DE2746128A1 - Verfahren zum herstellen von giessformen sowie maschine zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum herstellen von giessformen sowie maschine zur durchfuehrung des verfahrens

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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose

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Description

National Engineering Company, Chicago, 111. (V.St.A.)
Verfahren zum Herstellen von Gießformen sowie Maschine zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gießformen aus einem Formsand und Bindemitteln enthaltenden Formmaterial und umfasst dabei sowohl herkömmliche Naßgußsand-Formprozesse als auch den neueren Prozeß, worin anstelle eines natürlichen Bindemittels ein mit einem Katalysator versetztes Kunstharz Verwendung findet und der zu nicht anhaftenden Gießformen führt.
Wie die Eigenschaften der Schmelze, welche in der betreffenden Form verarbeitet wird, je nach der Art des Gußstücks variieren werden, so wird auch das für die Herstellung der Form, d.h. des Formhohlraums, verwendete Formmaterial in erheblichem Maße variieren. Gegenwärtig ist die Grundsubstanz des am meisten verwendeten Formmaterials Quarzsand, dessen Körner durch verschiedenartige Bindemittel zusammengebunden werden, um eine ausreichende Formfestigkeit zu erhalten. Bei Naßgußsandformen, die im Metallguß bei weitem am häufigsten zur Anwendung kommen, besteht das Bindemittel aus einem Gemisch von Ton, Wasser und Bentonit. Dabei werden Sand und Bindemittel in verschiedenartigen Einrichtungen vorbehandelt, um ein mehr oder weniger homogenes Formmaterial zu erhalten. Dieses Formmaterial wird gewöhnlich innerhalb eines Formkastens auf ein Formmodell aufgegeben, welches nach Feststampfen des Formmaterials aus der Form entfernt wird.
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Sand und Bindemittel sollen eine Anzahl Eigenschaften haben, um hochwertige Gußstücke zu ergeben: Das daraus hergestellte Formmaterial soll fließfähig sein, um Hohlräume, Hinterschneidungen und dergl. in der Kontur des Formmodells bereitwillig auszufüllen. Es muß eine genügende Rohfestigkeit haben, um das Modell ohne Beschädigung der Form entnehmen zu können. Des weiteren wird eine ausreichende Gußfestigkeit verlangt, um die Schmelze formhaltig aufzunehmen, während jedoch die bei der Berührung der Schmelze mit der Form entstehenden Gase entweichen können. Nach Abkühlung des Gußstücks soll die Form leicht zerstörbar sein, um das Gußstück ohne Schwierigkeiten ausbrechen zu können. Anhaftende Formmaterialreste sollen leicht von dem Gußstück abtrennbar sein, und das gebrauchte Formmaterial soll mit einem Minimum von Aufbereitungsmaßnahmen wiederverwendbar gemacht werden können.
Dabei sind einige der vorausgehend aufgeführten Eigenschaften nur schwer miteinander vereinbar, wie z.B. die geforderte Gußfestigkeit und die leichte Zerstörbarkeit der Form nach dem Guß. Auch macht die Verwendung eines größeren Bindemittelanteils im Interesse größerer Gußfestigkeit die Wiederaufbereitung des Formmaterials schwieriger und teuerer. Wegen dieser miteinander konkurrierender Eigenschaften wird gewöhnlich ein Kompromiß gewählt. Die gleichen Probleme bestehen bei dem moderneren Prozeß unter Verwendung nichtanhaftender Formen, wobei als Bindemittel für einen Quarzsand ein mit einem Katalysator versetztes Kunstharz dient. Die betreffenden Formen besitzen eine hohe Gußfestigkeit, doch ist ihre Herstellung wesentlich teuerer, vor allem wegen der verhältnismäßig hohen Kosten des Kunstharzes. Auch ist das Ausbrechen der Gußstücke erheblich schwieriger, und das verbrauchte Formmaterial lässt sich kaum mit wirtschaftlichem Aufwand wieder aufbereiten. Auch lassen die betreffenden Formen gelegentlich hinsichtlich der Abströmung der beim Guß entstehenden Gase zu wünschen übrig, was zu Gaseinschlüssen in den Gußstücken führen kann. Schließlich
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neigen für die Abgabe des vorbereiteten Formmaterials verwendete Vorrichtungen zum Verstopfen, da das einmal mit dem Katalysator versetzte Bindemittel rasch abbindet und erhärtet.
Bei der Herstellung des Naßgußformmaterials werden Sand und Bindemittel bislang in Chargen oder auch kontinuierlich in einem bestimmten Verhältnis gemischt, um die dem erwähnten Kompromiß entsprechenden Eigenschaften zu erhalten. Das gemischte Material wird gewöhnlich über einem Formmodell in einen Formkasten eingebracht und festgestampft, worauf das Modell entnommen wird. Gewöhnlich finden zwei Formkästen, ein sogenannter Ober- und Unterkasten, gemeinsam Verwendung, um die Form in sich aufzunehmen. Die Eigenschaften des Formmaterials sind bei der Herstellung einer bestimmten Form konstant, und daher wird das Formmaterial in Teilen der Form mehr Bindemittel enthalten als dort benötigt wird. Dies führt zu einer unnötigen Verteuerung wie auch zu unnötigen Schwierigkeiten beim Ausbrechen der Gußstücke und Wiederaufbereiten des verbrauchten Formmaterials.
Bei der Herstellung nichtanhaftender Formen werden jeweils nur sehr kleine Chargen des Formmaterials mit dem Bindemittel gemischt, um sogleich zur Verarbeitung zu kommen, bevor das Bindemittel abbindet. Gewöhnlich wird die gesamte Oberfläche des Formmodells mit dem so erhaltenen Formmaterial bedeckt, wodurch wiederum bereichsweise eine unnötig hohe Formfestigkeit entsteht und Bindemittel vergeudet wird. Des weiteren macht sich nachteilig bemerkbar, daß in der gesamten Form eine große Menge harzförmiges Bindemittel auftritt, dessen organischer Bestandteil von der heißen Schmelze nur zu einem geringen Teil oxydiert wird, wodurch es beim Guß zu einer heftigen Dampf- und Schwadenentwicklung kommt, die sowohl im Hinblick auf das Personal als auch aus Umweltgesichtspunkten abzulehnen ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben, vor allem indem sich der Bindemitteleinsatz bei der Gießformherstellung verringern lässt.
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Diese Aufgabe ist durch das im Anspruch 1 angegebene Formherstellungsverfahren gelöst. Die Ansprüche 2 bis 21 beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten dieses Verfahrens, die Ansprüche 22 bis 35 geben eine mit besonderem Vorteil dabei verwendbare Mischvorrichtung für das Formmaterial an, und die Ansprüche 36 bis 44 betreffen eine für die Durchführung des Verfahrens zweckmäßige Maschine.
Mit der Erfindung lässt sich erreichen, daß die und nur die besonders in Anspruch genommenen Formteile ein entsprechend höheres Maß an Bindemittel oder ein teuereres und/oder kritischeres Bindemittel erhalten, während für die übrigen Formteile ein geringeres Maß oder ein billigeres und aus Entformungs-, Wiederaufbereitungs- und Abgasgesichtspunkten weniger kritisches Bindemittel Verwendung findet. Auf die erfindungsgemäße Weise können sowohl Naßgußformen als auch nichtanhaftende Formen sowie erwünschtenfalls Kombinationen solcher Formen hergestellt werden. Soweit ein organisches Bindemittel zum Einsatz kommt, kann dieses auf Bereiche innerhalb der Form beschränkt werden, wo es durch die heiße Schmelze im wesentlichen vollständig oxydiert wird. Darüberhinaus ermöglicht es die Erfindung, neben dem Bindemittel auch weitere Bestandteile üblicher Formmaterialien in im Laufe des Formaufbaues variierenden Mengen zuzusetzen. Die erwähnte Mischvorrichtung ermöglicht eine kontinuierliche Mischung und Abgabe der variierenden Bestandteile, ohne daß die Gefahr eines Verstopfens besteht. Die betreffende Maschine, in der als Abgabevorrichtung für das Formmaterial vorzugsweise eine solche Mischvorrichtung Verwendung findet, kann, beispielsweise unter Lochstreifen-, Magnetband- oder Magnettrommelsteuerung, vollautomatisch arbeiten. Ihre Steuerung kann eine digitale Programmsteuerung nach Art der US-PS 3 069 608 sein, auf die diesbezüglich ausdrücklich verwiesen wird. Danach sind auf einem bandförmigen Programmspeicher aufeinanderfolgende Informationsblöcke entsprechend gewünschten Bewegungsinkrementen in einer Mehrzahl von Koordinaten aufgezeichnet, Ein Taktoszillator dient dazu, eine Serie von Impulsen zu liefern, um einen linearen
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Interpolator zu steuern. Dieser erzeugt in Abhängigkeit von numerischen Befehlen, die von dem Band gelesen werden, getrennte Impulsfolgen für eine Jede der betreffenden Koordinaten mit einem konstanten Zeitraster, deren Impulszahl das gewünschte Bewegungsinkrement in der betreffenden Koordinate angibt. Die separaten Impulsfolgen dienen zur Steuerung der Bewegungen in den einzelnen Koordinaten, womit eine räumliche Bahn durchfahren wird. Sofern diese Bahn Krümmungen aufweist, werden diese durch eine Anzahl verhältnismäßig kurzer gerader Bahnabschnitte angenähert.
Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung ist besonders geeignet für die Zubereitung und Verarbeitung von Formmaterial für nichtanhaftende Formen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Bei ihr werden Kunstharz und der betreffende Katalysator einer Mischkammer getrennt zugeführt. Die zeitliche Menge des der Mischkammer zugeführten Formsandes kann laufend ermittelt werden, um auf Grund dieses Wertes in Verbindung mit einer Verhältniszahl aus dem Programmspeicher die zeitliche Menge des der Mischkammer zugeführten Kunstharzes stetig zu steuern. Auf die gleiche Weise kann die der Mischkammer zeitlich augefuhrte Menge des Katalysators gesteuert werden. Mit vertikaler Durchflußrichtung kann die Mischkammer selbstentleerend sein, und, soweit sie Absperrmittel enthält, sind diese oberhalb derjenigen Stelle angeordnet, an welcher der Katalysator zugeführt wird, wodurch es nicht zu einer Verstopfung der Mischkammer kommen kann.
