DE2814715A1 - Rotierende, kontinuierlich arbeitende formvorrichtung fuer giesskerne - Google Patents

Description

28U715

U.Z.: M 650
Case: 3921

ASHLAND OIL, INC.
Ashland, Ky, V.St.A.

" Rotierende, kontinuierlich arbeitende Formvorrichtung für Gießkerne "

Die Erfindung betrifft eine rotierende, kontinuierlich arbeitende Formvorrichtung für Gießkerne, insbesondere zur Herstellung von Sandkernen und/oder Formen in kalten Kernkasten ("cold box-Verfahren), wobei der ein aushärtbares Bindemittel enthaltende Sand in eine Form, insbesondere in einen zweiteiligen Kernkasten, eingeblasen und danach ein gasförmiges Härtungsmittel für das Bindemittel durch den Kern eingeleitet wird, um ein festes Gußteil zu bilden.

Die Herstellung von Gießereisandformen und -kernen aus Sand-Harz-Gemischen, die durch Einleiten eines gasförmigen Katalysators ausgehärtet werden, ist bekannt. Beispielsweise ist es aus der US-PS 3 008 205 bekannt, ein saueres Gas, wie Chlor oder Chlorwasserstoff, zu verwenden, um Formen aus Sand-Harz-Gemischen auszuhärten. Aus der US-PS 3 409 579 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gießereiformen und Keren bekannt, bei dem ein gasförmiges, tertiäres Amin durch geformte Gemische geleitet wird, die aus Gießereisand und Lösungen von Phenolharzen und Polyisocyanaten in einem organischen Lösungsmittel bestehen.
35

8Ü9842/0802

Um die Wirtschaftlichkeit und die Effizienz bei der Herstellung von Gießereikernen zu erhöhen, ist vorgeschlagen worden, die Kernherstellung auf eine Reihe von Routineschritten zu reduzieren, die auf einem Drehtisch durchgeführt werden. Dieser Drehtisch dreht aufeinanderfolgend mehrere Kernkästen durch aufeinanderfolgende Stationen. Jeweils ein Schritt des Kernherstellungsverfahrens wird bei jeder Station durchgeführt. In der US-PS 3 059 294 ist ein derartiges System offenbart. Derartige Formvorrichtungen für Gießkerne sind jedoch

darauf beschränkt, das Verfahren schrittweise, d.h. intermittierend, durchzuführen. Die Vorrichtung kann sich durch jede Station nicht rascher bewegen als die bei dem langsamsten Verfahrensschritt erforderliche Zeit. Ein erheblicher Zeitaufwand ist beim Vorwärtsbewegen des Drehtisches erforderlich, währenddessen keinerlei Kernherstellung erfolgt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Pormvorrichtungen liegt darin, daß sie lediglich teilweise automatisiert sind. Die an jeder Station arbeitende Maschinenkomponente erfordert ihren eigenen Antrieb, da die Arbeitsstops lediglich während der Verweilzeit

erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formvorrichtung für Gießkerne der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine hohe Produktionsrate gestattet. Darüberhinaus

sollen die Kernherstellungskosten pro Einheit gesenkt werden.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch die Merkmale der Patentansprüche. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine große Vielseitigkeit auf, um beispielsweise gleichzeitig sowohl Kerne als auch Formen herzustellen, die wahlweise verschiedene Größen und Formen aufweisen können.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegen-

de Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

809842/0802

Figur 1 eine perspektivische Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Formvorrichtung mit den Hilfskomponenten, wobei zur Verdeutlichung einige Teile weggebrochen sind,

Figur 2 eine teilweise weggebrochene Aufsicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit den Hilfskomponenten, Figur 3 eine tei üweise weggebrochene Aufsicht der. Formvorrichtung ausschließlich,

Figur 4 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 4-4 in Figur 2,

Figur 5 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 5—5 in

Figur 3,
Figur 5A eine Schnittansicht entlang der Linie 5A-5A in Figur 5,
Figur 6 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 6-6 in

Figur 5,
Figur 7 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 7-7 in

Figur 5,

Figur 8 eine Schnittansicht der Kernauswurfvorrichtung, Figur 9 eine Querschnittsansicht der Schwenkvorrichtung

für den Kernkasten von vorne,
Figur 10 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 in

Figur 9,

Figur 11 eine Teilschnittansicht eines Teils der Figur 4 im vergrößerten Maßstab,

Figur 12 eine Aufsicht der Laufvorrichtung mit einem Teil

der horizontalen Nocke,
Figur 13 eine andere Ansicht des Vorrichtungsteils aus Figur 11 nach einer Drehung von etwa 60 bis 90°, Figur 14 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 14-14

in Figur 12,

Figur 15 eine TeilSchnittansicht des Gasverteilers, Figur 16 eine Schnittansicht entlang der Linie 16-16 in

Figur .15,

Figur 17 eine seitliche Querschnittsansicht der Transportvorrichtung für die Kernkasten mit einem Teil eines Gestells,

809842/0802 ~"

' ¹³ " 28U715

■\ Figur 18 eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie 18-18

in Figur 17,

Figur 19 ein Diagramm der cyclischen Arbeitsweise verschiedener Bauelemente der Formvorrichtung, Figuren 2OA bis 2OE Darstellungen der Lage des Kernkastens an verschiedenen Punkten während eines Arbeitscyclusses der Formvorrichtung und
Figur 21 ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen

Verfahrens und der Vorrichtung zum Verändern des Vo-•jg lumens des Härtungsgases, das in einzelne Kernkasten

in der Formvorrichtung eingeleitet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist als Basisteil einen zweistöckigen Drehtisch auf. Die untere Etage wird durch ver-

■J5 tikale Wände in im gleichen Abstand angeordnete Gestelle unterteilt. In jedem Gestell ist auf dem unteren Stock ein Transporttisch befestigt, auf dem die untere Formhälfte des Kernkastens liegt. Innerhalb des unteren Stocks kann der Transporttisch nach unten und nach oben bewegt werden, wenn der Drehtisch umläuft. Auf dem oberen Gestellteil des Drehtische sind eine entsprechende Anzahl horizontal zurückziehbarer Wagen angeordnet, an denen die entsprechenden oberen Formhälften der Kernkasten aufgehängt werden können, wobei Gas durch die Formhälften des Kernkastens eingeleitet werden kann.

Oberhalb der entsprechenden Formhälften der Kernkasten sind Sandfüllvorrichtungen einschließlich einer Begasungsplatte für jeden Kernkasten vorgesehen, die mit den entsprechenden Formhälften verbunden und von diesen getrennt werden können. Ein Gasverteilersystem ist mit den Begasungsplatten oder Begasungsköpfen verbunden, und die zurückziehbaren Laufvorrichtungen verteilen das Härtungsgas und die Luft. Zusätzlich zu dem Gasverteilersystem ist ein Rotationsventil vorgesehen, das die Gasströmung durch das Verteilersystem steuert. Eine Vertikalbewegung der Transporttische innerhalb des unteren

809842/0802

- ¹⁴ - 28U715

Gestellteils sowie die Bewegung der anderen Teile der Vorrichtung werden durch Nockenschienen oder durch spezielle Profile gesteuert, die innerhalb der Formvorrichtung angeordnet sind. Eine Hilfsvorrichtung transportiert die Kerne und die Formen von der Formvorrichtung zu einem Fördersystem zum Zusammenbau und zum Gebrauch.

Darüberhinaus weist die erfindungsgemäße Formvorrichtung einen zweiteiligen Kernkasten auf, der mit nockengesteuerten Auswurfzapfen versehen ist. Darüberhinaus wird ein erfindungsgemäßes Katalysatorgas-Meßsystem durch die Drehbewegung des zweistöckigen Drehtisches gesteuert.

Unter dem in der Beschreibung verwendeten Begriff "Sandgemisch" wird eine beliebige Gußsubstanz verstanden, die mit einem gashärtbaren Bindemittel vermischt ist, um Gießkerne und -formen herzustellen. Als Beispiel hierfür wird auf die US-PS 3 409 579 verwiesen, wo ein Benzyläther-Polyisocyanatharz mit einem tertiären Amin ausgehärtet wird; als weiteres Beispiel beschreibt die GB-PS 812 352 eine Aluminiumphosphatverbindung, die mit Ammoniakgas ausgehärtet wurde.

In der folgenden Figurenbeschreibung werden zunächst die Hauptkomponenten einzeln beschrieben. Danach erfolgt eine Ge-²^ samtbeschreibung der erfindungsgemäßen Formvorrichtung. Schließlich werden weitere vorteilhafte Komponenten beschrieben, die die Benutzung der Formvorrichtung erleichtern.

