 geöffnet ist,, über einen Bogen von etwa 90 in die in Fig. 2 durch strichpunktierte Linien angedeutete ^teilung mittels eines

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Kraftzylinders 32 verschwenken zu können, der an dem hin- und herbewegbaren Träger 39 angebracht ist und ' dessen Kolbenstange 34 mit einem Endteil der Brennerplatte 24 gelenkig verbunden ist.

In dem einen Formkastenteil angeordnete Ausstoßstif'te 50, Fig. 4 sind mittels Zylindern 38 betätigbar, um den gebildeten Kern aus der.Kernformhälfte 18b auszustoßen, wenn diese sich in der verachwenkten Stellung befindet. Unterhalb der ^ewegungsbahn der Formhälfte 18b ist eine Aufnahmefläche in Gestalt eines endlosen Förderbandes 36 angeordnet, das durch nicht dargestellte Mittel abgestützt ist und von einer ebenfalls nicht dargestellten -Einrichtung bekannter Art angetrieben wird.

Die Schlauchverbindungen, Kupplungen, Heißgaszufuhrleitungen und anderen bekannten Bauteile von mit heißem Kernkasten arbeitenden Kernblasmaschinen sind absichtlich nicht dargestellt, da sie keinen '^eil der ^rfindung bilden, soweit sie nicht ausdrücklich erwähnt sind.

Gemäß Fig. 3 und 4 kann die feststehende Formhälfte 18a an der Brennerplatte 20 mittels nicht dargestellter Bolzen befestigt werden, die durch einen Flansch 40 an der Formhälfte 18a und einen flansch 42 an der Brennerplatte hindurchgehen. Die Brennerplatte 20 ist an einer Abstützplatte 21 des Trägers 22 (Fig. 1) befestigt. In entsprechender Weise iat die bewegbare Formhälfte 18b an der Brennerplatte 24 befestigt, die ihrerseits durch Bolzen oder auf andere Vieise an einer .Abstützplatte 23 befestigt ist. kit 44 und 46 sind Kammern bezeichnet, in welche ein heißes 3-as oder ein anderes Heizmedium injiziert wird, um die Formhälften 16a und 18b und damit das in dem von ihnen gebildeten Formhohlraum 48 enthaltene härtbare k&terial wirksam zu erhitzen. Offensichtlich kann eine Anzahl von Kernen gleichzeitig geformt werden, und in diesem Fall wird eine kehrzahl von Formhohlräumen vorge-

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sehen, wie es in Pig. 3 wiedergegeben, ist.

Die Formhälfte 18b weist eine Mehrzahl von durchgehenden Bohrungen auf, in deren jeder ein federbelasteter
Stift 50 angeordnet ist (Fig. 4). Jeder Stift 50 hat
ein großes Schaftende 50a und einen großen Kopf 50b,
der an dem ^nde des Stiftschaftes mittels eines Haltesplintes od.· dgl. befestigt ist. Eine Feder 52 aus hitzebeständigem Material liefert eine Vorspannkraft, welche
das Schaftende 50a in fluchtender Lage zu der Innenfläche der Formhälfte 18b hält, in der Praxis können die Stifte 50 in der Formhälfte 18b angeordnet und an Ort und °telle abgeschliffen werden, um einen glatten, fluchtenden Sitz zu schaffen. Die Anzahl und Unordnung der stifte 50 hängt von dem besonderen Umriß des Formhohlraumes 48 ab.

Eine universale Ausstoßplatte 54, die ebenso wie die
Brennerplatte 20 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 56 versehen ist, ist in der Kammer 46 der Brennerplatte 24
angeordnet und an ihren Außenenden an ^ndplatten 58 befestigt, auf welche die Kolbenstangen 60 der Kraftzylinder 36 einwirken. Die Öffnungen 56 ermöglichen, daß das Heizmedium mit den freiliegenden Flächen der Formhälften 18a, 18b in Berührung kommt. Vorzugsweise weist die Formhälfte 18b in ihrem Hohlraum einen oder mehrere kleine Vorsprünge 62 auf, die einen ausreichenden Zug bzw. Sog erzeugen, um den gebildeten Kern oder Gegenstand in der Formhälfte 18b zu halten, wenn diese sich von der feststehenden Formhälfte ISa wegbewegt. Die Anzahl undtöie Anordnung der Vorsprünge 62 wird allgemein durch die Gestalt des Formhohlraumes und demgemäß durch die ^röße und das ^ewicht des geformten
Gegenstandes oder fernes bestimmt. Dies ist eine in der
Formtecnnik bekannte Praxis und wird daher nicht im einzelnen erläutert»

Es ist zu bemerken, daß die Audstoßplatte 54 einen einheitlichen, jedoch abnehmbaren i'eil des Brennerplattenaufbaus bildet, so daß es demgemäß nicht erforderlich ist,