Die erwähnte Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Einrichtungen zur Steuerung der Schichtdicke des in die Form eingebrachten Formmaterials aufweisen. Diese Steuerung kann mit Hilfe einer Durchflußzahl aus dem Programmspeicher geschehen, die sich mit der augenblicklich vorgeschriebenen Position der Abgabevorrichtung für das Formmaterial ändern kann. Die betreffenden Schichtdickeänderungen können entweder durch Veränderung der Geschwindigkeit herbeigeführt werden, mit der sich die Abgabevorrichtung über die Fora bzw. das Formaodell
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hinbewegt, oder aber, bei konstanter Bewegungsgeschwindigkeit der Abgabevorrichtung, durch Veränderung der zeitlichen Abgabemenge aus dieser.
Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen der Maschine bzw. der betreffenden Mischvorrichtung anhand der Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein perspektivisches Schema der Abgabevorrichtung der betreffenden Maschine in Verbindung mit einer dadurch hergestellten Gießform,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Abgabevorrichtung der Maschine aus Fig. 1,
Fig.2A einen Horizontalschnitt durch diese Abgabevorrichtung in Höhe der Linie 2A-2A in Fig. 2,
Fig.2B einen Horizontalschnitt entsprechend der Linie 2B-2B in Fig. 2,
Fig.2C einen Horizontalschnitt entlang der Linie 2C-2C in Fig. 2,
Fig. 3 ein Schema der betreffenden Maschine in Verbindung mit funktionswichtigen Teilen in Blockdarstellung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die gleiche Maschine,
Fig. 5 einen Aufriß der gleichen Maschine, wobei einige Teile geschnitten erscheinen,
Fig. β ein perspektivisches Schema ähnlich demjenigen der Fig. 1, welches jedoch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine zeigt,
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Fig. 7 A in Verbindung mit Fig. 7B ein Blockschaltbild der Programmsteuerung der erfindungsgemäßen Maschine und
Fig. 8 einen Abschnitt eines darin verwendeten Lochstreifens als Programmspeichermedium.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine erfindungsgemäße Maschine, mit der sich mit herkömmlichen Mitteln in herkömmlicher Weise verwendbare Gießformen herstellen lassen. Diese Maschine enthält einen Misch- und Abgabekopf 12, aus dem nach unten zu Formmaterial in einem Strom bestimmten Querschnitts in einen Formkasten 14 auf einer festen Grundplatte 16 auszutreten vermag. Innerhalb des Formkastens 14 befindet sich auf der Grundplatte 16 ein Formmodell 18, mit dessen Hilfe in dem Formmaterial 20 der gewünschte Formhohlraum erhalten wird. Das Formmaterial 20 wird in den Formkasten 14 in Gestalt mehrerer aufeinanderfolgender Schichten, wie z.B. 20a, 20b, 20c und 2Od, eingebracht, die jeweils verschiedene und ggf. auch innerhalb jeder Schicht laufend variierende Eigenschaften aufweisen. Mit diesen Schichten wird der Formkasten bis zu einem gewünschten Niveau gefüllt. Dazu erfährt der Misch- und Abgabekopf 12 gegenüber dem Formkasten 14 und dem Formmodell 18 eine automatisch gesteuerte Bewegung entlang zueinander rechtwinkeligen horizontalen Koordinaten X und Y sowie ggf. einer vertikalen Koordinate Z. Indessen kann der Kopf 12 dabei jede gewünschte räumliche Bahn beschreiben, durch die über dem Modell 18 eine Formmaterialschicht gewünschter Dicke abgelagert wird. Beispielsweise kann sich der Kopf 12 über dem Formkasten 14 zeilenweise hin- und herbewegen, wobei die parallelen Bahnabschnitte einen gegenseitigen Abstand einnehmen, welcher durch die Breite des aus dem Kopf 12 austretenden Formmaterialstromes bestimmt wird, so daß sich eine Schicht gleichmäßiger Dicke ergibt. Zusätzlich kann der Kopf 12 eine Auf- und Abbewegung entlang der Koordinate Z erfahren, wodurch sich der Abstand der Austrittsöffnung am unteren Ende des Kopfes von der Grundplatte 16 ändert. Sodann kann auch die Geschwindigkeit der Kopfbewegung veränderlich sein, wie ebenfalls noch beschrieben wird.
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Wie aus den Figuren 2, 2A, 2B und 2C ersichtlich, enthält der Kopf 12 eine aufrechtstehende, im wesentlichen zylindrische Mischkammer 22 mit einem kegelstumpfförmigen oberen Endabschnitt 24 und einem erweiterten unteren Endabschnitt 26, der auf seiner Unterseite eine Austrittsöffnung 28 für das Formmaterial aufweist. Durch diese Mischkammer erstreckt sich eine vertikale Welle 30, die von zwei Lagern 32 getragen und an ihrem oberen Ende über einen Keilriementrieb 34 durch einen Elektromotor 36 angetrieben wird.
In die Mischkammer wird von oben her über einen Trichterabschnitt 38 in Verbindung mit einer Eintrittsöffnung 40 innerhalb des kegelstumpfförmigen Endabschnittes 24 Quarzsand eingeführt, der durch ein Förderband 42 angeliefert wird. Dieses Förderband wird von einem Elektromotor 44 über einen Keilriementrieb 46 (Fig. 5) angetrieben. Der Motor 44 besitzt eine elektronische Drehzahlsteuerung, womit die zeitlich angelieferte Sandmenge gesteuert werden kann. Ebenso ist die Drehzahl des Motors 36 steuerbar, um die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 30 der angelieferten Sandmenge anpassen zu können.
Innerhalb der Mischkammer 22 trägt die Welle 30 eine Anzahl stiftförmiger radialer Mischelemente 48 verschiedener Längen (Fig. 2A) und in verschiedenen Ebenen, womit sich der Durchfluß des Sandes durch die Mischkammer verzögern und der Sand zur gründlichen Mischung mit einem Kunstharz-Bindemittel für einige Zeit in der Schwebe halten lässt. Dieses Kunstharz-Bindemittel, beispielsweise in Gestalt eines Furfurylalkoholharzes, wird in die Mischkammer in der Nähe Ihres oberen Endes durch eine oder mehrere Düsen 50 eingespritzt, womit sich kleine Tropfehern ergeben, die sich innig mit dem schwebend herumgewirbelten Sand verbinden. Nachdem auf diese Weise eine gründliche Durchmischung von Sand und Bindemittel erreicht ist, gelangt die Mischung weiter unten an eine Stelle, wo durch eine oder mehrere Düsen 54 knapp oberhalb des erweiterten Endabschnitts 26 der Mischkammer ein geeigneter Katalysator eingespritzt wird. Sogleich nach Berührung mit dem Katalysator beginnt
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das dem Sand anhaftende Bindemittel abzubinden, weshalb eine rasche gründliche Untermischung wünschenswert ist. Zu diesem Zweck trägt die Welle 30 in dem erweiterten Endabschnitt 26 der Mischkammer einen propellerartigen Kranz von Mischflügeln 56 unmittelbar unterhalb der Katalysatoreinführungsstelle. Diese Mischflügel sind an einem die Welle 30 umgebenden Kragen separat angelenkt (Fig. 2C) und so gestaltet, daß sie die Sand-Kunstharz-Mischung nach außen gegen die Wand der Mischkammer drängen und dabei spachtelartig den Katalysator in die Mischung einbringen. Entsprechende Schrägflächen dieser Mischflügel bewirken eine Beschleunigung der Abwärtsbewegung der Mischung, welche die Mischkammer durch die Austrittsöffnung 28 als fertiges Formmaterial verlässt. Falls erwünscht, können kurz vor der Austrittsöffnung 28 auf der Welle 30, wie gezeigt, noch zusätzliche Schleuderflügel 58 angeordnet sein, um das Austreiben des Formmaterials durch die Austrittsöffnung hindurch zu beschleunigen und gleichmäßiger zu gestalten.
Um Sand und Bindemittel im oberen Teil der Mischkammer 22 aufzuhalten, so daß eine einwandfreie Mischung und ein bestimmter gleichmäßiger Ausfluß des gemischten Materials zustande kommt, ist an einer Stelle knapp oberhalb der Düsen 54 ein Drehschieber innerhalb der Mischkammer vorgesehen. Dieser besteht aus einer im wesentlichen den gesamten Querschnitt der Mischkammer einnehmenden Lochscheibe und einer konzentrisch und drehbar darin gelagerten Schieberscheibe 52, die mit denen der Lochscheibe 51 korrespondierende Löcher besitzt. Eine zentrale öffnung 53 (Fig. 2B) nimmt die Welle 30 auf. Um den Drehschieber öffnen und schließen zu können, weist die Schieberscheibe 52 an ihrem Rand einen radial abstehenden Arm 52a auf, der sich durch einen entsprechenden Schlitz 55 in der Wand der Mischkammer hindurch nach außen erstreckt und dort ein Zahnkranzsegment 57 trägt (Fig. 2B). Dieses letztere kämmt mit einem Ritzel 59 auf der Achse eines Motors, von dem noch die Rede sein wird.
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Auf Grund ihrer Anordnung oberhalb der Katalysatorzuführungsstelle kann der Drehschieber vollkommen geschlossen werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Mischkammer durch Abbinden des Formmaterials verstopft. Das bereits mit dem Katalysator versetzte Formmaterial fällt in jedem Falle ungehindert unten aus der Mischkammer heraus.
