DE3920889C2 - Formmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine Formmaschine dieser Art ist aus der DE-OS 25 54 414 bekannt. Bei beiden Ausführungsformen dieser Druckschrift ist eine aktive Preßeinrichtung vorgesehen, die einmal aus einem Mehrstempelpreßhaupt und zum anderen aus einer Preßplatte besteht. In beiden Fällen sind die Betätigungseinrichtungen für die aktive Preßein­ richtung an einer gestellfesten Fläche abgestützt und von einem an dieser abdich­ tend anliegenden Gehäusemantel umgeben, der mit der gestellfesten Fläche eine Abdeckhaube bildet. Gegen die Unterseite dieser Abdeckhaube ist mittels einer Modell- und Formkastentrageinrichtung der Formkasten und der Sandfüllrahmen anlegbar, um so eine geschlossene Formkammer zu bilden, in der die Preßeinrichtung axial beweglich abgeordnet ist und die über entsprechende Leitungen mit einer Unterdruckquelle oder einer Überdruckquelle verbunden werden kann. Das Modell- und/oder die Modelltrageinrichtung können Bohrungen aufweisen, die mit der Unter- oder Überdruckquelle bzw. mit der Atmosphäre verbunden werden können.

Eine abgewandelte Formmaschine, die mit einer Druckdifferenz arbeitet, zeigt die DE-PS 28 42 912. Bei dieser sind eine Sandfülleinrichtung und ein Mehr­ stempelpreßhaupt horizontal verfahrbar angeordnet, um wechselweise in Fluchtung mit der Modelltrageinrichtung gebracht werden zu können.

Aus der DE-OS 29 39 409 ist eine Formmaschine bekannt, bei der die Preß­ einrichtung starr mit einer oberen Abdeckung verbunden ist und die Abdeckung aus zwei teleskopartig zusammenwirkenden Teilen besteht, von denen sich der untere Teil unter der Wirkung eines Überdruckes in der Formkammer abdichtend auf die Oberseite des darunter befindlichen Füllrahmens legt. Gleichzeitig beaufschlagt die Druckluft die Abdeckung von unten und drückt diese nach oben gegen einen gestellfesten Anschlag. Zur mechanischen Verdichtung des Form­ sandes wird die Modelltrageinrichtung mit den darauf abgestützten Teilen durch eine unter der Trageinrichtung angeordnete Druckmittelbetätigungseinrichtung nach oben gedrückt, so daß sich die an der Abdeckung befindliche Preßein­ richtung in die im Formkasten befindliche Sandmasse drückt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß auch bei kleineren Einzelformmaschinen auf einfache Weise mit einer Vorverdichtung durch Druckdifferenz und einer mechanischen Nachverdichtung gearbeitet werden kann, und zwar bei geringer Raumbeanspruchung und mit hoher Taktzeit.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Die Preßeinrichtung dieser Formmaschine ist passiv wirksam. Sie kann durch eine feststehende Preßplatte, durch ein feststehendes Druckmittelkissen oder durch ein passives Mehrstempelpreßhaupt gebildet sein. Die Halterungen für die Preßeinrichtung dienen zugleich zur Unterstützung und zur Führung der als Ab­ deckhaube ausgebildeten, axial beweglichen Abdeckung. Diese Abdeckung wird aktiv mittels einer Druckmittelbetätigungseinrichtung in beiden Richtungen beaufschlagt, wobei nach Absenken der Abdeckung der Beaufschlagungsdruck in vorbestimmter Höhe aufrechterhalten wird, so daß einerseits die Abdeckung unter der Wirkung der der Trageinrichtung zugeordneten Druckmittelbetäti­ gungseinrichtung im Maße der mechanischen Verdichtung des Sandes nach oben nachgeben kann, während andererseits in jeder Phase des Formvorganges der Beaufschlagungsdruck auf die Abdeckung ausreicht, um die Formkammer gegen Unterdruck oder Überdruck zuverlässig abzudichten.

