DE2548849A1 - Formmaschine zum gleichzeitigen freifall-ruetteln und pressen von giessereiformen - Google Patents

Description

BE 16'409

31.Oktober 1975

PATENTANWÄLTE 8653-

DiSTgICH LEWINSKY
HSINZ-JOACHiM HUSER
KZH& FRIETSCW

Erwin Bohrer, Schaffhausen (Schweiz)

Formmaschine zum gleichzeitigen Freifall-Rütteln und Pressen von Giessereiformen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formmaschine zum gleichzeitigen Freifall-Rütteln und Pressen von Giessereiformen.

Es ist bekannt, Giessereiformen dadurch herzustellen, dass die Verdichtung der körnigen Masse durch Pressen oder durch Rütteln und nachfolgendem Pressen oder durch Rütteln mit nachfolgendem Schlagpressen oder durch Rütteln mit nachfolgendem Rüttelpressen erfolgt (Giesserei-Lexikon 1972, Seite 221/222, Formmaschine). Die Erfahrung hat gezeigt, dass die wirtschaftlichste Art, eine Form herzustellen, darin besteht, dass die körnige Masse nur durch Pressen verdichtet wird. Der Nachteil dieser Herstellungsart besteht darin, dass die Verdichtung über den Modellen zu hoch und in der Teilebene der Formen zu niedrig ist; insbesondere ist die Verdichtung zwischen den Modellen und der Formkanten in der Teilebene ungenügend.

Wird bei der Herstellung einer Giessereiform die körnige Masse nur durch Rütteln verdichtet, so ist die Verdichtung erfahrungsgemäss ungenügend. Es ist daher am gebräuchlichsten, eine Giesse-

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reiform so herzustellen, dass sie in einer ersten Operation durch Rütteln vorverdichtet wird und in einer nachfolgenden Operation durch Pressen oder Schlagpressen fertigverdichtet wird. Unter Schlagpressen ist zu verstehen, dass während des Pressvorganges entweder mit einem Rüttelkolben gleichzeitig Schläge auf die Pressplatte, auf den Formtisch oder auf den Formtisch und die Pressplatte ausgeübt werden, jedoch die körnige Masse, die verdichtet wird, ihren Bewegungszustand (Ruhestand) nicht verändert (US-Patent Nr. 1 814 416) . Auch diese Herstellungsart einer Giessereiform weist erhebliche Unterschiede in der Verdichtung der körnigen Masse auf, und zwar ist ebenfalls über den Modellen ein sehr hoher Verdichtungsgrad feststellbar, während die Verdichtung in der Teilebene der Forn, insbesondere zwischen den Modellen, stark abfällt, und als Folge davon v/ird der Ausnutzungsgrad der Formfläche verschlechtert, weil, um die Verdichtung zwischen den Modellen zu verbessern, der Modellabstand grosser als erwünscht gewählt werden muss.

Die beste Verdichtung der körnigen Masse wird dadurch erreicht, dass man die körnige Masse in einer ersten Operation vorverdichtet und in einer zweiten Operation durch gleichzeitiges Rütteln und Pressen verdichtet. Diese Herstellungsart ergibt nicht nur die gleichmässigste Verdichtung der körnigen Masse, insbesondere auch der Kanten in der Teilebene, sondern sie gestattet auch die Modellabstände auf der Modellplatte kleiner zu wählen und damit die Ausnützung der Formfläche wesentlich zu verbessern.

Schon sehr frühzeitig wurde das Verdichten der körnigen Masse durch gleichzeitiges Rütteln und Pressen angestrebt, indem man während des Rütteins durch eine nebenstehende Presse gleichzeitig einen Pressdruck auf die körnige Masse ausübte (GB-PS Nr. 571 188, Seite .2, Linien 40 - 43). Dabei musste die Hubkraft des Rüttelkolbens so gross gewählt werden, dass sie neben dem Gewicht des Formtisches und der damit verbundenen Teile auch noch den zusätzlich auf die körnige Masse wirkenden Pressdruck anzuheben in der

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Lage ist. Die vorbeschriebene an sich einfache Einrichtung zum gleichzeitigen Rütteln und Pressen ist jedoch nicht anwendbar, weil die Fallbewegung beim Rütteln die Erdbeschleunigung wesentlich überschreitet. Dies hat zur Folge, dass alle mit dem Rütteltisch nicht fest verbundenen Teile, wie Formkasten, Füllrahmen etc., sich während des Rüttelvorganges vom Formtisch abheben.

Ferner ist eine Rüttelformmaschine mit unter Flüssigkeits- oder Luftdruck stehender Pressplatte, bei der die Pressexnrichtung vom Rütteltisch getragen wird, zum Zwecke des Rüttelpressens bekannt. Hierbei ist an einem schwenkbaren Pressholm, der sich über eine Säule auf den Rütteltisch abstützt, eine Pressvorrichtung angeordnet, und der schwenkbare Pressholm kann nach dem Aufsetzen des Formkastens und dem Einfüllen der körnigen Masse in den Formkasten anschliessend in eine Arbeitsstellung über dem Rütteltisch eingeschwenkt werden. Auf der Gegenseite des Pressholms ist eine Zugstange angeordnet, die beim Einschwenken des Pressholms an den Rütteltisch angelenkt wird und so für die Aufnahme des Pressdruckes ein über dem Rütteltisch angeordnetes Portal bildet (DRP 531 024). Diese Formmaschine zum gleichzeitigen Rütteln und Pressen einer Form hat sich in der Praxis nicht durchgesetzt, weil die notwendigen Kräfte für das Ein- und Ausschwenken der Rüttelpresse und damit die hierfür benötigte Zeit eine Anwendung in der Praxis verunmöglichten.