Um dem Misch- und Abgabekopf 12 gegenüber dem Formmodell 18 in dem Formkasten 14 eine gesteuerte Bewegung zu erteilen, ist der Kopf 12 auf einem Rahmen 72 gelagert, der vermittels Rollen 74 auf Achsen 76 in Richtung der X-Achse auf Führungsschienen 60 zu laufen vermag. Die Führungsschienen 60 sind auf einem weiteren rechteckigen Rahmen, 62, angebracht, der in Richtung der Y-Achse beweglich ist und hierzu entsprechende Rollen 64 auf Achsen 66 aufweist (Fig.5). Die Rollen 64 laufen auf Führungsschienen 68, die auf ortsfesten Tragwangen 70 zu beiden Seiten der Grundplatte 16 angebracht sind. Die beiden Rahmen und 72 bilden zusammen einen Kreuzschlitten, der dem Kopf 12 jede beliebige horizontale Bewegung gestattet. Zur Bewegung in vertikaler Richtung entlang der Z-Achse ist der Kopf 12 auf dem Rahmen 72 auf- und abfahrbar gelagert. Damit kann er von der Oberfläche des Formmodells jederzeit einen gewünschten Abstand einnehmen.
Um dem Kopf 12 eine Bewegung in Richtung der X-Achse zu vermitteln, ist zumindest eine der Achsen 76 des Rahmens 72 durch einen Servomotor 78 über einen Riementrieb 80 angetrieben. Der Antrieb des Kopfes 12 in Richtung der Y-Achse erfolgt durch einen Servomotor 82, der über einen Riementrieb 84 zumindest eine der Achsen 66 am Rahmen 62 antreibt. Der Servomotor 82 bewegt den Rahmen 62 hin und her in Richtung der Y-Achse, während der Servomotor 78 eine ebensolche Bewegung des Rahmens 72 in Richtung der X-Achse bewirkt. Zur Höhenverstellung des Kopfes in Richtung der Z-Achse ist ein Servomotor 86 vorgesehen, der eine Schraubspindel 88 umgeben von einer Mutter 90 antreibt (Fig. 5).
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Der Formsand wird auf das Föderband 42 durch einen Trichter 92 aufgegeben, dessen Austrittsende dem Förderband unmittelbar gegenüberliegt. Dieser Trichter ruht mittels Stützen 94 auf dem Rahmen 62 auf, um dessen Bewegungen zu folgen, ebenso wie das Förderband die Bewegungen des Rahmens 72 mitvollzieht. Das flüssige Kunstharz bzw. Bindemittel gelangt zu den Düsen 50 über eine flexible Leitung 96 (Fig. 3) die mit dem Austritt einer durchsatzsteuerbaren Pumpe 98 verbunden ist. Dieser Pumpe wird das Bindemittel aus einem Tank 100 über eine Leitung 102 zugeführt. Ebenso erhalten die Düsen 54 den Katalysator über eine flexible Leitung 104 seitens einer Pumpe 106, die aus einem Tank 108 über eine Leitung 110 gespeist wird. Die beiden Tanks können auf dem Rahmen 62 oder aber ortsfest angeordnet sein. In jedem Falle erlauben die flexiblen Leitungen 96 und 104 dem Kopf 12 eine ungehinderte Beweglichkeit.
Die Bewegung des Kopfes 12 gegenüber dem Formkasten 14 mit Formmodell 18 wird gesteuert durch eine numerische Programmsteuerung, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 069 608 beschrieben ist. Diese Programmsteuerung steuert auch den Durchsatz der Pumpen 98 und 108 für das Bindemittel bzw. den Kondensator ebenso wie den Ausfluß des Formmaterials aus der Mischkammer 22. In dem hier beschriebenen Beispiel weist die "teuerung einen Lochstreifenleser 112 (Fig. 7A) auf, der von einem Lochstreifen 113 (Fig. 8) aufeinanderfolgende Informationsblöcke entsprechend einzelnen Programmschritten liest. Das Ausgangssignal des Lochstreifenlesers 112 wird in ein Pufferspeicherregister 114 gegeben und gelangt von dort, während der Lochstreifenleser den nächsten Informationsblock liest, in ein eigentliches Speicherregister 116.
Jeder der auf dem Lochstreifen befindlichen Informationsblöcke enthält eine Folge von numerischen Werten entsprechend einem gewünschten Bewegungsinkrement in Richtung der X-, der Y- und der Z-Achse ebenso wie einen solchen für die betreffende Bewegungsrichtung entlang einer jeden dieser Achsen. Weiterhin
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enthält jeder Informatlonsblock einen numerischen Wert entsprechend dem gewünschten Zustrom zu der Mischkammer 22 von Bindemittel, während der Kopf 12 die betreffende Bewegung vollführt und einen solchen für den entsprechenden Katalysatorzufluß. Sodann enthält jeder Informationsblock einen numerischen Wert entsprechend einer gewünschten Geschwindigkeit, mit der sich die Bewegungen des Kopfes in Richtung der X-, der Y- und der Z-Achse vollziehen sollen. Ein weiterer in dem Informationsblock enthaltener numerischer Wert bezeichnet die zeitliche Menge Formmaterial, welche den Kopf in dem betreffenden Zeitraum verlassen soll.
Diese numerischen Werte, die gewöhnlich in binärcodierter Dezimalform vorliegen, werden von dem Speicherregister 116 einem linearen Interpolator 118 zugeführt, der außerdem eine Folge von Taktimpulsen aus einem Taktoszillator 120 empfängt. Der lineare Interpolator erzeugt in Abhängigkeit davon voneinander getrennte Folgen von Steuerimpulsen entsprechend der X-, der Y- und der Z-Achse, die an seinen Ausgängen 122, 124 und 126 erscheinen. Genauer gesagt liefert der lineare Interpolator an seinem Ausgang 122 eine Folge von Impulsen, deren jeder einer bestimmten Wegstrecke in Richtung der X-Achse entspricht und die alle den gleichen gegenseitigen Abstand einnehmen. Die Gesamtheit dieser Impulse bezeichnet die durch den betreffenden Informationsblock vorgeschriebene Wegstrecke, die der Kopf 12 in Richtung der X-Achse zurückzulegen hat. Ebenso geben die Impulsfolgen an den Ausgängen 124 und 128 die vorgeschriebenen Bewegungen in Richtung der Y- bzw. der Z-Achse an.
Diese Impulsfolgen von den Ausgängen 122, 124 und 126 werden Impuls^code-/Analogumsetzernl28, 130 und 132 für die X-, die Y- bzw. die Z-Achse zugeführt. Wie im einzelnen in der US-PS 3 069 608 beschrieben, enthält ein jeder dieser Impulseode-/ Analog-Umsetzer einen reversiblen Binärzähler (der in der US-PS als "summing register 140" bezeichnet ist), dessen einer Eingang die Steuerimpulsfolge empfängt, fernen einen Decodierer zur
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Umwandlung der codierten Abweichungssignale vom Ausgang des Binärzählers in ein Analogsignal, einen Verstärker mit Servomotor zum Antrieb einer Ausgangswelle, einen mit dieser Welle mechanisch verbundenen Positionscodierer sowie einen Codeumsetzer zur Umwandlung des Codierer-Ausgangssignals in eine Folge von Impulsen, die an den reversiblen Binärzähler rückgekoppelt werden, um einen gegenüber dem durch die Steuerimpulse hervorgerufenen entsprechend verringerten Zählwert zu bilden. Das Ausgangssignal des Impulscode-/Analog-Umsetzers findet dazu Verwendung, die Servomotoren für die einzelnen Koordinatenachsen zu steuern. Genauer gesagt steuert der Umsetzer 128 den Servomotor 78 für die X-Achse, der Umsetzer 130 den Servomotor 82 für die Y-Achse und der Umsetzer 132 den Servomotor 86 für die Z-Achse.
Natürlich könnten die Steuerimpulse auch andere als die hier beschriebenen Antriebsmittel oder Bewegungen des Misch- und Abgabekopfes 12 steuern. Beispielsweise könnte ein offener Steuerkreis mit Schrittmotoren für die unmittelbare Steuerung der Bewegungen in den einzelnen Achsen über geeignete Pufferverstärker und dergl. Verwendung finden.
Nachfolgend sei nun die Art und Weise betrachtet, in welcher die numerischen Informationen auf dem Lochstreifen 113 enthalten sind, womit die Bewegungen des Kopfes 12 und das Verhältnis Formsand/Bindemittel in der Mischkammer 22 des Kopfes 12 gesteuert werden. Jeder der auf dem Lochstreifen enthaltenen Informationsblöcke weist eine Anzahl querverlaufender Informationszeilen auf, die von dem Leser 112 aufeinanderfolgend gelesen werden und deren Inhalt in dem Pufferspeicherregister 114 gespeichert wird. In dem gezeigten Beispiel der Fig. 8 enthält jede Informationszeile drei binäre Digits rechts von der Antriebsperforation 134 und fünf binäre Digits auf der linken Seite derselben.
Der durch jede dieser Informationszeilen in Binärform ausgedrückte Wert ist in der Figur unmittelbar neben der betreffenden
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Zelle angegeben. Wie ersichtlich, enthält die erste Zelle eines jeden Informationsblockes eine Anzahl binärcodierter Wegstrecken und Richtungen für die Bewegungen in der X-, der Y- und der Z-Achse. Selbstverständlich könnten die betreffenden Bewegungen in Richtung der Achsen auch auf irgend eine andere geeignete Weise auf Magnetband, einem Lochstreifen oder dergl. angegeben werden.
Auf diese Information folgt eine Anzahl von Informationszeilen, die in Fig. 8 zusammengenommen als Unterblock 136 angegeben ist. Die erste Informationszeile des Unterblockes 136 bringt die darauffolgenden Zeilen mit einem bestimmten gewünschten Kunstharzdurchsatz in Verbindung, und die darauffolgenden Zeilen des Unterblockes 136 bezeichnen ein gewünschtes numerisches Steueroder Bezugssignal, das dazu dient, den Kunstharzdurchsatz in einer nachfolgend noch Im einzelnen beschriebenen Weise zusteuern. Unmittelbar auf den somit für den Kunstharzdurchsatz maßgeblichen Unterblock 136 folgt ein zweiter Unterblock, 138, aus querverlaufenden Informationszeilen, der den gewünschten Katalysatordurchsatz beinhaltet. Die letzten drei Zeilen dieses Unterblockes liefern ein Steuersignal für eben diesen Katalysatordurchsatz.
