EP1477251A2 - Verfahren und Formmaschine zur Herstellung kastengebundener Sandformen - Google Patents

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EP1477251A2
EP1477251A2 EP04011229A EP04011229A EP1477251A2 EP 1477251 A2 EP1477251 A2 EP 1477251A2 EP 04011229 A EP04011229 A EP 04011229A EP 04011229 A EP04011229 A EP 04011229A EP 1477251 A2 EP1477251 A2 EP 1477251A2
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EP
European Patent Office
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model
molding
sand
filling
filling frame
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EP04011229A
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EP1477251B1 (de
EP1477251B8 (de
EP1477251A3 (de
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Josef Mertes
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EUROMAC TECNOLOGIE IMPIANTI E MACCHINE Srl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C11/00—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same
    • B22C11/02—Machines in which the moulds are moved during a cycle of successive operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/28—Compacting by different means acting simultaneously or successively, e.g. preliminary blowing and finally pressing

Definitions

  • the invention relates to a method and a molding machine for producing box-bound Sand molds using one of the upper box and lower box model existing pair of model plates, the upper and lower box shapes in succession are produced and the individual steps for producing a shape in a straight line successive and parallel working stations of a molding machine be performed.
  • Molding machines of this type are known from the documents WO95 / 31302 and EP-0995521. These two designs initially have in common that they have two workstations lying in a straight line one behind the other, whereby the molding box and model plate are joined and filled with molding sand in the first station (sand filling station ) and the compression and demolding takes place in the second station (compression station ) . Furthermore, these two designs have in common that, together with the molding box transport of the molding line, the molding unit filled with molding sand is transported from the sand-cutting station to the compaction station, while at the same time the model plate lowered in the compression station is transported back to the sand-filling station.
  • two filling frames are in circulation, one of the two filling frames in the sand filling station being picked up by the molding box on an upper level and on a lower-lying molding box transport level as part of the molding unit filled with molding sand (model plate, molding box, filling frame) together with the molding box transport Form line is transported from the sand filling station to the compaction station.
  • the other filling frame is separated from the molding box in the compaction station after compaction on the upper level and is transported back from the compression station to the sand filling station at this level at the same time as the molding box transport.
  • the extremely large vertical distance between the mold box transport path and the working positions when compacting and when filling sand into the mold box is particularly disadvantageous.
  • the filling frame becomes after a small lowering stroke of approx. 10mm on a transport track, after which the Mold box is placed on its roller conveyor after another approx. 100mm and what that Demolding begins. With the start of demolding, the filling frame is spaced approx. 100mm above the molding box transported back to the sand filling station and there, as before described, again taken up by the next molding box. The distance of approx.
  • the object of the present invention is to propose a method and a molding machine while avoiding the disadvantages described above and while maintaining the advantages described above for EP-0995521, with which further use of a sand filling station and then a subsequent compression station (two-station molding machine) but without rotating or to be returned filling frames, a cycle time reduction and at the same time an extension of the sand filling time into the molding box can be realized, whereby the extended sand filling time enables layered sand filling into the molding box that is adapted to the model contour.
  • the filling frame function is assigned in two steps, on the one hand to a telescopically and vertically displaceable filling frame on the model carrier frame and on the other hand to a vertically displaceable filling frame which is arranged telescopically at the compression station.
  • the filling frame arranged on the model carrier frame is called “ model filling frame”
  • the filling frame arranged on the compression station is called “compression filling frame” .
  • the model filling frame with the model plate lowered in it and with the molding box placed on it form the filling space for the loose molding sand that is filled in the sand filling station.
  • the compaction filling frame is placed on the molding box and the model plate is raised within the model filling frame up to the molding box support surface, whereby the displaced loose molding sand is shifted into the compression filling frame.
  • the compaction filling frame now has the usual filling frame function for form compression.
  • the task is carried out by a movable Sand filling device with a sand guide funnel attached to the sand discharge, with which the molding sand moves back and forth in the time made available
  • the running movement is applied in layers to the model or in the molding box is filled.
  • the sand guide funnel the lower edge of which is at a short distance is moved to the surface of the molding box, has a rectangular inner cross section in the horizontal on, with the long side lying transverse to the direction of movement the interior of the molding box and the short side lying in the direction of movement approx. 1/4 of the inside of the molding box.
  • the sand guide funnel is inside a sand protection frame that can be placed on the molding box, causing splashing out of the molding sand is prevented.
  • the model-dependent amount of molding sand is increased by height Slides determined in sections at the outlet of the molding sand container through the sand guide funnels are arranged and also during of the molding sand discharge are adjustable for partial adjustment of the amount of molding sand. Due to the time-stretched and layer-by-layer sand filling in the molding box, one gradually becomes increasing and homogeneous molding sand filling in all model sections, in particular the narrow and deep model pockets enables what an optimal shape compression is of particular importance. Optimal compression is dependent on the quality of the Form sand filling decisively influenced, so that the sand filling in the Molding box and the compaction of the same ranking manufacturing sections for manufacturing represent a shape.
  • the model filling frame telescopically encloses the from the model carrier frame and Model plate existing model unit and it is dimensionally accurate compared to the model unit guided and vertically movable.
  • In the lowered state of the model filling frame is his Surface level with model plate surface.
  • In the raised state of the Model fill frame is its surface compared to the model plate surface around required, from the height of the loose sand fill and an empty space height between Sand fill and molding box surface resulting filling frame height increased.
  • the vertical Movability of the model filling frame is mechanical to these two level states limited.
  • the surface of the model filling frame is the contact surface for the The molding box and the model filling frame with the usual centering elements are corresponding Mistake.
  • the molding box lies now at a slight distance from its roller conveyor on the model filling frame and the model plate surface is below the required filler frame height the mold box support surface.
  • the molding sand is now layered and even filled.
  • the sand filling is to a certain extent below the Mold box surface performed so that between the surface of the loose sand fill and an empty space remains on the surface of the molding box and thus during transport no molding sand leading to contamination is stripped off to the compression station.
  • the molding unit filled with molding sand becomes transported from the sand filling station to the compaction station.
  • the vertically movable Compression filling frame lowered and placed on the molding box.
  • the compression filling frame surrounds the compression unit telescopically and it is by means of Guide rods and lifting cylinders attached to it.
  • the compression lifting table is raised, which after driving through an idle stroke through the area of the lower of the model transport device Holds the model carrier frame and this with the model plate resting on it pushes up until the model plate surface is level with the surface of the model fill frame and the model filling frame is also slightly off its roller conveyor is lifted off so that it can swing out for demolding.
  • a corresponding one The proportion of loosely poured molding sand is up into the molding box put on compression filling frame, which is now the usual Filling frame function takes over during compression.
  • This method according to the invention enables a further advantage according to the invention for compacting the molding sand.
  • the compression lifting table takes after driving through of the idle stroke at its full stroke speed on the model unit, the Model unit and thus the loose poured molding sand is suddenly accelerated, whereby the molding sand settles and inhomogeneous filling points are reduced.
  • the air in the molding chamber is compressed by pushing up the molding sand.
  • the compressed air can be removed via model plate nozzles, which leads to fluidization of the molding sand.
  • the fluidization can be additionally increased in the time parallel to Pushing up the molding sand still compressed air is blown into the molding chamber.
  • a particular advantage is that the fluidization of the molding material takes no additional time while lifting the model unit or while pushing up the Molding sand takes place, so that the cycle time of the molding machine through the fluidization is not extended. This is not the case with the prior art. If none or only a few model plate nozzles can be used, but the compressed air can can also be used as the first preliminary stage of compression, after which the main compression process follows. In addition, the displaced air can also via a valve free atmosphere can be dissipated. These different uses can be selected depending on the model requirements. In the further This advantage according to the invention can be used in all the compression methods mentioned above be applied.
  • the molding box When compacting, the molding box lies approx. 6mm above its roller conveyor, so that immediately after compaction, start slowly lowering the compression lift table can, whereby the compression pressure is reduced and then after 6mm Lowering stroke the demolding begins.
  • the compression filling frame is raised to the extent that the molding box with the protruding molding sand is free under the compression filling frame can extend.
  • the model filling frame remains in the lower one when demolding Position, i.e. the surface of the model fill frame and the surface of the model plate remain at the same level. As previously described, the model unit is only in the Sand filling station lowered compared to the model filling frame.
  • FIG. 1 shows the molding machine in a longitudinal section with the sand-filling station A and the compacting station B, wherein a lower box model is a matched pair in an A upper box model and in B.
  • the top box model is shown with a raised model contour and the bottom box model with a recessed model contour.
  • 2 shows a cross section through the sand filling station A and
  • FIG. 3 shows a cross section through the compression station B.
  • the model unit 4.02 shown in these figures has a telescopic and vertically displaceable model filling frame 4.03 ; which accommodates the molding box 4.01 and which is provided with the centering elements 4.21 and 4.22 required for this. Model unit 4.02 and model filling frame 4.03 are described in detail elsewhere.
  • the sand filling station A has a movable molding sand filling device 2.14 with a sand guide funnel 2.15 , with which the molding sand can be filled into the molding unit 4.05 in layers.
  • the sand filling station A has a sand protection frame 2.11 which can be placed on the molding box 4.01 and into which the sand guide funnel 2.15 / 2.16 protrudes, which prevents the molding sand from spraying out when the molding sand is poured in layers.
  • the sand filling station A also has a lifting table 2.01 for lifting the model / filling frame unit 4.04 (model unit 4.02 / model filling frame 4.
  • the compression station B has the compression unit 3.14 with the compression filling frame 3.22 arranged telescopically thereon, which is guided vertically via the four guide rods 3.23 (FIGS. 3, 4) and which can be moved vertically via the two cylinders 3.24 (FIGS . 3, 4). Furthermore, the compression station B has a lifting table 3.01 , with which the molding unit 4.05 is received for the compression process and with which the demolding or lowering of the model / filling frame unit 4.04 is carried out after the compression process.
  • the compression station B also has a horizontally extendable roller conveyor 3.03 for transporting the molding unit 4.05 from station A to station B and a lifting device 5.02 for changing the model.
  • the compression station B also has a push-off device 3.12 , with which the model filling frame 4.03 is pressed down during removal from the mold, so that the release of the model filling frame from the molding box 4.01 centered on it does not only depend on the weight of the model filling frame.
  • the outside dimension 3.11 is determined by the adjacent dimension chain, which characterizes the height structure.
  • the individual devices of stations A and B are integrated in a machine frame, which consists of the head frame 1.02, the base frame 1.01 and the column frames 1.03 .
  • the roller conveyor 1.04 fastened to the column frames 1.03 runs through the machine frame for the transport of the molding boxes 4.01, which are transported by the molding machine in intervals of one molding box division in the direction of arrow 1.08 after the work cycles carried out in stations A and B.
  • the mold boxes lie against each other via their wear-resistant push pins 4.38, whereby the model filling frame 4.03 with the attached model unit 4.02 is carried on the upper model roller conveyors 2.03 and 3.03 by the molding box resting on the model filling frame 4.03 .
  • the molding boxes are fixed in the stations A1 and B1 by the centering devices 1.10 , so that the molding boxes located in the stations A and B have a slight play to one another and are therefore vertically movable.
  • the roller conveyor 1.05 likewise fastened to the column frames 1.03 , for the return transport 1.09 of the model / filling frame unit 4.04 runs from the station B to the station A through the machine frame .
  • the compressed air pulse method is shown for the compression. However, other compression methods can also be used, which will be discussed in detail elsewhere.
  • FIG. 1 shows the starting position of the molding machine at the beginning of a working cycle.
  • an upper box molding unit 4.05 (model unit 4.02, model filling frame 4.03, molding box 4.01) filled with loose molding sand in station A and a lower box with a finished mold in station B.
  • the model filling frame 4.03 with its track 4.30 (Fig. 2) stands on the indented upper model roller conveyor 2.03, whereby the molding box 4.01 resting on the model filling frame 4.03 is 2.06 (approx. 3 mm) above its roller conveyor 1.04 .
  • the model unit 4.02 is lowered within the model filling frame 4.03 and lies with the supporting bolts 4.23 (Fig.
  • the molding unit is filled with loose molding sand and the loose molding sand surface is 2.08 below the surface of the molding box, which prevents the molding sand from being stripped off during the transport of the molding box. Furthermore, in the starting position, the lifting table 2.01 is lowered, the sand protection frame 2.11 is raised and the molding sand filling device 2.14 is in the right-hand starting position 2.35.
  • the molded molding box 4.01 is set down on its roller conveyor 1.04 , the upper model roller conveyor 3.03 is engaged and the compression filling frame 3.22 has been lifted from the molded molding box to such an extent that the molding sand protruding from the top of the molding box is prevented from being stripped off during the mold box transport (M ⁇ 3 . 09).
  • the excess molding sand is cut off from below after turning the molding box within the molding line.
  • the mold box centering devices 1.10 are open, the lifting table 3.01 is lowered and the model unit 4.02 with the model filling frame 4.03 lowered on it is placed on the lower model roller conveyor 1.05 .
  • the molding sand filling device 2.14 is sand-free, so that it is only refilled before a restart.
  • a new work cycle begins with the molding box transport of the molding line, the molding boxes 4.01 being shifted by one division in the direction of the arrow 1.08 .
  • the model filling frame 4.03 with the model unit 4.02 is carried on the upper model roller conveyor 2.03 / 3.03 .
  • the molding unit 4.05 filled with loose molding sand is in station B and an empty molding box in station A.
  • the model unit 4.02 located below in station B with the model filling frame 4.03 lowered on it is moved back from station B to station A on the lower model roller conveyor 1.05 .
  • the mold boxes in A1 and B1 are fixed by closing the centering devices 1.10 and at the same time the upper model roller conveyor 2.03 is opened in station A. Furthermore, the two lifting tables 2.01 and 3.01 are raised and the compression filling frame 3.22 and the sand protection frame 2.11 are placed on the respective mold boxes below.
  • the lifting table is 3:01 on the control side to ensure that the Verdichtungs colllrahmen 3:22 comes on the molding box 4:01 to the support before the lifting table 3:01 detects the model unit 4.02 and pushes up the displaced loose mold sand in the Verdichtungs colllrahmen 3.22.
  • the lifting table 2.01 which rises in station A, lifts the model unit 4.02 with the model filling frame 4.03 still lowered on it under the empty molded box 4.01 , which has been moved into station A, and lifts it approx. 6mm (dimensions 2.05, Fig. 2) from its roller conveyor 1.04 .
  • the model roller conveyor 2:03 with about 3mm game Checking of illegal listening 2.04 Figure 2) is inserted below the scroll bar 4.30 of Modell colllrahmens 4.03 after which the lifting table 2:01 lowers again and the Modell colllrahmen 4:03 on the inserted model roller conveyor 2:03 deposited (Fig.2) ,
  • the molding box resting on the model filling frame 4.03 then has a distance of approx.
  • Electromagnets 2.02 are arranged in the lifting table 2.01 , which exert an adhesive force on the model unit 4.02 during the downward movement in the area 2.07 , so that the model unit's own weight and the additional adhesive force ensure that the model unit is safely lowered within the model filling frame.
  • an electromagnet with a diameter of 150mm and a height of 50mm has an adhesive force of 5000N with an air gap of 1mm
  • the Sandein committee begins in the form of unit 4:05, for which a period of about 60% of the total cycle time for Available.
  • the molding sand here, is preferably filled by an on the rails 24/02 between the two positions 2:35 and 2:36 back and forth movable Formsandein spallvorraum 2.14 a Sandleittrichter 2:15 in multiple layers in two layers in the molding unit 4:05.
  • a first time phase of the molding sand filling for example during the filling of the first layer 2.38 (FIG.
  • the model unit 4.02 is lowered within the model filling frame 4.03 with the lifting table 2.01 by the dimension 2.07 , whereby the filling space 2.39 is formed.
  • the model unit 4.02 is held by the support bolts 4.23 (Fig. 07) on the model filling frame 4.03 , but the lifting table 2.01 is further lowered to the lower end position.
  • two aerators (spiked rollers ) 2.19 are arranged in the sand guide 2.15 , which run in the opposite direction of rotation. Because of the possibility of installing the aerators, the sand guide funnel 2.15 is divided into segments 2.16 and 2.17 in the lower area.
  • the sand guide funnel segments 2.16 and 2.17 are extended downwards in order to avoid caking of the molding sand (Fig . 1 and 2 ).
  • the lifting table can be provided at lower lying arrangement on each side with two receiving bars 2.01 wherein the female strips when lifting of the lift table 2.01 in the scroll bars 4.30 of Modell colllrahmens drive 4:03 and lift it from the support surface 4:39 extent to A distance of approx. 3 mm has been reached between the collar of the support bolt 4.23 and the plastic washer 4.24 (FIG. 7) .
  • the surface of the lifting table 2.01 reaches the lower surface of the model unit 4.02 , so that the model filling frame 4.03 and the model unit 4.02 are now lifted from the lifting table 2.01 to the upper end position.
  • the lifting table 2.01 After closing the model roller conveyor 2.03, the lifting table 2.01 lowers again and places the model filling frame 4.03 with its track 4.30 on the model roller conveyor 2.03 and then after a further approx. 3 mm lowering stroke, the model unit 4.02 is held by the supporting bolt 4.23 (Fig. 7) on the model filling frame 4.03 and the lifting table 2.01 lowers to the lower end position.
  • the filling space 2.23 is already made when the lifting table 2.01 arrives at the top and sand filling begins.
  • the model unit In order to ensure 4:03 in the initial lifting of the lift table 2.01 safe release of Modell colllrahmens of the Modelleinaku 4.02, the model unit is held to 4:02 of stroke by a clamping device on the model roller conveyor 1:05.
  • the molding sand filling device 2.14 consists of a chassis 2.22 provided with rollers 2.23 and a cylinder drive 2.25 , which can be moved back and forth on the rails 2.24 and in which a conveyor belt 2.20 , a metering vessel 2.21 with at least three discharge slides 2.26 and the sand guide funnel 2.15 with the aerators 2.19 is arranged. Furthermore, the sand protection frame 2.11 belongs to the molding sand filling device, which can be deposited on the molding box by means of the short stroke cylinders 2.12 via a spherical cap connection 2.13 and which prevents molding sand from splashing out during the sand filling.
  • the internal dimensions of the sand protection frame 2.11 are slightly smaller than the internal dimensions of the molding box in order to avoid sand deposits on the molding box by the size 2.10 (Fig. 2) .
  • the sand guide funnel 2.15 / 2.16 which is located a short distance 2.09 above the molding box, has a rectangular inner cross section (Fig. 1, Fig. 2 ) in the horizontal, with the long side (Fig. 2) lying transversely to the direction of movement, the inner region of the molding box and the short side 2.40 lying in the direction of movement corresponds approximately to 1/3 to 1/6, preferably 1/4 of the inside of the molding box, which enables the sand to be filled in layers.
  • the available time as a constant is fully used for the sand filling in the form unit 4.05 .
  • the amount of molding sand to be filled into the molding unit is determined by the conveying speed of the conveyor belt 2.20 and by the position 2.30 of the discharge slide 2.26 .
  • the discharge slides 2.26 are therefore also adjustable during the molding sand filling or during the movement of the molding sand filling device 2.14 in order to adapt the amount of molding sand to the partial need.
  • the molding sand is filled into the molding unit 4.05 in at least three sections 2.18a ( FIG. 2 ) and accordingly, each discharge slide 2.26 in the sand guide funnel 2.15 is assigned a shaft 2.18 (FIG.
  • the number of discharge slides 2.26 and the associated shafts 2.18 in the sand guide funnel depends on the inside dimension of the molding box to be covered, although at least three discharge slides or three shafts are required.
  • a control element 2.28 monitoring the molding sand flow is attached to each outlet slide, a plate suspended vertically by gravity being lifted by the molding sand flow and thereby actuating a sensor 2.29.
  • a flap 02/31 in each well 2.18 a in a continuous and cylindrical actuated shaft 2:33 which is open during the Formsandein colllung in the mold unit 4:05 and which is pressed during the standstill of the conveyor belt 20.2 with its rubber lip 2:32 against the conveyor belt 2.20 to to prevent the embankment sand from trickling off the conveyor belt onto the model / filling frame unit 4.04 arriving at station A on the roller conveyor 1.05 .
  • the dosing vessel 2.21 is filled by a stationary storage bunker 2.37 , the level in the dosing vessel 2.21 being monitored by sand probes.
  • the functional height 2.07 (3.07, 4.07) of the model filling frame 4.03 is designed so that the loose molding material surface of the finished molding sand filling is approx. 30mm (dimension 2.08) below the surface of the molding box, which prevents molding sand from being stripped off during transport of the molding unit 4.05 from A to B and which keeps the molding machine clean and free of hold-up sand.
  • the layered and partially adapted molding sand filling enables an almost flat and even surface of the loose molding material ( 2.08 Fig. 1).
  • the layer-by-layer and partially adapted molding sand filling with the appropriate height of the model and compaction filling frames also enables a loose molding material surface adapted to the model contour, so that the molding sand is of equal height at all points.
