DE526043C - Pressformmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Preßformmaschinen, bei welchen das Formgut (Sand) durch die Wirkung eines direkt ausgeübten Druckes verfestigt wird, zum Unterschied von Rüttelmaschinen, bei welchen der Druck durch die plötzliche Verzögerung des bewegten Sandes zustande kommt. Formmaschinen der ersteren Art werden hauptsächlich hydraulisch oder pneumatisch angetrieben, was eine entsprechende Anlage zur Erzeugung des hydraulischen oder pneumatischen Druckes voraussetzt, deren Betrieb bekanntlich eine Reihe von Schwierigkeiten mit sich bringt.

Erfolgt dagegen die Kraftübertragung auf die Formmaschine in direkter Weise auf elektrischem Wege, ohne daß irgendwelche vorhergehende Umformung der Energie, sei es innerhalb oder außerhalb der Maschine erforderlich ist, dann werden die obenerwähnten Nachteile, welche z. B. von dem Verschleiß der Packung oder anderer Teile und aus der Einwirkung der Temperatur auf das Druckmedium herrühren, vermieden.

Es wurde bereits vorgeschlagen, dieses Ergebnis durch Verwendung von elektromagnetischen Hilfsmitteln zur Ausübung des Drukkes zu erreichen. Derartige Hilfsmittel sind, obwohl für Rüttelmaschinen geeignet, nicht ohne weiteres zur Betätigung der Preßvorrichtung von Formmaschinen brauchbar.

Bei Formmaschinen mit hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Preßvorrichtungen steht die Bewegungsgeschwindigkeit sowohl in Richtung des Arbeitshubes als auch des Leerhubes ständig unter Kontrolle durch passendes Einstellen oder geeignete Abmessungen des Ventils bzw. der Rohrleitung, welche das Druckmedium dem Arbeitszylinder zuführt. Ein derartiges Kontrollverfahren ist bei elektromagnetisch betätigten Preßvorrichtungen nicht möglich, und der Weg, welcher zufolge Änderungen der elektromagnetisch ausgeübten Kraft bei fortschreitendem Hub zurückgelegt wird, ist wesentlich verschieden von jenem durch statischen Widerstand bedingten, zufolge des Gewichtes und des beim Formen auftretenden Sanddruckes. Es sind ferner augenscheinliche Unterschiede bei diesen beiden Arbeitsmöglichkeiten während des Leerhubes vorhanden. Die Erregung muß auf einen Wert eingestellt werden, welcher dem Maximaldruck entspricht, der am Ende des Arbeitshubes erwünscht ist, und die Erregung erreicht diesen Wert sehr rasch nach Stromschluß.

Erfindungsgemäß werden die angegebenen Nachteile dadurch vermieden, daß die Hub- und Senkgeschwindigkeit des den Formkasten gegen den Preßkopf drückenden Stempels durch eine die Bewegung dämpfende Flüssig- 6p

keitsreibungsbremse geregelt wird. Vorteilhaft wird der Preßstempel durch mehrere untereinanderliegende Elektromagnete mit Ankerluftspalten verschiedener Breite angetrieben, deren Anker mit dem Stempel derart gekuppelt sind, daß die Anker mit breitestem Luftspalt die Aufwärtsbewegung des Preßstempels fortsetzen, nachdem die Anker mit dem schmaleren Luftspalt ihre Höchstlage ίο erreicht haben.

Die besondere Anordnung gemäß der Erfindung hängt natürlich von der Art der Formmaschine und den Arbeitsstoffen ab. Im allgemeinen wird die Verbindung zwisehen dem festen Teil der Formmaschine und dem stationären Teil des Solenoids oder Elektromagneten und die Verbindung zwischen dem Preßstempel und dem beweglichen Teil des Solenoids oder Elektromagneten so unmittelbar als möglich hergestellt.

Diese Teile sind zusammen mit der Bremsvorrichtung in einer einzigen Maschine in solcher Weise vereinigt, daß die relativen Bewegungen der Teile vollständig bestimmt sind. Dies hat zur Folge, daß die Ebene des Preßkopfes und die Ebene des Preßstempels stets parallel zueinander verbleiben, so daß die erforderliche Gleichmäßigkeit der Zusammenpressung des Sandes über die ganze Form erzielt wird.

Im nachstehenden soll eine Preßformmaschine gemäß der Erfindung erläutert werden, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.

Abb. ι stellt eine Seitenansicht einer Preßformmaschine gemäß der Erfindung dar.

Abb. 2 zeigt einen senkrechten Teilschnitt in einer zur Ebene der Abb. 1 senkrechten Ebene durch die Hauptteile der Maschine. Abb. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine andere Ausbildungsform der Elektromagneteinrichtung.

