WO1998002262A1 - Einstellbare giessform sowie vorrichtung zum einstellen der formfläche einer solchen - Google Patents

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WO1998002262A1
WO1998002262A1 PCT/EP1997/003504 EP9703504W WO9802262A1 WO 1998002262 A1 WO1998002262 A1 WO 1998002262A1 EP 9703504 W EP9703504 W EP 9703504W WO 9802262 A1 WO9802262 A1 WO 9802262A1
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PCT/EP1997/003504
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Inventor
Otmar Fahrion
Original Assignee
Otmar Fahrion
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings

Definitions

  • the invention relates to an adjustable mold according to the preamble of claim 1 and a device for adjusting the mold surface of such.
  • Known casting molds include those in which a sand mold box is prepared for casting a workpiece. Such sand mold boxes are well suited for the small series production of products. However, they are disadvantageous with regard to the disposal of the used molding sand. For example, when casting four propeller blades for one
  • the present invention is therefore intended to develop an adjustable mold in accordance with the preamble of claim 1 in such a way that a more secure positional fixation of the individual shaped pins is ensured even when the shape is large.
  • this object is achieved by an adjustable goat shape with the one specified in claim 1 Characteristics.
  • each shaped pin is each supported by an assigned, adjustable strut. Since each shaped pin has its own support, which is independent of the support of adjacent shaped pins, molds of any size can be produced with the inventive concept without any problems.
  • the concept according to the invention also makes it possible to combine groups of shaped pins into subunits, which can be handled and transported without the risk of changing the set partial shaped area, but which nevertheless ensures that after the different shaped pin groups have been placed side by side one has essentially one has a continuous, continuous molding surface.
  • the threaded bore or spindle nut of the screw drive is provided on the guide section, the adjustment of the screw drive can be carried out particularly conveniently on the head of the adjusting screw which always occupies the same axial position.
  • the development of the invention according to claim 6 has the advantage that the position of the mold surface does not change significantly if the temperature prevailing during the casting process differs from that temperature which was used as the basis for the specification of the desired positions for the various shaped pins.
  • the development of the invention according to claim 8 makes it possible to select the material from which the volume of the shaped pins is made in a way that is particularly favorable in terms of thermal properties or machinability. Nevertheless, the desired mechanical cohesion of the shaped pins is guaranteed. If the sheathing is thin, it does not represent a high resistance for the processing tool if a staircase-shaped surface is to be machined.
  • groups of shaped pins are provided on holding plates, as stated in claim 9, these groups of shaped pins can be adjusted on clearly arranged small devices, in particular using an automatic machine.
  • Use groups of shaped pins- the holding plates is also advantageous with regard to the simple fastening of the shaped pins in the molding box and with regard to the realization of molding boxes of different sizes using uniform basic components. Due to the fact that the holding plates are in turn adjustably attached to the frame of the molding box in the axial direction of the shaped pins, it is not necessary to provide an excessively large axial adjustment path for the individual shaped pins, but can nevertheless produce castings having large dimensional differences parallel to the longitudinal axis of the shaped pin.
  • the individual holding plates and the pin groups carried by them can be very easily connected to the mold box frame, whereby the juxtaposition of the pin groups in two mutually perpendicular directions automatically results (one by impact, the other by the Distance of the rails).
  • edge areas of the mold box parting surface which only serve to close the mold cavity, can simply be closed with holding plates which only carry a single cuboid shaped pin. These shaped pins then only need to be adjusted to the mold interface, no further adjustment work is necessary. In such Edge areas of the molding box can then also be attached to holding plates which are provided with sprue channels and ventilation channels.
  • a casting mold according to claim 15 has a substantially smooth molding surface.
  • the end faces of the shaped pins are preferably machined separately for such a shaped pin group, after the axial position of the shaped pins of a holding plate has been set. In this way, you do not need CNC machines with large travels. Where such machines are available, one can carry out the reworking of the stair surfaces formed by the shaped pin end faces to a smooth, continuous shaped surface, but also on the casting mold itself.
  • a continuous molding surface can also be obtained by spreading the stair surface formed by the molding pin end faces with a heat-resistant moldable material, which also gives an essentially continuous molding surface. If such a streaked casting mold is readjusted, the molding compound applied to the end faces of the shaped pins usually separates itself when the shaped pins are adjusted unevenly. This may are still supported by spraying the mold pin end faces with a release agent before applying the moldable material.
  • the development of the invention according to claim 17 is advantageous with regard to the lowest possible weight of the shaped pins and / or their adjustment mechanism, which facilitates the handling of the shaped pins and entire groups of shaped pins. Insofar as an end section of the shaped pins remains solid, machining of their end faces to produce a continuous shaped surface is also possible with such shaped pins.
  • the cavities provided in shaped pins according to claim 17 can also be used for cooling purposes according to claim 18.
  • Figure 1 a vertical section through a mold for a propeller blade
  • FIG. 3 a front view of two adjacent shaped pin units of the mold shown in Figures 1 and 2;
  • FIG. 4 an enlarged side view of a molded pin unit, in which two molded pins are shown in a fully retracted or maximally extended position;
  • FIG. 5 shows a section through the shaped pin unit shown in FIG. 4 and part of an adjacent shaped pin unit along the section line V-V of FIG.
  • FIG. 6 a top view of the top of the shaped pin unit shown in FIG. 4;
  • FIG. 7 a schematic plan view of a mold box of the casting mold shown in FIG. 1 and the mold surface predetermined by it;
  • Figure 8 is a schematic representation of a device for the automatic axial positioning of the molded pins of a molded pin unit
  • Figure 9 a longitudinal section through a modified shaped pin and its adjustment mechanism.
  • FIG. 1 shows a casting mold for a propeller blade of a ship's propeller, which consists of a lower molding box, generally designated 10, and an upper molding box, generally designated 12.
  • the two molding boxes 10, 12 have in principle the same structure, so that it is sufficient to one of the molding boxes in the Describe detail. For reasons of better clarity, reference numerals for components of the two molding boxes 10, 12 are only entered once in one of the molding boxes.
  • the molded boxes each have a supporting box part 14, which is equipped on the outside with supporting bolts 16, on which rope straps can be hung. Furthermore, the box parts 14 of the mold separating surface have adjacent tabs 18 on which the two mold boxes
  • the inner surfaces of the box parts 14 are covered by heat-insulating pads 24.
  • the latter have a similar cross-sectional shape to that of a double-T beam.
  • 28 running walls 30 are welded to the vertical webs of the rails.
  • These work with their top and bottom with vertically spaced trunnions 32 (or impellers), which belong to a total of 34 designated head.
  • the latter also includes a mounting plate 36, which is to be understood with the openings 38.
  • Mounting sections 42 of a total of 44 shaped pin units can be fastened to the latter by means of setting pins 40, for which purpose the mounting sections 42 are provided with a set of setting openings 46, different ones of which can optionally be moved into a position aligned with the setting openings 38. In this way, the shaped pin units 44 can be in different vertical positions with the running heads 34 connect and hang them on the rails 28.