  • the highest point of the loose molding sand surface is again approx. 30mm ( M ⁇ 2.08 ) below the molding box surface .
  • the individual drive elements 2.27 of the discharge slide 2.26 and the drive cylinder 2.25 of the sand filling device 2.14 each have a displacement measuring system.
  • each displacement measuring point of the drive cylinder 2.25 is recorded a certain opening position 2.30 of the individual discharge slide 2.26 assigned.
  • the path measurement is carried out in a continuously linear manner in digital or analog form, the path measurement points of the drive cylinder 2.25 for the assignment of the discharge slide position being conveniently tapped in small grids of, for example, 1 mm.
  • the opening positions for the forward and return of the drive cylinder 2.25 or the sand filling device 2.14 are the same at the respectively assigned measuring points. However, it is also possible for the opening positions at the respectively assigned measuring points to have a different value for the advance than for the return.
  • the setpoint values from the respective data record are processed in a corresponding electronic control device and the discharge slide 2.26 is output as a control command to the drive elements 2.27 .
  • a record is stored in the electronic control device for each individual model, the record being changeable online for the purpose of optimization.
  • the data record which in addition to the data for molding sand filling can also contain other data such as compaction data, casting data, etc., is permanently assigned to the model ID number.
  • the model ID number which has an upper and lower edge identifier, is attached to the model unit in coded form.
  • the model ID number including the upper or lower box identifier, is automatically read out, which gives immediate access to the data record, so that the new parameters are immediately available and the molding machine can be set to it without delay.
  • the setpoints stored in the data record for the individual discharge heights 2.30 and for the conveying speed of the conveyor belt 2.20 are based on a standard molding sand moisture. In the event of deviations from this standard mold sand moisture, these setpoints are automatically adapted to the mold sand moisture measured in each case.
  • the lifting table 3.01 moving up in station B , picks up the model unit 4.02 at its full lifting speed after passing through the lower idle stroke 3.21 and pushes it upwards within the model filling frame 4.03 with the loose molding sand, the model filling frame opening along path 3.07 (Fig. 3) the support surface 4.39 of the model unit 4.02 comes to rest and the model plate surface and the surface of the model fill frame 4.03 are at the same level or the dimension 3.07 is zero.
  • the lifting table 3.01 lifts the model unit 4.02 with the model filling frame 4.03 another approx. 3mm (M ⁇ 3.04, Fig. 3) so that the model roller conveyor 3.03 can extend. In this position, the lifting table 3.01 has reached its uppermost end position for the compression and the molding chamber 3.13 is closed.
  • An internal offset 4.40 (Fig. 2, Fig. 6) from the model filling frame to the molding box prevents a sand jam edge at the transition between the model filling frame and the molding box when the molding sand is pushed up.
  • the molding chamber 3.13 (FIG. 3, left half section) is formed vertically by the inner walls of the molding box 4.01 and the compression filling frame 4.03, and horizontally by the model surface and the underside of the compression unit 3.14 or 3.18 . Since the molding box resting on the model filling frame 4.03 has already been lifted approx.3mm from its roller conveyor 1.04 in station A , the molding box is now approx.6mm (dimension 3.05 , Fig. 3 ) above its roller conveyor. The lifting table 3.01 is fixed in this position against the compression pressure.
  • the compression filling frame 3.22 placed on the molding box is pressed onto the molding box via the cylinders 3.24 with a force which is greater than the force which results from the compression pressure and the area of the circumferential gap 3.26 , so that the compression filling frame 3.22 does not lift off during compression can.
  • the molding chamber 3.13 in which the compression pressure is brought to bear , is sealed off from the outside atmosphere by the elastic seals 3.28, 3.29 and 4.33 .
  • the seal 3.29 between the compression unit 3.14 and the compression filling frame 3.22 is clamped to the compression unit with a clamping strip 3.30 and it has an elastic projection 3.31 which, due to a slight play, has no contact with the inner wall of the compression filling frame 3.22 .
  • the seal is made by pressing the peripheral flange 3.25 of the compression filling frame onto the elastic sealing protrusion 3.31 . During the compression, the contact pressure or closing pressure on the seal 3.29 is increased even further by the compression pressure in the molding chamber.
  • the sealing between the compression unit 3.14 or 3.18 and the compression filling frame 3.22 can also be carried out as shown in FIG .
  • a circumferential profile groove 3.33 is milled into the compression unit, into which a seal 3.32 , which is embedded in the compression filling frame 3.22 and can be activated with compressed air, is pressed.
  • the groove profile has a bead 3.34 in the middle, with which the inflated or activated seal 3.32 is secured against vertical displacement by the pressure in the molding chamber 3.13 .
  • the seal 3.32 retracts due to its elasticity so that it has no contact with the compression unit.
  • FIGS. 1 and 3 An air pulse compression unit 3.14 is shown in FIGS. 1 and 3 .
  • the air impulse compression takes place by suddenly opening the closely arranged impulse nozzles 3.16, whereby the compressed air suddenly shoots from the storage container 3.15 into the molding chamber 3.13 and acts as a pressure wave on the molding sand.
  • An internal offset 3.10 (Fig. 3) from the compression filling frame 3.22 to the molding box 4.01 avoids a sand jam edge at the transition between the compression filling frame and molding box during pulse compression.
  • the bulkheads 3.17 are arranged below the compression unit 3.14 , as a result of which the pressure wave during the compression section 3.08, (FIG.
  • the lifting table 3.01 with model unit 4.02 and model filling frame 4.03 is lowered in rapid traverse, whereby the model unit 4.02 with model filling frame 4.03 resting on it is placed on the lower model roller conveyor 1.05 .
  • the compression filling frame 3.22 is lifted from the molding box by the distance 3.09 (FIG. 1) and the model roller conveyor 3.03 is pushed in to accommodate a molding unit 4.05 again .
  • model filling frame 4.03 is pressed down on its pressure plates 4.32 by the push-off device 3.12 for a short distance, so that the release of the model filling frame 4.03 from the molding box 4.01 centered on it is not only dependent on the weight of the model filling frame.
  • work station B shows, for example, a combined compression unit 3.18 for pneumatic airflow pressing and for pneumatic expansion pressing, the pneumatic expansion pressing being known from EP-1155761-A1.
  • the multi-airpress system is also known from EP-1155761-A1, which can also be used here.
  • the compression unit 3.18 shown in FIG . 9 also enables compression by "model pressing ", the molding sand being supported on the extended pressing dies 3.19 and the model being pressed into the molding sand from below.
  • the press ram cylinders 3.20 can be set to the full compression pressure, whereby they can compensate accordingly during the compression of the model contour.
  • the press ram cylinders 3.20 can also be set with a lower pressure, so that after reaching this pressure they are all pushed upwards by the correspondingly slightly compressed molding sand and the final compression is then carried out with a correspondingly high pressure from above by lowering the press rams.
  • the upper machine frame 1.02 is suitable for the installation of the compression systems described.
  • the airflow to be blown in from above can already be initiated when the lifting table 3.01 detects the model unit 4.02 for pushing up.
  • the expansion press is used, the air flow to be blown in from below is initiated when the mold chamber 3.13 is completely closed, i.e. when the lifting table 3.01 has also raised the model unit 4.02 to such an extent that the contact surface 4.39 grips the model filling frame 4.03 and the seal 4.34 becomes effective.
  • the invention has another significant advantage for compression.
  • the compression lifting table 3.01 picks up the model unit 4.02 , which, and thus the loosely filled molding sand, is suddenly accelerated, as a result of which the molding sand settles and inhomogeneous filling points are reduced.
  • this sudden pick-up of the 4.02 model unit by the 3.01 lift table only causes a dull, non-distracting impact.
  • the mold chamber 3.13 is closed and sealed when the model unit 4.02 is lifted within the model filling frame 4.03 or when the molding sand is pushed up into the compression filling frame 3.22 .
  • the molding chamber By pushing up the molding sand, the molding chamber is reduced and the air inside is compressed when the valves 3.35 and 3.36 are closed.
  • the compressed air is discharged via the model plate nozzles 4.06 and via the edge slot 4.14 , as a result of which the loosely poured molding sand is fluidized.
  • the fluidization can optionally be increased by additionally blowing compressed air into the molding chamber 3.13 via the valves 3.36 and via the openings 3.27 (FIGS. 1, 3).
  • the pressure to be applied at pressure valve 3.37 and the amount of compressed air to be blown at valves 3.36 can be adjusted.
  • the blowing in takes place when the loosely poured molding sand is pushed up. It can start at the earliest when the compression filling frame 3.22 has been placed on the molding box 4.01 .
  • Figures 6, 7 and 8 show the model unit 4.02 with the model filling frame 4.03, which are also shown in a reduced scale in Figures 1, 2 and 3 .
  • Fig. 6 shows a longitudinal section showing the guidance and centering of the model filling frame to the model unit.
  • 7 shows a longitudinal section showing the suspension of the model unit 4.02 in the model filling frame 4.03.
  • 8 shows a top view of the model fill frame and model unit.
  • the model unit 4.02 has a base frame 4.08 with the height 4.25 , which can accommodate a positive model 4.10 (FIG. 1, station A) or a negative model 4.12 (FIG. 1, station B ).
  • the models are equipped with model plate nozzles 4.06 according to the requirements, whereby the fluidizing air flow and the displaced compression air can escape or whereby compressed air can be blown into the molding chamber 3.13 from below during expansion pressing.
  • the base frame has the openings 4.26 , which are congruent with corresponding openings in the lifting table 3.01, for discharging the air of the fluidization flow and for blowing in the compressed air for the expansion pressing.
  • an intermediate frame 4.09 is used, which is inserted between the model plate 4.11 and the base frame 4.08 and which centers the model plate 4.11 to the base frame 4.08 via the centering elements 4.15 .
  • the use of an intermediate frame depends on the model depth .
  • the centering of the model 4.12 to the base frame 4.08 also takes place via the previously described centering elements 4.15 .
  • the centering takes place directly between model 4.12 and the base frame 4.08 via the centering elements 4.16.
  • the base frame 4.08 furthermore has the centering and guide pins 4.17 , with which the model fill frame 4.03 is centered on the base frame 4.08 via its centering and guide bushes 4.20 and with which the model fill frame is guided during vertical displacement.
  • the centering and guide pins 4.17 have a tightly toleranced fine centering in the lower area 4.18 for precise adjustment during molding, while the rest of the area 4.19 has an accurate but smooth-running guide.
  • the centering and guide pins 4.17 are immersed in an enclosed space 4.27 , so that they are protected against contamination.
  • a thin layer of graphite can be applied to the center of the encapsulated space to dry-lubricate the centering and guide pins.
  • All centering point because of the Stich thoroughlytoleranzen and optionally differential thermal expansion on the one hand a round pin / round hole and on the other hand, a flat pin / flat hole executed on the pattern plate 11.4 and the model 12/04 has a peripheral fitting strip 13.4, which wear-resistant from a wear-resistant and slidable plastic or of a and slidable metal material.
  • the fitting strip 4.13 has the function of the molding sand seal between the model plate 4.11 or model 4.12 and the model filling frame 4.03 and it has a slight play of, for example, 0.2 mm to the inner wall of the model filling frame.
  • the marginal slot 4.14 resulting from the play enables the air to flow through when fluidizing and with expansion pressing , so that the arrangement of model plate nozzles (0.3 mm slot width) in the edge area can be dispensed with.
  • the vertical displacement of the model unit 4.02 within the model fill frame 4.03 is limited on the one hand by the support of the model fill frame on the support surface 4.39 of the base frame 4.08 and on the other hand by the support bolts 4.23 shown in FIG . 7 and attached to the base frame.
  • the model unit with the support bolts hangs on the model filling frame, the support bolts resting on the washers 4.24 made of impact-resistant plastic.
  • the support bolt has a greater clearance for drilling the window 4.24 and the hole below it in the flange 4.29 of the model filling frame, so that it can be moved through these holes without contact.
  • the support bolts 4.23 are immersed in an enclosed space 4.28 so that they are protected against contamination.
  • the surface of the Modell colllrahmen 4:03 is the support surface for the mold box 4.01, and accordingly, the Modell oscilllrahmen the evident from Fig.1 centering 4.21 for the upper box and 4.22 for the lower box with the usual round hole / Rundung- or flat hole / flat pin execution on.
  • the position of the different centering elements and the position of the supporting bolts are shown in FIG. 8 with the top view of the model unit and model filling frame.
  • the top of the model filling frame 4.03 has a seal 4.33 , with which the mold chamber 3.13 is sealed together with the other seals 3.28 and 3.29 to the outside atmosphere.
  • the model filling frame has a seal 4.34 on the underside, which seals the interior of the model unit 4.02 during the expansion pressing to the outside atmosphere.
  • This seal 4.34 is required because during expansion pressing , compressed air is blown into the molding chamber 3.13 via the holes 4.26 and the model plate nozzles 4.06 . Seal 4.34 may also be required for other molding sand filling systems.
  • the model filling frame has the surrounding flanges 4.29 and 4.30 with an inclined roof 4.31 above it, the sloping roof preventing sand deposits on the flanges 4.29 and 4.30 .
  • the surrounding flanges cover the bearing surface 4.39 of the base frame 4.08, so that it is protected from direct sandfall. Air sand occasionally falling in small quantities can be easily removed by automatic blowing.
  • the flange 4.29 contains the centering and guide bushes 4.20 for centering and guiding the model filling frame and the washers 4.24 for supporting the support bolts 4.23.
  • the flange 4.30 (Fig. 2 and 3) serves as a runner for the model filling frame 4.03, whereby the model filling frame with the model unit 4.02 can be transported on the model roller conveyors 2.03 and 3.03 .
  • the base frame 4.08 also has the cleaning brushes 4.35 for cleaning the lifting tables 2.01 and 3.01 and the centering bolts 4.36 for centering the base frame on the lifting tables 2.01 and 3.01 .
  • the surface of the model plate 4.11 or the model 4.12 lies by the measure compared to the surface of the model filling frame 4.03 4.37 (Fig.
  • the mold parting surface has a corresponding projection over the mold box surface, as a result of which the joined mold halves come to lie on one another with their mold parting surfaces and the mold box parting surfaces have a corresponding play with one another, thereby preventing the formation of burrs and fried iron.
  • the surfaces of the model plate 4.11 or model 4.12 can also be exactly the same level as the surface of the model filling frame 4.03 .
  • the inside dimension of the model filling frame 4.03 is slightly smaller than the inside box dimension to avoid a sand jam edge when pushing up the molding sand by the dimension 4.40 (Fig. 2, Fig. 6) .
  • the cavities of model unit 4.02 are filled with wooden or plastic blocks 4.41 .
  • the adjustment between the molding box 4.01 and the model 4.10 / 4.11 / 4.12 takes place via the non-moving centering elements 4.15 / 4.16 and furthermore via the moving centering elements 4 .17 / 4.18 / 4.20 and 4.21 / 4.22, whereby the offset between the molding box and the model occurs appropriate selection of fits can be limited.
  • a fit selection for 4.15 / 4.16 with H7 / h6, for 4.17 / 4.18 / 4.20 with H7 / g6 and for 4.21 / 4.22 with H7 / e8 results in an offset of 0.072mm to 0.178mm.
  • the model changing device initially has the lifting devices 5.01 (station A) and 5.02 (station B) shown in FIGS . 1, 2, 3 and 5, which are provided with non-driven rollers.
  • model change device the two driven roller conveyors 5:09 (axis A) and 5.10 (axis B), and a movable on floor rails and provided with a driven roller track shuttle cart 5:11 on during normal molding machine operation with an OK / UK model pair, the two lifting devices 5:01 / lowered 5:02 and the return of of the model unit 4.02 and the Modell colllrahmen 4:03 existing model / Medrahmenech 4:04 takes place on the lower model roller conveyor 1:05.
  • model change roller conveyor 5.09 (axis A) there is a UK model / filling frame unit 4.04 and on the shuttle car 5.11 in axis A there is an OK model / filling frame unit 4.04 for changing.
  • the two lifting devices 5.01 and 5.02 When changing models or during constant model circulation, the two lifting devices 5.01 and 5.02 are raised, whereby in station A lifting table 2.01 lifts a model / filling frame unit 4.04 from the rollers of lifting device 5.01 and in station B lifting table 3.01 a model / filling frame unit 4.04 puts down the rollers of the lifting device 5.02 .
  • the lifting and lowering of the two lifting devices 5.01 and 5.02 basically only takes place when the two lifting tables 2.01 and 3.01 are raised, i.e. when the model roller conveyor 1.05 is free in the two stations A and B , so that the two lifting devices 5.01 and 5.02 are only empty be moved up and down.
  • Each of the two lifting devices 5.01 and 5.02 is moved vertically by four cylinders 5.03 , the cylinders having continuous piston rods 5.04 for guidance, so that no further guide rods are required. Since the lifting devices 5.01 and 5.02 are only moved up and down empty, an approximate synchronization of the four cylinders 5.03 is sufficient , which can be achieved with simple throttle check valves . Dome fasteners 5.05 between the piston rod and the lifting device prevent lateral forces on the piston rods. For reasons of space, the lifting devices 5.01 and 5.02 have no driven rollers. Cylinders 5.06 and 5.08 are provided to drive the model / filling frame unit 4.04 on the non-driven rollers.
  • the model / filling frame unit 4.04 is pushed off the lifting device 5.02 until it reaches the driven roller conveyor 5.10 .
  • the cylinder 5.06 which has an electromagnet 5.07 that can be switched on and off, takes over the incoming model / filling frame unit 4.04 before it leaves the driven roller conveyor 5.09 and pulls it adhering to the electromagnet 5.07 into the end position.
  • the UK model / filling frame unit 4.04 available on the roller conveyor 5.09 is moved into station A and the UK model / filling frame unit 4.04 lowered in station B onto the rollers of the lifting device 5.02 extended onto the roller conveyor 5.10 .
  • the OK model / filling frame unit 4.04 Simultaneously with the entry of the UK model / filling frame unit 4.04 into station A , the OK model / filling frame unit 4.04, which is available on the shuttle carriage 5.11 in axis A , is moved onto the roller conveyor 5.09 .
  • the shuttle car 5.11 then travels to the roller conveyor 5.10 (axis B), takes over the LTK model / filling frame unit 4.04 there and returns to the roller conveyor 5.09 (axis A) .
  • the OK model / filling frame unit 4.04 that has arrived on the roller conveyor 5.09 is moved into the station A and the OK model / filling frame unit 4.04 , which has meanwhile been lowered onto the rollers of the lifting device 5.02 in the station B, is extended onto the roller conveyor 5.10 .
  • the UK model / filling frame unit 4.04 which is available on the shuttle carriage 5.11 in axis A , is moved onto the roller conveyor 5.09 .
  • the shuttle 5.11 then travels to the roller conveyor 5.10 (axis B), takes over the OK model / filling frame unit 4.04 there and returns to the roller conveyor 5.09 (axis A) .
  • the model change is now complete and the replaced model / filling frame units 4.04 on the roller conveyor 5.09 and the shuttle car 5.11 can be converted for the next model change.
  • the molding machine can also be operated with two pairs of models in a constant model cycle.
  • the process is the same as described above for the model change and there is a model change practically every molding machine cycle.
  • This operating mode is indicated if the models have to be treated before molding, for example by setting cooling irons and / or exothermic feeders. For this, the models for handling 5.13 are freely accessible.
  • the dwell time for the model treatment is specified by the molding machine cycle time and is sufficient for a normal model treatment.
  • the dwell time for the model treatment without increasing the cycle time can be achieved by taking a pair of models without treatment need at least twice in succession, while the other model pair is treated in the meantime and then into a single molding process Forming machine is replaced and then this 2: 1 cycle or 3: 1 cycle is repeated according to the lot size.
  • the molding machine according to the invention is a high-performance molding machine with an extremely short cycle time.
  • the molding machine is designed as a twin molding machine with two molding sand filling devices in station A and two compacting units in station B , whereby two molds are produced simultaneously within the cycle time.
  • station A a pair of models (OK / UK) is put together with the molding boxes and filled with molding sand, while in station B another model pair (OK / UK) is compressed and demolded.
  • the mold boxes are moved by two mold box divisions, whereby at the same time a finished pair of molds consisting of upper box and lower box is moved out of station B of the molding machine, an upper box / lower box molding unit filled with molding sand is moved from station A to station B and one empty pair of molded boxes consisting of upper and lower boxes is moved into station A.
  • the molding surface of the molding box has a rectangular cross section, as in the exemplary embodiment described above, the molding box is expediently carried out transversely to the longitudinal axis of the molding box in order to shorten the transport path of a double molding box division.
