DE1932452A1 - Vorrichtung zum Verdichten des Formsandes in Giessereiformen - Google Patents

Description

Besc-h reibung zum Patentgesuch

der SPO Incorporated, Windsor, Connecticut. USA,

betreffend:
"Vorrichtung zum Verdichten des Formsandes in Gießereiformen.¹¹

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten des Formsandes in Gießereiformen, die in einer Längsrichtung hin- und herbewegbar ist und einen Verdichtungskopf mit Ausnehmungen aufweist, in denen eine entsprechende Anzahl insbesondere hydraulisch ausfahrbarer Stangen mit Verdichtungsfüßen an ihren unteren Enden angeordnet ist.

Es ist üblicherweise erwünscht, den Sand in einem Formkasten über dessen ganze Oberfläche in einem im wesentlichen gleichen Maße zu verdichten. Dies geschah bisher durch Verwendung von Verdichtungsfüßen, die durch hydraulischen Druck in ausgefahrener Stellung gehalten wurden, wodurch, wenn der Verdientungsfcöpf niedergebracht wird, der hydraulische Druck den Berührungsdruck der Verdichtungsfüße ausgleicht. Dadurch wird jedoch bei jeder Auf- und Ab- oder Hin- und Herbewegung des Verdichtungsfcopfes den Verdichtungsfüßen eine Hubbewegung

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aufgezwungen, die zu Verschleiß insbesondere an den Dichtungen und zu anderen Nachteilen führt. Der Verschleiß hat üblicherweise einen Austritt von Hydraulikflüssigkeit zur Folge, die den Formsand verunreinigt· Wegen der ständigen Hubbewegung der Füße wird mitunter Sand zwischen diesen eingekeilt, was die Füße daran hindert, ihre geeignete Stellung anzunehmen. Von Zeit zu Zeit ist es auch erwünscht, einen bestimmten Sandabschnitt in einem Formkasten in einem stärkeren Maße zu verdichten als andere Abschnitte, was sich jedoch nicht erreichen läßt, wenn der Hydraulikdruck die gleiche Kraft auf jeden Verdichtungsfuß ausübt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichtungskopf zu schaffen mit hydraulisch oder auf andere Weise ausfahrbaren Verdichtungsfußen, die als Folge davon für ihre gewünschte Ausrichtung oder Einstellung einzeln in einer Rückzugsrichtung bewegt werden können. Die Füße sollen dabei in ihrer Stellung mechanisch verriegelt sein und beim Verdichten von Sand rings um ein bestimmtes Modell für einen gegebenen Produktionsgang nicht bewegt werden. Wenn das Modell gewechselt wird, sollen die Verdichtungsfüße aus ihrer mechanischen Verriegelungsstellung lösbar sein und sich auch in einfacher Weise auf die Verdichtung des Formsandes rings um das ausgewechselte Modell wieder einstellen lassen· Es geht also auch um die Schaffung einer einfachen Einrichtung zum Einstellen der relativen Stellung der einzelnen Verdichtungsfüße· Ferner geht es auch um die Schaffung einer, zuverlässigen und brauchbaren Konstruktion hinsichtlich des Zusammenbaus und des ZeE'iegetiimer verschiedenen Teile der Vorrichtung und der Verdichtungsfüße in bezug auf den Verdichtungskopf·

Diese Aufgabe findet ihre Lösung an einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß jede Stange in ihrer Ausnehmung von einer an dem