Ein darauffolgender Block, 140, enthält eine Informationszeile für eine gewünschte Maximalgeschwindigkeit in Richtung der X-, der Y- und der Z-Achse sowie drei darauffolgende Informationszeilen, die eine Geschwindigkeitssteuerzahl für die Bestimmung der Geschwindigkeit beinhalten, mit der sich der Kopf 12 bewegen soll.
Auf den Unterblock 140 folgt eine einzelne Informationszeile, die angibt, ob dem Formmaterial ein Befeuchtungsmittel, wie Eisenoxyd, zugegeben werden soll oder nicht. Die darauffolgende letzte Informationszeile des gesamten so weit beschriebenen Blockes beinhaltet ein Beendigungssignal, mit dem der Lochstreifenleser 112 außer Funktion gesetzt wird, bis der Kopf 12 die angegebene Entfernung in Richtung der X-, Y- und Z-Achse zurückgelegt hat.
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Der lineare Interpolator 118 enthält eine Serie von Dividierern, die der Reihe nach durch die Taktimpulse aus dem Taktoszillator 120 gesteuert werden. Ist der letzte Dividierer des Interpolators 113 zurückgestellt, so gelangt ein Steuersignal über die Leitung 142 an den Lochstreifenleser 112, um diesen zu veranlassen, den nächsten Informationsblock von dem Lochstreifen 113 zu lesen. Da jeder Informationsblock in dem Pufferspeicherregister 114 automatisch gespeichert wird, während die in dem eigentlichen Speicherregister 116 enthaltene Information in dem linearen Interpolator 118 Steuerimpulse hervorbringt, erfährt der Kopf 12 ungeachtet des intermittierenden Lesens der Informationen von dem Lochstreifen 113 eine kontinuierliche Bewegung, wie dies auch bereits in der US-PS 3 069 608 beschrieben ist.
Die numerischen Informationen von dem Lochstreifen 113 bezüglich des Kunstharz- und des Katalysatorzuflusses zu der Mischkammer 22 werden einem Steuerungssystem zugeführt, das im wesentlichen einer herkömmlichen Prozeßsteuerung entspricht. Mit Hilfe dieser Informationen wird sowohl der Kunstharz- und Katalysatorzufluß zu der Mischkammer 22 gesteuert als auch die Schieberscheibe 52 verstellt. Im einzelnen gelangt hierzu die numerische Information aus dem Speicherregister 116 zu einem vielkanaligen Digital-Analog-Umsetzer 144. Ein jeder Kanal dieses Digital-/ Analog-Umsetzers 144 liefert ein geeignetes analoges Steuersignal entsprechend der numerischen Information in einem der Unterblöcke auf dem Lochstreifen 113. So erscheint am Ausgang 146 des Digital-Analog-Umsetzers ein Steuersignal für den Kunstharzzufluß, am Ausgang 148 ein solches für den Zufluß des betreffenden Katalysators und am Ausgang 150 ein analoges Geschwindigkeitssteuersignal für die Bewegung des Misch- und Abgabekopfes 12.
Da der Sandzufluß aus dem Trichter 92 nicht unbedingt gleichförmig ist, ist es erforderlich, zunächst ein elektrisches Signal entsprechend der augenblicklich der Mischkammer 22 zufließenden leitlichen Sandmenge zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist an dem Förderband 42 ein Sandmengendetektor 152 vorgesehen, der kontinuierlich die dort vorbeifließende zeitliche Sandmenge misst.
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Dieser Sandmengendetektor kann, wie in Fig. 3 gezeigt, eine oberhalb des Förderbandes 42 angeordnete Gaaunastrahlenquelle 154 sowie einen unterhalb des oberen Trums des Förderbandes gegenüberliegend angeordneten Gammastrahlendetektor 156 enthalten, der die pro Zeiteinheit eintreffende Gammastrahlenmenge ermittelt, die ein Maß ist für die Dicke der zwischen der Gammastrahlenquelle und dem Gammastrahlendetektor hindurchlaufenden Sandschicht. Natürlich kommen auch andere bekannte kontinuierlich arbeitende Sandmengenmeßverfahren in Frage.
Die Laufgeschwindigkeit des Förderbandes 42 wird mit Hilfe eines Tachogenerators 158 ermittelt, der ein entsprechendes elektrisches Geschwindigkeitssignal liefert.
Die beiden analogen Ausgangssignale aus dem Sandmengendetektor 152 und dem Tachogenerator 158 werden einem Multiplizierer 160 zugeführt, der aus einem elektronischen Baustein bestehen kann, wie er herkömmlicherweise bei Prozeßsteuerungen Verwendung findet. Am Ausgang 162 dieses Multiplizierers erscheint ein analoges elektrisches Signal entsprechend dem Produkt der beiden analogen Eingangssignale, welches die zeitliche Sandmenge (Sanddurchsatz) angibt, die dem Misch- und Abgabekopf 12 zufließt. Dieses Ausgangssignal gelangt an den einen Eingang eines Dividierers 164, dessen anderer Eingang das Steuersignal für die Kunstharzzufuhr aus dem Digital-/Analog-Umsetzer 144 zugeführt erhält. Der numerisch codierte Wert für die Kunstharzzufuhr aus dem Unterblock 136 des Lochstreifens 113 bezeichnet einen Bruch entsprechend einem bestimmten Prozentsatz Kunstharz, der dem Formsand innerhalb der Mischkammer 22 bei einer bestimmten Position des Kopfes 12 gegenüber dem Formkasten 14 zugeführt werden muß, um an der betreffenden Stelle eine gewünschte Formfestigkeit zu erhalten. Es verdient angemerkt zu werden, daß dieser in dem Unterblock 136 enthaltene Zahlenwert von Informationsblock zu Informationsblock variieren kann, um entsprechend den Kunstharzanteil in dem die Mischkammer 22 verlassenden Formmaterial zu verändern, so daß die Form an verschiedenen Stellen verschiedene Kunstharzanteile enthält.
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Der Dividierer 164 liefert an seinen Ausgang 166 ein analoges Ausgangssignal, dessen Größe dem Steuersignal für die Kunstharzzufuhr aus dem Digital-/Analog-Umsetzer proportional ist. Beträgt das Sandmengensignal vom Multiplizierer 160 beispielsweise 5V und sollen dem Sand in der Mischkammer 22 2 % Kunstharz zugesetzt werden, so beträgt das Ausgangssignal des Dividierers 164 0,10V. Dieses letztere Signal wird einer Kunstharzdosiersteuerung 168 zugeführt, die ein für die Durchsatzsteuerung der Kunstharzpumpe 98 geeignetes Ausgangssignal liefert. Um für die Kunstharzdosiersteuerung 168 ein Rückkoppelsignal zu erhalten, befindet sich am Austritt der Pumpe 98 ein Durchflußmesser 170, der ein über die Leitung 172 an den Eingang der Kunstharzdosiersteuerung 168 gelangendes elektrisches Signal liefert. Dementsprechend ändert sich der Durchsatz der Pumpe 98 in Abhängigkeit von dem für die Kunstharzzufuhr auf dem Lochstreifen 113 aufgezeichneten Zahlenwert. Vorteilhafterwelse bezeichnen die auf dem Lochstreifen vermerkten Zahlenwerte für die Kunstharz- und Katalysatorzufuhr Gewichtsprozente anstatt Volumenprozente, bezogen auf das Sandgewicht.
Die erforderliche Menge Katalysator richtet sich naturgemäß nach der Menge Kunstharz, die dem Sand jeweils zugesetzt wird, weshalb es erforderlich ist, die Katalysatorzufuhr in Übereinstimmung mit der Kunstharzzufuhr zu steuern. Zu diesem Zweck wird das Ausgangssignal des Dividierers 164 einem Eingang eines Dividierers 174 zugeführt, dessen anderer Eingang das Steuersignal für den KatalysatorzufIuB aus dem Digital-Analog-Umsetzer 144 empfängt. Ist es beispielsweise erwünscht, den Katalysator in einer Menge von 30 % des Kunstharzanteils zuzusetzen, so erscheint am Ausgang 176 des Dividierers 174 ein Signal von 0,03 V unter der gemachten Annahme, daß das Ausgangssignal des Dividierers 164 0,10 V beträgt.
Dieses Ausgangssignal des Dividierers 174 wird einer Katalysatordosiersteuerung 178 zugeführt, welche den Durchsatz der
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Btalysatorpumpe 106 steuert. Ein der Pumpe 106 nachgeschalteter Durchflußmesser 180 liefert ein elektrisches Signal, das Über eine Leitung 182 an den zweiten Eingang der Katalysatordosiersteuerung 178 rückgekoppelt wird. Dementsprechend wird der Durchsatz der Pumpe 106 30 % desjenigen der Kunstharzpumpe 98 betragen, um eine entsprechende Menge Katalysator durch die Düsen 54 in die Mischkammer 22 einzuführen.
Für die Herstellung nichtanhaftender Formen haben eine Reihe von Kunstharz-/Ittalysator-Kombinationen Eingang gefunden, die sich vorzüglich für das erfindungsgemäße Verfahren wie auch die vorausgehend beschriebene Maschine eignen. Unter den betreffenden Kunstharzen haben sich Furfurylalkoholharze, Alkydharze und Phenolharze, unter den anorganischen Bindemitteln Natriumsilikat oder Wasserglas als besonders geeignet erwiesen.