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diesen Bauteil als einen ^'eil des JOrmaufbaus vorzusehen. Auf diese "eise können Formhälften verschiedenster Art in der Vorrichtung verwendet werden, ohne daß die Notwendigkeit besteht, jeweils eine besondere Ausstoßplatte •vorzusehen, dadurch, daß ^ ie ^usstoßstifte 50 mit einem größen Kopf 50b versehen sind und der Durchmesser jeder Öffnung 56 kleiner als der Durehmesser jedes Kopfes 50b ist, wird ein wirksamer Singriff der Platte 54 mit den Ausstoßstiften 50 unabhängig davon gewährleistet, wo diese Stifte in der bewegbaren Formhälfte 18b angeordnet sind.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung entspricht allgemein der in der Technik angewendeten Arbeitsweise, indem eine zeitliche Folge von Arbeitsvorgängen ausgeführt wird, um eine Charge von Material aus dem Trichter 4 in den Beschickungszylinder 8 zu bringen, der dann in eine °telle über dem i'ormhohlraum 48 bewegt wird, welcher durch das Zusammentreten der Iformhälften 18a und 18b gebildet und mit dem Klemmzylinder 9 in Ausrichtung gebracht wird. Mit Hilfe einer Menge G-as, wie Luft, wird das härtbare Material in den ^ormhohlraum 48 bzw. in die Forrchohlräume 48 geblasen. Ein erhitztes gasförmiges Medium oder ein anderes erhitztes Medium wird durch die in den Brennerplatten vorgesehenen öffnungen 56 hindurch in die Heizkammern 44 und 46 eingeführt.

Die Eormhälften 18a und 18b bleiben während einer ausreichend langen Zeit zusammen, um die Slidung eines dauerhaften oder arbeitsfähigen Kernes zu bewirken. Danach bewegt sich die bewegbare Forimälfte 18b von der feststehenden i'ormhälfte 18a v;eg, wobei sie während ihrer waagerechten bewegung auf G-rund des oder der Vorsprünge innerhalb des in der 5'ormhälfte 18b gebildeten Hohlraumes den Kern festhält und mitnimmt. Die Formhälfte 18b erreicht dann eine im Abstand von der feststehenden For inhalf te 18a liegende vorgewählte Stelle, um genügend Raum

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für eine freie Schwenkbewegung der Formhälfte 18b mit dem in ihr festgehaltenen geformten Kern zu ermöglichen. Der Kraftzylinder 32 wird danach betätigt, und seine Kolbenstange 34 schwenkt die Formhälfte 18b abwärts über einen Βοφβη von etwa 90°. Danach werden die Kraftzylinder 38 betätigt, wodurch bewirkt wird, daß ihre Kolbenstangen 60 die Endplatten 58 bewegen, an denen die Ausstoßplatte 54 befestigt ist, so daß diese mit den Köpfen 50b der .Ausstoßstifte 50 in Eingriff tritt, um den geformten Kern auf die ^ufnahmefläche bzw. das Förderband 36 zu drücken. Bei der dargestellten "⁴¹Usführungsfοrm sind die Kraftzylinder luftbetätigte Zylinder, deren Betätigung wie die des Förderbandes durch einen automatischen Zeitgebermechanismus erfolgt. Es ist jedoch ersichtlich, daß auch mechanische Vorrichtungen anstelle von elektrischen Vorrichtungen verwendet werden können, um die gewünschte Zeitgabe hervorzurufen. Ein Gesichtspunkt dafür, das Förderband zeitlich zu betätigen, statt es kontinuierlich laufen zu lassen, besteht darin, daß bei intermittierender Betätigung die Kerne in einer Heihe Ende an -^nde angeordnet werden und daß die ^eitperiode zwischen den ^ormungsvorgängen eine zusätzliche Härtungszeit für die geformten Kerne ermöglicht. Selbstverständlich könnte vor der Handhabung eine zusätzliche Härtungszeit auch dadurch vorgesehen werden, daß ein längeres Förderband verwendet wird, jedoch würde dadurch der Raumbedarf der Maschine vergrößert. Die Einrichtung zur -Erzielung der zeitlichen Folge der Arbeitsvorgänge ist an sich nicht neu, und sie kann durch bekannte Mittel verwirklicht werden. De mg e ca. 3 erfolgt keine nähere Beschreibung der Mittel und der Art und "eise zui Erzielung der zeitlichen Folge der Beschickung, der Hin- und Herbewegung und der Schwenkbewegung der bewegbaren Formhälfte und des Ausstoßens, weil es sich hierbei um bekannte Dinge handelt.