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Stangenschaft im Pestsitz anliegenden flexiblen Zylinderhülse umgeben ist, die durch Anwendung eines hydraulischen Druckes in der sie umgebenden Ausnehmung des Verdichtungskopfes dehnbar und zwecks axialer Verlagerung der Stange mit dem Verdichtungsfuß aus ihrer Festsitzverbindung mit dem Stangenschaft nach Bedarf lösbar ist· Nach der Erfindung sind also die die Verdichtungsfüße an ihren unteren Enden tragenden Stangen in flexiblen Hülsenteilen angeordnet, die die Stangen normalerweise in einer festen Stellung festhalten. Ist es erwünscht, die Stellung der Füße zu ändern, so werden die flexiblen Hülsen durch Flüssigkeitsdruck von den Stangen weggedrückt, was eine leichte Bewegung der Stangen und der daran angebrachten Verdichtungsfüße bei ihrer Einstellung auf ein anderes Formmodell oder dgl· gestattet· Außerdem wird durch die mechanische Verriegelung der Stangen sichergestellt, daß sich die Stangen bei der Auf- und Abbewegung der Verdichtungsvorrichtung in ihren Ausnehmungen an dem Verdichtungskopf nicht verlagern können, wodurch der Dichtungsverschleiß ganz erheblich verringert wird·

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung· In der Zeichnung zeigen

Fig« 1 in Seitenansicht eine Gießereiform-Verdichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung, an der alle den Formsand berührenden Verdichtungsfüße voll ausgefahren sind,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Schnittansicht eines Teiles der Vorrichtung gemäß Schnittlinie 2-2 in Fig. 3,

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Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie 3-3 in Fig. 2, die die Stangen, mit denen die Verdichtungsfüße verbunden sind, in einem verriegelten Zustand zeigt,

Figο 4 eine Ansicht ähnlich Fig_o 3, wobei jedoch die Stangen in einem unverriegelten Zustand gezeigt sind,

Fig. 5 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einen Schnitt durch ein in einem Formkasten angeordnetes Modell, und diese Ansicht soll zur Beschreibung dienen, wie die ausgefahrene Stellung der Verdichtungsfüße festgelegt wird,

Fig. 6 eine geschnittene Draufsicht auf den in Fig. 5 dargestellten Formkasten,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Gießereiform-Verdichtungsvorrichtung nach der Erfindung, wobei die den Formsand berührenden Verdichtungsfüße über einem mit Sand gefüllten Formkasten gezeigt sind, und

Fig. 8 eine Fig. 7 ähnliche Ansicht, wobei jedoch die Verdichtungsvorrichtung in einer abge senkten Stellung dargestellt ist, in der ' die Verdichtungsfüße den Sand in dem Formkasten berühren, um sie vor ihrer Verriegelung in einer festen Stellung auf die geeignete Höhe einzustellen.

Die in der Zeichnung gezeigte Gießereiform-Verdichtungevorrichtung 20 ist in einer durch den Doppelpfeil 21 angedeute-

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ten Längsrichtung zwischen oberen und unteren Stellungen bewegbar, wie deutlich in Pig· 1, 7 und 8 gezeigt» Die Verdichtungsvorrichtung weist eine Kopfplatte 22 auf, die von der angetriebenen Hubeinrichtung getragen wird, die dazu dient, die Vorrichtung in bekannter Weise anzuheben und abzusenken, und die daher bei der Abhandlung der vorliegenden Erfindung auch nicht besonders beschrieben wird. Ferner ist ein Verdichtungskopf vorgesehen mit einer Vielzahl von Ausnehmungen oder Vertiefungen 27, wie in Pig_o 2, 3 und 4 zu erkennen. In jeder der Ausnehmungen oder Vertiefungen 27 ist ein Zylinder bzw. eine Zylinderhülse 30 angeordnet mit einer von oben bis unten durchgehenden axialen Öffnung 31. Die Öffnungen 31 in allen Zylinderhülsen 30 verlaufen allgemein parallel zu der durch den Doppelpfeil 21 angedeuteten Längsbewegungsrichtung der Verdichtungsvorrichtung 20. Eine Verdichtungskopf-Abdeckung 34 ist mittels Bolzen 37 an der Kopfplatte 22 befestigt und mit dem Verdichtungskopf 25 durch Bolzen 38 verbunden. Die Abdeckung 34 besitzt eine Vielzahl allgemein zylindrisch geformter Öffnungen 35, deren Anzahl gleich der Anzahl der Ausnehmungen oder Vertiefungen 27 ist und die mit entsprechenden Öffnungen 31 in den Zylinderhülsen 30 axial ausgerichtet sind. Bei der Betrachtung der Erfindung können der Verdichtungskopf 25 und die Abdeckung 34 als einstückig angesehen werden.

