DE2652657A1 - Giesserei-formvorrichtung - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler ή-1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Sch-DB/Ko 5 KÖLN i" 18. Nov. I976

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

John Workman,

Lough House, Greyabbey, County Down, Nord-Irland

Gießerei-Formvorrichtung

Die Erfindung betrifft das Gießen von Metall in Formen.

Gemäß der Erfindung ist eine Gießerei-Formvorrichtung gekennzeichnet durch einen Formkasten-Stützrahmen mit zwei im Abstand liegenden Stützgliedern zur Aufnahme und Lagerung entgegengesetzter Enden eines Formkastens und durch einen Formkasten, bestehend aus zwei voneinander trennbaren Kastenhälften, von denen jede an gegenüberliegenden Enden eine Nockenhälfte mit im wesentlichen halbkreisförmigem Außenprofil trägt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei zu dem Formkasten aufeinandergesetzten Formkastenhälften die Nockenhälften der einen Kastenhälfte mit den Nockenhälften der ande-

709822/03U

Telefon: (02 21) 234541-4 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent Köln

ren Kastenhälfte so zusammenpassen, daß die im wesentlichen halbkreisförmigen Flächen der aneinandergefügten Nockenhälften sich zu einer im wesentlichen kreisförmigen Fläche ergänzen, die auf den Stützgliedern drehbar gelagert ist.

Vorteilhaft weist jedes Stützglied eine teilkreisförmige Fläche auf. Alternativ können die Stützglieder jeweils mit mehreren Rollen ausgestattet sein.

Erfindungsgemäß wird eine Formkastenhälfte so ausgebildet, daß sie einen Kastenteil aufweist, der den Formstoff aufnimmt und an dessen gegenüberliegenden Enden Nockenhälften von im wesentlichen halbkreisförmigem Außenprofil befestigt sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:-

Fign. 1 bis 4 den Stützrahmen und den Formkasten als Einzelteile,

Fign. 5 und 6 schaubildliche Ansichten der zusammengebauten Vorrichtung,'

Fig. 7 eine Betätigungseinrichtung für die Vorrichtung,

Fig. 8 einen zur Durchführung des V-Verfahrens geeigneten Formkasten,

Fig. 9 eine abgewandelte Ausführungsform des Kastens nach Fig. 8,

- 3 709822/03U

-Jr-

Fig. 10 eine automatische Betätigungseinrichtung für die Vorrichtung und

Fig. 11 eine Abwandlung einer Einzelheit in vergrößertem Maßstab.

Ein Formkasten 10 weist einen rechteckigen Körperteil 11 auf, der Formstoff, z.B. Sand, aufnimmt und an dessen gegenüberliegenden Seiten Nocken 12 mit im wesentlichen kreisförmigem Außenprofil angebracht sind, die die Handhabung des Kastens 10 ermöglichen. Der Kasten 10 besteht aus zwei aufeinandergepaßten Hälften 14 und 15, die längs einer Ebene 16 aneinanderliegen. Die Stoßflächen der Hälften 14 und 15 sind mit Stiften od.dgl. ausgestattet, die in entsprechende Ausnehmungen eingreifen, um eine Bewegung der Hälften 14 und I5 relativ zueinander zu verhindern. Die Nocken 12 setzen sich aus Nockenhälften 18, 19; 18A, I9A zusammen, die an den Kastenteilen 14 bzw. 15 befestigt sind und die jeweils halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Der Formkasten 10 ist so bemessen, daß er frei in ein starres Stützgestell in Form eines Rahmens 20 paßt, das einen offenen Mittelbereich aufweist und an gegenüberliegenden Seiten zwei Stützglieder 21 trägt, die die Nocken 12 auf Rollen 22 lagern, deren Abstand kleiner ist als der Durchmesser jedes Nockens 12, so daß der Formkasten 10 mit waagerechter oder senkrechter Ebene gelagert werden kann, wobei bei senkrechter Ebene die Rollen 22 eine Gegenkraft erzeugen, die die beiden Kastenhälften 14 und 15 gegeneinander drückt.

