DE3801497C2

DE3801497C2 - Schießkopf für eine Saug-Preß-Formmaschine und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE3801497C2
Application number: DE3801497A
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl-Ing Buehler
Original assignee: Eisengieserei Buehler 89349 Burtenbach De GmbH; BUEHLER EISENGIESEREI GmbH
Current assignee: Eisengiesserei Buehler 89349 Burtenbach De GmbH
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2008-01-21
Also published as: DE3801497A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung sind Saug-Preß- Formmaschinen zur Herstellung von Sandballen-Gieß formen, bei denen der Formsand mittels eines ruckartig wirksam werdenden Vakuums in einen Formraum ein geschossen und mechanisch nachgepreßt wird.

Aus den deutschen Patentschriften 28 44 464, 34 37 702 und 35 07 179 sind Formverfahren und Saug- Preß-Formmaschinen zur Herstellung von Sandballen- Gießformen bekannt, bei denen die zu einer Gießform gehörenden Ober- und Unterballen entweder gleichzei tig oder im Wechsel nacheinander geformt werden. Die se Formmaschinen sind besonders geeignet zum Abfor men von Modellen mit tiefen Sandtaschen. Der Form sand, der durch die Reibung an langen lotrechten Mo dellwänden kinetische Energie verliert, kann nämlich durch einen impulsartig aufgeblasenen Druckluftstrom auch in den Modelltaschen auf die erforderliche Form härte nachverdichtet werden, bevor die Formrückseite mechanisch plangepreßt wird.

Wegen der Möglichkeit der Luftstrom-Nachverdich tung müssen bei diesen Formmaschinen der bzw. die Schießköpfe gegenüber dem Formrahmen aber sowohl gegen Unterdruck als auch gegen den wesentlich höhe ren Oberdruck abgedichtet werden, und der Formsand- Einschießschlitz, bzw. der Schießrost müssen druckdicht verschließbar sein. Das bedingt nicht unwesentliche Bau- und Wartungskosten. Häufig stehen aber Modelle an, die keine oder nur einzelne Taschen haben, in denen auch eine örtliche mechanische Nachverdichtung des Formsandes ausreichen würde. In solchen Fällen wür den die universellen Verdichtungsmöglichkeiten der vorerwähnten Formmaschinen nicht ausgenützt und diese wären nicht wirtschaftlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schießkopf für eine Saug-Preß-Formmaschine sowie ein zugehöriges Betriebsverfahren zu schaffen, der, bzw. das bei niedrigen Bau- und Wartungskosten die Mög lichkeit bietet, den nach dem Saug-Prinzip in den Form raum eingeschossenen und dabei bereits vorverdichte ten Formsand im Bedarfsfall an einzelnen Stellen me chanisch höher zu verdichten, bevor die Formrücksei te von der Druckplatte des Schießkopfes großflächig plangepreßt wird. Dabei soll die Möglichkeit geschaffen werden, durch wahlweise Einstellung oder Beeinflus sung der Flugrichtung des Formsandes beim Einschie ßen in den Formraum schon eine weitgehend gleichmä ßige Vorverdichtung bei größtmöglicher Schonung des Modells zu erzielen, um die durch das mechanische Nachpressen verursachten Scherspannungen im Sand ballen klein zu halten. Der Schießkopf soll alternativ anstelle der bisherigen, mit Luftstrom-Nachverdich tungs-Einrichtung ausgerüsteten Schießköpfe einge setzt und angeboten werden können, so daß auch be reits ausgelieferte Formmaschinen ohne größeren Auf wand nachgerüstet werden können.

Diese Aufgabe wird - ausgehend von dem aus der DE-PS 35 07 179 bekannten Schießkopf - durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Bauweise gelöst. Dadurch kann der Formsand lokal nachgepreßt werden, so daß auch eventuelle Lockerstellen in einer Tasche im Modell mitverdichtet werden können. Zweckmäßige Ausgestal tungen des erfindungsgemäßen Schießkopfes sind in den Ansprüchen 2 bis 28 gekennzeichnet. Sie dienen je nach den gegebenen Verhältnissen wie der Gestalt und Größe der Ballens und des darin abgeformten Modells, der Sandformbarkeit etc. der Erzielung einer möglichst gleichmäßigen pneumatischen Verdichtung beim Ein schuß, um die anschließend mechanische Sandverfor mung gering zu halten. In den Ansprüchen 29 bis 37 sind erfindungsgemäße Betriebsverfahren gekennzeichnet.

