DE1162973B - Pressformmaschine mit in den Presskopf einzuziehender und gegen die Oberflaeche des zu verdichtenden Sandes zu pressender verformbarer Presswand - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 22 c

Deutsche KL: 31b-13/40

Nummer: 1 162 973

Aktenzeichen: T9324VIa/31b

Anmeldetag: 9. April 1954

Auslegetag: 13. Februar 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Preßformmaschine mit einem oberhalb eines mit Sand füllbaren Formkastens liegenden Preßkopf, der einen wahlweise an die den Preßdruck erzeugende Drackmittelquelle oder an eine Saugvorrichtung anschließbaren Hohlraum umschließt und durch eine verformbare Preßwand abgeschlossen ist, die sich bei in dem Hohlraum herrschendem Unterdruck gegen den Preßkopf und bei in dem Hohlraum herrschendem Preßdruck gegen die Oberfläche des in dem Formkasten zu verdichtenden Sandes anlegt.

Es sind als Mäntel, Druckkissen oder Membranen bezeichnete elastisch verformbare Preßwände be>kannt, die sich beim Pressen des Sandes ausdehnen, so daß die dem Preßdrack ausgesetzten Oberflächen der Preßwände zur Verdichtung des in den Formkästen befindlichen Sandes größer sind als ihre im entspannten Zustand befindlichen Oberflächen.

Nachteilig ist bei einer Preßformmaschine mit einer solchen elastischen Preßwand, daß der von der DruckmittelqueUe ausgehende Gesamtpreßdrack sich um den elastischen Gesamtwiderstand der Preßwand verringert. Da der elastische Gesamtwiderstand der Preßwand in jedem Punkt ihrer Oberfläche unterschiedlich ist, ist der Preßdruck nicht gleichmäßig über die ausgedehnte Oberfläche der Preßwand und damit über die Oberfläche des zu verdichtenden Sander verteilt, was jedoch für die Güte der Preßform nachteilig ist. Nun läßt sich zwar bei dünnen Preßwänden der elastische Widerstand relativ gering haiten, doch ist ihr Verschleiß besonders groß.

Ein weiterer Nachteil einer elastischen Preßwand besteht darin, daß sie ihre Endstellung während des Preßdruckes nur durch eine Gleitbewegung auf der Sandoberfläche erreichen kann, wodurch eine Reibung zwischen den Oberflächen der Preßwand und des zu verdichtenden Sandes, insbesondere gegen die Ränder des Formkastens zu, erzeugt wird, die das Festdrücken des Sandes vermindert und den Preßwandversohleiß erhöht.

Um eine Preßformmaschine zur Herstellung von Sandformen zu erhalten, die vor allem die erwähnten Mängel oder Fehler der zur Zeit bekannten Preßwände vermeidet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Oberfläche der Preßwand, die an dem dem Formkasten zugekehrten Rand des Preßkopfes befestigt ist, im entspannten Zustand gleich der Fläche der den Hohlraum begrenzenden Wand des Preßkopfes und größer als die dem Preßdruck ausgesetzte Oberfläche des im Formkasten verdichteten Sandes ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Preßformmaschine ist möglich, Preßformmaschine mit in den Preßkopf
einzuziehender und gegen die Oberfläche des zu verdichtenden Sandes zu pressender verformbarer Preßwand

Anmelder:

Russell William Taccone, Erie, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner, Patentanwalt,

Berlin 33, Podbielskiallee 68

Als Erfinder benannt:

Russell William Taccone, Erie, Pa. (V. St. A.) - -

wenn ein an sich bekannter Dichtungsring vorgesehen wird, der den Rand der Preßwand gegen den Rand des Preßkopfes befestigt, und ein zwischen dem Rand der Preßwand und dem Dichtungsring eingelegtes Verstärkungsteil, wobei das Verstärkungsteil aus einem verhältnismäßig schmiegsamen Material besteht, welches jedoch steifer als die Preßwand ist.