Abb. 4 stellt eine Seitenansicht einer anderen Ausbildungsform der Maschine dar. Die Formmaschine besteht in der Hauptsache aus einer Grundplatte 1, einem senkrechten Rahmen 2, welcher als Säule dargestellt ist, und einem Schwingarm 3, welcher sich vom oberen Ende der Säule 2 in waagerechter Richtung erstreckt. Der Rahmen dient zur Lagerung des dem Druck widerstehenden Gliedes. Letzteres ist als Preßkopf 4 ausgebildet, der im Arm 3 einstellbar gelagert ist und aus seiner Arbeitsstellung durch Bewegung dieses Armes zur Seite geschwungen werden kann. Die Einstellung des Kopfes 4 wird durch Verschiebung der Schraubenspindel 5 im Sockel 6 des Armes 3 bewerkstelligt, wobei die Einstellage mit Hilfe der Schraubenmutter 7 fixiert wird. Die Grundplatte 1 trägt den Hauptelektromagneten oder das Solenoid beispielsweise durch Vermittlung des Gehäuses 8, welches zur Lagerung und Führung des Preßstempels 9 dient. Der Arm 3 wird durch die Zugstange 10 zum Teil gestützt und in seiner Lage gehalten, deren unteres Ende einen seitlichen Vorsprung 11 aufweist, welcher von unten gegen ein Paar Nasen 12 des Gehäuses 8 anliegt. Wenn die Maschine nicht unter Druck steht, kann die Zugstange 10 ausgeschwungen und dann der Arm 3 zusammen mit dem Preßkopf 4 in waagerechter Richtung bewegt werden.

Zunächst soll die elektromagnetische Einrichtung beschrieben werden. Die besondere Art dieser Einrichtung hängt in gewissem Grade von der zu leistenden Arbeit ab. Wenn die Formmaschine eine einzige Bewegung mit mäßig langem Hub wiederholen soll, eignet So sich eine Anordnung, bei welcher ein Elektromagnet mit einem festen Teil 8 in der Grundplatte der Maschine befestigt ist, während der bewegliche Teil direkt auf .die Preßplatte 9 einwirkt. Eine solche Anordnung ist in Abb. 2 veranschaulicht, nach welcher die Elektromagnetwieklung 13 im Gehäuse 8 untergebracht ist, welches ebenfalls einen Teil des magnetischen Kreises bildet. Letzterer umfaßt den zentralen Kern 14 und den Scheibenanker 15. Die Wicklung 13 ist unten durch eine Platte 16 aus Messing oder einem andern nicht magnetischen Material bedeckt. Der Anker 15 ist auf der Spindel 17 gelagert, welche vorzugsweise aus nicht magnetischem Material besteht. Die Spindel ist oben mit der Säule 18 verbunden, welche den Preßstempel 9 trägt. Diese Säule ist im Zylinder 19 durch Keile geführt und trägt im oberen Ende eine Mutter 20, welche die Lage des Stempels 9 und des Ankers 15 am unteren Hubende bestimmt.

Wenn ein längerer Hub erforderlich ist, kann die Solenoidform benutzt werden. In manchen Fällen kann die Ausführung derart sein, daß während des ersten Teiles des Hubes die Vorrichtung hauptsächlich als Solenoid wirkt, durch Anziehung eines Kernes in die Spule, während nahe dem Ende dieses Hubes ein zusätzlicher Druck durch die direkte Anziehung eines Ankers erzielt werden kann, welcher zusammen mit dem Kern sich bewegt, so daß im letzten Abschnitt der Bewegung der Anker einen Luftspalt im Eisen des magnetischen Kernes nahezu oder vollkommen schließt.

Eine Solenoidanordnung ist im unteren Teil der Abb. 1 und 2 dargestellt, wo sie dazu dient, die Abstreifvorrichtung anzutreiben. Bei der im unteren Teil der Abb. 1 und 2 darestellten Anordnung ist die Erregerwicklung in einem Gehäuse 22 untergebracht, wel-

dies auch einen Teil des magnetischen Kreises bildet. Letzterer umfaßt den feststehenden Kern 23 und den beweglichen Kern 24. Der Kern 24 ist an dem Kreuzarm 25 befestigt, mit welchem die nach oben gerichteten Seitenstangen 26 verbunden sind, deren Wirkung weiter unten beschrieben wird. Um die Wirkungen des Solenoids und des Elektromagneten zu kombinieren, kann der Querarm 25 durch eine Eisen- oder Stahlscheibe ersetzt werden, und das Eisen des unteren Teiles 27 des Gehäuses für die Spule 21 kann weggeschnitten und durch ein nicht magnetisches Material ersetzt sein. Eine solche Anordnung ist nicht bei einem Abstreifmagneten vorteilhaft, wohl aber bei einem Druckübertragungsmagneten, bei welchem der Kompressionswiderstand gegen Ende des Hubes zunimmt. Die Nutzbarmachung der Eigenschäften einer elektromagnetisch betätigten Vorrichtung, welche einen zunehmenden Druck gegen das Ende des Hubes ermöglichen, stellt einen besonderen Vorteil der Erfindung dar.

