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Formverfahren und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens Im Formereibetrieb
wird, beim Abformen von Modellen, die auf Modellplatte befestigt werden oder aufgegossen
sind bei Reliefplatten, im allgemeinen für jede herzustellende komplette Form ein
Formkastenpaar (Doppelkasten) verwendet, in die der eingebrachte Formsand bis nach
dem Abgießen verbleibt, oder es wird kastenlos geformt, also nach einem Verfahren,
bei dem immer ein und derselbe Formkasten benutzt wird, um Formen herzustellen,
die als verdichtete Sandballen auf einem den Sandballen tragenden Rost (Unterlagsboden,
Bodenrost), also ohne einen um den Sandballen herum befindlichen Formkasten abgestellt
und abgegossen werden.
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Über die Beurteilung, welches Verfahren für einen bestimmten Zweck
das vorteilhafteste ist, gehen die Meinungen praktisch sehr auseinander, je nachdem,
welcher Gesichtspunkt als der wesentliche beim Beurteilen betrachtet wird. Beide
Verfahren haben Vorteile, die in dem nachstehend beschriebenen Verfahren vereinigt
werden.
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Durch das kombinierte Verfahren gemäß der Erfindung, nämlich einen
festen Rahmen als Unterkasten zu benutzen und einen Oberkasten für die kastenlose
Form, sollen die Vorteile des kastenlosen Verfahrens mit den Vorteilen des Formens
mit festem Rahmen (:Formkasten) verbunden werden.
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Nachstehend werden daher die Gründe, die das kombinierte Verfahren
gegenüber dem einen oder anderen vorteilhaft hervorheben, im einzelnen dargelegt,
und zwar wird der Klarheit und der Kürze des Textes wegen das Verfahren mit festem
Rahmen (Doppelkasten) mit I bezeichnet, das kastenlose Verfahren als II und das
kombinierte Verfahren gemäß der Erfindung III benannt.
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Gegenüber I wird bei III wie bei 1I nur eine Maschine benötigt und
nicht zwei Maschinen wie im allgemeinen bei I.
Bei I werden so viel
komplette Formkastensätze benötigt, wie Formen hergestellt werden sollen, ehe das
Ausschlagen der gegossenen Formen beginnt.
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Bei Il wird nur ein kompletter Formkasten benötigt, jedoch so viel
Bodenroste (Unterlagsböden), als Formen hergestellt werden sollen, ehe das Ausschlagen
beginnt.
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Bei III werden nur ein Oberkasten benötigt und so viel Unterkasten,
als Formen hergestellt werden, bevor das Ausschlagen beginnt.
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Preislich gesehen, wird das Beschaffen der Formkasten nach III nicht
wesentlich teurer als das der Unterlagsböden nach II, weil diese mit kräftig,ün
Rippen versehen sein müssen, um den Preßdruck der zum Formen benutzten kastenlosen
Maschine auf den zu verdichtenden Sand zu übertragen und somit an Gewicht den festen
Unterkasten nicht oder kaum nachstehen.
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Da in bezug auf die lichte Weite des Formkastens die Größe und damit
das Gewicht des Unterlagsbodens flächenmäßig (quadratisch) wächst und der Umfang
des Formkastens nur linear, so ergibt sich zwangsläufig, daß bei vielen Formkastengrößen
bzw. lichten Weiten die Unterkastenrahmen für III nicht teurer werden können als
die Unterlagsböden für Il.
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Gegenüber den kompletten Formkasten nach 1 ergibt sich also eine wesentliche
Ersparnis an Investitionskosten.
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In bezug auf die Instandhaltung ergeben sich naturgemäß für III gegenüber
I wesentliche Ersparnisse, da diese für die Instandhaltung mit den Anschaffungskosten
konform gehen.