So ermöglicht die Ausführungsform nach den An sprüchen 1 bis 5 den Betrieb des Schießkopfes im Nor malfall, also dann, wenn die Verdichtung durch den Saug-Impuls allein ausreichend ist, weil das Modell flach ist und keine tiefen Taschen hat, mit ebener Druckflä che.

Die Ausbildung und Anordnung der Einschießöffnun gen nach den Ansprüchen 6 bis 19 ermöglicht - ggf. in Verbindung mit einem teilweisen Ausfahren einzelner Preßstempel der in den Ansprüchen 14 bis 25 gekenn zeichneten Preßeinrichtungen vor dem Schuß im Sinne der Verfahrensansprüche 29-32, eine weitgehend gleichmäßige und homogene Füllung des Formraumes und mechanische Nachverdichtung des Sandes. Wäh rend bei Gießformen mit kleiner Ballenfläche F und üblicher Ballenhöhe H eine zentrale runde Einschießöff nung meistens ausreicht, würde mit steigendem F/H- Verhältnis der Flugweg des Sandes zu den Bereichen an der Formwand aber zu weit. Der Sand, der womöglich bereits durch Auftreffen auf Modellteile und Ablenkung aus seiner ursprünglichen Einschießrichtung kinetische Energie verloren hat, würde in den äußeren Bereichen der Formballen nicht mehr ausreichend dicht abgela gert, und beim Nachpressen könnten unerwünscht hohe Scherspannungen entstehen.

Die Anordnung der in den Ansprüchen 26 bis 28 ge kennzeichneten Leiste an der Druckplatte schafft bei gleichzeitiger Nachverdichtung der erfahrungsgemäß weichsten Ballenbereiche eine Rinne für das besonders beim Angießen mit frischer Pfanne oft überlaufende Ei sen und verhütet dessen Herablaufen in den Rollengang.

Die Erfindung ist anhand von Skizzen beispielhaft erläutert. Dabei zeigen im Prinzip

Fig. 1 eine teilweise entlang der Linie A-A in Fig. 2 geschnittene Darstellung eines Schießkopfes mit ein zeln betätigten Preßstempeln in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Druckseite des Schieß kopfes nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schießkopf mit mehreren von einem ge meinsamen Hydraulikzylinder angetriebenen abgefe derten Preßstempeln in Seitenansicht,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Druckseite des Schieß kopfes nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Druckseite eines Schießkopfes mit kreuzschlitzförmiger Einschießöff nung,

Fig. 6 einen Schießkopf mit zwei parallelen schlitzför migen Einschießöffnungen in Seitenansicht, und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Druckseite des Schieß kopfes nach Fig. 6.

Der in Fig. 1 teilweise geschnitten dargestellte Schießkopf ist geeignet zum Einsatz in der aus der DE-PS 34 37 702 bekannten Saug-Preß-Formmaschine der Baureihe FORMATIK VI, in der die Ober- und Unter ballen einer Gießform im Wechsel geformt werden. Er besitzt statt eines verschließbaren Schießrostes eine ka stenförmige Preßplatte 1, die hauptsächlich aus einem Gehäusekörper 2 und einer mit diesem verschraubten Druckplatte 3 besteht.

Der Gehäusekörper 2 ist zweckmäßig an der dem Formraum abgekehrten, also der Rückseite, mittels Rip pen 4 versteift und enthält einen Einsatz 5, in dem die Einschießöffnung 6 ausgebildet ist. Die Weite der Ein schießöffnung und deren Gestalt ist durch eine Blende 7 an die jeweiligen Formverhältnisse anpaßbar.

Der Gehäusekörper 2 enthält weiterhin Schächte 8, in die hydraulische oder pneumatische Preßeinrichtungen eingesetzt werden können. Im dargestellten Fall beste hen die Preßeinrichtungen aus auf die Rückseite des Gehäuses 2 geschraubten Hydraulik-Doppelzylindern 9, an deren in den Schacht 8 ragenden Kolbenstangen jeweils ein zylindrischer Preßstempel 10 fixiert ist, der in einer in den Schacht des Gehäuses eingesetzten Flanschbüchse 11 gleiten kann. Die Konturen des Preß stempels und der zugehörigen Büchse können aber auch der Modellkontur angepaßt sein. Ebenso können Innen zylinder eingesetzt werden.