  • the spacing of the rails 28 is chosen to be exactly the same as the lateral dimension of a shaped pin unit 44. If one successively introduces shaped pin units 44 into the adjacent rails 28 running perpendicular to the drawing plane in FIG. 28 in the direction perpendicular to the drawing plane, a shaped surface which is curved in two steps in a stepped manner can be produced in accordance with the different vertical position of the shaped pin units.
  • the lower end faces behind the stylus units lying behind the plane of the drawing are omitted in FIG. It is understood that these end faces in the direction perpendicular to the plane of the drawing to the edge of the
  • the peripheral walls of the Box parts 14 furthermore lateral support rails 48 which engage in a region of the peripheral pin units 44 adjacent to the fastening plate 36 or in a region adjacent to the end faces of these pin units.
  • These support rails can be pretensioned by springs or conceivable against the interior of the housing by means of tensioning screws (not shown in the drawing).
  • Additional lateral support rails 50 engage in the outside the marginal rails 28 a. They are in turn carried by box part 14.
  • the interior of the casting mold is divided into two sections: a section on the left in FIG. 2 contains the actual molding space, which has a finely stepped molding surface that follows the product surface and is formed by a large number of small-sized molding units 44, as described above .
  • Those parts of the mold cavity which relate to the sprue are located in a mold section on the right in FIG.
  • a fine shaping surface specification is not necessary, so that there are used pin units 52, the edge dimensions of which are each twice the edge dimensions of the pin units 44.
  • rails 54 to which the shaped pin units 52 are attached in a similar manner, as described in detail above for the shaped pin units 44 in connection with the rails 28, are mounted in a direction perpendicular to the direction of extension of the rails 28.
  • the shaped pin units 52 can be installed and removed through a pivotable door that is provided in a side wall of the box part.
  • the shaped pin units 52 have predominantly one-piece, cuboid shaped shaped pins 58 which abut one another with their end faces at the mold separating surface. Only the three middle form pins of the one on the left in FIG. 2
  • a series of the shaped pin units 52 are formed with sprue channels and distribution channels for liquid metal, not shown, which open out into the mold space 60 (see FIG. 1) delimited by the shaped pin units 44.
  • the molding pin units 44 By attaching the shaped pin units 44 to the rails 28 in different alignments of their pegging openings 46 on the pegging openings 38, a relatively roughly stepped step-shaped molding surface 62 is obtained, as shown in FIG. 1.
  • the molding pin units 44 each have a multiplicity of individual molding pins 64 arranged in a matrix, which can be adjusted independently of one another in the axial direction, as will be described in more detail below. In this way, the large step in FIG. 1 between adjacent shaped pin units 44 can be resolved into a large number of smaller steps between adjacent shaped pins 64. This gives a fine approximation of the shaped surface 64 to the workpiece contour, as indicated in the right part of FIG. 3.
  • the shaped pins 64 (see FIG. 4) have a core 66 with a square cross-section, which has a casing with only a small wall thickness
  • the core 66 consists of a material which has only small thermal expansion coefficients, at least in the range of the temperatures occurring under molding conditions for the molded pins, preferably has only small thermal expansion coefficients in the entire temperature range between room temperature and casting temperature.
  • a material is, for example, graphite, as is used for the production of electrodes.
  • Another material that is suitable in terms of thermal and mechanical properties is wood.
  • graphite is preferred because it can easily be industrially formed into rods of the desired geometry using the technology developed for graphite electrodes.
  • the graphite cores 66 are releasably connected to the sheath 68 via transverse pins 70.
  • the casing 68 is connected to an inner telescope part 74 via a weld seam 72, an insulating piece 76 being arranged in the end section of the casing 68 facing the latter in order to thermally decouple the telescopic part 74 and the graphite core 66.
  • the inner telescopic part 74 works together with a likewise cylindrical outer telescopic part 78, the upper end of which is welded to a holding plate 80.
  • the inner telescopic part 74 and the outer telescopic part 78 together form a telescopic guide.
  • a spindle nut 82 is welded into the upper end of the inner telescopic part 74.
  • the latter together with a head 88 of the adjusting screw 84, forms a radial / axial bearing.
  • the pitch, the profile and the fit of the thread of the adjusting screw 84 and the spindle nut 82 as well as the material of the latter are chosen so that the threaded drive formed by them under all casting conditions, under which the casting mold is to be used, in a stress-free state and under vibrations to which the mold is exposed is self-locking.
  • the shaped pins have 64 in the exemplary embodiment considered here in each case a square cross section, and a shaped pin unit 44 each comprises a grid arrangement of 10 ⁇ 10 shaped pins and is therefore itself square.
  • the fine contour of a shaped surface 62 can thus be adjusted by adjusting the various shaped pins 64, and the rough contour of a shaped surface 62 can be adjusted by setting out the individual shaped pin units 44 on the associated running heads 34. In this way, workpieces with a surface that varies greatly in the vertical direction can also be produced with a limited adjustment path of the individual shaped pins 64.
  • Figure 7 shows schematically the profile of a propeller blade 90 for a propeller.
  • the shaped pins 64 of all the shaped pin units lying outside the wing contour are fully advanced.
  • simplified shaped pin units which simply have a single graphite block which is dimensioned such that the block end face lies in the mold separating surface when the shaped pin unit is correspondingly staked out.
  • the individual shaped pin units 44 are staked out and the shaped pin end faces are adjusted axially so that a finely stepped shaped surface is obtained which is continuous on the outside the target workpiece surface.
  • the shaped pin units indicated by dashed lines in FIG. 7 can again be formed by single-block shaped pin units in which the block end faces lie in the mold separating surface. Some of these latter shaped pin units are like this edited that you get a sprue.
  • the mold boxes set as described above are assembled to cast a workpiece and separated from one another again after the workpiece has solidified.
  • the removed workpiece has a finely stepped surface, from which only a small amount of material has to be removed by machining in order to achieve the desired surface.
  • the surface of the individual shaped pin units can additionally be processed with a multi-axis CNC milling machine, so that the end face of a shaped pin unit with a tolerance of 0 in practice , 1 to 0.2 mm corresponds to an assigned area of the desired workpiece surface.
  • the shaped pin units 44 processed in this way then form a smooth shaped surface 62 which comes very close to the desired workpiece surface.
  • the shaping of the shaped surface 62 by milling can also take place after the preset shaped pin units 44 have been inserted into the box parts 12 or 14.
  • a continuously continuous molding surface can also be achieved by smoothing the finely stepped molding surfaces obtained after the installation of molded pin units 44 into the box parts 14 of the molding boxes 10, 12 with a pasty material (e.g. graphite slurry), for example using rubber Scrapers or the like.
  • a pasty material e.g. graphite slurry
  • a very good approximation of the shaped surface 62 is also obtained in this way to the desired workpiece surface, but the shaped pins 64 remain unchanged.
  • a mold made using graphite pins as described above can be used to successively cast a smaller number of workpieces, e.g. for casting three to five propeller blades for a propeller.
  • the shaped pin units can then be used for the production of casting molds for other workpieces.
  • the axial setting of the shaped pin end faces can be carried out automatically in a simple manner and taking into account the individual wear of the shaped pins with a device, as is shown schematically in FIG. 8.