Ferner ist eine Formmaschine bekannt, bei welcher eine Presse auf einem ausschwenkbaren Arm angeordnet ist, der auf einer Säule gelagert und über einen Träger und einen Bolzen sowohl mit dem Rüttelzylinder als auch mit dem Rütteltisch verbunden ist (GB-PS Nr. 350 020, Seite 5, Linien 18 - 25). Diese Formmaschine hat nicht nur den Nachteil des DRP 531 024, sondern zusätzlich den Nachteil, dass Pressdrücke, die, wenn sie wirksam sein sollen, für kleine Formen schon mehrere Tonnen betragen, in der Form eines offenen Bügels mit grosser Ausladung nicht mehr übertragbar sind.

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Im weiteren ist eine Formmaschine zum Rütteln, Pressen oder gleichzeitigen Rütteln und Pressen bekannt, bei der die Presse nur während des Pressens oder gleichzeitigen Rütteins und Pressens an den mit dem Formtisch verbundenen Teilen angelenkt ist, sonst aber mit diesem keinen körperlichen Kontakt besitzt (CH-PS Nr. 315 945). Diese Formmaschine hat den Nachteil, dass

die Presse im einen Anwendungsfall zum Aufsetzen des Formkastens, zum Einfüllen und zum Vorverdichten der körnigen Masse durch Rütteln ausgeschwenkt v/erden und anschliessend zum Fertigverdichten durch Pressen oder gleichzeitiges Rütteln und Pressen wieder über den Formtisch eingeschwenkt v/erden muss. Für diesen Anwendungsfall ergeben sich daher ebenfalls die bereits dargelegten Nachteile der Ausführungen gemäss DRP 531 024 und GB-PS 350 020. Diese Formmaschine kann iedoch in einem weiteren Anwendungsfall auch in Karussellanordnung gebaut v/erden, wobei ein Drehtisch mehrere Rütteleinheiten mit den zugehörigen Rütteltischen, Modelleinrichtungen und Formkästen trägt. In diesem Anwendungsfall wird in mehreren, einanderfolgenden Stationen a) der Formkasten auf die komplette Modelleinrichtung aufgesetzt, b) die körnige Masse eingefüllt und durch Rütteln vorverdichtet, c) die Fertigverdichtung durch Pressen oder gleichzeitiges Rütteln und Pressen und d) in einer letzten Operationsstelle das Abheben der Form von der Modelleinrichtung durchgeführt. Dieser letztere Anwendungsfall hat den Nachteil, dass aussergewöhnlich grosse Massen zu bewegen· sind, da mehrere Rütteleinhei-ten mit den Modelleinrichtungen, den Formen oder Formkästen auf dem Drehtisch anzuordnen sind. Diese so gestaltete Formmaschine hat daher den Nachteil, dass dieselbe einen sehr komplizierten Antrieb erfordert, indem grosse Kräfte zu übertragen sind, deshalb auch aussergewöhnlich hohe Investitionen benötigt und im Betrieb einen grossen Instandhaltungsaufwand verursacht. Die Praxis zeigt, dass die Formformate für das Formen auf Formmaschinen immer grosser werden. Damit werden auch die Abmessungen und die Gewichte, die solche Formmaschinen verlangen, derart gross, dass diese nur in wenigen

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Maschinenfabriken herstellbar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Formmaschine zu

schaffen, welche in einfachster Ausführung automatisch Formen in

einwandfreier Qualität mit für die meisten Giessereien genügender Stundenleistung herstellen kann.

Die vorliegende Erfindung behebt die obengenannten Nachteile dadurch, dass die Presse durch mindestens zv/ei Säulen mit dem Rütteltisch fest verbunden ist, wobei die Presse mit den Säulen ein Portal bildet, dass ferner eine Fördervorrichtung vorgesehen ist, welche die Modelleinrichtung von einer Stellung, in welcher der Formkasten sowie allfällige weitere zur Formherstellung benötigte Teile, wie z.B. Rahmen, Oberlaufmode11 etc., auf die Modelleinrichtung aufgesetzt werden und der Formsand eingefüllt wird, in die Rüttelpresssteilung und zurück bewegen kann und dass die Fördervorrichtung mindestens eine Kupplung aufweist, mit welcher die Modelleinrichtung lagegesichert kuppelbar oder vollständig trennbar ist. Dadurch wird erreicht, dass ohne eine zusätzliche Rüttelvorrichtung zum Vorverdichten mit nur einer Freifall-Rüttelpressvorrichtung, deren Rüttelpresse mit dem Rütteltisch fest verbunden ist, also auf einfachste Weise, eine qualitativ gut verdichtete Form herstellbar ist. Das übliche Vorverdichten durch Rütteln und anschliessende Fertigverdichten durch Pressen wird damit erfindungsgemäss in eine Operation, dem Freifall-Rüttelpressen, zusammengefasst. Zu erwähnen ist ferner, dass durch die feste Verbindung der Presse mit dem Rütteltisch keine einstauchbaren Flächen mehr vorhanden sind, die beim Anlenken der Presse in den Rütteltisch nicht zu vermeiden sind. Im weiteren ermöglicht die Erfindung die Verschiebung einer Modelleinrichtung von einer Stellung, in welcher der Formkasten sowie allfällige weitere, zur Formherstellung benötigte Teile, wie z.B. Rahmen, Oberlaufmode11 etc., auf die Modelleinrichtung aufgesetzt werden,

