DE3781497T2

DE3781497T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines formkernes.

Info

Publication number: DE3781497T2
Application number: DE8787305804T
Authority: DE
Inventors: Isao Atsumi; Hisashi Harada; Kunihiro Hashimoto; Kimikazu Kaneto; Osamu Motomatsu; Nagato Uzaki
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1986-10-04
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2007-07-01
Also published as: KR880004871A; EP0263577A2; EP0263577A3; EP0263577B1; DE3781497D1; US4781236A; KR950010608B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hestellung eines Formkernes und eine zugehörige Vorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formkernes aus Grünsand, der eine steile Formgebung aufweist und dünne und dicke Körperbereiche enthält.
Formverfahren, wie beispielseise ein Maskenformverfahren, ein Cold-Box-Verfahren und CO&sub2;-Verfahren, werden üblicherweise bei der Herstellung von Formkernen verwendet, hauptsächlich aus Gründen der Festigkeit und der Genauigkeit der Abmessungen des herzustellenden Kernes. Ferner sind Formkerne, die durch diese bekannten Verfahren hergestellt werden, im allgemeinen teuer und machen Schwierigkeiten bei der Regenerierung und Wiederverwendung von Formsand, da der Kernsand unterschiedliche Eigenschaften gegenüber dem Grünsand aufweist, der als Werkstoff der Musterform verwendet wird.
Unter diesen Umständen wurden Verfahren zur Erzeugung von Formkernen aus dem gleichen Grünsand entwickelt, der in der Musterform verwendet wird, und diese Verfahren wurden mit Erfolg bei der Herstellung von Formkernen mit vergleichsweise einfacher Formgebung verwendet. Derartige Verfahren werden beispielsweise in den JP-OSen 139143/1980 und 195555/1982 beschrieben.
Ein derartiges Verfahren verwendet einen in Längsrichtung unterteilten Formkernkasten, der in zwei Teile geteilt werden kann, zwischen denen ein Formhohlraum gebildet wird, der unter Druck stehenden Grünsand aufnimmt, damit ein Formkern gebildet wird. Falls jedoch ein Formkern mit steiler Formgebung durch ein derartiges bekanntes Verfahren gebildet werden soll, treten Schwierigkeiten auf, da es mühsam ist, den Formsand gleichmässig über die gesamte Oberfläche des Formkernes zu verdichten. Um die Herstellung eines nicht gleichförmig verdichteten Formkernes zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, eine Überschussmenge von Formsand in einen Kernkasten einzuführen. Jedoch ist ein derartiger Vorschlag weiterhin unzulänglich, da er nicht die erforderliche Gleichförmigkeit des Sandes im Formkern und das notwendige hohe Ausmass der Genauigkeit der Abmessungen gewährleisten kann, besonders wenn der Formkern eine steile Formgebung hat.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend aufgeführten Probleme realisiert, die bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Formkernen aufgetreten sind.
Daher ist es eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formkernes aus Grünsand zu schaffen, der eine steile Formgebung aufweist und beispielsweise dicke und dünne Körperabschnitte aufeist, bei einem hohen Ausmass der Genauigkeit der Abmessungen und bei gleichförmiger Festigkeit.
Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Herstellung eines Formkernes aus Grünsand geschaffen, der aus einer ersten und zweiten Kernhälfte besteht, die gebildet werden, wenn der Formkern längs einer Ebene durchschnitten wird, die erste Kernhälfte einen ersten Aussenumfangsabschnitt und die zweite Kernhälfte einen zweiten Aussenumfangsabschnitt fortlaufend zum ersten Aussenumfangsabschnitt hat, der erste und zweite Aussenumfangsabschnitt dicke und dünne Körperabschnitte bilden, und das Verfahren die Schritte umfasst: Herstellen einer ersten Form, die eine einen ersten Hohlraum bildende Ausnehmung aufweist, die eine Innenwandfläche hat, mittels welcher die erte Aussenumfangsfläche der ersten Kernhälfte gebildet wird; Herstellen einer zweiten Form, die eine einen zweiten Hohlraum bildende Ausnehmung hat, die Tiefen hat, die durch Erhöhung der Höhen der zweiten Aussenumfangsfläche, gemessen ab der Ebene, erhalten werden; Herstellen einer dritten Form, die eine einen dritten Hohlraum bildende Ausnehmung aufweist, die eine Innenfläche hat, mittels der die zweite Aussenumfangsfläche der zweiten Kernhälfte gebildet wird; Zuordnen der ersten und zweiten Formen zueinander derart, dass die Ausnehmungen, die den ersten und den zweiten Hohlraum bilden, einen Hohlraum zur Aufnahme des Formsandes ergeben, dergestalt, dass der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dicken Abschnittes des erhaltenen Formkernes überschreitet, grösser ist als der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dünnen Abschnittes des fertigen Formkernes überschreitet; Beschicken von Formsand in den Hohlraum zur Aufnahme des Formsandes unter Druck mittels Druckluft, so dass ein vorgeformter Formkörper gebildet wird, dessen Raumbedarf grösser als jenes des Formkernes ist; Trennen der zweiten Form von der ersten Form, während der vorgeformte Formkörper von der ersten Form gehalten zurückbleibt; und Zuordnen der dritten Form zur ersten Form, so dass der vorgeformte Formkörper in seiner Grösse zwecks Bildung des fertigen Formkernes verringert wird.
