DE3623992C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise horizontal geteilten, kastenlosen Gieß­ formen oder -kernen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens der im Oberbegriff des Anspruchs 2 angegebenen Art.

Aus der DE-A 35 07 179 sind ein Verfahren und eine Vor­ richtung eingangs erwähnter Art bekannt. Bei diesem Stand der Technik wird das in den Formhohlraum einge­ schossene Sandmaterial nach dem ersten Vakuumschuß zu­ nächst durch einen Druckluftstoß beaufschlagt und erst dann mechanisch nachgepreßt. Während des Druckluftstoßes und der mechanischen Nachpressung ist der Eintritts­ schlitz geschlossen. Dieser befindet sich daher in einer drehbar in der Preßplatte gelagerten, im Bereich eines Umfangsabschnitts abgeflachten Walze. Nachteilig hier­ bei ist, daß infolge der Vakuumbeaufschlagung und an­ schließenden Druckluftbeaufschlagung des Formhohlraums dieser im Bereich der Fugen zwischen dem umlaufenden Kasten und der Modellplatte bzw. der Preßplatte sowohl gegen Unterdruck als auch gegen Überdruck abgedichtet werden muß, was einen vergleichsweise hohen Aufwand er­ fordert, da praktisch einander entgegengesetzte Dicht­ richtungen vorliegen. Im Falle von Dichtungsungenauig­ keiten kann das dazu führen, daß beim Vakuumschuß Fehl­ luft angesaugt wird und beim Druckluftstoß Sandmaterial in die Umgebung austreten kann. Beides ist unerwünscht, da hierdurch die Wirkung beeinträchtigt und die Umgebung belastet wird. Hinzu kommt, daß für die Vakuumbeaufschla­ gung und die Druckluftbeaufschlagung geeignete Einrich­ tungen vorgesehen sein müssen, was den erforderlichen Aufwand weiter erhöht. Ferner ist zu berücksichtigen, daß im Falle einer Druckluftbeaufschlagung des Formhohl­ raums die dabei eingeleitete Luft über die Modellplatte wieder abgeleitet werden muß. Das der DE-PS 35 07 179 ent­ nehmbare Verfahren ist daher überhaupt nur bei Anordnun­ gen mit hohler Modellplatte verwendbar, die mit entspre­ chenden Einrichtungen zum Ableiten der Druckluft ver­ bunden ist. Außerdem ist davon auszugehen, daß der hier zur Anwendung kommende Druckstoß nur bei geschlossenem Eintrittsschlitz ausgeführt werden kann. Es sind daher Einrichtungen in Form einer drehbaren Walze zum Öffnen und Schließen des Eintrittsschlitzes erforderlich, was den Aufwand weiter erhöht. Zudem unterliegen derartige, im Sandmaterial bewegte Teile einem hohen Verschleiß, was sich ungünstig auf die erreichbare Lebensdauer aus­ wirkt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß beim Druckluftstoß Luft in das beim Vakuumschuß bereits vor­ verdichtete Sandmaterial eingebracht wird, was nicht nur einen sogenannten Spring-back-Effekt, d. h. eine starke Rückdehnung der eingeschlossenen Luft nach Beendigung der mechanischen Pressung, ergeben kann, was sich ungün­ stig auf die erzielbare Maßhaltigkeit auswirkt, sondern auch zu einem Qualmen der Formen im abgegossenen Zu­ stand führen kann, was aus Gründen der Humanisierung der Arbeitswelt unerwünscht ist.