Die Abdeckhaube greift mit üblichem Randspiel über die Preßeinrichtung, so daß eine oberhalb der Preßeinrichtung liegende Verbindung zu der Unter- oder Überdruckquelle mit der Formkammer in ausreichender Strömungsverbindung steht, um in der Formkammer den gewünschten Unterdruck oder den gewünschten Überdruck zu erzeugen. Die Modelltrageinrichtung bzw. das Modell selber können mit Bohrungen versehen sein, die über ein Kanalsystem und ggf. über eine Ventileinrichtung mit einer Unter- oder Überdruckquelle bzw. mit der Außenatmosphäre verbunden werden können.

Die Anordnung ist sehr raumsparend auszubilden und liefert doch ausreichenden Freiraum für die Beschickung der Formmaschine. Sie gewährleistet auch bei kleinen Maschinen eine zweistufige Verdichtung, wobei in der ersten Stufe der Sand durch eine Luft- oder Gasdruckdifferenz vorverdichtet wird.

Die Anordnung eignet sich auch vorteilhafterweise für die gleichzeitige Aus­ formung von Ober- und Unterkasten mit einer gemeinsamen Modell- und Formkastentrageinrichtung und einer gemeinsamen Preß-Betätigungseinrichtung. Dabei kann jeder mechanischen Preßeinrichtung eine gesonderte auf- und abbewegbare Abdeckhaube oder den beiden, Ober- und Unterkasten zugeord­ neten Preßeinrichtungen eine gemeinsame Abdeckhaube zugeordnet sein. In diesem Fall kann die Formmaschine auch wahlweise zur gleichzeitigen Ausformung von Unterkasten und Oberkasten oder zur Ausformung nur eines Kastens von entsprechend größerem Format ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die neue Formmaschine in Seitenansicht, teilweise im senkrechten Schnitt und

Fig. 2 die Maschine nach Fig. 1 in einem senkrechten Schnitt, dessen Schnitt­ ebene etwa senkrecht zu der Zeichenebene der Fig. 1 verläuft.

Fig. 3 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Formmaschine zur gleichzeitigen Ausformung von Oberkasten und Unterkasten mit jeweils getrennten heb- und senkbaren Abdeckhauben,

Fig. 4 eine ähnliche Einrichtung wie Fig. 3, jedoch mit einer Oberkasten und Unterkasten zugeordneten gemeinsamen, heb- und senkbaren Abdeckhaube und

Fig. 5 die Abwandlung der Formmaschine nach Fig. 4, bei der mit einer ein­ zigen Abdeckhaube wahlweise Oberkasten und Unterkasten gleichzei­ tig oder ein einziger Formkasten von entsprechend größerem Format ausgeformt werden kann.

Die Formmaschine nach Fig. 1 und 2 ist auf einem Fundament 1 abgestützt, wobei der untere Bereich 1 in eine Fundamentvertiefung ragt. Der Teil 2 gehört zu dem in sich geschlossenen Maschinengestell, an dem nach unten über die Säule 3 der Betätigungszylinder für die mechanische Nachpressung abgestützt ist. Die Betätigungseinrichtung weist mehrere getrennt beaufschlagbare, koaxial angeodnete Kolben 4, 4a auf, von denen der Kolben 4 über Druckübertrager 4b auf den Kolben 4a einwirken kann. Die zusätzlich geschaffene Be­ wegungsmöglichkeit dient dazu, über ein Tragsystem 5, 5a einen Formkasten 17 und einen Sandfüllrahmen 18 in axialer Richtung gegenüber einer das Modell 16 und den Formkasten 17 tragenden Einrichtung 15, 15a zu bewegen, wie dies in Fig. 2 durch unterschiedliche Stellungen der Teile beiderseits der Maschinenachse 37 angedeutet ist.