Ferner soll die Erfindung eine Vorrichtung schaffen, die sich zur Durchführung des vorstehend aufgeführten Verfahrens eignet und die gekennzeichnet ist durch: eine erste Form, in der eine erste, einen Hohlraum bildende Ausnehmung gebildet wid, die eine Innenwandfläche aufweist, durch welche der erste Aussenumfangsabschnitt der ersten Kernhälfte gebildet wird; eine zweite Form, in der eine zweite, einen Hohlraum bildende Ausnehmung gebildet ist, die Tiefen hat, die erhalten werden, indem die Höhen der zweiten Aussenumfangsfläche, gemessen ausgehend von der Ebene, erhöht werden, so dass der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dicken Abschnittes des fertigen Formkernes überschreitet, grösser ist als der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dünnen Abschnittes des fertigen Formkernes überschreitet, und die zweite Form der ersten Form so zugeordnet werden kann, um zwischen ihnen einen Hohlraum zur Aufnahme von Formsand zu bilden, in den der Formsand unter Druck zugeführt wird, um einen vorgeformten Formkörper zu bilden, dessen Raumbedarf grösser als jenes des Formkernes ist; und eine dritte Form, in der eine dritte, einen Hohlraum bildende Ausnehmung ausgebildet ist, die eine Innenfläche hat, durch welche die zweite Kernhälfte gebildet wird, und die drite Form der ersten Form zugeordnet werden kann, nachdem die zweite Form von der ersten Form getrennt wurde, so dass der vorgeformte Formkörper durch die dritte Form verdichtet wird, womit der fertige Formkern gebildet wird.
Weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben ist; es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung im Querschnitt zur Erläuterung der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Hestellung eines Formkernes; und
Fig. 2 eine Vorderansicht eines vorgeformten Formkörpers und eines zugehörigen Formhohlraumes mit dem zwischen ihnen vorhandenen Verhältnis der Abmessungen.
Die Erfindung wird anschliessend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, insbesondere Fig. 1, hat ein Hauptrahmen (1) eine torartige Form, die durch einen Grundrahmen (2) mit im Grundriss rechteckförmiger Form, einem Paar Säulen (3, 4), die an den beiden Längsseiten des Grundrahmens (2) liegen, und einen oberen Rahmen (5) gebildet wird, der durch die oberen Enden der Säulen (3, 4) getragen wird. Ein horizontaler Rollenförderer (8) ist am Hauptrahmen (1) befestigt, und zwar näher zu dessen Boden als zu dessen Oberseite. Der Rollenförderer (8) besteht aus einem Rollenrahmen (6) mit einer rechteckförmigen ebenen Form und einer Anzahl von mit Flanschen versehenen Rollen (7), die an den sich gegenüberliegenden Flächen der beiden Längsseiten des Rollenrahmens (6) befestigt sind. Insbesondere wird der horizontale Rollenförderer (8) an seinem einen Ende durch die Säulen (3, 4) getragen, während das andere Ende von einem Ständer (9) getragen wird, der, ausgehend vom linken Ende des Grundrahmens (2), gesehen in Fig. 1, nach oben gerichtet ist. Der Rollenförderer (8) wird anschliessend der Einfachheit halber als "unterer Rollenförderer" bezeichnet.