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in die Rüttelpressstellung und zurück auf einfachste Weise, d.h. in gerader Bewegungsrichtung. Ferner ermöglicht die Erfindung die Verdichtung einer Form durch gleichzeitiges Pressen und ungestörtes Freifall-Rütteln dadurch, dass die Fördervorrichtung von der Modelleinrichtung während des Rüttelpressvorganges vollständig trennbar ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Fördervorrichtung einen Antrieb aufv/eist, welcher die Modelleinrichtung beschleunigungskontrolliert in zwei vorbestimmte genaue Endstellungen bewegen kann. Dies hat den Vorteil, dass die verhältnismässig grossen zu verschiebenden Gev/ichte stossfrei, d.h. ohne zu grosse Beanspruchung der Fördervorrichtung, innerhalb kürzester Zeit von einer vorbestimmten Endstellung in eine andere oder zurückbewegt werden können.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Fördervorrichtung aus einem Kurbelantrieb, der eine Schwinge betätigt, die mit der Modelleinrichtung kuppelbar ist, besteht. Diese Fördervorrichtungsart hat sich als sehr betriebssicher und in der Wartung ausserordentlich anspruchslos erwiesen. Diese Ausführungsform ergibt für eine vorgegebene Distanz von . zwei Endstellungen und eine vorgegebene Verschiebezeit eine besonders kleine Beschleunigung.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass die Fördervorrichtung aus einem Schleifengetriebe, das in eine Zahnstange greift, die mit der Modelleinrichtung kuppelbar ist, besteht. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie keine Unterkellerung benötigt und allseitig in gedrängter Bauart ausgeführt werden kann.

Ferner kann man gemäss der Erfindung vorsehen, dass die Fördervorrichtung aus einem gesteuerten hydraulischen Zylinder, der

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mit der Modelleinrichtung kuppelbar ist, besteht. Diese Fördervorrichtung kann mit Vorteil dann eingesetzt werden, wenn in einer Giessereianlage auch v/eitere hydraulisch betätigte Vorrichtungen vorhanden und keine zu schweren Fornen herzustellen sind.

Man kann erfindungsgemäss auch einen Wagen vorsehen, auf dem sich die Modelleinrichtung während des Verschiebens abstützt und der sich auf einem heb- und senkbaren Geleise bewegt. Diese Fördervorrichtung besitzt einen ausserordentlich kleinen Verschiebewiderstand und ist sehr betriebssicher.

Im weiteren kann die Erfindung eine heb- und senkbare Rollbahn vorsehen, auf der sich die Modelleinrichtung während des Verschiebens abstützen kann. Diese Fordervorrxchtungsart hat den Vorteil, dass sie gegen Verschmutzung durch Formsand etc. unempfindlich ist, dass die Lauffläche der Rollen auf der Unterseite liegt und die Rollen sich während des Betriebes selbst reinigen.

Im weiteren kann die Erfindung eine Gleitfläche vorsehen, die in Höhe der Oberseite des in Ruhe befindlichen Rütteltisches angeordnet ist und auf der die Modelleinrichtung gleiten kann. Diese Ausführungsform ist sehr einfach, da die Gleitfläche weder in der Höhe bewegbar ist noch irgendwelche mechanisch bewegten Teile aufweist. Diese Ausführungsform ist jedoch nur für die Herstellung von Formen kleineren Formates mit kurzen Gleitwegen und geringen Flächenpressungen zwischen Modelleinrichtung und Gleitfläche zu empfehlen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann so ausgestattet sein, dass die Kupplung der Fördervorrichtung einen konischen Runddübel und einen konischen Flachdübel aufweist, die anhebbar und absenkbar sind und über welche die Fördervorrichtung mit der Modelleinrichtung lagegesichert kuppelbar ist. Diese Ausführungsform der Kupplung ist betriebssicher und kann gemäss vorliegender Erfindung sowohl als Bestandteil des heb- und senkbaren Wagens als auch der Rollbahn sowie als Bestandteil des Gleitschlittens,

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im letzteren Fall mechanisch betätigt, angevrendet werden.

Eine besondere Ausfuhrungsform der Erfindung kann vorsehen, dass die Presse einen zweiten, im Innern des Presskolbens angeordneten Kolben aufweist, der den Presskolben mit der Pressplatte führt. Diese Bauart hat den Vorteil, dass sie einfacher und raumgedrängter ist als bekannte Ausführungsformen gleicher Presskolbendurchmesser. Sie hat ferner den Vorteil, dass sie wesentlich weniger Bauhöhe der Presse erfordert.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass für die Hubbegrenzung der Pressplatte und der mit ihr verbundenen Teile ein Dämpfer vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass die Pressplatte und die mit ihr verbundenen Teile nach erfolgter Verdichtung der Form mit hoher Geschwindigkeit in ihre Ruhestellung angehoben werden können, ohne dass am Ende der Hubbewegung unkontrollierbare hohe Massenträgheitskräfte entstehen.

Ferner kann die Erfindung vorsehen, dass für beide Bewegungsrichtungen der Pressplatte und der mit ihr verbundenen Teile Dämpfer eingebaut sind. Dies hat den Vorteil, dass für den Fall, in welchem die Senkbewegung der Presse in Betrieb gesetzt wird, jedoch auf der Modelleinrichtung weder ein Formkasten aufgesetzt noch körnige Masse in denselben eingefüllt ist, keine Beschädigung der Modelleinriehtung oder anderer Teile verursacht werden kann, da auch die Begrenzung der Senkbewegung der Pressplatte durch Dämpfer· erfolgt. Die Dämpfung der Senkbewegung erlaubt insbesondere, das Gewicht des Presskolbens und der Pressplatte.um das Mehrfache zu steigern und die Senkgeschwindigkeit der Pressplatte besonders hoch zu wählen. Dies hat den Vorteil, dass die Verdichtung der körnigen Masse höher und auch in horizontaler Richtung bedeutend gleichmässiger erfolgt. Die Ursache für diese unerwartete Wirkung ist dadurch erklärbar, dass die mit körniger Masse gefüllte Form

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ein wesentlich kleineres Schuttgewicht aufweist als die fertigverdichtete Form und dass beim Aufschlagen einer Pressplatte auf die Oberseite der körnigen Masse mit grossem Gewicht ein.plötzlicher Druckanstieg der in der körnigen Masse vorhandenen Luft einen Horizontalausgleich der körnigen Masse bewirkt.