  • a C-shaped bracket part 92 can be displaced in the x, y and z directions by coordinate drives 94, 96, 97, which are only indicated schematically.
  • a distance sensor 98 carried by the lower arm of the bracket part 92 can be placed one after the other under the end faces of the various shaped pins 64 of a shaped pin unit 44. This takes place under the control of a control unit 100, which operates as a function of a main control 102.
  • the upper arm of the bracket part 92 carries, with the spacer 98 in vertical alignment, a nut 104, which can be rotated by a servomotor 106 through predetermined angles in one direction or the other.
  • the servomotor 106 is controlled by a control unit 108 which is supplied with the output signal of the distance sensor 98 at a first input and with a set position signal for at a second input the end face of the shaped pin under consideration is acted upon, which provides a shaped surface memory 110.
  • a set of data is stored in the shaped surface memory 110, which corresponds to the finely stepped shaped surface 62.
  • the mold surface memory 110 is loaded via an interface assigned to the main control 102 in accordance with data derived from CAD data for the workpiece to be produced (provision of the required oversize, stair formation).
  • a reading head 112 reads out a machine-readable coding 114 attached to the side of the holding plate 80. This forms a partial address for the shaped surface memory 110.
  • the other address parts were formed by the x and y position of the bracket part 92, which signals are sent from the control unit 100 to further address terminals of the shaped surface memory 110.
  • the shaped surface memory 110 thus provides a nominal position signal corresponding to the nominal position of the end face of that shaped pin, which is just in front of the distance sensor 98.
  • shaped pen units 44 that are initially not individualized by coding and instead of the read head 112 to provide a write head, for example an inkjet write head, which writes an instruction on the holding plate 80 where the shaped pen unit 44 in the box part is to be installed, for example a statement "third rail, sixth position".
  • a write head for example an inkjet write head
  • the attachment of such human-readable information can be done with the y-adjustment of the holding plate in the course of the adjustment of the the head of the adjacent row of shaped pins.
  • the same information can also be written on the holding plate in machine-readable form.
  • An axially short shaped pin 64 made of graphite has a sleeve-shaped recess 116 with which it is inserted directly into the end of the inner telescopic part 74 and is secured there by the pin 70.
  • the adjusting screw 84 is designed as a hollow screw and radial feed openings 118 are provided in its section lying in the holding plate 80. These communicate via an annular groove 120 which has a flow cross-section which is large in comparison with the total area of the feed openings 118, with a feed channel 122 which runs in the longitudinal direction of the plate and intersects the successive annular grooves of a row of form pins.
  • the axial channel 124 formed in the set screw 84 opens freely into the telescopic part 74.
  • the spindle nut 82 is formed with a plurality of axial passages 126 distributed in the circumferential direction, and exhaust air openings 124 distributed in the circumferential direction are provided in the upper end section of the telescopic part 78.
  • the shaped pins 64 are not surrounded by a sheath, so they form the shaped surface 62 alone. This is advantageous with regard to particularly easy finishing of the shaped surface. By changing the small-volume shaped pins, you can restore the shape of the mold with little waste.
  • the shaped pin 64 also has larger radial dimensions than the telescopic parts 74, 78. This is advantageous with regard to reducing the total number of telescopic guides and screw drives required if a somewhat coarser step of the shaped surface is more acceptable .
  • a threaded spindle and a spindle nut cooperating therewith each formed a self-locking threaded drive for the adjustable support of a shaped pin or a shaped pin group.
  • Other length-adjustable struts which can also be used with good thermal shielding of the support against the cavity, are hydraulic or pneumatic working cylinders with a locking device or other linear drives, e.g. racks moved by pinions.

Abstract

Eine einstellbare Gießform mit einer Vielzahl in axialer Richtung verstellbarer Formstifte hat für jeden der Formstifte einen selbsthemmenden Gewindetrieb (82, 84), über welchen der Formstift an einer Halteplatte (80) abgestützt ist. Die jeweils eine Mehrzahl einstellbarer Formstifte (64) tragenden Halteplatten (80) sind ihrerseits in unterschiedlicher Weise senkrecht zur Formtrennfläche einstellbar mit einem Formkasten-Gehäuseteil verbunden.

Description

Einstellbare Gießform sowie Vorrichtung zum Einstellen der Formfläche einer solchen
Die Erfindung betrifft eine einstellbare Gießform gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Einstellung der Formfläche einer solchen.
Unter bekannten Gießformen sind zum einen solche, bei welchen für das Gießen eines Werkstückes jeweils ein Sand-Formkasten vorbereitet wird. Derartige Sand-Formkästen eignen sich gut für die Kleinserienfertigung von Produkten. Sie sind aber bezüglich der Entsorgung des gebrauchten Formsandes nachteilig. So entstehen z.B. beim Gießen von vier Propellerschaufeln für einen
3 Schiffspropeller 80 m an zu entsorgendem Formsand.
Durch das Wiederaufbereiten gebrauchten Formsands können diese Probleme nur teilweise gelöst werden. Außerdem ist die Wiederaufbereitung teuer. Die Vorbereitung der Sand-Formkästen ist arbeitsintensiv und zeitraubend.
Für die Großserienfertigung nicht zu großer Gußstücke sind ferner vielfach verwendbare Kokillen bekannt . Die Herstellung dieser Gießformen ist aber sehr teuer, so daß ein Einsatz bei der Herstellung von Produkten in kleinen Serien ausscheidet.
In der DE 41 12 736 C2 ist zur Herstellung einer Gießform mit einstellbarer Formfläche schon vorgeschlagen worden, stabförmige Formstifte, die in axialer Richtung gegen einander bewegbar sind, in einem Rahmen zusammen- zuspannen, wobei die Stirnflächen der unterschiedlich eingestellten Formstäbe eine Treppenkurven-Formfläche mit einstellbarer Geometrie vorgibt. Eine derartige einstellbare Gießform hat den Nachteil, daß die verschiedenen Formstifte erst dann, wenn alle Formstifte die gewünschte Axiallage erhalten haben, fest in ihrer Lage fixiert werden können. Solange diese Fixierung noch nicht erfolgt ist, können sich die Formstifte unter Störeinflüssen verschieben. Außerdem ist die Fixierung der Lagen der Formstifte durch Zusammenspannen des gesamten Formstiftpaketes, wobei die Fixierung nur durch reinen Reibschluß erfolgt, nicht unproblematisch: Zum einen können sich die Klemmkräfte aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung von Formstiften und Klemmrahmen unter Gießbedingungen erheblich von denen unter Einstellbedingungen unterscheiden. Zum anderen müssen in der Formstiftpackung die Klemmkräfte sauber von einem Formstift auf den benachbarten Formstift übertragen werden. Dies bedeutet, daß die Seitenflächen der Formstifte exakt plan aneinander liegen müssen. Die Formstifte müssen somit sehr genau bearbeitet sein und bei Wiederverwendung entsprechend gut gereinigt werden. Selbst bei Einhaltung entsprechender Vorsichtsmaßnahmen ist aber die Herstellung von einstellbaren Gießformen für sehr große Werkstücke nicht möglich, da die nur durch Reibschluß gehaltenen Formstifte größere Belastungen in axialer Richtung nicht aufnehmen können, sich unter dem Einfluß des Gewichtes größerer geschmolzener Metall - mengen unkontrolliert verstellen können.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine einstellbare Gießform gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß eine sicherere Lagefixierung der einzelnen Formstifte auch bei großer Ausdehnung der Form gewährleistet ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine ein- stellbare Geißform mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen .
Bei ihr sind die einzelnen Formstifte jeweils über eine zugeordnete in der Länge einstellbare Strebe abgestützt. Da jeder Formstift seine eigene Abstützung hat, die von der Abstützung benachbarter Formstifte unabhängig ist, lassen sich mit dem erfindungsgemäß Konzept Gießformen beliebiger Größe problemlos herstellen.
Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht es auch, Gruppen von Formstiften zu Untereinheiten zusammenzufassen, die ohne Gefahr der Veränderung der eingestellten Teil- Formflache gehandhabt und transportiert werden können, bei denen aber trotzdem gewährleistet ist, daß man nach dem Nebeneinanderstellen der verschiedenen Formstift- gruppen eine im wesentlichen fugenfrei durchlaufende Formfläche hat .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter- ansprüchen angegeben.
Die Verwendung eines Gewindetriebes zur Abstützung der Formstifte (Anspruch 2) ist im Hinblick auf ein einfaches, präzises Einstellen der Stirnflächen der Formstifte von Vorteil. Dieses Einstellen kann auch besonders einfach unter Verwendung eines Roboters erfolgen. Auch ist eine solche in der Länge einstellbare Strebe besonders unempfindlich gegen hohe Temperaturen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist im Hinblick auf ein gutes und sicheres Ausfluchten der Formstifte unabhängig von deren Axialstellung von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist gewährleistet, daß der zum Einstellen eines Form- Stiftes verwendete Gewindetrieb unter Gießbedingungen gegen hohe Temperaturen geschützt ist.
Sieht man gemäß Anspruch 5 die Gewindebohrung oder Spindel - mutter des Gewindetriebes auf dem Führungsabschnitt vor, so läßt sich das Einstellen des Gewindetriebes besonders bequem an dem stets gleiche axiale Position einnehmenden Kopf der Stellschraube bewerkstelligen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 hat den Vorteil, daß sich die Lage der Formfläche nicht wesentlich ändert, wenn die beim Gießvorgang herrschende Temperatur sich von der derjenigen Temperatur unterscheidet, die bei der Vorgabe der Sollstellungen für die verschiedenen Formstifte zugrunde gelegt wurde.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 gestattet es, die zunächst treppenförmige Formfläche durch mechanisches Überarbeiten in eine glatte Formfläche umzusetzen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 gestattet es, das Material, aus welchem das Volumen der Formstifte besteht, so auszuwählen, wie dies im Hinblick auf die thermischen Eigenschaften oder die Bearbeitbarkeit beson- ders günstig ist. Trotzdem ist der gewünschte mechanische Zusammenhalt der Formstifte gewährleistet. Ist die Um- mantelung dünn, stellt sie bei einer etwaigen spanenden Überarbeitung einer treppenförmigen Formfläche keinen hohen Widerstand für das Bearbeitungswerkzeug dar.
Sieht man Gruppen von Formstiften auf Halteplatten vor, wie im Anspruch 9 angegeben, so kann man diese Gruppen von Formstiften auf übersichtlichen kleinen Vorrichtungen einjustieren, insbesondere unter Verwendung eines Auto- maten. Die Verwendung von Gruppen von Formstiften tragen- den Halteplatten ist auch im Hinblick auf einfaches Befestigen der Formstifte im Formkasten und im Hinblick auf das Realisieren von Formkästen unterschiedlicher Größe unter Verwendung einheitlicher Grundkomponenten von Vorteil. Dadurch, daß die Halteplatten ihrerseits in axialer Richtung der Formstifte einstellbar am Rahmen des Formkasten angebracht sind, braucht man für die einzelnen Formstifte auch keinen übermäßig großen axialen Verstellweg vorzusehen, kann aber trotzdem parallel zur Formstiftlängsachse große Abmessungsunterschiede aufweisende Gußstücke herstellen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist im Hinblick auf ein einfaches und belastungsfähiges Anbringen der Halteplatten am Formkastenrahmen von Vorteil.
Bei einer Gießform gemäß Anspruch 11 kann man die einzelnen Halteplatten und die von ihnen getragenen Form- stiftgruppen sehr einfach mit dem Formkastenrahmen verbinden, wobei sich automatisch die bündige Nebeneinanderstellung der Formstiftgruppen in zwei zueinander senkrechten Richtungen ergibt (einmal durch Stoß, das andere Mal durch den Abstand der Schienen) .
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 gestattet es, Teilbereiche der Formoberfläche, in denen unterschiedliche Anforderungen an die Variabilität der Formfläche gestellt werden, wirtschaftlich zu realisieren. So kann man im Extremfalle Randbereiche der Formkastentrennfläche, die nur dem Schließen des Formhohlraumes dienen, einfach mit Halteplatten schließen, welche nur einen einzigen quaderförmigen Formstift tragen. Diese Formstifte brauchen dann nur auf die Form-Trennfläche eingestellt zu werden, weitere Justierarbeiten sind nicht notwendig. In solchen Randbereichen des Formkastens können dann auch Halteplatten angebracht werden, die mit Angießkanälen und Entlüftungs- kanälen versehen sind.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist im Hinblick auf ein einfaches Einbringen der Formstifte in den Formkasten und ein einfaches Wiederentnehmen der Formstifte aus dem Formkasten von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindugn gemäß Anspruch 14 wird erreicht, daß die Temperatur am Formkastenrahmen und damit an der Mechanik zum Aufhängen und Tragen der Formstifte nieder gehalten wird.
Eine Gießform gemäß Anspruch 15 weist eine im wesentlichen glatte Formfläche auf. Die Bearbeitung der Stirnflächen der Formstifte erfolgt bei großen Gießformen vorzugsweise nach Einstellung der Axiallage der Formstifte einer Halteplatte jeweils für eine solche Formstiftgruppe getrennt. Auf diese Weise benötigt man keine CNC-Maschinen mit großen Verfahrwegen . Wo solche Maschinen zur Verfügung stehen, kann man das Überarbeiten der durch die Formstift- Stirnflächen gebildeten Treppenflächen zu einer glatt durchgehenden Formfläche aber auch an der Gießform selbst vornehmen.