Gehäusekörper 2 und Druckplatte 3 umschließen weiter eine Luftkammer 12, die über mit Sandfilter ab gedichtete Luftdurchtrittsöffnungen mit dem Form raum und über Vakuumleitungen 14 und eine nicht dar gestellte Ventileinrichtung mit einem Vakuumkessel in Verbindung steht. Auch jeder der Hydraulik-Doppelzy linder 9 ist mit einer nicht dargestellten Ventileinrich tung versehen, die über eine Steuer- und Regeleinrich tung mit der Ventileinrichtung der Vakuumleitungen 14 verbunden ist. In Fig. 1 sind weiter Halter 15 für den Formrahmen samt zugehörigen Stellzylindern, sowie ein Formsandbunker 17 und die Maschinensäulen 18 angedeutet.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Druckplatte 3 mit asymmetrischer Anordnung der Schächte 8 zu beiden Seiten einer schlitzförmigen Einschießöffnung 6, sowie einigen Luftdurchtrittsöffnungen 13. Anordnung und Anzahl der Schächte und Luftdurchtrittsöffnungen rich ten sich nach den betrieblichen Erfordernissen und kön nen variieren. Auch brauchen nicht alle Schächte mit Preßeinrichtungen bestückt zu sein. Die nicht benötig ten Schächte werden dann einfach mit Blindflanschen verschlossen.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Schießkopf in Seitenansicht und Draufsicht dargestellt, der mit abgefederten Preß stempeln ausgerüstet ist. Im dargestellten Fall sind da bei mehrere becherförmige Preßstempel 10 über Fe dern 21 und Druckstangen 20 mit einer Traverse 19 verbunden, die von einem Hydraulik-Doppelzylinder 9 lotrecht verstellt wird. Die Preßstempel 10 können un terschiedlich lang sein oder an ihrer unteren Preßfläche ein Gewinde zum Anschrauben speziell geformter Preßschuhe haben. Diese Ausführungsform ergibt trotz verminderter Zahl der Hydraulikzylinder noch eine aus reichend gleichmäßige Nachverdichtung des Formsan des.

Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf einen Schießkopf mit kreuzschlitzförmiger Einschießöffnung 6, der für groß flächigere Ballenformen geeignet ist.

Die Schächte 8 für die Preßeinrichtungen 9, 10, und die Luftdurchtrittsöffnungen 13 sind hier um die Arme des Kreuzes herum angeordnet. Das Zentrum des Kreu zes kann im Bedarfsfall auch durch eine Blende 7 abge deckt sein, wenn beispielsweise das Modell vor dem direkten Aufprall des einschießenden Formsandes be wahrt werden soll. An der Druckplatte 3 ist in unmittel barer Nähe des Schießkopfrandes eine Leiste 22 befe stigt sein, die beim Pressen eine Rinne in der Ballenrück seite hinterläßt.

Der in den Fig. 6 und 7 dargestellte Schießkopf hat zwei parallele schlitzförmige Einschießöffnungen und ist ebenfalls für größere Formen mit großem F:H-Ver hältnis bestimmt. Er ist ebenfalls mit abgefederten Preß vorrichtungen ausgerüstet, wobei hier allerdings die Traverse 19 nicht fest mit dem Kolben des Zylinders 9 verbunden, sondern von diesem nur mit Druck beauf schlagbar ist. Die plattenförmig ausgebildete Traverse 9 liegt vielmehr auf (nicht dargestellten) Druckfedern auf, die sie nach Druckentlastung zurückstellen.