  • the double molding sand filling device is moved transversely to the molding box camouflage direction on the head frame of the molding machine, so that the layer-by-layer sand filling, as in the previously described single version, also advantageously takes place via the longitudinal axis of the molding box.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zweistationen-Hochleistungsformmaschine zur Herstellung kastengebundener Sandformen unter Verwendung von mindestens einem Modellplattenpaar. In einer ersten Station A werden Modell und Formkasten zu einer Formeinheit 4.05 zusammengefügt und von einer verfahrbaren Formsandeinfüllvorrichtung 2.14 schichtweise mit Formsand gefüllt. In einer zweiten Station B wird die Form verdichtet und das Modell von der Form getrennt. Die mit Formsand gefüllte Formeinheit 4.05 wird zusammen mit dem Formkastentransport 1.08 auf den Rollenbahnen 2.03/3.03 von der Station A zur Station B transportiert, während gleichzeitig eine Modellplatte 4.04 auf der Rollenbahn 1.05 von der Station B zur Station A zurück transportiert wird. Für den Formkasten 4.01 sind dabei nur sehr geringfügige vertikale Bewegungen 2.06 erforderlich. Die Füllrahmenfunktion übernimmt ein Modellfüllrahmen 4.03 und ein Verdichtungsfüllrahmen 3.22. Die Modelleinheit 4.02 weist einen teleskopartig angeordneten und vertikal verschiebaren Modellfüllrahmen 4.03 auf, der im angehobenen Zustand 2.07 zusammen mit dem Formkasten 4.01 die Formeinheit 4.05 mit dem Füllraum 2.39 für den losen Formstoff bildet. Die Verdichtungsvorrichtung 3.14/3.15 in der Arbeitsstation B weist einen teleskopartig angeordneten und vertikal verschiebbaren Verdichtungsfüllrahmen 3.22 auf, der zum Verdichten auf den Formkasten 4.01 auflegbar und für den Formkastentransport 1.08 vom Formkasten abhebbar ist. In der Station B schiebt der Hubtisch 3.01 die Modelleinheit 4.02 innerhalb des Modellfüllrahmens 4.03 nach oben, wobei der verdrängte Formsand in den auf den Formkasten 4.01 abgesetzten Verdichtungsfüllrahmen 3.22 geschoben wird, wonach die Verdichtung erfolgt. Die beim Hochschieben des Formsandes verdrängte Luft wird zum Fluidisieren verwendet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Formmaschine zur Herstellung kastengebundener Sandformen unter Verwendung eines aus Oberkasten- und Unterkastenmodell bestehenden Modellplattenpaares, wobei die Ober- und Unterkastenformen nacheinander hergestellt werden und die einzelnen Arbeitsschritte zur Herstellung einer Form in geradlinig hintereinander liegenden und zeitparallel arbeitenden Stationen einer Formmaschine durchgeführt werden.
Formmaschinen dieser Bauart sind aus den Schriften WO95/31302 und EP-0995521 bekannt. Diese beiden Bauarten haben zunächst gemeinsam, dass sie über zwei geradlinig hintereinander liegende Arbeitsstationen verfügen, wobei in der ersten Station (Sandfüllstation) Formkasten und Modellplatte zusammengefügt und mit Formsand gefüllt werden und in der zweiten Station (Verdichtungsstation) das Verdichten und das Entformen erfolgt. Weiterhin haben diese beiden Bauarten gemeinsam, dass zusammen mit dem Formkastentransport der Formlinie die mit Formsand gefüllte Formeinheit von der Sandfällstation zur Verdichtungsstation transportiert wird, während gleichzeitig auf einer unteren Ebene die in der Verdichtungsstation ausgesenkte Modellplatte zur Sandfüllstation zurück transportiert wird.
Bei WO/9531302 sind zwei Füllrahmen im Umlauf, wobei einer der beiden Füllrahmen in der Sandfüllstation auf einer oberen Ebene vom Formkasten aufgenommen wird und auf einer tiefer gelegenen Formkastentransportebene als Bestandteil der mit Formsand gefüllten Formeinheit (Modellplatte, Formkasten, Füllrahmen) zusammen mit Formkastentransport der Formlinie von der Sandfüllstation zur Verdichtungsstation transportiert wird. Der andere Füllrahmen wird in der Verdichtungsstation nach dem Verdichten auf der oberen Ebene vom Formkasten getrennt und auf dieser Ebene zeitgleich mit dem Formkastentransport von der Verdichtungsstation zur Sandfüllstation zurück transportiert. Besonders nachteilig ist hierbei die extrem große vertikale Distanz zwischen Formkastentransportbahn und den Arbeitspositionen beim Verdichten und beim Sandeinfüllen in den Formkasten. Das Durchfahren dieser extrem langen Wege erfordert Zeit und verlängert dadurch die Taktzeit der Formmaschine und schränkt außerdem auch noch die Zeit für das Sandeinfüllen in den Formkasten ein. Von besonderem Nachteil ist auch, dass die noch auf der Modellplatte aufliegende, verdichtete Form über einen extrem langen Weg abgesenkt werden muss, bevor der Formkasten zum Entformen auf die Rollenbahn aufsetzt. Die durch Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge unvermeidlichen dynamischen Kräfte können dabei zum Abreißen sensibler Formballen führen.
Bei EP-0995521 sind fünf Füllrahmen im Umlauf, wobei die Füllrahmen jeweils vor der Sandfüllstation auf den Formkasten aufgelegt werden und nach durchlaufen der Sandfüllstation und der Verdichtungsstation hinter der Verdichtungsstation wieder vom Formkasten abgenommen werden. Der Rücktransport der Füllrahmen erfolgt auf der Rückseite der Formmaschine, wobei für den Füllrahmentransport von und zur Formmaschinenrückseite entsprechende Quertransportwagen vorgesehen sind. Von Vorteil ist hierbei eine wesentlich verkürzte Taktzeit und dass sich für den Formkasten mit aufliegendem Füllrahmen nur sehr geringfügige vertikale Hubbewegungen in den Arbeitsstationen ergeben und dadurch unmittelbar nach dem Verdichten der Entformungsvorgang ohne Zwischenhub und damit ohne auf die Form einwirkende dynamische Kräfte eingeleitet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch entsprechende Aufteilung der Arbeitsschritte ausreichend Zeit für ein zeitgedehntes und feindosierendes Sandeinfüllen in den Formkasten zur Verfügung steht. Nachteilig ist jedoch der hohe aparative Aufwand für den Füllrahmenrücktransport und für die zusätzlichen Stationen zum Auflegen und Abnehmen der Füllrahmen, woraus sich eine Vier-Stationen-Formmaschine mit entsprechend nachteiliger Baulänge ergibt.
Bevor die beiden zuvor genannten Formmaschinen gemäß WO95/31302 und EP-0995521 bekannt wurden, war auf dem Markt bereits eine Zwei-Stationen-Formmaschine mit einer Sandfüllstation und einer Verdichtungsstation bekannt, die jedoch nur einem Füllrahmen aufweist. Abgesehen von der Anzahl der Füllrahmen und der Füllrahmenrückführung hat diese Formmaschine die gleichen Merkmale wie die Formmaschine gemäß WO95/31302. Der einzig verwendete und auf einer Transportbahn aufliegende Füllrahmen wird in der Sandfüllstation vom Formkasten aufgenommen, wobei der auf der Modellplatte aufliegende Formkasten ca.100mm von seiner Rollenbahn abgehoben wird. Nach dem Sandeinfüllen wird die aus Modellplatte, Formkasten und Füllrahmen bestehende Formeinheit zusammen mit dem Formkastentransport in die Verdichtungsstation verschoben, wobei gleichzeitig auf einer unteren Ebene das andere Modell von der Verdichtungsstation zur Sandfüllstation zurück gefahren wird. Nach dem Verdichten wird der Füllrahmen nach einem geringen Senkhub von ca. 10mm auf eine Transportbahn abgesetzt, wonach der Formkasten nach weiteren ca. 100mm auf seine Rollenbahn abgesetzt wird und womit das Entformen beginnt. Mit Beginn des Entformens wird der Füllrahmen im Abstand von ca. 100mm über dem Formkasten zur Sandfüllstation zurück transportiert und dort, wie zuvor beschrieben, wieder vom nächsten Formkasten aufgenommen. Der Abstand von ca. 100mm zwischen Füllrahmen und Formkasten ist erforderlich, um ein Abstreifen von auf dem Formkasten überstehenden Formsand zu verhindern. Dieser Stand der Technik hat den Nachteil, dass die Verwendung eines nur einzelnen Füllrahmens durch die Zeitbindung der Füllrahmenrückführung einen entsprechenden Aufwand an Funktionszeit erfordert, was zu einer entsprechend langen Taktzeit der Formmaschine führt und zudem die Sandeinfüllzeit in den Formkasten erheblich einschränkt. Im weiteren ist von Nachteil, dass vor dem Entformen die Distanz von ca. 100mm mit Beschleunigen und Verzögern mit Zeitverlust durchfahren werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der zuvor beschriebenen Nachteile und unter Beibehaltung der zuvor zu EP-0995521 beschriebenen Vorteile ein Verfahren und eine Formmaschine vorzuschlagen, womit unter weiterer Verwendung einer Sandfüllstation und danach folgender Verdichtungsstation (Zwei-Stationen Formmaschine) aber ohne umlaufende bzw. zurückzuführende Füllrahmen eine Taktzeitverkürzung und zugleich eine Verlängerung der Sandeinfüllzeit in den Formkasten realisierbar ist, wobei durch die verlängerte Sandeinfüllzeit eine schichtweise und an die Modellkontur angepasste Formsandeinfüllung in den Formkasten ermöglicht wird.
Hinsichtlich der Füllrahmenfunktion wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem die Füllrahmenfunktion in zwei Schritten, einerseits einem teleskopartig und vertikal verschiebbaren Füllrahmen am Modellträgerrahmen und andererseits einem an der Verdichtungsstation teleskopartig angeordneten und vertikal verschiebbaren Füllrahmen zugeordnet wird. Im Nachfolgenden wird der am Modellträgerrahmen angeordnete Füllrahmen "Modellfüllrahmen" und der an der Verdichtungsstation angeordnete Füllrahmen "Verdichtungsfüllrahmen " genannt. Der Modellfüllrahmen mit der darin abgesenkten Modellplatte und mit dem darauf aufgesetzten Formkasten bilden den Füllraum für den losen Formsand, der in der Sandfüllstation eingefüllt wird. In der Verdichtungsstation wird der Verdichtungsfüllrahmen auf den Formkasten aufgesetzt und die Modellplatte wird innerhalb des Modellfüllrahmens bis zur Formkastenauflagefläche angehoben, wodurch der verdrängte lose Formsand in den Verdichtungsfüllrahmen verschoben wird. Der Verdichtungsfüllrahmen hat jetzt die übliche Füllrahmenfunktion bei der Formverdichtung.
Hinsichtlich der Sandeinfüllung in den Formkasten wird die Aufgabe durch eine verfahrbare Sandeinfüllvorrichtung mit einem am Sandaustrag angebrachten Sandleittrichter gelöst, womit der Formsand in der verfügbar gemachten Zeit durch eine vor- und zurück verlaufende Fahrbewegung schichtweise auf das Modell aufgetragen bzw. in den Formkasten eingefüllt wird. Der Sandleittrichter, dessen Unterkante in einen geringem Abstand zur Formkastenoberfläche bewegt wird, weist in der Horizontalen einen rechteckigen Innenquerschnittl auf, wobei die quer zur Bewegungsrichtung liegende Langseite den Innenbereich des Formkastens überdeckt und die in Bewegungsrichtung liegende Kurzseite ca. 1/4 des Formkasteninnenmaßes entspricht. Der Sandleittrichter wird innerhalb eines auf den Formkasten aufsetzbaren Sandschutzrahmens bewegt, womit ein Herausspritzen des Formsandes verhindert wird. Die modellabhängige Formsandmenge wird von höhenverstellbaren Schiebern bestimmt, die am Auslauf des Formsandbehälters in sektionsweise durch den Sandleittrichter verlaufenden Kanälen angeordnet sind und die auch während des Formsandaustrages zur partiellen Mengenanpassung des Formsandes verstellbar sind. Durch das zeitgedehnte und schichtweise Sandeinfüllen in den Formkasten wird eine allmählich ansteigende und homogene Formsandfüllung in allen Modellpartien, insbesondere der engen und tiefen Modelltaschen ermöglicht, was für eine optimale Formverdichtung von besonderer Bedeutung ist. Eine optimale Formverdichtung wird von der Qualität der Formsandeinfüllung entscheidend mit beeinflusst, so dass also die Sandeinfüllung in den Formkasten und die Formverdichtung gleichrangige Fertigungsabschnitte zur Herstellung einer Form darstellen.
Der Modellfüllrahmen umschließt teleskopartig die aus dem Modellträgerrahmen und Modellplatte bestehende Modelleinheit und er ist gegenüber der Modelleinheit maßgenau geführt und vertikal verschiebbar. Im abgesenkten Zustand des Modellfüllrahmens ist seine Oberfläche mit Modellplattenoberfläche niveaugleich. Im angehobenen Zustand des Modellfüllrahmens ist seine Oberfläche gegenüber der Modellplattenoberfläche um die erforderliche, aus der Höhe der losen Sandschüttung und einer Leerraumhöhe zwischen Sandschüttung und Formkastenoberfläche resultierende Füllrahmenhöhe erhöht. Die vertikale Verschiebbarkeit des Modellfüllrahmens ist auf diese beiden Niveauzustände mechanisch begrenzt. Die Oberfläche des Modellfüllrahmens ist die Auflagefläche für den Formkasten und entsprechend ist der Modellfüllrahmen mit den üblichen Zentrierelementen versehen. In der Sandfüllstation wird die Modelleinheit mit dem noch unten befindlichen Modellfüllrahmen von einer Hubvorrichtung bis zur Sandeinfüllstellung angehoben, wobei der Modellfüllrahmen den Formkasten aufnimmt und ihn geringfügig von seiner Rollenbahn abhebt. Danach wird eine den Modellfüllrahmen aufnehmende Rollenbahn eingeschwenkt, wonach die Hubvorrichtung wieder absenkt wird. Dabei wird der Modellfüllrahmen auf die eingeschwenkte Rollenbahn abgesetzt während die noch auf der Hubvorrichtung aufliegende Modelleinheit bis zu einer mechanischen, im Außenbereich des Modellfüllrahmens und der Modelleinheit angebrachten Begrenzung weiter absenkt und die Hubvorrichtung danach leer bis in die untere Endstellung fährt. Der Formkasten liegt nun bei einer geringfügigen Distanz zu seiner Rollenbahn auf dem Modellfüllrahmen auf und die Modellplattenoberfläche liegt um das Maß der erforderliche Füllrahmenhöhe unterhalb der Formkastenauflagefläche. Der Formsand wird nun schichtweise und gleichmäßig eingefüllt. Die Sandeinfüllung wird bis zu einem bestimmten Maß unterhalb der Formkastenoberfläche durchgeführt, so dass zwischen der Oberfläche der losen Sandschüttung und der Formkastenoberfläche ein Leerraum verbleibt und somit beim Transport zur Verdichtungsstation kein zur Verschmutzung führender Formsand abgestriffen wird.
Mit dem Formkastentransport der Formlinie wird die mit Formsand gefüllte Formeinheit von der Sandfüllstation zur Verdichtungsstation transportiert. Hier wird der vertikal bewegbare Verdichtungsfüllrahmen abgesenkt und auf den Formkasten aufgesetzt. Der Verdichtungsfüllrahmen umgibt teleskopartig das Verdichtungsaggregat und er ist mittels Führungsstangen und Hubzylinder daran angebaut. Gleichzeitig mit dem Absenken des Verdichtungsfüllrahmens wird der Verdichtungshubtisch angehoben, der nach Durchfahren eines Leerhubes durch den Bereich der unteren der Modelltransporteinrichtung den Modellträgerrahmen aufnimmt und diesen mit der auf ihn aufliegenden Modellplatte nach oben schiebt, bis die Modellplattenoberfläche mit Oberfläche des Modellfüllrahmens niveaugleich ist und wobei auch noch der Modellfüllrahmen geringfügig von seiner Rollenbahn abgehoben wird, so dass diese für das Entformen ausschwenken kann. Ein entsprechender Anteil des lose geschütteten Formsandes ist dabei nach oben in den auf den Formkasten aufgesetzten Verdichtungsfüllrahmen geschoben worden, der nun die übliche Füllrahmenfunktion beim Verdichten übernimmt. Es ist so die bekannte Formkammer zusammengefügt worden, die von der Modellplattenoberfläche, von den Innenwänden des Formkastens und des Verdichtungsfüllrahmens sowie von der Unterseite des Verdichtungsaggregates umschlossen ist. An den Kontaktflächen zwischen Verdichtungsfüllrahmen und Verdichtungsaggregat, zwischen Verdichtungsfüllrahmen und Formkasten sowie zwischen Modellfüllrahmen und Formkasten sind Dichtungen angeordnet, um die Formkammer nach außen abzudichten. Zum Verdichten können verschiedene Verdichtungsverfahren wie beispielsweise Luftimpuls, Expansionspressen, Luftstrompressen, Luftimpuls mit Pressen usw. angewendet werden.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen weiteren erfindungsgemäßen Vorteil für das Verdichten des Formsandes. Der Verdichtungshubtisch nimmt nach Durchfahren des Leerhubes mit seiner vollen Hubgeschwindigkeit die Modelleinheit auf, wobei die Modelleinheit und somit der lose geschüttete Formsand schlagartig beschleunigt wird, wodurch sich der Formsand setzt und inhomogene Füllstellen verringert werden. Im weiteren wird die Luft in der Formkammer durch das Hochschieben des Formsandes komprimiert. Die komprimierte Luft kann über Modellplattendüsen abgeführt werden, was zu einer Fluidisierung des Formsandes führt. Sobald der Verdichtungshubtisch ganz angehoben ist, setzt während der noch wirksamen Fluidisierung der Verdichtungsvorgang ein. Die Fluidisierung kann dabei noch zusätzlich verstärkt werden, in dem zeitparallel zum Hochschieben des Formsandes noch Druckluft in die Formkammer eingeblasen wird. Ein besonderer Vorteil ist, dass die Fluidisierung des Formstoffes ohne zusätzlichen Zeitaufwand während des Anhebens der Modelleinheit bzw. während des Hochschiebens des Formsandes erfolgt, so dass also die Taktzeit der Formmaschine durch die Fluidisierung nicht verlängert wird. Beim Stand der Technik ist dies nicht der Fall. Sofern keine oder nur wenige Modellplattendüsen eingesetzt werden, kann die komprimierte Luft kann aber auch als erste Vorstufe der Verdichtung verwendet werden, wonach dann der Hauptverdichtungsvorgang folgt. Im weiteren kann die verdrängte Luft auch über ein Ventil zur freien Atmosphäre abgeführt werden. Diese verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten können in Abhängigkeit von den Modellerfordernissen ausgewählt werden. Im weiteren kann dieser erfindungsgemäße Vorteil bei allen zuvor genannten Verdichtungsverfahren angewendet werden.
Der Formkasten liegt beim Verdichten ca. 6mm über seiner Rollenbahn, so dass unmittelbar nach dem Verdichten das langsame Absenken des Verdichtungshubtisches beginnen kann, wobei gleichzeitig der Verdichtungsdruck abgebaut wird und wonach nach 6mm Absenkhub das Entformen beginnt. Der Verdichtungsfüllrahmen wird soweit angehoben, dass der Formkasten mit dem überstehenden Formsand frei unter dem Verdichtungsfüllrahmen ausfahren kann. Der Modellfüllrahmen verbleibt beim Entformen in der unteren Stellung, d.h. die Oberfläche des Modellfüllrahmens und die Oberfläche der Modellplatte bleiben niveaugleich. Die Modelleinheit wird, wie zuvor beschrieben, erst wieder in der Sandfüllstation gegenüber dem Modellfüllrahmen abgesenkt.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Hinsichtlich der Bezugszeicheneinteilung wird auf die Bezugszeichenliste verwiesen. Die Figuren zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch die Formmaschine mit der Sandeinfüllstation "A" und mit der Verdichtungsstation "B", wobei als Verdichtungsverfahren die Druckluftimpulsverdichtung dargestellt ist.
Fig. 2
einen Querschnitt durch die Sandeinfüllstation "A" gemäß Schnittlinie A-A, Fig.1
Fig. 3
einen Querschnitt durch die Verdichtungsstation "B", wobei als Verdichtungsverfahren die Druckluftimpulsverdichtung dargestellt ist. gemäß Schnittlinie B-B, Fig.1
Fig. 4
eine Draufsicht auf den Verdichtungsfüllrahmen
Fig. 5
eine Draufsicht auf den Modellplattenumlauf
Fig. 6
einen Längsschnitt durch die Modellträgereinheit gemäß Schnittlinie C-C, Fig.8
Fig. 7
einen Längsschnitt durch die Modellträgereinheit gemäß Schnittlinie D-D, Fig.8
Fig. 8
eine Draufsicht auf die Modellträgereinheit
Fig. 9
einen Längsschnitt durch die Verdichtungsstation "B", wobei als Verdichtungsverfahren das Expansionspressen und das Luftstrompressen dargestellt ist.