Ein weiterer horizontaler Rollenförderer (11), der im wesentlichen die gleiche Form wie der untere Rollenförderer (8) aufweist, ist an einem Abschnitt des Hauptrahmens (1) montiert, der näher bei dessen oberer Seite liegt als beim Boden des Hauptrahmens (1). Der Rollenförderer (11) wird an seinem einen Ende durch die Säulen (3, 4) getragen und an seinem anderen Ende durch einen Ständer (12), der, ausgehend vom rechten Ende des Grundrahmens (2), gesehen in Fig. 1, nach oben gerichtet ist. Der Rollenförderer (11) wird der Einfachheit halber als "oberer Rollenförderer" bezeichnet.
Ein nach oben gerichteter Zylinder (13) ist am Grundrahmen (2) im wesentlichen in der Mitte desselben und gerade unterhalb des unteren Rollenförderers (8) montiert. Der Zylinder (13) nimmt einen Kolben mit einer Kolbenstange auf, an deren freiem Ende ein Tisch (15) befestigt ist, der eine Form aufweist, die im wesentlichen eine Formgebung hat, die die gleiche wie jene des Bodens einer Form (14) ist, die später beschrieben wird. Die Anordnung ist derart, dass der Tisch (15) durch den Raum zwischen den beiden Längsseiten des Rollenrahmens (6) des unteren Rollenförderers (8) aufwärts und abwärts bewegt wird, wenn die Kolbenstange durch die Betätigung des Zylinders (13) ausgeahren und eingezogen wird.
Der untere Rollenförderer (8) trägt einen Auflagerahmen (16), der sowohl an seiner Oberseite als auch seiner Unterseite offen ist. Eine erste Form ist an einem Abschnitt in der Nähe ihres oberen Endes mit einem Umfangsflansch versehen. Die Form (14) wird durch den Auflagerahmen (16) derart getragen, dass der Flansch auf dem Auflagerahmen (16) aufliegt. Die Form (14) wird relativ zum Auflagerahmen (16) durch einen nicht dargestellten Positionierungsstift positioniert.
Ein Zylinder (17) ist am rechten Endabschnitt des unteren Rollenförderers (8) angeordnet und nach links gerichtet. Der Zylinder (17) nimmt einen Kolben mit einer Kolbenstange auf, die an der rechten Endwand des Auflagerahmens (16) befestigt ist. Die Anordnung ist derart, dass der Auflagerahmen (16) und somit die vom Auflagerahmen (16) getragene Form längs des unteren Rollenförderers (8) hin und her beweglich sind, während die Kolbenstange des Zylinders (17) ausgefahren und zurückgezogen wird.
Die erste Form (14) hat eine einen Hohlraum bildende Ausnehmung (18) einer Formgebung, die im wesentlichen der Aussenumfangsform des zu bildenden Kernes entspicht. Gleichzeitig ist eine Formvertiefung (18a) mit einer Formgebung, die im wesentlichen der Bodengestaltung des zu erhaltenden Kernes entspricht, in der Mitte des Bodens der vorstehend aufgeführten, einen Hohlraum bildenden Ausnehmung (18) vorhanden.
Eine Höhlung (19) wird in der unteren Hälfte der Form (14) gebildet. Die Höhlung (19) steht über eine Öffnung (21), die im Boden der Form (14) gebildet wird, mit der Umgebung in Verbindung.
Die Ausführung ist derart, dass ein geringer Abstand zwischen der Unterseite der Form (14) und der Oberfläche des Tisches (15) gebildet wird, wenn die Kolbenstange des Zylinders (13) vollständig eingezogen ist. Eine Anzahl Auswerferstifte (22) sind an der Oberseite einer Auswerferplatte (23) vorgesehen, die in der Höhlung (13) aufgenommen wird. Die Auswerferstifte (22) erstrecken sich durch den Boden der oberen Hälfte der Form (14), so dass sie in die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) und die Formvertiefung (18a) eintreten können.
Ein weiterer Auflagerahmen (14), der sowohl an seiner Oberseite als auch seiner Unterseite offen ist und daher einen ähnlichen Aufbau wie der Auflagerahmen (16) hat, wird vom oberen Rollenförderer (11) beweglich aufgenommen. Ein Befestigungselement (25) wird getrennt vom Auflagerahmen (24) gehalten. Das Befestigungselement (25) ist gegenüber dem Auflagerahmen (24) mittels eines nicht dargestellten Positionierungsstiftes getrennt angeordnet. Eine zweite Verdichtungsform (27) ist an der Unterseite des Befestigungselementes (25) befestigt. Die Verdichtungsform (27) ist in der Mitte ihrer Unterseite mit einem zweiten Formhohlraum versehen, dessen Formgebung im wesentlichen der Formgebung des oberen Teils des zu erhaltenden Kernes entspricht. Die Verdichtungsform (27) kann bis zu einer vorgegebenen Tiefe in die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) geschoben werden, um einen Hohlraum zu bilden, dessen Gestaltung im wesentlichen dem zu bildenden Kern entspricht. Ein Anschlag (28) ist an der Unterseite des Befestigungselementes (25) angebracht und umgibt die Verdichtungsform (27). Die Anordnung ist derart, dass das untere Ende des Anschlags (28) am Umfangsabschnitt der Oberseite der Form (14) anliegt, wenn die Verdichtungsform (27) in die Ausnehmung (18) der Form (14) bewegt wird.