Gemäß Anspruch 16 kann man eine durchgehende Formfläche auch dadurch erhalten, daß man die durch die Formstift - Stirnflächen gebildete Treppenfläche mit einem hitzebe- ständigen formbaren Material ausstreicht, wodurch man ebenfalls eine im wesentlichen stetige Formfläche erhält. Wird eine solche ausgestrichene Gießform neu eingestellt, so trennt sich die auf die Stirnflächen der Formstifte aufgebrachte Formmasse in der Regel beim ungleichen Verstellen der Formstifte von selbst ab. Dies kann ggf. noch dadurch unterstützt werden, daß man die Formstift- Stirnflächen vor dem Aufbringen des formbaren Materiales mit einem Trennmittel besprüht.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 ist im Hinblick auf möglichst geringes Gewicht der Formstifte und/oder ihrer Verstellmechanik von Vorteil, was die Handhabung der Formstifte und ganzer Formstiftgruppen erleichtert. Soweit ein Endabschnitt der Formstifte dabei massiv bleibt, ist auch bei solchen Formstiften ein spanendes Bearbeiten ihrer Stirnflächen zur Herstellung einer stetigen Formfläche möglich.
Von den in Formstiften gemäß Anspruch 17 vorgesehenen Hohlräumen kann man gemäß Anspruch 18 auch für Kühlungs- zwecke Gebrauch machen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 19 gestattet ein automatisches Einstellen der Stirnflächen der einzelnen Formstifte auf die gewünschte Formfläche. Dies ist insbesondere bei sehr großen Formen und bei der häufig abwechselnden Herstellung unterschiedlicher Produkte von Vorteil.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1 : einen vertikalen Schnitt durch eine Gießform für eine Propellerschaufel;
Figur 2 : einen horizontalen Schnitt durch die in Figur
1 gezeigte Gießform längs der dortigen Schnittlinie II-II;
Figur 3: eine Frontansicht zweier benachbarter Formstift- einheiten der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Gießform;
Figur 4 : eine vergrößerte seitliche Ansicht einer Form- Stifteinheit, in welcher zwei Formstifte in einer vollständig eingefahrenen bzw. maximal ausgefahrenen Stellung wiedergegeben sind;
Figur 5 : einen Schnitt durch die in Figur 4 gezeigte Formstifteinheit sowie einen Teil einer benachbarten Formstifteinheit längs der Schnittlinie V-V von Figur ;
Figur 6 : eine Aufsicht auf die Oberseite der in Figur 4 gezeigten Formstifteinheit;
Figur 7: eine schematische Aufsicht auf einen Formkasten der in Figur 1 gezeigten Gießform und der durch diesen vorgegebenen Formfläche;
Figur 8: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum automatischen axialen Positionieren der Formstifte einer Formstifteinheit und
Figur 9: einen longitudinalen Schnitt durch einen abgewandelten Formstift und seine Verstellmechanik.
In Figur 1 ist eine Gießform für eine Propellerschaufel eines Schiffspropellers wiedergegeben, welche aus einem insgesamt mit 10 bezeichneten unteren Formkasten und einem insgesamt mit 12 bezeichneten oberen Formkasten besteht .
Die beiden Formkästen 10, 12 haben im Prinzip gleichen Aufbau, so daß es ausreicht, einen der Formkästen im Detail zu beschreiben. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind Bezugszeichen für Komponenten der beiden Formkästen 10, 12 nur einmal bei einem der Formkästen eingetragen.
Die Formkästen haben jeweils ein tragendes Kastenteil 14, welches auf der Außenseite mit Tragbolzen 16 bestückt ist, an welchen Seillaschen eingehängt werden können. Ferner haben die Kastenteile 14 der Formtrennfläche benachbarte Laschen 18, an welchen die beiden Formkästen
10, 12 mittels Schrauben 20 und Muttern 22 lösbar miteinander verbunden werden.
Die Innenflächen der Kastenteile 14 sind durch wärmeiso- lierende Auflagen 24 abgedeckt. Durch diese erstrecken sich an der Boden- bzw. Deckenwand des Formkastenteils befestigte vertikale Träger 26, die in regelmäßig beab- standeten Reihen angeordnet sind und jeweils Schienen 28 tragen. Letztere haben ähnliche Querschnittsform wie ein Doppel-T-Träger. Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind an die vertikalen Stege der Schienen 28 Laufwände 30 angeschweißt. Diese arbeiten mit ihrer Ober- und Unterseite mit vertikal beabstandeten Laufzapfen 32 (oder Laufrädern) zusammen, die zu einem insgesamt mit 34 bezeichneten Laufköpf gehören. Zu letzterem gehört auch eine Befestigungsplatte 36, die mit Abstecköffnungen 38 verstehen ist.
An den letzteren sind mittels Absteckstiften 40 Montageabschnitte 42 von insgesamt mit 44 bezeichneten Form- stifteinheiten befestigbar, wozu die Montageabschnitte 42 mit einem Satz von Abstecköffnungen 46 versehen sind, von denen unterschiedliche wahlweise in eine mit den Abstecköffnungen 38 fluchtende Lage bewegbar sind. Auf diese Weise lassen sich die Formstifteinheiten 44 in unterschiedlicher vertikaler Position mit dem Laufköpfen 34 verbinden und über diese an den Schienen 28 aufhängen.
Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist der Abstand der Schienen 28 exakt gleich der seitlichen Abmessung einer Formstifteinheit 44 gewählt. Führt man in die nebeneinanderliegenden in Figur 28 senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Schienen 28 in zur Zeichenebene senkrechter Richtung nacheinander Formstifteinheiten 44 ein, so kann man gemäß der unterschiedlichen vertikalen Position der Formstifteinheiten eine in zwei Richtungen treppenför- mig gekrümmte Formfläche erzeugen. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in Figur 1 die unteren Stirnflächen hinter der Zeichenebene liegender Formstifteinheiten weggelassen. Es versteht sich, daß diese Stirnflächen in zur Zeichenebene senkrechter Richtung zum Rande der
Formkästen hin genauso zur Formtrennfläche hin vorrücken, wie dies für die Seitenrichtung in Figur 1 dargestellt ist .
Damit die die Formstifteinheiten positionierenden Schienen und Laufköpfe 34 unter Gießbedingungen keine großen Kippmomente aufzunehmen brauchen (in diesem Falle müßte man das Spiel zwischen Laufzapfen 32 und der Laufwand 30 sehr klein wählen, was die Verschiebbarkeit der Lauf- köpfe 34 beeinträchtigen würde) tragen die Umfangswände der Kastenteile 14 ferner seitliche Stützschienen 48, die in einem der Befestigungsplatte 36 benachbarten Bereich der randständigen Formstifteinheiten 44 bzw. einem der Stirnflächen dieser Formstifteinheiten benach- barten Bereich angreifen. Diese Stützschienen können durch Federn vorgespannt sein oder durch in der Zeichnung nicht näher dargestellte Spannschrauben gegen das Gehäuse- innere vorstellbar sein.
Weitere seitliche Stützschienen 50 greifen in die Außenseite der randständigen Schienen 28 ein. Sie sind ihrerseits vom Kastenteil 14 getragen.
Bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel ist das Innere der Gießform in zwei Abschnitte unterteilt: Ein in Figur 2 links gelegener Abschnitt enthält den eigentlichen Formraum, der eine der Produktoberfläche nachkommende feingetreppte Formfläche aufweist und durch eine Vielzahl kleine Abmessung aufweisender Formeinheiten 44 gebildet ist, wie oben beschrieben. In einem in Figur 2 rechts gelegenen Formabschnitt befinden sich diejenigen Teile des Formhohlraumes, welche den Anguß betreffen. In diesem Abschnitt der Gießform ist eine feine Formflächenvorgabe nicht erforderlich, so daß dort Formstifteinheiten 52 verwendet werden, deren Kantenabmessungen jeweils das Doppelte der Kantenabmessungen der Formstifteinheiten 44 beträgt . Beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel sind Schienen 54, an welchen die Formstifteinheiten 52 ähnlich angebracht sind, wie für die Formstifteinheiten 44 in Zusammenhang mit den Schienen 28 oben stehend detailliert beschrieben, in zur Erstreckungsrichtung der Schienen 28 senkrechter Richtung angebracht. Die Formstifteinheiten 52 lassen sich durch eine verschwenkbare Türe, die in einer Se.itenwand des Kastenteiles vergesehen sind, ein- und ausbauen.
Die Formstifteinheiten 52 haben überwiegend einstückige, quaderförmige Formstifte 58, die mit ihren Stirnflächen bei der Formtrennfläche aneinander anliegen. Nur die drei mittleren Formstifte der in Figur 2 links gelegenen
Reihe der Formstifteinheiten 52 sind mit nicht gezeigten Angußkanälen und Verteilerkanälen für flüssiges Metall ausgebildet, welche in den durch die Formstifteinheiten 44 begrenzten Formraum 60 (vergleiche Figur 1) ausmünden. Durch das Anbringen der Formstifteinheiten 44 an den Schienen 28 in unterschiedlicher Ausfluchtung ihrer Abstecköffnungen 46 auf die Abstecköffnungen 38 erhält man eine verhältnismäßig grob gestufte treppenförmige Formfläche 62, wie Figur 1 zeigt. Um die Formfläche 62 feiner auf eine gewünschte Werkstückoberfläche einstellen zu können, weisen die Formstifteinheiten 44 jeweils eine Vielzahl matrixförmig angeordneter einzelner Formstifte 64 auf, die unabhängig voneinander in axialer Richtung verstellbar sind, wie nachstehend noch genauer beschrieben wird. Auf diese Weise läßt sich die in Figur große Stufe zwischen benachbarten Formstifteinheiten 44 in eine Vielzahl kleinerer Stufen zwischen benachbarten Formstiften 64 auflösen. Damit erhält man eine feine Annäherung der Formfläche 64 an die Werkstückkontur, wie im rechten Teil von Figur 3 angedeutet.
Die Formstifte 64 haben (vergleiche Figur 4) einen quadratischen Querschnitt aufweisenden Kern 66, der mit einer nur geringe Wandstärke aufweisenden Ummantelung
68 umgeben ist (deren Wandstärke ist in Figur 4 nur zu Erläuterungszwecken überhöht dargestellt) . Der Kern 66 besteht aus einem Material, welches zumindest im Bereich der unter Gießverhältnissen bei den Formstiften auftretenden Temperaturen nur kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, vorzugsweise im gesamten Temperaturbereichen zwischen Raumtemperatur und Gießtemperatur nur kleinen thermischen Ausdehungskoeffizienten hat. Ein derartiges Material ist z.B. Graphit, wie er zur Herstellung von Elektroden verwendet wird. Ein anderes von den thermischen und mechanischen Eigenschaften her geeignetes Material ist Holz. Bevorzugt wird jedoch Graphit, da dieser unter Verwendung der für Graphit- Elektroden entwickelten Technologie leicht industriell zu Stäben der gewünschten Geometrie geformt werden kann. Die Graphit-Kerne 66 sind über transversale Stifte 70 lösbar mit der Ummantelung 68 verbunden. Die Ummantelung 68 ist über eine Schweißnaht 72 mit einem inneren Tele- skopteil 74 verbunden, wobei in dem letzteren zugewandten Endabschnitt der Ummantelung 68 ein Isolierstück 76 angeordnet ist, um das Teleskopteil 74 und den Graphit - Kern 66 thermisch zu entkoppeln.
Das innere Teleskopteil 74 arbeitet mit einem ebenfalls zylindrischen äußeren Teleskopteil 78 zusammen, dessen oberes Ende an einer Halteplatte 80 angeschweißt ist. Das innere Teleskopteil 74 und das äußere Teleskopteil 78 bilden zusammen eine Teleskopführung. Im oberen Ende des inneren Teleskopteils 74 ist eine Spindelmutter 82 eingeschweißt. Diese arbeitet mit einer Stellschraube 84 zusammen, deren oberes Ende eine mit der Unterseite der Halteplatte 80 zusammenarbeitende Lagerscheibe 86 trägt. Letztere bildet zusammen mit einem Kopf 88 der Stellschraube 84 ein Radial-/Axiallager . Durch Drehen der Stellschraube 84 eines Formstiftes 64 läßt sich somit dessen Stirnfläche in axialer Richtung zwischen einer voll eingefahrenen (linke Hälfte von Figur 4) und einer voll ausgefahrenen (rechte Hälfte von Figur 4) Stellung auf einfache Weise präzise verstellen.
Die Steigung, das Profil und die Passung der Gewinde von Stellschraube 84 und Spindelmutter 82 sowie das Material der letzteren sind so gewählt, daß der durch sie gebildete Gewindtrieb unter allen Gießbedingungen, unter welchen die Gießform eingesetzt werden soll, im belastungsfreien Zustand sowie unter den Erschütterungen, denen die Gießform ausgesetzt wird, selbsthemmend ist.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, haben die Formstifte 64 beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel jeweils quadratischen Querschnitt, und eine Formstifteinheit 44 umfaßt jeweils eine Rasteranordnung von 10 x 10 Formstiften und ist damit ihrerseits ebenfalls quadratisch.
Durch Verstellen der verschiedenen Formstifte 64 läßt sich somit die Feinkontur einer Formfläche 62, durch Abstecken der einzelnen Formstifteinheiten 44 an den zugeordneten Laufköpfen 34 die Grobkontur einer For - fläche 62 einstellen. Auf diese Weise kann man bei begrenztem Verstellweg der einzelnen Formstifte 64 auch Werkstücke mit stark in vertikaler Richtung variierender Oberfläche herstellen.
Figur 7 zeigt schematisch das Profil eines Propellerflügels 90 für eine Schiffsschraube. Zur Herstellung dieses Flügels werden die Formstifte 64 aller außerhalb der Flügelkontur liegender Formstifteinheiten voll vorgefahren. Für diese Formstifteinheiten kann man alter- nativ auch vereinfachte Formstifteinheiten verwenden, die einfach einen einzigen Graphitblock aufweisen, der so bemessen ist, daß bei entsprechenden Abstecken der Formstifteinheit die Blockstirnfläche in der Formtrennfläche liegt. Für diejenigen Formstifteinheiten 44, welche von der Randkontur des Propellerflügels 90 geschnitten werden oder innerhalb derselben liegen, wird das Abstecken der einzelnen Formstifteinheiten 44 und das axiale Einstellen der Formstift-Stirnflächen so vorgenommen, daß man eine fein abgetreppte Formfläche erhält, die durchgehend auf der Außenseite der Werkstück-Solloberfläche liegen. Die in Figur 7 gestrichelt angedeuteten Formstifteinheiten können wieder durch Einblock-Formstifteinheiten gebildet werden, bei denen die Blockstirnflächen in der Formtrennfläche liegen. Einige dieser letztgenannten Formstifteinheiten sind so bearbeitet, daß man einen Angußkanal erhält.