Die oberen horizontalen Träger 10 des Gestells ragen nach einer Seite über die vertikalen Gestellstützen 8 hinaus und unterstützen eine Rollführung 28, auf der eine Einheit 11, 11a zwischen der in Fig. 2 gezeigten Nichtgebrauchsstellung und einer Fluchtungsstellung mit der Maschinenachse 37 über Druckmittelzylinder 26 verfahren werden kann. Die Einheit 11a weist einen Wagen 11 mit Rollen 24 auf und ist über einen Arm 25 an dem Stößelende des Zylinders 26 angelenkt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich das Chassis des Wagens 11 über eine solche Breite, daß sich das Chassis in der Fluchtungsstellung mit der Maschinenachse 37 unmittelbar an den Trägern 10 des Maschinenrahmens nach oben abstützt. Zu diesem Maschinenrahmen gehören die Teile 2, 6, 7, 8, 9, 10 und 20. In dem Chassis sind mehrere senkrechte Führungssäulen 13 angeordnet, die an ihrem unteren Ende die Preßeinrichtung 12 tragen, die im dargestellten Beispiel als Preßplatte ausgebildet ist. Mit Hilfe entsprechender Schiebedichtungen ist auf den Säulen 13 eine haubenförmige Abdeckung 14 heb- und senkbar geführt. Die Bewegung der Haube 14 erfolgt mit Hilfe eines doppelwirkenden Druckmittelzylinders 30, 31, der in dem Chassis angeordnet ist, und dessen Kolbenstange mit der Haube 14 verbunden ist. Der Druckmittelzylinder ist über entsprechende Druckmittelschläuche oder dgl. mit einer Druckquelle verbunden. Wenigstens eine der Säulen 13 ist mit einer Längsbohrung 35 versehen, deren oberes Ende über einen Schlauch mit einer Unter- oder Überdruckquelle verbunden ist und dessen unteres Ende bei 36 ausmündet.

Die Anordnung ist in üblicher Weise so getroffen, daß die Abdeckung 14 die Preßeinrichtung 12 mit radialem Spiel übergreifen kann, so daß eine freie Strömungsverbindung innerhalb der Formkammer zwischen dem Bereich oberhalb der Preßeinrichtung 12 und dem Bereich unterhalb der Preßeinrichtung vorhan­ den ist.

Nach Einfahren der Modelltrageinrichtung in die Formmaschine können der Formkasten 17 und der Sandfüllrahmen 18 auf die Trageinrichtung mit Hilfe der Hubeinrichtung 5, 5a abgesenkt werden. Darauf wird die gewünschte Sandmenge eingefüllt und die Einheit 11a aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung in Fluch­ tungsstellung mit der Achse 37 der Maschine gefahren. Darauf wird durch Betä­ tigung der Druckmitteleinrichtung 30, 31 die haubenförmige Abdeckung 14 abgesenkt, so daß sich ihre Unterkante abdichtend auf den Füllrahmen 18 senkt und diesen und den Formkasten 17 mit vorbestimmter Kraft abdichtend gegen die Modelltrageinrichtung 15, 15a und 16 drückt. Die Beaufschlagung der Ab­ deckung 14 ist so bemessen, daß sowohl bei der pneumatischen Vorverdichtung als auch bei der mechanischen Nachverdichtung der abdichtende Zusammenhalt der die Formkammer bildenden Teile aufrechterhalten bleibt. Andererseits ist der Beaufschlagungsdruck für die Abdeckung 14 so bemessen, daß die Abdeckung 14 beim mechanischen Nachpressen, d.h. beim Anheben der Modelltrageinrich­ tung durch die Zylinder 4, 4a gegenüber der Preßeinrichtung 12 nach oben ausweichen kann, so daß durch diese Bewegung die die Formkammer bildenden Teile gegenüber der Preßeinrichtung 12 relativ so bewegt werden, daß sich die Preßeinrichtung 12 mit dem gewünschten Druck in die Sandmasse eindrücken kann.