Fig.1 zeigt die Formmaschine in einem Längsschnitt mit der Sandfüllstation A und der Verdichtungsstation B, wobei sich als zusammengehörendes Paar in A ein Oberkastenmodell und in B ein Unterkastenmodell befindet. Das Oberkastenmodell ist dabei mit einer erhabenen Modellkontur und das Unterkastenmodell mit einer vertieften Modellkontur dargestellt. Ergänzend dazu zeigt die Fig.2 einen Querschnitt durch die Sandfüllstation A und die Fig. 3 einen Querschnitt durch die Verdichtungsstation B. Die in diesen Figuren gezeigte Modelleinheit 4.02 weist einen teleskopartig und vertikal verschiebbaren Modellfüllrahmen 4.03 auf; der den Formkasten 4.01 aufnimmt und der mit den dazu erforderlichen Zentrierelementen 4.21 und 4.22 versehen ist. Modelleinheit 4.02 und Modellfüllrahmen 4.03 werden an anderer Stelle ausführlich beschrieben. Die Sandfüllstation A weist eine verfahrbare Formsandfülleinrichtung 2.14 mit einem Sandleittrichter 2.15 auf, womit der Formsand schichtweise in die Formeinheit 4.05 einfüllbar ist. Im weiteren weist die Sandfüllstation A einen auf den Formkasten 4.01 absetzbaren Sandschutzrahmen 2.11 auf, in den der Sandleittrichter 2.15/2.16 hineinragt, womit beim schichtweisen Einfüllen des Formsandes ein herausspritzen des Formsandes verhindert wird. Die Sandfüllstation A weist weiter einen Hubtisch 2.01 zum Anheben der Modell/Füllrahmen-Einheit 4.04 (Modelleinheit 4. 02 / Modellfüllrahmen 4. 03), eine horizontal ausschiebbare Rollenbahn 2.03 zum Transport der Formeinheit 4.05 (Modelleinheit 4. 02, Modellfüllrahmen 4.03, Formkasten 4. 01) von Station A nach Station B und eine Hubvorrichtung 5.01 für den Modellwechsel auf. Die Verdichtungsstation B weist das Verdichtungsaggregat 3.14 mit dem daran teleskopartig angeordneten Verdichtungsfüllrahmen 3.22 auf, der über die vier Führungsstangen 3.23 (Fig. 3, 4) vertikal geführt wird und der über die zwei Zylinder 3.24 (Fig.3, 4) vertikal bewegbar ist. Im weiteren weist die Verdichtungsstation B einen Hubtisch 3.01 auf, womit die Formeinheit 4.05 für den Verdichtungsvorgang aufgenommen wird und womit nach dem Verdichtungsvorgang das Entformen bzw. das Absenken der Modell/Füllrahmen-Einheit 4.04 durchgeführt wird. Die Verdichtungsstation B weist weiter eine horizontal ausschiebbare Rollenbahn 3.03 zum Transport der Formeinheit 4.05 von Station A nach Station B und eine Hubvorrichtung 5.02 für den Modellwechsel auf. Schließlich weist die Verdichtungsstation B noch eine Abdrückvorrichtung 3.12 auf, womit der Modellfüllrahmen 4.03 beim Entformen nach unten gedrückt wird, so dass das Lösen des Modellfüllrahmens vom auf ihm zentrierten Formkasten 4.01 nicht nur vom Eigengewicht des Modellfüllrahmens abhängig ist. Das Aussenkmaß 3.11 wird von der danebenstehenden Maßkette, die den Höhenaufbau kennzeichnet, bestimmt.
Die einzelnen Geräte der Stationen A und B sind in einem Maschinengerüst integriert, welches aus dem Kopfrahmen 1.02, dem Grundrahmen 1.01 und den Säulengestellen 1.03 besteht. Durch das Maschinengerüst verläuft die an den Säulengestellen 1.03 befestigte Rollenbahn 1.04 zum Transport der Formkästen 4.01, die jeweils nach den durchgeführten Arbeitszyklen in den Stationen A und B taktweise um eine Formkastenteilung in Pfeilrichtung 1.08 durch die Formmaschine transportiert werden. Die Formkästen liegen dabei über ihre verschleißfesten Stoßbolzen 4.38 aneinander wobei der Modellfüllrahmen 4.03 mit der daran hängenden Modelleinheit 4.02 auf den oberen Modellrollenbahnen 2.03 und 3.03 vom auf den Modellfüllrahmen 4.03 aufliegenden Formkasten mitgeführt wird. Nach dem Formkastentransport werden die Formkästen in den Stationen A1 und B1 durch die Zentriervorrichtungen 1.10 fixiert, so dass die in den Stationen A und B befindlichen Formkästen ein geringfügiges Spiel zueinander haben und somit vertikal bewegbar sind. Durch das Maschinengerüst verläuft im weiteren die ebenfalls an den Säulengestellen 1.03 befestigte Rollenbahn 1.05 zum Rücktransport 1.09 der Modell/Füllrahmen-Einheit 4.04 von der Station B zur Station A. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für das Verdichten das Druckluftimpulsverfahren dargestellt. Es können aber auch andere Verdichtungsverfahren angewendet werden, worauf an anderer Stelle noch ausführlich eingegangen wird.
In der Fig.1 ist die Ausgangsstellung der Formmaschine zu Beginn eines Arbeitszykluses dargestellt. Dabei befindet sich in der Station A eine mit losen Formsand gefüllte Oberkasten-Formeinheit 4.05 (Modelleinheit 4.02, Modellfüllrahmen 4.03, Formkasten 4.01) und in der Station B ein Unterkasten mit einer fertigen Form. In der Station A steht der Modellfüllrahmen 4.03 mit seiner Laufleiste 4.30 (Fig.2) auf der eingerückten oberen Modellrollenbahn 2.03, wobei sich der auf dem Modellfüllrahmen 4.03 aufliegende Formkasten 4.01 um das Maß 2.06 (ca.3mm) über seiner Rollenbahn 1.04 befindet. Die Modelleinheit 4.02 ist innerhalb des Modellfüllrahmens 4.03 abgesenkt und liegt mit den Tragbolzen 4.23 (Fig. 7) auf den aus schlagfesten Kunststoff bestehenden Ablagescheiben 4.24 des Modellfüllrahmens 4.03 auf, woraus sich zwischen der Modellplattenoberfläche und Oberkante Modellfüllrahmen ein Füllraum mit der Höhe 2.07 (3. 07, 4. 07) ergibt. Die Formeinheit ist mit losem Formsand gefüllt und die lose Formsandoberfläche liegt um das Maß 2.08 unterhalb der Formkastenoberfläche, wodurch ein Abstreifen des Formsandes während des Formkastentransportes verhindert wird. Im weiteren ist in der Ausgangsstellung der Hubtisch 2.01 abgesenkt, der Sandschutzrahmen 2.11 angehoben und die Formsandfülleinrichtung 2.14 steht in der rechtsseitigen Ausgangposition 2.35. In der Station B ist der abgeformte Formkasten 4.01 auf seine Rollenbahn 1.04 abgesetzt, die obere Modellrollenbahn 3.03 ist eingerückt und der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 ist soweit von dem abgeformten Formkasten abgehoben, dass während des Formkastentransportes ein Abstreifen des an der Formkastenoberseite überstehenden Formsandes verhindert wird (Mαβ 3. 09). Der überstehende Formsand wird nach dem Wenden des Formkastens innerhalb der Formlinie von unten abgeschnitten. Im weiteren sind die Formkastenzentrierungen 1.10 geöffnet, der Hubtisch 3.01 ist abgesenkt und die Modelleinheit 4.02 mit dem darauf abgesenkten Modellfüllrahmen 4.03 ist auf der unteren Modellrollenbahn 1.05 abgesetzt. Während einer längeren Stillstandszeit z.B. bei Betriebsruhe, ist die Formsandfülleinrichtung 2.14 sandfrei, so dass diese vor einem Neustart erst wieder gefüllt wird.
Aus der zuvor beschriebenen Ausgangsstellung gemäß Fig.1 beginnt mit dem Formkastentransport der Formlinie ein neuer Arbeitszyklus, wobei die Formkästen 4.01 um eine Teilung in Pfeilrichtung 1.08 verschoben werden. Der Modellfüllrahmen 4.03 mit der Modelleinheit 4.02 wird dabei auf der oberen Modellrollenbahn 2.03 / 3.03 mitgeführt. Danach befindet sich die mit losen Formsand gefüllte Formeinheit 4.05 in der Station B und ein leerer Formkasten in der Station A. Gleichzeitig mit dem Formkastentransport wird die unten in der Station B befindliche Modelleinheit 4.02 mit darauf abgesenkten Modellfüllrahmen 4.03 auf der unteren Modellrollenbahn 1.05 von der Station B zur Station A zurückgefahren. Nach durchgeführten Formkasten- und Modellplattentransport werden die Formkästen in A1 und B1 durch Schließen der Zentriervorrichtungen 1.10 fixiert und gleichzeitig damit wird in der Station A die obere Modellrollenbahn 2.03 geöffnet. Im weiteren werden die beiden Hubtische 2.01 und 3.01 angehoben und der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 und der Sandschutzrahmen 2.11 auf die jeweilig darunter stehenden Formkästen abgesetzt. Beim Anheben des Hubtisches 3.01 wird steuerungsseitig sichergestellt, dass der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 auf dem Formkasten 4.01 zur Auflage kommt, bevor der Hubtisch 3.01 die Modelleinheit 4.02 erfasst und den verdrängten losen Formsand in den Verdichtungsfüllrahmen 3.22 hochschiebt.
Der in der Station A hochfahrende Hubtisch 2.01 hebt die Modelleinheit 4.02 mit dem darauf noch abgesenkten Modellfüllrahmen 4.03 unter den in die Station A eingefahrenen leeren Formkasten 4.01 und hebt diesen ca. 6mm (Maβ 2.05, Fig.2) von seiner Rollenbahn 1.04 ab. In dieser Position wird die Modellrollenbahn 2.03 mit ca. 3mm Spiel (Maβ 2.04, Fig.2) unter die Laufleiste 4.30 des Modellfüllrahmens 4.03 eingeschoben, wonach der Hubtisch 2.01 wieder absenkt und den Modellfüllrahmen 4.03 auf die eingeschobene Modellrollenbahn 2.03 absetzt (Fig.2). Der auf dem Modellfüllrahmen 4.03 aufliegende Formkasten hat dann eine Distanz von ca. 3mm (Maß 2.06, Fig.2) zu seiner Rollenbahn 1.04. Die noch auf dem Hubtisch 2.01 aufliegende Modelleinheit 4.02 wird mit dem absenkenden Hubtisch 2.01 innerhalb des Modellfüllrahmens 4.03 nach unten bewegt, bis sie von den Tragbolzen 4.23 (Fig. 7) am Modellfüllrahmen festgehalten wird, wodurch sich die Distanz 2.07 (Fig.2) einstellt, während der Hubtisch 2.01 weiter nach unten absenkt. Im Hubtisch 2.01 sind Elektromagnete 2.02 angeordnet, die während der Abwärtsbewegung im Bereich der Distanz 2.07 eine Haftkraft auf die Modelleinheit 4.02 ausüben, so dass durch das Eigengewicht der Modelleinheit und durch die zusätzliche Haftkraft ein sicheres Absenken der Modelleinheit innerhalb des Modellfüllrahmens gewährleistet ist. Ein Elektromagnet mit beispielsweise 150mm Durchmesser und 50mm Höhe bringt bei einem Luftspalt von 1mm eine Haftkraft von 5000N auf
Sobald der Hubtisch 2.01 die Modelleinheit 4.02 mit dem noch darauf abgesenkten Modellfüllrahmen 4.03 unter den Formkasten 4.01 gehoben hat und der Sandschutzrahmen 2.11 auf den Formkasten abgelegt wurde, beginnt das Sandeinfüllen in die Formeinheit 4.05, wofür eine Zeit von ca. 60% der gesamten Taktzeit zur Verfügung steht. Gemäß der Darstellung in Fig.1 wird der Formsand dabei von einer auf den Laufschienen 2.24 zwischen den beiden Positionen 2.35 und 2.36 hin und her verfahrbaren Formsandeinfüllvorrichtung 2.14 über einen Sandleittrichter 2.15 in mehreren Schichten, vorzugsweise in zwei Schichten in die Formeinheit 4.05 eingefüllt. Während einer ersten Zeitphase der Formsandeinfüllung, z.B. während der Einfüllung der ersten Schicht 2.38 (Fig.2), wird die Modelleinheit 4.02 innerhalb des Modellfüllrahmens 4.03 mit dem Hubtisch 2.01 um das Maß 2.07 abgesenkt, wodurch der Füllraum 2.39 gebildet wird. In dieser Position wird die Modelleinheit 4.02 von den Tragbolzen 4.23 (Fig.07) am Modellfüllrahmen 4.03 festgehalten, der Hubtisch 2.01 jedoch weiter bis zur unteren Endstellung absenkt. Zur Auflockerung des Formsandes sind im Sandleitrichter 2.15 zwei Aeratoren (Stachelwalzen) 2.19 angeordnet, die mit entgegengesetzter Drehrichtung laufen. Wegen der Einbaumöglichkeit der Aeratoren ist der Sandleittrichter 2.15 im unteren Bereich in die Segmente 2.16 und 2.17 aufgeteilt. Da durch Fertigungstoleranzen Überstände an den Segmentübergängen entstehen können, die zum Anbacken von Formsand führen, sind die Sandleittrichtersegmente 2.16 und 2.17 nach unten hin erweitert, um ein Anbacken des Formsandes zu vermeiden (Fig.1 und 2).
In einer alternativen, zeichnerisch nicht dargestellten Variante kann der Hubtisch 2.01 bei tiefer liegender Anordnung je Seite mit zwei Aufnahmeleisten versehen werden, wobei die Aufnahmeleisten beim Anheben des Hubtisches 2.01 unter die Laufleisten 4.30 des Modellfüllrahmens 4.03 fahren und diesen von der Auflagefläche 4.39 soweit anheben, bis zwischen dem Bund des Tragbolzens 4.23 und der Kunststoffscheibe 4.24 (Fig. 7) eine Distanz von ca.3mmm erreicht ist. In dieser Position erreicht die Oberfläche des weiter anhebenden Hubtisches 2.01 die Unterfläche der Modelleinheit 4.02, so dass nun der Modellfüllrahmen 4.03 und die Modelleinheit 4.02 vom Hubtisch 2.01 bis zur oberen Endstellung angehoben werden. Nach Schließen der Modellrollenbahn 2.03 senkt der Hubtisch 2.01 wieder ab und legt dabei den Modellfüllrahmen 4.03 mit seiner Laufleiste 4.30 auf die Modellrollenbahn 2.03 ab und sodann wird nach weiteren ca.3mm Senkhub die Modelleinheit 4.02 vom Tragbolzen 4.23 (Fig. 7) am Modellfüllrahmen 4.03 festgehalten und der Hubtisch 2.01 senkt leer bis zur unteren Endstellung. Bei dieser Variante ist der Füllraum 2.23 bereits hergestellt, wenn der Hubtisch 2.01 oben ankommt und die Sandeinfüllung beginnt. Um beim anfänglichen Anheben des Hubtisches 2.01 ein sicheres Lösen des Modellfüllrahmens 4.03 von der Modelleineinheit 4.02 zu gewährleisten, wird die Modelleinheit 4.02 zu Hubbeginn durch eine Klemmvorrichtung an der Modellrollenbahn 1.05 festgehalten.
Die Formsandeinfüllvorrichtung 2.14 besteht aus einem mit Laufrollen 2.23 und einem Zylinderantrieb 2.25 versehenen Fahrgestell 2.22, welches auf den Laufschienen 2.24 hin und her verfahrbar ist und in dem ein Förderband 2.20, ein Dosiergefäß 2.21 mit mindestens drei Austragschiebern 2.26 und der Sandleittrichter 2.15 mit den Aeratoren 2.19 angeordnet ist. Im weiteren gehört zur Formsandeinfüllvorrichtung noch der Sandschutzrahmen 2.11, der mittels der Kurzhubzylinder 2.12 über eine Kalottenverbindung 2.13 auf den Formkasten ablegbar ist und der ein Herausspritzen von Formsand während der Sandeinfüllung verhindert. Die Innenmaße des Sandschutzrahmens 2.11 sind zur Vermeidung von Sandablagerungen auf den Formkasten um das Maß 2.10 (Fig.2) geringfügig kleiner als das Formkasteninnenmaß. Der Sandleittrichter 2.15/2.16, der sich in einem geringen Abstand 2.09 über den Formkasten befindet, weist in der Horizontalen einen rechteckigen Innenquerschnitt (Fig.1, Fig.2) auf, wobei die quer zur Bewegungsrichtung liegende Langseite (Fig.2) den Innenbereich des Formkastens überdeckt und die in Bewegungsrichtung liegende Kurzseite 2.40 ca. 1/3 bis 1/6, vorzugsweise 1/4 des Formkasteninnenmaßes entspricht, wodurch das schichtweise Sandeinfüllen ermöglicht wird. Für das Sandeinfüllen in die Formeinheit 4.05 wird die verfügbare Zeit als Konstante voll ausgenutzt. Die in die Formeinheit einzufüllende Formsandmenge wird dabei von der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes 2.20 und von der Stellung 2.30 der Austragschieber 2.26 bestimmt. Wie die beispielhaft und schematisch dargestellten Ober- und Unterkastenmodelle in Fig.1, 2 und 3 zeigen, kann der partielle Formsandbedarf für das einzelne Modell sehr unterschiedlich sein. Die Austragschieber 2.26 sind daher auch während der Formsandeinfüllung bzw. während der Bewegung der Formsandeinfüllvorrichtung 2.14 verstellbar, um die Formsandmenge dem partiellen Bedarf anzupassen. Die Formsandeinfüllung in die Formeinheit 4.05 erfolgt in mindestens drei Sektionen 2.18a (Fig.2) und entsprechend ist jedem Austragschieber 2.26 im Sandleittrichter 2.15 ein Schacht 2.18 (Fig.2) zugeordnet, durch den die am Austragschieber ausgetragene Formsandmenge in die Formeinheit geleitet wird. Hierdurch wird eine Vermischung der einzelnen Sandstränge innerhalb des Sandleittrichters verhindert und die partiell erforderliche Zuteilung der Formsandmenge sichergestellt. Die Anzahl der Austragschieber 2.26 und der dazugehörigen Schächte 2.18 im Sandleittrichter hängt von dem zu überdeckenden Formkasteninnenmaß ab, wobei jedoch mindestens drei Austragschieber bzw. drei Schächte erforderlich sind. An jedem Auslaufschieber ist ein den Formsandstrom überwachendes Kontrollelement 2.28 angebracht, wobei eine durch Schwerkraft senkrecht aufgehängte Platte vom Formsandstrom angehoben wird und dabei einen Sensor 2.29 betätigt. Im weiteren ist in jedem Schacht 2.18 eine an einer durchgehenden und zylinderbetätigten Welle 2.33 eine Klappe 2.31 angebracht, die während der Formsandeinfüllung in die Formeinheit 4.05 geöffnet ist und die während des Stillstandes des Förderbandes 2.20 mit ihrer Gummilippe 2.32 gegen das Förderband 2.20 gedrückt wird, um ein Abrieseln des Böschungssandes vom Förderband auf die auf der Rollenbahn 1.05 in Station A einlaufende Modell/Füllrahmen-Einheit 4.04 zu verhindern. Das Dosiergefäß 2.21 wird von einem stationären Vorratsbunker 2.37 befüllt, wobei der Füllstand im Dosiergefäß 2.21 durch Sandsonden überwacht wird. Die Funktionshöhe 2.07 (3.07, 4.07) des Modellfüllrahmens 4.03 ist so ausgelegt, dass die lose Formstoffoberfläche der fertigen Formsandfüllung ca. 30mm (Maß 2.08) unterhalb der Formkastenoberfläche liegt, wodurch ein Formsandabstreifen während des Transportes der Formeinheit 4.05 von A nach B verhindert wird und wodurch die Formmaschine sauber und frei von Überfallsand gehalten wird. Die schichtweise und partiell angepasste Formsandeinfüllung ermöglicht eine annähernd ebene und gleichmäßige Oberfläche des losen Formstoffes ( 2.08 Fig. 1). Im weiteren ermöglicht die schichtweise und partiell angepasste Formsandeinfüllung bei entsprechender Höhe der Modell- und Verdichtungsfüllrahmen aber auch eine an die Modellkontur angepasste lose Formstoffoberfläche, so dass sich mit Vorteil für das Verdichten an allen Stellen gleiche Formsandhöhen ergeben. Die höchste Stelle der losen Formsandoberfläche liegt dabei wiederum ca. 30mm (Mαβ 2.08 ) unterhalb der Formkastenoberfläche.
