DE2410362C2 - Gießform für Metalle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform für Metalle au: binderfreieoi, losem Sand mit einem aus einem Ober und Unterkasten bestehenden Formkasten und einen aus einer Kunststoffolie bestehenden Modell, sowi< weiteren, die freien Sandoberflächen abdeckender Kunststoffolien.

Gießformen mit aus Folien bestehenden verlorener Modellen sind aus der OS 1 926 163 bekannt Die Μσ delle werden z. B. nach einem bekannten Tiefziehform verfahren mit Unter- oder Oberdruck hergestellt und anschließend in einen Formkasten eingelegt woraul dieser mit losem, binderfreiem Sand ausgefüllt wird.

Zur Herstellung einer Gießform mit einem verlöre nen Modell ist es bekannt eine Kunststoffolie auf die Oberfläche einer mit einem Modell versehenen Modell platte aufzubringen und diese mit Unterdruck auf der Modellplatte anzusaugen. Danach wird auf die die Modellplatte überdeckende Folie ein Formkasten aufgesetzt und mit Sand ausgefüllt Über die freie Seite des Formkastens einschließlich des Sandes wird eine weitere Folie gelegt. Anschließend wird die Luft aus dem Inneren des Formkastens evakuiert so daß die Folie des Modells und die auf den Formkasten aufgelegte zweite Folie durch den äußeren Luftdruck gegen den Sand gepreßt wird. Es ist so möglich, mit sehr dünnen Folien formbeständige Modelle herzustellen. Derartige Gießformen haben sich als ausgesprochen vorteilhaft erwiesen, da das Herstellen der Formen nur einen geringen Aufwand erfordert ein Guß mit sehr glatter

Oberfläche erhalten wird und das Aufbereiten des Sandes entfällt Des weiteren ist das Ausformen des Gußstücks wesentlich erleichtert da hierzu lediglich der Unterdruck im Formkasten aufgehoben zu werden braucht

Die das Modell bildende Folie und die den Formkasten auf der anderen Seite des Modells abdeckende Folie liegen auf den Rändern des Formkastens auf und werden durch den im Inneren des Formkastens erzeugten Unterdruck auch zum Teil gegen dessen Ränder

so gedrückt Man erreicht hierdurch eine Abdichtung des Formkastens und damit der Gießform, die, wenn der Formkasten an die Unterdruckleitung angeschlossen bleibt für die Aufrechterhaltung eines mäßigen Unterdrucks ausreichend ist Um eine bessere Abdichtung der Folie gegenüber dem Formkasten zu erreichen, ist vorgeschlagen worden, den Rand des Formkastens mit einer umlaufenden Nut zu versehen und diese Nut über im bestimmten Abstand angebrachte Bohrungen mit einer Unterdruckleitung zu verbinden. Die auf dem Formkasten aufgelegte Folie wird in die Nut eingesaugt wodurch eine -Verbesserung der Abdichtung erreicht wird. Eine absolut dichte Verbindung von Formkasten-und Folie ist auch hiermit nicht zu erreichen. Des weiteren sind mit Nuten versehene Formkästen

6s teure Sonderanfertigungen, bei denen die Gefahr besteht, daß die die Nuten mit der Unterdruckleitung verbindenden Bohrungen verstopfen können. Eine weitere Möglichkeit der Abdichtung der Folien auf den Form-

(tasten besteht darin, diese auf den Rändern der Formkasten aufzukleben. Wenn die Klebung sorgfältig ausgeführt ist, erreicht man ein gutes Vakuum in der Gießform, jedoch bereitet die Entfernung der Folienreste von den Rändern der Formkästen einen relativ großen Arbeitsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießform aus losem, binderfreiem Sand mit einem Modell aus einer Kunststoffolie der zuvor genannten Art so auszubilden, daß das Innere der Gießform absolut dicht gegenüber der Außenluft abgeschlossen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Gießform aus binderfreiem, losem Sand mit einem aus einem Ober- und Unterkasten bestehenden Formkasten und aus einem aus einer Kunststoffolie bestehenden Modell dadurch gelöst, daß jede Gießformhälfte von zwei miteinander dicht verbundenen Folien eingeschlossen ist, von denen eine Folie behälterartig verformt ist, in ihrer Bodenfläche die äußei 2 Kontur des abzugießenden Gußstückes aufweist und einen umlaufenden, auf dem Rand des Formkastens aufliegenden Bund bildet, und daß die die dem Modell gegenüberliegende Seite der Gießform abdeckende zweite Folie auf dem Bund der ersten Folie aufliegt und mit diesem verbunden ist. Die Verbindung beider Folien miteinander erfolgt vorteilhaft durch Schweißen.