Bei der Formmaschine 40 nach Fig. 3 können ein Unterkasten 52 und ein Ober­ kasten 54 gleichzeitig mit Hilfe der gleichen Preß-Betätigungseinrichtung (nicht gezeigt) ausgeformt werden. Beide Formkästen sind auf einer gemeinsamen Formkastentrageinrichtung 56 abgestützt. Den Formkästen, die unmittelbar nebeneinander auf der Trageinrichtung angeordnet sind, sind jeweils ein Füllrahmen 51 bzw. 53 zugeordnet. Zwischen den Füllrahmen ist ein Zwischen­ stück 55 angeordnet, das die erforderliche gegenseitige Lage der Füllkosten sichert und diese auch zu einer gemeinsamen Bewegungseinheit verbinden kann.

An einem Abstützteil 41 der Formmaschine ist für jeden Formkasten gesondert eine plattenförmige Preßeinrichtung 43 bzw. 50 abgestützt. Die Abstützung erfolgt mit Hilfe unabhängiger Ölzylinder 42a, die über eine Verbindung 42b kommunizierend miteinander verbunden sind. Diese Ölzylinder sind keine aktiven Zylinder, so daß auch bei dieser Ausführungsform die Preßeinrichtungen 43, 50 passive Preßeinrichtungen sind. Die Ölzylinder und kommunizierende Verbindung dieser Ölzylinder dienen dazu, die unterschiedlichen Verdichtungswege für Unterkasten und Oberkasten auszugleichen.

Die Preßeinrichtungen 42, 43 bzw. 50 werden durch Rückholfedern 44 in einer vorbestimmten Ausgangsstellung gehalten.

Jeder Preßeinrichtung 43, 50 ist eine gesonderte auf- und abbewegbare Haube 45 bzw. 47 zugeordnet. Jede Haube ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 über eine Kolbenverbindung 48, 49 an dem gestellfesten Stützteil 41 abgestützt, so daß die Haube unter dem Druck und der Bewegung der Betätigungseinrichtung, die der Betätigungseinrichtung 4 nach Fig. 1 und 2 entspricht, unter Aufrechterhaltung der Dichtung nachgeben kann.

Auf diese Weise lassen sich bei jedem Arbeitstakt Oberkasten und Unterkasten auch bei unterschiedlicher Höhe oder Volumina der Modelle mit gleicher Ver­ dichtung des Sandes ausformen.

Die gleiche Wirkung kann auch nach Fig. 4 erreicht werden, wenn man den beiden Preßeinrichtungen 62, 63 für Oberkasten und Unterkasten eine gemein­ same Abdeckhaube 64 zuordnet, die mit beiden Füllrahmen 66, 68 abdichtend zusammenwirken kann. Die kommunizierende Verbindung der passiven Preßein­ richtungen 61, 62 bzw. 63 erfolgt in der gleichen Weise wie in der Ausführung nach Fig. 3. Die Abdeckhaube 64 ist durch entsprechende Kolbenzylinderein­ richtungen 65 auf- und abhebbar unterstützt, wie dies im einzelnen anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist.

Die Formeinrichtung 60 nach Fig. 4 kann auch in der Form der Formeinrichtung 70 nach Fig. 5 wahlweise eingesetzt werden. So ist hier der gleichen Abdeckhaube 73 eine einzige große Preßeinrichtung 71 zugeordnet, die über einen gemeinsamen Füllrahmen 75 mit einem den Gesamtabmessungen der Unterkästen und Oberkästen nach Fig. 4 entsprechenden großen Formkasten 76 zusammenwirken. Der Abdeckhaube 73 sind die Stößel/Zylindereinrichtungen 74 und der Preßeinrichtung 71 die Abstützstößel 72 zugeordnet. Auch hier sind Anordnung und Wirkungsweise denen der Fig. 1 und 2 entsprechend.