Die Zeichnungen veranschaulichen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht der Formmaschine in Pfeilrichtung I in Fig. 2, wobei die Presse und die Form mit dem Rahmen gemäss Linie I-I in Fig. 3 geschnitten sind,

Fig. 2 einen Grundriss der Fig. 4,

Fig. 3 eine Draufsicht der Presse mit dem Rütteltisch gemäss Pfeilrichtung III in Fig. 1, jedoch ohne die weiteren in Fig. 1 dargestellten Teile,

Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen Teilschnitt gemäss Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 einen Teilschnitt gemäss Linie VI-VI in Fig. 3,

Fig. 7 einen Teilschnitt gemäss Linie VII-VII in Fig. 3,

Fig. 8 eine Ansicht einer zweiten Absführungsform einer Fördervorrichtung,

Fig. 9 einen Schnitt gemsäss Linie IX-IX in Fig. 8,

Fig. 10 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Fördervorrichtung in Pfeilrichtung X in Fig. 11,

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Fig. 11 einen Grundriss der Fig. 10 und

Fig. 12 einen Teilschnitt gemäss Linie XII-XII in Fig. 2.

In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet 1 eine Presse, 2 und 3 je eine Säule, die die Presse 1 mit dem Rütteltisch 4 fest verbinden. Der Rütteltisch 4 stützt sich über einen Dämpfungsring 5 auf einen Ständer 6 ab, der auf einem Fundament 7 aufliegt. Der Zylindermantel 8 der Presse 1 ist mit den Säulen 2 und 3 fest verbunden und mit einem Zylinderdeckel 9 nach oben geschlossen. Im Zylinderdeckel 9 ist eine Druckluftleitung 10 angeordnet, die ein Ventil 11 aufweist. Ein Presskolben 12, der mit einer Pressplatte 13 fest verbunden ist und im Zylindermantel 8 geführt wird, gleitet in einer Führung 14. Ein Ringraum 15, dem über eine Druckleitung 16 Druckluft zugeführt werden kann, wird durch Dichtungen 17 und 18 abgedichtet. Am Zylinderdeckel 9 ist über einen Flansch 19 ein Innenkolben 20 befestigt, der den Presskolben 12 über Führungsbüchse 21 und Kolben 22 in der Bohrung 23 des Kolbens 12 zusätzlich führt. Der Zylinderraum 24 wird über Bohrungen 25 mit dem Raum 26 verbunden, der ebenfalls über eine Bohrung 27 mit dem Kolbenraum verbunden ist, der durch eine Dichtung 29 abgedichtet wird.

Die erfindungsgemässe Presse 1 arbeitet wie folgt: Befindet sich die Modelleinrichtung 51 mit dem daraufliegenden Formkasten 52, dem Rahmen 53 und dem eingefüllten und profilabgestreiften Formsand 54 in der in Fig. 4 gezeichneten Lage, so wird die Fördervorrichtung, die später noch beschrieben wird, von der Modelleinrichtung 51 vollständig getrennt. Da der Ringraum 15 über die Druckluftleitung 16 dauernd Druckluft erhält und der Presskolben 12 mit der Pressplatte 13 sich in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung 58 befindet, so erhält durch eine Betätigung des Ventils 11 der Zylinderraum 24 und die mit ihm verbundenen Räume 26 und über die Druck luft leitung 10 Druckluft. Dies bewirkt, dass sich der Presskolben 12 mit der Pressplatte 13 senkt und den einge-

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füllten Formsand 54 zu verdichten beginnt. Die Erfahrung lehrt, dass es hierbei vorteilhaft ist, dass die Senkbewegung mit möglichst hoher Geschwindigkeit erfolgt und dass die sich senkenden Teile, der Presskolben 12, die Pressplatte 13 und die mit ihnen verbundenen Teile ein möglichst grosses Gewicht aufweisen. Dadurch wird eine bessere Vergleichmassigung der Verdichtung des Formsandes erreicht. Diese Vergleichmassigung ist dadurch erklärbar, dass ein schneller Pressschlag bei der Einleitung der Verdichtung durch gleichzeitiges Rütteln und Pressen die in der körnigen Masse befindliche Luft über den Modellen kurzzeitig unter höheren Druck setzt als an Stellen neben den Modellen. Dies bewirkt ein Abströmen der Luft aus Bereichen über den Modellen in Bereiche neben den Modellen und damit auch eine Verschiebung der körnigen Masse in der Strömungsrichtung der Luft.

Nach Einleitung des PressVorganges wird durch Betätigen eines Ventils 56 der Druckluftleitung 55 der Rüttelvorrichtung Druckluft zugeführt, wodurch die Rüttelbewegung des Rütteltisches 4 und der. mit demselben verbundenen Presse 1 einsetzt. Der Rütteltisch 4 bildet mit der Presse 1 und den Säulen 2 und 3 ein in sich geschlossenes Portal. Es hat sich gezeigt, dass während des gleichzeitigen Freifall-Riittelns und Pressens das Gewicht der Pressplatte 13 sowie der mit ihr verbundenen Teile die Höhe der Verdichtung wesentlich beeinflusst. Wird das Gewicht der Pressplatte 13 und der mit ihr verbundenen Teile grosser gewählt, so erhöht sich die Verdichtung, und bei kleinerem Gewicht sinkt die Verdichtung der körnigen Masse bei gleichbleibendem Pressdruck der Presse 1 und bei gleichbleibender Rüttelhöhe des Rütteltisches Die Vergrösserung der Gewichte, die sich beim Rütteln auf die körnige Masse direkt abstützen, hat nicht nur eine Erhöhung der Verdichtung/ sondern darüberhinaus auch eine Vergleichmassigung der .Verdichtung zur Folge. Während die Pressplatte 13 und der Presskolben 12 sich vertikal bewegen, wird die Pressplatte 13 durch die Führung 57 (Fig. 7), die später beschrieben wird, gegen Verdrehen