Vorstehendem ist ersichtlich, dais zue ersten lüel

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eine Äusstoßplatte, die bei Formverfahren oder Formvorrichtungen verwendet wird, in "Verbindung mit einer Brennerplatte angeordnet ist, statt an einer Formhälfte selbst angebracht zu sein, wobei auf G-rund der besonderen Ausführung der -ßusstoßstifte diese an irgendeiner ^telle in der Form angeordnet werden können und dennoch eine richtige Berührung mit einer universalen .Äusstoßplatte gewährleisten. Außerdem ermöglichen das ,Verfahren und die Vorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung völlig mechanisierte Forcrvorgänge, bei denen keine körperliche Manipulation der gebildeten Kerne erforderlich ist und bei denen kein Kernbruch zufolge eines zufälligen Ausstoßens des geformten Kernes aus dem Formhohlraum auftritt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Formen von Kernen, bei welchem ein härtbares Material in eine Form eingeführt wird,-die von zwei geschlossenen relativ zueinander bewegbaren Formhälften mit im wesentlichen geradliniger Trennlinie gebildet wird, von denen die eine bei ihrer Bewegung den geformten Kern festzuhalten vermag, das härtbare Material zum Bilden eines handhabbaren Kernes während einer genügenden Zeitdauer gehärtet wird, danach die Formhälften auseinanderbewegt werden und der gebildete Kern aus der ihn haltenden Formhälfte entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß -die Fortnhälften zunächst längs eines im wesentlichen geradlinigen Weges auseinanderbewegt werden und danach die den Kern haltende Formhälfte um etwa 90° verschwenkt wird, wonach der gebildete Kern aus der verschwenkten Formhälfte auf eine Aufnahmefläche geschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine feststehende und eine bewegliche Formhälfte verwendet werden.

3· Verfahren nach Anspruch Iy^ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kern haltende Formhälfte in einem Winkel von etwa 90 aus .der Waagerechten verschwenkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern auf ein die Aufnahmefläche bildendes Förderband geschoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband in vorbestimmten Zeitperioden betätigt wird, um auf ihm eine Reihe von Ende an Ende liegenden ausgestoßenen Kernen zu erhalten.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zeitperioden von ausreichender Dauer für die Betätigung des Förderbandes gewählt werden, um eine zusätzliche Härtung der Kerne vor ihrer Abnahme von dem Förderband zu

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bewirken.

7. Vorrichtung zum Formen von Kernen, mit zwei relativ zueinander bewegbaren Formhälften, von denen eine mit Mitteln zum Festhalten eines gebildeten Kerns und mit Mitteln zum Ausschieben des gebildeten Kerns zu einem vorbestimmten Zeitpunkt versehen ist und

mit einer Einrichtung zum Einführen härtbaren Materials in den von den Formhälften gebildeten Hohlraum, wenn diese sich in ihrer geschlossenen Stellung mit einer im _ wesentlichen geradlinigen Trennlinie befinden, gekenn-' zeichnet durch eine Einrichtung zum anfänglichen Auseinanderbewegen der Formhälften (l8a, l8b) und durch eine Einrichtung zum anschließenden Verschwenken der den Kern haltenden Formhälfte (l8b) um etwa 90° in eine Stellung nahe einer Aufnahmefläche O6) für den auszuschiebenden Kern.

8. Vorrichtung nach Anspruch J, wobei eine der Formhälften feststeht und die andere bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Festhalten des gebildeten Kernes in der bewegbaren Formhälfte (l8b) wenigstens einen Vorsprung (62) in der Wandung dieser Formhälfte aufweisen.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn-

sichnet, daß die Einrichtung zum Verschwenken der bewegbaren Formhälfte (l8b)'einen Kraftzylinder (32) aufweist, dessen Kolbenstange (3²O rcit der Formhälfte gelenkig verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausschieben des gebildeten Kernes aus der bewegbaren Formhälfte (l8b) federbelastete Ausstoßstifte (50) aufweisen, die durch Bohrungen in der Wand der Formhälfte hindurchgehen und mittels einer Platte (5²J-) bewegbar sind, die von den Kolben (60) von Kraftzylindern (38) betätigbar ist.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formhälften (l8a, 18b) jeweils mit einer Brennerplatte (20 bzw. 24) zum Erhitzen des härtbaren Materials versehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bewegung der Ausstoßstifte (50) bewirkende kolbenbetätigte Platte (54) mit Öffnungen (56) versehen ist und innerhalb der Brennerplatte (24) der bewegbaren Formhälfte (18b) angeordnet ist und daß jeder der Ausstoßstifte (50) ein mit der Innenfläche der bewegbaren Formhälfte (l8b) fluchtendes Ende (50a) und einen Kopf (50b) aufweist, der mit der mit den Öffnungen (56) versehenen Platte (54) in Eingriff treten kann«

15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmefläche für den auszustoßenden Kern von einem endlosen Förderband (36) gebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum periodischen Betätigen der Einrichtung zum Bewegen der bewegbaren Formhälfte (l8b), der Ausstoßstifte (50) und des Förderbandes (36).

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