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Da im Formereibetrieb, speziell in einer Formerei für Kundenguß, mit
Rücksicht auf Sandersparnis ein stetiges Bedürfnis nach dem jeweiligen abzuformenden
Modell entsprechend kleinstmöglichen Formkasten besteht, ist ein Umstellen auf andere
Formate bei III wesentlich schneller und billiger durchzuführen als nach I, da die
Anschaffungskosten geringer sind.
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Es ist bekannt, daß sich nach I gratlose Abgüsse nicht herstellen
lassen, da die bei dem Verfahren benutzten Formkastenrahmen beim Zulegen der Formen
sich niemals in einer idealen Ebene berühren, sondern immer Abweichungen vorkommen,
die einerseits durch die Herstellungsgenauigkeit der Teilfläche der Formkasten bedingt
sind und andererseits durch das Verziehen der Teilflächen infolge des ständigen
Temperaturwechsels.
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Weiterhin ergeben sich Grate dadurch, daß bei unsorgfältiger Formarbeit
der Kasten beim Abformen des Modells nicht ordnungsgemäß auf der Modellplatte aufsitzt
und dadurch beim Zulegen Drücken der Teilflächen und Abweichungen von der Teilung
hervorgerufen werden, die ihrerseits wieder Grate erzeugen.
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Diese Nachteile sind bei II nicht vorhanden, da bei diesem Sandballen
auf Sandballen sitzt, weshalb ja II besonders für solche Abgüsse verwendet wird,
die praktisch gratlos sein sollen oder bei denen Grate schwierig zu entfernen sind.
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Bei III werden ebenfalls gratlose Abgüsse erzielt, da der Sandballen
des Oberkastens sich vollständig auf die Teilfläche des Unterkastens legt und er
an dieser Auflage durch keinen festen Rahmen gehindert ist.
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Dadurch ist III besonders vorteilhaft bei solchen Abgüssen, bei denen
die Grate schwierig zu entfernen sind, so z. B. rohrartiger Formstücke von komplizierter
Gestalt, wie es Ansau,g- und Auspuffkrümmer sind, Rippenzylinder, bei denen bekanntlich,das
Putzen der glasharten Grate, z. B. bei Graugußrippenzylindern, zwischen den engen
Abständen der dünnen Rippen außerordentlich schwierig ist.
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II hat gegenüber I einen wesentlich höheren Sandverbrauch, da der
Mehr-Sand bei 1I praktisch den Widerstand leisten muß, den die festen Rahmen bei
I gegenüber dem Druck des flüssigen Eisens ausüben. Dieser Druck ist aber im Unterkasten
am höchsten entsprechend den physikalischen Gesetzen für Flüssigkeitsdrücke, so
daß der Mehrsand des Oberkastens in den meisten Fällen nicht berechtigt ist und
einen überflüssigen Mehrverbrauch und Mehrarbeitsaufwand darstellt.
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Dieser Mehrverbrauch von II gegenüber I wird nach III wesentlich eingeschränkt,
da der im Unterkasten auftretende höhere Gießdruck durch den bei diesem Verfahren
verwendeten Unterkasten aufgenommen wird und der Oberkasten nur so groß zu sein
braucht, wie es in bezug auf den im Oberkasten niedrigeren Gießdruck wirklich notwendig
ist.
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Nach 1 wird im allgemeinen mit Doppelplatten gearbeitet, also zwei
einseitigen Modellplatten, und nach II mit Reliefplatten, also einer :doppelseitigen
Modellplatte.
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Doppelplatten haben den Nachteil, daß ihre Herstellung komplizierter
ist, die Lagerhaltung umfangreicher und daß die Fehlerquellen bei Doppelplatten
in bezug auf die Genauigkeit wesentlich größer sind als bei Reliefplatten. Werden
z. B. Doppelplatten aus Gußwerkstoff hergestellt, so kommt eine weitere Fehlerquelle
hinzu, weil die Schwindung von zwei verschiedenen Platten durch die verschiedene
Gestalt und Profilierung niemals genau dieselbe ist und weil durch die verschiedene
Schwindung die beiden Doppelplatten nach dem Gießen nicht den gleichen Verzug aufweisen,
während die Reliefplatte als einmaliges Gußstück diesen Fehler automatisch ausgleicht.