Drehtisch und Antrieb Das Basisteil der erfindungsgemäßen Formvorrichtung, d.h. der zweistöckige Drehtisch, ist am besten in den Figuren 1 bis dargestellt. Der Drehtisch besteht aus zwei konzentrischen, kreisförmigen Gestellteilen 1 und 2, die durch vertikale Zylinderwände 3 und eine innere Stützhülse 4 verbunden sind. Das obere Gestellteil 1 erstreckt sich radial bis etwa zum gleichen Radius wie das untere Gestellteil 2, weist jedoch zwei Ausschnitte auf, um die einzelnen Kernkästen und Aufladetische aufzunehmen. Darüberhinaus erstrecken sich vertikale

809842/0802

~ ¹⁵ " 28U715

■j Wände 5 vom unteren Gestellteil' 2 zu entsprechenden Kanten von radialen Ausschnitten des oberen Gestellteils 1 und bilden so Fächer. Mittige Lager 6 und 7 stützen die Stützhülse 4 ab, so daß sich diese um einen vertikalen Stützposten 8 drehen kann, der auf einer Grundplatte 9 starr befestigt ist. Auf dem Basisteil der Vorrichtung ist ein Motor 10 angeordnet, der mit dem inneren Umfang des Gestellteils 2 in Verbindung steht, und zwar über eine Antriebswelle 11 und ein Getriebe 12 und 13. Das Getrieberad 13 ist starr an der Zylin-

-J₀ derwand 3 befestigt. Dieser Teil der Vorrichtung ist daher so zusammengesetzt, daß sich die Komponenten 1,2 und 3 des Drehtisches mit Hilfe des Antriebsmotors 10 frei um den feststehenden Stützpfosten 8 drehen können. In Figur 4 ist lediglich die linke Hälfte der Querschnittsansicht dargestellt; die rechte Hälfte würde entsprechend spiegelbildlich sein.

Sandzufuhr, Fülltrichter und Verschluß

In den Figuren 1 bis 4 und 6 sind mehrere Sandfüllstutzen 14 eingezeichnet, die um den oberen Teil der Vorrichtung in einem Kreis einander berührend angeordnet sind. Die Zufuhr des Gießsandes ist mit dem Bezugszeichen 15 versehen. Die Füllhöhe des Sandes in den Füllstutzen oder Fülltrichtern 14 wird durch bekannte Einrichtungen gesteuert. Jeder Fülltrichter läuft nach innen und nach unten spitz zu und ist durch ein Ventil 16 abgeschlossen, das mit Hilfe eines verschiebbaren Verschlusses 17 die zum Begasungskopf 19 führende Leitung 18 schließt oder öffnet. Das öffnen und Schließen des Verschlusses 17 wird durch eine Nockenstange sowie eine Radanordnung 20 gesteuert, wobei das eine Ende der Nockenstange am Rand des Verschlusses 17 gehaltert ist. Das andere Ende der Nockenstange 20 steht mit einer doppelschienigen Nockenführung 21 in Verbindung und gleitet auf dieser ab. Jede Schiene der Nockenführung 21 erstreckt sich von Rahmenbalken 22 nach innen und wird durch diese gehaltert. Der Abstand der Nockenführung 21 horizontal nach innen von dem Rahmenbalken 22 aus bestimmt das öffnen und Schließen des Verschlusses 17 für den Durchlaß 18.

809842/0802

" ¹⁶ " 28H715 Bei einer anderen-Ausführungsform kann dieser Durchlaß 18 mit Hilfe eines pneumatisch oder elektrisch betriebenen Ventils geöffnet und geschlossen werden, das mit anderen Funktionen der Vorrichtung synchronisiert ist. Die Begasungsplatte 23 mit Düsen 24 ist am Boden des Begasungskopfes 19 am Flansch 25 mit Hilfe irgendwelcher geeigneter Einrichtungen starr befestigt. In Figur 6 ist eine Wellen- und Getriebeeinrichtung mit Riegelklauen dargestellt. Im Rahmen der Erfindung können zur Halterung der Platte 23 andere geeignete Einrichtungen, wie Bolzen oder Klammern, verwendet werden.

Die Düsen 24 entsprechen der Ausbildung der oberen Formhälfte 26 des zweiteiligen Kernkastens 26 und 27. Durch die Leitung 28, die starr an dem Begasungskopf 19 befestigt ist, kann in vorbestimmter zeitlicher Folge Luft in den Begasungskopf eingeleitet werden.

Kernkastenträger

Der Teil der Vorrichtung, der die untere Formhälfte 27 des zweiteiligen Kernkastens trägt und diese Formhälfte jedes Kernkastens in vorbestimmter Reihenfolge anhebt und absenkt, ist insbesondere in Figur 7 und darüberhinaus in den Figuren 1, 3, 4, 5, 8, 9 und 17 dargestellt.

Gemäß Figur 7 weist eine kreisförmige Nockenschiene 29 relativ zur Achse des Stützpfostens 8 einen konstanten horizontalen Radius auf; dagegen variiert die vertikale Höhe im Querschnitt. Eine Nockenstange 30 weist Rollen 31 und 32 auf, die mit der Nockenschiene 29 in Eingriff stehen. Die Nockenstange 30 erstreckt sich nach oben durch eine abgestufte Hülse 33, die sich durch das untere Gestellteil 2 erstreckt. Zusammendrückbare Hülsen 34 und 35 schützen die Oberfläche der Stange 30 und sind an dieser jeweils in der Nähe ihrer Enden befestigt.

Die Figuren 8 und 9 zeigen den Teil der Vorrichtung im einzelnen, mit dessen Hilfe das Aushärtungs- und das Reinigungs-

809842/0802

gas aus dem Kernkasten abgeführt, der ausgehärtete Kern ausgeworfen und die untere Hälfte des Kernkastens nach außen geneigt wird. Die Nockenstange 30 gleitet über die Nockenschiene 29 und hebt oder senkt den Tisch 35 sowie die untere Hälfte 27 des Kernkastens. Das obere Ende der Nockenstange 30 ist starr mit dem Tisch 35 verbunden. Am Tisch 35 ist eine Hülse

37 starr befestigt, die eine Welle 38 umschließt. Diese Welle

38 erstreckt sich durch Lager 39 und 40 und ist mit diesen verkeilt, wobei das eine Ende mit der einen Hälfte 41 einer

-JO Kupplungsanordnung verbunden ist. Die Lager 39 und 40 sind starr mit dem Boden des unteren Abschnitts 66 verbunden und mit der Welle 38 verkeilt. Die andere Hälfte 42 der Kupplungsanordnung ist über eine kurze Welle 43 mit einer Zahnstangen-Ritzel-Anordnung/ verbunden. Die Kupplungsanordnung 41 und 42 ist derart ausgebildet, daß die zwei Hälften frei übereinander in Vertikalrichtung gleiten können, jedoch miteinander in Eingriff kommen, wenn sie um die Längsachse der Wellen 38 und 43 gedreht werden. Wie sich insbesondere aus Figur 9 ergibt, besteht die Zahnstangen-Ritzel-Anordnung 44 aus einer Welle 43, die mit einem Ritzel 45 verbunden ist. Dieses steht wiederum in Eingriff mit der Zahnstange 46, die die Nockenstange 47 verlängert. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist in den Figuren 4 und 7 die Nockenstange 47 weggelassen. Das untere Ende der Nockenstange 47 gleitet mit Hilfe der Rollen 48 und 49 entlang einer Nockenschiene 50, die, falls erwünscht, als Teil der Nockenschiene 29 ausgebildet sein kann. Ein an der Wand 5 befestigtes Gehäuse 51 haltert und positioniert die Welle 43 und die Stange 47. Wenn sich die Stange 47 beim Gleiten über die Nockenschiene 50 nach oben bewegt, so werden sich die Welle 43, die Welle 38 sowie die mit der letzteren verkeilten Lagerhülsen 39 und 40 verdrehen, so daß der untere Abschnitt 66 nach außen verkippt wird.

Die Nockenschiene 50 wird nur für einen kleinen Zyklusteil während des Zeitraums benutzt, wenn die untere Formhälfte des Kernkastens nach außen gekippt werden soll. Die Nocken-

80U84 2/0802

- ¹⁸ - 28147';·

schiene 50 muß sich daher lediglich teilweise in Umfangsrichtung der Vorrichtung erstrecken. Die Nockenschiene 5O dient zur Bewegungssteuerung der Stange 4 7 und drückt diese nach oben, wenn die Kippbewegung des unteren Abschnitts 66 nach außen während eines Zyklusses erwünscht ist oder nach unten, wenn der Tisch 3 5 in seine Ausgangsposition zurückgedreht werden soll.