*5 Bei besonders langen Hüben kann ein Kern benutzt werden, welcher sich im Innern einer unterteilten Solenoidspule bewegt, in Kombination mit einem Schalter, welcher die Erregung der Spulenabschnitte nach Maßgabe der Kernstellung steuert. Bei dieser Anordnung befindet sich der Kern zu Beginn des Hubes nahe dem einen Ende der Spule, so daß die diesem Ende benachbarten Spulenabschnitte erregt werden. In dem Maße, wie sich der Kern gegen das andere Spulenende verschiebt, werden die diesem Ende benachbarten Spulenabschnitte nacheinander in den Stromkreis eingeschaltet. Hierbei können die erstgenannten Spulenabschnitte wieder ausgeschaltet werden. Der bei aufeinanderfolgender Erregung einer solchen unterteilten Spule erforderliche Schalter kann beispielsweise von Hand oder selbsttätig durch die Bewegung des Kernes gesteuert werden. Im unteren Teil der Abb. 2 ist die Wicklung schematisch angedeutet als zwei übereinander angeordnete Abschnitte. Letztere können, wie erwähnt, nacheinander erregt werden. Im allgemeinen jedoch hat, bei den gewählten Abmessungen, eine solche Anordnung wenig Vorteile, sie erlangt jedoch Wichtigkeit, wenn ein verhältnismäßig langer Hub erforderlich ist und eine größere Anzahl von Wicklungsabschnitten als zwei benutzt werden müssen. Die Unterteilung der Spule ist hauptsächlich von Vorteil, um die durch das Solenoid ausgeübte Zugkraft zu verändern und sie den verschiedenen Arbeitsbedingungen anzupassen. Eine jede der Spulen kann besonders benutzt werden, oder beide können hintereinander oder parallel geschaltet werden.

Bei einer anderen Anordnung, bei welcher ein langer Hub erforderlich ist, kann eine Anzahl von Elektromagneten hintereinander benutzt werden. Eine derartige Anordnung ist schematisch in Abb. 3 angedeutet.

Die drei Elektromagnete 28, 29 und 30 sind so angeordnet, daß zu Beginn des Hubes (dieser Stellung entspricht die Abbildung) die Luftspalten zwischen den Ankern 31, 32 und 33 einerseits und den Elektromagnetkernen andererseits verschiedene Breiten aufweisen, beispielsweise beim Magneten 28 eine Breite von 5 cm, beim Magneten 29 eine Breite von 10 cm und beim Magneten 30 eine Breite von 15 cm. Die Elektromagnete sind auf Stangen 34 gelagert, welche in der Grundplatte der Maschine befestigt sind. Während des ersten Teiles des Hubes erzeugt der Magnet 28 mit dem geringsten Luftspalt den Hauptanteil der Hubkraft, welche die Spindel 17 und den mit ihr verbundenen Preßstempel anhebt. Diese Spindel ruht auf den drei Ankern 31, 32 und 33 mit je einem Bund, sie kann sich jedoch von den Ankern nach oben hin frei abheben. Wenn daher der Anker 31 seinen Hub vollendet hat, wird die Spindel 17 durch die Wirkung der Anker 32 und 33 weitergehoben, wobei diese Wirkung durch Verkleinerung der Luftspalte verstärkt wird. In ähnlicher Weise kann der Anker 33, nachdem der Anker 32 seinen Hub vollendet hat, die Aufwärtsbewegung der Spindel 17 fortsetzen.

Bei der in den Abb. 1 und 2 dargestellten Anordnung für die Abhebvorrichtung wird die Abhebbewegung durch einen besonderen Elektromagneten hervorgerufen, welche den Seitenstangen 26 eine Aufwärtsbewegung erteilt, während diese Stangen nach Abschaltung der Erregung der Solenoidspulen 22 unter dem Einfluß der Schwerkraft zurückfallen, wobei diese Abwärtsbewegung durch die Dämpfungseinrichtung 35 gesteuert wird. Die Seitenstangen sind an ihren oberen Enden mit einem Rahmen 36 verbunden, welcher vier Abhebstangen 37 trägt, die unten an die Ecken des Formkastens 38 angreifen (Abb. 1) oder an Vorsprüngen dieses Kastens. Diese Stangen 37 können, wie aus no Abb. ι ersichtlich ist, mit einstellbaren Köpfen versehen sein, so daß sie sich gleichmäßig gegen den Formkasten anlegen und diesen ohne seitliche Bewegung abheben. Diese Abhebstangen 37 werden durch Bohrungen oder Schlitze im äußeren Teil des Preßstempels 9 hindurchgeführt.