Furfurylalkoholharze können mit Harnstoff modifiziert sein, und ein typisches Beispiel für ein solches Harzsystem ist folgendes: Quarzsand, gewaschen und mit einem SiOg-Anteil von 98 %, gesiebt mit Sieb Nr. 50 - 60 nach der Norm der American Foundry Society, wird das Kunstharz in einer Menge von 1,1 bis 2,0 Gewichtsprozent bezogen auf das Sandgewicht untergemischt. Ein Katalysator für das Kunstharz, wie z.B. Phosphorsäure, wird in einer Menge von 30 bis 45 Gewichtsprozent bezogen auf das Kunstharzgewicht zugesetzt. Ein anderer Katalysator, wie z.B. Schwefelsäure, kann in einer Menge von 20 bis 35 Gewichtsprozent bezogen auf das Kunstharzgewicht zugesetzt werden. Schwefelsäure (genannt T.S.A.) ist zwar etwas teuerer, hat jedoch, außer daß sie in geringerer Menge eingesetzt werden kann, den Vorteil, daß sie die Form vollkommener "ausbrennt** mit dem Ergebnis, daß wenig oder gar nichts dieses Katalysators zurückbleibt. Das Verhältnis Katalysator/Kunstharz beeinflußt die Abbindezeit in der Weise, daß mehr Katalysator eine kürzere Abbindezeit mit sich bringt. Beispielsweise beträgt bei einem Katalysatoranteil (Phosphorsäure) von 33 Gewichtsprozent bezogen auf das Kunstharz in einer typischen Mischung die durchschnittliche Verarbeitungszeit etwa
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30 Hinuten. Durch Reduzierung des Katalysatoranteils um 5 % verlängert sich die Verarbeitungszeit auf 40 Minuten, während sie bei Erhöhung des Katalysatoranteils um 10 % auf 20 Minuten absinkt. Unter Verwendung der vorgenannten Sand-Kunstharz-Katalysator-Kombinationen sollten das Formmodell 18 sowie die weiteren mit dem Formmaterial in Berührung kommenden Teile, ggf. einschließlich des Misch- und Abgabekopfes, mit einem geeigneten Trennmittel behandelt werden. Ein geeignetes solches Trennmittel kommt seitens der Firma Ashland Chemical Company aus Cleveland/ Ohio unter dem Warenzeichen ZIP-SLIP, LP-15 auf den Markt. Unter Verwendung des beschriebenen Kunstharzsystems beträgt die Modellentnahmezeit (Zeit bis zur Entnahme des Formmodells) wenn das Formmaterial auf Umgebungstemperatur von etwa 24°C gehalten wird, etwa 60 Minuten. Die Eigenschaften von Furfurylalkoholharzen in Verbindung mit verschiedenartigen Katalysatoren sind ausführlicher in den Veröfffentlichungen "The Ashland Chemical Company Technical Bulletin" Nr. 5401-1 und 5415 beschrieben.
Ein weiteres für die Erfindung geeignetes Kunstharzsystem besteht aus einem Alkydharz mit Trocknungsmittel und einem Katalysator in Gestalt eines Isocyanats. Dazu wird Illinois-Quarzsand der im vorausgehenden Beispiel beschriebenen Klassierung das Kunstharz in einer Menge von 1,2 bis 2,1 Gewichtsprozent bezogen auf das Sandgewicht zugesetzt, nachdem diesem ein Trocknungsmittel wie z.B. Blei- oder Kobaltnaphtenat in einer Menge von 0 bis 10 % bezogen auf das Harzgewicht beigemischt wurde. Das so behandelte Harz wird der Mischkammer 22 des vorausgehend beschriebenen Misch- und Abgabekopfes 12 über die oberen Düsen 50 zugeführt, während ein Katalysator in Gestalt eines Isocyanats in einer Menge von 18 bis 20 Gewichtsprozent bezogen auf das Harzgewicht durch die unteren Düsen 54 eingegeben wird. Die Veröffentlichungen "Technical Data Bulletin" Nr. 5408-2 und 5411-2 der Firma Ashland Chemical Company, auf die hierfür ausdrücklich Bezug genommen wird, beschreiben weitere Eigenschaften eines solchen Kunstharzsystems.
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Ein geeignetes anorganisches Bindemittelsystem enthält Natriumsilikat in einer Menge von etwa 3 Gewichtsprozent bezogen auf das Sandgewicht und einen Katalysator in Gestalt von Glyzerinacetat in einer Menge von 10 bis 15 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Natriumsilikats. Dieses Material ergibt ein schwereres, dichteres Formmaterial in Mischung mit dem Formsand der vorausgehend beschriebenen Beispiele. Wiederum können die Verarbeitungsund die Entformungszeit (Zeit für die Entnahme des Formmodells oder dergl.) durch Veränderung des Katalysatoranteils eingestellt werden.
Die vorausgehend beschriebene numerische Programmsteuerung kann in herkömmlicher Weise verwirklicht werden derart, daß aufeinanderfolgende Informationsblöcke von dem Lochstreifen 113 dazu dienen, den Misch- und Abgabekopf 12 entlang einer vorgeschriebenen Bahn in einer Anzahl aufeinanderfolgender Passagen über das in dem Formkasten 14 enthaltene Formmodell hinzuführen. In vielen Fällen ist esjjedoch erwünscht, auch die Geschwindigkeit zu steuern, mit welcher sich der Kopf 12 entlang dieser durch Koordinatenwerte für die X-, die T- und die Z-Achse auf dem Lochstreifen 113 vorgegebenenBahn bewegt. Nimmt man an, daß von dem Kopf 12 eine konstante zeitliche Menge Formmaterial abgegeben wird, so kann es erwünscht sein, diesen Kopf über bestimmte Bahnabschnitte mit erhöhter Geschwindigkeit hinzuführen, so daß dort eine Formmaterialschicht geringerer Dicke entsteht, als an anderen Stellen innerhalb des Formkastens. Ebenso kann es erwünscht sein, die Bewegung des Kopfes 12 über bestimmten Bereichen des Formmodells zu verzögern, um dort, ggf. bei gleichbleibendem Sand-/ Bindemittel-Verhältnis eine größere Schichtdicke des betreffenden Formmaterials hervorzurufen und dadurch eine erhöhte Formfestigkeit zu erreichen.
Zu diesem Zweck kann auf dem Lochstreifen 113 oder dergl. eine zusätzliche numerische Information vorgesehen werden, mit der die Geschwindigkeit des Kopfes 12 entlang seiner durch die Koordinatenwerte für die X-, die Y- und die Z-Achse vorgegebenen Bahn gesteuert wird. Dies geschieht in Form des numerischen
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Geschwindigkeitswertes, der in dem Unterblock 140 auf dem Lochstreifen ausgedrückt wird. Dieser Geschwindigkeitswert wird in dem Speicherregister 116 gespeichert und, durch den Digital-/ Analog-Ufflsetzer 144 in ein Analogsignal umgewandelt, dem einen Eingang eines Dividierers 184 zugeführt. Der andere Eingang des Dividierers 184 empfängt das Ausgangssignal des Multiplizierers 160, welches die der Mischkammer in dem Kopf 12 zufließende zeitliche Sandmenge angibt. Der Dividierer 184 erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend dem Geschwindigkeitssteuersignal vom Ausgang 150 des Digital-/Analog-Umsetzers, wodurch am Ausgang 186 des Dividierers 184 ein Signal entsteht, das einem durch das Programm bestimmten Prozentsatz des Sandmengensignals entspricht. Dieses Signal vom Ausgang 186 wird einem Taktfrequenzsteuerkreis 188 zugeführt, dessen Ausgangssignal über die Leitung 190 den Taktoszillator 120 steuert. Dementsprechend ändert sich die Frequenz der dem linearen Interpolator 118 mitgeteilten Taktimpulse entsprechend dem numerischen Geschwindigkeitswert vom Lochstreifen 113.
Das bedeutet, daß auch die Frequenz, mit welcher die Steuerimpulse für die Bewegungskomponenten in den drei Koordinaten erzeugt werden, entsprechend dem Geschwindigkeitswert vom Lochstreifen 113 variiert. Entsprechend variiert die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Kopf 12 entlang seiner Bahn über den Formkasten 14 hinbewegt. Die jeweilige Geschwindigkeit kann durch den Geschwindigkeitswert auf dem Lochstreifen 113 programmiert werden.
Häufig ist es auch erwünscht, der ersten Schicht Formmaterial eine bestimmte Menge Befeuchtungsmittel, wie z.B. Eisenoxyd, zuzusetzen, um ein Anhaften der Form zu reduzieren und an dem Gußstück eine glattere Oberfläche zu erreichen. Ein solches Befeuchtungsmittel kann nun ebenfalls willkürlich während einzelner Passagen des Kopfes 12 vollautomatisch zugesetzt werden. Die Art des jeweiligen Befeuchtungsmittels richtet sich nach der Art des Materials, das in der Form gegossen werden soll.
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In Fig. 3 ist Über dem Förderband 42 an einer Stelle hinter dem Sandmengendetektor 152 ein Trichter 192 zu erkennen, welcher das betreffende Befeuchtungsmittel aufnimmt. Dieser Trichter ist an seinem Auslauf mit einer Abgabesteuerung 194 versehen, die entweder einen bestimmten Befeuchtungsmittelzufluß ermöglicht oder diesen Zufluß gänzlich unterbindet. Der Lochstreifen 113 enthält in einer auf den Unterblock 140 folgenden Informationszeile einen diesbezüglichen Steuerwert, der aus einem einzigen binären Bit bestehen kann. Dieser Wert hat ein Signal an einem weiteren Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 144 zur Folge, das über die Leitung 196 der Abgabesteuerung 194 zugeleitet wird.
Tritt auf dem Lochstreifen 113 in der betreffenden Zeile das erwähnte Bit auf, welches angibt, daß Befeuchtungsmittel abgegeben werden soll, so öffnet die Abgabesteuerung 194 den Ausfluß aus dem Trichter 192 um einen bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Betrag, wodurch dem darunter hindurchgeleiteten Sand ein bestimmter Prozentsatz Befeuchtungsmittel zugesetzt wird. Wenn z.B. während der ersten Passage des Kopfes 12 über das Formmodell Befeuchtungsmittel zugesetzt werden soll, so wird einfach in den betreffenden Informatlongsblöcken das entsprechende Bit programmiert. Stattdessen könnte auch einmalig ein solches Bit in demjenigen Informationsblock programmiert werden, bei dem die Befeuchtungsmittelzugabe beginnen soll, während ein weiteres, entsprechendes Bit in einem anderen Informationsblock die Befeuchtungsmittelzugabe beendet.