Am anderen Ende der Welle 38 sind mehrere miteinander verbun-

•jO dene, gasdichte Kammern angeordnet. Die Kammer 52 ist gasdicht mit teleskopartig angeordneten Hülsen 53 und 54 verbunden, die sich entsprechend der Höhe des Tisches 35 über das äußere, untere Gestellteil 2 hinaus erstrecken und vertikal kontrahierbar sind. Die Kammer 52 ist mit Hilfe einer gasdichten Drehdichtung 55 mit der Kammer 56 verbunden, die wiederum gasdicht mit einer Drehdichtung 57 verbunden ist. Die Kammern 52 und 56 weisen öffnungen 58, 59 und 60 auf, so daß Gas aus einer Gcissammelkammer 61 frei einströmen kann, wie dies durch die Pfeile in Figur 9 dargestellt ist. Dieser Teil der Vorrichtung arbeitet derart, daß die Gassamme!kammer 61 sich um die Achse der Welle 38 drehen kann, wenn sich die Stange 4 7 vertikal bewegt. Gleichzeitig können sich die gasdichten Kammern 52 und 56 entsprechend der Drehung der Kammer 61 einstellen. Gemäß Figur 9 ist die Teleskophülse 54 mit einer Leitung 62 verbunden, die sich über ein drehbares Gasventil 63 durch eine Öffnung 64 in eine Abgasleitung 65 öffnet. Das Gasventil 63 kann sich um den Stützpfosten 8 frei drehen und Abgase durch die Leitung 62 von jedem Fach aufnehmen .

Hubvorrichtung für den Kernkasten

In den Figuren 7 bis 9 ist die Gassammeikammer 61 näher dargestellt. Diese Gassammeikammer 61 besteht aus einem oberen und einem unteren Abschnitt 67 bzw. 66. Der untere Abschnitt 66 ist ein fester Bestandteil der Vorrichtung, während verschiedene Höhen des oberen Abschnitts erforderlich sein können, und zwar in Abhängigkeit von den vertikalen Abmessungen

^L 8UH842/0802 ^J

des darauf ruhenden Kernkastens. Der untere Abschnitt 66 wird durch die umschließenden Wände 68 und die Bodenplatte 69 gebildet und steht über eine Öffnung 6OA mit einer Gaskammer in Verbindung. Eine Schubstange 70 erstreckt sich in gasdichte Hülsen 71 und 72, und kann sich so frei in horizontaler Richtung hin- und herbewegen. Das sich außerhalb des unteren Abschnitts 68 erstreckende Ende der Schubstange 70 ist mit Nockenrädern 73 versehen, die in Eingriff mit der Nockenschiene 74 stehen. Die Nockenschiene 74 wird durch einen Rahmen-

■)0 balken 22 gehaltert. Vorzugsweise sind die Nockenräder 73 und die Nockenschiene 74 gemäß Figur 8 ausgebildet, so daß die Schubstange 70 abwechselnd in den unteren Abschnitt 66 eingeschoben oder aus diesem zurückgezogen werden kann, und zwar entsprechend der sich ändernden Querschnittsdicke der Schiene 74. Eine Hubverbindung 75 ist mit Hilfe eines Gliedes 76 an der Schubstange 70 sowie an Ansätzen 77 und 78 angelenkt, die starr an der Bodenplatte 69 sowie an der beweglichen Platte 79 befestigt sind. Die anderen Enden der Hubverbindung gleiten mittels Rollen 80 und 81 frei innerhalb von Nuten, die in Abschnitten 82 und 83 ausgebildet sind. Diese Abschnitte sind starr an der Platte 69 sowie an der beweglichen Platte 79 befestigt. Die bewegliche Platte 79 trägt eine zweite Platte 84, die in Eingriff mit Auswurfzapfen 85 steht und ausgewechselt werden kann, um eine Anpassung an die unteren Formhälften verschiedener Ausbildung zu ermöglichen. Die Auswurfzapfen 85 sind von Druckfedern 86 umgeben, die sich auf der Platte 84 und auf dem Boden der unteren Formhälfte 27 abstützen. Wenn sich die Schubstange 70 in dem unteren Abschnitt 66 hin- und herbewegt, verursacht die Hub-Verbindung 75 ein Anheben und Absenken der Platten 79 und 84, so daß die Zapfen 85 in die untere Formhälfte des Kernkastens eingeschoben oder aus dieser zurückgezogen werden. Die bexveglichen Platten 79 und 84 liegen in ihrer untersten Stellung an Schultern 87 an, die an den Wänden 68 des unteren Abschnitts 66 befestigt sind. Der obere und der untere Abschnitt 66 bzw. 67 der GasSammelkammer werden durch Klemmen

^L 80 9 8 42/0802

28U715

-I oder andere geeignete Einrichtungen 88 gasdicht miteinander verbunden. In ähnlicher Weise ist die untere Formhälfte des Kernkastens mit der Oberseite des obersten Abschnitt mit Hilfe von Klemmen oder Bolzen 89 verbunden.

Oberer Laufrahmen und Gasverteilerkammer

In den Figuren 4, 6 und 11 bis 14 ist ein oberer Laufrahmen näher dargestellt. Dieser Teil der Vorrichtung trägt teilweise die obere Formhälfte 26 des Kernkastens und steuert die

^q Menge des in den Kernkasten einströmenden Härtungs- und Reinigungsgases. Zwei parallele Seitenwände 93, ein horizontaler Mittelabschnitt 94 und zwei Endwände 95 bilden eine flache, umgekehrte Gasverteilerkammer 90. Die Seitenwände weisen an ihrem unteren Rand nach innen und nach außen verlau-

•J5 fende, durchgehende Vorsprünge 94' und 95" auf, die komplementär zu der mit Nuten versehenen Schiene 96 ausgebildet sind; diese Schiene ist starr an der Oberseite des oberen Gestellteils 1 befestigt. Die Gaskammer 90 kann daher frei zwischen der Schiene 96 und radial über die Fläche 1 gleiten. Eine Gasleitung 97 ist über eine Öffnung 98 mit der Kammer 90 verbunden. Die Gasleitung 97 kann mit dem oberen Laufrahmen einstückig sein. In die Gasleitung 97 führt die teleskopartige Leitung 99, die an ihrem anderen Ende mit einem Gasverteilungsventil 100 verbunden ist. Wie insbesondere aus Figur 12 ersichtlich ist,ist das Verbindungsteil mit seinem einen Ende an einem starren Ansatz 102 der Gaskammer 90 bei 103 und an der Oberseite des Gestellteils 1 bei 104 angelegt. Das Verbindungsteil 101 ist bei 105 mit der Schubstange 106 verbunden, an deren Ende Rollen 107 und 108 vorgesehen sind. Diese Rollen stehen in Eingriff mit der stationären Nockenschiene 109. Wenn sich diese Rollen 107 und 108 entlang der Nockenschiene 109 bewegen, die in Radialrichtung unregelmäßig ausgebildet ist, so werden die Schubstange 106, das Verbindungsteil 101 sowie die Kammer 90 durch die Schiene 96 geführt hin- und herbewegt. In entsprechender Weise wird sich die Leitung 99 teleskopartig verlängern bzw. verkürzen.

809842/0802

-21 - 28U715

* Drehbare Gasventilanordnung

Das Gasverzweigungsventil 100 (vgl. Figuren 4, 15 und 16) ist am oberen Ende des Stützpfostens 8 befestigt und steuert die Strömung der Luft sowie der Härtungsgase (Amine) entsprechend einem vorgegebenen Ablauf durch die Leitungen 88 und 99 zu den verschiedenen Kernkasten. Eine Platte 110 ist in nicht dargestellter Weise mit dem oberen Ende des Stützpfostens 8 starr verbunden. An dieser Platte 110 ist eine Welle 111 befestigt, die mehrere Lager und Federn 112 trägt, Auf der Platte 110 ruht die drehbare Platte 113. Die zwei Berührungsflächen der Platten 110 und 113 sind ausreichend eben ausgebildet, so daß sie im zusammengedrückten Zustand eine gasdichte Abdichtung bildet. Die Platte 110 weist öffnungen 114, 115 und 116 auf. Die Luft wird durch die Öffnun-

^⁵ gen 114 und 115 eingeleitet. Eine zusätzliche Leitung fördert ein Härtungsgas, wie ein Amin oder Ammoniak, zu der Öffnung 116. Gebogene Nuten 118, 119 und 120 in der Oberseite der Platte 110 stehen mit den öffnungen 114, 115 bzw. in Verbindung. In der drehbaren Platte 113 sind im gleichen Winkelabstand und in einem vertikalen Abstand entsprechend dem der öffnungen 115 und 116 sowie der Nuten 119 und 120 in der stationären Platte 110 weitere öffnungen 121 und 122 ausgebildet. Die Leitungen 99 sind an der Platte 113 befestigt und stehen mit den öffnungen 121 in Verbindung. In ähnlicher Weise sind in der drehbaren Platte 113 am einen Ende im gleichen Winkelabstand sowie mit einem radialen Abstand entsprechend den der öffnung 114 und der Nut 118 in der stationären Platte 110 weitere öffnungen 122 ausgebildet. Die Leitungen 28 sind ebenfalls an der Platte 113 befestigt

™ und stehen mit den öffnungen 122 in Verbindung. Wenn die drehbare Platte 113 langsam über der Platte 110 verdreht wird, und Luft, gasförmige Amine bzw. Luft durch die öffnungen 114, 115 und 116 eingeleitet werden, so kommen diese Gase nacheinander zu den öffnungen 121 und 122, wobei die Dauer der jeweiligen Gasströmung durch die Länge der entsprechenden, bogenförmigen Nuten bestimmt wird. Die in den Bohrungen um

809842/0802

~²²~ 28H715

die Mitte der Platte 113 herum angeordneten Federn 104 werden durch das Federwiderlager 105 zusammengedrückt und drücken dadurch die aneinanderliegenden Flächen der Platten 110 und 113 ausreichend fest zusammen, um eine gasdichte Abdichtung aufrecht zu erhalten. Ferner ist eine Abdeckung 124 vorgesehen, um den oberen Teil der gesamten Ventilanordnung zu umschließen.

