DE29700975U1 - Formmaschine - Google Patents

Description

Rainer Kienle
Panoramaweg 23
86391 Stadtbergen

Vertreter:

Patentanwälte
Dipl.-Ing. H.-D. Ernicke Dipl.-Ing. Klaus Ernicke Schwibbogenplatz 2b D-86153 Augsburg

Datum:

Akte:

21.01.1997 871-14 er/sw

BESCHREIBUNG Formmaschine

Die Erfindung betrifft eine Formmaschine zur Herstellung vorzugsweise kastenloser Gießformen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine solche Formmaschine für Gießereianlagen ist aus der DE-C 32 06 169 bekannt. Sie besitzt zwei Formkästen, zwischen die ein an einem beweglichen Tragrohr gelagerter und mit diesem verfahrbarer Modellplattenträger einfahrbar ist. In dem hohlen Modellplattenträger kann ein Vakuum zum Befüllen der anschließend aufgesetzten Formkästen mit einem fließfähigen Formmaterial erzeugt werden. Dies geschieht mittels eines Unterdruckbehälters zusammen mit einem steuerbaren Schußventil, wodurch der Unterdruck über das Tragrohr auf den Modellplattenträger einwirkt. Zur Weiterleitung des Unterdruckes hat das Tragrohr im Bereich des Behälterinnenraumes Mantelöffnungen, durch die die Luftströmung aus dem Tragrohr in den Unterdruckbehälter treten kann. Die Mantelöffnungen sind relativ klein. Außerdem muß eine scharfe Strömungsumlenkung um 90° erfolgen, was hinsichtlich des Verschleißes problematisch ist. Zudem lagert sich der von der Luftströmung mitgerissene Formsand an ungünstigen Stellen im Tragrohr ab. Bei der vorbekannten Konstruktion befindet sich ferner das Schußventil im Inneren des Tragrohres, wobei der Ventilteller am vorderen Rohrende im Bereich des Modellplattenträgers angeordnet ist und über eine lange Ventilstange von einem am rückwärtigen Rohrende befindlichen Antrieb beaufschlagt wird. Dies macht einerseits eine Lagerung der Ventilstange im Modellplattenträger erforderlich, was die Luftströmung und die Erzeugung eines Vakuums behindert. Außerdem wird die lange Ventilstange im geöffneten Zustand des Schußventils auf Druck belastet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vakuumeinrichtung an der Formmaschine zu verbessern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Tragrohres mit dem offenen rückwärtigem Rohrende und der Mündung im Innenraum des Unterdruckbehälters bzw. Behälteransatzes verbessert die Strömungsbedingungen der abgesaugten Luft und minimiert den Verschleiß der Einrichtung. Störende Turbulenzen und Luftumlenkungen können zumindest weitgehend vermieden werden. Am Rohrende steht auch ein relativ großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung. Das Tragrohr hat eine höhere Standzeit, läßt sich einfacher fertigen und ist insgesamt funktional besser und wirtschaftlicher.

Die Tragrohrgestaltung ermöglicht unterschiedliche Ausbildungen und Anordnungen des Schußventiles. Es kann wahlweise am vorderen oder hinteren Rohrende angeordnet sein. Gegenüber dem Stand der Technik ist der Bauaufwand und die Ventilbelastung wesentlich geringer. Ferner läßt sich das Schußventil nun strömungsgünstiger anordnen und ausbilden. Es läßt sich besser und genauer steuern.

Die geänderte Tragrohrgestaltung ermöglicht auch positive Änderungen seiner Zustelleinrichtung. Sie kann an die Raumverhältnisse besser angepaßt sein und läßt sich günstiger unterbringen.

In den Unteransprüchen sind verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:

Figur 1: eine Formmaschine in der Seitenansicht,

Figur 2: eine vergrößerte Detaildarstellung der

Formmaschine von Figur 1 und

Figur 3 und 4: Teilansichten des Modellplattenträgers mit

Tragrohr und Schußventil in verschiedenen Varianten.

in den Zeichnungen ist eine Formmaschine (1) in verschiedenen Ansichten dargestellt. Sie entspricht im Grundaufbau weitgehend der aus der DE-C 32 06 169 bekannten Maschine.

sie besitzt ein vorzugsweise rechteckiges, rahmenartiges und symmetrisches Maschinengestell (2). In dem freien Innenraum des Maschinengestells (2) befinden sich zwei Formkästen (7,8), die über seitliche Kastenführungen höhenbeweglich am Maschinengestell oder an den zugekehrten inneren Seitenwänden der kastenförmigen und mit Formsand gefüllten Seitenteile (nicht dargestellt) geführt und gehalten sind. Die Formkästen (7,8) werden mittels zweier Preßaggregate (3,4) auf- und abbewegt, welche im Maschinengestell (2) geführt und gelagert sind.

