DE1149500B - Verfahren zur Herstellung gleichmaessig verdichteter Formen fuer Giessereizwecke, bei dem das Vorverdichten des Formsandes durch Blasen erfolgt und zum Nachverdichten eine Formsandanhaeufung niedergepresst wird sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die beschleunigte Herstellung von Sandformen mit stets gleichbleibender, gleichmäßiger Verdichtung.

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Formen bekannt, bei welchen über ein Modell Sand in einen Formkasten geblasen wird und zum Nachverdichten des Formsandes eine Preßplatte Verwendung rindet, wobei eine über den oberen Formkastenrand vorstehende Formsandanhäufung miteingeblasen wird. Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung unter Verwendung einer an sich bekannten Membran zum Nachverdichten dadurch, daß nach dem Füllen des Formkastens das Nachverdichten des Formsandes durch Membranpressen erfolgen kann, wobei die Stellung des Formkastens gegenüber dem Blaskopf unverändert bleibt. Bei den bekannten Verfahren war demgegenüber ein Absenken des Tisches mit dem Formkasten gegenüber dem Blaskopf, ein Herausziehen einer Abdeckplatte bzw. eines Zwischenrahmens und ein Wiederanheben des Formkastens bis zur Preßplatte des Blaskopfes notwendig, bevor das Nachverdichten durch Pressen vorgenommen werden konnte.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, daß das Nachverdichten durch Beaufschlagung einer an sich bekannten an der Unterseite des Preßhauptes angeordneten Membran mittels Druckmittel erfolgt, unmittelbar nach dem Blasen aus der Blasstellung des Formkastens gegenüber dem die Membran aufnehmenden Blaskopf heraus. Es ist zwar auch bereits ein Blasverfahren zur Herstellung hohler Sandkerne bekannt, nach welchem das Vor- und Nachverdichten durch Aufblähen einer aus dehnbarem Stoff hergestellten Blase bewirkt wird. Dieses Verfahren ist aber im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung ausschließlich auf die Herstellung von Hohlkernen beschränkt.

Weitere Ausbildungen des Verfahrens und eine zur Durchführung des Verfahrens zu verwendende Formmaschine unter Verwendung zum Teil an sich bekannter Teile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wiedergegeben, und zwar zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Maschine mit einigen, zur besseren Darstellung im Schnitt wiedergegebenen Teilen,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstabe den senkrechten Schnitt eines Teils der Maschine nach Fig. 1 in der »Blasstellung«,

Fig. 3 und 4 Darstellungen entsprechend Fig. 2 in Verfahren zur Herstellung gleichmäßig verdichteter Formen

für Gießereizwecke,

bei dem das Vorverdichten des Formsandes

durch Blasen erfolgt und zum Nachverdichten eine Formsandanhäufung niedergepreßt wird sowie Vorrichtung zur Durchführung

dieses Verfahrens

Anmelder:

The Osborn Manufacturing Company, Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. R. K. Löbbecke, Patentanwalt, Berlin 37, Neue Str. 6

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 13. Januar 1958 (Nr. 708 446)

Edward David Abraham, Cleveland, Ohio (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

den einzelnen, aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen der Maschine, und zwar Fig. 3 beim Pressen und Fig. 4 nach dem Pressen bei abgesenktem Formkasten, Fig. 5 eine fertige Gußform,

Fig. 6 den waagerechten Schnitt nach Linie 6-6 von Fig. 1 und

Fig. 7 einen waagerechten Teilschnitt durch die Entlüftungsvorrichtungen des Formkastens nach Linie 7-7 von Fig. 4.