Arbeitsweise der Vorrichtung

Wie erwähnt, arbeitet die erfindungsgemäße Formvorrichtung zyklisch, wobei eine Umdrehung der Vorrichtung einem Arbeitszyklus entspricht. Bei jeder vollständigen Umdrehung eines Fachs wird ein Sandkarren hergestellt. Die Reihenfolge der verschiedenen Komponenten der Vorrichtung während eines Ar-

^ beitszyklusses ergibt sich insbesondere aus den Figuren 19 und 2OA bis 2OE im Zusammenhang mit den bereits beschriebenen Figuren des Aufbaus der Vorrichtung. Der Umlauf des Drehtische ist kontinuierlich und jeweils ein Arbeitsschritt erfolgt während eines bestimmten Drehabschnitts. Es sei ange-

²^ nommen, daß der Arbeitszyklus damit beginnt, daß sich der Tisch 35 in seiner untersten Position befindet und daß die untere Formhälfte 27 des Kernkastens gereinigt ist. Bei Betrachtung der Vorrichtung von oben erfolgt die Drehung des Drehtisches im Uhrzeigersinn. Die unten angegebene Dauer jeder Arbeitsphase ist nur näherungsweise wiedergegeben und kann, falls gewünscht, verändert werden. Die Zeitdauer jeder Phase wird durch die Drehgeschwindigkeit sowie durch die Länge der gekrümmten Nuten 118, 119 und 120 in der Platte 113

gesteuert.
30

Position 0° bis 24°:

An dieser Stelle befindet sich der Tisch 35 an seinem untersten Punkt, und die Querschnittshöhe der Nockenschiene 29 ist minimal. Die Hubschere 75 ist vollständig zusammengeschoben, und die untere Formhälfte 27 des Kernkastens ruht auf dem oberen Abschnitt 67. Die obere Formhälfte des Kernkastens

809842/0802

- ²³ - 28H715

kommt mit Hilfe der VorSprünge 95' in Eingriff mit der Gasverteilerkammer 90, die die obere Formhälfte 26 des Kernkastens unter den Abstufungen 107 erfassen. Die Kammer 90 ist im radialgrößten Abstand von der Mitte des Drehtisches angeordnet. Wenn sich der Drehtisch von 0° nach 24° dreht, nimmt die Höhe der Nockenschiene 29 zu, so daß sich die Stange 30 und damit der Tisch 35 und die untere Formhälfte 27 des Kernkastens vertikal nach oben bewegen. Diese senkrecht nach oben gerichtete Bewegung endet, wenn die untere Formhälfte 27 am Boden der oberen Formhälfte 26 des Formkastens anliegt.

Position 24° bis 48°:

Die Gasverteilerkammer 90 ist nun bis zur Oberseite des oberen Gestellteils 1 zurückgezogen. Dieses Zurückziehen erfolgt an ■J5 dieser Stelle wegen der Abnahme des Radius der Nockenschiene 109, so daß die Verbindung 101 radial einwärts und damit die Kammer 90 nach innen zurückgezogen wird.

Position 48° bis 60°:

Da nunmehr die Kammer 90 entfernt ist, wird bei Zunahme der Höhe der Nockenschiene 29 der Kernkasten 26, 27 nach oben gedrückt, bis er fest am Boden des Begasungskopfes 19 anliegt und die vorgespannten Federn 19a zusammendrückt (vgl. Figur 5a). Diese Federn halten die Formhälften des Kernkastens zusammen. Während der gleichen Winkelbewegung schließt sich der Verschluß 17 in dem Ventil 16 zwischen dem Fülltrichter 14 und dem Begasungskopf 19. Das Schließen des Ventils 16 erfolgt mittels der Nockenstange und dem Nockenrad 20, das an dem angehobenen Abschnitt der Nockenschiene 21 anliegt.

Position 60° bis 96°:

Während dieser Drehphase wird das Kernsandgemisch aus der Gebläsekammer in den Kernkasten eingeblasen. Aus der Leitung strömt Druckluft in den Begasungskopf 19 ein, und der vorhandene Kernsand wird von dem Begasungskopf in den Kernkasten gedrückt. Die Strömung der Druckluft durch die Leitung 28

L -I

809842/0802

Γ "1

~²⁴~ 28U715

wird durch die Drehbewegung der Scheibe 113 über die Druckluftöffnung 114 und den Schlitz 118 in der stationären Scheibe 110 in dem Gasverzweigungsventil gesteuert. Etwas Luft strömt durch die Abgasleitungen in den Kernkasten und danach

^ in das Abgassystem 67, 66, 57, 59, 58, 54 und 62. Danach verringert ein nicht dargestelltes Druckminderventil an der Oberseite des Begasungskopfes den Druck innerhalb des Kernkastens auf Atmosphärendruck.

Position 96° bis 108°:

Während dieser Phase ist der Verschluß 17 in dem Ventil 16 durch das Zusammenwirken der Nockenstange 20 und der Nockenschiene 21 geöffnet. Der Tisch 35 bewegt sich soweit nach unten, daß in einer nachfolgenden Phase die obere Pormhälfte ^⁵ 26 des Kernkastens von der Kammer 90 erfaßt werden kann. Die nach unten gerichtete Bewegung wird ebenfalls durch die Nockenschiene 29 gesteuert.

Position 108° bis 132°:

Während dieser Drehphase bewegt sich die Kammer 90 radial nach außen. Gleichzeitig kommen die inneren Vorsprünge 95' an der unteren Kante der Kammer 95 in Eingriff mit den Abstufungen 107 an der oberen Formhälfte des Kernkastens. Die Bewegung der Kammer 90 erfolgt durch das Zusammenwirken der Nockenschiene 109, die während dieser Phase maximalen Radius aufweist, dem Verbindungsglied 101 und der Stange 106. Die Kammer 95 bleibt in dieser vorderen ausgefahrenen Position, bis sie während der Phase zwischen 24° und 48° zurückgezogen

wird.
30

Position 132° bis 138°:

Der Tisch 35, die Gassammeikammer 61 und der darauf ruhende Kernkasten 26, 27 werden gegen den Boden der Gaskammer 90 nach oben gedrückt, um eine gasdichte Abdichtung sicherzustellen. Diese Bewegung erfolgt wiederum durch den Schub der Nockenschiene 29 auf die Stange 30.

809842/0802

- ²⁵ - 28U715

Position 138° bis 264°:

In dieser Phase wird der Sandkern mit Hilfe von Gas gehärtet und mittels Luft gereinigt. Ein Aushärtungsgas, wie ein Amin oder Ammoniak, wird mit ausreichendem Druck in die Leitung eingeleitet, so daß es durch diese Leitung, durch die Leitung 97, die Öffnung 98 in den Innenraum der Gaskammer 90 und danach durch die obere Formhälfte 26 des Kernkastens, durch den Sand in dem Kernkasten und wieder heraus durch den Boden der unteren Formhälfte 27 strömt. Danach wird über den gleichen Strömungsweg Luft durch die Leitung 99 und durch den ausgehärteten Sandkern gedrückt. Die Strömung des Aushärtungsgases sowie der Reinigungsluft wird durch die Drehbewegung der Platte 113 über den Nuten 120 und 119 und den Öffnungen 116 und 115 gesteuert. Das gasförmige Amin und die Luft werden den Öffnungen 116 bzw. 115 zugeführt.