Statt die Hauben- und Preßeinrichtungen an einem verfahrbaren Wagen anzu­ ordnen, können diese auch am Ende eines um eine lotrechte Achse am Maschinen­ rahmen ausschwenkbar angeordneten Abstützarm an­ geordnet sein, wie dies von kleinen Preßmaschinen her allgemein bekannt ist.

Claims (10)

1. Formmaschine mit einer ein Modell und einen Formkasten unterstützenden Trageinrichtung, einem Füllrahmen und einer haubenförmigen Abdeckung, die zur Bildung einer nach außen dichten, mit einer Unter- oder Überdruckquelle verbindbaren Formkammer in axialer Richtung zusammendrückbar sind, und mit einer in der Formkammer relativ zu der Trageinrichtung und der Abdeckung axial bewegbaren mechanischen Preßeinrichtung und einer den Preßdruck aufbringenden Betätigungseinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mechanische Preßeinrichtung nach Art einer passiv wirksamen Preßeinrichtung (12) in axialer Richtung gestellfest abstützbar ist, die Abdeckhaube (14) über eine Druckmittelbetätigungseinrichtung (30, 31) mit einem vorbestimmten, in jeder Phase des Formvorganges zur Abdichtung der Formkammer ausreichenden Druck in Richtung nach unten so beaufschlagbar ist, daß die Abdeckhaube (14) im Maße der mechanischen Verdichtung des Sandes nach oben nachgebbar abgestützt ist, während die Betätigungsein­ richtung (4, 4a) für die Relativbewegung der Preßeinrichtung (12) der Trageinrichtung (15) zugeordnet und unter dieser gestellfest angeordnet ist.

2. Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtung (12) mittels Säulen (13) an einem horizontal verfahrbaren Wagen oder einem um eine lotrechte Achse ausschwenkbaren Tragarm (11) abgestützt und die Abdeckhaube (14) auf den Säulen abgedichtet verschiebbar und mit dem Kolben (31) der an dem Wagen (11) oder Tragarm abgestützten Druckmittelbetä­ tigungseinrichtung (30, 31) verbunden ist.

3. Formmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Führungssäulen (13) als hohle Verbindung zwischen der Unter- oder Überdruckquelle und einer in der Formkammer mündenden Öffnung (13a) ausgebildet ist.

4. Formmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wagenchassis (11) in der Fluchtungsstellung der Abdeckung (14) der Trageinrichtung (15) unmittelbar an Rahmenteilen (10) des Maschinengestells nach oben abgestützt ist.

5. Formmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als Zwillingsmaschine zur gleichzeitigen Ausformung von Ober- und Unterkasten mittels einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung (4, 4a) ausgebildet ist.

6. Formmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für Unter- und Oberkästen (52, 54) jeweils eine gesonderte Preßeinrichtung (43, 50) und eine gesonderte Abdeckhaube (45, 47) vorgesehen sind, wobei die passiven Preßeinrichtungen (43, 50) unter der Wirkung der Betätigungseinrichtungen (4, 4a) nachgiebig abgestützt sind.

7. Formmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Preßeinrichtungen (43, 50) über einen Ölzylinder abgestützt ist und die beiden Ölzylinder kommunizierend verbunden sind.

8. Formmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formmaschine zur wahlweisen gleichzeitigen Aus­ formung von Ober- und Unterkasten oder zur Ausformung eines einzigen größeren Formkasten (76) ausgebildet ist.

9. Formmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Preßeinrichtungen (62, 63) eine gemeinsame, heb- und senkbare Abdeckhaube (64) zugeordnet ist, die wahlweise mit dem Füllrahmen (75) des großen Formkastens (76) oder den beiden Füllrahmen (66, 68) von Ober- und Unterkasten gleichzeitig abdichtend in Kontakt bringbar ist.

10. Formmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Trageinrichtung und der Abdeckhaube einklemmbares Zwischenstück (55 bzw. 67) zwischen Unter- und Oberkasten einsetzbar ist.