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gesichert. ^;

Nach erfolgtem Freifall-Rütteln und Pressen wird die Druckluftleitung 55 durch das Ventil 56 auf Auspuff gesteuert und damit der Rüttelvorgang beendet. Anschliessend wird durch Umsteuerung des Ventils 11 auf Auspuff die Druckluftzuleitung 10 geöffnet, der Zylinderraum 24 und die mit ihm verbundenen Räume werden drucklos. Der Ringraum 15, der über die Druckluftleitung 16 unter Druck verbleibt, hebt die Pressplatte 13 und die mit ihr verbundenen Teile aus der Stellung 59 in die Stellung 58 an. Damit erreicht die Presse wieder ihre Ausgangsstellung.

Ein Dämpfer 30 ist über einen Flansch 31 mit dem Zylindermantel 8 fest verbunden (siehe Fig. 6). Ein Kolben 32 ist über eine Kolbenstange 33 mit dem Flansch 31 fest verbunden und befestigt gleichzeitig eine Hülse 34, Vielehe nach unten durch einen Deckel 35 abgeschlossen ist.· Im Deckel 35 ist eine Bohrung 39 vorgesehen, in der der untere Teil 37 des Zylinders 36 geführt ist. Der untere Teil 37 weist eine Bohrung 40 auf, in der ein Dämpfungsbolzen 38 angeordnet ist. Die Bohrung 42 des Zylinders 36 ist bis zur Niveauhöhe 43 mit OeI gefüllt. Eine Feder 41, die in der Bohrung 42 geführt ist, drückt den Zylinder 36 nach unten, bis der Dämpfungsbolzen 38 entweder an der Pressplatte 13 aufliegt oder die Fläche 44 an der Gegenfläche 45 zur· Auflage gelangt. Bohrungen 46 verbinden den Raum zwischen der Stirnseite des Kolbens 32 und des Zylinders 36 mit dem Innenraum der Bohrung 42. Eine Ventilkugel 47 wird durch eine Feder 48 an.einen Dichtungsring 49 angepresst und kann den Oeldurchgang in Pfeilrichtung 50 abschliessen.

Der Dämpfer 30 arbeitet wie folgt:

Senkt sich die Pressplatte 13 von der Stellung 58 in die Stellung 59, so wird der Zylinder 36 durch die Feder 41 nach unten bewegt, bis seine Fläche 44 an der Gegenfläche 45 zur Anlage kommt. Hier-

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bei strömt in der Bohrung 42 befindliches OeI durch die Bohrungen 46 in den zwischen dem Kolben 32 und dem Zylinder 36 entstehenden Raum. Gleichzeitig wird die Ventilkugel 47 entgegen dem Druck der Feder 48 vom Dichtungsring 49 abgehoben. Der Dämpfungsbolzen 38 bewegt sich hierbei von der Stellung 60 in die Stellung 61.

Hebt sich die Pressplatte 13 und die mit ihr verbundenen Teile von der Stellung 59 in die Stellung 58, so wird auch der Dämpfungsbolzen 38 von der Stellung 61 in die Stellung 60 angehoben. Die Ventilkugel 47, durch die Feder 48 an den Dichtungsring 49 gepresst, verhindert einen Oeldurchfluss durch die Bohrungen 46 in Pfeilrichtung 50. Das OeI ist somit gezwungen, durch eine Nute 62, deren Querschnitt sich mit der Höhe quadratisch verringert, aus dem zwischen dem Kolben 32 und der Bohrung des Zylinders 36 ge-, bildeten Raum in den Raum der Bohrung 42 abzuströmen. Hierbei entsteht unterhalb des Kolbens 32 beim Vermindern der Hubgeschwindigkeit der Pressplatte 13 ein konstanter Druck. Die Hubbewagung des Presskolbens 12 und der Pressplatte 13 wird über den Weg des Dämpfungsbolzens 38 aus der Stellung 61 in die Stellung durch eine konstante Bremskraft stillgesetzt. Da die Länge des Bremsweges des Dämpfers 30 konstruktiv frei gewählt werden kann, kann auch die für die Bremsung der Hubbewegung der Pressplatte und der mit ihr verbundenen Teile auftretende Kraft optimal gewählt werden.

Beidseitig der Presse 1 liegende Dämpfer 63 bzw. 64 (Fig. 3 und 5) sind mit der Pressplatte 13 fest verbunden. In der Bohrung 65 der Dämpfer 63 bzw. 64 ist ein Kolben 66, der auf einer Kolbenstange 67 eine mit der letzteren fest verbundene Anschlaghülse 68 aufweist. Der Dämpferzylinder 71 ist im oberen Teil als Hülse 72 ausgebildet und wird mit einem Ring 73 nach oben abgeschlossen, der eine Bohrung 74 aufweist, die der Kolbenstange 67 als Führung dient. Der Ring 73 weist eine Bohrung 75 auf, die beim Betätigen der Dämpfer 63 bzw. 64 einen Luftaustausch des Raumes 76 gestattet.