Position 264° bis 288°:

Am Ende der Phase zwischen den Winkeln 138 und 264° befindet sich ein ausgehärteter, mit Luft gereinigter Kern in dem Kernkasten. Dieser Kern muß nunmehr herausgenommen und der Kernkasten für einen neuen Zyklus vorbereitet werden. Am Anfang dieser Phase beginnt sich der durch die Nockenschiene und die Stange 30 gesteuerte Tisch 35 abzusenken und nimmt dabei die untere Formhälfte 27 und den ausgehärteten Kern mit. Um die Herausnahme des Kerns aus der oberen Formhälfte 26 zu erleichtern, werden gleichzeitig mit dem Beginn dieser Phase durch Einwirkung der Stange 129 und der Nockenschiene 130 die Zapfen 128 nach unten gedrückt. Gewöhnlich sind die Zapfen 128 während des größten Teils des Zyklusses innerhalb des Kernkastens zurückgezogen. Die Ausbildung der oberen Formhälfte wird weiter unten näher erläutert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Nockenschiene 130 aktiv und drückt die Schubstange 129 gegen die Zapfen 128. In der Nähe des unteren Totpunkts werden die mittels Federn vorgespannten Zapfen 85 in der unteren Formhälfte unter dem Einfluß der Nocke 74 durch die Schubstange 70 nach oben gedrückt. Die Schubstange 70 be-

^U 809842/0802

-26- 28U715

wirkt nach dem Herausziehen aus dem Bauteil 77 eine Bewegung der Platte 79 durch das Verbindungsglied 75 nach oben. Die Platte 79 drückt wiederum die Platte 84 und die Zapfen 85 nach oben. Die auf den ausgehärteten Kern einwirkenden Zapfen 85 heben diesen geringfügig senkrecht nach oben ab. Am Ende dieser Phase ist der Kern vollständig von dem Kernkasten gelöst und befindet sich auf den Zapfen 75 in einer geringfügig erhöhten Position. Der Kern kann nunmehr von dem Drehtisch abgenommen werden.
10

Position 288° bis 312°:

Während dieser Phase werden die fertiggestellten Kerne von dem Drehtisch abgenommen. Diese Abnahme kann von Hand erfolgen, doch ist es im Rahmen der Erfindung bevorzugt, die Kerne mit

^⁵ Hilfe eines endlosen Bandes abzunehmen, an dem mehrere Finger befestigt sind, die sich unter jedem Kern bewegen und ihn von den abstützenden Zapfen anheben. Dieser Teil der Vorrichtung wird weiter unten erläutert. Am Ende dieser Phase werden die Stützzapfen 85 durch das Zusammenwirken der Hup-

²^ verbindung 75, der Schubstange 70 und der Nockenschiene 74 zurückgezogen.

Position 312° bis 324°:

An dieser Stelle wird mit Hilfe der Nockenschiene 50 und der Zahnstangen-Ritzel-Anordnung gemäß Figur 9 die untere Formhälfte 27 nach oben und nach außen in der folgenden Weise verschwenkt, so daß sie gereinigt werden kann. Die Nockenschiene 50 bewegt sich zu diesem Zeitpunkt vertikal nach oben und entsprechend wird die Stange 47 nach oben gedrückt. Der Zahnstangenabschnitt 46 der Stange 47 steht in Eingriff mit dem Ritzel 45 auf der Welle 43. Das Kupplungsteil 42 wird verdreht und kommt dabei in Eingriff mit dem Kupplungsteil 41 und verdreht dieses, die Welle 38, das Lager und die Hülsen 39 und 40. Die Hülsen 39 und 40, die Gassammeikammern 66 und 67 sowie die untere Formhälfte 27 sind untereinander einstückig ausgebildet und werden daher gemeinsam nach außen

809842/0802

-27- 28U715

verschwenkt. Lose Sandteilchen oder Bruchstücke des Kerns fallen dann in die untere Formhälfte, die dann einen Abfallbehälter bildet.

Position 324° bis 348°:

Die untere Formhälfte wird in der nach außen verschwenkten Position gehalten, wenn der Drehtisch weiter umläuft, und kann nunmehr gereinigt werden. Die Reinigung kann von Hand erfolgen. Es ist jedoch bevorzugt, die untere Formhälfte ge-■|0 maß den Figuren 1 und 2 mit mehreren Bürsten und Luftgebläsen in Berührung zu bringen. Schließlich kann noch ein Lösungsmittel eingesetzt werden.

Position 348° bis 0°:

Nach dem die untere Formhälfte vollständig für den nächsten Cyclus vorbereitet ist, kehrt die Nockenschiene 50 zu minimaler Querschnittshöhe zurück, und die untere Formhälfte wird in eine horizontale Lage zurückgedreht. Ein Zyklus ist nunmehr abgeschlossen.

Aufnahme und Zusammenbau des Kerns

In den Figuren 1 und 2 ist ferner eine Vorrichtung zum Herausnehmen und Zusammensetzen ausgehärteter Formen und Kerne dargestellt. Ein Fördersystem 131 weist ein endloses Band auf, das sich in einer horizontalen Ebene bewegt. Die lineare Geschwindigkeit des Bandes ist auf die der ausgehärteten Kerne eingestellt, wenn letztere auf dem Umfang der Formvorrichtung umlaufen. Neben dem Fördersystem 131 ist ein zweites Förderband 134 angeordnet, das sich ebenfalls in horizontaler Richtung bewegt.

An dem Band 132 sind mehrere, im wesentlichen flach ausgebildete Fingeranordnungen 133 befestigt. Während des größten Teils eines Zyklusses des Bandes 132 bewegen sich diese Fingeranordnungen im wesentlichen in einer horizontalen Ebene. Das Fördersystem 131 ist jedoch derart ausgebildet, daß sich die Fingeranordnungen 133 bei Annäherung an das Band 134 zu diesem hin neigen.

^L 809842/0802

~²⁸~ 28U715

■j Die Aufnahmevorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Bei der Transportbewegung des Bandes 132 bewegen sich die Fingeranordnungen 133 unter den ausgehärteten Kern oder die Form, wenn diese auf den Auswurfzapfen 85 geringfügig angehoben ruhen. Gleichzeitig werden die Zapfen 85 niedergedrückt, so daß der ausgehärtete Kern oder die Form auf der Fingeranordnung abgelegt werden. Die Kerne werden dann auf dem Band 132 weiter transportiert, bis sie in die Nähe des Bandes 134 kommen. An dieser Stelle neigt sich die jeweils

•jO einen Kern tragende F inger anordnung und legt den Kern bzw. die Form auf dem Band 134 ab. Die Kerne werden dann durch das Band 134 zu dem Verwendungsort transportiert. Dieses Fördersystem kann den Zusammenbau mehrerer Kerne und Formen zu einer Gesamtheit sehr erleichtern. Die zum Formen der gewünschten Kerne und/oder Formen erforderlichen Kernkasten können nacheinander an der erfindungsgemäßen Formvorrichtung angeordnet werden, so daß sie nach dem Transport von der Formvorrichtung und nach der Ablage auf dem Band 134 in der gewünschten Gruppierung automatisch zusammengesetzt werden können.

Falls mit der erfindungsgemäßen Formvorrichtung lediglich eine Folge von Kernen oder Formen hergestellt werden soll, ohne daß mehrere Kerne und Formen einstückig zusammengebaut werden sollen, können das Fördersystem 131 und das Band 134 durch ein einfaches bewegbares Band ersetzt werden, das die Kerne von der Formvorrichtung abtransportiert. Die Schwenkvorrichtung kann zum Verschwenken um volle 180° Druckzapfen aufweisen, so daß die ausgehärteten Kerne leicht auf dem Band abgelegt werden können.

Das Verschwenken der unteren Formhälfte nach außen ist am Ende des Kernherstellungszyklusses ein wesentlicher Verfahrensschritt. Durch dieses Verschwenken werden Bruchstücke des Kerns und unausgehärteter Sand in einen zu diesem Zweck vorgesehenen Behälter abgegeben. Während die untere Formhälfte in der verschwenkten Position gehalten wird, erfolgt die Reinigung mittels eines Luftstroms aus einer Druckluftdüse und/

L -i

809842/0802

- ²⁹ - 28U715

oder die untere Formhälfte wird ausgebürstet, wenn deren Vorderseite auf dem Umfang des Drehtischs umläuft.

Transport des Kernkastens

Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Formvorrichtung eine Einrichtung zum raschen Auswechseln der Kernkästen vorgesehen. Eine derartige Einrichtung ist in den Figuren 1, 2, 17 und 18 dargestellt. Ein im wesentlichen kreisförmiger Speicherrahmen trägt einen oder mehrere Gestellteile 402, auf denen mehrere Kernkästen gelagert sind. Diese weisen eine obere Formhälfte 26, eine untere Formhälfte 27 und ein Tragteil 6 7 auf. An diesem Tragteil 67 sind Rollen 404 vorgesehen, die sich in Stützrahmen 406 befinden. Diese Stützrahmen sind an der Oberfläche 402 des Gestellteils mittels Pfosten 405 befestigt. Wie in Figur 17 beispielhaft erläutert, können die Gestellteile 402 hydraulisch angehoben oder abgesenkt werden. An den Pfosten 407 ist ein Paar Transportschienen 409 angelenkt, die bei Nichtbenutzung oder bei Benutzung in eine vertikale Lage verschwenkt bzw. in eine horizontale Lage abgesenkt werden können. Die Schienen 409 sind an einem Paar Pfosten 408 und 408a befestigt. Jedes Paar Pfosten ist an den sich öffnenden Wänden 5 jedes Fachs bei 410 und 411 angelenkt. Die Schienen 409 können daher gemäß Figur 18 durch einen Zapfen 413 abgesenkt werden.