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Aus diesem Grunde ist auch die Reliefplatte die gegebene Platte für
komplizierte Formenteilung, weil sich diese Teilung durch einfaches einmalig, -s
Abformen herstellen läßt und nicht auf mehrere Platten übertragen zu werden braucht.
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Verwendet man z. B. bei Doppelplatten bearbeitete Teilungen, dann
sind besonders räumlich geschwungene Teilungen in der Bearbeitung sehr kostspielig,
wenn sie genau sein sollen.
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Bei III wie bei II kommen vorzugsweise Reliefplatten zur Anwendung,
so daß auch in dieser Beziehung die Vorteile von 1I erreicht und die Nachteile von
1 vermieden werden. Deswegen eignet sich III speziell für das Herstellen der obenerwähnten
Auspuff- und Ansaugkrümmer, die fast immer außerordentlich komplizierte Teilungen
haben.
Ein weiterer Vorteil der bei III verwendeten Reliefplatten
ist der, daß diese Platten sich durchrichten lassen, was die bei I im allgemeinen
verwendeten Doppelplatten nicht zulassen.
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Dieses Durchrichten ist erforderlich bei all den Abgüssen, die dazu
neigen, sich nach dem Gießen zu verziehen und wo. das Durchrichten gewissermaßen
ein Arbeiten entgegen dem Verziehen des Gußstückes darstellt.
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Bei I benötigt man im allgemeinen immer einen besonderen Platz, auf
dem die Kerne eingelegt werden. Dies verlangt entsprechenden Transport und ist zeitraubend
und besonders umständlich, wenn mit Rücksicht auf die Produktion die Kerne eingelegt
werden, wenn sich der Unterkasten schon auf dem Gießereiflur befindet.
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Bei 1I und III hingegen werden die Kerne in bequemer Tischhöhe eingelegt,
wenn sich der Unterkasten noch auf der Maschine befindet.
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Gegenüber II hat III außerdem den Vorteil, daß man auch Kerne einlegen
kann, die innerhalb der zulässigen Toleranz verzogen sind, denn wenn man verzogene
Kerne im Unterkasten fest eindrückt, so geben kastenlose Formen nach Entfernen des
Rahmens nach, weil durch das Verformen der verformten Kerne, um sie einlegen zu
können, beim Einlegen entsprechend dem auszugleichenden Verzug die Form einen gewissen
Spannungszustand erreicht und diesem nachgibt und aufreißt. Dies gilt wieder in
besonderem Maße für Kerne von Auspuff- und Ansaugkrümmern.
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Bei 1 muß die Form im allgemeinen mit Hilfe körperlicher Anstrengung
des die Form zulegenden Arbeiters bewirkt werden, wenn man nicht hierfür besondere
Vorrichtungen schafft.
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Bei 1I und III wird die kastenlose Maschine entsprechend dem technologischen
Vorgang des Herstellens der Form als Zulegemaschine benutzt, weshalb das Verfahren
nach 111 in dieser Beziehung dem von 1 überlegen ist.
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Kastenlose Formen nach 1I lassen sich im allgemeinen schlecht stapeln,
da die Versteifungsrippen der Bodenroste (Unterlagsböden) sich in das Oberteil derjenigen
Form eindrücken, auf die gestapelt werden soll, und somit das Oberteil der unteren
Form zerstören.
