DE3504582A1 - Maschine zum zusammensetzen der abschnitte eines verlorenen modells aus schaumstoff - Google Patents

Maschine zum zusammensetzen der abschnitte eines verlorenen modells aus schaumstoff

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Description

Maschine zum Zusammensetzen der Abschnitte eines
verlorenen Modells aus Schaumstoff
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Zusammensetzen der Abschnitte eines verlorenen Gießmodells aus Schaumstoff.
Komplexe verlorene Modelle aus Schaumstoff erfordern Abschnitte, die miteinander verklebt werden müssen. Die Abschnitte müssen genau zueinander ausgerichtet liegen, damit die maschinelle Nachbearbeitung der fertigen Gußstücke minimal ist. Die Verbindungen müssen durch einen Leim abgedichtet sein, damit Risse im Gußstück verhindert werden.
Die Erfindung schafft eine Maschine zum Zusammensetzen der Abschnitte eines verlorenen Modells aus Schaumstoff. Die Maschine hat ein oberes Halteteil zum Halten eines oberen Modellabschnittes in einer im wesentlichen horizontalen Position mit nach unten weisenden mit Leim zu versehenden Flächen, um diese in Berührung mit einer Leimplatte mit einer erhabenen Konfiguration zu bringen, die dem an den zu verklebenden Flächen des oberen Abschnittes gewünschten Leimmuster entsprechen. Die Maschine ermöglicht einen Auftrag des Leimes auf die Leimplatte vor deren Bewegung in Berührung mit dem oberen Modellabschnitt, um auf diesen den Leim zu übertragen. Der obere Modellabschnitt wird dann nach vorne bewegt und ein unteres Halteteil für einen unteren Modellabschnitt wird gegen den oberen Modellabschnitt bewegt und eine ausreichende Zeit lang zum Aushärten des Leimes mit diesem in Berührung gehalten.
Die Maschine kann einen Behälter, der flüssigen Leim enthält, sowie eine Einrichtung, die die Leimplatte in den Behälter bewegt, aufweisen, so daß die Platte in den Behälter eingetaucht werden kann. Der dadurch aufgetragene Leim wird
anschließend auf den oberen Abschnitt überführt.
Die Maschine trägt das obere Halteteil so daß es eine begrenzte vertikale Bewegung vornehmen kann, wenn das untere Halteteil den unteren Abschnitt in Berührung mit dem oberen Abschnitt bewegt. Eine Einrichtung ist vorgesehen, die der Vertikalbewegung des oberen Halteteiles einen einstellbaren Widerstand entgegensetzt. Dies gewährleistet einen richtigen Andruck zur Übertragung des Leimes.
Um ein genaues Zusammensetzen der Modellabschnitte sicherzustellen, sieht die Erfindung vor, daß das obere Halteteil und der Abschnitt relativ zur Leimplatte ausgerichtet sind, während der untere Halteteil und der Abschnitt relativ zum oberen Halteteil und Abschnitt ausgerichtet liegen. Jedes Halteteil sieht für den Abschnitt, den es trägt, eine Abstützung in vertikaler Ausrichtung zur Klebverbindung vor. Dies gewährleistet einen genauen Andruck während der Übertragung des Leimes und während der Montage.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Maschine mit in Position über der unteren Abstützplatte befindlicher oberer Abstützplatte und mit gestrichelt angedeuteter Lage der Abstützplatte in der angehobenen Position,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Maschine,
Fig. 3
bis 8 schematische Ansichten zur Darstellung der Arbeitsfolge der Maschine,
Fig. 9 eine Draufsicht auf ein vereinfachtes Modell mit weggebrochenen Teilen zur Darstellung typischer Leimlinien zur Verbindung der beiden Modellabschnitte,
Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9,
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 9,
Fig. 12 eine Detailansicht in vergrößertem Maßstab zur Darstellung, wie eine Leimaufdruckplatte ein Modell berührt und wie der Leim aus dem Bereich zwischen der Erhebung und dem Modell herausgedrückt wird,
Fig. 13 eine Detailansicht zur Darstellung der Halterung der oberen Abstützplatte dergestalt, daß diese eine begrenzte vertikale Bewegung gegen eine einstellbare Federkraft vornehmen kann.
Bei dem in der nachfolgenden Beschreibung erwähnten Leim handelt es sich gewöhnlich um einen Heißkleber. Es kann jedoch auch irgendein anderer geeigneter Klebstoff oder ein Lösungsmittel (mit dem sich eine Lösungsmittelbindung herstellen läßt) verwendet werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf die beschriebenen und gezeigten Details beschränkt.