Die wie oben beschrieben eingestellten Formkästen werden zum Gießen eines Werkstückes zusammengesetzt und nach dem Erstarren des Werkstückes wieder voneinander getrennt. Das entnommene Werkstück hat eine fein abgetreppte Oberfläche, von der nur noch geringe Material- mengen spanend abgenommen werden müssen, um die Soll- Oberflache zu erreichen.
In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles kann man die Oberfläche der einzelnen Form- stifteinheiten nach dem axialen Einstellen der Formstifte 64 zusätzlich mit einer Mehrachsen-CNC-Fräs- maschine bearbeiten, so daß die Stirnfläche einer Form- stifteinheit mit einer Toleranz von in der Praxis 0,1 bis 0,2 mm einem zugeordneten Bereich der Werkstück-Soll - Oberfläche entspricht. Die so bearbeiteten Formstifteinheiten 44 bilden dann nach ihrem Einführen in die Ge- häuseteile 14 eine glatte, der Werkstück-Soll-Oberfläche sehr nahekommende Formfläche 62.
Stehen großhubige Mehrachsen-CNC-Maschinen zur Verfügung, kann die Formgebung der Formfläche 62 durch Überfräεen auch nach dem Einsetzen der voreingestellten Formstifteinheiten 44 in die Kastenteile 12 bzw. 14 erfolgen.
In nochmaliger Abwandlung kann man eine stetig durchlaufende Formfläche auch so erzielen, daß man die nach dem Einbau voreingestellter Formstifteinheiten 44 in die Kastenteile 14 der Formkästen 10, 12 erhaltenen fein getreppten Formflächen mit einem pastösem Material (z.B. Graphitbrei) glättet, z.B. unter Verwendung von Gummi-Schabern oder dergleichen. Auch auf diese Weise erhält man eine sehr gute Annäherung der Formfläche 62 an die Werkstück-Soll-Oberfläche, wobei jedoch die Formstifte 64 unverändert bleiben.
Eine Gießform, welche unter Verwendung von Graphit-Form- stiften wie oben beschrieben hergestellt wurde, kann zum aufeinanderfolgenden Gießen einer kleineren Anzahl von Werkstücken verwendet werden, z.B. zum Gießen von drei bis fünf Propellerflügeln für eine Schiffsschraube. Danach sind die Formstifteinheiten für die Herstellung von Gießformen anderer Werkstücke weiterverwendbar.
Das axiale Einstellen der Formstift -Stirnflächen kann auf einfache Weise und unter Berücksichtigung des individuellen Verschleißes der Formstifte mit einer Vorrichtung automatisch erfolgen, wie sie schematisch in Figur 8 wiedergegeben ist .
Ein C-förmiges Bügelteil 92 ist durch nur schematisch angedeutete Koordinatenantriebe 94, 96, 97 in x- , y- und z-Richtung verlagerbar. Durch Verschieben in x- und y-Richtung kann ein vom unteren Arm des Bügelteiles 92 getragener Abstandssensor 98 nacheinander unter die Stirnflächen der verschiedenen Formstifte 64 einer Formstifteinheit 44 gestellt werden. Dies erfolgt unter Steuerung durch eine Steuereinheit 100, die in Abhängigkeit von einer Hauptsteuerung 102 arbeitet. Der obere Arm des Bügelteiles 92 trägt mit dem Abstandssenor 98 vertikal fluchtend eine Nuß 104, die durch einen Stellmotor 106 um vorgegebene Winkel in der einen oder der anderen Richtung gedreht werden kann.
Das Steuern des Stellmotors 106 erfolgt durch einen Steuereinheit 108, die an einem ersten Eingang mit dem Ausgangssignal des Abstandssenors 98 beaufschlagt ist und an einem zweiten Eingang mit einem Soll-Lagesignal für die Stirnfläche des betrachteten Formstiftes beaufschlagt ist, welches ein Formflächenspeicher 110 bereitstellt. In den Formflächenspeicher 110 ist ein Satz von Daten gelagert, welcher der feingetreppten Formfläche 62 ent- spricht. Das Laden des Formflächenspeichers 110 erfolgt über eine der Hauptsteuerung 102 zugeordnete Schnittstelle gemäß Daten, die aus CAD-Daten für das herzustellende Werkstück abgeleitet sind (Vorsehen des erforderlichen Übermaßes, Treppenbildung) .
Das Adressieren des Formflächenspeichers 110 erfolgt zum einen gemäß der späteren Lage der Formstifteinheit 44 in der Formfläche 62. Hierzu liest ein Lesekopf 112 eine seitlich an der Halteplatte 80 angebrachte maschinenlesbare Codierung 114 aus. Diese bildet eine Teiladresse für den Formflächenspeicher 110. Die anderen Adressteile wurden durch der x- und y-Stellung des Bügelteiles 92 entspe- chende Signale gebildet, welche von der Steuereinheit 100 auf weitere Adressklemmen des Formflächenspeichers 110 gegeben werden. Damit stellt der Formflächenspeicher 110 ein der Soll-Lage der Stirnfläche desjenigen Formstiftes entsprechendes Soll-Lagesignal bereit, welcher gerade vor dem Abstandssensor 98 liegt.
In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbei- spieles kann man auch mit zunächst nicht durch eine Codierung individualisierten Formstifteinheiten 44 arbeiten und anstelle des Lesekopfes 112 einen Schreibkopf, z.B. einen Tintenstrahl -Schreibkopf vorsehen, der auf die Halteplatte 80 eine Anweisung schreibt, wo die Formstifteinheit 44 in das Kastenteil eingebaut werden soll, z.B. eine Angabe "dritte Schiene, sechste Position" . Das Anbringen solcher vom Menschen lesbarer Information kann bei der y-Verstellung der Halteplatte im Zuge der Einstellung der dem Schreib- köpf benachbarten Formstiftreihe erfolgen. Wahlweise oder zusätzlich kann dieselbe Information auch in maschinenlesbarer Form auf die Halteplatte geschrieben werden .
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 9 sind Komponenten der Formstiftanbringung, die unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 schon in funktionsäquivalenter Weise erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.
Ein axial kurzbauender aus Graphit hergestellter Formstift 64 hat einen hülsenförmigen Einstich 116, mit welchem er direkt in das Ende des inneren Teleskopteils 74 eingesetzt und dort durch den Stift 70 gesichert ist. Die Stellschraube 84 ist als Hohlschraube ausgebildet und in ihrem in der Halteplatte 80 liegenden Abschnitt sind radiale Speiseöffnungen 118 vorgesehen. Diese kommunizieren über eine verglichen mit der Gesamtfläche der Speiseöffnungen 118 großen Durchströmquerschnitt aufweisenden Ringnut 120, mit einem in Plattenlängsrichtung verlaufenden und die aufeinanderfolgenden Ringnuten einer Fomrstiftreihe schneidenden Speisekanal 122.