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Man kann dies vermeiden, wenn man zwischen Oberteil der unteren Form
und Bodenrost der oberen Form zusätzliche Platten legt. Diese Platten haben aber
den Nachteil, daß man sie bewegen und abstellen muß, daß sie sich einerseits durch
ständige Temperaturveränderungen verziehen, nicht eben bleiben, und daher den Druck
der oberen Form auf die untere Form ungleichmäßig übertragen, wodurch sich ebenfalls
Zerstörungen der unteren Form ergeben. Außerdem erhöhen diese Zwischenplatten das
auf der unteren Form lastende Gewicht, das durch die Kastenlosigkeit nach oben hin
begrenzt ist, wodurch das Stapelverfahren in seinem Anwendungsgebiet ebenfalls verkleinert
wird.
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Bei III ist speziell hervorzuheben, daß infolge des Wegfallens der
Zwischenplatten und der verrippten Bodenroste die vorgenannten Fehler vermieden
werden und man innerhalb gewisser Forrrikastengew-ichte stapeln kann. Dieses Stapeln
ist besonders dann vorteilhaft, wenn es gilt, mit Rücksicht auf die vorliegenden
Verhältnisse Formplatz zu sparen. Außerdem werden die Transportwege zum Abtragen
der fertigen Formen kürzer.
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Es wurde weiter oben schon erwähnt, daß bei dem Verfahren nach III
der Gießdruck wesentlich besser aufgenommen wird als beim Verfahren 1I.
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Durch den Wegfall des festen Oberkastenrahmens nach 111 sind
die Vorteile des schnellen Ausleerens gegenüber I so wie bei II.
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Als Anwendungsgebiet für Formen nach 111 kominen speziell derartige
Formen in Frage, bei denen komplizierte Ballenteilungen verwendet werden müssen,
bei denen man mit Bezug auf die Kerne auf Grund ihrer Gestalt immer mit verzogenen
Kernen rechnen muß, die man bei dem Verfahren nach 11
nicht einlegen kann,
also speziell für Formen zu Abgüssen für Ansaug- und Auspuffkrümmer, ferner für
Formen, bei denen es auf Bratlose Abgüsse ankommt, also ebenfalls Krümmerabgüsse
und Rippenzylinder usw. und bei denen Formplatzersparnis wesentlich ist, ferner
für Abgüsse, die nach dem Gießen zum Verziehen neigen und zu deren Herstellung die
Modellplatten (Reliefplatten) vorher entsprechend durchgerichtet werden müssen,
sowie für Abgüsse, bei denen das Unterkastenteil höher ist als das Oberkastenteil.
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In den nachstehend beschriebenen Abbildungen sind in beispielsweiser
und schematischer Darstellung die Mittel zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens
beschrieben. In den Abbildungen ist i der Maschinentisch, 2 der Rahmen für die Oberkastenform,
also für die kastenlose Form, 3 die Reliefplatte, 4 der Rahmen (Formkasten) für
den Unterkasten und 5 die über den Unterkasten hervorragende Sandmenge, die auf
die richtige Höhe abgestrichen ist, um nach dem Abstreichen und späteren Wenden
der Kasten dem Verdichtungsvorgang unterworfen zu werden.
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Abb. i stellt eine Form dar, bei der sich der leere Oberkasten 2 noch
unterhalb der Modellplatte 3 befindet, während der Unterkasten 4 mit Formsand gefüllt
ist, wobei der über den Formkastenrand herausragende Sand 5 auf die zum Verdichten
erforderliche Höhe abgestrichen ist.
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Abb.2 stellt die beispielsweise Vorrichtung dar, die aus einer Platte
6 besteht, die mittels Bolzen 7, die sich in Lappen 8 des Unterkastens 4 führen,
und ,die mittels Keile 9 ,derartig verklammert ist, daß beim Schwenken des Unterkastens
4 in die Stellung des Unterkastens nach Abb. 6 diese Vorrichtung verhindert, daß
der in den Unterkasten 4 eingebrachte Formsand beim Schwenken ausfällt.