Die so weit beschriebene Programmsteuerung lässt es auch zu, an irgend einem Punkt während des Formaufbaus automatisch von einer Bindemittel-Katalysator-Kombination zu einer anderen, insbesondere von einem organischen Bindemittelsystem zu einem anorganischen, überzugehen. Dies hat den Vorteil, daß nur eine erste dünne Schicht Formmaterial organisches Bindemittel enthalten muß, während die nachfolgenden Schichten aus einem Formmaterial mit anorganischem Bindemittel gebildet werden können. Bei einer solchen Form kann das organische Bindemittel, welches sich auf die der heißen Schmelze am nächsten liegende Schicht beschränkt,
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vollständig oxydiert werden, wodurch sich nur eine geringe Menge an Rauch und Schwaden ergibt. Das anorganische Bindemittel, mit dem die restliche Form aufgebaut ist, oxydiert nicht, wodurch sich keine störenden Gase und Schwaden entwickeln. Zudem ist es wesentlich billiger.
Zu dem genannten Zweck ist gemäß Fig. 3 ein Tank 200 für anorganisches Bindemittel, wie z.B. Natriumsilikat, in Verbindung mit einer durchsatzsteuerbaren Pumpe 202 vorgesehen. Ebenso ist ein Katalysatortank 204 vorhanden, der als Katalysator für dieses anorganische Bindemittel eine verdünnte anorganische Säure aufnimmt, in Verbindung mit einer durchsatzsteuerbaren Pumpe 206. Die Pumpe 202 speist über ein geeignetes Steuerventil eine Düse 208 entsprechend einer der Düsen 50 (Fig. 2), die in diesem Falle der Zuführung organischen Bindemittels vorbehalten bleiben. Die Düse 208 befindet sich an einer anderen Stelle des Umfangs der Mischkammer 22. Ebenso speist die Pumpe 206 eine Düse 210 entsprechend einer der Düsen 54 aus Fig. 2, die gleichfalls an einer anderen Stelle des Mischkammerumfanges liegt. Durchflußmesser und 214 entsprechend den Durchflußmessern 170 und 180 liefern Rückkoppelungssignale für die Dosiersteuerungen in Verbindung mit den Pumpen 202 und 206.
Für den automatischen übergang von organischem zu anorganischem Bindemittel mit den entsprechenden Katalysatoren wird auf dem Lochstreifen 113 weiterhin eine diesbezügliche Information gespeichert. Beispielsweise kann die mit der Zeile a im Unterblock 136 (Fig. 8) ausgedrückte Binärzahl einen ersten Wert a-1 haben, wenn organisches Bindemittel verwendet werden soll, und einen zweiten Wert a-2, wenn stattdessen anorganisches Bindemittel zum Einsatz kommen soll. Die weiteren drei Informationszeilen des Unterblockes 136 enthalten dann numerische Werte für das Steuersignal zur Bestimmung der jeweiligen Bindemittelmenge. Desgleichen kann die mit b bezeichnete Zeile im Unterblock 138 eine Binärzahl ausdrücken, die entweder die Verwendung des Katalysators für das organische Bindemittel (b-1) oder des Katalysators für das anorganische Bindemittel (b-2) vorschreibt. Die verbleibenden
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drei Zeilen dieses Unterblockes beinhalten wiederum Zahlen entsprechend der jeweils zuzusetzenden Menge dieses Katalysators.
Der Digital-Analog-Umsetzer 144 besitzt Kanäle für diese vorerwähnten Zahlenwerte a-1, a-2, b-1 und b-2. Die Ausgangssignale entsprechend den Zahlenwerten a-2 und b-2 für das anorganische Bindemittel und den betreffenden Katalysator gelangen zu Dividierern 216 und 218, die ebenso das Sandmengensignal aus dem Multiplizierer 160 zugeführt erhalten. Der Ausgang des Dividierers 216 ist mit einer Bindemitteldosiersteuerung 220 verbunden, welche die Pumpe 202 steuert, und der Ausgang des Dividierers 218 steht mit der die Pumpe 206 steuernden Katalysatordosiersteuerung 222 in Verbindung. Die beiden Dosiersteuerungen 220 und 222 arbeiten auf gleiche Weise, wie vorausgehend in Verbindung mit den Dosiersteuerungen 168 und 178 für das organische Bindemittelsystem beschrieben.
Soll nun ein organisches Bindemittel mit dem entsprechenden Katalysator Verwendung finden, so haben die dementsprechend auf dem Lochstreifen programmierten Werte a-1 und b-1 am Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 144 Signale zur Folge, die als Steuersignale den Dividierern 164 und 174 zufließen, während die gleichzeitig in den betreffenden Unterblöcken 136 und 138 auftretenden Zahlenwerte a-2 und b-2 Signale entstehen lassen, welche die Dividierer 216 und 218 veranlassen, die Pumpen 202 und 206 unwirksam zu machen. Bei der betreffenden Passage des Misch- und Ab/gabekopfes 12 wird dem Formsand infolgedessen organisches Bindemittel und entsprechender Katalysator zugemischt. Soll danach für die weiteren Passagen bzw. Schichten anorganisches Bindemittel mit dem entsprechenden Katalysator zur Anwendung kommen, so enthalten die Zeilen A und B der betreffenden Unterblöcke 136 und 138 Zahlenwerte a-2 und b-2, die bewirken, daß der Digital-Analog-Umsetzer Steuersignale an die Dividierer 216 und 218 liefert, während die Dividierer 164 und 174 Stillsetzungssignale erhalten. Infolgedessen werden dem der Mischkammer 22 zufließenden Formsand nun anorganisches Bindemittel aus dem Tank 200 und der entsprechende Katalysator aus dem Tank 204 zugesetzt,
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um die Formmasse für die betreffenden Passagen des Kopfes 12 zu bilden. Unabhängig davon, ob organisches oder anorganisches Bindemittel Verwendung findet, kann dessen Mengenverhältnis gegenüber dem Sand von Ort zu Ort verändert werden durch Programmierung geeigneter Zahlenwerte in den Zeilen 1 bis 3 der Unterblöcke 136 und 138 auf dem Lochstreifen 113.
Soll der Bindemittel- und Katalysatoranteil konstant bleiben, so brauchen, anstatt für jeden Informationsblock auf dem Lochstreifen, Unterblöcke 136 und 138 nur für den Beginn der betreffenden Passagen aufgezeichnet zu werden. Sofern dies geschieht, müssen die betreffenden Steuersignale für den Bindemittel- und den Katalysatoranteil für die Dauer der folgenden Passagen in dem Speicherregister 116 festgehalten werden. Dies kann vermittels geeigneter Flip-Flops in den Kanälen des Speicherregisters 116 erfolgen, die den Unterblöcken 136 und 138 entsprechen, wie dem Fachmann geläufig ist.
Zu Beginn der Arbeit der vorausgehend beschriebenen Maschine ist es erforderlich, der - Mischkammer 22 in dem Misch- und Abgabekopf 12 zunächst eine genügende Menge Sand zuzuführen, um sogleich eine gute Mischwirkung zu erzielen. Zu diesem Zweck wird die Schieberscheibe 52 in eine Schließstellung gebracht. In dem Maße, wie sich der Sand von dem Förderband 42 in die Mischkammer ergießt, erfährt der Motor 36 eine zunehmende Belastung. Damit nimmt auch die Stromaufnahme dieses Motors zu und kann als Rückkoppelsignal für die Steuerung der Schieberscheibe 52 Verwendung finden.
Im einzelnen liegt in einer der drei Zuleitungen des Motors ein Strommesser 230, der ein der Stromaufnähme durch den Motor und damit der in der "ischkammer 22 befindlichen Sand- und Bindemittelmenge proportionales Ausgangssignal liefert.
Ein Potentiometer 232 (Fig. 7) dient dazu, ein bestimmtes Bezugssignal für denjenigen Zustand in der Mischkammer 22 einzustellen, bei dem die Schieberscheibe 52 öffnen soll. Dieses Signal
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wird auf einen Schiebersteuerkreis 234 gegeben. Daneben empfängt der Schiebersteuerkreis das Ausgangssignal aus dem Strommesser 230 als variable Eingangsgröße.
Der Schiebersteuerkreis 234 liefert ein Ausgangssignal an einen Getriebemotor 236 (Pig. 3), der das Ritzel 59 (Fig. 2B) und damit die Schieberscheibe 52 antreibt. Solange der Motor 36 praktisch unbelastet ist und der Strommesser 230 dementsprechend nur ein geringes Ausgangssignal liefert, steuert der Schiebersteuerkreis 234 den Motor 236 in der Weise, daß die Schieberscheibe 52 ihre Schließstellung einnimmt. Wenn jedoch durch den Eintritt von Sand und Bindemittel in die Mischkammer 22 die Belastung des Motors 36 zunimmt, überschreitet die Größe des Ausgangssignals aus dem Strommesser 230 einmal diejenige des Bezugssignals aus dem Potentiometer 232, wodurch an dem Schiebersteuerkreis 234 ein Ausgangssignal entsteht, auf Grund dessen der Motor 236 den Schieber öffnet. Genauer gesagt, wird die Schieberscheibe 52 in eine mittlere Stellung gebracht. Infolgedessen können kleinere Veränderungen in dem Sandzufluß zu der Mischkammer 22 mit Hilfe des Schiebersteuerkreises 234 ausgeglichen werden. Diese Veränderungen rufen entsprechende Änderungen in der Belastung des Motors 36 und damit in dem Ausgangssignal des Strommessers 230 hervor, auf Grund derer der Schiebersteuerkreis 234 den Schieber entsprechend weiter öffnet bzw. schließt. Damit wird ein im wesentlichen konstanter Ausfluß an Formmaterial aus dem Misch- und Abgabekopf 12 erhalten. Größere Änderungen der Sandzufuhr zu der Mischkammer 22, etwa auf Grund von Änderungen in der Geschwindigkeit des Förderbandes, können durch eine Neueinstellung des Potentiometers 232 wettgemacht werden, womit eine Verlagerung des Arbeitspunktes der Schiebersteuerung 234 und damit eine Verlagerung der betriebsmäßigen Ausgangsstellung der Schieberscheibe 52 erreicht wird.