Die Maschine hat einen Rahmen 10, der eine untere Abstützplatte 12 zwischen einer unteren oder normalen Position und einer angehobenen Position in begrenztem Umfang vertikal beweglich trägt. Ein oder mehrere Halteteile 14 sind an der unteren Abstützplatte befestigt, um den unteren Abschnitt 16 eines Modells aus Schaumstoff genau zu positionieren. Irgendeine geeignete Methode zur Anordnung des unteren Modellabschnittes 16 am Halteteil kann verwendet werden. Dies
schließt die Verwendung von Stiften, Positionierungswänden oder Anschlägen und dgl. ein. Vorzugsweise ist das Halteteil mit nachgiebigen Saugnäpfen versehen, die bei anliegendem Unterdruck gegenüber dem Modellabschnitt abdichten. Dies zieht den Modellabschnitt gegen Bezugsflächen, was die Anordnung des unteren Modellabschnittes 16 vorsieht.
Wenn der Luftzylinder 60 beaufschlagt wird, bewegen sich die Abstützplatte, das Halteteil und der Modellabschnitt nach oben, so daß der untere Modellabschnitt in Berührung mit dem oberen Modellabschnitt 18 kommt, der an einem oberen Halteteil befestigt ist, der an einer oberen Abstützplatte 22 angebracht ist. Die obere Abstützplatte 22 wird von einem Rahmen 23 gehalten, der an Wellen 24, 24 angelenkt ist, welche von einem Träger 32 abstehen. Der Rahmen 23 und die Platte 22 bewegen sich zwischen einer horizontalen und angehobenen (vertikalen) Position, welche in Fig. 1 und 2 durch durchgezogene bzw. gestrichelte Linien wiedergegeben sind. Die vertikale Position erleichtert das Bestücken des Halteteiles 20 mit dem oberen Modellabschnitt.
Die Bewegung der oberen Abstützplatte zwischen der horizontalen und vertikalen Position wird durch einen schwenkbeweglich mit dem Träger 22 und schwenkbeweglich bei 2 7 mit dem Rahmen 23 verbundenen Luftzylinder 2 6 gesteuert. In der angehobenen Position ruht ein einstellbarer Anschlag 28 des Rahmens am Arm 29. In der unteren Position liegt der Rahmenanschlag 30 auf einem Arm 31. Der Rahmen kann vorstehende Finger oder dgl. aufweisen, die Begrenzungsschalter betätigen, welche den richtigen Ablauf der Steuermaßnahmen sicherstellen.
Die Drehwellen 24, 24 für den Rahmen 23 stehen vom Träger 32 ab, so daß der Träger (und der Rahmen 23, die obere Abstützplatte und das obere Halteteil sowie der davon gehaltene Modellabschnitt) zwischen einer vorderen Position, bei der der
obere Modellabschnitt sich oberhalb des unteren Modellabschnittes befindet, und einer hinteren Position (in Fig. 2 gestrichelt angedeutet) bewegt werden kann. In der hinteren Position liegt der obere Modellabschnitt oberhalb eines Behälters 38, der heißen Leim 40 enthält. Der Luftzylinder 37 bewegt den Träger zwischen der vorderen und hinteren Position.
Eine Leimplatte 42 ist mittels Luftzylindern 44 an jeder Seite der Maschine (Fig. 1) vertikal in und aus dem heißen Leim 40 beweglich. Die Luftzylinder 44 können daher betätigt werden, um die Platte in den heißen Leim nach unten zu bewegen oder aus dem heißen Klebstof herauszuheben. Die Platte trägt eine sog. Leimaufdruckplatte 46 mit einer Erhebung 48 an ihrer oberen Oberfläche in der Konfiguration des Leimmusters, das an der nach unten weisenden Oberfläche (bzw. Oberflächen) des oberen Schaumstoff-Modellabschnittes gewünscht ist. Es wurde festgestellt, daß ein heißer Leim mit relativ niedriger Viskosität in der Größenordnung von 200 Centipoise bei etwa 121°C befriedigende Ergebnisse liefert. Bei einer auf 1210C begrenzten Betriebstemperatur wird eine Verformung eines Modells aus Polystyrolschaumstoff vermieden. Die Erstarrungszeit für den heißen Schmelzkleber muß kurz sein, um eine möglichst kurze Zykluszeit der Maschine zu erhalten, jedoch andererseits ausreichen, damit eine sichere dichte Verbindung erzielt wird. Risse können im Modell auftreten, wenn die Verbindung der Modellabschnitte nicht dicht ist.