Ein weiterer, nach links gerichteter Zylinder (29) ist am rechten Endabschnitt des oberen Rollenförderers (11) vorgesehen. Der Zylinder (29) nimmt einen Kolben mit einer Kolbenstange auf, deren Ende an der rechten Endwand des Auflagerahmens (24) befestigt ist. Somit ist die Verdichtungsform (27), die vom Auflagerahmen (24) über das Befestigungselement (25) gehalten wird, in Querrichtung nach links und rechts längs des oberen Rollenförderers (11) hin und her beweglich, wenn die Kolbenstange des Zylinders (29) ausgefahren und zurückgezogen wird.
Ist die Form (14) gerade über dem Tisch (15) positioniert, so kann die Form (14) sich in Verbindung mit der Bewegung des Tisches (15) durch den Zylinder (13) durch den Raum, der zwischen den beiden Längsseiten des Rollenrahmens des oberen Rollenförderers (11) gebildet wird, aufwärts und abwärts bewegen. Die Anordnung ist derart, dass ein geringer Abstand zwischen der Unterseite der Verdichtungsform (27) und der Oberseite der Form (14) im Normalzustand gemäss Fig. 1 gebildet wird.
Ein Blasbehälter (31) ist über dem Tisch (15) angeordnet und wird durch den oberen Rahmen (5) gehalten. Der Blasbehälter (31) wurde mit einer vorgegebenen Menge von Grünsand gefüllt und kann aus einer nicht dargestellten Druckluftquelle mit Druckluft versorgt werden.
Der Blasbehälter (31) hat eine obere Öffnung, die durch einen Schieber (32) geöffnet und geschlossen werden kann, der seinerseits durch einen Zylinder (33) hin und her bewegbar ist. Eine dritte Blasform (36) ist an der Unterseite des Blasbehälters (31) befestigt. Die Blasform (36) ist in der Mitte ihrer Unterseite mit einer einen Hohlraum bildenden Ausnehmung (34) versehen, deren Tiefe grösser als die Höhe des oberen Abschnittes des zu bildenden Kernes ist. Die Blasform (36) kann in die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) in der Form (14) geschoben werden, um im Zusammenwirken mit der Form (14) einen Hohlraum (35) zu bilden, der grösser als der zu bildende Kern ist. Eine Sandblasöffnung (37) durchdringt die Mitte der Bodenwand des Blasbehälters (31) und die Mitte der Blasform (36). Die Blasform (36) hat eine Anzahl Abzugsöffnungen (38), wovon jede eine Mündung in einem Umfangsabschnitt der Unterseite der Blasform (36) hat und eine weitere in der Seitenwand der Blasform (36). Ein Abzugstöpsel (39) ist in der Mündung jeder Abzugsöffnung (38) in der Unterseite der Blasform (36) installiert. Ein Anschlag (41) ist am Umfangsabschnitt der Unterseite des Blasbehälters (31) befestigt und umgibt die Blasform (36). Die untere Stirnfläche des Anschlags (41) kann in Anlage mit einem Umfangsabschnitt der Oberseite der Form (14) kommen, wenn die Blasform (36) in die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) in der Form (14) geschoben wird. Die Anordnung ist ferner derart, dass ein geringfügiger Niveauunterschied zwischen der Oberfläche des Befstigungselementes (25) und der Unterseite der Blasform (36) gebildet wird, wenn sich das Befestigungselement (25) in seinem Normalzustand gemäss Fig. 1 befindet.
Ein nach oben gerichteter Zylinder (42) wid von dem vorstehend aufgeführten Ständer (9) gehalten, der am linken Endabschnitt des Grundrahmens (2) gemäss Fig. 1 vorgesehen ist, gerade unter dem unteren Rollenförderer (8). Eine Druckplatte (43), die derart geformt und bemessen ist, dass sie in der Bodenöffnung (21) der Form (14) aufgenommen wird, ist am Ende der Kolbenstange des Zylinders (42) befestigt. Ein geringfügiger Niveauunterschied wird zwischen der Unterseite der Form (14) und der Oberseite der Druckplatte (43) gebildet, wenn die Kolbenstange des Zylinders (42) vollständig zurückgezogen ist.