Fig. 1 läßt eine Standardform von Kemblasmaschinen erkennen, wie sie auch für die Anwendung der Erfindung in Betracht kommt (z. B. eine Maschine nach dem USA.-Patent 2 545 944), doch bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf eine in gewissen Punkten abgeänderte Ausführung, wie sie nach der Erfindung bevorzugt wird. Das Maschinengestell nach Fig. 1 besteht aus der Grundplatte 1, welche die senkrechten Säulen 2 und 3 trägt, die wiederum den Kopfrahmen 4 tragen. Auf der Grundplatte stützt sich ein heb- und senkbarer Tisch 5 bekannter Art ab, welcher von dem Preßkolben 6 betätigt wird und senkrechte

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Führungen 7 und 8 aufweist. Zum Anheben des Kolbens 6 und des Tisches 5 kann durch den Einlaß 9 in den unteren Teil des Zylinders 10 Preßluft eingelassen werden. Auf dem Tisch 5 ist eine Modellplatte 11 angebracht mit dem Modell 12. Außerdem sind die übliehen, konisch zulaufenden Führungsstifte 13 zu erkennen, welche in entsprechende Löcher 14 an dem Formkasten 15 eingreifen.

Vom Kopfrahmen 4 erstreckt sich ein senkrechter, zylindrischer Sandbehälter 16 nach unten, welcher durch die Füllrutsche 17 von einem geeigneten oberen, nicht dargestellten Bunker mit Sand gefüllt werden kann. Mittels pneumatischer Kolbenvorrichtungen 19 kann ferner ein Schieber 18 so verschoben und zurückgeführt werden, daß das obere Ende des Behälters 16 verschlossen wird, wobei zur sicheren Abdichtung noch ein Gummischlauchring vorgesehen ist.

Am unteren Ende des Sandbehälters 16 ist lösbar ein Blaskopf 20 angeordnet, welcher durch die Schrauben 21 und 22 festgehalten wird und in die Blasöffnung in dem Ansatzstück 24 übergeht. Dieses Ansatzstück begrenzt mit der Bodenplatte 25 einen ringförmigen nach unten offenen Raum, welcher jedoch an semer unteren Seite durch eine biegsame Membran 26, zweckmäßigerweise aus Gummi, abgeschlossen ist. In der Außenwand des Ansatzstückes 24, und zwar unterhalb der Stelle, wo die ringförmige Membran befestigt ist, sind eine Anzahl Entlüftungsdüsen 27 vorgesehen. Weiterhin führt eine Druckluftleitung 28 zu dem ringförmigen Hohlraum oberhalb der Membran, so daß in diesen Preßluft eingeführt werden kann, wenn dieses gewünscht wird. Auch kann an Stelle von Preßluft ein beliebiges hydraulisches Mittel, wie z. B. Öl oder Wasser, in den Hohlraum gepreßt werden, wie aus Sicherheitsgründen bevorzugt. Es ist zudem im allgemeinen nicht notwendig, sehr hohe Drucke für diesen Zweck zu verwenden, und es genügt üblicherweise ein Preßdruck von etwa 4,2 kg/cm². Gleicherweise ist es im allgemeinen nicht erforderlich, einen sehr hohen Preßluftdruck in der Blasvorrichtung zu benutzen, da auf diese Verfahrensstufe sofort die Preßbehandlung folgt, so daß also Kosten und Abnutzung wesentlich geringer gehalten werden können. Der Formkasten 15 wird durch seitliche Flansche getragen, welche auf Rollen 29 und 30 ruhen, die an entsprechenden Bügeln 31 und 32 befestigt sind, und zwar so, daß der auf diesen Rollen ruhende Formkasten in geringem Abstand von dem Ansatzstück 24 gehalten wird.

Das Blasventil 33, welches an der Seite des Behälters 16 angeordnet ist, kann von üblicher bekannter Bauart sein. Auch das Ablaßventil 34 entspricht bekannten Ausführungen.

Der Behälter 16 ist mit einer unten nicht durchlochten zylindrischen inneren Hülse 35 versehen, wobei zur Behälterwandung ein geringer Zwischenraum belassen ist. Der obere längere Teil 36 der Hülse ist mit einer großen Anzahl enger, horizontaler Schlitze 37 ausgestattet, durch welche die Blasluft zum Innern der Hülse aus dem Zwischenraum zwischen dieser und der Behälterwandung 16 durchtreten kann (s. a. Fig. 6). Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Maschine ist aus den Fig. 2 bis 5 zu entnehmen.