Um eine vom Modell abhängige, partiell unterschiedliche Formsandeinfüllung in die Formeinheit zu ermöglichen, weisen die einzelnen Antriebselemente 2.27 der Austragschieber 2.26 und der Antriebszylinder 2.25 der Sandeinfüllvorrichtung 2.14 jeweils ein Wegmeßsystem auf In einem, dem jeweiligen Modell fest zugeordneten Datensatz wird dabei jedem Wegmesspunkt des Antriebszylinders 2.25 eine bestimmte Öffnungsstellung 2.30 der einzelnen Austragschieber 2.26 zugewiesen. Die Wegmessung erfolgt stufenlos linear in digitaler oder analoger Form, wobei die Wegmesspunkte des Antriebszylinders 2.25 für die Zuordnung der Austragschieberstellung praktischerweise in kleinen Rastern von beispielsweise 1mm abgegriffen werden. In der Regel sind die Öffnungsstellungen beim Vorlauf und beim Rücklauf des Antriebszylinders 2.25 bzw. der Sandeinfüllvorrichtung 2.14 an den jeweils zugeordneten Wegmesspunkten gleich. Es ist aber auch möglich, dass die Öffnungsstellungen an den jeweils zugeordneten Wegmesspunkten beim Vorlauf einen anderen Wert als beim Rücklauf erhalten. In einer entsprechenden elektronischen Steuereinrichtung werden die Sollwertvorgaben aus dem jeweiligen Datensatz verarbeitet und als Stellbefehl an die Antriebselemente 2.27 der Austragschieber 2.26 ausgegeben. Für jedes einzelne Modell wird ein Datensatz in der elektronischen Steuereinrichtung hinterlegt, wobei der Datensatz zwecks Optimierung online veränderbar ist. Der Datensatz, der neben den Daten für die Formsandeinfüllung auch andere Daten wie beispielsweise Verdichtungsdaten, Gießdaten usw. enthalten kann, wird der Modell-Identnummer fest zugeordnet. Die Modell-Identnummer, die eine Ober- und Unterkatenkennung aufweist, wird in kodierter Form an der Modelleinheit angebracht. Beim Einwechseln eines Modells in die Formmaschine wird die Modell-Identnummer einschließlich der Ober- oder Unterkastenkennung automatisch ausgelesen, womit ein sofortiger Zugriff auf den Datensatz besteht, so dass die neuen Parameter sofort verfügbar sind und die Formmaschine verzögerungsfrei darauf einstellbar ist. Die im Datensatz abgelegten Sollwerte für die einzelnen Austragshöhen 2.30 und für die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes 2.20 basieren auf einer standardmäßigen Formsandfeuchtigkeit. Bei Abweichungen von dieser standardmäßigen Formsandfeuchtigkeit werden diese Sollwerte automatisch an die jeweils gemessene Formsandfeuchtigkeit angepasst.
Anstatt der schichtweisen und partiellen Formsandeinfüllung können alternativ aber auch andere Formsandeinfüllverfahren bzw. Formsandehfüllsysteme in der erfindungsgemäßen Formmaschine eingesetzt werden.
Nach dem Formkastentransport 1.08 und dem Modellrücktransport 1.09 befindet sich ein leerer Formkasten 4.01 in der Station A und eine mit losen Formsand gefüllte Formeinheit 4.05 in der Station B und in den beiden Stationen A und B werden die beiden Hubtische 2.01 und 3.01 angehoben. Mit dem Anheben des Hubtisches 3.01 in der Station B wird auch gleichzeitig der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 auf den Formkasten abgesetzt. Dabei wird steuerungsseitig sichergestellt, dass der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 auf dem Formkasten zur Auflage kommt, bevor der Hubtisch 3.01 die Modelleinheit 4.02 erfasst und den losen Formsand in den Verdichtungsfüllrahmen 3.22 hochschiebt. Der in der Station B hochfahrende Hubtisch 3.01 nimmt nach Durchfahren des unteren Leerhubes 3.21 mit seiner vollen Hubgeschwindigkeit die Modelleinheit 4.02 auf und schiebt diese innerhalb des Modellfüllrahmens 4.03 mit dem losen Formsand nach oben, wobei der Modellfüllrahmen nach dem Weg 3.07 (Fig.3) auf der Auflagefläche 4.39 der Modelleinheit 4.02 zur Auflage kommt und wobei die Modellplattenoberfläche und die Oberfläche des Modellfüllrahmens 4.03 niveaugleich sind bzw. das Maß 3.07 gleich Null ist. Der Hubtisch 3.01 hebt die Modelleinheit 4.02 mit dem Modellfüllrahmen 4.03 noch weitere ca. 3mm (Mαβ 3.04, Fig.3) an, damit die Modellrollenbahn 3.03 ausfahren kann. In dieser Position hat der Hubtisch 3.01 seine oberste Endstellung für die Verdichtung erreicht und die Formkammer 3.13 ist geschlossen. Ein Innenversatz 4.40 (Fig.2, Fig. 6) vom Modellfüllrahmen zum Formkasten vermeidet beim Hochschieben des Formsandes eine Sandstaukante am Übergang zwischen Modellfüllrahmen und Formkasten. Die Formkammer 3.13 (Fig.3, linker Halbschnitt) wird dabei vertikal von den Innenwänden des Formkastens 4.01 und des Verdichtungsfüllrabmen 4.03, und horizontal von der Modelloberfläche und der Unterseite der Verdichtungseinheit 3.14 bzw.3.18 gebildet. Da der auf dem Modellfüllrahmen 4.03 aufliegende Formkasten in der Station A bereits ca.3mm von seiner Rollenbahn 1.04 abgehoben wurde, befindet sich der Formkasten nun ca.6mm (Maß 3.05, Fig. 3) über seiner Rollenbahn. Der Hubtisch 3.01 wird in dieser Stellung gegen den einwirkenden Verdichtungsdruck fixiert. Dies kann durch eine mechanische Verriegelung oder durch einen entsprechend hohen Vorspanndruck in den bis zum inneren Endanschlag gefahrenen hydraulischen Hubzylindem 3.02 erfolgen. Der auf den Formkasten aufgesetzte Verdichtungsfüllrahmen 3.22 wird über die Zylinder 3.24 mit einer Kraft auf den Formkasten gedrückt, die größer ist als die Kraft, die sich aus dem Verdichtungsdruck und der Fläche des umlaufenden Spaltes 3.26 ergibt, so dass der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 beim Verdichten nicht abheben kann. Die Formkammer 3.13, in der der Verdichtungsdruck zur Einwirkung gebracht wird, ist durch die elastischen Dichtungen 3.28, 3.29 und 4.33 zur Außenatmosphäre hin abgedichtet. Die Dichtung 3.29 zwischen der Verdichtungseinheit 3.14 und dem Verdichtungsfüllrahmen 3.22 ist mit einer Klemmleiste 3.30 an der Verdichtungseinheit eingespannt und sie weist einen elastischen Überstand 3.31 auf, der durch ein geringes Spiel keine Berührung zur Innenwand des Verdichtungsfüllrahmen 3.22 hat. Die Abdichtung erfolgt, in dem die umlaufende Bordfläche 3.25 des Verdichtungsfüllrahmens auf den elastischen Dichtungsüberstand 3.31 gedrückt wird. Während der Verdichtung wird der Anpressdruck bzw. Schließdruck auf die Dichtung 3.29 durch den Verdichtungsdruck in der Formkammer noch weiter erhöht. Die Abdichtung zwischen der Verdichtungseinheit 3.14 bzw. 3.18 und dem Verdichtungsfüllrahmen 3.22 kann auch entsprechend der Darstellung in Fig.9 ausgeführt werden. Hierbei ist an der Verdichtungseinheit eine umlaufende Profilnute 3.33 eingefräst, in die eine im Verdichtungsfüllrahmen 3.22 eingelassene und mit Druckluft aktivierbare Dichtung 3.32 eingedrückt wird. Das Nutenprofil weist in der Mitte eine Wulst 3.34 auf, womit die aufgeblasene bzw. aktivierte Dichtung 3.32 gegen vertikales Verschieben durch den Druck in der Formkammer 3.13 gesichert wird. Im nicht aktivierten Zustand zieht sich die Dichtung 3.32 durch ihre Elastizität zurück, so dass sie dabei keine Berührung zur Verdichtungseinheit hat.
Die Verdichtung erfolgt, sobald die Formkammer 3.13 geschlossen und abgedichtet ist und sobald der Hubtisch 3.01 gegen den einwirkenden Verdichtungsdruck fixiert ist. In Fig.1 und Fig.3 ist eine Luftimpuls-Verdichtungseinheit 3.14 dargestellt. Die Luftimpuls-Verdichtung erfolgt durch schlagartiges Öffnen der engmaschig angeordneten Impulsdüsen 3.16, wodurch die Druckluft schlagartig aus dem Speicherbehälter 3.15 in die Formkammer 3.13 einschießt und als Druckwelle auf den Formsand einwirkt. Ein Innenversatz 3.10 (Fig.3) vom Verdichtungsfüllrahmen 3.22 zum Formkasten 4.01 vermeidet bei der Impulsverdichtung eine Sandstaukante am Übergang zwischen Verdichtungsfüllrahmen und Formkasten. Unterhalb der Verdichtungseinheit 3.14 sind die Schottwände 3.17 angeordnet, wodurch die Druckwelle während des Verdichtungsabschnittes 3.08, (Fig.3) in zwei Bereiche geteilt ist. Dadurch kann zur Überwindung der Formsandreibung am Formkastenrand dem Außenbereich durch vergrößerte Außendüsen eine höhere Verdichtungsenergie zugeführt werden. Nach dem Verdichtungsabschnitt 3.08 vereinen sich dann die Druckwellen. Nach erfolgter Verdichtung wird der Verdichtungsdruck über die Ventile 3.35 kontrolliert abgebaut und das Entformen wird eingeleitet. Dabei wird der Hubtisch 3.01 mit Modelleinheit 4.02 und Modellfüllrahmen 4.03 zunächst langsam abgesenkt, wobei der Formkasten nach ca.6mm (Mαβ 3.05 ) auf seine Rollenbahn aufsetzt und wonach das Modell langsam aus der Form heraus bewegt wird. Sobald das Modell vollständig von der Form frei ist, wird der Hubtisch 3.01 mit Modelleinheit 4.02 und Modellfüllrahmen 4.03 im Eilgang abgesenkt, wobei die Modelleinheit 4.02 mit auf ihr aufliegenden Modellfüllrahmen 4.03 auf die untere Modelrollenbahn 1.05 abgesetzt wird. Während der Eilgangabsenkung des Hubtisches 3.01 wird der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 um die Distanz 3.09 (Fig.1) vom Formkasten abgehoben und die Modellrollenbahn 3.03 zur erneuten Aufnahme einer Formeinheit 4.05 eingeschoben. Beim Entformen wird der Modellfüllrahmen 4.03 an seinen Druckplatten 4.32 von der Abdrückvorrichtung 3.12 während eines kurzen Weges nach unten gedrückt, so dass das Lösen des Modellfüllrahmens 4.03 vom auf ihm zentrierten Formkasten 4.01 nicht nur vom Eigengewicht des Modellfüllrahmens abhängig ist.
Außer der zuvor beschriebenen Druckluftimpulsverdichtung sind in der Arbeitstation B grundsätzlich alle gängigen Verdichtungsverfahren (wie z.B. normales Pressen, Luftstrompressen, Expansionspressen, Unterdruckpressen, Modelleinpressen von unten usw.) einsetzbar. Die Fig.9 zeigt beispielsweise eine kombinierte Verdichtungseinheit 3.18 für pneumatisches Luftstrompressen und für pneumatisches Expansionspressen wobei das pneumatische Expansionspressen aus EP-1155761-A1 bekannt ist. Aus EP-1155761-A1 ist außerdem noch das Multi-Airpress-System bekannt, welches hierbei ebenfalls einsetzbar ist. Die in Fig.9 dargestellte Verdichtungseinheit 3.18 ermöglicht auch die Verdichtung durch "Modelleinpressen", wobei sich der Formsand an den ausgefahrenen Pressstempeln 3.19 abstützt und das Modell von unten in den Formsand eingepresst wird. Die Pressstempelzylinder 3.20 können dabei auf den vollen Verdichtungsdruck eingestellt werden, wobei sie sich während der Verdichtung der Modellkontur entsprechend ausgleichen können. Die Pressstempelzylinder 3.20 können aber auch mit einem geringeren Druck eingestellt werden, so dass sie nach Erreichen dieses Druckes von dem entsprechend leicht verdichteten Formsand alle nach oben gedrückt werden und die Endverdichtung anschließendend mit entsprechend hohem Druck von oben durch Absenken der Pressstempel erfolgt. Der obere Maschinenrahmen 1.02 ist passend für den Einbau der beschriebenen Verdichtungssysteme ausgelegt. Bei Anwendung des Luftstrompressens kann der von oben einzublasende Luftstrom bereits eingeleitet werden, wenn der Hubtisch 3.01 die Modelleinheit 4.02 zum Hochschieben erfasst. Bei Anwendung des Expansionspressens wird der von unten einzublasende Luftstrom eingeleitet, wenn die Formkammer 3.13 vollständig geschlossen ist, d.h. wenn der Hubtisch 3.01 auch noch die Modelleinheit 4.02 soweit angehoben hat, dass die Auflagefläche 4.39 den Modellfüllrahmen 4.03 erfasst und die Dichtung 4.34 wirksam wird.
Für das Verdichten hat die Erfindung noch einen weiteren wesentlichen Vorteil. Der Verdichtungshubtisch 3.01 nimmt nach Durchfahren des unteren Leerhubes 3.21 mit seiner vollen Hubgeschwindigkeit die Modelleinheit 4.02 auf, wobei diese und somit der lose eingefüllte Formsand schlagartig beschleunigt wird, wodurch sich der Formsand setzt und inhomogene Füllstellen verringert werden. Akustisch bewirkt diese schlagartige Aufnahme der Modelleinheit 4.02 durch den Hubtisch 3.01 nur einen dumpfen, nicht störenden Stoß. Im weiteren ist die Formkammer 3.13 beim Anheben der Modelleinheit 4.02 innerhalb des Modellfüllrahmens 4.03 bzw. beim Hochschieben des Formsandes in den Verdichtungsfüllrahmen 3.22 geschlossen und abgedichtet. Durch das Hochschieben des Formsandes wird die Formkammer verkleinert und die darin befindliche Luft bei geschlossenen Ventilen 3.35 und 3.36 komprimiert. Die komprimierte Luft wird über die Modellplattendüsen 4.06 und über den Randschlitz 4.14 abgeführt, wodurch der lose geschüttete Formsand fluidisiert wird. Die Fluidisierung kann dabei wahlweise noch verstärkt werden, in dem zusätzlich Druckluft über die Ventile 3.36 und über die Öffnungen 3.27 (Fig.1, 3) in die Formkammer 3.13 eingeblasen wird. Dabei ist der anzuwendende Druck am Druckventil 3.37 und die einzublasende Druckluftmenge an den Ventilen 3.36 einstellbar. Das Einblasen erfolgt beim Hochschieben des lose geschütteten Formsandes. Es kann frühestens beginnen, wenn der Verdichtungsfüllrahmen 3.22 auf den Formkasten 4.01 aufgesetzt wurde. Das Einblasen endet, wenn die lose Formstoffoberfläche die Unterkante der Schottwände 3.17 erreicht hat, weil danach die einströmenden Druckluft den Innenbereich der Schottwände nicht mehr unmittelbar erreichen kann. Wird das Einblasen später ausgeschaltet, dann fließt der Fluidisierungsluftstrom stärker über den Randschlitz 4.14 ab, was auch von Vorteil sein kann. Durch die Fluidisierung, der unmittelbar und lückenlos der Verdichtungsvorgang folgt, entsteht somit keine Verlängerung der Formmaschinentaktzeit. Falls bei bestimmten Modellen eine Fluidisierung nicht erforderlich ist, kann die beim Hochschieben des Formsandes verdrängte Luft über die geöffneten Ventile 3.35 ohne Kompression zur freien Atmosphäre abgeführt werden.
Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen die Modelleinheit 4.02 mit dem Modellfüllrahmen 4.03, die im verkleinerten Maßstab auch in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt sind. Die Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt mit Darstellung der Führung und Zentrierung des Modellfüllrahmens zur Modelleinheit. Die Fig.7 zeigt einen Längsschnitt mit Darstellung der Aufhängung der Modelleinheit 4.02 im Modellfüllrahmen 4.03. Die Fig.8 zeigt eine Draufsicht auf Modellfüllrahmen und Modelleinheit. Die Modelleinheit 4.02 weist einen Grundrahmen 4.08 mit der Höhe 4.25 auf, der ein positives Modell 4.10 (Fig. 1, Station A) oder ein negatives Modell 4.12 (Fig. 1, Station B) aufnehmen kann. Die Modelle sind den Erfordernissen entsprechend mit Modellplattendüsen 4.06 versehen, wodurch der Fluidisierungsluftstrom und die verdrängte Verdichtungsluft entweichen kann oder wodurch beim Expansionspressen von unten Druckluft in die Formkammer 3.13 einblasbar ist. Zum Abführen der Luft des Fluidissierungsstromes und zum Einblasen der Druckluft für das Expansionspressen weist der Grundrahmen die Öffnungen 4.26 auf, die mit entsprechenden Öffnungen im Hubtisch 3.01 deckungsgleich sind. Bei einem positiven Modell 4.10 wird ein Zwischenrahmen 4.09 verwendet, der zwischen Modellplatte 4.11 und dem Grundrahmen 4.08 eingefügt wird und der über die Zentrierelemente 4.15 die Modellplatte 4.11 zum Grundrahmen 4.08 zentriert. Bei einem negativen Modell 4.12 hängt die Verwendung eines Zwischenrahmens von der Modelltiefe ab. Bei Verwendung eines negativen Modells mit Zwischenrahmen erfolgt die Zentrierung des Modells 4.12 zum Grundrahmen 4.08 auch über die zuvor beschriebenen Zentrierelemente 4.15. Bei Verwendung eines negativen Modells ohne Zwischenrahmen erfolgt die Zentrierung direkt zwischen Modell 4.12 und dem Grundrahmen 4.08 über die Zentrierelemente 4.16. Der Grundrahmen 4.08 weist im weiteren die Zentrier- und Führungsstifte 4.17 auf, womit der Modellfüllrahmen 4.03 über seine Zentrier- und Führungsbüchsen 4.20 auf dem Grundrahmen 4.08 zentriert wird und womit der Modellfüllrahmen bei der vertikalen Verschiebung geführt wird. Die Zentrier- und Führungsstifte 4.17 weisen im unteren Bereich 4.18 eine engtolerierte Feinzentrierung zur genauen Justierung beim Formen auf, während der übrige Bereich 4.19 eine genaue aber leichtgängigere Führung aufweist. Am Modellfüllrahmen 4.03 tauchen die Zentrier- und Führungsstifte 4.17 in einen abgekapselten Raum 4.27 ein, so dass sie gegen Verschmutzung geschützt sind. Am Boden des abgekapselten Raumes kann zur Trockenschmierung der Zentrier- und Führungsstifte eine dünne Graphitschicht eingebracht werden. Alle Zentrierelemente weisen wegen der Stichmaßtoleranzen und gegebenenfalls unterschiedlicher Wärmedehnung einerseits eine Rundstift/Rundloch und andererseits eine Flachstift/Flachloch-Ausführung auf Die Modellplatte 4.11 bzw. das Modell 4.12 weist eine umlaufende Passleiste 4.13 auf, die aus einem verschleißfesten und gleitfähigen Kunststoff oder aus einem verschleißfesten und gleitfähigen Metallwerkstoff besteht. Die Passleiste 4.13 hat die Funktion der Formsandabdichtung zwischen Modellplatte 4.11 bzw. Modell 4.12 und dem Modellfüllrahmen 4.03 und sie weist zur Innenwand des Modellfüllrahmens ein geringes Spiel von beispielsweise 0,2 mm auf Der durch das Spiel entstehende Randschlitz 4.14 ermöglicht ein Durchströmen der Luft beim Fluidisieren und beim Expansionspressen, so dass auf die Anordnung von Modellplattendüsen (0, 3mm Schlitzbreite) im Randbereich verzichtet werden kann. Die vertikale Verschiebung der Modelleinheit 4.02 innerhalb des Modellfüllrahmens 4.03 wird einerseits durch die Auflage des Modellfüllrahmens auf der Auflagefläche 4.39 des Grundrahmens 4.08 und andererseits durch die in Fig.7 dargestellten und am Grundrahmen befestigten Tragbolzen 4.23 begrenzt. Im abgesenkten Zustand hängt die Modelleinheit mit den Tragbolzen am Modelfüllrahmen, wobei die Tragbolzen auf den aus schlagfesten Kunststoffbestehenden Scheiben 4.24 aufliegen. Zur Bohrung der Scheibe 4.24 und zur darunter liegenden Bohrung im Flansch 4.29 des Modellfüllrahmens hat der Tragbolzen ein größeres Spiel, so dass er berührungslos durch diese Bohrungen bewegbar ist. Am Modellfüllrahmen 4.03 tauchen die Tragbolzen 4.23 in einen abgekapselten Raum 4.28 ein, so dass sie gegen Verschmutzung geschützt sind. Die Oberfläche des Modellfüllrahmen 4.03 ist die Auflagefläche für den Formkasten 4.01 und entsprechend weist der Modellfüllrahmen die aus Fig.1 ersichtlichen Zentrierelemente 4.21 für den Oberkasten und 4.22 für den Unterkasten mit der üblichen Rundloch/Rundstift- bzw. Flachloch/Flachstift-Ausführung auf. In Fig.8 mit der Draufsicht auf Modelleinheit und Modellfüllrahmen ist die Lage der verschiedenen Zentrierelemente und die Lage der Tragbolzen dargestellt. Die Oberseite des Modellfüllrahmens 4.03 weist eine Dichtung 4.33 auf, womit die Formkammer 3.13 zusammen mit den anderen Dichtungen 3.28 und 3.29 zur Außenatmosphäre abgedichtet wird. Im weiteren weist der Modellfüllrahmen an der Unterseite eine Dichtung 4.34 auf, womit der Innenraum der Modelleinheit 4.02 beim Expansionspressen zur Außenatmosphäre abgedichtet wird. Diese Dichtung 4.34 ist erforderlich, weil beim Expansionspressen über die Bohrungen 4.26 und über die Modellplattendüsen 4.06 Druckluft in die Formkammer 3.13 eingeblasen wird. Die Dichtung 4.34 kann auch für andere Formsandeinfüllsysteme erforderlich sein. Der Modellfüllrahmen weist die umlaufenden Flansche 4.29 und 4.30 mit einem darüber befindlichen schrägen Dach 4.31 auf, wobei das schräge Dach Sandablagerungen auf den Flanschen 4.29 und 4.30 verhindert. Die umlaufenden Flansche überdecken die Auflagefläche 4.39 des Grundrahmens 4.08, so dass diese vor direkten Sandfall geschützt ist. Gelegentlich in geringen Mengen einfallender Flugsand kann durch automatisches Abblasen leicht entfernt werden. Der Flansch 4.29 enthält die Zentrier- und Führungsbüchsen 4.20 zur Zentrierung und Führung des Modellfüllrahmens sowie die Scheiben 4.24 zur Auflage der Tragbolzen 4.23. Der Flansch 4.30 (Fig.2 und 3) dient als Laufleiste für den Modellfüllrahmen 4.03, womit der Modellfüllrahmen mit der Modelleinheit 4.02 auf den Modellrollenbahnen 2.03 und 3.03 transportierbar ist. Der Grundrahmen 4.08 weist noch die Reinigungsbürsten 4.35 zum Reinigen der Hubtische 2.01 und 3.01 und die Zentrierbolzen 4.36 zum Zentrieren des Grundrahmens auf den Hubtischen 2.01 und 3.01 auf Die Oberfläche der Modellplatte 4.11 bzw. des Modells 4.12 liegt gegenüber der Oberfläche des Modellfüllrahmens 4.03 um das Maß 4.37 (Fig. 6) geringfügig tiefer (maximal 1 mm). Dadurch hat die Formteilungsfläche gegenüber dem Formkastenfläche einen entsprechenden Vorsprung, wodurch die zusammengefügten Formhälften mit ihren Formteilungsflächen aufeinander zu liegen kommen und die Formkastenteilungsflächen ein entsprechendes Spiel zueinander haben, wodurch die Bildung von Graten und Spiegeleisen verhindert wird. Bei einem gegebenen Erfordernis können die Oberflächen der Modellplatte 4.11 bzw. des Modells 4.12 zur Oberfläche des Modellfüllrahmens 4.03 aber auch genau niveaugleich sein. Das Innenmaß des Modellfüllrahmens 4.03 ist zur Vermeidung einer Sandstaukante beim Hochschieben des Formsandes um das Maß 4.40 (Fig.2, Fig. 6) geringfiigig kleiner als das Formkasteninnenmaß. Zur Reduzierung des Druckluftverbrauches beim Expansionspressen, bei dem als erste Funktionsstufe Druckluft von unten über die Öffnungen 4.26 und über die Modellplattendüsen 4.06 in die Formkammer 3.13 geblasen wird, werden die Hohlräume der Modelleinheit 4.02 mit Holz- oder Kunststoffklötzen 4.41 ausgefüllt.