In jeder der Zylinderhülsen 30 ist eine Stenge 43 mit ersten und zweiten Endabschnitten 44 und 45 und mit einem Zwischenabschnitt 46 angeordnet. Diese Stangen 43 sind für eine Bewegung zwischen einer in Fig« 1, 4 und 7 gezeigten ausgefahrenen Stellung und einer in Fig. 3 gezeigten zurück-. gezogenen Stellung ausgebildet. Der erste Endabschnitt 44 jeder Stange 43 bewegt sich im wesentlichen in der zugehörigen Öffnung 35 in der Abdeckung 34 und trägt einen Sprengring 47 an seinem oberen Ende zur Begrenzung der Auefahrbewegung der Stange 43, wobei der Sprengring an der

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oberen Endfläche der zugehörigen Zylinderhülse 30 zur Anlage kommt, wie in der Zeichnung zu erkennen. Der Zwischenabschnitt jeder Stange 43 befindet sich in der Normalstellung in einer Pestsitzverbindung mit der zugehörigen Zylinderhülse 30. Dies verhindert eine Bewegung der Stangen.

In der Abdeckung 34 ist eine Vielzahl von Öffnungen 50 vorgesehen, die als erste Hydraulik-Durchlaßkanäle bezeichnet werden. Diese Öffnungen 50 dienen zur hydraulischen Verbindung aller Öffnungen 35 in der Abdeckung 34, wobei in

fc dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 80 derartige Öffnungen vorhanden sind. Die Öffnungen oder Durchlaßkanäle 50 sind alle durch eine in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Leitungsverbindung 52 an eine Hydraulik-Druckwelle 51 angeschlossen. Eine Vielzahl von Flüssigkeits-Durchtrittsöffnungen 60 geht durch die Wandungen der Zylinderhülsen 30 hindurch und dient zur Zufuhr von Druckflüssigkeit zu der zwischen der Außenfläche der Stangen 43 und der- Innenfläche 31 der Zylinderhülsen 30 ausgebildeten Pestsitzverbindung. Die Druckflüssigkeit wird zu dieser Verbindungsstelle im wesentlichen entlang der ganzen axialen Länge der Innenoberfläche der Zylinderhülsen 30 zugeführt, und zwar durch eine Vielzahl von Ringnuten 54, die durch eine Axialnüt

™ miteinander verbunden sind. Stattdessen könnte auch eine schraubenförmig verlaufende Nut vorgesehen sein, und zwar auch an der Oberfläche der Stange 43, abhängig von deren Hub. An dieser Festsitz-Verbindungsfläche sind erste und zweite Dichtungen 56 vorgesehen, um die Druckflüssigkeit entlang der Berührungsfläche der erwähnten Einzelteile zurückzuhalten. Außerdem sind zweite Durchflußkanäle 62 für den Durchfluß von Druckflüssigkeit vorgesehen, die sowohl durch die Abdeckung 34 als auch den Verdichtungskopf 25 verlaufen für den Transport der Druckflüssigkeit zu den öffnungen 60. Geeignete Dichtungen sind an den aufeinander

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arbeitenden Flächen vorgesehen zur Verhinderung des Austrittes hydraulischer Leckflüssigkeit· Diese Dichtungen sind nicht besonders bezeichnet worden. Die Durchflußkanäle 62 sind alle mittels einer strichpunktiert angedeuteten Leitung 64 an eine zweite Hydraulik-Druckquelle 63 angeschlossen·

An dem zweiten Endabschnitt jeder Stange 43 sind mit dem Formsand in Berührung kommende Verdichtungsfüße 67, die auch mitunter als Stampf- oder Rüttelfüße bezeichnet werden, mittels Bolzen 68 an einem Zwischenstück 69 befestigt, das seinerseits auf das Ende der Stangen 43 aufgeschraubt ist· Ein Zylinderhalter 72 ist an dem Verdichtungskopf 25 durch Bolzen 73 befestigt, um jede Zylinderhülse 30 in der gezeigten Stellung festzuhalten, und zwischen dem Zyliiderhalter 72 und dem Zwischenstück 69 ist ein Stangenabstreifer 71 angeordnet·