Das Maschinengestell (2) nimmt die von den Preßaggregaten (3,4) ausgeübten hohen Preßkräfte auf, die im wesentlichen in vertikaler Richtung wirken. Dies kann über die Seitenteile der Formmaschine (1) geschehen. Die Seitenteile können schwenkbar gelagert und in Betriebsstellung mit den Querjochen des Maschinengestells (2) verbunden werden.

Die Formkästen (7,8) sind über lösbare Kastenführungen mit den innenliegenden Seitenwänden dieser Seitenteile verbunden. Die Kastenführungen lassen eine Höhenbeweglichkeit der Formkästen (7,8) zu, sorgen zugleich aber auch für einen seitliche Halt. Die Preßaggregate (3,4) bestehen beispielsweise aus Hydraulik-Zylindern, die am Ende der Kolbenstange jeweils einen Preßstempel (5,6) tragen. Die Formkästen (7,8) bestehen aus einer im wesentlichen rechteckigen oben und unten offenen Umwandung, in die die Preßstempel (5,6) eintauchen können. Die Formkästen (7,8) werden auf einen quer zu ihrer Bewegungsrichtung ein- und ausfahrbaren Modellplattenträger (9) aufgesetzt. Die Modellplatten (10,11) sind dabei etwas breiter als der Innenquerschnitt der Formkästen (7,8), so daß diese mit der Unter- bzw. Oberseite überlappend auf den Rändern der Modellplatten aufsetzen. Die Abdichtung kann über eingelegte Ringdichtungen oder dergleichen erfolgen.

Die Formmaschine (1) hat eine Einrichtung zur Befüllung der Formkästen (7,8) mit dem Formmaterial, insbesondere mit Formsand. Die Befüllung geschieht durch eine Erzeugung eines hohen Unterdruckes im hohlen Gehäuse des Modellplattenträgers (9). Der Unterdruck wirkt über Durchlaßbohrungen in den Modellplatten (10,11) auf den Innenraum der aufgesetzten Formkästen (7,8) ein. In den Seitenwänden der Formkästen (7,8) sind Füllöffnungen vorhanden, die in Betriebsstellung mit Blasöffnungen an den Innenwänden der Seitenteile korrespondieren. Durch die Öffnungen kann in Betriebsstellung der Formsand durch den hohen Unterdruck in die Formkästen (7,8) einschießen und diese rund um das Modell und um gegebenenfalls eingelegte Kerne ausfüllen. Der eingeschossene Formsand wird dann anschließend durch die Preßaggregate (3,4) noch zusätzlich verdichtet. Das Kerneinlegen kann gemäß Figur 2 manuell erfolgen. Entsprechend der Variante von Figur 1 kann aber

auch ein mechanischer Kerneinleger (32) mit einem zeitlich verfahrbaren und schwenkbaren Kernhalter vorhanden sein.

Zur Erzeugung des Vakuums im Modellplattenträger (9) hat die Formmaschine (1) einen großen Unterdruckbehälter (14) und gegebenenfalls einen angebauten Behälteransatz (16), in denen ein starkes Vakuum durch eine geeignete Saugeinrichtung (15), z.B. Saugpumpen oder dergleichen, erzeugt werden kann. Der Unterdruckbehälter (14) steht vorzugsweise seitlich neben den Seitenteilen der Formmaschine (1). Er beinhaltet im oberen Bereich ein horizontalen Tragrohr (21), das zumindest einseitig an der Behälterwandung oder an innenliegenden Stegen oder dergleichen anderen geeigneten Befestigungselementen über zwei Lager (25) längsbeweglich geführt ist. Das Tragrohr (21) wird durch eine Zustelleinrichtung (17) vor- und zurückbewegt. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Stellzylinder mit der nachfolgend beschriebenen Ausbildung handeln. .

Das Tragrohr (21) ist mit dem Modellplattenträger (9) verbunden und ragt nur ein kurzes Stück weit in dessen hohles Gehäuse. An der Verbindungsstelle kann ein Drehlager (nicht dargestellt) vorhanden sein, das es gestattet, den Modellplattenträger (9) zur Bestückung mit den Modellplatten (10,11) um die Rohrlängsachse zu drehen.