Eine erfindungsgemäße Gießform ist somit allseitig von einer Kunststoffolie umschlossen, so daß keine Luft in das Innere der Gießform eindringen kann. Die eine Folie wird mit Hilfe eines bekannten Tiefziehverfahrens behälterartig verformt, wobei der Boden entsprechend dem Gußstück ausgebildet ist. In diese behälterartig verformte Folie, die seitlich von dem Rahmen des Unter- bzw. Oberkastens des Formkastens abgestützt ist, wird Formsand bis in die Höhe des Bundes eingefüllt Nach dem Auflegen der zweiten Folie und dem Verschweißen der beiden Folien miteinander ist die Gießformhälfte fertiggestellt. Die Gießformhälfte wird vor oder nach dem Verschweißen der beiden Folien evakuiert und kann dann entweder zusammen mit dem Formrahmen oder aber auch ohne diesen mit einer entsprechend ausgebildeten zweiten Gießformhälfte zu c tier vollständigen Gießform zusammengesetzt werck 11.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Gießform vorzuschlagen, die allseitig von einer Kunststoffolie eingeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Unter- bzw. Oberkasten eines Formkastens auf eine ein Modell aufweisende Modellplatte aufgesetzt wird, daß über den Formkasten eine Kunststoffolie gespannt und auf dessen Rändern durch Niederhalter festgehalten wird, daß anschließend die Kunststoffolie durch Unter- und/oder Überdruck und Wärme dem Modell und dem Inneren des Formkastens angepaßt wird, so daß die Folie behälterartig verformt wird, worauf die behälterartig verformte Kunststoffolie mit Sand ausgefüllt wird, und daß eine weitere Kunststoffolie über die auf den Rändern des Formkastens aufliegende Folie gespannt wird und beide Folien an ihren Rändern miteinander verschweißt werden.

Das Innere der Gießform kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vor. dem Verschweißen der beiden Folien evakuiert werden. Zu diesem Zweck braucht lediglich über die beiden zu verschweißenden Folien eine Vakuumglocke gestülpt zu werden, die dicht im Formkasten bzw. auf dem äußeren Rand des Bundes der behälterartig verformten Folie aufliegt

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen in der Horizontalen verschiebbaren Wägen, der mehrere heb- und senkbare Greifer für das Aufnehmen einer auf einem Stütztisch befindlichen Folie hat, und durch eine Aufheiz- und Schweißvorrichtung mit einem im Wagen heb- und senkbar angeordneten und mit einer Schweißvorrichtung versehenen Rahmen und mehreren zur Erwärmung der Folie dienenden Heizelementen. Nach einem weiteren Vorschlag hat die Vorrichtung zusätzlich eine Vorratsrolle für die Kunststoffolie und eine die Folie in Bahnen unterteilende Schneideinrichtung. Mit einer erfindyngsgemäßen Vorrichtung ist eine kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform möglich, da sämtliche Arbeitsabläufe automatisch erfol gen. Die Ausfüllung der Gießform mit Sand kann selbstverständlich auch automatisch erfolgen, eine nähere Beschreibung dieses Vorgangs ist nicht vorgenommen worden, da dieser zum Stand der Technik gehört.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine am fahrbaren Wagen befestigte heb- und senkbare Vakuumglocke zur Evakuierung der Gießform.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen

F i g. 1 bis 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt in verschiedenen Arbeitsstellungen und

F i g. 4 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Erfindung im Schnitt.

In den F i g. 1 bis 3 bezeichnet 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Wagen 2 mit Rädern 3,4 und ist längs einem Schienenpaar in der Horizontalen verschiebbar. Zur Verschiebung des Wagens 2 dient ein Hubzylinder 6, dessen Kolbenstange 7 an einer Lasche 8 des Wagens 1 angreift.

Am Wagen 2 sind mehrere Greifer 8, 9 gelagert, die in der Vertikalen verschiebbar sind. Die Greifer 8 bilden in ihrem oberen Teil gleichzeitig den Kolben 10,11 für einen Hubzylinder 12, 13. Die Greifer 8. 9 sind an ihrem unteren Ende mit Saugnäpfen 14, 15 versehen, die über Bohrungen 16, 17 an eine nicht weiter dargestellte Unterdruckleitung anschließbar sind.