Fig. 3 zeigt die Stangen 43 in ihrer Stellung in den entsprechenden Zylinderhülsen, wobei die Zylinderwandung in normaler Festsitzverbindung mit der Stange steht· Zum Lösen dieser Festsitzverbindung ist es erforderlich, durch die Durchtrittsöffnungen 60 einen Flüssigkeitsdruck auszuüben, der die Wandungen der Zylinderhülsen in die entsprechenden Ausnehmungen oder Vertiefungen 27, in denen sich die Hülsen befinden, nach außen drückt, wodurch die Festsitzverbindung aufgehoben wird· Das Lösen der Festsitzverbindung ist in Fig· 4 gezeigt und ist dort zum leichteren Verständnis etwas übertrieben dargestellt worden· Nach dem Lösen der Festsitzverbindung, oder nachdem sich die Vorrichtung in dem unverriegelten Zustand von Fig· befindet, können die Stangen 43 und die daran angebrachten Verdichtungefüße 67 durch einen Flüssigkeitsdruck von der Druckquelle 51 durch die Durchlaßkanäle 50 bis in die öffnungen 35 ausgefahren werden. Dieser Flüssigkeitsdruck wirkt auf

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die oberen Enden der Stangen 43 und läßt diese sich bis zu den entsprechend der Anordnung der Sprengringe 47 vorhandenen Anschlägen nach außen bewegen. Dies könnte auch durch Federn erreicht werden, die in den Öffnungen 35 angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt in einer Ansicht die Art und Weise, in der die ausgefahrenen Stellungen der Verdichtungsfüße und der Stangen 43 festgelegt werden zum Verdichten von Sand in einem Formkasten für eine bestimmte Modellkonstruktion· Es ist ein Formkasten 75 gezeigt, in dem sich ein Modell 76 befindet, und loser Sand 77 wird in den Formkasten bis zu der gezeigten Höhe eingefüllt, die in der folgenden genaueren Erläuterung 14 Zoll oder 35,6 cm beträgt. Der Formkasten ist 12 Zoll oder 30,5 cm hoch. Mit den Bezugszeichen A, B, C und D sind die Höhen des verdichteten Sandes bezeichnet, die festgelegt werden sollen, oder mit anderen Worten die Abstände zwischen den verschiedenen Verdichtungsfüßen 67 und dem Modell 76. Die Höhe des Modells ist an den betreffenden Stellen in Zoll eingetragen, wobei 3 Zoll gleich 7,6 cm, 5 Zoll gleich 12,7 cm und 6 Zoll gleich 15,2 cm sind. Im folgenden wird das Verfahren zum Festlegen oder Einstellen der mit den Bezugszeichen A, B, C, D gekennzeichneten Abstände oder Sandhöhen beschrieben. Das Gewicht des lose geschütteten oder unverdichteten Sandes sei mit 1,12140 g/cm angenommen gegenüber 1,60200 g/cm nach dem Verdichten des Sandes· Dies ergibt einen Volumenfaktor von 70/100 oder 0,7, und zwar für eine begrenzte vertikale Säule, wenn man davon ausgeht, daß der Sand eine minimale Seitenverlagerung hat· Xn der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Zahlenwerte für die berechneten Sandhöhen an den verschiedenen Stellen A, B, C, D zusammengestellt·