Die Justierung zwischen dem Formkasten 4.01 und dem Modell 4.10/4.11/4.12 erfolgt über die nicht bewegten Zentrierelemente 4.15/4.16 und im weiteren über die bewegten Zentrierelemente 4.17/4.18/4.20 und 4.21/4.22, wobei der Versatz zwischen Formkasten und Modell durch entsprechende Auswahl der Passungen begrenzbar ist. So ergibt sich beispielsweise bei einer Passungsauswahl für 4.15/4.16 mit H7/h6, für 4.17/4.18/4.20 mit H7/g6 und für 4.21/4.22 mit H7/e8 ein Versatz von 0,072mm bis 0,178mm.
Die Fig.5 zeigt die Modellwechselvorrichtung, womit ohne Zeitverlust innerhalb der Formmaschinentaktzeit ein Modellwechsel oder ein ständiger Modellumlauf durchführbar ist. Die Modellwechselvorrichtung weist zunächst die in den Figuren 1, 2, 3 und 5 dargestellten, mit antriebslosen Laufrollen versehenen Hubvorrichtungen 5.01 (Station A) und 5.02 (Station B) auf. Im weiteren weist die Modellwechselvorrichtung die beiden angetriebenen Rollenbahnen 5.09 (Achse A) und 5.10 (Achse B) sowie einen auf Bodenlaufschienen verfahrbaren und mit einer angetriebenen Rollenbahn versehenen Shuttlewagen 5.11 auf Während des normalen Formmaschinenbetriebes mit einem OK/UK-Modellpaar sind die beiden Hubvorrichtungen 5.01 / 5.02 abgesenkt und der Rücklauf der aus der Modelleinheit 4.02 und dem Modellfüllrahmen 4.03 bestehenden Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 erfolgt auf der unteren Modellrollenbahn 1.05. Auf der Modellwechselrollenbahn 5.09 (Achse A) steht eine UK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 und auf dem in der Achse A stehenden Shuttlewagen 5.11 steht eine OK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 zum Einwechseln bereit. Beim Modellwechsel bzw. beim ständigen Modellumlauf sind die beiden Hubvorrichtungen 5.01 und 5.02 angehoben, wobei in der Station A der Hubtisch 2.01 eine Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 von den Laufrollen der Hubvorrichtung 5.01 abhebt und in der Station B der Hubtisch 3.01 eine Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 auf die Laufrollen der Hubvorrichtung 5.02 ablegt. Das Heben und Senken der beiden Hubvorrichtungen 5.01 und 5.02 erfolgt grundsätzlich nur, wenn die beiden Hubtische 2.01 und 3.01 angehoben sind, d.h. wenn die Modellrollenbahn 1.05 in den beiden Stationen A und B frei ist, so dass die beiden Hubvorrichtungen 5.01 und 5.02 also nur leer auf und ab bewegt werden. Jede der beiden Hubvorrichtungen 5.01 und 5.02 wird von vier Zylindern 5.03 vertikal bewegt, wobei die Zylinder zur Führung durchgehende Kolbenstangen 5.04 aufweisen, so dass keine weiteren Führungsstangen erforderlich sind. Da die Hubvorrichtungen 5.01 und 5.02 nur leer auf und ab bewegt werden genügt ein nur annähernder Gleichlauf der vier Zylinder 5.03, der mit einfachen Drosselrückschlagventilen realisierbar ist. Kalottenbefestigungen 5.05 zwischen Kolbenstange und Hubvorrichtung verhindern dabei Querkräfte auf die Kolbenstangen. Die Hubvorrichtungen 5.01 und 5.02 haben aus Platzgründen keine angetriebenen Laufrollen. Zum Antrieb der Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 auf den nicht angetriebenen Laufrollen sind die Zylinder 5.06 und 5.08 vorgesehen. Mit dem Zylinder 5.08 wird die Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 von der Hubvorrichtung 5.02 abgeschoben, bis sie die angetriebene Rollenbahn 5.10 erreicht. Der Zylinder 5.06, der einen ein- und ausschaltbaren Elektromagneten 5.07 aufweist, übernimmt die einlaufende Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 bevor sie die angetriebene Rollenbahn 5.09 verlässt und zieht sie am Elektromagneten 5.07 anhaftend in die Endposition. Beim Modellwechsel, der zeitgleich mit dem Formkastentransport 1.08 erfolgt, wird die auf der Rollenbahn 5.09 bereit stehende UK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 in die Station A eingefahren und die in der Station B auf die Laufrollen der Hubvorrichtung 5.02 abgesenkte UK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 wird auf die Rollenbahn 5.10 ausgefahren. Gleichzeitig mit dem Einfahren der UK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 in die Station A wird die auf dem Shuttlewagen 5.11 in Achse A bereitstehende OK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 auf die Rollenbahn 5.09 verfahren. Danach fährt der Shuttlewagen 5.11 zur Rollenbahn 5.10 (Achse B), übernimmt dort die LTK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 und fährt wieder zur Rollenbahn 5.09 (Achse A) zurück. Mit dem nächsten Formkastentransport wird die auf der Rollenbahn 5.09 angekommene OK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 in die Station A eingefahren und die zwischenzeitlich in der Station B auf die Laufrollen der Hubvorrichtung 5.02 abgesenkte OK-Model/Füllrahmeneinheit 4.04 auf die Rollenbahn 5.10 ausgefahren. Gleichzeitig mit dem Einfahren der OK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 in die Station A wird die auf dem Shuttlewagen 5.11 in der Achse A bereitstehende UK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 auf die Rollenbahn 5.09 verfahren. Danach fährt der Shuttlewagen 5.11 zur Rollenbahn 5.10 (Achse B), übernimmt dort die OK-Modell/Füllrahmeneinheit 4.04 und fährt wieder zur Rollenbahn 5.09 (Achse A) zurück. Der Modellwechsel ist damit abgeschlossen und die ausgewechselten, auf der Rollenbahn 5.09 und dem Shuttlewagen 5.11 stehenden Modell/Füllrahmeneinheiten 4.04 können für den nächsten Modellwechsel umgerüstet werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Modell/Füllrahmeneinheiten-Paar gegen ein anderes Paar auf der Parkbahn 5.12 auszutauschen.
Die Formmaschine kann aber auch mit zwei Modellpaaren im einem ständigen Modellumlauf betrieben werden. Der Ablauf ist dabei der Gleiche wie zuvor beim Modellwechsel beschrieben und es findet praktisch in jedem Formmaschinentakt ein Modellwechsel statt. Diese Betriebart ist angezeigt, wenn die Modelle vor dem Formen behandelt werden müssen, beispielweise durch setzen von Kühleisen und/oder exothermen Speisern. Hierfür sind die Modelle für das Handling 5.13 frei zugänglich. Die Verweilzeit für die Modellbehandlung wird von der Formmaschinentaktzeit vorgegeben und sie reicht für eine normale Modellbehandlung aus. Für Modelle, die eine längere Behandlungszeit in Anspruch nehmen, kann die Verweilzeit für die Modellbehandlung ohne Taktzeitverlängerung dadurch erreicht werden, in dem ein Modellpaar ohne Behandlungsbedarf mindestens zweimal hintereinander abgeformt wird, während das andere Modellpaar zwischenzeitlich behandelt wird und danach zu einem einmaligen Formvorgang in die Formmaschine eingewechselt wird und wonach dieser 2:1-Zyklus oder auch 3:1-Zyklus entsprechend der Losgröße wiederholt wird. Durch Verlängerung der Rollenbahnen 5.09 und 5.10 wäre auch ein ständiger Modellumlauf mit drei Modellpaaren möglich.
Die erfindungsgemäße Formmaschine ist eine Hochleistungsformmaschine mit extrem kurzer Taktzeit. Darüber hinaus ist eine weitere Leistungssteigerung mit annähernder Verdoppelung der Leistung dadurch möglich, in dem die Formmaschine als Zwillingsformmaschine mit zwei Formsandfülleinrichtungen in der Station A und zwei Verdichtungsaggregaten in der Station B ausgeführt wird, womit innerhalb der Taktzeit zwei Formen gleichzeitig hergestellt werden. Dabei wird in der Station A ein Modellpaar (OK/UK) mit den Formkästen zusammengefügt und mit Formsand gefüllt und in der Station B gleichzeitig ein anders Modellpaar (OK/UK) verdichtet und entformt. Beim Formkastentransport werden die Formkästen um zwei Formkastenteilungen verschoben, wobei gleichzeitig ein fertiges, aus Oberkasten und Unterkasten bestehendes Formenpaar aus der Station B der Formmaschine herausgefahren wird, eine mit Formsand gefüllte Oberkasten/Unterkasten-Formeinheit von der Station A zur Station B verfahren wird und ein leeres, aus Ober- und Unterkasten bestehendes Formkastenpaar in die Station A eingefahren wird. Sofern die Formfläche des Formkastens, wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, einen rechteckigen Querschnitt aufweist, erfolgt der Formkastentransport sinnvollerweise quer zur Formkastenlängsachse, um den Transportweg einer doppelten Formkastenteilung zu verkürzen. Die Doppel-Formsandeinfülleinrichtung wird dabei auf dem Kopfrahmen der Formmaschine quer zur Formkastentarnsportrichtung verfahren, so dass das schichtweise Sandeinfüllen wie bei der zuvor beschriebenen Single-Ausführung ebenfalls mit Vorteil über die Formkastenlängsachse erfolgt.
Bezugszeichenliste
  • 1.) Formmaschinengerüst
    1.01
    Grundrahmen
    1.02
    Kopfrahmen
    1.03
    Säulengestell
    1.04
    Formkastenrollenbahn
    1.05
    Modellrollenbahn
    1.06
    Traverse für Modellrollenbahn 2.03 und 3.03
    1.07
    Traverse für Zylinder 5.06 und 5.08
    1.08
    Formkastentransportrichtung
    1.09
    Modellrücktransport von B nach A
    1.10
    Formkastenzentrierung
  • 2.) Sandfüllstation A
    2.01
    Hubtisch
    2.02
    Elektromagnete
    2.03
    horizontal verschiebbare Modellrollenbahn
    2.04
    Distanz Laufleiste 4.30 zur Modellrollenbahn 2.03 (wenn Hubtisch 2.01 ganz oben ist)
    2.05
    Distanz Formkasten zur Formkastenrollenbahn 1.04 (wenn Hubtisch 2.01 ganz oben ist)
    2.06
    Distanz Formkasten zur FK-Rollenbahn 1.04 (wenn Laufleiste 4.30 auf Rollenbahn 2.03 aufliegt)
    2.07
    Distanz Modellfüllrahmen 4.03 zum Modell 4.10/11/12 (Funktionshöhe Modellfüllrahmen)
    2.08
    Distanz lose Formsandoberfläche zur Formkastenoberfläche
    2.09
    Distanz Sandleittrichter zum Formkasten
    2.10
    Innenversatz Sandschutzrahmen / Formkasten
    2.11
    Sandschutzrahmen
    2.11a
    Reinigungsbürste am Sandschutzrahmen 2.11
    2.12
    Kurzhubzylinder zum Sandschutzrahmen
    2.13
    Kalottenbefestigung Kurzhubzylinder zum Sandschutzrahmen
    2.14
    Formsandeinfülleinrichtung
    2.15
    Sandleittrichter
    2.16
    unteres Segment zum Sandleittrichter
    2.17
    mittleres Segment zum Sandleittrichter
    2.18
    Schächte im Sandleittrichter
    2.18a
    Sektionen für den Formsandaustrag
    2.19
    Aeratoren
    2.20
    Förderband
    2.21
    Dosiergefäß
    2.22
    Fahrgestell für Formsandeinfülleinrichtung
    2.23
    Laufrollen zum Fahrgestell
    2.24
    Laufschienen für Formsandfülleinrichtung
    2.25
    Antriebszylinder für Formsandeinfülleinrichtung
    2.26
    Austragschieber für Formsandmenge
    2.27
    Antrieb für Austragschieber
    2.28
    Kontrollelement für Formsandstrom
    2.29
    Sensor zum Kontrollelement
    2.30
    Austraghöhe des Formsandes am Austragschieber
    2.31
    Verschlussklappe im Sandleittrichter
    2.32
    Gummilippe an der Verschlussklappe
    2.33
    Antriebswelle für die Verschlussklappen
    2.34
    Zylinder für Antriebswelle / Verschlussklappe
    2.35
    Ausgangsposition für schichtweises Sandeinfüllen
    2.36
    Umkehrposition für schichtweises Sandeinfüllen
    2.37
    Vorratsbunker
    2.38
    Teileinfüllung des Formsandes (z.B. eine Schicht)
    2.39
    Füllraum Modellfuurahmen/Formkasten für den losen Formsand
    2.40
    Austragbreite des Sandleittrichters 2.15
  • 3.) Verdichtungsstation B
    3.01
    Hubtisch
    3.02
    Hubzylinder zum Hubtisch 3.01
    3.03
    horizontal verschiebbare Rollenbahn
    3.04
    Distanz Laufleiste 4.30 zur Modellrollenbahn 3.03 (wenn Hubtisch 3.01 ganz oben ist)
    3.05
    Distanz Formkasten zur Formkastenrollenbahn 1.04 (wenn Hubtisch 3.01 ganz oben ist)
    3.06
    Distanz Formkasten zur FK-Rollenbahn 1.04 (wenn Laufleiste 4.30 auf Rollenbahn 3.03 auflieg
    3.07
    Distanz Modellfüllrahmen 4.03 zum Modell 4.10 / 4.12 (Funktionshöhe Modellfüllrahmen)
    3.08
    Distanz lose Formsandoberfläche zur Unterkante Schottwand 3.17 (wenn 3.01 ganz oben ist
    3.09
    Distanz Verdichtungsfüllrahmen 3.22 zum Formkasten beim Formkastentransport
    3.10
    Innenversatz Verdichtungsfüllrahmen / Formkasten
    3.11
    Aussenkmaß (Modell aus der Form)
    3.12
    Abdrückvorrichtung für Modellfüllrahmen
    3.13
    Formkammer
    3.14
    Verdichtungsaggregat für Druckluftimpuls
    3.15
    Druckluftspeicher für Druckluftimpuls
    3.16
    Impulsdüsen
    3.17
    Schottwände unter dem Verdichtungsaggregat 3.14
    3.18
    Verdichtungsaggregat für Luftstrompressen und Expansionspressen
    3.19
    Pressstempel zu 3.18
    3.20
    Presszylinder zu 3.19
    3.21
    Leerhub des Hubtisches 3.01 bis zur Aufnahme der Modelleinheit 4.02
    3.22
    Verdichtungsfüllrahmen
    3.23
    Führungsstangen zum Verdichtungsfüllrahmen
    3.24
    Zylinder zum Verdichtungsfüllrahmen
    3.25
    umlaufende Bordfläche am Verdichtungsfüllrahmen
    3.26
    umlaufender Spalt zwischen Verdichtungsfüllrahmen und Verdichtungsaggregat
    3.27
    Öffnungen im Verdichtungsfüllrahmen (zum Einblasen von Druckluft in die Formkammer)
    3.28
    Dichtung Verdichtungsfüllrahmen / Formkasten
    3.29
    Dichtung Verdichtungsfüllrahmen / Verdichtungsaggregat
    3.30
    Klemmleiste für Dichtung 3.29
    3.31
    elastischer Überstand der Dichtung 3.29
    3.32
    alternative Dichtung Verdichtungsfüllrahmen / Verdichtungsaggregat
    3.33
    Profilnute für Dichtung 3.32
    3.34
    Wulst in der Profilnute 3.33
    3.35
    Entlüftungsventile für die Formkammer
    3.36
    Einblasventile für die Formkammer
    3.37
    Druckventil für Einblasdruck
  • 4.) Modelleinheit und Formkasten
    4.01
    Formkasten
    4.02
    Modelleinheit
    4.03
    Modellfüllrahmen
    4.04
    Modell/Füllrahmeneinheit
    4.05
    Formeinheit
    4.06
    Modellplattendüsen
    4.07
    Distanz Modellfüllrahmen 4.03 zum Modell 4.10 / 4.12 (Funktionshöhe Modellfüllrahmen)
    4.08
    Grundrahmen
    4.09
    Zwischenrahmen
    4.10
    positives Modell
    4.11
    Modellplatte für positives Modell
    4.12
    negatives Modell
    4.13
    Passleiste Modell / Modellfüllrahmen
    4.14
    Randschlitz zwischen Passleiste und Innenwand des Modellfüllrahmens
    4.15
    Zentrierelemente Zwischenrahmen / Grundrahmen / Modellplatte
    4.16
    Zentrierelemente negatives Modell / Grundrahmen
    4.17
    Zentrier- und Führungsstift Grundrahmen / Modellfüllrahmen
    4.18
    Feinführungsbereich zu 4.17
    4.19
    Leichtführungsbereich zu 4.17
    4.20
    Zentrier- und Führungsbüchse Grundrahmen / Modellfüllrahmen
    4.21
    Zentrierbüchsen Formkasten / Modellfüllrahmen (Oberkasten)
    4.22
    Zentrierstifte Formkasten / Modellfüllrahmen (Unterkasten)
    4.23
    Tragbolzen
    4.24
    Kunststoffscheibe für Fangbolzenauflage
    4.25
    Grundrahmenhöhe
    4.26
    Öffnungen im Grundrahmen für Luftdurchgang
    4.26a
    Öffnungen im Hubtisch 3.01, deckungsgleich zu 4.26
    4.27
    abgekapselter Raum für Führungsstifte 4.17
    4.28
    abgekapselter Raum für Fangbolzen 4.23
    4.29
    Querflansch am Modellfüllrahmen
    4.29a
    Breite des Querflansches 4.29
    4.30
    Längsflansch und Laufleiste am Modellfüllrahmen
    4.30a
    Breite des Längsflansches 4.30
    4.31
    Sandschutzdach am Modellfüllrahmen
    4.32
    Druckplatten zur Abdrückvorrichtung 3.12
    4.33
    Dichtung Modellfüllrahmen / Formkasten
    4.34
    Dichtung Modellfüllrahmen /Grundrahmen
    4.35
    Reinigungsbürsten für die Hubtische 2.01 und 3.01
    4.36
    Zentrierstifte Grundrahmen / Hubtische 2.01 und 3.01
    4.37
    Versatz Oberfläche Modellfüllrahmen zur Modelloberfläche
    4.38
    Formkasten-Stoßbolzen
    4.39
    Auflagefläche des Modellfüllrahmens 4.02 auf den Grundrahmen 4.08
    4.40
    Innenversatz Modellfüllrahmen / Formkasten
    4.41
    Hohlraumausfüllung in Modelleinheit 4.02
  • 5.) Modellwechselvorrichtung
    5.01
    Hubvorrichtung in Station A
    5.02
    Hubvorrichtung in Station B
    5.03
    Zylinder für die Hubvorrichtungen 5.01 und 5.02
    5.04
    durchgehende Kolbenstangen zu 5.03
    5.05