Gewöhnlich liegt die Erhebung 48 für den Leimaufdruck 0,09 mm über der benachbarten Oberfläche der Aufdruckplatte. Der Leim wird von der Erhebung erfaßt, wenn die Aufdruckplatte in den heißen Leim eingetaucht wird. Wenn die Aufdruckplatte mittels der Luftzylinder 44 unter Anheben der Leimplatte nach oben bewegt wird, wird der Leim aus dem Bereich zwischen Erhebung und Modell herausgedrückt und bildet eine Art
Meniskus zwischen der Kante der Erhebung und der um 0,09 mm zurückversetzten Fläche unterhalb der Erhebung. Wird die Abstützplatte abgesenkt, so wird Leim auf die Aufdruckfläche sehr ähnlich wie aufgrund eines Druckunterschiedes zurückgezogen. Die Menge an so augegebenem Leim ist eine Funktion der Viskosität, der Temperatur und der Höhe der Erhebung oberhalb des zurückversetzten Bereiches sowie dessen Breite. Um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten, müssen gewisse Versuche durchgeführt werden.
Der Betriebsablauf beginnt in der in Fig. 3 gezeigten Maschinenposition mit angehobener oberer Abstützplatte, was das Einlegen des oberen Schaumstoff-Modellabschnittes in das obere Halteteil erleichtert. Der untere Schaumstoff-Modellabschnitt wird in den unteren Halteteil eingesetzt. Der nachfolgende Arbeitsablauf erfolgt vorzugsweise automatisch und beginnt, nachdem die Modellabschnitte in die Halteteile eingegeben worden sind. Der nächste Schritt besteht im Niederfahren der oberen Abstützplatte mittels des Luftzylinders 26 in die in Fig. 4 gezeigte Position. Der horizontale Zylinder 47 wird dann betätigt, um den Träger in seine rückwärtige Position zu bewegen, bei der der obere Modellabschnitt sich über der gemäß Fig. 5 in den Behälter eingetauchten Aufdruckplatte befindet.
Dabei ist anzumerken, daß in dieser Position der obere Schaumstoff-Modellabschnitt genau in Bezug auf die Leimaufdruckplatte positioniert ist, da die Auflageplatte für die Leimteile für die gesamte Ausrichtung als Bezugspunkt dient. Daher sind die obere Abstützplatte in Bezug auf die Leimauflageplatte ausgerichtet und die untere Abstützplatte in Bezug auf die obere Abstützplatte ausgerichtet.
Bei genau in Bezug auf die Leimauflageplatte und Aufdruckplatte ausgerichteter oberer Abstützplatte wird die Leimauflageplatte mittels der Zylinder 44 nach oben bewegt, was die
-X- - μ.
Aufdruckplatte in Berührung mit der nach unten weisenden Oberfläche des oberen Modellabschnittes bringt, an denen der Leim aufgegeben werden soll (Fig. 6).
Die obere Abstützplatte ist am Rahmen 23 mittels nach oben abstehender Wellen 48 befestigt, die in Lagerbüchsen 52 geführt sind, welche an einem Querträger 50 des Rahmens 23 befestigt sind. Die Wellen können in den Lagerbüchsen 52, 52 vertikal Gleitbewegungen vornehmen, da die Büchsen eine gewisse lineare Bewegung ermöglichen. Die Wellen 48 und damit die Abstützplatte 22 sind durch Federn 54 nach unten vorgespannt; diese Federn stehen unter Druck zwischen einer Einstellmutter 56 und einer Auflage 58 an der Welle 48. Die zugelassene Bewegung beträgt nur 0,11 mm; sie ist jedoch ausreichend, um die gewünschte Berührungskraft bei der Übertragung des Leimes von der Aufdruckplatte auf den Modellabschnitt zu erzielen. Wenn daher die Aufdruckplatte in Berührung mit dem oberen Modellabschnitt gebracht ist (Fig. 6), bewegt sich die Aufdruckplatte ein wenig weiter, um das Gewicht der Abstützplatte 22, des Halteteiles bzw. der Halteteile und dgl. gegen die zusammengedrückten Federn 54 anzuheben. Die Federn sind so eingestellt, daß sie auf das aufgedruckte Muster einen Druck von 1,1 bis 1,8 kp/cm2 ausüben, um die gewünschte Übertragung des Leimes in gesteuerter Weise unter Vermeidung einer Beschädigung auf den Modellabschnitt zu erhalten. Der Schaumstoff-Modellabschnitt sollte durch die Halteplatte eine starre Abstützung erfahren, damit sich der gewünschte Druck entwickeln kann.