- 4 709822/03U

Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mittels bekannter Gießereiverfahren in jede Formkastenhälfte ein Modell eingeformt, die Kastenhälften werden aufeinandergepaßt und zur Vereinfachung der Handhabung in diesem Stadium sowie erforderlichenfalls zum Einsetzen von Metallkernen in die untere Formhälfte auf dem Stützrahmen 20 mit waagerechter Ebene 16 gelagert (Fig. 5). Nach Aufsetzen des Formkastens 10 auf dem Rahmen 20 wird der Formkasten 10 gewendet, bis die Ebene 16 senkrecht steht (Fig. 6). Wie üblich steht der Formhohlraum im Formkasten 10 mit einer Eingußöffnung 25 und einer Entlüftungsöffnung 26 in der Kastenwand in Verbindung. Bei senkrecht ausgerichteter Ebene 16 wird durch den Einguß 25 Metall eingegossen und nach dem Guß wird der Formkasten 10 in dieser Ausrichtung gehalten, bis das Gußstück erstarrt ist. Danach wird der Formkasten 10 gewendet, so daß die Ebene 16 waagerecht verläuft; der Boden 24 des Formkastens 10 wird in bekannter Weise abgenommen und das Gießstück sowie das Formmaterial können aus dem offenen Mittelbereich des Rahmens 20 herausfallen.

Der Rahmen 20 kann so gestaltet sein, daß er von einem in Fig. 7 angedeuteten Förderer getragen werden kann, wobei der Formkasten 10 an seinen Ecken zweckmäßig Vorsprünge 27 aufweist, die mit ortsfesten Führungen 28 zusammengreifen sollen, die bewirken, daß der Formkasten 10 aus seiner Stellung mit waagerechter Ebene 16 in eine Stellung mit senkrechter Ebene 16 und umgekehrt gewendet wird, wenn der Rahmen 20 über die Führungen 28 hinaus bewegt wird.

- 5 —

Die StUtzglieder 21 müssen keine gesonderten Rollen aufweisen und können mit einem halbkreisförmigen Lager ausgestattet sein, jedoch üben in diesem Falle die Stützglieder 21 keine Kraft zur Zusammendrückung der beiden Formkastenhälften aus. Die Zusammendrückkraft der dargestellten Ausführungsform ergibt sich aus der Keilwirkung zwischen den Rollen 22 und den jeweiligen Nockenhälften 18, 18A oder 19, 19A und muß ausreichen, um die statische Spitze des in der Verbindungszone von dem flüssigen Metall ausgeübten Druckes zu überwinden, der ein Auseinanderdrücken der beiden Formkastenhälften anstrebt.

Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere für Vakuum-Gußverfahren (V-Verfahren) geeignet, bei denen die Sandformen in den Formkästen dadurch fixiert werden, daß die Sandkörner durch Unterdruck zusammengehalten werden, der auf den Sandkörnerkörper einwirkt, dessen freie Flächen mit Kunststoffolie bedeckt sind. Zu diesem Zweck haben die Formkastenhälften 14 und 15 (Fig. 8) hohle Wände, die Kammem29 bzw. 30 mit Siebfiltern an der Sandgrenzfläche einschließen. Die Kammer 29 ist über einen Kanal 31 in der Nockenhälfte 18 an eine kreisförmige Ventilplatte 33 angeschlossen, wobei die öffnung auf der Ebene 16 zentriert ist. Entsprechend ist die Kammer 30 über einen Kanal 32 in der Nockenhälfte 19A an eine kreisförmige Ventilplatte 3^ angeschlossen und die Öffnung auf der Ebene 16 zentriert.