Die DE-AS 26 53 788 enthält eine Anordnung zur Herstel­ lung von Gießformen, bei der der Formsand über einen mehrere nicht verschließbare Öffnungen aufweisenden Schießrost in einen Formhohlraum eingeschossen und an­ schließend durch Bewegung des Schießrostes nachverdich­ tet wird. Es findet hierbei jedoch lediglich ein Vakuum­ schuß statt, der hier zwangsläufig über die Modellplatte geführt werden muß, da der Schießrost keine Absaugmög­ lichkeit bietet. Hierbei ist daher insbesondere bei ver­ gleichsweise tiefen Formen keine gleichmäßige Verdich­ tung des Sandmaterials gewährleistet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vor­ richtung mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß trotz eines vereinfachten Verfahrens­ ablaufs und eines einfachen und verschleißgünstigen Vor­ richtungsaufbaus auch bei vergleichsweise tiefen Formen eine möglichst gleichmäßige Verdichtung des Sandmaterials gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die kennzeich­ nenden Maßnahmen des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 2 ge­ löst.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die Nachteile des gattungsgemäßen Standes der Technik vollständig be­ seitigt. Das über den preßplattenseitigen Eintritts­ schlitz in den Formhohlraum eintretende Sandmaterial be­ wegt sich aufgrund seiner Trägheit unabhängig vom Ort der Absaugung des Formhohlraums in jedem Falle in Rich­ tung Modellplatte und legt sich an das Modell an. Die Vakuumbeaufschlagung der hohlen Preßplatte beim letzten Vakuumschuß stellt daher sicher, daß sich an den form­ raumseitig ausmündenden Absaugöffnungen erst dann Sand anlagert, wenn der Formhohlraum praktisch schon ganz ge­ füllt ist. Der Energieträger in Form des angelegten Va­ kuums steht hierbei daher während des gesamten Füllvor­ gangs in vollem Umfang zur Verfügung, was eine gute Ver­ dichtung des Sandmaterials gewährleistet. Hinzu kommt, daß das beim zweiten Vakuumschuß und den eventuell noch vorgesehenen weiteren Vakuumschüssen praktisch nachge­ schossene Sandmaterial bevorzugt dorthin fließt, wo beim vorausgegangenen Vakuumschuß eine geringere Verdichtung erzielt wurde, was eine ausgezeichnete Füllung des Form­ hohlraums sowie eine weitgehend gleichmäßige Verdich­ tung des Sandmaterials gewährleistet. Infolge Wegfalls einer Druckstoßbeaufschlagung wirkt es sich in vorteil­ hafter Weise auch nicht nachteilig aus, wenn der Ein­ trittsschlitz während des gesamten Herstellungsvorgangs geöffnet bleibt, was einen höchst einfachen und kosten­ günstigen Maschinenaufbau sowie eine hohe Verschleißbe­ ständigkeit gewährleistet, da bewegliche Teile zum Auf- und Absteuern des Eintrittsschlitzes nicht erforderlich werden. Trotz des offenbleibenden Eintrittsschlitzes kann es infolge der hier ausschließlich vorgesehenen Va­ kuumverdichtung nicht dazu kommen, daß Sand aus dem Formhohlraum herausgedrückt wird bzw. Druck in den Sand­ bunker durchschlägt und dort zu einer unerwünschten Ver­ dichtung des Sands führt. Andererseits ist aber auch si­ chergestellt, daß der Sand weitestgehend entlüftet ist, so daß ein qualmender Sand im abgegossenen Zustand nicht zu befürchten ist. Gleichzeitig gewährleisten die erfin­ dungsgemäßen Maßnahmen auch eine hohe Maßhaltigkeit der herzustellenden Produkte, da infolge fehlender Luft eine Rückdehnung nach dem Preßvorgang entfällt bzw. weitest­ gehend unterbleibt und infolge gleichmäßiger Füllung und Verdichtung eine hohe Formstabilität gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß lediglich eine Abdichtung gegen Va­ kuum erforderlich ist, was mit vergleichsweise einfachen Mitteln in zuverlässiger Weise bewerkstelligt werden kann. Ein Entweichen von Sandmaterial aus dem Formhohl­ raum ist hierbei nicht zu befürchten. Hinzu kommt, daß ein Abführen von Druckluft ebenfalls nicht erforderlich ist, was den Bauaufwand weiter vereinfacht und hinsicht­ lich der Verfahrensführung und -anwendung ein breites Feld neuer Möglichkeiten eröffnet. In dieser Hinsicht kann es sich beispielsweise auch vorteilhaft auswirken, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auf eine hohle Mo­ dellplatte nicht mehr angewiesen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbil­ dungen der übergeordneten Vorrichtung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher beschrie­ ben. Die Zeichnung enthält eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ermöglicht eine gleichzeitige Herstellung eines Oberballens und eines Unterballens einer Gießform. Die dargestellte Vor­ richtung enthält dementsprechend eine auf hier nicht näher dargestellte Weise auf einem Maschinengestell aufgenommene Modellplatte 1, die auf ihrer Oberseite und auf ihrer Unterseite mit einem Modell 2 bestückt ist. Jeder mit einem Modell 2 bestückten Seite der Mo­ dellplatte 1 liegt eine durch eine im Maschinengestell abgestützte Hubvorrichtung in Form eines oder mehrerer Zylinder-Kolbenaggregate 3 bewegbare Preßplatte 4 ge­ genüber. Der Abstand zwischen jeder Preßplatte 4 und der zugewandten Seite der Modellplatte 1 ist jeweils durch einen im Maschinengestell lotrecht zur jeweiligen Plattenebene verschiebbar gelagerten, umlaufenden Ka­ sten 5 überbrückt. Es ergeben sich somit zwei Formhohl­ räume 6, die jeweils durch eine Modellplatte 1, eine Preßplatte 4 und einen hiermit zum Eingriff kommenden Kasten 6 begrenzt sind. Die Fugen zwischen jeweils einem Kasten 6, und der Modellplatte 1 bzw. der zugeordneten Preßplatte 4 sind gegen Lufteintritt von außen abgedich­ tet, so daß bei der Vakuumbeaufschlagung der Formhohl­ räume 7 keine Falschluft angesaugt wird.