Bei richtiger Temperatur und Viskosität wird ausreichend Leim von der Aufdruckplatte zur Übertragung an den Modellabschnitt aufgenommen. Nur eine begrenzte Leimmenge wird übertragen. Zu viel Leim erzeugt Risse. Darauf hinzuweisen ist, daß die Klebflächen des oberen Modellabschnittes nicht sämtlich in der gleichen Ebene liegen müssen. Vielmehr kön-
nen sie in unterschiedlichen horizontalen Ebenen liegen, wenn die Aufdruckplatte entsprechend dieser Konfiguration ausgebildet ist. Tatsächlich würde die Anordnung sämtlicher Leim aufnehmender Flächen in der gleichen horizontalen Ebene ungewöhnlich sein. Sämtliche Ebenen können nicht horizontal oder parallel zueinander liegen.
Nach der Überführung des Leimes auf den oberen Modellabschnitt wird die Aufdruckplatte in den Behälter abgesenkt und der Zylinder 37 beaufschlagt, um die obere Abstützplatte nach vorne über die untere Abstützplatte gemäß Fig. 7 zu bewegen. Dann wird der Zylinder 60 unter der unteren Abstützplatte beaufschlagt, um die Platte sowie das untere Halteteil und den unteren Modellabschnitt anzuheben und dadurch den unteren Modellabschnitt in Berührung mit dem oberen Modellabschnitt gemäß Fig. 8 zu bringen. Die Teile werden in dieser Position ausreichend lang gehalten, bis der Leim unter Bildung der vollständigen Anordnung ausgehärtet ist. Die untere Abstützplatte ist in Bezug auf die obere Abstützplatte ausgerichtet. Wenn daher die untere Abstützplatte gemäß Fig. 8 angehoben ist, steht sie in Ausrichtung zum oberen Modellabschnitt. Die obere Abstützplatte ist in Bezug auf die Leimauflageplatte ausgerichtet. Sämtliche Bezugsflächen gehen daher auf die Leimauflageplatte zurück, was eine hohe Genauigkeit gewährleistet.
Nach Erhärten des Leimes wird der am oberen Modellabschnitt anliegende Unterdruck weggenommen, so daß die obere Abstützplatte in die vertikale Position gemäß Fig. 3 angehoben werden kann. Dann wird der Unterdruck am unteren Modellabschnitt weggenommen, so daß die nunmehr miteinander verklebten Abschnitte (d.h. das fertige Modell) weggenommen werden können. Die Maschine ermöglicht eine genaue Zusammenfügung von hohlen Modellen mit komplizierten inneren Ausbildungen. Ein einfaches hohles Modell ist in Fig. 9 bis 11 gezeigt.

Claims (13)

  1. Patentanwälte Dipl.-Ing: K-WEiCK^ANN, Oipl.-Phys. Dr. K. Fincke
    Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl-Phys. Dr. J. Prechtel
    11 Feh
    8000 MÜNCHEN 86 I I» I CUi POSTFACH 860 820
    MÖHLSTRASSE 22
    TELEFON (089) 980352
    TELEX 522621
    TELEGRAMM PATENTWF.ICKMANN MÜNCHEN
    Sdt./ht.
    Outboard Marine Corporation 100 Sea-Horse Drive
    Waukegan, Illinois 60085 Y.St.A.