Beim Betriebe der Maschine ruht die Modellplatte 39 auf dem Preßstempel 9, während oberhalb desselben der Formkasten 38 angeordnet ist, welcher auf den Abhebstangen 37 in der in Abb. 1 dargestellten Lage ruht,

welche der Bereitschaftsstellung der Maschine entspricht. Der Formkasten ist mit Sand gefüllt, und zwar in genügendem Überschuß über den Oberteil des Kastens, wobei ein Hilfsrahmen zur Aufnahme dieses Überschusses benutzt werden kann. Nunmehr wird der Hauptelektromagnet 8 erregt, so daß sich der Preßstempel 9 hebt, welcher die Modellplatte 39 mitnimmt und auch den Formkasten 38, der sich von den Abhebstangen 37 abhebt. Bei dieser Hubbewegung gelangt die Oberfläche des Sandes in Berührung mit dem Preßkopf 4, und die fortgesetzte Hubbewegung bewirkt, daß der Sand im Formkasten unter Bildung der gewünschten Form zusammengepreßt wird. Nach beendeter Pressung wird der Elektromagnet 8 abgeschaltet, so daß der Preßstempel 9 zusammen mit der Modellplatte und dem Formkasten in die Anfangslage zurückfällt. Die Stange 10 kann dann aus den Nasen 12 herausgeschwungen und der Preßkopf zur Seite geschoben werden« Nunmehr wird das Abhebsolenoid 22 erregt und der Kern 24 gehoben und mit ihm die Seitenstangen 26, der Rahmen 36 und die Abhebstangen 37. Diese heben den Formkasten 38 vom Modell ab, worauf ersterer aus der Maschine entfernt werden kann. Nunmehr werden die Abhebstangen 37 wiederum durch ihr Gewicht und das der damit verbundenen Teile gesenkt, wenn das Solenoid 22 abgeschaltet wird. Die Maschine befindet sich sodann wiederum in ihrer Bereitschaftslage für eine neue Verformung.

Die zur Regelung der Bewegung der elektromagnetischen Einrichtung verwendeten Dämpfer bestehen aus einem Kolben 60, welcher in einem geschlossenen Z}^rlinder gleitet, so daß sowohl der Aufwärts- als der Abwärtshub überwacht werden. Der Bremszylinder ist vorzugsweise in einem Ölbehälter 61 untergebracht, wobei der Zylinder in das Öl untergetaucht ist und ein automatisches Ventil 64 vorzugsweise an jedem Zylinderende sich befindet, um den Eintritt von Öl als Ersatz für etwaige Verluste zu gestatten. Wenn eine Änderung der Bremsung erforderlich ist, kann diese durch Anordnung von einstellbaren Ventilen ermöglicht werden, wie aus den Abb. 1 und 4 ersichtlich ist. Hier sind zwei Ventile 62 und 63 in Rohrleitungen vorgesehen, welche mit dem Zylinder oben und unten in Verbindung stehen und auch untereinander zwischen dem Ventil und dem Innern des Ölbehälters 61. Das Ventil 62 tritt hauptsächlich beim Senken des Preßstempels und das Ventil 63 bei seinem Heben in Wirksamkeit. Eines der obenerwähnten automatischen Ventile ist bei 64 angedeutet.

Die Einstellung der Bremswirkung ist hauptsächlich im Hinblick auf die Hubgeschwindigkeit erforderlich. Es wurde gefunden, daß befriedigende Formen von beträchtlicher Tiefe erzielbar sind, wenn der Hub so schnell erfolgt, daß das Modell in die Form mit einem Schlage gepreßt wird, wobei dieser Schlag zwei oder mehrere Male erforderlichenfalls wiederholt wird, um die Verdichtung des Sandes zu vervollständigen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Preß formmaschine, deren Preßstempel durch Elektromagnete oder Solenoide angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub- und Senkgeschwindigkeit des den Formkasten gegen den Preßkopf drückenden Stempels durch eine die Bewegung dämpfende Flüssigkeitsreibungsbremse geregelt wird.

2. Preßformmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstempel durch mehrere untereinanderliegende Elektromagnete mit Ankerluftspalten verschiedener Breite angetrieben wird, deren Anker mit dem Stempel derart gekuppelt sind, daß die Anker mit breitestem Luftspalt die Aufwärtsbewegung des Preßstempels fortsetzen, nachdem die Anker mit dem schmaleren Luftspalt ihre Höchstlage erreicht haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen