DE2303899C2

DE2303899C2 - Vorrichtung zum Formgießen von Gegenständen

Info

Publication number: DE2303899C2
Application number: DE2303899A
Authority: DE
Inventors: William John Kenosha Wis. Maurino; Raymond Michael Racine Wis. Putzer
Original assignee: Coram Beheer Bv Geldrop Nl
Current assignee: Coram Beheer Bv Geldrop Nl
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-26
Publication date: 1983-12-15
Also published as: JPS5725366B2; US3776683A; SE396197B; GB1412062A; FR2195935A5; SE396196B; SE7609101L; FR2170002A1; FR2170002B1; DE2303899A1; KR780000334B1; AU476649B2; IE39307L; NL166206B; NL7301411A; IE39307B1; BE794780A; IT977150B; GB1414291A; AU5161273A

Description

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Die Erfindung geht aus von einem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen, aus der US-PS 2124 871 bekannten Stand der Technik. Aus dieser Druckschrift ist bereits eine Vorrichtung zum Formgießen von Gegenständen bekannt, welche aus einem starren, eine öffnung aufweisenden Formkasten und einer aus einem elastischen Material bestehenden Hohlform mit einer Eingießöffnung besteht.

Diese Hohlform ist in den Formkasten unter Abschließen der öffnung einsetzbar und weist einen Randflansch auf, der mit seiner Unterseite dichtend mit dem Rand der Formkastenöffnung in Eingriff steht, wobei ein Zwischenraum zwischen dem Formkasten und der Hohlform gebildet ist, welcher an eine Unterdruckquelle angeschlossen werden kann.

Die aus der US-PS 21 24 871 bekannte Vorrichtung ist insofern nachteilig, als die verwendete Hohlform aus elastischem Werkstoff vor dem Eingießen der Gießmasse mit Hilfe einer gesonderten Spanneinrichtung im Innenraum einer evakuierbaren Kammer fest gespannt werden muß. Zum einen erfordert ein solches Einspannen und Lösen der Hohlform einen nicht unbeträehtlichen Zeitaufwand und zum anderen ist die evakuierbare Kammer für die Zeitdauer des Gießvorganges und zumindest für die Zeitdauer eines teilweisen Erstarren der Gießmasse besetzt, so daß aus dery beiden genannten Gründen eine nur geringe Produktionsleistung erreicht werden kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ergibt sich daraus, daß zumindest beim Herstellen vergleichsweise schwerer Gegenstände die verwendete Hohlform mit Hilfe einer von nußen eine Gegenkraft auf die Form ausübenden Flüssigkeit gefüllt werden muß, da die Hohlform eine nur geringe Wandstärke aufweist. Das Einbringen und Entfernen einer solchen Stülzflüssigkeit benötigt einen nicht unbeträchtlichen Aufwand, wobei unterstrichen sei, daß die Stützflüssigkeit vollständig vor dem Evakuieren der Kammer entfernt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine' Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung derart auszubilden, daß eine Steigerung der Produktionsleistung gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß die Umfangswandung und der Randflansch der Hohlform aufgrund ihrer Dicke auch unter Last der gefüllten Hohlform selbsttragend ausgebildet sind, so daß die Hohlform auch außerhalb des sogenannten Hohlkastens, der jedoch in erster Linie eine Unterdruckkammer darstellt, mit Gießmasse gefüllt werden kann, weil die Hohlform selbsttragend ausgebildet ist Die gefüllte Hohlform braucht erst dann in den Formkasten eingesetzt zu werden, wenn der Formling aus der Form befreit werden soll, was, wie auch beim Stand der Technik, durch Anlegen eines Unterdrucks an die Form erfolgt, in welchem sich die elastische Hohlform bei Herrschen eines hinreichenden Unterdrucks vom Formling abhebt.

Ein weiterer besonders wichtiger Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß die Hohlform während des Evakuierungsvorganges nicht mit Hilfe einer gesonderten Spanneinrichtung am sogenannten Formkasten fixiert werden muß. Erfindungsgemäß sind der Randflansch der Hohlform und der Randflansch des Formkastens als glatte gerundete Anlageflächen ausgebildet und so ausgestaltet, daß ohne Festspannen des Randflansches am Formkastenrand während der Gesamtdauer des Evakuierungsvorganges eine vakuumdichte Abdichtung der Evakuierungskammer gegenüber der Außenatmosphäre gewährleistet bleibt Auch wenn sich die gefüllte Hohlform bei Anlegen eines Unterdrukkes in das Innere des Formkastens hineinbewegt, bleibt die Abdichtung zwischen Hohlform-Randflansch und Formkastenrand bestehen.

Dadurch, daß auf Spanneinrichtungen im Bereich des Randflansches verzichtet werden kann, bleibt der Randflansch der Hohlform von sehr hohen Beanspruchungen verschont, da die Randflanschunterseite am Rand der Formkastenöffnung bei Angreifen einer entsprechenden Kraft zu gleiten vermag.

Zusammengefaßt gestattet der Erfindungsgegenstand

eine deutliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit, d. h. der Produktionsleistung, bei gleichzeitig äußerst schonender Behandlung der Hohlform.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Unterseite des Randflansches ί nach außen bis zu einem Read schräg ansteigend und glatt ist und mit diesem Rand unter Ausbildung einer Dichtfläche über den Tragrand des Formkastens hinausragt

Ferner hat es sich bei herausnehmbar im Formhohl- m raum der Hohlform vorgesehenem Formkern als vorteilhaft herausgestellt, daß dieser Formkern als Hohlkörper mit selbsttragenden Wänden und einem einstückig angeformten, radialen Randflansch ausgebildet ist, welcher auf den Randflansch der Hohlform aufleg- und daran festlegbar ist und Durchgangsöffnungen zum Eingießen des Gießmaterials und eine zum Innenraum des Formkerns führende Anschlußöffnung zum Zwecke der Unterdruckbeaufschlagung aufweist.

Vorteilhafterweise besteht die Hohlform bzw. der Formkern aus Polysulfidguniiui.

Die Erfindung wird im folgenden aixiand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Hohlform,

F: g. 2 einen F i g. 1 entsprechenden Schnitt nach dem Füllen der Form mit einer anschließend zu befestigenden Gießmasse,

F i g. 3 einen F i g. 2 entsprechenden Schnitt nach dem Abstreichen von überschüssiger Gießmasse entlang der jo ebenen Oberseite der Form,

F i g. 4 die in einen Formkasten eingesetzte, gefüllte Form nach F i g. 3 vor dem Evakuieren des Kastens, mit im Kasten angeordneten Stützeinrichtungen zum Bestimmen der Größe und Richtung bei Dehnung der Form,

Fig.5 die Anordnung nach Fig.4 nach teilweisem Evakuieren,

F i g. 6 die Anordnung nach F i g. 5 mit. der Form in vollständig ausgedehntem, von dem Gegenstand gelö- -to sten Zustand,

F i g. 7 eine F i g. 5 ähnliche Anordnung mit einer auf dem Boden des Formkastens aufsitzenden Form, ohne Stützeinrichtungen im Kasten und mit einem in die Form eingebrachten Metalleinsatz.

F i g. 8 eine F i g. 7 entsprechende Anordnung nach dem Evakuieren mit aufgeweiteter Form und frei entnehmbarem Gegenstand,

F i g. 9 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Hohlform,

Fig. 10 die in Fig.9 dargestellte Form nach dem Füllen mit einer Gießmasse und vor deren Verfestigung,

F i g. 11 eine F i g. 10 entsprechende Darstellung nach dem Abstreicher, von überschüssiger Gießmasse entlang der ebenen Oberseite der Form,

Fig. 12 die Anordnung nach Fig. 11 nach dem teilweisen Aufweiten der Form zur Entnahme des fertigen, verfestigten Gegenstandes durch Einblasen von Druckluft zwischen die Form und den Gegenstand,

F i g. 13 einen Schnitt durch eine weitere Ausführung w> der Hohlform mit einem darin enthaltenen verfestigten Gegenstand,

Fig. 14 einen Fig. 13 entsprechenden Schnitt nach dem Aufweiten der Form unter Einwirkung von Unterdruck, «

Fig. 15 eine Schräijansicht des mittels der Form nach den F i g. 13 und 14 hergestellten Gegenstandes,

Fig. 16 noch eir'e weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer aus einer,Außenform und einem Formkern gebildeten Anordnung und

Fig. 17 einen Schnitt entlang der linie 17-17 in Fig. 16.

Die in verschiedenen Ausführungsformen dargestellte Vorrichtung dient vorzugsweise zum Hersteilen von Gegenständen mit erheblichen Unterschnitten und Einzügen aus verfestigbarem Material unter Verwendung von flexiblen Formen. Für die Herstellung der Gegenstände kommen verschiedene verfestigbare Werkstoffe in Frage, u. a. Gips, Zement, Harze, Paraffin und dergleichen mehr.

Für die in der Vorrichtung verwendeten flexiblen Formen eignen sich verschiedene elastomere Eigenschaften aufweisende Werkstoffe.

Als besonders geeignet erwies sich ein im Handel erhältlicher synthetischer Polysulfirigummi, da dieser besonders dimensionsstabil und damit eine wesentliche Voraussetzung für die Herstellung von relativ dicken, selbsttragenden Wandungen mit st^rk veränderlicher Stärke erfüllt.

In den in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausidhrungen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine einstückige, dehnbare und flexible Hohiform FM auf. Zunächst dem oberen Ende eines im wesentlichen zylindrischen Hauptteils 2 der Form ist ein damit einstückiger, relativ dicker, selbsttragender und radial abstehender Randflansch 3 gebildet. Die Oberseite 4 der Form ist eben, glatt und frei von Hindernissen. Die Unterseite 5 des Randflansches 3 bildet eine schräg aufwärts verlaufende, gewölbte Fläche, welche in einem schmalen Ringrand 6 ausläuft Die Umfangswand 7 der Form weist eine über ihre Höhe stark veränderliche Dicke auf und umschließt einen Hohlraum 8, welcher beträchtliche Unterschnitte oder Einzüge 9 aufweisen kann.

Die Umfangswandung 7 der auf einer ebenen Fläche 5 stehenden Form FM ist aufgrund ihrer Dicke selbsttragend und vermag das Gewicht einer den Hohlraum 8 ausfüllenden flüssigen Gießmasse 40 ohne Nachgeben aufzunehmen.

-'a der Anordnung nach F i g. 4 ist die flexible Form FAf in einen Formkasten P eingesetzt Dieser hat einen auswärts geschweiften oberen Rand 16, auf welchem die Form FM mit der gewölbten Unterseite 5 des Randflansches 3 dichtend aufliegt. Dadurch ist zwischen der Form und dem Formkasten eine abgedichtete Ringkammer 17 gebildet

Am Boden des Formkastens P sitzt ein Stützteil 18 mit einer Ausnehmung 19, deren Raumform von der des jeweils herzustellenden Gegenstandes abhängig ist. Wie eingangs angedeutet, ist es zweckmäßig, die Dehnung der Form hinsichtlich Richtung und Ausmaß derart zu best'tnmen bzw. zu begrenzen, daß sie gerade noch zum Entnehmen eines Gegenstandes ausreicht. Das Stützteil 18 dient einer solchen Begrenzung der Dehnung der Form beim Evakuieren der Ringkammer 17. Das Evakuieren geschieht mittels einer über eine Durchlaßanordnung 20 mit der Kammer 17 verbundenen Luftpumpe 21.

1 η F i g. 5 ist die Kammer 17 soweit evakuiert, daß sich die Form FM bis in Anlage ihres Bodens 22 auf dem Stützteil 18 gesenkt hat. In diesem Zustand hat sich die Form bereits von den oberen Teilen des Gegenstandes A gelöst und der Randflansch 3 hat sich unter Abwärtsbewegung und Abgleiten auf dem geschweiften Formkasten 16 verformt. Diese Verformung des Flansches 3 läßt zwischen dem oberen Ende des verfestigten, steifen Gegenstandes A und der Form

einen Spalt 23 entstehen. Von dem Spalt 23 aus setzt sich das Ablösen der Form dann fort, bis ihre gesamte Innenfläche dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist.

Die gegenseitige glatte Anlage der Rundungen an der Unterseite des Randflansches 3 und am Formkasten 16 ermöglicht beim Evakuieren des Formkastens die Abwärtsbewegung der Form in den Kessel hinein, ohne daß die dichtende Anlage des Randflansches 3 am Formkasten unterbrochen wird. Dabei wird der Randflansch jedoch nicht gänzlich in den Formkasten hineingezogen. Man erkennt somit, daß die Wandung der Form in keiner Weise am Formkasten fixiert zu werden braucht, sondern daß die gefüllte Form lediglich auf den Formkasrenrand 16 aufgesetzt ist.

Fig.6 zeigt den Zustand nach Beendigung des Evakuierens, in welchem die Form gerade so weit gedehnt oder aufgeweitet ist, daß sich der Gegenstand A ungeachtet seiner Unterschnitte daraus entnehmen läßt. "

Die in F i g. 7 und 8 gezeigte Anordnung ist der vorstehend beschriebenen im wesentlichen ähnlich, mit der Ausnahme, daß die Form hier mit ihrem Boden direkt auf dem Formkastenboden aufsitzt. Ein zwischen dem Boden und der Wandung des Formkastens verlaufendes schräges Wandungsteil 24 bildet zusammen mit dem Boden eine Innenkante 25 als Begrenzung für die radiale Dehnung des Bodens der Form, so daß sich diese nur in dem erforderlichen Maße radial auswärts verformt (Fig.8). Während sich die Form beim Evakuieren des Formkastens radial ausweitet. 3" wird der Randfiansch 3 in gleitender, dichtender Anlage am oberen Formkastenrand um ein Stück, jedoch nicht gänzlich in den Formkasten hineingezogen.

Je nach der Raumgestalt des herzustellenden Gegenstandes sind irgendwelche Einrichtungen zum & Begrenzen der Formdehnung gegebenenfalls nicht erforderlich. In der Ausführung nach F i g. 7 und 8 ist ein Einsatz I verwendet, welcher ein Teil des fertigen Gegenstandes bildet. Die verfestigbare Gießmasse 10 ist zwischen die Form FM und den Einsatz I *o eingegossen.

Die in F i g. 9 bis 12 gezeigte Ausführungsform ist zum Herstellen von Gegenständen mit weniger tiefen Unterschnitten bestimmt. Hier wird zum Aufweiten der flexiblen Form in allgemein radialen Richtungen *5 Druckluft zwischen den fertigen Gegenstand A'una die Form FM' eingeführt. Dabei kann die Druckluft auch dazu dienen, den Gegenstand A' wenigstens teilweise aus der Form hervorzustoßen (F i g. 12).

Die flexible Form FM' hat ebenfalls eine dicke, selbsttragende Umfangswandung 27, welche sich beim Einfüllen der Gießmasse nicht verformt Die Druckluft wird von einem Kompressor 29 über eine Leitung 28 und einen Durchlaß 30 im Boden der Form zugeführt Der Durchlaß 30 im Boden der Form ist beispielsweise ^5S mittels einer erhitzten Nadel hergestellt Durch die Zufuhr der Druckluft mit einem Druck von beispielsweise 6 bis 63 bar über den Durchlaß 30 dehnt sich das Unterteil der Form weit genug aus, daß man den Gegenstand daraus entnehmen kann. ^M

In der Ausführung nach Fig.9 bis 12 weist die Vorrichtung also ebenfalls eine einstückige, dehnbare und flexible Hohlform auf, deren Umfangswandung aufgrund ihrer Dicke selbsttragend ist und das Gewicht der eingefüllten Gießmasse ohne Verformung aufzunehmen vermag. Zur Erzeugung des Druckdifferentials dient in dieser Ausführungsform ein Kompressor 29, welcher der Grenzfläche zwischen dem Gegenstand und der Innenseite der Form Druckluft zuführt. Die Wandung der Form hat eine veränderliche Dicke zur Bildung von Unterschnitten bzw. Einzügen in einem herzustellenden Gegenstand.

Fig. 13 bis 15 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Herstellen von Durchbrüche oder dgl. aufweisenden Gegenständen. Eine darin verwendete flexible Form FM" hat ähnlich der Ausführung nach Fig. 1 einen radial abstehenden Randflansch 3 und ist, ähnlich der Darstellung in F i g< 7, in einen Formkasten mit kreisförmiger Grundfläche einsetzbar, an dessen Boden ein Stützteil 32 angeordnet ist. Das Stützteil 32 bewirkt zusammen mit einer am Formkastenboden gebildeten Innenkante 33, daß sich die Form auswärts und abwärts aufweitet (Fig. 14). Beim Evakuieren weitet sich die Form FM" daher in allgemein radialen Richtungen aus, wobei sich zwei darin einwärts hervorstehende Teile 34,35 voneinander weg aus einem im Gegenstand λ "gebildeten Durchbruch 36 herambewegen (Fig. 15). Die Verformung der flexiblen Hohlform FM" geht also so weit, daß sich die inneren Vorsprünge 34, 35 gänzlich aus dem Gegenstand herausbewegen, so daß also ein von einer öffnung durchsetzter Gegenstand herstellbar ist.