Der Modellplattenträger (9) ist mit dem vorderen Ende des Tragrohres (21) verbunden und wird mit diesem über die Zustelleinrichtung (17) vor- und zurückbewegt. Der Modellplattenträger (9) wird dadurch in den vom Maschinengestell (2) und den Formkästen (7,8) umschlossenen Freiraum hinein- und wieder herausbewegt. In der gezeigten Ausführungsform ist der Modellplattenträger

(9) über das Tragrohr (21) einseitig und fliegend gelagert. In Betriebsstellung wird er zwischen den Formkästen (7,8) im Maschinengestell (2) freischwebend

gehalten. Durch eine exakte Synchronisierung der Preßbewegungen und Preßkräfte der Preßaggregate (3,4) werden kleine Lagefehler des Modellplattenträgers (9) : kompensiert, wobei letzter genau mittig zwischen den Formkästen (7,8) eingespannt wird. Alternativ kann an den Innenwänden der Seitenteile auch eine Schienenführung für den Modellplattenträger (9) vorhanden sein, die diesen exakt horizontal und mittig zwischen den Formkästen (7,8) führt (nicht dargestellt).

Das Tragrohr (21) stellt die Verbindung zwischen dem Innenraum des Modellplattenträgers (9) und dem Unterdruckbehälter (14) bzw. dem Behälteransatz (16) her. Durch das Tragrohr (21) wird die aus den Formkästen (7,8) und dem Modellplattenträger (9) abgesaugte Luftströmung (31) in den Unterdruckbehälter (14) bzw. den Behälteransatz (16) geleitet.

Das längs beweglich gelagerte Trägrohr (21) hat vorzugsweise einen geschlossenen Mantel und ist nur an den beiden stirnseitigen Rohrenden offen. Das vordere Rohrende ragt in den Innenraum des Modellplattenträgers (9). Das hintere Rohrende (22) mündet im Unterdruckbehälter (14) oder in dem zu diesem Zweck angebauten Behälteransatz (16). Der gesamte Behälter kann auch einteilig ausgebildet sein. Das hintere Rohrende (22) endet zumindest in Betriebsstellung des zwischen die Formkästen (7,8) eingefahrenen Modellplattenträgers (9) mit Abstand vor der rückwärtigen Behälterwand. Diese Behälterwand kann gegebenenfalls mit einer Prallschicht aus Gummi, Kunststoff oder anderem verschleißminderndem Material bedeckt sein.

Die Luftströmung (31) schießt bei Erzeugung des Vakuums durch das Tragrohr (21) und verteilt sich nach Austritt aus dem stirnseitigen Rohrende (22) im Raum. Der unter Umständen dabei mitgerissene feine Formsand fließt

lediglich entlang des Rohrmantels, wobei wenig oder kein Verschleiß auftritt. Durch die große hintere Rohröffnung und den Diffusoreffekt der hier austretenden Luftströmung

(21) verlieren die Formsandteilchen nach Verlassen des

Tragrohres (21) schnell an Geschwindigkeit und fallen ohne Verschleiß oder Schaden anzurichten auf den Boden des Unterdruckbehälters (14) bzw. Behälteransatzes (16).

Das Tragrohr (21) befindet sich zum größten Teil im Behälterinnenraum und ragt nur an der dem Modellplattenträger (9) zugewandten Seite nach außen. Die Zustelleinrichtung (17) für das Tragrohr (21) ist ebenfalls zumindest teilweise im Unterdruckbehälter (14) oder im Behälteransatz (16) angeordnet. Figur 3 und 4 zeigen hierfür zwei Varianten.

In beiden Fällen kann die Zustelleinrichtung (17) in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. In der bevorzugten und gezeigten Ausführungsform besteht sie jeweils aus einem Antrieb in Form eines Stellzylinders (18) mit einer Stellstange (19), vorzugsweise der Kolbenstange. Die Kolbenstange (19) ragt beidseitig aus dem Stellzylinder (18) und wird über den innenliegenden Kolben (20) vor- und zurückbewegt. Die Stellstange (19) ist über geeignete Mitnehmer mit dem Tragrohr (21) verbunden.

Im Ausführungsbeispiel von Figur 3 befindet sich der Antrieb (18) im Behälterinnenraum und sitzt z.B. auf der Oberseite des Unterdruckbehälters (14) . Außenseitig wird der Antrieb (18) von dem Behälteransatz (16) übergriffen. Die Stellstange (19) befindet sich mit ihrem rückwärtigen Ende im Behälterinnenraum und greift am hinteren Rohrende

(22) an. Das vordere Stangenende ragt aus dem

Unterdruckbehälter (14) bzw. Behälteransatz (16) nach außen und greift hinter dem Lager (25) am Tragrohr (21) an. Die Angriffsstelle kann z.B. am Drehlager des

Modellplattenträgers (9) liegen.