Die Preßplatten 4 besitzen jeweils einen symmetrisch zur Mittellängsebene angeordneten Eintrittsschlitz 8 für das zum Ausfüllen der Formhohlräume 7 benötigte Sand­ material. Jeder Eintrittsschlitz 8 ist direkt in die zugeordnete Preßplatte 4 eingeformt und durch starre Wandungn 9 begrenzt. Eine den Eintrittsschlitzen 8 zu­ geordnete Schließvorrichtung ist nicht vorgesehen. Vielmehr bleiben diese stets geöffnet. Jedem Eintritts­ schlitz 8 ist ein auf die jeweils zugehörige, durch die Hubvorrichtung 3 gegenüber dem zugehörigen Kasten 6 stempelförmig bewegbare Preßplatte 4 aufgesetzter Sand­ bunker 10 zugeordnet. Der obere und der untere Sandbun­ ker 10 sind durch seitliche, teleskopartig ineinander eingreifende Überlaufrohre 11 miteinander verbunden, so daß eine gemeinsame Befüllung beider Sandbunker mög­ lich ist.

Die Befüllung der Formhohlräume 7 erfolgt über einen oder mehrere Vakuumstöße. Hierbei handelt es sich jeweils um einen ruckartigen Ansaugvorgang. Hierzu wird jeder Formhohlraum 7 an eine Vakuumquelle, hier in Form eines mittels einer Pumpe 12 evakuierbaren Kessels 13, angeschlossen. Der Strömungsweg von den Formhohlräumen 7 zum Kessel 13 kann dabei über die Mo­ dellplatte 1 und/oder die Preßplatten 4 und/oder die Kästen 6 laufen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sollen die Formhohlräume 7 sowohl über die Modellplatte 1 als auch über die Preßplatten 4 abgesaugt werden kön­ nen. Die Modellplatte 1 ist dementsprechend mit einem über eine Vakuumleitung 14 mit dem Kessel 13 verbundenen Hohlraum 15 versehen, der über durch Sandfilter 16 ab­ gedichtete, insbesondere im Randbereich der Formhohl­ räume 7 angeordnete Düsen 17 mit den Formhohlräumen 7 in Verbindung steht. Ebenso sind die Preßplatten 4 im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem über jeweils eine Vakuumleitung 18 mit dem Kessel 13 verbundenen Hohlraum 19 versehen, der über hier über die ganze Fläche gleichmäßig verteilte, mittels jeweils eines Sandfilters 20 abgedichteten Düsen 21 mit dem jeweils zugeordneten Formhohlraum 7 in Verbindung steht. Sofern auch über die Kästen 6 abgesaugt werden soll, sind auch diese in derselben Weise ausgebildet und mit dem Kessel 13 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbei­ spiel wird über die Kästen 6 nicht abgesaugt, so daß diese hohlraumlos ausgeführt sind. Die Hohlräume 15 bzw. 19 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel der Ein­ fachheit halber nicht unterteilt. Es wäre jedoch denk­ bar, im Bereich der Hohlräume 15 bzw. 19 mehrere, durch lotrechte Trennwände gebildete, separat mit Vakuum be­ aufschlagbare Kammern vorzusehen. Ebenfalls wäre es denkbar, den Hohlraum 15 der Modellplatte 1 durch eine horizontale Trennwand in einen dem oberen Formhohlraum und einem dem unteren Formhohlraum 7 zugeordneten Be­ reich zu unterteilen.