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Der Raum 76 ist bis zur Niveauhöhe 77 mit OeI gefüllt. Die Bohrung 75 wird durch einen lose aufgelegten Ring 78 so abgedeckt, dass kein Staub in den Raum 76 eindringen kann. Eine Feder 79, die am Ring 73 anliegt, drückt den Kolben 66 über eine Schulter in die in Fig. 5 gezeichnete Stellung. Kanäle 81 und Bohrungen 82, 83 und 84 verbinden den Raum 85 mit dem Raum 76. Eine Ventilkugel 86 gestattet eine Strömung des OeIs in Pfeilrichtung 87, schliesst jedoch die Bohrung 84, wenn der Raum 85 unter Druck gesetzt wird. Eine Nute 88, deren Querschnitt sich quadratisch mit der Bewegung des Kolbens 66 in vertikaler Richtung verändert, gestattet dem OeI im Raum 85, über die Bohrung 82 in den Raum 76 abzuströmen.

Die Dämpfer 63 bzw. 64 arbeiten wie folgt:

Während des normalen Arbeitsganges bewegt sich die Anschlaghülse 68 von der Stellung 69 in die Stellung 70 und zurück. Die Dämpfer 63 bzw. 64 treten für diesen normalen Betriebsfall nicht in Funktion. Wird aus irgendeinem Grunde die Presse 1 jedoch in Betrieb gesetzt, ohne dass ein Formkasten 52 und Formsand 54 auf der Modelleinrichtung 51 aufgesetzt bzw. eingefüllt ist, so senkt sich die Pressplatte 13 unter die Stellung 59 und damit die Anschlaghülse 68 unter die Stellung 70 und kommt an der Fläche 89 des Teiles 90 des Zylindermantels 8 zum Anschlag. Dadurch wird der Kolben 66 nach oben bewegt, bis die Fläche 91 an der Gegenfläche des Dämpferzylinders 71 zur Anlage gelangt. Da die Ventilkugel 86 · den Oeldurchgang über die Bohrung 83 abschliesst, ist das im Raum 85 befindliche OeI gezwungen, über die Nute 88 und die Bohrung 82 in den Raum 76 abzuströmen. Da die Nute 88 ihren Querschnitt quadratisch zum Weg des Kolbens 66 verändert, bev/irkt die Querschnittsveränderung der Nute 88 einen gleichbleibenden Druck in dem sich verkleinernden Raum 85. Die Dämpfer 63 bzw. 64 bremsen daher die Pressplatte 13 mit einer konstant wirkenden Kraft und begrenzen die Senkbewegung, sobald die Fläche 91 auf der Gegenfläche 92 anliegt. Da die Senkbewegung aus bereits früher dargestellten Gründen rasch erfolgen soll und die Gewichte der Pressplatte 13 und des

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Presskolbens 12 gross gewählt werden sollen, ist es zweckmässig, wie in der Fig. 3 dargestellt, zxvei Dämpfer 63 bzw. 64 so anzuordnen, dass beim Stillsetzen der Senkbewegung auf die Pressplatte 13 und dem Presskolben 12 kein Kippmoment ausgeübt wird.

Die in Fig. 7 dargestellte Führung 57 besitzt einen Support 93, der Führungsflächen 94 aufweist, in denen sich ein Führungsstab 95, der-mit der Pressplatte 13 fest verbunden ist, vertikal bewegen kann. Die Führung 57 verhindert auf diese Weise ein Drehen der Pressplatte 13 gegenüber der Presse 1.

In den Fig. 2 und 4 ist eine Fördervorrichtung dargestellt, welche einen Wagen 96 aufweist, der auf einer Bahn 97 (siehe Fig. 1) Schienen 98 und 99 trägt und auf Rädern 100 horizontal bewegt werden kann. Die Bahn 97 kann über einen feststehenden Zylinder 101 und einen in der Bewegungsrichtung 102 pendelbaren Zylinder 103 von der Stellung 104 in die Stellung 105 angehoben bzw. abgesenkt werden. In den Fig. 1 und 4 ist der Wagen 96 in anders abgesenkter Stellung 104 gezeichnet. In dieser Stellung liegt die Modelleinrichtung 51 auf dem Rütteltisch 4 auf. Wird der Wagen durch Betätigung der Zylinder 101 und 103 in die Stellung 105 angehoben, so hebt der Wagen 96 die ilodelleinrichtung 51 mit den aufgesetzten Formkasten etc. vom Rütteltisch 4 ab. Die Kupplung 106, die als konischer Runddübel bzw. die Kupplung 107, die als konischer Flachdübel ausgebildet ist (siehe Fig. 15), positioniert dabei die Lage der'Ilodelleinrichtung 51 auf dem Wagen 96. Der Wagen 96 wird über die Räder 100, welche zum Teil Spurkränze auf- ■ weisen und auf der Schiene 99 abrollen, in Richtung 108 gegen Ausweichen gesichert. Eine Kupplungsstange 109 verbindet den Wagen ' 96, mit dem sie gelenkartig verbunden ist, über ein Gelenk 110 mit der Schwinge 111. Die Schwinge 111 stützt sich über ein Lager 112 auf dem Fundament 113 ab. Ein Getriebemotor 114 weist eine Kurbel 115 auf, die über eine Kurbelstange 116 mit der Schwinge .verbunden ist. Wird die Kurbel 115 von der Stellung 117 in die Stellung 118 gedreht, so bewegt sich die Schwinge 111 von der

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Stellung 119 in die Stellung 120. Ein Tisch 121 stützt sich auf das Fundament 7 ab. .

Die Fördervorrichtung geraäss den Fig. 2 und 4 arbeitet wie folgt: Ist die Modelleinrichtung -51 in der Stellung gemäss den Fig. 1, und 4 und ist die Form durch Rütteln und Pressen fertigverdichtet,

d.h. die Rüttelbewegung unterbrochen und die Pressplatte 13 aus der Stellung 59 in die Stellung 58 angehoben, so erhalten die Zylinder 101 und 103 Druckluft. Die Modelleinrichtung 51 mit dem auf ihr liegenden Formkasten 52, dem Rahmen 53 und dem verdichteten Formsand 54 wird durch Anheben der Bahn 97 von der Stellung 104 in die Stellung 105 vom Rütteltisch 4 abgehoben. In der Stellung trägt der Wagen 96 die Modelleinrichtung 51 nit den vorerwähnten Teilen in einer durch die Kupplung 106 und 107 positionierten Lage (siehe Fig. 2 und 15). Der Getriebemotor 114 wird in Bewegung gesetzt und dreht die Kurbel 115 in Pfeilrichtung 122 in die Stellung 118 und bewegt dadurch die Schwinge 111 von der Stellung in die Stellung 120, wonach sich das Motorgetriebe 114 selbsttätig stillsetzt. Hierbei verschiebt sich der Wagen 96 von der in Fig. 4 gezeichneten Stellung 125 in die Stellung 126 und verschiebt damit auch die auf demselben liegende Modelleinrichtung mit dem Formkasten 52 etc. von der Stellung 123 in die Stellung 124. In der Stellung 126 b,zw. 124 werden die Zylinder 101 und 103 auf Auspuff gesteuert. Die Bahn 97 senkt sich von der Stellung 105 in die Stellung 104. Dadurch wird die Modelleinrichtung 51 mit der Form 127 und dem Rahmen 53 auf den Tisch 121 abgesenkt. Nun wird die Form 127 und der dazugehörige Rahmen 53 in bekannter Weise abgehoben, die Modelleinrichtung 51, sofern notwendig, gereinigt und ein weiterer Formkasten 52 und der dazugehörige Rahmen 53 aufdie Modelleinrichtung 51 aufgesetzt. Durch Betätigung des Zwischenbehälters 128 (CH-PS Nr. 462 392) wird der Formkasten 52 und der Rahmen 53 mit einer neuen Menge Formsand 54 gefüllt. Durch Umsteuerung der Zylinder 101 und 103 hebt sich die Bahn 97 aus der Stellung 104 in die Stellung 105 an. Durch Betätigung des Getriebemotors 114 wird die Kurbel 115 aus der Stellung 118 entgegen der

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Pfeilrichtung 122 in die Stellung 117 zurückgeführt, in der sie sich selbsttätig stillsetzt. Damit bewegt sich der Wagen 96 aus der Stellung 126 in die Stellung 125 zurück und die Modelleinrichtung 51 mit dem aufgesetzten Formkasten 52, dem Rahmen 53 und dem Formsand 54 aus der Stellung 124 in die Stellung 123. Während der Bewegung von der Stellung 124 in die Stellung 123 wird durch die Abstreifvorrichtung 129 ein Sandüberschuss abgestreift.

In der Fig. 8 ist eine weitere Fördervorrichtung dargestellt, die sich in der Funktionsweise nur geringfügig von der in den Fig. 1, 2 und 4 dargestellten Fördervorrichtung unterscheidet. 130 bezeichnet ein Schleifengetriebe (CH-PS 315 166, Ziff. 27-40), dessen Konstruktionsprinzip eine beschleunigungskontrollierte Bewegung ermöglicht. Ein Zahnrad 131 greift in eine Zahnstange 132 ein. Die Zahnstange 132 verbindet einen Rolltisch 133 mit einem Rolltisch 134, die auf mit Spurkranz versehenen Rollen 135 horizontal bewegt werden können. Die Rolltische 133 und 134 sind durch Führungsleisten 136 gegen Anheben gesichert. Die die Rollbahn 137 tragenden Träger 138 können, wie bei der Fördervorrichtung gemäss Fig. 2 und 4 beschrieben, durch Zylinder 139 aus einer Stellung in die Stellung 141 angehoben bzw. abgesenkt werden. Hierbei kuppelt eine Kupplung 142 in der Stellung 141 den Rolltisch 133 mit der Modelleinrichtung 51. In der abgesenkten Stellung 140 ist der Rolltisch 133 von der Model!einrichtung 51 vollständig getrennt. Werden die Träger 138 durch die Zylinder 139 in die Stellung 141 angehoben, so wird die Modelleinrichtung 51 vom Rütteltisch 4 abgehoben und stützt mit den daraufliegenden Teilen auf die Rollen 135 ab. Da das Schleifengetriebe 130 ebenfalls mit den Trägern verbunden ist, bleibt das Zahnrad 131 in der angehobenen Stellung 141 mit der Zahnstange 132 im Eingriff. Dreht sich das Zahnrad in Pfeilrichtung 145 um eine volle Umdrehung, so bewegt sich der Rolltisch 133 von der Stellung 143 in die Stellung 144 und die mit dem Rolltisch 133 gekuppelte Modelleinrichtung 51 mit den darauf- ' liegenden Teilen analog der in Fig. 4 dargestellten Fördervorrichtung von der dort mit 123 l>ezeiciineten Stellung in die dort mit

bezeichnete Stellung. Das Absenken der Rollbahn 137, das Absetzen der Modelleinrichtung 51 auf den in der Fig. 4 beschriebenen Tisch 121/ das Abheben der Form 127 mit dem Rahmen 53, das Aufsetzen eines neuen Formkastens 52 und eines v/eiteren Rahmens 53 sowie das Einfüllen einer neuen Füllung von Formsand 54 aus dem Zwischenbehälter 128 erfolgt in bereits für die Fördervorrichtung in Fig. 2 und 4 beschriebener Weise. Durch Umsteuerung der Zylinder 139 werden hierbei die Träger 138 und damit auch die Rollen 135 wieder von der Stellung 140 in die Stellung 141 angehoben; dabei wird auch die Modelleinrichtung 51 mit den daraufliegenden Teilen vom Tisch 121 abgehoben. In bereits beschriebener Weise werden nun die Rolltische 133 und 134 mit der Zahnstange 132 von der Stellung 144 in die Stellung 143 zurückgeführt , wobei in bereits erwähnter Weise die Abstreifvorrichtung 129 den Sandüberschuss abstreift. Die Stellung des Schleifengetriebes 130 gemäss CH-PS Nr. 315 166 ist dabei so zu wählen, dass die üebersetzung in der Stellung der Rolltische 143 bzw. 144 1 : Q& ist.