    Kalottenbefestigung Kolbenstange / Hubvorrichtung
    5.06
    Einzugzylinder in Station A
    5.07
    Elektromagnet am Einzugzylinder
    5.08
    Abschubzylinder in Station B
    5.09
    angetriebene Rollenbahn in Achse A
    5.10
    angetriebene Rollenbahn in Achse B
    5.11
    Shuttlewagen
    5.12
    Parkbahn
    5.13
    Handling Bedienungspersonal

    • Claims (29)

    1. Verfahren zur Herstellung kastengebundener Sandformen unter Verwendung eines aus Ober- und Unterkastenmodell bestehenden Modellplattenpaares, wobei die Modelle als Modellplattendüsen bezeichnete Entlüftungs- bzw. Belüftungsdüsen aufweisen, wobei die Ober- und Unterkastenformen nacheinander hergestellt werden und wobei die Arbeitsschritte zur Herstellung einer Form auf zwei geradlinig hintereinanderliegende und zeitparallel arbeitende Arbeitsstationen verteilt werden,
      mit einer ersten Arbeitstation (A) zum Zusammenfügen der aus Formkasten und Modell bestehenden Formeinheit und zum Einfüllen des Formsandes in die Formeinheit, wobei das Zusammenfügen der Formeinheit über einem Hubtisch (2.01) erfolgt,
      mit einer zweiten Arbeitsstation (B) zum Verdichten der Form und zum Trennen der verdichteten Form vom Modell, wobei ein Hubtisch (3.01) die Formeinheit unter das Verdichtungsaggregat (3.14/3.18) hebt und nach dem Verdichten das Modell von der Form trennt,
      mit einer Formkastentransportvorrichtung (1.04), in der die beiden Arbeitsstationen (A) und (B) hintereinanderliegend angeordnet sind,
      mit zwei unterhalb der Formkastentransportvorrichtung (1.04) angeordneten ausschwenkbaren Rollenbahnen (2.03) und (3.03), worauf die Modelleinheit vom auf ihr aufliegenden Formkasten während des Formkastentransportes von der Arbeitsstation (A) zur Arbeitsstation (B) mitgeführt wird,
      mit einer unterhalb der beiden ausschwenkbaren Rollenbahnen (2.03) und (3.03) angeordneten Rollenbahn (1.05) zur Modellrückführung von der Arbeitsstation (B) zur Arbeitsstation (A)
      und mit einer Modellwechselvorrichtung zum Auswechseln der Modelle ohne Taktzeitverlängerung,
      dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Modell und einem Modellträgerrahmen bestehende Modelleinheit (4.02) einen die Modelleinheit (4.02) teleskopartig umschließenden und vertikal verschiebbaren Modellfüllrahmen (4.03) mit den Dichtungen (4.33) und (4.34) aufweist, auf dessen Oberfläche der Formkasten (4.01) auflegbar und über die Zentrierelemente (4.21/4.22) zentrierbar ist, wobei der Modellfüllrahmen (4.03) mit einer vertikalen Verschiebung (2.07/4.07) gegenüber der Modelleinheit (4.02) und mit dem aufgesetzten Formkasten (4.01) die Formeinheit (4.05) und den Füllraum (2.39) für den losen Formsand bildet,
      dass der Modellfüllrahmen (4.03) in seiner abgesenkten Stellung auf der Auflagefläche (4.39) der Modelleinheit (4.02) aufliegt, wobei die Oberfläche des Modellfüllrahmens (4.03) mit der Oberfläche der Modellplatte (4.11) bzw. mit der Oberfläche des Modells (4.12) niveaugleich ist und die Verschiebung (2.07/4.07) der Modelleinheit (4.02) zum Modellfüllrahmen (4.03) mechanisch begrenzbar ist,
      dass in der Arbeitsstation (A) die Modelleinheit (4.02) mit dem auf ihrer Auflagefläche (4.39) aufliegenden Modellfüllrahmen (4.03) durch den Hubtisch (2.01) bei geöffneter Modellrollenbahn (2.03) anhebbar ist, wobei der Modellfüllrahmen (4.03) den Formkasten (4.01) aufnimmt, wonach die Modellrollenbahn (2.03) schließt und wonach der Modellfüllrahmen (4.03) durch den absenkenden Hubtisch (2.01) auf die Modellrollenbahn (2.03) absetzbar ist und der weiter absenkende Hubtisch (2.01) die Modelleinheit (4.02) im Modellfüllrahmen (4.03) bis zu der mechanisch begrenzten Distanz (2.07/4.07) mitführt und der Hubtisch danach weiter bis zur Endstellung absenkt,
      dass die Arbeitsstation (A) eine Formsandeinfüllvorrichtung aufweist, womit der Formsand innerhalb des Zeitintervalls zwischen der Formkastenaufnahme durch den Modellfüllrahmen (4.03) und dem Formkastentransport zeitgedehnt in den Füllraum (2.39) einfüllbar ist, wobei für dieses Zeitintervall ca. 60% der gesamten Formmaschinentaktzeit zur Verfügung steht,
      dass das in der Arbeitsstation (B) angeordnete Verdichtungsaggregat (3.14) Fig. 1/3 oder (3.18) Fig. 9 einen das Verdichtungsaggregat teleskopartig umschließenden und vertikal verschiebbaren Verdichtungsfüllrahmen (3.22) mit den Dichtungen (3.28) und (3.29) aufweist, der auf den, auf dem Modellfüllrahmen (4.03) aufliegenden Formkasten (4.01) aufsetzbar ist, womit die über die Dichtungen (3.28, 3.29) und (4.33) abgedichtete Formkammer (3.13) Fig.3 für die Formverdichtung gebildet wird,
      dass in der Arbeitsstation (B) die Modelleinheit (4.02) innerhalb des Modellfüllrahmens (4.03) durch den Hubtisch (3.01) vertikal nach oben verschiebbar ist, wobei die Distanz (3.07/4.07) zwischen Modelleinheit (4.02) und Modellfüllrahmen (4.03) zu Null wird (Fig. 3) und wobei der verdrängte, noch unverdichtete Formsand in den Verdichtungsfüllrahmen (3.22) verschoben wird und der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) dann die Füllrahmenfunktion beim nachfolgenden Verdichten übernimmt
      dass nach dem Verdichten und Öffnen der Modellrollenbahn (3.03) der Hubtisch (3.01) absenkt und nach einem geringfügigen Absenkhub (3.05) Fig.3 das Entformen und das Absenken der zusammengeschobenen Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) Fig. 1,B auf die Modellrollenbahn (1.05) erfolgt
      und dass der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) zeitgleich mit dem Absenken der Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) um die Distanz (3.09) vom Formkasten (4.01) abhebbar ist
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass die in der Arbeitsstation (A) angeordnete Formsandfüllvorrichtung (2.14) mit einem daran angeordneten Sandleittrichter (2.15) zwischen den Endpositionen (2.35) und (2.36) mittels einem Antrieb (2.25) hin und her verfahrbar ist, womit der Formsand durch die schmale Austragsbreite (2.40) des Sandleittrichters (2.15) und durch die Fahrbewegung der Formsandfeinfüllvorrichtung (2.14) ein- oder mehrschichtig, vorzugsweise zweischichtig in den Füllraum (2.39) einfüllbar ist.
      dass für das schichtweise Formsandeinfüllen das verfügbare Zeitintervall als Konstante nutzbar ist und die modellabhängige Formsandmenge bei konstanter Sandeinfüllzeit durch die Geschwindigkeit des Förderbandes (2.20) und durch die verstellbaren Austragshöhen (2.30) (Fig.1/2) am Dosiergefäß (2.21) bestimmbar ist,
      dass die modellabhängige Formsandmenge partiell an die Modellkontur anpassbar ist
      dass das Formsandeinfüllen zur partiellen Anpassung an die Modellkonturen in mindestens drei Sektionen (2.18a) (Fig.2) erfolgt, wobei jeder Sektion ein verstellbarer Austragschieber (2.26) zur Einstellung der Austragshöhe (2.30) und ein entsprechender Schacht (2.18) im Sandleittrichter (2.15) zugeordnet ist, wobei die bis an das Dosiergefäß (2.21) hinreichenden Schächte (2.18) eine Vermischung der einzelnen Formsandströme verhindern,
      dass die Austragschieber (2.26) und somit die Austraghöhen (2.30) während der schichtweisen Farmsandeinfüllung bzw. während der Fahrbewegung der Formsandfüllvorrichtung (2.14) zur partiellen Anpassung der Formsandmenge an die Modellkontur verstellbar sind, wobei die Parameter Austraghöhe (2.30) zur Fahrwegposition (2.25) aus einem, dem jeweiligen Modell zugeordneten Datensatz an die Steuereinrichtung übertragbar sind
      und dass der Sandleittrichter (2.15) mit den Schächten (2.18) mindestens eine Aeratorachse (2.19) zur Formsandauflockerung aufweist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass der in der Arbeitsstation (B) angeordnete Hubtisch (3.01) nach dem Leerhub (3.21) die Modelleinheit (4.02) mit seiner vollen Hubgeschwindigkeit aufnimmt und dadurch die Modelleinheit (4.02) und somit den lose geschütteten Formsand schlagartig beschleunigt, wodurch sich der Formsand setzt und inhomogene Füllstellen verringerbar sind,
      dass der Hubtisch (3.01) die aufgenommene Modelleinheit (4.02) innerhalb des Modellfüllrahmens (4.03) nach oben verschiebt, womit der verdrängte, noch unverdichtete Formsand in den Verdichtungsfüllrahmen (3.22) verschoben wird und die dabei in der Formkammer (3.13) komprimierte Luft einen über die Modellplattendüsen (4.06) und über den Randschlitz (4.14) abfließenden Fluidisierungsluftstrom im Formsand erzeugt, dem lückenlos die Formverdichtung folgt
      und dass der Fluidisierungsluftstrom zusätzlich verstärkbar ist, in dem zeitparallel zum Verschieben des Formsandes in den Verdichtungsfüllrahmen (3.22) noch Druckluft in die Formkammer (3.13) eingeblasen wird.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass in der Arbeitsstation (B) alle gängigen Verdichtungsverfahren (wie z.B. Druckluftimpulsverdichtung, normales Pressen, Luftstrompressen, Expansionspressen, Unterdruckpressen, Modelleinpressen von unten usw.) in Verbindung mit dem Verdichtungsfüllrahmen (3.22) und der Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) einsetzbar sind.
    5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 3 und 4 mit einem Modell und einer Modellträgereinheit,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Modelleinheit (4.02) einen Grundrahmen (4.08) mit der Höhe (4.25) aufweist, auf dem mit oder ohne Zwischenrahmen ein negatives Modell (4.12) oder unter Verwendung eines Zwischenrahmens (4.09) und einer Modellplatte (4.11) ein positives Modell (4.10) aufsetzbar und über die Zentrierelemente (4.15/4.16) zentrierbar ist,
      dass die Modelleinheit (4.02) einen die Modelleinheit (4.02) teleskopartig umschließenden und vertikal verschiebbaren Modellfüllrahmen (4.03) mit den Zentrier- und Führungsbüchsen (4.20) und mit den Dichtungen (4.33) und (4.34) aufweist,
      dass der Grundrahmen (4.08) die Zentrier- und Führungsstifte (4.17) aufweist, womit der Modellfüllrahmen (4.03) über seine Zentrier- und Führungsbüchsen (4.20) zum Grundrahmen (4.08) genau führbar und zentrierbar ist,
      dass die Modellplatte (4.11) bzw. das Modell (4.12) eine umlaufende, formsandabdichtende und aus einem verschleißfesten und gleitfähigen Kunststoff oder Metall bestehende Passleiste (4.13) aufweist, die an der Modellplatte (4.11) bzw. am Modell (4.12) spielfrei anliegt und die zur Innenwand des Modellfüllrahmen (4.03) ein geringfügiges, sandabdichtendes Spiel von 0,1mm bis 0,5mm, vorzugsweise von ca.0,2mm hat, womit ein luftstromdurchlässiger Randschlitz (4.14) gebildet wird, der die üblichen Modellplattendüsen am Modell- bzw. Formkastenrand entbehrlich macht,
      dass der Modellfüllrahmen (4.03) gegenüber der Modelleinheit (4.02) um die Distanz (4.07) vertikal verschiebbar ist, wobei diese Distanz bzw. Verschiebbarkeit einerseits durch die Auflage des Modellfüllrahmens (4.03) auf der Auflagefläche (4.39) und andererseits durch die Tragbolzen (4.23) begrenzt ist, wobei die im Grundrahmen (4.08) eingeschraubten Tragbolzen (4.23) auf den schlag- und verschleißfesten Kunststoffscheiben (4.24) Fig. 7 des Modellfüllrahmens (4.03) aufliegen,
      dass die Tragbolzen (4.23) mit entsprechendem Spiel berührungslos durch die Bohrungen der Scheiben (4.24) und der darunter liegenden Bohrungen im Flansch (4.29) bewegbar sind
      und dass der Formkasten (4.01) auf der Oberfläche des Modellfüllrahmens (4.03) auflegbar und über die Zentrierelemente (4.21) bzw. (4.22) auf dem Modellfüllrahmen (4.03) zentrierbar ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrier- und Führungsstifte (4.17) im unteren Bereich (4.18) eine engtolerierte Feinzentrierung (vorzugsweise z.B. H7/g6) und im oberen Bereich (4.19) eine genaue aber leichtgängige Führung (vorzugsweise z.B. H7/e8) aufweisen,
      und dass die Justierung zwischen Formkasten und Modell über die nicht bewegten Zentrierelemente (4.15/4.16) mit einem Festsitz (vorzugsweise z.B. H7/h6) und weiter über die bewegten Zentrierelemente (4.17/4.18/4.20) mit einem engen Gleitsitz (vorzugsweise z.B. H7/g6) und (4.21/4.22) mit einem weiten Gleitsitz (vorzugsweise z.B. H7/e8) erfolgt, wodurch zwischen Formkasten und Modell eine Gesamtabweichung von 0,072mm bis 0,178mm realisierbar ist.
    7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Modellfüllrahmen (4.03) einen umlaufenden Flansch (4.29/4.30) aufweist, der die Auflagefläche (4.39) für den Modellfüllrahmen (4.03) weitgehend um das Maß (4.29a/4.30a) überdeckt und vor Sand- bzw. Schmutzablagerungen schützt,
      dass der umlaufende Flansch (4.29/4.30) ein Schrägdach (4.31) aufweist, wodurch Sand- bzw. Schmutzablagerungen auf dem umlaufenden Flansch vermeidbar sind,
      dass der Flansch (4.30) als Laufleiste des Modellfüllrahmens (4.03) auf den Rollenbahnen (2.03) und (3.03) verwendbar ist und der Flansch (4.29) die Zentrier- und Führungsbüchsen (4.20) und die Ablagescheiben (4.24) für die Tragbolzen (4.23) aufnimmt,
      dass der Modellfüllrahmen (4.03) die abgekapselten Kammern (4.27) aufweist, wodurch die Zentrierelemente (4.17/4.20) vor Verschmutzung geschützt werden
      und dass der Modellfüllrahmen (4.03) die abgekapselten Kammern (4.28) aufweist, wodurch die Auflagescheiben (4.24) für die Tragbolzen (4.23) vor Verschmutzung geschützt werden.
    8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3, 4 und 5,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Modelle (4.10/4.11/4.12) Modellplattendüsen (4.06) und einen umlaufenden Randschlitz (4.14) aufweisen,
      dass der Grundrahmen (4.08) der Modelleinheit (4.02) die Öffnungen (4.26) und der Hubtisch (3.01) deckungsgleich dazu die Öffnungen (4.26a) aufweisen,
      wodurch der Fluidisierungsluftstrom abführbar oder die Druckluft für das Expansionspressen zuführbar ist.
    9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3, 4, und 5,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Modellfüllrahmens (4.03) mit der Oberfläche des Modells (4.11/4.12) Niveaugleichheit oder einen Versatz (4.37) von maximal 1mm (vorzugsweise 0,5 mm) aufweist, wenn der Modellfüllrahmen (4.03) auf der Auflagefläche (4.39) aufliegt
      und dass zwischen den Innenwänden des Formkastens (4.01) und den Innenwänden des Modellfüllrahmens (4.03) ein geringfügiger Versatz (4.40) besteht, um eine Sandstaukante beim Hochschieben des Formsandes zu vermeiden.
    10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, dass in der Arbeitsstation (A) die Modelleinheit (4.02) mit dem auf ihrer Auflagefläche (4.39) aufliegenden Modellfüllrahmen (4.03) durch den Hubtisch (2.01) bei geöffneter Modellrollenbahn (2.03) anhebbar ist, wobei der Modellfüllrahmen (4.03) den Formkasten (4.01) aufnimmt, wonach die Modellrollenbahn (2.03) schließt und wonach der Modellfüllrahmen (4.03) mit seiner Laufleiste (4.30) durch den absenkenden Hubtisch (2.01) auf die Modellrollenbahn (2.03) absetzbar ist und der weiter absenkende Hubtisch (2.01) die Modelleinheit (4.02) im Modellfüllrahmen (4.03) bis zur durch den Tragbolzen (4.23) mechanisch begrenzten Distanz (2.07/4.07) mitführt und der Hubtisch danach weiter bis zur Endstellung absenkt,
      dass die Modellrollenbahn (2.03) zum Schließen eine Distanz (2.04) Fig.2 von 1mm bis 10mm, vorzugsweise 3mm zur Laufleiste (4.30) aufweist,
      dass der auf dem Modellfüllrahmen (4.03) aufliegende Formkasten (4.01) eine Distanz (2.06/3.06) von 1mm bis 10mm, vorzugsweise 3mm zu seiner Rollenbahn (1.04) aufweist, wenn der Modellfüllrahmen (4.03) mit seiner Laufleiste (4.30) auf der Modellrollenbahn (2.03/3.03) aufliegt
      und dass der Hubtisch (2.01) die ein- ausschaltbaren Elektromagnete (2.02) aufweist, die während des Absenkens bzw. Mitführens der Modelleinheit (4.02) im Bereich (2.07/4.07) eine Haftkraft zwischen Hubtisch (2.01) und Grundrahmen (4.08) ausüben, so dass das Aussenken der Modelleinheit (4.02) aus dem Modellfüllrahmen (4.03) nicht nur vom Eigengewicht der Modelleinheit abhängig ist.