In den Vakuumleitungen 14 bzw. 18 ist jeweils ein Ab­ sperrorgan 22 vorgesehen, das mittels einer Steuerein­ richtung 23 aktivierbar bzw. passivierbar ist, was in der Zeichnung durch von der Steuereinrichtung 23 zu den Absperrorganen 22 führende Signalleitungen 24 angedeutet ist. Die Steuereinrichtung 23 ist im dargestellten Aus­ führungsbeispiel so programmiert, daß wahlweise ein Vakuumschuß oder mehrere aufeinanderfolgende Vakuum­ schüsse durchgeführt werden können. Durch die ruckar­ tige Vakuumbeaufschlagung der Formhohlräume 7 wird da­ bei nicht nur ein Transport des Sandmaterials vom je­ weils zugehörigen Bunker 10 über den zugehörigen Ein­ trittsschlitz 8 in die Formhohlräume 7 bewerkstelligt, sondern gleichzeitig auch eine Verdichtung des Sandma­ terials herbeigeführt. Dieses behält seine im Bereich des Eintrittsschlitzes 8 jeweils vorgegebene Bewegungs­ richtung im wesentlichen bei und lagert sich daher unter gleichzeitiger Verdichtung am dem Eintrittsschlitz 8 gegenüberliegenden Modell 2 an. Bei einfachen Formen mit geringer Tiefe läßt sich bereits mit einem Vakuum­ schuß eine ausreichende, weitgehend gleichmäßige Sand­ verdichtung erreichen. Bei komplizierteren, tieferen Formen können mehrere, aufeinanderfolgende Vakuumschüs­ se zur Anwendung kommen. Bei den nachfolgenden Vakuum­ schüssen wandert das Sandmaterial bevorzugt dort hin, wo beim vorausgegangenen Vakuumschuß nur eine geringere Verdichtung stattgefunden hat, so daß im Endeffekt eine weitgehend gleichmäßige Verdichtung über dem gesamten Querschnitt vorliegt. Die Formhohlräume 15 bzw. 19 der Modellplatte 1 und der Preßplatten 4 können gleichzeitig mit Vakuum beaufschlagt werden. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel erfolgt die Steuerung der Absperrorgane 22 so, daß zunächst der Hohlraum 15 der Modellplatte und mit kurzem Verzug hierzu die Hohlräume 19 der Preß­ platten 4 an die zugeordnete Vakuumquelle angeschlossen werden, was praktisch die Wirkung von zwei aufeinander­ folgenden Vakuumschüssen ergibt. Die Düsen 21 der Preß­ platten 4 bzw. die zugeordneten Sandfilter 20 bleiben da­ bei jeweils bis zur vollständigen Füllung des zugeord­ neten Formhohlraums 7 frei, d. h. ohne Sandabdeckung, so daß der über die Preßplatten 4 laufende Vakuumschuß auch dann voll zur Wirkung kommen kann, wenn bereits ein über die Modellplatte 7 und/oder die Kästen 6 lau­ fender Vakuumschuß bzw. laufende Vakuumschüsse vorange­ gangen ist bzw. sind.

Die durch die Vakuumbeaufschlagung bereits gleichmäßig vorverdichtete Füllung der Formhohlräume 7 wird durch einen mechanischen Preßvorgang noch weiter verfestigt. Dieser Preßvorgang schließt sich unmittelbar, d. h. ohne zwischengeschalteten Druckluftstoß, an die Vakuumbeauf­ schlagung der Formhohlräume 7 an. Zur Bewerkstelligung des Preßvorgangs wird die den Preßplatten 4 jeweils zu­ geordnete Hubvorrichtung 3 aktiviert. Dies kann mittels der Steuereinrichtung 23 erfolgen, wie in der Zeichnung durch von der Steuereinrichtung 23 zu den Hubvorrichtun­ gen 3 führende Signalleitungen 25 angedeutet ist. Durch Beaufschlagung der als hydraulische bzw. pneumatische ZylinderKolbenaggregate ausgebildeten Hubvorrichtungen 3 werden die Preßplatten 4 stempelförmig in den jeweils zugeordneten Kasten 6 hineinbewegt. Die Modellplatte 15 ist dabei im Maschinengestell fixiert. Die Kästen 6 können sich auf der Modellplatte 1 abstützen. Nach Be­ endigung des Preßvorgangs werden die Preßplatten 4 durch umgekehrte Beaufschlagung der Hubvorrichtungen 3 zurück­ gefahren. Anschließend können die Kästen 6 gestrippt werden. Hierzu sind die Kästen 6 mit als Hubzylinder oder dergleichen gebildeten Strippeinrichtungen 26 ver­ bunden. Der Strippvorgang kann ebenfalls durch die Steuereinrichtung 23 gesteuert werden. Die durch Strip­ pen der Kästen 6 freigelegten Formballen werden zu zwei­ teiligen Formen zusammengelegt, wobei die Unterballen auf Paletten aufgenommen und durch den jeweils zugeord­ neten Oberballen abgedeckt werden, der durch aufgelegte Gewichte beschwert werden kann.