    Maschine zum Zusammensetzen der Abschnitte eines
    verlorenen Modells aus Schaumstoff 'j>
    Patentansprüche
    1· Maschine zum Zusanunenfügen der Abschnitte eines Modells aus Schaumstoff, gekennzeichnet durch ein oberes Halteteil zum Halten eines oberen Modellabschnittes in einer horizontalen Position, wobei die mit einem Leim zu versehenden Flächen nach unten weisen, einen Behälter (38) für heißschmelzenden Klebstoff, eine zwischen einer ersten Position im Behälter und einer zweiten Position oberhalb des Behälters bewegbaren Leimplatte (42) mit einer daran ausgebildeten erhabenen Konfiguration, die die Konfiguration des am oberen Modellabschnitt gewünschten Leimmusters wiedergibt, eine Einrichtung (44) zur Bewegung des Abschnittes und der Platte relativ zueinander, um die erhabene Konfiguration in Berührung mit dem oberen Abschnitt zu bewegen und Klebstoff
    auf den oberen Abschnitt zu übertragen, ein unteres Halteteil (14) für einen unteren Modellabschnxtt und eine Einrichtung (60) zur Bewegung der oberen und unteren Halteteile relativ zueinander, um den unteren Abschnitt in Berührung mit dem oberen Abschnitt zur Erzielung einer Verbindung zu bewegen.
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Halteteil relativ zu der Leimplatte (42) und der untere Halteteil (40) in Bezug auf den oberen Halteteil ausgerichtet ist.
  3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Modellabschnitt durch den zugehörigen Halteteil in vertikaler Ausrichtung zur Leimverbindung abgestützt und gehalten ist.
  4. 4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimplatte (42) und der untere Halteteil (14) eine bestimmte Wegstrecke in Richtung auf den oberen Halteteil anhebbar sind, wobei die obere Auflageplatte (22) eine Einrichtung hat, die der Aufwärtsbewegung mit einer bestimmten Kraft entgegenwirkt.
  5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Halteteil zwischen der horizontalen Position und einer im wesentlichen vertikalen Position drehbar ist.
  6. 6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Halteteil (14) vor dem Behälter (38) angeordnet und der obere Halteteil horizontal zwischen einer vorderen Position oberhalb des unteren Halteteiles und einer rückwärtigen Position oberhalb des Behälters bewegbar ist.
  7. 7. Maschine zum Zusammensetzen der Abschnitte eines verlorenen Modells aus Schaumstoff, gekennzeichnet durch ein
    oberes Halteteil zum Halten eines oberen Modellabschnittes in einer im wesentlichen horizontalen Position mit nach unten weisenden mit Leim zu versehenden Oberflächen, einer Leimplatte (42) mit einer erhabenen Konfiguration, die das an den Flächen des oberen Abschnittes gewünschte Leimmuster wiedergibt, eine Einrichtung (38) zum Auftragen des Leims auf die Leimplatte, eine Einrichtung (44) zur Bewegung der Leimplatte und des oberen Abschnittes in Berührung miteinander, um den Leim auf den oberen Abschnitt zu übertragen, ein unteres Halteteil (14) für einen unteren Modellabschnitt und eine Einrichtung (60) zur Bewegung des oberen Abschnittes und des unteren Halteteiles und des davon getragenen Abschnittes relativ zu- und in Berührung miteinander über eine ausreichende Zeit zum Aushärten des Leimes.
  8. 8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufgeben des Leimes auf die Leimplatte (42) einen Behälter (38) für einen flüssigen Leim umfaßt, und daß die Einrichtung (44) zur Bewegung der Leimplatte so betätigbar ist, daß die Leimplatte in den Behälter zum Eintauchen in den Leim bewegt wird.
  9. 9. Maschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine den oberen Halteteil tragende Einrichtung, die eine begrenzte vertikale Bewegung vornimmt, wenn der untere Halteteil (14) den unteren Modellabschnitt in Berührung mit dem oberen Abschnitt bewegt, und eine Einrichtung, die in einstellbarer Weise der vertikalen Bewegung des oberen Halteteiles einen Widerstand entgegensetzt.
  10. 10. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Halteteil und der Abschnitt zur Leimplatte (42) ausgerichtet sind, und daß der untere Halteteil (14) und der Abschnitt relativ zum oberen Halteteil und dem Abschnitt ausgerichtet sind.
  11. 11. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halteteil für den Abschnitt, den er trägt, eine Abstützung in vertikaler Ausrichtung zur Klebverbindung schafft.
  12. 12. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Halteteil zwischen einer horizontalen Position und einer im wesentlichen vertikalen Position, bei der der obere Abschnitt eingelegt und weggenommen werden kann, beweglich gehalten ist.
  13. 13. Maschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bewegung des oberen Halteteiles horizontal zwischen einer vorderen Position oberhalb des unteren Halteteiles (14) und einer rückwärtigen Position oberhalb der Leimplatte (42), wobei der obere Halteteil während dieser horizontalen Bewegung in der horizontalen Position gehalten ist.
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