    11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 3, 4 und 5
      dadurch gekennzeichnet dass das Verdichtungsaggregat (3.14) einen das Verdichtungsaggregat (3.14) teleskopartig umschließenden und vertikal verschiebbaren Verdichtungsfüllrahmen (3.22) mit den Dichtungen (3.28) und (3.29) aufweist, wobei die Dichtung (3.28) den Verdichtungsfüllrahmen zum Formkasten (4.01) abdichtet und die Dichtung (3.29) den Verdichtungsfüllrahmen zum Verdichtungsaggregat (3.14) abdichtet,
      dass der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) über die Führungsstangen (3.23) vertikal geführt wird und über die Zylinder (3.24) vertikal verschiebbar ist und zur Schließung der Formkammer (3.13) auf den Formkasten (4.01) aufsetzbar und aufdrückbar ist sowie für den Formkastentransport (1.08) um die Distanz (3.09) vom Formkasten (4.01) abhebbar ist,
      dass die Führungsstangen (3.23) und die Zylinder (3.24) am Verdichtungsaggregat (3.14) oder am Kopfrahmen (1.02) befestigbar sind,
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (3.29) mittels einer Klemmleiste (3.30) am Verdichtungsaggregat befestigt ist und einen Überstand (3.31) zum Verdichtungsaggregat aufweist, wobei die Dichtung (3.29) ein geringfügiges Spiel zur Innenwand des Verdichtungsfüllrahmens (3.22) aufweist und somit keine Berührung zur Innenwand des Verdichtungsfüllrahmen hat,
      dass der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) eine umlaufende Bordfläche (3.25) aufweist, die für die Dichtungsfunktion auf die Dichtung (3.29) aufdrückbar ist,
      dass der Verdichtungsfüllrahmens (3.22) mit seiner Dichtung (3.28) auf den Formkasten (4.01) und mit seiner umlaufenden Bordfläche (3.25) auf die Dichtung (3.29) aufdrückbar ist, wobei die Aufdrückkraft auf den, über die Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) vom Hubtisch (3.01) gestützten Formkasten (4.01) (Fig.3, linker Halbschnitt) größer ist als die aus dem Verdichtungsdruck in der Formkammer (3.13) und dem umlaufenden Spalt (3.26) resultierende und nach oben gerichtete Kraft, so dass der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) beim Verdichten der Form gegen Abheben gesichert ist,
      und dass die Anpresskraft der Dichtung (3.29) auf die Bordfläche (3.25) durch den Verdichtungsdruck in der Formkammer (3.13) erhöht wird, woraus sich eine höhere Dichtigkeit während der Formverdichtung ergibt.
    13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) als Alternative eine mit Druckluft aktivierbare Dichtung (3.32) Fig. 9 aufweist, die in einer Innennute des Verdichtungsfüllrahmen (3.22) eingelassen ist, die im aktivierten Zustand in eine am Verdichtungsaggregat angebrachten Profilnute (3.33/3.34) eindrückbar ist und die sich im nicht aktivierten Zustand durch ihre Elastizität aus der Profilnute (3.33/3.34) zurückzieht
      und dass die Profilnute (3.33) eine Wulst (3.34) aufweist, womit ein Verschieben der Dichtung (3.32) durch den Verdichtungsdruck in der Formkammer (3.13) vermeidbar ist.
    14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 13,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtungsfüllrahmens (3.22) gegenüber dem Formkasten (4.01) eine um das Maß (3.10) Fig.3 geringfügig kleinere Innenabmessung aufweist, um eine Sandstaukante beim Verdichten zu vermeiden
      und dass der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) die Öffnungen (3.27) Fig.1/3 aufweist, womit über die Ventile (3.35) der Verdichtungsdruck in der Formkammer (3.13) kontrolliert abbaubar ist und womit über die Ventile (3.36) Druckluft in die Formkammer (3.13) einblasbar ist.
    15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 14,
      dadurch gekennzeichnet, dass in der Arbeitsstation (B) der Hubtisch (3.01) nach einem Leerhub (3.21) Fig.3 die im Modellfüllrahmen (4.03) um die Distanz (3.07/4.07) abgesenkte Modelleinheit (4.02) aufnimmt und diese dann innerhalb des Modellfüllrahmens (4.03) bis zur mechanischen Begrenzung (4.39) hochschiebbar ist, womit der dabei verdrängte Formsand in den auf den Formkasten (4.01) aufgesetzten Verdichtungsfüllrahmen (3.22) verschiebbar ist, wonach der Hubtisch (3.01) noch die Distanz (3.04) bis zu seiner obersten Verdichtungsposition durchfährt,
      dass der Verdichtungsfüllrahmen (3.22) auf dem Formkasten (4.01) aufsetztbar ist, bevor der Hubtisch (3.01) nach dem Leerhub (3.21) die Modelleinheit (4.02) aufnimmt,
      dass der Flansch (4.30) des Modellfüllrahmens (4.03) in der obersten Verdichtungsposition des Hubtisches (3.01) eine Distanz (3.04) von 1mm bis 10mm, vorzugsweise 3mm zur Modellrollenbahn (3.03) aufweist, wodurch die Modellrollenbahn (3.03) für das Entformen ausfahrbar ist,
      dass der Formkasten (4.01) in der obersten Verdichtungsposition des Hubtisches (3.01) eine Distanz (3.05) von 1mm bis 15mm, vorzugsweise 6mm zu seiner Rollenbahn (1.04) aufweist, die beim Entformen mit dem Hubtisch (3.01) langsam zu durchfahren ist, bevor das Modell langsam aus der Form getrennt wird
      und dass nach vollständiger Trennung von Modell und Form der Hubtisch (3.01) die Modelleinheit (4.02) mit dem auf der Auflagefläche (4.39) aufliegenden Modellfüllrahmen (4.03) im Eilgang auf die Modellrollenbahn (1.05) absetzt.
    16. Vorrichtung nach den Ansprüchenl und 3 bis 15,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Hubtisch (3.01) die Modelleinheit (4.02) mit seiner vollen Hubgeschwindigkeit aufnimmt, und dadurch die Modelleinheit (4.02) und den lose geschütteten Formsand schlagartig beschleunigt, wodurch inhomogene Füllstellen im Formsand reduzierbar sind,
      dass der in den Verdichtungsfüllrahmen (3.22) verdrängte Formsand die Formkammer (3.13) verkleinert und die dabei komprimierte Luft einen über die Modellplattendüsen (4.06) und über die Randschlitze (4.14) abfließenden Fluidisierungsluftstrom erzeugt, dem lückenlos die Formverdichtung folgt,
      dass der Fluidisierungsluftstrom verstärkbar ist, in dem über die Ventile (3.36) und über die Öffnungen (3.27) Druckluft in die Formkammer (3.13) eingeblasen wird, wobei der Einblasdruck am Ventil (3.37) und die Druckluftmenge an den Ventilen (3.36) einstellbar ist,
      dass das Einblasen der Druckluft während des Hochschiebens der Modelleinheit (4.02) bzw. des Formsandes erfolgt
      und dass für den gesamten Fluidisierungsvorgang einschließlich dem Einblasen der Druckluft kein zusätzlicher Zeitaufwand entsteht.
    17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 bis 16,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation (B) an jeder Seite der Formkastentransportbahn (1.04) mindestens eine Abdrückvorrichtung (3.12) aufweist, die beim Entformen auf den Steg (4.32) des Modellfüllrahmen (4.03) aufdrückbar ist, wodurch kraftschlüssig und synchron zum Hubtisch (3.01) eine das Eigengewicht des Modellfüllrahmens (4.03) unterstützende Kraft zum Trennen des Modellfüllrahmens (4.03) vom Formkasten (4.01) erzeugbar ist.
    18. Formsandfüllvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Formsandeinfüllvorrichtung (2.14) ein Fahrgestell (2.22) mit den Laufrollen (2.23), ein Förderband (2.20) mit stufenlos verstellbarer Fördergeschwindigkeit, ein Dosiergefäß (2.21) mit mindestens drei Austragschiebem (2.26/2.27), einen Sandleittrichter (2.15) mit mindestens einem Aerator (2.19) und einen Antriebszylinder (2.25) mit stufenlos verstellbarer Fahrgeschwindigkeit aufweist,
      dass der Kopfrahmen (1.02) die Laufschienen (2.24) aufweist, worauf die Formsandeinfüllvorrichtung (2.14) zwischen den Positionen (2.35) und (2.36) zur schichtweisen Formsandeinfüllung hin und her verfahrbar ist,
      dass der Formsandaustrag (2.30) aus dem Dosiergefäß (2.21) in mindestens drei Sektionen (2.18a) Fig.2 erfolgt und jede Sektion einen Schacht (2.18) im Sandleittrichter (2.15) aufweist,
      dass jede Sektion (2.18a) einen am Dosiergefäß (2.21) angebrachten, höhenverstellbaren Austragschieber (2.26/2.27) aufweist, womit die Austraghöhe (2.30) des Formsandes stufenlos verstellbar ist,
      dass die modellabhängige Formsandmenge bei einer fixen Austragszeit durch die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes (2.20) und durch die Austragshöhen (2.30) bestimmbar ist,
      dass die partielle, modellabhängige Formsandmenge durch die einzelnen Austraghöhen (2.30) bestimmbar ist,
      dass die Austragschieber (2.26) bzw. die Austraghöhen (2.30) zur partiellen Anpassung der Formsandmenge während Fahrbewegung der Formsandeinfüllvorrichtung (2.14) verstellbar sind,
      dass die verfahrbare Formsandeinfüllvorrichtung (2.14) einen stationären Sandschutzrahmen (2.11) aufweist, der auf den Formkasten (4.01) auflegbar ist und der das untere Segment (2.16) des Sandleittrichters (2.15) umgibt, womit ein Herausspritzen des Formsandes verhindert wird
      und dass das Dosiergefäß (2.21) der Formsandeinfiillvornchtung (2.14) von einem stationären Vorratsbunker (2.37) befüllbar ist und der Füllstand des Dosiergefäßes (2.21) durch Sandsonden überwacht wird.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (2.27) für die Austragschieber (2.26) zur automatischen und stufenlosen Einstellung der Austragshöhen (2.30) je ein Wegmeßsystem aufweisen,
      dass der Antriebszylinder (2.25) ein Wegmeßsystem aufweist, womit der Fahrweg der Formsandeinfüllvorrichtung (2.14) in Raster von minimal 1mm bis maximal 50mm, vorzugsweise 5mm einteilbar ist,
      dass jeder Austragschieber (2.26/2.27) zu jedem Rasterpunkt des Fahrweges eine modellabhängige Austraghöhe (2.30) aufweist,
      dass die Austraghöhen (2.30) in Zuordnung zu den Rasterpunkten des Fahrweges von einem, dem jeweiligen Modell zugeordneten Datensatz abrufbar und an die Steuerung der Antriebe (2.27) übertragbar sind,
      dass die modellabhängige Fördergeschwindigkeit des Förderbandes (2.20) von einem, dem jeweiligen Modell zugeordneten Datensatz abrufbar und an die Steuerung des Fördebandantriebes übertragbar ist,
      dass die Austraghöhen (2.30) und/oder die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes (2.20) eine Relation zur Formsandfeuchtigkeit aufweisen und automatisch daran anpassbar sind
      und dass die Datensätze zur Optimierung online veränderbar sind.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 18,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Sandleittrichter (2.15) zum schichtweisen Formsandeinfüllen einen rechteckigen Innenquerschnitt aufweist, wobei die quer zur Bewegungsrichtung liegende Langseite den Innenbereich des Formkasten (4.01) Fig.2 überdeckt und die in Bewegungsrichtung liegende Kurzseite (2.40) ca. 1/3 bis 1/6, vorzugsweise ¼ des Formkasteninnenmaßes entspricht,
      dass der Sandleittrichter (2.15) im unteren Bereich zur Einbaumöglichkeit der Aeratoren (2.19) die Segmente (2.16) und (2.17) aufweist, wobei sich die Segmente (2.16) und (2.17) nach unten hin aufweiten, um Sandablagerungskanten auszuschließen,
      dass jeder Schacht (2.18) des Sandleittrichters (2.15) eine Verschlussklappe (2.31) mit einer Gummilippe (2.32) aufweist, die an einer durchgehenden Welle (2.33) befestigt sind und von einem Zylinder (2.34) in eine Schließ- und eine Öffnungsstellung bewegbar sind, wobei sich die Verschlussklappe (2.31) beim Stillstand des Förderbandes (2.20) in Schließstellung befindet und mit der Gummilippe (2.32) gegen das Förderband (2.20) gedrückt wird, um ein Abrieseln der Sandböschung auf das Modell und den Formkasten zu verhindern
      und dass jeder Austragschieber (2.26) ein Kontrollelement (2.28) für den Formsandstrom aufweist, die aus einer durch Schwerkraft senkrecht aufgehängten Platte besteht und die vom Formsandstrom angehoben wird und einen Sensor (2.29) aktiviert.
    21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 18 und 20,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Innenabmessung des Sandschutzrahmen (2.11) um das Maß (2.10) Fig.2 geringfügig kleiner ist als die Innenabmessung des Formkastens (4.01), um eine Sandablagerungsfläche auf dem Formkasten zu vermeiden,
      dass der Sandschutzrahmen (2.11) mittels der Kurzhubzylinder (2.12) für das Formsandeinfüllen auf den Formkasten (4.01) ablegbar ist und für den Formkastentransport vom Formkasten geringfügig abhebbar ist,
      dass die Kolbenstangen der Kurzhubzylinder (2.12) eine Kalottenverbindung zum Sandschutzrahmen (2.11) aufweist, um Querkräfte auf die Kolbenstangen zu vermeiden
      und dass der Sandschutzrahmen (2.11) eine Reinigungsbürste (2.11a) aufweist, womit die Formkastenoberfläche beim Formkastentransport gereinigt wird.
    22. Modellwechselvorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Modellwechselvorrichtung in der Arbeitsstation (A) eine mit antriebslosen Laufrollen versehene Hubvorrichtung (5.01) und die Arbeitsstation (B) eine mit antriebslosen Laufrollen versehene Hubvorrichtung (5.02) aufweist,
      dass die Hubvorrichtungen (5.01) und (5.02) jeweils vier Hubzylinder (5.03) mit durchgehender Kolbenstange (5.04) als Führungselement aufweisen,
      dass die Kolbenstangen (5.04) über eine Kalottenbefestigung (5.05) mit dem Hubtisch (5.01) bzw. (5.02) verbunden sind, um Querkräfte auf die Kolbenstangen zu vermeiden,
      dass die Hubvorrichtungen (5.01) und (5.02) nur im angehobenen Zustand der beiden Hubtische (2.01) und (3.01) leer und lastfrei anhebbar und absenkbar sind,
      dass sich die beiden Hubvorrichtungen (5.01) und (5.02) für den Modellwechsel im angehobenen Zustand befinden, wobei in der Station (A) eine Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) mittels Hubtisch (2.01) von den Laufrollen der Hubvorrichtung (5.01) abhebbar ist und in der Station (B) mittels Hubtisch (3.01) eine Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) auf die Laufrollen der Hubvorrichtung (5.02) ablegbar ist,
      dass die Modellwechselvorrichtung in der Achse (A) eine angetriebene Rollenbahn (5.09) und in der Achse (B) eine angetriebene Rollenbahn (5.10) aufweist,
      und dass die Modellwechselvorrichtung zum Übersetzen der Modell/Füllrahmeneinheiten (4.04) von der Achse (B) zur Achse (A) einen auf Laufschienen verfahrbaren und mit angetriebenen Laufrollen versehenen Shuttlewagen (5.11) aufweist.
    23. Modellwechselvorrichtung nach Anspruch 22,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation (A) einen Einzugszylinder (5.06) mit einem ein- und ausschaltbaren Elektromagneten (5.07) aufweist, womit die Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) vor Verlassen der angetriebenen Rollenbahn (5.09) erfassbar ist und womit die Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) am Elektromagneten anhaftend auf den antriebslosen Laufrollen der Hubvorrichtung (5.01) in die Endposition der Arbeitsstation (A) einziehbar ist
      und dass die Arbeitsstation (B) einen Abschubzylinder (5.08) aufweist, womit die Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) von den antriebslosen Laufrollen der Hubvorrichtung (5.02) auf die angetriebene Rollenbahn (5.10) abschiebbar ist.
    24. Modellwechselvorrichtung nach den Ansprüchen 22 und 23,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Modellwechsel ohne Taktzeitverlängerung während des Formkastentransportes (1.08) durchführbar ist, wobei eine Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) von der angetriebenen Rollenbahn (5.09) auf die angehobenen Hubvorrichtung (5.01) der Arbeitsstation (A) einführt und wobei eine Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) von der angehobenen Hubvorrichtung (5.02) der Arbeitsstation (B) auf die angetriebene Rollenbahn (5.10) ausfährt,
      dass jeweils eine Hälfte des Modellpaares in zwei hintereinander folgenden Arbeitstakten bzw. Formkastentransporten auswechselbar ist
      und dass die Modell/Füllrahmeneinheiten (4.04) für einen späteren Modellwechsel auf den Handlingsplätzen (5.13) umrüstbar sind oder gegen ein anders Paar auf der Parkbahn (5.12) austauschbar sind.
    25. Modellwechselvorrichtung nach den Ansprüchen 22 bis 24,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Formmaschinenbetrieb bei einem ständigen Modellwechsel mit zwei Modellpaaren durchführbar ist,
      dass der Formmaschinenbetrieb bei einem ständigen Modellwechsel und bei entsprechender der Verlängerung der angetriebnen Rollenbahnen (5.09) und (5.10) mit drei oder mehr Modellpaaren durchführbar ist,
      dass beim Formmaschinenbetrieb mit zwei oder mehr Modellpaaren die Modelle an den Handlingsstationen (5.13) ohne Taktzeitverlängerung behandelbar sind z.B. das Setzen von Kühleisen und/oder exothermen Speisern
      und dass bei einem längem Behandlungsbedarf eines Modells oder eines Modellpaares dessen Verweilzeit an den Handlingsplätzen (5.13) dadurch verlängerbar ist, in dem ein Modellpaar ohne Behandlungsbedarf zwei oder mehrere male abgeformt wird und danach das Modellpaar mit längerem Behandlungsbedarf zu einem einmaligen Abformen in die Formmaschine eingewechselt wird.
    26. Verfahren und Formmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 25,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Formmaschine als Zwillings-Formmaschine mit annähernder Leistungsverdoppelung ausführbar ist, wobei die Arbeitsstation (A) zwei quer zur Fonnkastentransportrichtung (1.08) verfahrbare Formsandeinfüllvorrichtungen (2.14) und die Arbeitsstation (B) zwei Verdichtungsaggregate mit je einem Verdichtungsiüllrahmen (3.22) aufweisen,
      dass in der Arbeitsstation (A) zugleich ein aus Ober- und Unterkastenmodell bestehendes Modellpaar mit den entsprechenden Formkästen (4.01) zusammenfügbar und mit Formsand füllbar ist,
      dass in der Arbeitsstation (B) zugleich ein aus Ober- und Unterkastenform bestehendes Formenpaar verdichtbar und entformbar ist
      und dass beim Formkastentransport (1.08) die Formkästen (4.01) um eine Doppelteilung verschiebbar sind.
    27. Verwendungsanspruch nach den Ansprüchen 1 bis 26,
      dadurch gekennzeichnet, dass alle modellspezifischen Parameter wie beispielsweise Formsandmenge, Formsand feuchtigkeit, Einstellungen der Austraghöhen (2.30) in Zuordnung zu den Rasterpunkten des Zylinderfahrweges (2.25), Fördergeschwindigkeit des Förderbandes (2.20), Verdichtungsvarianten, Verdichtungsdruck, Verdichtungszeit, Gießtrichterposition, Eingussgewicht usw. für jedes einzelne Modellplattenpaar mit Ober- und Unterkastenkennung in einem Datensatz ablegbar sind,
      dass der Datensatz der Modell-Identnummer fest zugeordnet ist und während des Betriebes zwecks Optimierung online veränderbar ist,
      dass die Modell-Identnummer mit Oberkasten- und Unterkastenkennung in kodierter Form als Kodierleiste an der Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) angebracht ist
      und dass die Modell-Identnummer beim Einfahren der Modell/Füllrahmeneinheit (4.04) von der angetriebenen Rollenbahn (5.09) in die Arbeitsstation A automatisch auslesbar ist und somit der zugeordnete Datensatz bzw. die modellspezifischen Parameter bei einem Modellwechsel oder beim ständigen Wechselbetrieb für den Formmaschinenbetrieb schnell verfügbar sind.
    28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 10
      dadurch gekennzeichnet, dass der Hubtisch (2.01) als alternative Variante bei tiefer liegender Anordnung je Seite zwei Aufnahmeleisten aufweist, die beim Anheben des Hubtisches (2.01) unter die Laufleisten (4.30) des Modellfüllrahmens (4.03) fahren und den Modellfüllrahmen (4.03) anheben,
      dass der anhebende Hubtisch (2.01) die Modelleinheit (4.02) erfasst und zusammen mit dem Modellfüllrahmen (4.03) anhebt, wenn die Distanz zwischen dem Bund des Tragbolzens (4.23) und der Kunststoffscheibe (4.24) beim Anheben bis auf ca.3mm reduziert wurde,
      dass nach Schließen der Modellrollenbahn (2.03) der Hubtisch (2.01) absenkt und den Modellfüllrahmen (4.03) mit seiner Laufleiste (4.30) auf die Modellrollenbahn (2.03) ablegt und sodann nach weiteren ca.3mm Senkhub die Modelleinheit (4.02) vom Tragbolzen (4.23) am Modellfüllrahmen (4.03) festgehalten wird und der Hubtisch (2.01) leer zur unteren Endstellung absenkt und
      dass bei dieser Variante der Füllraum (2.39) bereits hergestellt ist, wenn der Hubtisch (2.01) seine obere Endstellung erreicht und das Sandeinfüllen beginnt.
    29. Verwendungsanspruch nach den Ansprüchen 1, 2 und 18 bis 21,
      dadurch gekennzeichnet, dass in der Arbeitsstation (A) der erfindungsgemäßen Formmaschine anstatt des Formsandeinfüllverfahrens gemäß Anspruch 2 alternativ auch andere Formsandeinfüllverfahren bzw. Formsandeinfüllsysteme einsetzbar sind.
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