In den Fig. 10 und 11 ist eine weitere Fördervorrichtung dargestellt. Gemäss dieser Fördervorrichtung liegt die Modelleinrichtung 51 mit den daraufliegenden Teilen auf dem Rütteltisch 4 auf. Durch einen Zylinder 146 und einen Doppelhebel 147, der in einem Drehpunkt 148 gelagert ist, kann ein konischer Flachdübel 149 so mit dem Gegenstück in der Modelleinrichtung 51 zum Eingriff gebracht werden, dass er die Modelleinrichtung 51 mit dem Querträger 150 kuppelt. In gleicher Weise kann durch einen Zylinder 151 ein Doppelhebel 152, der in einem Drehpunkt 153 gelagert ist, und ein konischer Runddübel 154 mit der Modelleinrichtung 51 gekuppelt werden. Durch die Kupplung des konischen Runddübels 154 und des konischen Flachdübels 149 wird somit der Querträger 150 lagegesichert mit der Modelleinrichtung 51 gekuppelt. Der hydraulische Zylinder 155, der mit dem Träger 156 fest verbunden ist, wird in bekannter Weise beschleunigungskontrolliert gesteuert. Die Modell-

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einrichtung 51 gleitet bei Betätigung des hydraulischen Zylinders 155 auf dem Rütteltisch 4 über die Unterlage 157 in die Stellung, in der die Form mit dem Rahmen abgehoben werden kann. Durch Umsteuerung des Zylinders 155 kann die Modelleinrichtung 51 in die in Fig. 10 und 11 gezeichnete Lage zurückgeführt werden. Vor Inbetriebnahme der Rütteleinrichtung wird durch Umsteuerung der Zylinder 146 und 151, der konische Flachdübel 149 und der konische Runddübel 154 von der Modelleinrichtung 51 gelöst. In dieser Stellung ist die ungestörte Freifall-Rüttelpressbewegung gewährleistet. Die Führung der Modelleinrichtung 51 quer zur Bewegungsrichtung erfolgt in bekannter Weise durch Führungsleisten.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Formmaschine zum gleichzeitigen Freifall-Rütteln und Pressen von Giessereiformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1) durch mindestens zwei Säulen (2, 3) mit dem Rütteltisch (4) fest verbunden ist, wobei die Presse (1) mit den Säulen (2, 3) ein Portal bildet, dass ferner eine Fördervorrichtung vorgesehen ist, welche die Modelleinrichtung (51) von einer Stellung (124), in welcher der Formkasten (52) sowie allfällige v/eitere, zur Formherstellung benötigte Teile, wie z.B. Rahmen (53), Oberlaufmodell (172) etc., auf die Modelleinrichtung (51) aufgesetzt werden und der Formsand (54) eingefüllt wird, in die Rüttelpressstellung (123) und zurück bewegen kann und dass die Fördervorrichtung mindestens eine Kupplung (106, 107) aufweist, mit welcher die Modelleinrichtung (51) lagegesichert kuppelbar oder vollständig trennbar ist.

   2. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung einen Antrieb (114, 130, 155) aufweist, welcher die Modelleinrichtung (51) beschleunigungskontrolliert in zwei vorbestimmte genaue Endstellungen (123, 124) bewegen kann.

   3. Formmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung aus einem Kurbelantrieb (115) , der eine Schwinge (111) betätigt, die mit der Modelleinrichtung (51) kuppelbar ist, besteht.

   4. Formmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung aus einem Schleifengetriebe (130), das in eine Zahnstange (132) greift, die mit der Modelleinrichtung (51) kuppelbar ist, besteht.

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   5. Forinmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung aus einem gesteuerten hydraulischen Zylinder (155), der mit der Modelleinrichtung (51) kuppelbar ist, besteht.

   6. Formmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wagen (96) vorgesehen ist, auf den sich die Modelleinrichtung (51) während des Verschiebens abstützt, und der sich auf einem heb- und senkbaren Geleise (98, 99) bewegt.

   7. Formmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine heb- und senkbare Rollbahn (135) vorgesehen ist, auf der sich die Modelleinrichtung (51) während des Verschiebens abstützen kann.

   8. Formmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterlage (157) vorgesehen ist, die in Höhe der Oberseite des in Ruhe befindlichen Rütteltisches (4) angeordnet ist und auf der eine Modelleinrichtung (51) gleiten kann.

   9. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung der Fördervorrichtung einen konischen Runddübel (106) und einen konischen Flachdübel (107) aufweist, die anhebbar und absenkbar sind und über welche die Fördervorrichtung mit der Modelleinrichtung (51) lagegesichert kuppelbar ist.

   10. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1) einen zweiten im Innern des Presskolbens (12) angeordneten Innenkolben (20) aufweist, der den Presskolben (12) mit der Pressplatte (13) führt.

   11. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Hubbegrenzung der Pressplatte (13) und der mit ihr verbundenen Teile ein Dämpfer (30) vorgesehen ist.

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   12. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Begrenzung beider Bewegungsrichtungen der Pressplatte (13) und der mit ihr verbundenen Teile Dämpfer (30, 63, 64) vorgesehen sind.

   25.11.1974
   EB/bm/Mz/ip

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