Zur Herstellung eines Formballens mittels des erfin dungsgemäßen Schießkopfes wird, nachdem ggf. einige Preßstempel um ein empirisch ermitteltes Stück ausge fahren sind, durch schlagartiges Absaugen der Luft aus dem Formraum durch die Luftdurchtrittsöffnungen 13, Luftkammer 12 und Vakuumleitung 14 Formsand aus dem Sandbunker 17 in den nicht dargestellten Form raum eingeschossen, der beim Aufprall auf die Modell einrichtung verdichtet wird. Noch während das Vakuum steht wird der Formsand sodann an den Stellen, die sich bei der Herstellung einer Probeform als nicht ausrei chend hart erwiesen haben, durch Niederfahren des bzw. der Preßstempel 10 nachverdichtet. Dann wird das Vakuum abgeschaltet und die Preßstempel werden hochgefahren. Die zurückbleibende Vertiefung im Formballen kann nun, was bei Unterballen in der Regel erforderlich ist, durch einen zweiten Vakuum-Schuß bei eingezogenen Preßstempeln mit Formsand aufgefüllt werden, bevor der Ballen unter Vakuum zwischen Mo dell- und Druckplatte beidseitig gepreßt wird und dann fertig zum Zurichten ist.

Die einmal als günstig ermittelten Betriebswerte wer den für Unter- und Oberballen getrennt ermittelt und gespeichert und stehen dann für weitere Abformungen immer wieder zur Verfügung.

Der hier als Beispiel für eine alternierend arbeitende Saug-Preß-Formmaschine beschriebene Schießkopf kann natürlich mit im Rahmen der Patentansprüche lie genden Abwandlungen auch bei solchen Saug-Preß- Formmaschinen eingesetzt werden, bei denen die eine Form bildenden Ober- und Unterballen gleichzeitig her gestellt werden.

Bezugszeichenliste

1 Preßplatte
2 Gehäusekörper
3 Druckplatte
4 Rippen
5 Einsatz
6 Einschießöffnung
7 Blende
8 Schacht
9 Hydraulik-Doppelzylinder
10 Preßstempel
11 Flanschbüchse
12 Luftkammer
13 Luftdurchtrittsöffnung
14 Vakuum-Leitung
15 Halter
16 Stellzylinder
17 Sandbunker
18 Maschinensäule
19 Traverse
20 Druckstange
21 Feder
22 Leiste

Claims

1. Schießkopf für eine Saug-Preß-Formmaschine, bestehend aus einem in einen Formrahmen ein tauchbaren Kasten, dessen Innenraum eine Luft kammer bildet, die durch mit Sandfiltern abgedich tete Luftdurchtrittsöffnungen mit dem Formraum in Verbindung steht und an eine Vakuum-Luftlei tung angeschlossen ist, und mit mindestens einer, vorzugsweise in der Kastenmitte angeordneten Einschießöffnung für Formsand, dadurch gekenn zeichnet, daß seitlich neben der in einem Einsatz (5) unverschließbar ausgebildeten Einschießöff nung (6) Schächte (8) für darin einsetzbare Preß vorrichtungen (9, 10) vorgesehen sind.

2. Schießkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die dem Formraum zugekehrte Seite des Kastens aus einer mit Luftdurchtrittsöffnungen (13) und verschließbaren Öffnungen für die Preß vorrichtungen (9, 10) versehenen Druckplatte (3) besteht, die mit einem mittels Rippen (4) versteiften Gehäuse (2) verbunden ist, das die Schächte (8) für die Preßstempel enthält.

3. Schießkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schächte (8) seitlich sym metrisch neben der Einschießöffnung (6) angeord net sind.

4. Schießkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schächte (8) seitlich asym metrisch neben der Einschießöffnung (6) angeord net sind.

5. Schießkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschießöffnung (6) rund ist und die Schächte (8) um diese Einschießöffnung herum angeordnet sind.

6. Schießkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschießöffnung (6) kreuzschlitzförmig ist und die Schächte (8) um die Arme des Kreuzes herum angeordnet sind.

7. Schießkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschießöffnung (6) aus einem oder mehreren parallelen Schlitzen besteht und die Schächte (8) zumindest zwischen den äuße ren Schlitzen und der Formrahmenwand angeord net sind.

8. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (5) zur Veränderung der Einschieß öffnung (6) mit einer auswechselbaren Blende (7) ausgerüstet ist.

9. Schießkopf nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Blende (7) die Einschießöffnung (6) teilweise einengt oder verdeckt.

10. Schießkopf nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (7) das Zentrum der kreuzschlitzförmigen Einschießöffnung (6) ver deckt.

11. Schießkopf nach einem oder mehreren der An sprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (7) im Bereich der Einschießöffnung (6) pro filierten Querschnitt hat.

12. Schießkopf nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einschießöffnung (6) mit der Blen de (7) eine Düse mit lotrechter Einschießachse bil det.

13. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschießöffnung (6) als Düse mit von der Lotrechten abweichenden Einschießachse gestaltet ist.

14. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßvorrichtungen (9, 10) aus hydrauli schen Druckzylindern (9) mit konischen oder zylin drischen Preßstempeln (10) bestehen.

15. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Preßvorrichtung aus einem Hydraulikzy linder (9) und einem mit dessen Kolbenstange fest verbundenen Preßstempel (10) besteht.

16. Schießkopf nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die Preßstempel (10) aus abgefeder ten Bechern bestehen.

17. Schießkopf nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß jeder Becher eine Feder (21) enthält, die den von einem im Becher geführten Druckstück ausgehenden Druck auf seinen Boden überträgt.

18. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Preßstempel (10) über einen Kraft überträger, insb. eine Traverse (19) mit der Kolben stange eines Hydraulikzylinders (9) verbunden sind.

19. Schießkopf nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Traverse (19) auf Druckfedern gelagert und auf der Gegenseite mit Druckkraft beaufschlagbar ist.

20. Schießkopf nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstempel (10) in ihrer Länge veränderbar sind.

21. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstempel (10) mit verschiedenartig ge formten und/oder verschieden großen Preßschu hen ausrüstbar sind.

22. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (9) als Hydraulik-Dop pelzylinder ausgebildet sind, die sowohl Druck- als auch Zugkräfte auf die Preßstempel (10) aufbringen können.

23. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Preßeinrichtungen (9) an eine gemein same Druckmittel-Einrichtung angeschlossen sind, die zentral gesteuert wird.

24. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Preßeinrichtung (9) eine eigene Druck mittel-Ventileinrichtung zugeordnet ist, die eigen ständig ansteuerbar ist.

25. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Schächte (8) mit Preß einrichtungen (9, 10) bestückt sind, wobei nicht da mit bestückte Schächte durch einen Blindflansch verschlossen sind.

26. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Formraum zugekehrten Fläche der Druckplatte (3) in unmittelbarer Nähe des Randes mindestens eine vorstehende Leiste (22) zum Ein formen oder Eindrücken einer Vertiefung in die Oberfläche des Formballens vorgesehen ist.

27. Schießkopf nach Anspruch 26, dadurch gekenn zeichnet, daß Leisten (22) mit halbrundem, halbel liptischem oder polygonalem Querschnitt in Rah menform an der Druckplatte (3) angeordnet sind.

28. Schießkopf nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen Gehäusekörper (2) und Druckplatte (3) mit einer halbrunden oder tra pezförmigen Leiste (22) abgedeckt ist.

29. Verfahren zum Betrieb einer Saug-Preß-Form maschine mit einem Schießkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstempel vor dem er sten Schuß in vorbestimmter Höhe ausgefahren werden, und daß sie nach dem Schuß in die gemein same Höhe mit den übrigen Stempeln und der Druckplatte zurückgezogen werden und dann ge meinsam mit diesen den Formballen pressen.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flugrichtung des in den Form raum einschießenden Sandes von der Lotrechten abgelenkt wird.

31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstempel nach dem er sten Schuß zeitgleich oder zeitlich versetzt mit der normalen Preßeinheit ausgefahren werden und da bei die Form pressen.

32. Verfahren nach einem oder mehreren der An sprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß ein zelne Preßstempel mit größerer Länge als der der übrigen verwendet werden.

33. Verfahren nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekenn zeichnet, daß der von den Preßstempeln im Form ballen hinterlassene Hohlraum vor dem Planpres sen der Ballenrückseite mittels der Druckplatte (3) durch einen zweiten Unterdruck-Schluß mit Form sand ausgefüllt wird.

34. Verfahren nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekenn zeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Randes zumindest der Oberballen einer Vertiefung einge preßt wird, die beim Abgießen anfallendes Über laufeisen aufnimmt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vertiefung in Form einer umlau fenden Rinne eingepreßt wird.

36. Verfahren nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekenn zeichnet, daß bei dem zweiten Unterdruck-Schuß nach Anspruch 33 der Bereich der Rinne entweder ausgespart wird, oder daß die Rinne danach erneut in den Oberballen eingepreßt wird.

37. Verfahren nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekenn zeichnet, daß in den Oberballen der Gießform ein Gießtrichter oder Gießtümpel eingepreßt wird.