Am Wagen 2 ist weiter ein Hubzylinder 18 befestigt, dessen Kolbenstange 19 an einer insgesamt mit 20 bezeichneten Aufheiz- und SchweißvoTichtung angreift, Die Vorrichtung 20 besteht aus einem Rahmen 21, der in Form und Größe dem Rahmen des auszuformenden Formkastens 22 entspricht. In dem umlaufenden geschlossenen Rahmenteil 21 befinden sich am unteren Ende Schweißheizelemente 23, weiter sind im Rahmen über dessen Breite verteilt Strahlheizelemenie 32 angeordnet, die zur Erwärmung der mit 24 bezeichneten tiefzuzichenden Kunststoffolie dienen.

Unterhalb der in Fi g. 1 dargestellten Vorrichtung 1 i:t ein Stütztisch 25 für die Aufnahme der Kunststoffolie 24 angeordnet. Die Kunststoffolie 24 ist auf einer Folienrolle 26 aufgewickelt und wird über eine Leitrolle 27 dem Stütztisch 25 zugeführt. Zwischen dem Formkasten 22 und dem Stütztisch 25 ist eine Schneideinrichtung 28 angebracht, mit der die Folienbahn 24 in einzelne, der Größe des Formkastens 22 entsprechende Folienstücke unterteilt wird.

Der Formkasten 22 ruht auf einer Modellplatte 29

die ein Modell 30 trägt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:

Die Ausgangsstellung ist in F i g. 1 dargestellt. Der leere Formkasten 22 ist auf die Modellplatte 29 aufgesetzt Anschließend wird die Folie 24 von den Greifern 8, 9 aufgenommen. Hierzu müssen die Greifer abwärts bewegt werden, dies geschieht durch entsprechende Beaufschlagung der Hubzylinder 12, 13. Die Saugnäpfe 14, 15 liegen auf der Folie auf, und durch Anlegung eines Unterdrucks an die Bohrungen 16, 17 wird die Folie beim anschließenden Hochfahren der Greifer mitgenommen. Die Vorrichtung 1 wird dann in die in F i g. 2 dargestellte Stellung verfahren, und die Greifer werden abgesenkt. Dabei wird die Folie 24 durch die Greifer 8,9 gegen den oberen Flansch 31 des Formkastens 22 gepreßt. Es entsteht ein abgeschlossener Hohlraum, der nach oben hin durch die Folie 24, zu den Seiten hin durch den Formkasten 22 und nach unten durch die Modellplatte 29 begrenzt ist. Im Anschluß hieran werden die Heizelemente 32 eingeschaltet und die Folie 24 so lange erwärmt, bis diese plastisch verformbar wird und durch Anlegung eines Unterdrucks in dem durch die Folie 24 abgeschlossenen Hohlraum, den Wänden des Formkastens 22 und der Modellplatte 29 angepaßt werden kann. Die hierzu erforderlichen Unterdruckleitungen sind nicht dargestellt.

Nach erfolgtem Tiefziehen der Folie 24 wird die Folienbahn mit Hilfe der Schneideinrichtung 28 durchgetrennt und die Vorrichtung 1 nach Anheben der Greifer 8, 9 wieder in die in F i g. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückgefahren. Im folgenden wird die behälterartig verformte Folie 24 im Formkasten 22 mit Sand 36 vollständig ausgefüllt. Die Greifer nehmen dann ein weiteres mit 33 bezeichnetes Stück der Folienbahn auf und transportieren es, wie zuvor beschrieben, über den Formkasten 22 und drücken es mit Hilfe der Greifer 8, 9 gegen den oberen Flansch 3i des Formkastens. Der Bund 35 der Folie 24 und das Folienstück 33 liegen somit übereinander. Im Anschluß hieran wird der Rahmen 21 der Aufheiz- und Schweißeinrichtung 20 durch Beaufschlagung des Zylinders 18 so lange abgesenkt, bis dessen Rahmen 21 auf dem Folienstück 33 aufliegt. Mit Hilfe der im Rahmen angeordneten Schweißeinrichtung 23 werden die beiden Folien 24 und 33 miteinander verschweißt. Der zwischen den Folien 24 und 33 eingeschlossene lose, binderfreie Sand 36 ist somit vollständig von der Außenluft abgeschlossen. Mit Abschluß des Schweißvorganges ist eine Gießhalbform der gewünschten Ausführung fertiggestellt. Die Vorrichtung 1 wird anschließend in die in der F i g. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückgefahren und der Formkasten 22 entfernt. Anschließend wird ein neuer Formkasten 22 auf die Modellplatte 29 aufgestellt, und der beschriebene Vorgang kann von neuem beginnen.