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Beim Verdichtungsvorgang wird die Platte 6 bis an den Rand des Formkastens
4 gedrückt, wobei die Bolzen 7 sich in Bohrungen der Lappen 8 führen. Zweckmäßig
werden die Bolzen 7 in der Platte 6 drehbar angelenkt, so daß nach Abklappen der
Bolzen 7 der Formkasten 4 beim Abtragen nicht mehr mit der Platte 6 zusammenhängt.
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Abb.3 zeigt im Prinzip die gleiche Vorrichtung,
nur
mit dem Unterschied, daß die Verbindung lösbar mit der Modellplatte bewerkstelligt
ist.
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Abb.4 zeigt ebenfalls im Prinzip dieselbe Vorrichtung, jedoch mit
dem Unterschied, daß die Platte entsprechend mit der Formmaschine verbunden ist,
in diesem Falle beispielsweise mit der Tischplatte der Formmaschine, in welchem
Falle die Tischplatte schwenkbar angeordnet sein muß, um das Aggregat 2 bis 6 auf
einen unter der Tischplatte i befindlichen, nicht gezeichneten Abhebetisch zu setzen.
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Abb.5 zeigt eine grundsätzlich andere beispielsweise Lösung, bei der
der Unterkasten 4 vor dem Schwenken nur so weit verdichtet und abgestrichen ist,
daß der Sand _ beim Schwenken nicht ausfällt. Der erforderliche zum restlichen Verdichten
benötigte Sand befindet sich auf der Maschinentischplatte und ist in seinen Höhen
und Umfängen durch einen wegnehmbaren Rahmen 26 vorher auf die Tischplatte aufgebracht
worden. Beim Durchführen des Verdichtungsvorganges drückt sich dann der auf der
Tischplatte i befindliche und abgemessene Sand 5 in den Unterkasten 4.
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Abb. 6 zeigt den Oberkasten 2 als nach oben leicht konischen Rahmen,
der mit Abhebelappen io ausgestattet ist, auf den die Abhebeorgane i i ,der kastenlosen
Formmaschine wirken, so daß bei dieser Ausführung der Rahmen zum Herstellen der
kastenlosen Oberkastenform als fester Rahmen ohne Aufklappscharniere ausgeführt
werden kann.
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Nach Abb. 7 ist der Oberkasten 2 mit Lappen 21 ausgerüstet, die mittels
Befestigungsvorrichtungen 12 den Oberkasten 2 an eine Gegenplatte 13 der
Maschine pressen. In diesem Falle ist angenommen, daß die Formmaschine als Absenkmaschine
arbeitet und durch Absenken des Tisches i den festen Rahmen 2 von dem Sandballen,
den er umgibt, trennt.
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In Abb. 8 wird statt des festen Oberkastenrahmens 2 ein sogenannter
Klappkasten verwendet, der in Scharnieren 23 geklappt wird und im Verschluß 14 geschlossen
wird. Nach Offnen von Verschluß 14 und Aufklappen der Seitenteile um Scharniere
23 wird der Oberkastenballen frei. Da jedoch Ober- und Unterkasten durch Führungsstifte
während es Formens und nachdem Zulegender Kastenteile verbunden sein müssen, müssen
die Führungsstifte derartig beschaffen sein bzw. die Lappen der Führungsstifte,
daß diese beim Aufklappen der Seitenwände des Kastens um die Scharniere 23 gegenüber
den festen Lappen des Unterkastens 4 keinen Widerstand finden.
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Dies kann einerseits geschehen durch Bewegen der Führungsstifte 17
in Abb. 9 in ihrer Längsachse innerhalb des Bereiches der Lappen 15 und 16 so weit,
bis der am Unterkasten 4 befindliche Lappen freigegeben ist, oder beispielsweise
wie in Abb.8, nach der der im Aufklappteil des Rahmens 2 im Lappen 16 befindliche
Stift 17 sich in einer dem Klappradius entsprechenden befindlichen Nut 18 des Lappens
15 des festen Rahmens 4 führt.