Wenn die beiden Formkastenhälften der Fig. 8 zusammengesetzt werden, weisen die Ventilplatten 33 und 34 an den entgegengesetzten Enden des Formkastens zwei öffnungen auf, die aus den Kanälen 31* 32 bestehen, welche koaxial

- 6 709822/03H

verlaufen und auf der Trennebene 16 zentriert sind, wodurch der Anschluß von Kupplungen 35, 36 an das Unterdrucksystem erleichtert wird. Da diese Kupplungen auf der Achse liegen, läßt sich der Formkasten leicht zwischen der senkrechten und der waagerechten Stellung wen den und die Grenzfläche zwischen den Kupplungen und den jeweiligen Ventilplatten ist als Dichtung wirksam, oder es können in den von dem Formkasten entfernten Luftleitungen nicht-gezeichnete Drehdichtungen vorgesehen sein. Die Kanäle 31, 32 können jeweils ein Rückschlagventil aufweisen, damit die Sandeinformung erhalten bleibt, ohne daß der Formkasten dauernd an das Unterdrucksystem angeschlossen ist. Außerdem können die Kupplungen 35j Ί>^ nicht-gezeichnete Ventile enthalten, die bei fehlendem Formkasten sperren, jedoch bei Anschluß der Kupplungen 35, 36 an einen Formkasten öffnen.

Damit die Formkästenhalften 14 und I5 genau aufeinanderpassen, um den vollständigen Formkasten zu bilden, sind an den Nockenhälften des Kastenteiles I5 Zapfen 47 an- · gebracht (Fig. 8), die in Aussparungen in den Nockenhälften des Kastenteiles 14 eingreifen. Zapfen 47 und Aussparungen können sich auch an anderer Stelle befinden.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die beiden Formkastenhälften 14 und I5 sich hinsichtlich ihrer Dicke voneinander unterscheiden, so daß die Trennebene 16 nicht mit dem Schwerkraftmittelpunkt des zusammengesetzten Kastens übereinstimmt. In diesem Falle sind die Nockenhälften 18, 19 zu der Ebene l6 versetzt angeordnet und treffen auf einer Ebene 37 zusammen, die

- 7 -709822/0314

im wesentlichen durch den Schwerkraftmittelpunkt verläuft.

Zur automatischen Durchführung des Vakuum-Gießverfahrens kann eine Stützkonstruktion gemäß Fig. 10 verwendet werden. Die Stützkonstruktion ist auf einem Drehtisch 39 montiert, der von einem nicht-gezelehneten Motor gedreht wird und eine Vakuumpumpe 40 trägt, die an eine Ringleitung 42 angeschlossen ist, von der radiale Zweigleitungen ausgehen, die in Kopfstücken 46 enden. Die Kupplungen 35 und 36 sind mit den Kopfstücken 46 verbunden. Die Vakuumpumpe 40 wird von einer Einheit 41, zweckmäßig einem elektrischen Regelmotor angetrieben. Es kann jedoch auch ein anderer kompakter Antrieb verwendet werden.

Der Drehtisch 39 durchfährt acht Stationen und in Station 1 wird der Formkasten mit waagerechter Trennebene 16 auf die Stützkonstruktion gestellt. Bis der Drehtisch 39 die Station 2 erreicht hat, ist die Ebene 16 in die senkrechte Position gewendet worden,und ein ebenes Klemmorgan 44 drückt leicht gegen die Oberfläche des Sandes in der oberen Formkastenhälfte, so daß es mit dem Boden der unteren Formkastenhälfte gemäß Fig. 8 zusammenwirkt. Es wird in Station 2 Metall in die Form eingegossen. Das Metall kann in den Stationen 3 bis 7 abkühlen und erstarren. In Station 8 wird das Klemmorgan 44 abgehoben und der Formkasten in eine umgekehrte Stellung mit waagerechter Ebene 16 gewendet, damit der Sand und das Gußstück in eine nicht-gezeichnete Sammelvorrichtung fallen können.

Obwohl bei der Anordnung nach Fig. 8 eine Axialbewegung

- 8 709S22/03U

-JB -

der Kupplungen 35 und J>6 in und außer Eingriff mit dem Formkasten erforderlich ist, kann ein anderer Vakuumanschluß auf andere Weise erzielt werden, z.B. mittels eines Schwenkarmes mit einer Kupplung an einem Ende und einem Anschluß für das Unterdrucksystem am anderen Ende, wobei das Ventil geschlossen wird, wenn der Arm eine an dem Stützglied befestigte Schließplatte überstreicht.