In Fig.4 ist eine weitere.Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Iediglich dadurch, daß die Vorrichtung 1 zusätzlich mit einer Vakuumglocke 37 versehen ist. Diese Vakuumglocke dient zur Evakuierung der Gießform und ist über am Wagen 2 angeordnete Hubzylinder 40,41 heb- und senkbar. Die Kolben 42,43 der Hubzylinder 40, 41 sind mit der Vakuumglocke 37 verbunden. Für die Anhebung oder Absenkung der Vakuumglocke müssen die Hubzylinder 40,41 entsprechend beaufschlagt werden. Die Greifer 8, 9 wie auch die Kolbenstange 19, die mit der Aufheiz- und Schweißvorrichtung 20 verbunden sind, greifen durch den Deckel 44 der Vakuumglokke 37. Die Abdichtung der Greifer 8, 9 und die der Kolbenstange 19 wird durch Dichtungen 38 und 39 erhalten. Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach F i g. 4 ist bis zum Auflegen der Folie 33 auf dem Formkasten 22 die gleiche, wie die der zuvor beschriebenen Vorrichtung. Nach dem Ablegen der Folie 33 auf den oberen Rand 31 des Formkastens werden die Greifer 8, 9 wieder angehoben und anschließend die Vakuumglocke 37 abgesenkt. Die Vakuumglocke 37 liegt dann auf dem äußeren Rand des Bundes 35 der Folie 24 auf. Anschließend wird an die Vakuumglocke 37 ein Unterdruck angelegt, so daß auch das Innere des von den Folien 24 und 33 eingeschlossenen Raumes evakuiert wird. Sobald das gewünschte Vakuum erreicht ist, wird die Schweißeinrichtung 23 abgesenkt und die beiden Folien 24 und 33 miteinander verschweißt Anschließend kann der Unterdruck in der Vakuumglocke aufgehoben werden und die Vorrichtung 1 in die in F i g. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückgefahren werden. 45

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Gießform für Metalle aus binderfreiem, losem Sand mit einem aus einem Ober- und Unterkasten bestehenden Formkasten und einem aus einer Kunststoffolie bestehenden Modell, sowie weiteren, die freien Sandoberflächen abdeckenden Kunststofffolien, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gießformhälfte (22) von zwei miteinander dicht verbundenen Folien (24, 3T) eingeschlossen ist, voi) denen die eine Folie (24) behälterartig verforint ist, in ihrer Bodenfiäche die äußere Kontur des abzugießenden Gußstücks aufweist und einen umlaufenden auf einem Flansch (31) des Formkastens (22) aufliegenden Bund (35) bildet, und daß die die dem Modell (30) gegenüberliegende Seite der Gießform abdeckende zweite Folie (33) auf dem Bund (35) der ersten Folie (24) aufliegt und mit diesem verbunden ist.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Folien (24, 33) miteinander verschweißt sind.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach dem Zusammenfügen zweier Gießformhälften zu einer fertigen Gießform die Formkasten (22) entfernt werden.

4. Verfahren zur Herstellung einer mit losem, binderfreiem Sand ausgefüllten Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unter- bzw. Oberkasten eines Formkastens auf eine ein Modell aufweisende Modeilplatte aufgesetzt wird, daß über den Formkasten eine Kunststoffolie gespannt und auf dessen Rändern durch Niederhalter festgehalten wird, daß anschließend die Kunststoffolie durch Unter- und/oder Überdruck und Wärme dem Model' und dem Inneren des Formkastens angepaßt wird, worauf die behälterartig verformte Kunststoffolie mit Sand ausgefüllt wird, und daß eine weitere Kunststoffolie über die auf den Rändern des Formkastens aufliegende Folie gespannt wird und beide Folien an ihren Rändern miteinander verschweißt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft aus dem Inneren der Gießform evakuiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Luft aus dem Inneren der Gießform evakuiert wird, bevor die .beiden Folien miteinander verschweißt sind.

7. Vorrichtung zur Herstellung einer Gießform nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in der horizontalen verschiebbaren Wagen (2), der mehrere heb- und senkbare Greifer (8,9) für das Aufnehmen einer auf einem Stütztisch (25) befindi;vhc ι Folie hat, und durch eine Aufheiz- und Schweißvorrichtung (20) mit einem im Wagen (2) heb- und senkbar angeordneten und mit einer Schweißeinrichtung (23) versehenen Rahmen (21) und mehreren zur Erwärmung der Folie (24) dienenden Heizelementen (32).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Vorratsrolle (26) für die Kunststoffolie und durch eine die Folie in Bahnen unterteilende Schneideinrichtung (28).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Wagen (2) eine heb- und senkbare Vakuumglocke zur Evakuierung der Gieß

form angebracht ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet daß die Schweißeinrichtung (23) un< die Heizelemente (32) innerhalb der Vakuumglocki angeordnet und unabhängig von dieser heb- un< senkbar sind.