Der leere Formkasten 15, welcher von den Rollen 29 und 30 getragen wird, wird beim Anheben des Tisches 5 durch den Kolben 6 von der Modellplatte 11 erfaßt und bei weiterem Anstieg des Tisches von den Rollen abgehoben und fest gegen die Unterseite des Ansatzstückes 24 gepreßt und dicht abgeschlossen, entsprechend der Stellung nach Fig. 2.

Vorher ist der Behälter 16 mit Formsand gefüllt und der Schieber 18 so in die eine Endstellung verschoben worden, daß die obere Öffnung des Behälters dicht verschlossen ist. Wenn nunmehr durch das Blasventil 33 Preßluft in die Seiten des Behälters eingelassen wird, verteilt sich diese in dem engen, ringförmigen Raum zwischen der Außenwandung des Behälters 16 und den inneren zylindrischen Hülsen 35 und 36. Die Tiefe des nicht durchlochten zylindrischen Hülsenteils beträgt etwa die Hälfte seines Durchmessers, während die Länge der geschlitzten Hülse 36 etwas größer ist als deren Durchmesser. Die durch die zahlreichen engen Schlitze 37 eintretende Preßluft drückt das Sand-Luft-Gemisch nun nach unten durch die Blasöffnung 23 in den Formkasten. Hierbei wird der Sand S sehr fest gegen alle Flächen des Modells 12 gepreßt und die biegsame ringförmige Membran 26 nach oben ausgebuchtet, wie in Fig. 2 wiedergegeben, wobei eine ringförmige Sandanhäufung 38, welche wesentlich über den oberen Rand des Formkastens 15 hervorsteht, gebildet wird. Die Luft aus dem Formkasten und dem angehäuften Rand entweicht durch Entlüftungsdüsen 27 in dem Ansatzstück 24.

Nach Beendigung des Einblasens von Sand wird die Preßluft in dem Behälter durch das Ablaßventil 34 in üblicher Weise freigelassen. Zu diesem Zeitpunkt wird nun durch die Leitung 28 Preßluft in den ringförmigen Raum oberhalb der Membran 26, Fig. 3, eingeführt, so daß die Membran herabgedrückt wird und den Sand in dem Formkasten fest zusammenpreßt. Wie sich aus den Darstellungen ergibt, wirkt sich diese nachfolgende Pressung insbesondere in den äußeren Umfangszonen der Gußform aus, an welchen auch normalerweise die größten Sandhöhen innerhalb des Formkastens vorliegen. Das Modell 12 befindet sich im allgemeinen in der Mitte der Gußform und mit seiner oberen Fläche unmittelbar unter der Blasöffnung 23, so daß der Sand an dieser Stelle schon durch das Einblasen selbst sehr stark verdichtet wurde.

Nach Beendigung des Pressens und nach Abstellen der Preßluft in der Leitung 28 kann nun der Tisch 5, wie in Fig. 4 dargestellt, abgesenkt werden, wodurch auch der Formkasten 15 gelöst und auf die Rollen 29, 30 usw. abgesetzt wird. Der Tisch wird dann noch weiter abgesenkt, um das Modell 12 aus der Form zu ziehen, so daß in dieser die Formhöhlung C, Fig. 5, verbleibt. Üblicherweise wird sodann, wie auch in Fig. 5 dargestellt, die Oberfläche der Form geglättet und zu der entsprechenden oberen Kante des Formkastens gleichgestrichen, bevor dieser in die Gießgrube gelangt.

Durch die Anordnung der inneren Hülsen 35 und 36 wird vermieden, daß beim Ablassen der Luft aus dem Behälter nach dem Füllen des Formkastens 15 in stärkerem Umfange Sand in das Ablaßventil 34 mitgerissen wird, und durch die Verwendung einer unteren nicht durchlochten Hülse 35 sowie durch die Einhaltung der vorstehend genannten Verhältnismaße der beiden Hülsen ist eine vollständige Füllung des Formkastens und der vorgesehenen Anhäufung gesichert. Die Schlitze 37 sind waagerecht angeordnet und sehr eng, so daß ein merklicher Abfluß des Sandes durch diese auch unterbunden ist. Die biegsame Membran 26 kann auch etwas dehnbar und elastisch sein, wenn dies erwünscht ist, und es empfiehlt sich, diese aus

Gummi, Neoprene oder gummiertem Gewebe, um einige Beispiele anzugeben, zu fertigen.