Nachstehend wird das Verfahren zur Bildung eines Formkernes aus Grünsand bechrieben.
In einer ersten Betriebsstufe, wobei der Tisch (15), die Druckplatte (43) und die Verdichtungsform (27) eingezogen sind, wird die Kolbenstange des Zylinders (17) zurückgezogen, um die Form (14) gerade über dem Tisch (15) zu positionieren. In einer zweiten Stufe des Verfahrens wird die Kolbenstange des Zylinders (13) ausgefahren, um den Tisch (15) anzuheben, so dass die Oberseite des Tisches (15) in Anlage an die Unterseite der Form (14) gebracht wird, um diese dadurch anzuheben. Infolgedessen wird die Form (14) von dem Auflagerahmen (16) getrennt und durch den Raum zwischen den beiden Längsseiten des Rollenrahmens des oberen Rollenförderers (11) angehoben. Die Aufwärtsbewegung der Form (14) bewirkt, dass die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) in der Form (14) die Blasform (36) aufnimmt. Ist die Blasform (36) bis zu einer vorgegebenen Tiefe in die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) eingeführt, so wird der Umfangsabschnitt der Oberfläche der Form (14) durch den Anschlag (14) angehalten, so dass jegliches weiteres Ausfahren der Kolbenstange des Zylinders (13) und somit jedes weitere Anheben der Form (14) verhindert wird. Infolgedessen wird der Formhohlraum (35), der grösser als der zu erhaltende Formkern ist, durch die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) und die Formvertiefung (18a) in der Form (14) und die den Hohlraum bildende Ausnehmung (34) in der Blasform (36) gebildet.
Die Form und die Grösse des Formhohlraumes (35) werden näher erläutert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Formhohlraum (35) durch die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18), die Formvertiefung (18a) und die Ausnehmung (34) in beiden Formen (14, 36) gebildet. Die Formvertiefung (18a), die die untere Hälfte des Formkernes bildet, ist genau entsprechend der unteren Hälfte des Endproduktes, d.h. des zu bildenden Formkernes gestaltet und bemessen. Jedoch ist die den Hohlraum bildende Ausnehmung (34) zur Bildung der oberen Hälfte des Endproduktes so bemessen, dass sie die Grösse der oberen Hälfte des zu erhaltenden Endproduktes überschreitet. Die Grösse des Übermasses ist nicht gleichmässig. Dabei ist unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Betrag (b'), um den die Grösse (b + b') der den Hohlraum bildenden Ausnehmung (34) die Grösse (b) des dicken Abschnittes des Endproduktes überschreitet, grösser als der Betrag (a'), um den die Grösse (a + a') der den Hohlraum bildenden Ausnehmung (34) die Grösse (a) des dünnen Abschnittes des Endproduktes überschreitet. Ferner ist das Verhältnis der Grösse des Endproduktes zur Grösse der Überschreitung der Grösse im wesentlichen das gleiche sowohl beim dicken Abschnitt als auch beim dünnen Abschnitt des Endproduktes; d.h. es gilt die Beziehung a : a' = b : b'. Anders ausgedrückt, das Verhältnis zwischen den Beträgen (b') und (a') der Überschreitung ist im wesentlichen gleich dem Verhältnis zwischen der Grösse (b) und (a) des dicken und dünnen Abschnittes des Endproduktes.
Anschliessend wird in einer dritten Stufe Druckluft zwangsweise dem Blasbehälter (31) zugeführt, dessen obere Öffnung duch den Schieber (32) geschlossen wurde, so dass der Grünsand im Blasbehälter (31) durch die Sandblasöffnung (37) zwangsweise in den Formhohlraum (35) eingeführt wird, um diesen zu füllen. Gleichzeitig wird die Druckluft, die in den Formhohlraum (35) zusammen mit dem Grünsand eingeführt wird, über die Abzugsöffnungen (38) zur Atmosphäre abgegeben.