Der Eintrittsschlitz 8 der Preßplatten 4 ist jeweils so ausgebildet, daß an seiner hohlraumseitigen Mündung sein kleinster Querschnitt vorliegt, was eine hohe ein­ trittsnahe Beschleunigung des Sands ergibt. Die Ein­ trittsschlitze 8 bleiben stets geöffnet. Dies gilt auch für den mittels der Hubvorrichtungen 3 bewerkstelligten Preßvorgang. Beim Preßvorgang wird daher eine geringe Menge Sand in die Eintrittsschiltze 8 zurückgedrückt. Dieser in die Eintrittsschlitze 8 zurückgedrückte Sand tritt jedoch an der fertigen Form nicht in Form von Höckern etc. in Erscheinung. Vielmehr erfolgt beim Abheben der Preßplatten 4 vom jeweils zugeordneten Formballen ein Bruch mit außerhalb des Eintrittsschlit­ zes 8 liegender Bruchlinie 27. Diese verläuft entweder fluchtend zur benachbarten Formoberfläche oder allen­ falls demgegenüber etwas versenkt, jedoch nicht erhaben, so daß der jeweils untere Formballen störungsfrei auf eine Palette aufgelegt werden kann und der jeweils obe­ re Formballen störungsfrei durch aufgelegte Gewichte beschwert werden kann. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel verlaufen die mündungsnahen Bereiche der star­ ren Seitenwandungen 9 der Eintrittsschlitze 8 unter einem Winkel von etwa 10° zur Mittellängsebene geneigt. Die Seitenflanken der Eintrittsschlitze 8 können als über ihrer Höhe gleichmäßig geneigte, ebene Flächen ausgebildet sein, wie dies im Fall des dem unteren Form­ hohlraum 7 zugeordneten Eintrittsschlitzes 8 der Fall ist. Es ist aber auch denkbar, daß die Seitenflanken der Eintrittsschlitze 8 im vom zugeordneten Hohlraum 7 abgewandten Bereich eine stärkere gegenseitige Neigung aufweisen, wie dies im Bereich des dem oberen Formhohl­ raum 7 zugeordneten Eintrittsschlitzes 8 der Fall ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise horizontal geteilten, kastenlosen Gießformen oder -kernen aus Sandmaterial oder dergleichen, das mittels mehrerer, ruckartiger Ansaugvorgänge über einen Eintritts­ schlitz (8) in einen Formhohlraum (7) eingeschossen und im Anschluß an den letzten Vakuumschuß durch Be­ wegung mindestens einer Preßplatte mechanisch nach­ verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Einschießen des Sandmaterials vorgesehene eine Ein­ trittsschlitz (8) während des gesamten Herstellungs­ vorgangs einschließlich der mechanischen Nachverdich­ tung geöffnet bleibt, die sich unmittelbar an den letzten Vakuumschuß von mehreren, unmittelbar aufein­ anderfolgenden Vakuumschüssen anschließt, von denen zumindest der letzte Vakuumschuß nur über die Preß­ platte (4) geführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, mit mindestens einem umlaufenden Kasten (6), der zur Bildung eines Formhohlraums (7), der an eine Vakuumquelle (13) anschließbar ist, zum Eingriff mit einer Modellplatte (1) und einer dieser gegenüberlie­ genden Preßplatte (4) bringbar ist, welche einen mit einem zugeordneten Sandbunker (10) verbundenen Ein­ trittsschlitz (8) aufweist, und mittels einer Hub­ vorrichtung (3) stempelförmig bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsschlitz (8) jeder Preßplatte (4) unbeweglich angeordnet und durch star­ re Wandungen (9) begrenzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsschlitz (8) an seiner dem zugeord­ neten Formhohlraum (7) zugeordneten Mündung seinen kleinsten Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken des Eintrittsschlitzes (8) zu­ mindest im formhohlraumnahen Bereich unter einem Win­ kel von etwa 10° zur Schlitzmittellängsebene geneigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum bzw. die Formhohlräume (7) im Bereich der Fugen zwi­ schen Modellplatte (1), Kasten (6) und Preßplatte (4) ausschließlich gegen Unterdruck abgedichtet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerein­ richtung (23) vorgesehen ist, mittels der die Vakuum­ beaufschlagung des Formhohlraums (7) bzw. der Form­ hohlräume (7) ein- und ausschaltbar ist, vorzugsweise separat ein- und ausschaltbar ist.