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verdichteter Höhe des Modell- Verdichtungs- Höhe des Sand losen Sandes höhe faktor verdichte

ten Sandes

Pos. cm cm cm

A 35,6 0 0,7 24,9

B 35,6 12,7 0,7 16,0

C 35,6 15,2 0,7 14,2

D 35,6 7,6 0,7 19,5

Um die Ausfahrstellungen der Stangen 43 und der Verdichtungsfüße 67 auf diese vorbestimmten Höhen einzustellen, bedient man sich der Lehren- oder Meßvorrichtung 79 nach Fig. 1, die eine Vielzahl von Meßstiften 80 aufweist, die in einer Grundplatte so angeordnet sind, daß man mit ihnen die Ausfahrstellung der Stangen und Verdichtungsfuße vorher einstellen kann· Zu dieser Einstellung wird die Verdichtungsvorrichtung 20 mit den Verdichtungsfüßen 67 in der in Pig· I gezeigten ausgefahrenen Stellung, und über den entsprechenden Meßstiften 80 angeordnet, abgesenkt, wobei sich die Stangen in ihrer gelösten und ausgefahrenen Stellung von Fig. 4 befinden, bis alle Verdichtungsfüße mit ihrer Unterseite die entsprechenden Meßstifte 80 berühren· Wird der Verdichtungskopf 25 gegen seine tiefste Stellung bewegt, so drücken die höchsten Meßstifte 80 die Stangen 43 und die Verdichtungsfüße 67 gegen den Flüssigkeitsdruck in die Öffnungen 35, Ist die Verdichtungsvorrichtung 20 in ihre unterste Stellung gebracht worden, so wird die Verbindung der Plüssigkeitsdruckquelle 63 mit den Öffnungen 60 unterbrochen, so daß die Wandungen der Zylinderhülsen 30 wieder ihre Stellung von Fig· 3 annehmen, um die Stangen 43 in ihrer Lage mechanisch festzuklemmen. Sodann wird auch die Verbindung zwischen der Plüssigkeitsdruckquelle 51 und den Öffnungen 35 unterbrochen·

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Sodann kann die Meßvorrichtung 79 entfernt werden, und der Sand in den Formkästen kann in einer Anzahl von Verdientungsvorgangen durchweg mit dem gleichen Ergebnis verdichtet werden. Stellt man fest, daß der Sand in einem bestimmten Bereich nicht im gewünschten Maße verdichtet wird oder gegebenenfalls eine zu starke Verdichtung erfährt, ist es sehr einfach, die Meßvorrichtung 79 wieder in die gerade beschriebene Stellung zurückzubringen und die Ausfahrstellungen der Stangen und Verdichtungsfüße wieder einzustellen durch einfaches Ändern der Höhe der Meßstifte an den gewünschten Stellen,

Fig. 7 und 8 zeigen ein anderes Verfahren zum Einstellen der AusfahrStellungen der Stangen 43 und der Verdichtungsfüße 67. Fig. 7 zeigt die Verdichtungsvorrichtung in der angehobenen Stellung mit völlig ausgefahrenen Stangen und Verdichtungsfüßen. Sodann ist es erforderlich, den gewünschten geeigneten Sanddruck auszuwählen, und ein entsprechender Flüssigkeitsdruck wird in den Öffnungen 35 erzeugt, der die Stangen und Verdichtungsfüße in der ausgefahrenen Stellung hält. Sodann wird die Verdichtungsvorrichtung langsam abgesenkt, um den Sand zu verdichten, und wenn der Sanddruck ansteigt, sind die Verdichtungsfüße und die Stangen bestrebt, zurückzugehen, wobei sie sich auf ihre eigene ge- ψ wünschte Höhe einstellen. Die Stangen werden dann verriegelt oder festgeklemmt, wie in Fig. 3 gezeigt, und die Verdichtungsvorrichtung wird in ihre obere Stellung aufwärtsbewegt· Dann werden die Öffnungen 35 drtnckentlastet. Die Vorrichtung ist dann so eingestellt, daß sie wiederholt für die Verdichtung von Sand über bestimmten Modellen bei der Herstellung von Formkästen eingesetzt werden kann. Die Lage der Stangen 43 ist in Fig. 6 mit gestrichelten Kreisen gezeigt. Der Fachmann kann somit leicht erkennen, daß die vorstehend behandelten Vorteile in einer sehr einfachen und wirtschaftlichen Weise erzielt werden.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verdichten des Formsandes in Gießereiformen, die in einer Längsrichtung hin- und herbewegbar ist und einen Verdichtungskopf mit Ausnehmungen aufweist, in denen eine entsprechende Anzahl insbesondere hydraulisch ausfahrbarer Stangen mit Verdichtungsfüßen an ihren unteren Enden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stange (43) in ihrer Ausnehmung (27) von einer an dem Stangenschaft im Festsitz anliegenden flexiblen Zylinderhülse (30) umgeben ist, die durch Anwendung eines hydraulischen Dri'.ckes in der sie umgebenden Ausnehmung (27) des Verdichtungskopfes (25) dehnbar und zwecks axialer Verlagerung der Stange (43) mit dem Verdichtungsfuß (67) aus ihrer Festsitzverbindung mit dem Stangenschaft nach Bedarf lösbar ist,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zylinderhülse (30) in jeder Ausnehmung (27) eine im wesentlichen zylindrische, durchgehende Öffnung (31) parallel zur Längsbewegungsrichtung (23) der Verdichtungsvorrichtung (20) hat, daß eine Verdichtungskopfabdeckung (34) an der Oberseite des Verdichtungskopfes (25) befestigt ist und eine gleiche'Anzahl im wesentlichen zylindrischer und paralleler Öffnungen (35) in axialer Ausrichtung mit den entsprechenden Öffnungen (31) in den Zylinderhülsen (30) aufweist, und daß die in jeder der Zylinderöffnungen (31) angeordneten Stangen (43) jeweils erste und zweite Endabschnitte (44,45) haben und in den Zylinderhülsen (30) zwischen einer ausgefahrenen und einer eingefahrenen Stellung axial verlagerbar sind·