Nach dem Einblasen des Grünsandes in den Formhohlraum (35) wird jeglicher Restdruck im Blasbehälter (31) abgelassen und es wid eine vierte Stufe durchgeführt, in welcher die Kolbenstange des Zylinders (13) eingefahren wird, um den Tisch (15) und damit die Form (14) abzusenken. Infolgedessen wird die Form (14) von der Blasform (36) getrennt und ein vorgeformter Formkörper bleibt zurück, der durch die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) und die Formvertiefung (18a) innerhalb der Form (14) gehalten wird. Wird die Kolbenstange des Zylinders (13) weiter eingefahren, so gelangt die Form (14) zur Anlage am Auflagerahmen (16) und anschliessend bewegt sich der Tisch (15) allein weiter abwärts zum Ende seines Hubes.
In einer fünften Stufe wird der Zylinder (29) betätigt und fährt seine Kolbenstange aus, wodurch die Verdichtungsform (27) in den Raum zwischen die Blasform (36) und die Form (14) in eine Position gerade über der Form (14) gebracht wird. Darauf wird in einer sechsten Stufe der Zylinder (13) erneut betätigt und fährt seine Kolbenstange aus, so dass der Tisch (15) und daher die Form (14) zusammen mit dem vorgeformten, in ihr gehaltenen Formkörper angehoben werden, so dass der vorgeformte Formkörper an seiner Oberseite in Anlage mit dem Formhohlraum (26) in der Verdichtungsform (27) gebracht wird. Dies wiederum bewirkt, dass das Befestigungselement (25) vom Auflagerahmen (24) getrennt wird, so dass die Rückseite des Befsetigungselementes (25) in Anlage mit der Unterseite der Blasform (36) gelangt. Der Zylinder (13) führt weiterhin seine Ausfahrbewegung durch, so dass die den Hohlraum bildende Ausnehmung der Form (14) in einer Verschiebebewegung die Verdichtungsform (27) aufnimmt, wodurch der vorgeformte, auf der Form (14) gehaltene Formkörper verdichtet wird. Wurde die Verdichtungsform (27) bis zu einer vorgegebenen Tiefe in die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) in der Form (14) bewegt, so gelangt der Umfangsabschnitt der oberen Stirnfläche der Form (14) in Anlage mit dem Anschlag (28) und wird durch ihn angehalten, womit jegliche weitere Ausfahrbewegung der Kolbenstange des Zylinders (13) und damit ein weiteres Anheben des Tisches (15) und der Form (14) verhindert werden. Infolgedessen wird der vorgeformte Formkörper in die Form und Grösse des Formkernes (44) als Endprodukt verdichtet.
Anschliessend wird in einer siebten Stufe der Zylinder (13) betätigt, um seine Kolbenstange einzufahren, um die Verdichtungsform (27) und die Form (14) zusammen mit dem Tisch (15) abzusenken. Infolgedessen kommt die Verdichtungsform (27) zur Anlage am Auflagerahmen (24) unter Zwischenschaltung des Befestigungselementes (25), um damit ihre Abwärtsbewegung anzuhalten. Somit wird die Verdichtungsform (27) von der Form (14) getrennt, während der Formkern (44) als Endprodukt in der den Hohlraum bildenden Ausnehmung (18) der Form (14) zurückbleibt. Während der Tisch (15) weiter abgesenkt wird, gelangt die Form (14) zur Auflage auf dem Auflagerahmen (16), so dass der Tisch (15) allein die Abwärtsbewegung fortsetzt.
In einer nachfolgenden Stufe, d.h. einer achten Stufe, wird der Zylinder (17) betätigt, um seine Kolbenstange auszufahren, wodurch die Form (14) in eine Position gerade über der Druckplatte (43) gelangt. Darauf wird in einer neunten Stufe der Zylinder (42) betätigt, um seine Kolbenstange auszufahren, so dass die Druckplatte (43) durch die Öffnung (21) in der Form (14) angehoben wird, so dass die Auswerferplatte (23) in der Form (14) nach oben gedrückt wird. Infolgedessen drücken die Auswerferstifte (22) an der Auswerferplatte (23) den Formkern (44) in die den Hohlraum bildende Ausnehmung (18) der Form (14), wodurch der Formkern (44) ausgeworfen wird.
Anschliessend wird der Formkern von Hand oder mittels eines entsprechenden Werkzeuges entfernt, und die Druckplatte (43) wird abgesenkt, damit die Auswerferstifte (22) zurückgezogen werden. Anschliessend wird in einer zehnten Stufe der Zylinder (17) betätigt, um seine Kolbenstange zurückzuziehen, so dass die Form (14) in die Position gerade über dem Tisch (15) bewegt wird.