Die in Fig. 16 und 17 gezeigte Anordnung weist eine Außenform OM mit einem dem anhand von Fig. 1 beschriebenen hinsichtlich Ausbildung und Wirkungsweise Mitsprechenden Randflansch 43 auf. Zusätzlich zur Außenform OM findet hier ein flexibler Formkasten IM Verwendung. Die Wandstärke des Formkastens IM ist so gewählt, daß sie sich baim Eingießen einer Gießmasse in den ringförmigen Zwischenraum 45 zwischen ihr und der Außenform nicht verwirft. Der Formkasten IM sitzt an einem radial verlaufenden Deckel 47, welcher von öffnungen 48 zum Eingießen der Gießmasse in den Zwischenraum 45 durchsetzt ist. Im Bereich des Randflansches der Außenform und am Deckel 47 des Formkastens können in gegenseitigen Eingriff bringbare Ausbildungen 49 zum Ausrichten der beiden Formteile in Bezug aufeinander vorhanden sein. Nach dem Verfestigen der Gießmasse im Zwischenraum 45 zu einem Formteil A'"wird der Formkasten P, wie anhand von F i g. 4 beschrieben, über die Leitung 20 evakuiert. Zusätzlich wird auch der Innenraum 50 des Formkerns IM evakuiert, so daß dieser einwärts zusammenfällt und sich damit aus dem Gegenstand A'" hervorziehen läßt Damit die Innenform entlang ihrem Umfang etwa gleichmäßig einwärts zusammenfällt sind in Längsrichtung ihres Innenraums mehrere Kerben oder Noten 51 gebildet Dadurch ist bewirkt, daß sich die Innenform entlang ihrem gesamten Umfang einwärts zusammenzieht und nicht in einer Ebene zusammenklappt, da sie sich im letzteren Falle nicht aus dem fertigen Gegenstand entfernen ließe.

Somit schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Formgießen von nahtlosen Gegenständen mit tiefen Unterschnitten und Einzügen. Eine schnelle und wirtschaftliche Herstellung solcher Gegenstände ist dadurch erleichtert, daß eine Gießmasse in die selbsttragenden Formen eingegossen wird, worauf man überschüssige Gießmasse entlang der ebenen Oberseite abstreicht und die Gießmasse dann in der Form aushärten läßt Nach dem Verfestigen der Gießmasse zu einem Gegenstand bringt man lediglich ein Druckdifferer.tia! an der Form zur Wirkung, um diesere aufzuweiten, so daß sie den Gegenstand zur Entnahme freigibt

Der Randflansch, welcher mit dem oberen Rand des

Formkastens eine durchgehende Abdichtung bildet, erübrigt jegliche Fixierung der Form am Formkasten. Die gefüllte Form wird lediglich auf den Formkasten aufgesetzt und aieser dann evakuiert. Beim Ablösen der Form von dem Gegenstand wird sie um ein gewisses Maß abwärts in den Formkasten hineingezogen, wobei der Randflansch über den oberen Formkastenrand

gleitet und dabei das gleichmäßige Ablösen der Form von dem Gegenstand unterstützt.

Die dickwandige Form wird nicht weiter ausgedehnt bzw. von dem Gegenstand abgehoben als zur Freigabe desselben notwendig ist, was der Form ungeachtet ihrer dicken Wandungen eine lange Lebensdauer verleiht.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Fonngießen von Gegenständen, bestehend aus einem starren, eine Öffnung aufweisenden Formkasten, aus einer aus elastischem Material bestehenden Hohlform mit einer Eingießöffnung, die in den Formkasten unter Abschließen der Öffnung einsetzbar ist und einen Randflansch aufweist, welcher mit seiner Unterseite dichtend mit dem Rand der Formkastenöffnung in Eingriff steht, to wobei ein Zwischenraum zwischen Formkasten und Hohlform gebildet ist, welcher an eine Unterdruckquelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichne t, daß die Hohlform (FM; OM; FM') eine Umfangswandung (7) auf einen Randflansch (3, 3', 43) aufweist, welche beide aufgrund ihrer Dicke auch unter Last der gefüllten Hohlform selbsttragend ausgebildet sind, daß der Randflansch (3,3', 43) mit dem Rand (16) des Formkastens (P, P") unter dem Gewicht { φΓ im Formkasten frei hängenden Hohlform eine den als Rmgkansnier (17) ausgebildeten Zwischenraum im Formkasten nach außen verschließende Dichtung bildet, und daß die Unterseite (5) des Randflansches (16) der Formkastenöffnung glatte, gerundete Anlageflächen sind.

2. Vorrichtung nach Anspnjch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (5) des Randflansches (3) nach außen bis zu einem Rand (6) schräg ansteigend und glatt ist und mit diesem Rand (6) unter Ausbildung einer Dichtfläche über den Tragrand dci Formkastens hinausragt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei in den Formhohlraum der Hohlform ein Formkern herausnehmbar eipgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der i-ormkern (IM) ein Hohlkörper mit selbsttragenden Wänden und einem einstückig angeformten, radialen Randflansch (47) ist, der auf den Randflansch (43) der Hohlform (OM) aufleg- und darauf festlegbar ist und Durchgangsöffnungen (48) zum Eingießen des Gießmaterials und eine zum Innenraum des Formkerns führende Anschlußöffnung (50) zur Unterdruckbeaufschlagung aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlform (OM) bzw. der Formkern (IM) aus Polysulfidgummi besteht.