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (43) mit ihrem ersten Endabschnitt (44) in eine entsprechende Öffnung (35) in der Verdichtungskopfabdeckung (34) hinein- und aus dieser herausbewegbar sind, daß erste Hydraulikkanäle (50) die Öffnungen (35) in der Verdichtungskopfabdeckung (34) miteinander verbinden, und daß eine erste Hydraulik-Flüssigkeitsdruck quelle (51) an diese ersten Hydraulikkanäle (50) angeschlossen ist·

4« Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand voneinander angeordnete Dich-™ tungen (56) Abschnitte jeder Stange (43) umgeben, die ebenfalls in axialem Abstand voneinander angeordnet sind, und daß jede Stange (43) in ihrer entsprechenden ZylinderÖffnung (31) zwischen den beiden Dichtungen (56) im Festsitz mit der*.v\ Zylinderwandung in Verbindung steht,

5· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch Flüssigkeits-Durchtrittsöffnungen (60) an der Verbindungsstelle jeder der Stangen (43) und der Zylinderöffnung (31), in der die betreffende Stange (43) angeordnet ist, und zwischen den im gegenseitigen Abstand befindlichen Dichtungen (56), wobei zweite Hydraulik-Durchflußkanäle (62) fc alle Flüssigkeits-Durchflußöffnungen (60) untereinander und mit einer zweiten Flüssigkeitsdruckquelle (63) verbinden, die über die Durchtrittsöffnungen (60) einen Flüssigkeitsdruck an der Verbindungsstelle erzeugt, der die Wand jeder Zylinderhülse (30) nach außen ausdehnt in die entsprechende Ausnehmung (27) unter Aufhebung der Festsitzverbindung zwischen der Stange (43) und der Zylinderöffnung (31)*

6» Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (43) nach Lösen der Festsitzverbindung mit der umgebenden Zylinderhülse (30) durch

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Zufuhr von Druckflüssigkeit zu den Öffnungen (35) in der Verdichtungskopfabdeckung (34) aus den Ausnehmungen (27) anschlagbegrenzt ausfahrbar sind, um die an dem zweiten Endabschnitt (45) der Stange (43) angebrachten Verdichtungsfüße (67) mit dem Formsand (77) in einem Formkasten (75) oder mit einer Meßvorrichtung (79) für die 'Einstellung auf bestimmte Verdichtungshöhen in Berührung zu bringen·

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