Im Ausführungsbeispiel von Figur 4 ist der Antrieb (18) außerhalb des Unterdruckbehälters (14) bzw. Behälteransatzes (16) angeordnet und.befindet sich an der Behälterrückwand. Die Stellstange (19) ragt durch die Behälterrückwand in den Innenraum und greift im Bereich des rückwärtigen Rohrendes (22) am Tragrohr (21) an. Das längs geführte Tragrohr (21) wird von der Stellstange (19) nur über einen Mitnehmer beaufschlagt und vor- und zurückgeschoben.

Das Tragrohr (21) kann zur Steuerung des Vakuums im Modellplattenträger (9) mittels eines Schußventils (23) geöffnet und geschlossen werden. Das Schußventil (23) ist vorzugsweise als Tellerventil ausgebildet. Es kann in unterschiedlicher Weise gestaltet sein, z.B. auch entsprechend der DE-C 32 06 169.

Figur 3 und 4 zeigen zwei andere Gestaltungsvarianten des Tellerventils (23). In beiden Fällen hat das Schußventil (23) einen Ventilteller (26), der eine stirnseitige Öffnung des Tragrohrs (21) öffnet und schließt.

im Ausführungsbeispiel von Figur 3 ist das Schußventil

(23) am vorderen Rohrende und am Modellplattenträger (9) angeordnet. Es besteht aus einem kegelförmigen Ventilsitz (29) an der Tragrohrmündung und einem entsprechend geformten Ventilteller (26), der an einer Ventilstange

(28) in Längsrichtung des Tragrohres (21) hin- und herbeweglich gehalten ist. Die Ventilstange (28) befindet sich außerhalb des Tragrohres (21) und wird von einem steuerbaren Antrieb (30), vorzugsweise in Form eines Stellzylinders, betätigt. Der Antrieb (30) ist am Modellplattenträger (9) angeordnet und kann z.B. an der dem Tragrohr (21) gegenüberliegenden Gehäusewand des Modellplattenträgers (9) außenseitig befestigt sein.

Die kurze Ventilstange (28) ragt durch den Hohlraum des Modellplattenträgers (9) und ist am Antrieb (30) und/oder am Gehäuse des Modellplattenträgers (9) vorzugsweise fliegend gelagert. Im Gehäuseinnenraum befindet sich dann keine weitere strömungshindernde Abstützung. Die Ventilstange (28) wird vom Unterdruck bzw. der Saugströmung (31) in Öffnungsstellung auf Zug belastet. In Schließstellung wird der Ventilteller (26) am Ventilsitz

(29) mit einem konischen Ring zentriert und geführt.

Beim Ausführungsbeispiel von Figur 4 ist das Schußventil (23) am rückwärtigen Rohrende (22) angeordnet. Der Antrieb (30) ist außerhalb des Unterdruckbehälters (14) bzw. des Behälteransatzes (16) an dessen Rückwand befestigt. Der Antrieb (30) kann alternativ auch im Behälterinnenraum angeordnet sein. In der gezeigten Ausführungsform ragt die Ventilstange oder Kolbenstange (28) durch die Behälterwand in den Innenraum und trägt am vorderen Ende den Ventilteller (26). Dieser ist stirnseitig mit einem Umlenkkopf (27) versehen, der eine kegelstumpfartige oder schalenförmige Wölbung zur strömungsgünstigen Ablenkung des Luftstroms (31) aufweist. Der Umlenkkopf (27) ist in seiner Formgestaltung zumindest randseitig an den am hinteren Rohrende (22) befindlichen Ventilsitz (29) angepaßt. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Konusflächen.

Im Ausführungsbeispiel von Figur 3 ist das Schußventil (23) am Tragrohr (21) bzw. am Modellplattenträger (9) angeordnet und wird mit diesen automatisch hin- und herbewegt. Im Ausführungsbeispiel von Figur 4 ist der Antrieb (30) stationär angeordnet und der Ventilteller (26) folgt dem Tragrohr (21) bei seinen Bewegungen. Zu diesem Zweck ist der Antrieb (30) mit einer Drucksteuerung oder einer geeigneten Wegesteuerung versehen, die dafür sorgt, daß der Ventilteller (26) in

- &iacgr;&ogr; -

Schließstellung stets am rückwärtigen Rohrende (22) dicht anliegt und dabei allen Rohrbewegungen folgt. Vorzugsweise ist der Antrieb (30) als hydraulischer Stellzylinder ausgebildet, wobei die Drucksteuerung eine Anpreßkraft von ca. 3500 N erzeugt. Diese Anpreßkraft ist höher als die Saugkraft des Vakuums, so daß der Ventilschluß gesichert ist. Zum Öffnen des Schußventils (23) wird die Drucksteuerung oder Bewegungssteuerung des Antriebs (30) aufgehoben und das Schußventil (23) gelüftet oder durch Gegendruck zurückgezogen.

Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele sind in verschiedener Weise möglich. So kann statt der Stellzylinder (18,30) ein beliebiger anderer Antrieb zum Einsatz kommen. Die Antriebe können außerdem an anderen Stellen des Modellplattenträgers (9) bzw. des Unterdruckbehälters (14) bzw. des Behälteransatzes (16) angeordnet sein. Die verschiedenen Ausführungen der Zustelleinrichtung (17) und des Schußventils (23) können . auch untereinander in Abwandlung der gezeigten Ausführungsbeispiele vertauscht werden. Variationen sind ferner hinsichtlich der Ausbildung und Führung des Tragrohrs (21), seines Antriebs und des Unterdruckbehälters (14) möglich. Variierbar sind ferner die anderen Teile der Formmaschine (1).

- 11 BEZUGSZEICHENLISTE

1 Formmaschine

2 Maschinengestell 3 Preßaggregat

4 Preßaggregat

5 Preßstempel

6 Preßstempel

7 Formkasten 8 Formkasten

9 Modellplattenträger

10 Modellplatte

11 Modellplatte

12 Formballen 13 Formballen

14 Unterdruckbehälter

15 Saugeinrichtung

16 Behälteransatz

17 Zustelleinrichtung

18 Antrieb, Stellzylinder

19 Stellstange, Kolbenstange

20 Kolben

21 Tragrohr

22 Rohrende

23 Schußventil

24 Auslaßöffnung

25 Lager

26 Ventilteller

27 Umlenkkopf

28 Ventilstange, Kolbenstange

29 Ventilsitz

30 Antrieb, Stellzylinder

31 Luftströmung

32 Kerneinleger

Claims (14)

- 12 SCHUTZANSPRÜCHE

1.) Formmaschine zur Herstellung vorzugsweise kastenloser Gießformen mit ein oder mehreren Formkästen, einem mit einem beweglichen Tragrohr verfahrbaren Modellplattenträger und einer Einrichtung mit einem steuerbaren Schußventil zur Erzeugung von Unterdruck in einem Unterdruckbehälter und im hohlen Modellplattenträger zum Befüllen der Formkästen mit einem fließfähigen Formmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr (21) am rückwärtigen Rohrende (22) stirnseitig offen ist und mit Abstand vor einer Wand im Innenraum des Unterdruckbehälters (14) oder eines Behälteransatzes (16) mündet.

2.) Formmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr (21)

einen geschlossenen Mantel aufweist. 20

3. ) Formmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schußventil (23) am vorderen Ende des Tragrohrs (21) im Bereich des Modellplattenträgers (9) angeordnet ist.

4.) Formmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) für das Schußventil (23) am Gehäuse des Modellplattenträgers (9) angeordnet ist und die Ventilstange (28) vom Unterdruck auf Zug belastet ist.

5.) Formmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (28) am Antrieb (30) und/oder am Gehäuse des Modellplattenträgers (9) fliegend gelagert ist.

6.) Formmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schußventil (23) am rückwärtigen Ende (22) des Tragrohrs (21) angeordnet ist.

7.) Formmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) für das Schußventil (23) am Unterdruckbehälter (14) oder dem Behälteransatz (16) angeordnet ist.

8.) Formmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) als Stellzylinder ausgebildet ist.

9.) Formmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) für das Schußventil (23) der Rohrmündung gegenüberliegend außen am Gehäuse des Modellplattenträgers (9) oder des Unterdruckbehälters (14) bzw. des Behälteransatzes (16) angeordnet ist.

10.) Formmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) eine Druck- oder Wegsteuerung aufweist und dem Tragrohr (21) bei seinen Bewegungen unter Aufrechterhaltung der Schließstellung folgt.

11.) Formmaschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schußventil (23) als Tellerventil ausgebildet ist.

12.) Formmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (26) einen Umlenkkopf (27) mit einer

kegelstumpfartigen oder schalenförmigen Wölbung aufweist.

13.) Formmaschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustelleinrichtung (17) für das Tragrohr (21) zumindest teilweise im Unterdruckbehälter (14) oder im Behälteransatz (16) angeordnet ist.

14.) Formmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (18) der Zustelleinrichtung (17) außerhalb des Unterdruckbehälters (14) oder Behälteransatzes (16) angeordnet ist und mit einer in Stellstange (19) in

1*5 den Behälterinnenraum ragt, mit der das Tragrohr (21) verbunden ist.

20

25

30

35