Zur Verwendung dieser Transportvorrichtung wird das Gestellteil 402 solange verdreht, bis ein freies Schienenpaar 406 den Schienenabschnitten 412 gegenüberliegt. In der abgesenkten Stellung sind die Schienen 406 mit den Schienen 412 ausgerichtet. Die Schienenabschnitte 409 werden abgesenkt und mit den Schienenabschnitten 412 ausgerichtet. Die Begasungsplatte und die Rahmen der Kernkästen werden gelöst, und der Drehtisch wird geringfügig gedreht, bis sich das Tragteil 67 nach unten bewegt und die sich nach unten bewegenden Rollen 404 auf den Schienenabschnitten 409 ruhen. Der Kernkasten 26, 27, 67 kann dann von den Schienen 409 über die Schienen 412 in die gewünschte Lage auf den Schienen 406 geschoben werden. Dann wird ein Ersatz-Kernkasten in dem Gestellteil 402 ausge-

*~ 809842/0802

wählt. Das Gestellteil 402 wird solange gedreht, bis der ausgewählte Kernkasten mit den Schienen 412 ausgerichtet ist. Der Kernkasten 26, 27, 67 kann dann von den Schienen 406 über die Schienen 412 an die gewünschte Stelle auf dem Schienenabschnitt 409 geschoben werden. Durch eine geringfügige Drehung der Formvorrichtung kann der Tisch 35 angehoben werden und dieser das Gewicht des Kernkastens aufnehmen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Kernkasten in einer festen Position auf dem unteren Abschnitt 66 und dem Tisch 35 festgeklemmt werden. -JO Die Schienen 409 können dann nach oben gegen die Wände 5 gedrückt werden, und der Drehtisch wird zum nächsten Fach hin verdreht, um andere Kernkästen auszutauschen.

Erzeugung des Katalysatorgases

In Figur 21 ist die Erzeugung des Katalysatorgases, insbesondere gasförmiger Amine, bei der erfindungsgemäßen Formvorrichtung schematisch dargestellt. Dieses Verfahren ist jedoch nicht auf die Anwendung im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Formvorrichtung beschränkt, sondern kann auch bei anderen Formvorrichtungen eingesetzt werden. Andererseits ist es auch möglich, andere Verfahren zur Erzeugung des Katalysatorgases zusammen mit der erfindungsgemäßen Formvorrichtung einzusetzen.

Gemäß Figur 21 ist die Umdrehung eines Schaltrades 201 mit der des Drehtisches und des Gasverzweigungsventils 100 synchronisiert. Die Endschalter 202 und 203 steuern das öffnen und Schließen eines Vierwegventils 204 und eines Zweiwegventils 205. Alternativ kann anstelle der Endschalter das Schaltrad 201 in Form eines Sperrklinkenmechanismus ausgebildet sein, der unmittelbar die Ventile 204 und 205 betätigt. Eine Leitung 206 verbindet die Lufteinlaßleitung mit dem·Vierwegventil 204. Die Leitungen 208 und 209 sind mit Rückschlagventilen 210 bzw. 211 und mit by-pass-Ventilen bzw. 213 verbunden. Die Leitungen 214 und 215 verbinden die in Strömungsrichtung hinten liegenden Enden der Rückschlag-

^L 809842/0802

- ³¹ - 28U715

ventile 210 und 211 und die entsprechenden Enden der by-pass-Ventile 212 und 213 mit den einander gegenüberliegenden Enden des Zylinders 216. Der Kolben 217 kann sich innerhalb des Zylinders 216 hin- und. herbewegen, wenn Druckluft durch eine der Leitungen 214 oder 215 eingeleitet wird. Die Kolbenstange 218 endet in einem zweiten Kolben 219, der in einem zweiten Zylinder 220 angeordnet ist. Eine Leitung 221 verbindet eine durch den Kolben 219 und den Zylinder 220 festgelegte Kammer 222 mit einem Rückschlagventil 223, das wiederum über eine Leitung 225 mit einem Vorratsbehälter 224 für den Katalysator verbunden ist. Der Vorratsbehälter 224 enthält den flüssigen Katalysator, der verdampft werden und durch die Sandform strömen muß, um diese zu verfestigen. Von der Leitung 221 zweigt eine Leitung 226 ab, die mit einem Rückschlagventil 227 verbunden ist. Eine Leitung 228 verbindet das Rückschlagventil 227 mit einer Vergaserdüse 229. Die Kolbenstange 230 in dem Zylinder 216 ist mit dem Kolben 217 verbunden und erstreckt sich durch Stopfbuchsen, um die Drucke innerhalb des Zylinders 216 aufrecht zu halten. Die Kolbenstange 230 ist mit einer L-förmigen Sperrklinke 231 verbunden. Ein Sperrad 234 ist an dem Rad 232 befestigt, das auf seinem Umfang mehrere radial einstellbare, mit Gewinde versehene Anschläge 233 aufweist. Diese Anschläge steuern in einer Richtung den Hub des Kolbens 217, dementsprechend den Hub des Kolbens 219 in dem Zylinder 220 und damit das dort veränderte Volumen. Durch Einschrauben oder durch Herausschrauben der Anschläge 233 kann das aus dem Behälter 224 entnommene Volumen des flüssigen Katalysators, der in die Vergaserdüse eingeleitet wird, für jeden entsprechenden Kernkasten voreingestellt werden.

Durch die Leitung 235 wird Luft durch eine Heizvorrichtung, ein Rückschlagventil, ein Druckreduktionsventil und das Zweiwegeventil 205 geführt.

Die Arbeitsweise des Gasgenerators wird durch die Umdrehung des Schaltrades 201 gesteuert. Wenn der Endschalter 202 erregt wird, öffnet das elektrische Ventil 204 die Leitung

809842/0802

-³²~ 28U715

zur Druckluft und die Abgasleitung 208 zur Atmosphäre. Das Einströmen von Luft durch die Leitung 209, das Ventil 211 und die Leitung 215 in die Kammer 236 bewirkt ein Verschieben des Kolbens 217 in die Richtung A, worauf sich das VoIumen in der Kammer 222 in dem Zylinder 220 vergrößert und Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 224 angesaugt wird. Das Volumen der angesaugten Flüssigkeit wird indirekt durch die Einstellung des Anschlags 233 bestimmt. Gleichzeitig wird Gas hinter dem Kolben 217 durch die Vordrossel 212 und die Leitung 208 abgegeben. Durch die Bewegung des Kolbens 217 in Richtung A wird die Klinke 231 ebenfalls zurückgedrückt, so daß der federbetätigte Greifer 210 das Sperrklinkenrad 234 gemäß Figur 21 freigibt. Wenn sich das Schaltrad 201 weiter synchron mit der Formvorrichtung dreht, wird der Endschalter 202 erregt, so daß das Ventil 204 die Leitung 208 zur Druckluft hin und die Abgasleitung 209 zur Atmosphäre hin öffnet. Gleichzeitig wird das Ventil 205 ebenfalls geöffnet, so daß Druckluft durch die Leitung 235 in die Vergaserdüse 229 strömen kann. Die durch die Leitung 214 strömende Druckluft drückt den Kolben 217 in Richtung B. Entsprechend bewegen sich auch die Kolbenstangen 218 und der Kolben 219 in die gleiche Richtung, wodurch der flüssige Katalysator in die Leitung 226, durch das Ventil 227 und in die Vergaserdüse 229 gedrückt wird. Aus der Vergaserdüse 229 strömt das Luft-Katalysatorgemisch zu dem Drehventil 100 in der erfindungsgemäßen Formvorrichtung.

Aufbau des Kernkastens In Figur 8 ist im Querschnitt der Aufbau des Kernkastens mit den Formhälften 26 und 27 und der darunter liegenden Gassammelkammer 66, 67 dargestellt. Gemäß obiger Beschreibung besteht die untere Hälfte 66 der Gassammeikammer im wesentlichen aus einer Wand 68, einem inneren Ansatz 87 und einer ebenen Platte 79, die durch die Ansätze 87 abgestützt wird und an der Hubschere 75 befestigt ist. Die obere Hälfte 67 der Gasexpansionskammer weist Wände 131 entsprechend den Wänden 68