Der in der Stellschraube 84 ausgebildete axiale Kanal 124 mündet frei in das Teleskopteil 74. Die Spindelmutter 82 ist mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung verteilter axialer Durchläße 126 ausgebildet, und im oberen Endabschnitt des Teleskopteil 78 sind im Umfangsrichtung verteilte Abluft-Öffnungen 124 vorgesehen.
Beim Auf-Stoß-Bringen aufeinanderfolgender Formstifteinheiten 44 in einer Schiene 28 werden deren Speisekanäle 128 somit verbunden. Verbindet man die Enden der den verschiedenen Schienen 28 zugeordneten Speisekanäle 128 mit einer Druckluftquelle, so strömt Druckluft durch die Kanäle 124 der verschiedenen Stellschrauben 84 jeweils ins Innere des inneren Teleskopteil 74, wird von der hinteren Endfläche des Graphit-Formstiftes 64 reflektiert und strömt über die Durchlässe 126 in denjenigen Raum, der über den auf Stoß und fluiddicht nebeneinanderliegenden Formstiften 64 liegt. Über in den Seitenwänden der Kastenteile 14 vorgesehene, in der Zeichnung nicht dargestellte Öffnungen kann die verbrauchte Kühlluft abströmen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 9 sind die Formstifte 64 nicht von einer Ummantelung umgeben, bilden also allein die Formfläche 62. Dies ist im Hinblick auf besonders leichte Feinbearbeitung der Formfläche von Vorteil. Durch Auswechseln der nur geringes Volumen aufweisenden Formstifte kann man mit nur wenig Abfall den Neuzustand der Form wieder herstellen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 9 hat auch der Form- stift 64 größere radiale Abmessungen als die Teleskopteile 74, 78. Dies ist im Hinblick darauf vorteilhaft, die Anzahl insgesamt benötigter Teleskopführungen und Gewinde- triebe zu vermindern, wenn eine etwas gröbere Treppung der Formfläche akzeptabler ist.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen bildeten eine Gewindespindel und eine mit dieser zusammenarbeitende Spindelmutter jeweils einen selbsthemmenden Gewindetrieb zum einstellbaren Abstützen eines Formstiftes bzw. einer Formstiftgruppe. Andere in Länge einstellbare Streben, die bei guter thermischer Abschirmung der Abstützung gegen den Fomrhohlraum auch verwendet werden können, sind hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder mit einer Verriegelungseinrichtung oder andere Linearantriebe, z.B. durch Ritzel bewegte Zahnstangen.

Claims

Patentansprüche
1. Einstellbare Gießform, mit einem Kastenteil (14) und mit einer Vielzahl vom Kastenteil (14) getragener, eine Formfläche (62) vorgebender und aneinander anstoßender Formstifte (64) , welche in axialer Richtung einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstifte (64) jeweils über eine in der Länge einstellbare Strebe (82, 84) am Kastenteil (14) abgestützt sind.
2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die in der Länge einstellbare Strebe einen selbst- hemmenden Gewindetrieb (82, 84) aufweist.
3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstifte (64) jeweils mit einem
Führungsabschnitt (74) verbunden sind, der in einem feststehenden Führungsteil (78) läuft.
4. Gießform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsabschnitte (74) jeweils über ein
Isolierstück (76) mit dem zugehörigen Formstift (64) verbunden sind.
5. Gießform nach Anspruch 3 oder 4 in Verbindung mit
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch das Führungsteil (78) eine Stellschraube (84) erstreckt, welche mit einer von dem Führungsabschnitt (74) getragenen Spindelmutter (82) zusammenarbeitet, wobei die Stellschrauben (84) jeweils über ein Axial-/Radiallager (86) mit einer Halteplatte (80) verbunden sind, die ihrerseits am Kastenteil (14) angebracht ist.
6. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstifte (64) aus einem Material mit kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten, insbesondere Graphit oder Holz hergestellt sind.
7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstifte (64) aus einem leicht spanend bearbeitenden Material hergestellt sind, insbesondere Graphit oder Holz .
8. Gießform nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstifte (64) von einer Ummantelung (68) zumindest teilweise umgeben sind, welche aus hitzebeständigem und mechanisch belastbarem Material, insbesondere Stahl besteht.
9. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen von Formstiften (64) von Halteplatten (80) getragen sind, die ihrerseits in Stiftlängsrichtung einstellbar (38, 40, 46) am Kasten- teil (14) befestigt sind.
10. Gießform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatten (80) mit Montageabschnitten
(42) verbunden sind, welche eine Vielzahl in Stiftlängs- richtung beabstandeter Abstecköffnungen (46) aufweisen und über Absteckstifte (40) mit einem vom Kastenteil (14) getragenen Befestigungsteil (36) verbunden sind.
11. Gießform nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Halteplatten (80) mit Laufköpfen
(34) verbunden sind, die in vom Kastenteil (14) getragenen Schienen (28) laufen.
12. Gießform nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie in unterschiedlichen Bereichen der Form Formstifteinheiten (44, 52) unterschiedlicher Größe aufweist, die jeweils eine Halteplatte (80) und eine Mehrzahl von dieser getragener Formstifte (64) oder einen einzigen Formstift (58) aufweisen.
13. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kastenteil (14) in mindestens einer seiner Seitenwände eine Tür (56) aufweist.
14. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kastenteil (14) auf seiner Innenseite eine hitzebeständige und schlecht wärmeleitende Auskleidung (24) aufweist.
15. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Formstifte (64) spanend zur Bildung einer stetigen Formfläche (62) bearbeitet sind.
16. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Formstift-Stirnflächen gebildetete Treppenfläche durch ein hitzebeständiges formbares Material zur Bildung einer stetigen Formfläche zumindest teilweise überschichtet ist, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Trennmittels.
17. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstifte (64) und/oder sie haltende Teile (74, 78, 84) zumindest abschnittsweise als Hohlteile ausgebildet sind.
18. Gießform nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlteile an eine Versorgungsleitung (122) für Kühlmedium angeschlossen sind.
19. Vorrichtung zum Einstellen der Formfläche eines Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch einen in einer Bezugsebene verfahrbaren Abstandssensor (98), der ein dem Abstand der Stirn- fläche des jeweils vor ihm stehenden Formstiftes (64) von der Bezugsebene zugeordnetes Ausgangssignal erzeugt, einen gemäß der Stellung des Abstandssensors (98) adressierbaren Formflächenspeicher (110) , eine mit den Ausgangs- Signalen von Abstandssensor (98) und Formflächenspeicher (110) beaufschlagte Steuereinheit (108) und eine durch die letztere gesteuerte Antriebseinheit (106), welche mit dem Abstandssensor (98) zur gemeinsamen Bewegung bezüglich der Formstiftanordnung (64) gekoppelt (92) ist und an dem Gewindetrieb (82, 84) des vor dem Abstands- sensor (98) stehenden Formstiftes (64) angreift, das Ganze derart, daß die Stirnfläche dieses Formstiftes (64) auf eine dem gewünschten Punkt der Werkstück-Formfläche entsprechende Stellung gefahren wird.
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