Um eine gute Füllung des Formkastens und der Anhäufungen des Formsandes zu erreichen, soll das Verhältnis des Innendurchmessers der Behälterhülsen S zu dem Durchmesser der Öffnung 23 möglichst geringer als 4:1 sein. Die Anordnung der Entlüftungen 27 in dem Ansatzstück, welches auch zur Aufnahme der Anhäufungen dient, und zwar unterhalb der Membran 26, erübrigt oder verringert auch die Notwendigkeit, Entlüftungen in dem Formkasten selbst vorzusehen und erleichtert zudem die Auffüllung der ringförmigen Anhäufung 38 aus Sand.

Die gute Verdichtung des Sandes an dem Modell, wie sie bereits beim Einblasen erreicht wird, ermöglicht es. daß auch beim Festpressen durch die Membran eine sehr tiefgehende Wirkung erreicht wird. Das Einblasen erfolgt durch die Mitte der Membran, und die folgenden Behandlungen lassen sich sehr schnell und wirkam durchführen.

In den Zeichnungen und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist ein zylindrischer Formkasten wiedergegeben, wie er im allgemeinen auch in Verbindung mit einer ringförmigen Membran benutzt wird, doch können auch vielfach andere Formen von Form- oder Blaskästen Verwendung finden, denen dann die Membran angepaßt werden muß. Eine solche durch Druckmittel bewegte Membran ermöglicht einen ziemlich genau einstellbaren, auf jedem Fall aber gleichmäßigen Preßdruck über die ganze von ihr beaufschlagte Formfläche. Die Anordnung der Sandanhäufung in Form eines ringförmigen Wulstes in Nähe der leiten des Formkastens trägt dem Umstände Rechnung, daß gerade an diesen Stellen am stärksten die Notwendigkeit vorliegt, eine feste Pressung zu erreichen, also abseits der mittleren Zone, in welcher das Modell selbst liegt. Eine solche Anhäufung erstreckt sich vorzugsweise über den Rand des Formkastens nach oben hinaus.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 40

1. Verfahren zur Herstellung gleichmäßig verdichteter Formen für Gießereizwecke, bei dem das Füllen des Formkastens über der Modellplatte mit Formsand, das Vorverdichten des Formsandes und das Herstellen einer vorverdichteten über die Formkastenoberkanten vorstehenden Formsandanhäufung durch Blasen erfolgt, und zum Nachverdichten des Formsandes die Formsandanhäufung von dem mit Preßmitteln versehenen Blaskopf aus niedergepreßt wird, da durch gekennzeichnet, daß das Nachverdichten durch Druckmittelbeaufschlagung einer an sich bekannten an der Unterseite des Preßhauptes angeordneten Membran erfolgt, unmittelbar nach dem Blasen aus der Blasstellung des Formkastens gegenüber dem die Membran aufnehmenden Blaskopf heraus.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in der Zone der Anhäufung während des Einblasens in an sich bekannter Weise abgeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hervorstehende Sandanhäufung im wesentlichen die Form einer an sich bekannten Wulst in Nähe der Formkastenseiten aufweist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung der Membran eine Druckflüssigkeit dient, derart, daß eine gleichförmige Pressung auf alle Teile der Sandanhäufung ausgeübt wird.

5. Formmaschine mit einem Blasbehälter und einem Blaskopf mit einer abwärts gerichteten Blasöffnung sowie einem heb- und senkbaren Tisch unterhalb des Blaskopfes für den Formkasten und die Modellplatte, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 ein sich unten an den Blaskopf (20) anschließendes Ansatzstück (24) mit einer mittels Druckmittel zu beaufschlagenden Membran (26) versehen ist, und der den Tisch (5) mit der Modellplatte (11) und den Formkasten (15) tragende Kolben (6) zum Anpressen des Formkastens an das Ansatzstück dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 834428, 824 543,
801574, 527222, 168 647;
britische Patentschrift Nr. 787 005;
USA.-Patentschrift Nr. 2 545 944;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1733 832;
Foundry, 1954, S, 111, 257 bis 261.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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