Inzwischen wird der Blasbehälter (43) mit einer neuen Partie Grünsand geladen und die Verdichtungsform (27) wird von der Position zwischen der Blasform (36) und der Form (14) mittels des Einziehvorganges des Zylinders (29) wegbewegt.
Die Betriebsfolgen mit den beschriebenen Stufen werden zyklisch wiederholt, so dass Formkerne gleicher Gestaltung und Grösse aufeinanderfolgend aus Grünsand hergestellt werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Verhältnis der Zunahme in der Grösse des Hohlraumes, der zwischen der Form (14) und der Blasform (36) gebildet wird, so gewählt, dass die Beziehung a : a' = b : b gilt. Dies ist jedoch nicht wesentlich und die Erfindung liefert eine erkennbare Wirkung, wenn die Grösse des Formhohlraumes so ausgewählt wird, dass lediglich die Beziehung a' < b' gilt.
Es ist auch anzumerken, dass die Anordnung der Formvertiefung (18a) im Boden der den Hohlraum bildenden Ausnehmung (18) nicht wesentlich ist. In einigen Fällen wird nämlich der Formhohlraum (18a) weggelassen oder an seiner Stelle ist anstatt der Formvertiefung (18a) ein Vorsprung vorhanden.
Es ist ferner für den Fachmann ersichtlich, dass die Blasform (36) und die Verdichtungsform (27) Vorsprünge im ihren Hohlräumen in Einklang mit der Dickenschwankung des Produktes haben können, obgleich bei der beschriebenen Ausführungsform die den Hohlraum bildenden Ausnehmungen eine einfache konkave Form haben.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung klar ersichtlich ist, wird erfindungsgemäss ein Grünsand-Formkern mit Abschnitten unterschiedlicher Dicke erzeugt, indem ein Formhohlraum gebildet wird, dessen Grösse in Vertikalrichtung über die Grösse des Endproduktes, d.h. des Formkenes, hinaus vergrössert wird, indem Grünsand in den Hohlraum geblasen wird, um einen vorgeformten Formkörper zu bilden und der vorgeformte Formkörper in die Endform und -grösse verdichtet wird. Das kritische Merkmal der Erfindung liegt darin, dass der Betrag der Erhöhung der Grösse des Hohlraumes über die Grösse des Formkernes als Endprodukt grösser an dem Abschnitt des Formhohlraumes ist, der dem Dickenteil des Formkernes entspricht, als an dem Abschnitt des Formhohlraumes, der dem dünnen Abschnitt des Formkernes entspricht. Erfindungsgemäss zeigt daher der Formkern als Endprodukt, der durch Verdichten des vorgeformten Formkörpers erhalten wird, eine im wesentlichen gleichförmige Festigkeitsverteilung, ungeachtet jeglicher Dickenänderung.
Es ist ferner anzumerken, dass der Grünsand, der den Dickenabschnitt des vorgeformten Körpers bildet, gut verdichtet ist, so dass die Überführbarkeit besonders in diesem Abschnitt verbessert ist, womit eine hohe Genauigkeit der Abmessungen des Formkernes als Endprodukt gewährleistet wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Formkernes mit Abschnitten unterschiedlicher Dicke aus Grünsand durch Einblasen des Sandes zusammen mit Druckluft in einen Hohlraum zwischen Formen (14, 27, 36) und Verdichten des Sandes, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern aus einer ersten und zweiten Kernhälfte besteht, die gebildet werden, wenn der Formkern längs einer Ebene durchschnitten wird, die erste Kernhälfte einen ersten Aussenumfangsabschnitt und die zweite Kernhälfte einen zweiten Aussenumfangsabschnitt fortlaufend zum ersten Aussenumfangsabschnitt hat, der erste und zweite Aussenumfangsabschnitt dicke und dünne Körperabschnitte bilden, und das Verfahren die Schritte umfasst:

Herstellen einer ersten Form (14), die eine einen ersten Hohlraum bildende Ausnehmung (18) aufweist, die eine Innenwandfläche hat, mittels welcher die erte Aussenumfangsfläche der ersten Kernhälfte gebildet wird;

Herstellen einer zweiten Form (27), die eine einen zweiten Hohlraum bildende Ausnehmung (26) hat, die Tiefen hat, die durch Erhöhung der Höhen der zweiten Aussenumfangsfläche, gemessen ab der Ebene, erhalten werden;

Herstellen einer dritten Form (36), die eine einen dritten Hohlraum bildende Ausnehmung (34) aufweist, die eine Innenfläche hat, mittels der die zweite Aussenumfangsfläche der zweiten Kernhälfte gebildet wird;

Zuordnen der ersten und zweiten Formen zueinander derart, dass die Ausnehmungen, die den ersten und den zweiten Hohlraum bilden, einen Hohlraum zur Aufnahme des Formsandes ergeben, dergestalt, dass der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dicken Abschnittes des erhaltenen Formkernes überschreitet, grösser ist als der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dünnen Abschnittes des fertigen Formkernes überschreitet;

Beschicken von Formsand in den Hohlraum zur Aufnahme des Formsandes unter Druck mittels Druckluft, so dass ein vorgeformter Formkörper gebildet wird, dessen Volumen grösser als jenes des Formkernes ist;

Trennen der zweiten Form von der ersten Form, während der vorgeformte Formkörper von der ersten Form gehalten zurückbleibt; und

Zuordnen der dritten Form zur ersten Form, so dass der vorgeformte Formkörper in seiner Grösse zwecks Bildung des fertigen Formkernes verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Grösse (a oder b) des fertigen Formkernes und dem Betrag (a' + a oder b + b') der den Formhohlraum bildenden Ausnehmung, die zwischen der ersten und zweiten Form gebildet wird, und die Grösse (a, b) des fertigen Produktes überschreitet, gleichmässig ist (a' = b : b').