In der vorstehenden Beschreibung sind zwar zwei Nockenhälften 18 und 19 mit halbkreisförmigen Flächen beschrieben, jedoch kann es auch vorteilhaft sein, Eindrücke 38 (Fig. 11) vorzusehen, die bei Vorhandensein der beiden Rollen 22 mit diesen zusammengreifen, so daß eine Stabilisierungswirkung aufgebracht wird, wenn der zusammengesetzte Formkasten auf das Stützgestell aufgelegt wird.

Alternativ können die Rollen 22 zur Verriegelung eine Bremse aufweisen. Die Drehung des Formkastens wird durch Lösen dieser Bremse erreicht und der Antrieb wird von einem nicht-gezeichneten Motor oder die unter Bezug auf Fig. 7 geschilderte Anordnung erzielt.

■ - 9 709822/0314

Leerseite

Claims (9)

Ansprüche

1. Gießerei-Formvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Formkasten-Stützgestell (20) mit zwei im Abstand liegenden Stützgliedern (21) zur Aufnahme und Lagerung entgegengesetzter Enden eines Formkastens (10) und durch einen Formkasten (10), bestehend aus zwei voneinander trennbaren Kastenhälften (14, 15), von denen jede an gegenüberliegenden Enden eine Nockenhälfte (18, 19; 18a, 19A) mit im wesentlichen halbkreisförmigem Außenprofil trägt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei zu dem Formkasten (10) aufeinandergesetzten Formkastenhälften (14, 15) die Nockenhälften der einen Kastenhälfte mit den Nockenhälften der anderen Kastenhälfte so zusammenpassen, daß die im wesentlichen halbkreisförmigen Flächen der aneinandergefügten Nockenhälften sich zu einer im wesentlichen kreisförmigen Fläche (18; 18A oder 19; 19A) ergänzen, die auf den Stützgliedern (21) drehbar gelagert ist.

2. Gießerei-Formvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Stützglied (21) eine teilkreisförmige Lagerfläche zur Lagerung der im wesentlichen kreisförmigen Außenfläche der beiden Nockenhälften (18, 19) aufweist.

3. Gießerei-Formvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Stützglied

(21) mehrere Rollen (22) aufweist, die ein Lager für die im wesentlichen kreisförmige Außenfläche der beiden Nockenhälften (18, 19) bilden.

- 10 -

703822/031 %

4. Gießerei-Formvorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgestell (20) auf einem Förderer (39) angeordnet ist, der es nacheinander durch mehrere Verfahrensstationen bewegt.

5. Gießerei-Formvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Förderer (39) eine Unterdruckquelle (40) und Leitungen (42) aufweist, die die Quelle (4o) an Kupplungen (35, 36) anadaließen, die in der Nähe der Stützglieder (21) angeordnet sind und dem Anschluß an einen Formkasten (10) für das V-Verfahren dienen.

6. Formkastenhälfte zur Verwendung bei der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5* gekennzeichnet durch eine Kastenhälfte (14) zur Aufnahme von Formstoff und durch an gegenüberliegenden Seiten der Kastenhälfte befestigte Nockenhälften (18, 19)* die jeweils im wesentlichen halbkreisförmiges Außenprofil aufweisen.

7. Formkastenhälfte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zur Durchführung des Vakuum-Gießverfahrens in den Wänden der Kastenhälfte (14, 15) eine Kammer (29, 30) ausgebildet ist, und daß die Kammer (29, 30) mit einem Kanal (31, 32) in Verbindung steht, der durch eine der Nockenhälften (18, 19) hindurchragt.

8. Formkastenhälfte nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Nockenhälfte (18, 19) eine Ventilplatte (33, 34) zur Aufnahme einer

- 11 -

709822/0314

-KL-

Kupplung (35j 36) trägt, die eine Unterdruckquelle an die Kammer anschließt.

9. Formkasten zur Verwendung mit der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß er eine erste uid eine zweite Formkastenhälfte (14 und 15) gemäß Ansprüchen 6 bis 8 aufweist.

709822/03U