Auf die vorausgehend beschriebene Weise kann eine Gießform vollautomatisch aus aufeinanderfolgenden Schichten 20a, 20b, 20c etc. des Formmaterials gebildet werden, wobei die innerste Schicht
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20a, unter Verwendung einer bestimmten, ggf. von Ort zu Ort variablen Menge eines organischen Bindemittels und mit einer Dicke hergestellt werden kann, die gewährleistet, daß praktisch das gesamte organische Bindemittel beim Gießvorgang oxydiert. Die nachfolgenden Schichten, 20b, 20c etc., können unter Verwendung eines anorganischen Bindemittels erzeugt werden, welches billiger ist und von Haus aus nicht zu einer Rauch- oder Schwadenbildung Anlaß gibt. Damit werden die gewohnten Luftverschmutzunge Probleme vermieden, die entstehen, wenn überschüssiges organisches Bindemittel nur unvollständig verbrennt. Auch wird die Wiederaufbereitung des Formmaterials nach erfolgtem Guß erleichtert. Da das eingesetzte organische Bindemittel, wie gesagt, praktisch vollständig verbrennt und das für die äußeren Schichten eingesetzte anorganische Bindemittel ohnedies keine Wiederaufbereitungsprobleme mit sich bringt.
Dabei können die betreffenden Gießformen auf wirtschaftliche Weise erzeugt werden und bei Bedarf, ebenfalls bereichsweise, ein Befeuchtungsmittel, wie z.B. Eisenoxyd (von Graugußabfällen) erhalten, um ein geringeres Anhaften und eine bessere Oberfläche des Gußstücks zu bewirken. Früher war es praktisch unmöglich oder zumindest sehr schwierig, für ein und dieselbe Gießform verschiedene Bindemittelsysteme zu verwenden, und, falls ein Befeuchtungsmittel eingesetzt werden sollte, mußte die gesamte Form damit versehen werden, obgleich dieses Befeuchtungsmittel nur in der unmittelbar an den Formhohlraum anschließenden Schicht Vorteile bringt.
Zur Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit kann die den Formkasten 14 mit dem Modell 18 aufnehmende Grundplattel6 mit Rädern 248 auf Achsen 250 ausgerüstet sein, die auf Schienen 252 im Boden der Gießerei laufen. Hierdurch wird eine fließbandmäßig fortlaufende Formherstellung ermöglicht.
Mit der vorausgehend beschriebenen Maschine lassen sich in gewohnter Weise verwendbare Gießformen mit einem Metallfassungsvermögen von beispielsweise von 1 Kubikdezimeter bis zu mehreren Kubikmetern herstellen. Für die Herstellung
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größerer Gußstücke, wie z.B. Motorblöcke oder Eisenbahndrehgestelle, ist es wünschenswert, Formkasten und Modell feststehend anzuordnen und den Misch- und Abgabekopf 12 zu bewegen, während es bei kleineren Gußstücken Vorteile bringen kann, den Kopf 12 festzuhalten und statt dessen Formkasten und Modell zu bewegen. Dabei kann die gleiche Steuerung verwendet werden, wie sie vorausgehend beschrieben wurde. Schließlich kommen auch Fälle in Betracht, wo sowohl der Kopf 12 als auch der Formkasten samt Modell beweglich ist, etwa der Kopf in Richtung der X- und der Z-Achse und der Formkasten in Richtung der Y-Achse.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, worin die Grundplatte 16 in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ist. Diese Platte entspricht dem Arbeitstisch einer Werkzeugmaschine, wie sie beispielsweise in der erwähnten US-PS 3 069 608 beschrieben ist. Sie ist verschiebbar auf zwei in Richtung der X-Achse verlaufenden Führungsstangen 254 gelagert, die mit kopfseitig daran anschließenden Holmen 256 einen rechtwinkeligen Rahmen bilden. Entlang diesen Führungsstangen ist die Platte 16 mittels einer Gewindespindel 258 verschiebbar, die seitens eines Servomotors 260 antreibbar ist. Die Holme 256 ruhen mittels Rollen 262 auf Schienen 264, wodurch sie mitsamt der Grundplatte 16 in Y-Richtung verfahrbar sind. Die Schienen 264 bilden Teile eines Rahmens 266. Die Bewegung in Y-Richtung wird bewirkt durch eine weitere Gewindespindel, 268, die von einem Servomotor 270 angetrieben wird. Mehrere an dem Rahmen 266 angreifende vertikale Gewindespindeln 272, die von ebensovielen synchronlaufenden Servomotoren 274 angetrieben werden, vermitteln der Platte 16 die Bewegung in Z-Richtung. Die Motoren 260, 270 und 274 sind in der vorher beschriebenen Welse programmgesteuert. Daneben kann, wie gesagt, auch der Misch- und Abgabekopf 12 in programmsteuerbarer Weise beweglich sein.
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Claims (44)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Gießformen aus einem Formsand und Bindemittel enthaltenden Formmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des Formmaterials im Verlaufe seines Auf- bzw. Einbringens verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formmaterial schichtweise auf- bzw. eingebracht und die Zusammensetzung des Formmaterials von Schicht zu Schicht verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Schichtdicke von Schicht zu Schicht verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel für mindestens eine erste Schicht ein organisches und als solches für die weiteren Schichten ein anorganisches Bindemittel verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichn e t, daß die Schichtdicke der das organische Bindemittel enthaltenden Schicht so bemessen wird, daß dieses Bindemittel bei Berührung mit dem geschmolzenen Gießmaterial praktisch vollständig oxydiert.
6. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Bindemittel ein mit einem Katalysator versetztes Kunstharz verwendet wird.
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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Bindemittel ein Furfurylalkoholharz, ein Phenolharz oder Alkydharz verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator des organischen Bindemittels Phosphorsäure, Schwefelsäure oder ein Isocyanat verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganisches Bindemittel ein mit einem Katalysator versetztes anorganisches Bindemittel verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Bindemittel Natriumsilikat und der Katalysator Glyzerinacetat ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß Formsand und Bindemittel vorgemischt werden und daß der Katalysator der Mischung nachträglich, im Zuge des Auf- bzw. Einbringens, zugesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Formmaterial für eine erste Schicht ein Befeuchtungsmittel für den Guß beigemischt wird, während das Formmaterial für die weiteren Schichten kein solches Befeuchtungsmittel zugesetzt erhält.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Befeuchtungsmittel Eisenoxydpartikel verwendet werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formmaterial unter horizontaler Verlagerung einer horizontal begrenzten Formmaterialabgabestelle auf- bzw. eingebracht wird und daß die
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Zusammensetzung des Formmaterials im Laufe dieser horizontalen Verlagerungsbewegung verändert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Zusammensetzung des Formmaterials automatisch in Abhängigkeit von der horizontalen Verlagerung erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Verlagerung zeilenweise und die Änderung der Zusammensetzung des Formmaterials in Abhängigkeit von mindestens einer der entsprechenden rechtwinkeligen Bewegungskoordinaten erfolgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Verlagerungsbewegung in Abhängigkeit von der Verlagerung gesteuert wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlich abgegebene Menge des Formmaterials in Abhängigkeit von der Verlagerung gesteuert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Formmaterialabgabestelle gegenüber der Form bzw. dem Formmodell in Abhängigkeit von der horizontalen Verlagerungsbewegung verändert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung durch Bewegung der Formmaterialabgabestelle gegenüber einer feststehenden Form bzw. einem feststehenden Formmodell erfolgt.
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21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung durch Bewegung der Form gegenüber einer feststehenden Formmaterialabgabestelle erfolgt.
22. Mischvorrichtung für Formsand und Bindemittel, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine eine Eintrittsöffnung (40) für den Formsand und eine vorzugsweise gegenüberliegende Austrittsöffnung (28) für das Formmaterial aufweisende Mischkammer (22) mit mindestens einem zwischen den beiden Öffnungen angeordneten Mischorgan (30-48-56-58) sowie einer ebendort angeordneten Eintrageinrichtung (50) für das Bindemittel.
23. Mischvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischorgan aus einer Mehrzahl von Mischelementen (48, 56, 58) besteht, die radial von einer drehend angetriebenen, im wesentlichen in Richtung von der Eintrittsöffnung (40) zu der Austrittsöffnung (28) verlaufenden Welle (30) abstehen.
24. Mischvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23,dadurch g e ke nnzeichnet, daß Eintrittsöffnung (40) und Austrittsöffnung (28) übereinanderliegen.
25. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Eintrageinrichtung (50) für das Bindemittel in einem an die Eintrittsöffnung (40) anschließenden ersten Abschnitt der Mischkammer (22) und eine Eintrageinrichtung (54) für einen Katalysator in einem näher bei der Austrittsöffnung (28) gelegenen zweiten Abschnitt der Mischkammer befindet.
26. Mischvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sich Mischorgane (30-48 bzw. 30-56-58) in beiden Abschnitten der Mischkammer (22) befinden.
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27. Mischvorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen beiden Abschnitten der Mischkammer (22) ein Dosierorgan (51-52) für den Durchfluß befindet.
28. Mischvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierorgan (51-52) gänzlich schließbar ist.
29. Mischvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierorgan (51-52) aus einem Schieber, vorzugsweise Drehschieber, besteht.
30. Mischvorrichtung nach Anspruch 23 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die in den beiden Abschnitten der Mischkammer (22) befindlichen Mischorgane (30-48 bzw. 30-56-58) eine durch den Drehschieber (51-52) hindurchgeführte gemeinsame Welle (30) aufweisen.
31. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30 in Verbindung mit Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem ersten Abschnitt der Mischkammer (22) befindliche Mischorgan (30-48) in mehreren Ebenen von der Welle (30) abstehende, vorzugsweise stiftförmige Mischelemente (48) aufweist.
32. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 31 in Verbindung mit Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem zweiten Abschnitt der Mischkammer (22) befindliche Mischorgan (30-56-58) mindestens ein flügelartig von der Welle (30) abstehendes Mischelement (56) aufweist.
33. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 32, in Verbindung mit Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem zweiten Abschnitt der Mischkammer (22) befindliche Mischorgan (30-56-58) mindestens einen radial außen
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liegenden Endabschnitt aufweist, der entsprechend ausgebildet ist, das Mischgut gegen die umgebende Mischkammerwand zu drücken.
34. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt der Mischkammer (22) unterhalb der Eintrageinrichtung (54) für den Katalysator gegenüber dem darüberliegenden Abschnitt erweitert ist.
35. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrageinrichtung (50, 54) aus einer Einspritzeinrichtung besteht.
36. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine gegenüber der Form bzw. dem Fornunodell bewegliche Abgabevorrichtung (12) für das im wesentlichen aus Formsand und Bindemittel bestehende Formmaterial und eine Einrichtung (112, 144, 168 etc.) zur Steuerung des Verhältnisses Bindemittel/Formsand in Abhängigkeit von der jeweiligen Position der Abgabevorrichtung gegenüber der Form bzw. dem Formmodell.
37. Maschine nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch Einrichtungen (112, 118, 128, 130, 132 etc.) zur Bestimmung der Position der Abgabevorrichtung (12) gegenüber der Form bzw. dem Formmodell in mindestens zwei vorzugsweise zueinander senkrechten Koordinaten (X,Y,Z).
38. Maschine nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Abgabevorrichtung (12) gegenüber der Form bzw. dem Formmodell automatisch steuerbar ist.
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39. Maschine nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Abgabevorrichtung (12) gegenüber der Form bzw. dem Formmodell steuerbar ist.
40. Maschine nach Anspruch 38 oder 39, gekennzeichnet durch Antriebsmittel (62-82, 72-78) die der Abgabevorrichtung (12) in einer im wesentlichen horizontalen Ebene eine zeilenweise, vorzugsweise mäanderartige Bewegung erteilen,
41. Maschine nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung (12) auf einem gegenüber der Form bzw. dem Formmodell beweglichen Kreuzschlitten (62-72) angeordnet ist.
42. Maschine nach einem der Ansprüche 36 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung (12) gegenüber der Form bzw. dem Formmodell, vorzugsweise automatisch in Abhängigkeit von ihrer übrigen Bewegung gegenüber der Form bzw. dem Formmodell, höhenverstellbar ist.
43. Maschine nach einem der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Abgabe des Formmaterials seitens 'der Abgabevorrichtung (12) in Abhängigkeit von der Position und/oder der Bewegungsgeschwindigkeit der Abgabevorrichtung gegenüber der Form bzw. dem Formmodell steuerbar ist.
44. Maschine nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung (12) eine Mischvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 35 enthält.
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SE (1) SE433046B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2848858A1 (de) * 1977-12-12 1979-06-13 Nat Eng Co Mischvorrichtung zur abgabe einer mischung aus formsand und bindemittel in einen formkasten oder auf ein formmodell
DE19811112A1 (de) * 1998-03-13 1999-09-16 Speedform Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Mischen schnell härtender Einbettmasse zur Herstellung von Metallgußformen

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4692291A (en) * 1980-04-14 1987-09-08 Union Carbide Corporation Molding method using fast curing fiber reinforced, low viscosity thermosetting resin
US4550768A (en) * 1983-02-28 1985-11-05 Foundry Technology, Inc. Compactability measurement method and apparatus for sand casting
US4598759A (en) * 1984-01-20 1986-07-08 Grede Foundries Inc. Apparatus for automated mixing and transport of chemically bonded sand mixtures for casting
US4733713A (en) * 1985-05-03 1988-03-29 Kohler General Corporation Plastic pattern casting system and method of casting
US4836269A (en) * 1986-07-14 1989-06-06 Roberts Corporation Forming apparatus having catalyst introduction simultaneous with sand injection
AU598163B2 (en) * 1987-11-12 1990-06-14 Herbert William Reynolds Apparatus for and a method of producing sand moulds
US5386868A (en) * 1993-12-10 1995-02-07 The Frog, Switch & Manufacturing Co. Apparatus and method of cooling refractory sand based on dew point temperature
GB9625176D0 (en) * 1996-12-04 1997-01-22 Thames Water Utilities Apparatus for laying a layer of material
JP4572847B2 (ja) * 2006-03-08 2010-11-04 マツダ株式会社 鋳型造型装置
JP4706511B2 (ja) * 2006-03-08 2011-06-22 マツダ株式会社 鋳型造型方法及びその装置
US7900684B2 (en) * 2007-07-16 2011-03-08 Waukesha Foundry, Inc. In-place cope molding for production of cast metal components
JP6235524B2 (ja) * 2015-04-17 2017-11-22 ファナック株式会社 砂鋳型を製造する砂鋳型製造システムおよび砂鋳型製造方法
WO2019216916A1 (en) * 2018-05-11 2019-11-14 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Casting process with variable index

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664407A (en) * 1967-02-27 1972-05-23 Robert H Barron Apparatus for making shell molds
CH541371A (de) * 1971-07-21 1973-09-15 Alusuisse Verfahren zur Herstellung einer maskenförmigen Sandgussformhälfte
DE2407474B1 (de) * 1974-02-16 1974-10-03 Woehr Eisenwerk Verfahren und Mischer zum Aufbereiten von Formsand
DE2532638A1 (de) * 1975-07-22 1977-02-10 Woehr Eisenwerk Durchlaufmischer fuer formsand

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB993097A (de) * 1900-01-01
US1550014A (en) * 1921-05-25 1925-08-18 George C Debay Building-block machine
US2291710A (en) * 1941-02-24 1942-08-04 Castings Patent Corp Dispensing mechanism and process
GB610760A (en) * 1946-04-16 1948-10-20 Robert Douglas Cheyne Improved apparatus for producing rammed moulds for foundry purposes
US3040381A (en) * 1958-11-06 1962-06-26 Robert J Pioch Depositing machine
US3149650A (en) * 1960-08-30 1964-09-22 Armstrong Cork Co Admittance meter and dielectric control system
US3223964A (en) * 1962-06-27 1965-12-14 Stadlin Louis Ultrasonic material measuring and control system
FR1367642A (fr) * 1963-06-12 1964-07-24 Machine pour la préparation de châssis de fonderie à partir de plaques modèles
US3346239A (en) * 1966-01-04 1967-10-10 Lowell A Larson Combined material mixer and distributor
US3430929A (en) * 1967-11-16 1969-03-04 Southington Mfg Inc Continuous operation mulling apparatus and method for accurately proportioning foundry sand ingredients
PL79533B1 (de) * 1968-11-07 1975-06-30
GB1308445A (en) * 1969-07-21 1973-02-21 Baker Perkins Ltd Manufacture of foundry mixtures in the production of foundry moulds and cores
US3570056A (en) * 1969-07-24 1971-03-16 Du Pont Multi-colored plastic building product and its manufacture
US3739834A (en) * 1971-06-21 1973-06-19 Short Milling Co J Method for making foundry moulds
US3970035A (en) * 1971-12-22 1976-07-20 Vitek Research Corporation Powder deposition system
JPS4910118A (de) * 1972-05-30 1974-01-29
US3834442A (en) * 1972-08-18 1974-09-10 Baker Perkins Ltd Method and apparatus for the preparation of foundry moulds or cores
GB1431193A (en) * 1973-04-24 1976-04-07 Fordath Ltd Method and apparatus for mixing foundry materials
DE2421144C3 (de) * 1973-05-07 1978-08-17 Escher Wyss Gmbh, 7980 Ravensburg Formsandmischer
JPS5050226A (de) * 1973-09-03 1975-05-06
JPS535048Y2 (de) * 1973-10-26 1978-02-08
US3934859A (en) * 1973-11-02 1976-01-27 Combustion Engineering, Inc. Mixing apparatus
US3999592A (en) * 1975-04-21 1976-12-28 The Quaker Oats Company Apparatus and method for manufacturing cores and molds with static mixer stage
US3995837A (en) * 1975-07-11 1976-12-07 Fordath Limited Apparatus for mixing foundry materials
US4075301A (en) * 1976-01-22 1978-02-21 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for depositing material into a moving receptacle
US4039169A (en) * 1976-02-02 1977-08-02 Carver Foundry Products Continuous sand muller

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664407A (en) * 1967-02-27 1972-05-23 Robert H Barron Apparatus for making shell molds
CH541371A (de) * 1971-07-21 1973-09-15 Alusuisse Verfahren zur Herstellung einer maskenförmigen Sandgussformhälfte
DE2407474B1 (de) * 1974-02-16 1974-10-03 Woehr Eisenwerk Verfahren und Mischer zum Aufbereiten von Formsand
DE2532638A1 (de) * 1975-07-22 1977-02-10 Woehr Eisenwerk Durchlaufmischer fuer formsand

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2848858A1 (de) * 1977-12-12 1979-06-13 Nat Eng Co Mischvorrichtung zur abgabe einer mischung aus formsand und bindemittel in einen formkasten oder auf ein formmodell
DE19811112A1 (de) * 1998-03-13 1999-09-16 Speedform Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Mischen schnell härtender Einbettmasse zur Herstellung von Metallgußformen

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58192650A (ja) 1983-11-10
NL7709676A (nl) 1978-04-17
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SE7711290L (sv) 1978-04-14
FR2385468B1 (de) 1981-12-24
CH625725A5 (de) 1981-10-15
CA1091422A (en) 1980-12-16
SE433046B (sv) 1984-05-07
AU2928677A (en) 1979-04-05
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JPH02142B2 (de) 1990-01-05
AU505993B2 (en) 1979-12-06
US4121646A (en) 1978-10-24
BR7706224A (pt) 1978-05-09
JPS5347327A (en) 1978-04-27
FR2385468A1 (de) 1978-10-27
GB1577476A (en) 1980-10-22
DE2746128C2 (de) 1983-02-10

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