3. Vorrichtung zur Herstellung eines Formkernes mit Abschnitten unterschiedlicher Dicke aus Grünsand durch Einblasen des Sandes zusammen mit Druckluft in einen zwischen Formen (14, 29, 36) gebildeten Hohleraum und Verdichten des Sandes, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus einer ersten und zweiten Kernhälfte beteht, die gebildet werden, wenn der Formkern längs einer Ebene durchschnitten wird, die erste Kernhälfte einen ersten Aussenumfangsabschnitt und die zweite Kernhäflte einen zweiten Aussenumfangsabschnitt fortlaufend zum ersten Aussenumfangsabschnitt hat, der erste und der zweite Aussenumfangsabschnitt dicke und dünne Körperabschnitte bilden; und die Vorrichtung umfasst:

eine erste Form (14), in der eine erste, einen Hohlraum bildende Ausnehmung (18) gebildet wird, die eine Innenwandfläche aufeist, durch welche der erste Aussenumfangsabschnitt der ersten Kernhälfte gebildet wird;

eine zeite Form (27), in der eine zweite, einen Hohlraum bildende Ausnehmung (26) gebildet ist, die Tiefen hat, die erhalten werden, indem die Höhen der zweiten Aussenumfangsfläche, gemessen ausgehend von der Ebene, erhöht werden, so dass der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dicken Abschnittes des fertigen Formkernes überschreitet, grösser ist als der Betrag, um den die Grösse der den Hohlraum bildenden Ausnehmung die Grösse des dünnen Abschnittes des fertigen Formkernes überschreitet, und die zweite Form der ersten Form so zugeordnet werden kann, um zwischen ihnen einen Hohlraum zur Aufnahme von Formsand zu bilden, in den der Formsand unter Druck zugeführt wird, um einen vorgeformten Formkörper zu bilden, dessen Volumen grösser als jenes des Formkernes ist; und

eine dritte Form (36), in der eine dritte, einen Hohlraum bildende Ausnehmung (34) ausgebildet ist, die eine Innenfläche hat, durch welche die zweite Kernhälfte gebildet wird, und die drite Form der ersten Form zugeordnet werden kann, nachdem die zweite Form von der ersten Form getrennt wurde, so dass der vorgeformte Formkörper durch die dritte Form verdichtet wird, womit der fertige Formkern gebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Form zu einer vorgegebenen Tiefe in die den ersten Hohlraum bildende Ausnehmung der ersten Form eintreten kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Form anhebbar angeordnet ist, während die zweite Form stationär über der ersten Form liegt, und dass die dritte Form horizontal zwischen die erse und zweite Form eintreten kann, wenn die erste Form abgesenkt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Form horizontal zwischen der ersten Position unmittelbar unterhalb der zweiten Form und einer zweiten Position in Horizontalrichtung ausserhalb der zweiten Form hin und her bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch eine Auswerfereinrichtung (22, 23), die in der ersten Form angeordnet ist, und eine aufwärts wirkende Druckeinrichtung (42, 43), die in der zweiten Position angeordnet ist, und die aufwärts wirkende Druckeinrichtung die Auswerfereinrichtung betätigen kann, wenn die erste Form zur zweiten Position bewegt ist.