809842/0802

^Γ -33- 28U715

■j der unteren Kammer und eine zweite Platte 84 auf, die im wesentlichen der Platte 79 entspricht. Außerdem sind Stützzapfen 85 vorgesehen, die sich vertikal durch die obere Hälfte 67 in die untere Formhälfte 27 des Kernkastens erstrecken. Der Boden des Kernkastens weist Aussparungen auf, um die Köpfe 132 der Zapfen 85 aufzunehmen. Zwischen der Platte 84 und dem Boden der unteren Formhälfte 27 sind Federn 86 eingespannt. Die obere Formhälfte 26 entspricht im wesentlichen der unteren Formhälfte 27. An der Oberseite der oberen Form- -|0 hälfte 26 sind mehrere Zapfen 128 angeordnet, die in Bohrungen 129a vertikal geführt und festgehalten werden. An der Oberseite der oberen Formhälfte 26 ist ein Gleitteil 133 mit Hilfe eines Gehäuses 134 oder durch eine andere geeignete Ein richtung befestigt. Das Gleitteil 133 weist an seiner Unter-IS seite abgeschrägte Nuten 135 auf, deren Anzahl und Abstand den abgeschrägten Köpfen 136 der Zapfen 128 entsprechen. Das Gleitteil 133 kann sich über eine kurze horizontale Strecke frei hin- und herbewegen. Diese Bewegung bewirkt, daß sich die Zapfen 128 über eine kurze Strecke hinweg nach oben und nach unten bewegen und damit einen in dem Kernkasten befindlichen Kern verschieben. Die Stange 129 und die Feder 137 verbleiben unter Druckspannung, da die Rolle 138 am Ende der Stange 129 gegen die Nockenschiene 130 drückt. Wenn sich der horizontale Querschnitt der Schiene 130 ändert, können sich die Stange 129 und das Gleitteil 133 horizontal hin- und herbewegen; dies bewirkt eine Bewegung der Zapfen 128 nach oben und nach unten. Zur Erleichterung der Übersichtlichkeit sind diese Maßnahmen bei dem Kernkasten und der zugehörigen Nockenschiene lediglich in Figur 8 dargestellt. 30

809842/0802

Claims (16)

1. VOSSIUS · VOSSIUS · HILTL · TAUCHNER HEUNEMANN
2. PATENTANWÄLTE
3. 28H715
4. SI E BE RTSTRASS E 4 · SOOO MÖNCHEN 86 . PHONE: (O 89) 4 7 4O7 5 CABLE: B EN ZOLPATENT MÜNCHEN - TELEX 5-29 453 VOPAT D
5. 5. April 1978

   u.Z.: M 650 (He/kä)
   Case: 3921

   ASHLAND OIL, INC.
   Ashland, Ky, V.St.A.

   " Rotierende, kontinuierlich arbeitende Formvorrichtung für Gießkerne "

   Priorität: 5. April 1977, V.St.A., Nr. 784.939

   Patentansprüche

   1. Formvorrichtung zum Herstellen von Gießkernen und/oder Gießformen aus mehreren Formen, die jeweils in ein unteres und ein oberes Formteil unterteilbar sind, gekennzeichnet durch

   (a) ein um eine mittige, vertikale Achse kontinuierlich drehbares Tragteil (1 - 4),

   (b) mehrere auf dem Tragteil (1 - 4) befestigte, erste Hubeinrichtungen (30 - 32), die jeweils zum Anheben und Absenken des unteren Formteils (27) an diesem befestigbar sind,

   (c) mehrere an dem Tragteil (1 - 4) befestigte, erste Schubeinrichtungen (101 bis 108) die jeweils am oberen Formteil (26) befestigbar sind, um diese in radialer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung beim Anheben und Absenken hin- und her zu bewegen,

   (d) eine im wesentlichen in einer horizontalen Ebene um die zentrale Achse des drehbaren Tragteils (1 -· 4) und senk-

   ₃_ recht zu dieser angeordnete erste, kreisförmige Nocken-schiene (109) mit sich änderndem horizontalen Radius,

   809842/0802

   ORIGINAL INSPECTED

   28U715 die in Gleitverbindung mit den ersten Schubeinrichtungen

   (101 bis 108) steht,
   (e) einen Behälter (19) zur Aufnahme abgemessener Mengen eines fließfähigen, granulären, feuerfesten Materials,

   (f) eine Fördereinrichtung (23, 24) für das feuerfeste Material, die mit dem Behälter (19), mit dem Gasverteiler (100) und mit jedem oberen Formteil (26) verbunden ist, (g) einen Verteiler mit einem Verzweigungsventil (100, 110,

   113, 28, 99), das mit den ersten Schubeinrichtungen (101 ΙΟ 108) verbunden ist, um nacheinander ein gasförmiges Aushärtungsmittel oder Luft in jedes obere Formteil (26) und Druckluft in den Behälter (19) in vorbestimmter Reihenfolge einzuleiten,

   (h) eine mit jedem unteren Formteil (27) verbundene Gassammeleinrichtung (52 bis 63), um aus jeder Form in vorbe-

   stimmter Reihenfolge Gas abzuführen, und durch (i) eine zweite kreisförmige Nockenschiene (29) , die (ex.) um die zentrale, vertikale Achse des Tragteils (1 -

   4) angeordnet ist,

   (ß) senkrecht zur vertikalen Achse des Tragteils einen im wesentlichen konstanten Radius aber unterschiedliche vertikale Höhe aufweist und

   ( f ) mit jeder der ersten Hubeinrichtungen (30 -32) gleitend in Eingriff steht.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch (a) mehrere an dem drehbaren Tragteil (1 - 4) befestigte Schwenkvorrichtungen (43 - 49) um ein unteres Formteil (27) nach außen zu verschwenken, und durch

   (b) eine dritte Nockenschiene (50)/ die in Gleitverbindung mit den Schwenkvorrichtungen (43 - 49) steht.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mit der Drehbewegung des Tragteils (1 - 4) synchronisierte Reinigungseinrichtung für die unteren Formteile (27).

   809842/0802

   -³- 28H715

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mit der Drehbewegung des Tragteils (1 - 4) synchronisierte Transporteinrichtung (131 - 134) zum Abnehmen,

   der ausgehärteten Formen und Kerne von dem Tragteil. 5

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine mit der Transporteinrichtung (131 - 134) synchronisierte Sortiervorrichtung (401 bis 412) zum Gruppieren der ausgehärteten Kerne oder Formen in vorbestimmter Reihenfolge.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Hubvorrichtungen (30 - 32) folgende Bauteile aufweisen:

   (a) eine in dem drehbaren Tragteil (1 - 4) vertikal gehalterte und in vertikaler Richtung in diesem frei hin- und her bewegbare Stange (30) , deren unteres Ende gleitend in Eingriff mit der zweiten Nockenschiene (29) steht,

   (b) eine auf der Stange (30) gehalterte, oben offene Kammer (66) zur Einleitung und zum Abführen von Gas,

   (c) eine innerhalb der Kammer (66) angeordnete Hubverbindung (75),

   (d) eine durch die Hubverbindung (75) im wesentlichen horizontal gehalterte Platte (79) und

   (e) eine nockengesteuerte Schubstange (70), die sich durch eine Wand der Kammer (66) erstreckt und mit der Hubverbindung (75) verbunden ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch

   (a) eine mit der Oberseite der oben offenen Kammer (6) verbundene, am Boden offene zweite Kammer (67)

   (b) eine Verbindung des unteren Formteils (27) mit der Oberseite der zweiten Kammer (67) und durch

   (c) vertikal gehalterte Auswurfzapfen (85) , die auf der durch die Hubverbindung (75) gehalterten Platte (79) ruhen und mit Bohrungen in dem unteren Formteil (27) ausgerichtet sind „

   ^L 809842/08 02
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsleitung zwischen der oben offenen Kammer (66) und der Abgasverzweigung (52 - 62) vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 mit einem drehbaren Tragteil mit einem oberen und einem unteren Gestellteil, die durch mehrere vertikale Stützen miteinander verbunden sind, und mit einer Schwenkvorrichtung^zum gemeinsamen Verschwenken der oben offenen Kammer, der zweiten Kammer und des unteren Formteils, wobei die Anzahl der Schwenkvorrichtungen der der ersten Hubvorrichtungen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (43 - 49) folgende Bauteile aufweist:

   (a) eine horizontale, drehbare Welle (43) , die durch die an ^⁵ der Unterseite der oben offenen Kammer (66) starr befestigte Stange (39, 40) gehaltert wird, und am einen Ende ein erstes Kupplungsteil (41) aufweist,

   (b) eine Zahnstangen-Ritzel-Anordnung(44), die auf jeder vertikalen Stütze (51) befestigt ist, wobei die Zahnstange

   (46) vertikal angeordnet ist und am unteren Ende in eine zweite, in vertikaler Richtung frei bewegbare Stange (47) übergeht und wobei sich die Achse des Ritzels (45) horizontal und koaxial zur Welle (43) erstreckt und in einem zweiten Kupplungsteil (42) endet, das bei Drehung des Ritzels (45) mit dem ersten Kupplungsteil (41) in Eingriff kommt und

   (c) eine kreisförmige Nockenschiene (50) mit sich ändernder Höhe, wobei die Schiene mit dem unteren Ende der zweiten

   Stange (47) in Eingriff steht.
   30
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schubeinrichtung (101 bis 108) die folgenden Bauteile aufweist:

    (a) eine flache Kammer mit vier Seiten (93, 95) und einem Decken (49) , die an zwei parallelen, unteren Kanten in Eingriff mit Schienen (96) steht, die an der Oberseite des drehbaren Tragteils (1 - 4) befestigt sind, und die

    809842/0802

    -⁵- 28U715

    ■j einen den Außenraum und den Innenraum der Kammer (90) verbindenden Kanal (97) aufweist,
    (b) eine mit ihrem einen Ende mit der ersten Nockenschiene

    (109) in Eingriff stehende Nockenstange (1O6 - 108), (c) ein Verbindungsglied (102 - 105), die das andere Ende der Nockenstange (106 - 108) mit der flachen Kammer (90) verbindet, und
    (d) eine verkürzbare Leitung (99) , die den Kanal (97) der

    Kammer (90) mit dem Verteilerventil und der Verzweigungs-■jO anordnung (100) verbindet.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (19) ein nockengesteuertes Verschlußventil (16) aufweist.
12. 12. Vorrichtung zum Einbringen von Kernkasten in eine Formvorrichtung, wobei die Kernkasten an ihren Seiten Rollen aufweisen, gekennzeichnet durch

    (a) mindestens eine drehbare, horizontal angeordnete, kreisförmige, in der Höhe einstellbare Platte (402) ,

    (b) mehrere erste Schienenpaare (406), die in horizontaler Lage auf dem Umfang der kreisförmigen Platte (402) derart befestigt sind, daß ihre Höhe der der Rollen (404) der Kernkasten entspricht,

    (c) ein zweites Schienenpaar (412)/<3a^s mit seinem einen Ende in der Nähe des Randes der kreisförmigen Platte (402) angelenkt ist, und

    (d) entsprechende dritte Schienenpaare (409), die in gewünschten Abständen auf dem Umfang der Formvorrichtung angeordnet und in ihrer Höhe einstellbar sind, die der des zweiten Schienenpaars (412) in horizontaler Lage entspricht.
13. 13. Kernkasten, bestehend aus mindestens einem oberen und einem unteren Formteil, dadurch gekennzeichnet,

    (a) daß das eine Formteil (26) mindestens eine durch eine Wand sich erstreckende Bohrung (129a) aufweist,

    809842/0802

    -6- 28U715

    (b) daß eine flache Platte (133) auf der Außenseite der Wand des Formteils (26) gleitend befestigt ist und mindestens eine Bohrung aufweist, die die Platte (133) teilweise durchdringt, mit den Bohrungen in der Wand des Formteils

    (26) ausgerichtet ist und deren Durchmesser aufweist sowie in zugehörigen Nuten (135) in der ebenen Platte (133) endet, die zur Achse der Bohrungen (129a) geneigt sind,

    (c) daß in den Bohrungen (129a) des Formteils (26) mit schrägen Köpfen versehene Zapfen (128) gleitend angeordnet sind und in die ebene Platte (133) ragen, wobei die Neigung der Köpfe der Zapfen (128) zu deren Achse derart ist, daß sie in Eingriff mit den Nuten (135) der ebenen Platte (133) stehen, und

    (d) daß sich seitlich von der Platte (133) eine Stange (129) erstreckt, deren Hin- und Herbewegung eine entsprechende Bewegung der Platte (133) bewirkt, so daß die Zapfen

    (128) ins Innere des Formteils (26) verschiebbar bzw. aus diesem herausziehbar sind.
14. 14. Kernkastenanordnung mit dem Formteil nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch

    (e) ein zweites Formteil (27), in dessen Wand mindestens eine Bohrung vorgesehen ist,

    (f) in den Bohrungen verschiebbar angeordnete Auswurfzapfen (85), die sich durch die Wand hindurch erstrecken und an einer Platte (84) befestigt sind, und durch

    (g) ein Gehäuse (131), dessen Höhe mindestens der größten Länge der Auswurfzapfen (85) entspricht und das zur Abstützung am Boden des zweiten Formteils (27) befestigt

    ist.
15. 15. Vorrichtung zur Zufuhr unterschiedlicher Mengen eines gasförmigen Härtungsmittels zu einer umlaufenden Formvorrichtung, gekennzeichnet durch
    (a) einen ersten Zylinder (216)

    809842/0802

    "⁷" 28U715

    (b) einen sich in dem ersten Zylinder (216) hin- und herbewegenden ersten Kolben (217)

    (c) eine Versorgungsleitung (207) für komprimiertes, reaktionsneutrales Gas ,

    (d) eine Steuervorrichtung (204, 210 bis 214) für die Strömung des reaktionsneutralen Gases aus der Versorgungsleitung (207) zu einer der beiden Seiten des ersten Kolbens (217) und zum gleichzeitigen Ablassen des Gases vpn der anderen Seite des Kolbens (217) synchron mit der Drehbewegung der

    -JO Formvorrichtung, wobei die Steuervorrichtung mit der Versorgungsleitung (207) und mit jedem Ende des Zylinders (216) verbunden ist,

    (e) ein erstes elektrisch steuerbares Ventil (205) mit einem Einlaß und einem Auslaß

    (f) einen zweiten koaxial zum ersten Zylinder (216) angeordneten Zylinder (220),
    (g) eine erste Kolbenstange (218), deren eines Ende mit der einen Seite des ersten Kolbens (217) verbunden ist und die sich in den zweiten Zylinder (220) hinein erstreckt,

    (h) ein innerhalb des zweiten Zylinders (220) hin- und herbewegbarer zweiter Kolben (219), der mit der einen Seite des zweiten Endes der ersten Kolbenstange (218) verbunden ist und in dem zweiten Zylinder (220) mit seiner anderen Seite eine Kammer (222) bildet,

    (i) ein drehbares Rad (232), dessen Achse senkrecht zu der des ersten und des zweiten Zylinders (216, 220) angeordnet ist,

    (j) eine zweite Kolbenstange (230), deren eines Ende mit der zweiten Seite des ersten Kolbens (217) verbunden ist,

    (k) mehrere radial auf dem Umfang des Rades (232) befestigte, in ihrer Länge veränderbare Anschläge (233), die mit der zweiten Kolbenstange (230) koaxial ausrichtbar sind, (1) ein an dem drehbaren Rad (232) koaxial befestigtes Zahnrad (234),

    (m) eine am zweiten Ende der zweiten Kolbenstange (230) befestigte Sperrklinke (231), die sich in der Ebene des Zahnrades (234) und tangential zu diesem erstreckt und

    809842/0802

    -⁸- 28H715

    mit ihrem freien Ende in Eingriff mit dem Zahnrad (234) steht, wenn sie axial zum ersten Zylinder (216) bewegt wird,

    (n) eine erste Leitung (225), die die Kammer (222) des zweiten Zylinders (220) mit einem Vorratsbehälter (224) für

    den flüssigen Katalysator verbindet, (o) ein erstes Rückschlagventil (223) in der ersten Leitung

    (225), ,

    (p) eine Vergaserdüse (229) ,

    (<!) eine zweite Leitung (226) , deren eines Ende mit der ersten Leitung (225) zwischen dem ersten Rückschlagventil (223) und der Kammer (222) des zweiten Zylinders (220) und deren zweites Ende mit der Vergaserdüse (229) verbunden ist, (r) eine dritte Leitung (235) , die die Versorgungsleitung (207) für das komprimierte, reaktionsneutrale Gas mit dem Einlaß des ersten Ventils (205) verbindet,

    (s) eine vierte Leitung, die den Auslaß des ersten Ventils (205) mit dem Einlaß der Vergaserdüse (229) verbindet, und durch

    (t) eine fünfte Leitung, die den Auslaß der Vergaserdüse (229) mit der Formvorrichtung verbindet.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (204, 210 - 214) folgende Bauteile aufweist:

    (a) ein Zeitschaltrad (201), das mit der Drehbewegung der Formvorrichtung synchronisiert ist,

    (b) ein elektrisch gesteuertes zweites Ventil (2O4) mit einem Einlaß für das komprimierte Gas, mit einem Gasauslaß und mit einem ersten und einem zweiten Auslaß für das komprimierte Gas,

    (c) eine elektrische Schalteranordnung (202, 203), die das Zeitschaltrad (201) und das erste und das zweite Ventil (205 bzw. 204) miteinander verbindet,

    (d) eine sechste Leitung (206), die die Versorgungsleitung (2O7) für das komprimierte, reaktionsneutrale Gas mit dem Einlaß des zweiten Ventils (204) verbindet,

    809842/0802

    Γ _ ₉ _ I

    (e) eine siebte und eine achte Leitung (208, 210, 212, 214; 209, 211, 213, 215), die den ersten bzw. den zweiten Auslaß für komprimiertes Gas am zweiten Ventil (204) mit je einem Ende des ersten Zylinders (216) verbinden,

    (f) ein zweites und ein drittes Rückschlagventil (210 bzw. 211) in der siebten bzw. in der achten Leitung und

    (g) ein erstes und ein zweites Entlastungsventil (212 bzw. 213) parallel zum zweiten bzw. dritten Rückschlagventil (210 bzw. 211).

    809842/0802