Zweckmäßig wird der Hohlraum im Preßkopf durch an sich bekannte, parallel verlaufende Wölbungen gebildet. Dadurch wird erreicht, daß das für das Andrücken der Preßwand gegen den anzudrückenden Sand benötigte Luftvolumen herabgesetzt und damit die Dauer eines Arbeitsganges, die die Herstellung einer Sandform erfordert, beträchtlich vermindert werden können.

Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Preßformmasohine besteht demnach aus einem Hohlraum im Preßkopf, dessen eine aus schmiegsamem Material bestehende Preßwand bei Druckmittelbeaufschlagung praktisch ohne elastische Verformung auf die im Formkasten zu verdichtende Sandmasse drückt.

Die Erfindung wird nachfolgend durch beispielsweise Ausführungsformen erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt der Maschine in ihrer Arbeitsstellung,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1, wobei jedoch die Preßwand zurückgezogen dargestellt ist,

Fig. 3 eine Ansicht nach der Linie III-III von Fig.2,

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 1 und 2 dargestellten Maschine,

409 508/131

F i g. 5 einen vertikalen Schnitt einer anderen Ausführungsart der Maschine,

F i g. 6 ebenfalls einen vertikalen Schnitt einer anderen Ausführungsart des Preßkopfes,

F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 10, wobei die Preßwand zurückgezogen gezeigt ist,

F i g. 8 einen Schnitt ähnlich F i g. 7 bei Beginn des Pressens,

F i g. 9 einen Schnitt ähnlich F i g. 8 nach dem Verdichten des im Formkasten enthaltenen Sandes,

Fig. 10 eine Seitenansicht in kleinerem Maßstab einer Maschine nach F i g. 7 bis 9 und

Fig. 11 einen Schnitt nach der LinieXI-XI von Fig. 8.

Die in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Maschine besteht aus einem Gestell, welches parallel zueinander liegende Ständer 2 und 2 a enthält, die einen mit diesen Ständern durch gebogene Zwischenträger verbundenen Preßkopf 3 tragen. Ein Zylinder 4 mit Bohrung 4 a ist in der Mitte der Ständer 2 und 2 a angebracht und trägt an den Ständern 2 und 2 a mit Bolzen 6 befestigte Zwischenträger 50. 7 ist ein durch den Boden des Zylinders 4 hindurchgehender Kanal, ist so angebracht, daß sich die Falten 52 bilden können, wenn sie sich in Arbeitsstellung befindet. Die Tatsache, daß die Preßwand 34 faltbar ist, bedeutet praktisch das vollkommene Fehlen seitlicher Zugspannung auf die Außenränder 43.

Die Arbeitsweise der Maschine gemäß Fig. 1 bis 4 ist folgende:

Die den Formkasten 19 und eine Hälfte des Modells 20 tragende Modellplatte 15 wird zunächst auf den Tisch 14, wie in F i g. i dargestellt, gelegt. Man schließt den Hahn 3 a, der die Verbindung der Kammer 25 mit der Preßluftquelle steuert, und man öffnet den Hahn 38, damit die ständig laufende Saugpumpe 37 die in der Kammer 25 und in dem Hohlraum oberhalb der Preßwand 34 enthaltene Luft absaugen kann, so daß sich die Wandung anhebt und gegen die Innenfläche des Gewölbes 27, wie in F i g. 2 dargestellt, legt und so den Formkasten 19 vollständig freigibt.

Der Formkasten wird mit Sand gefüllt, dann hebt man den Tisch 14 an, indem man den Hahn 9 öffnet und Preßluft über die Leitungen 10 und 8 und die Einlaßöffnung 7 in den Zylinder 4 läßt. Der obere Rand 48 des Formkastens 19 legt sich abdichtend

durch den eine Leitung 8 mit einem Hahn 9 verbun- 25 gegen den inneren Flansch 47 des Schließringes 44,

den ist; dieser Hahn 9 mit Griff 12 ist wiederum durch eine Leitung 10 mit einer Preßluftquelle verbunden.

Ein mit einem Dichtungsring 11 versehener Kolben 13 ist gleitend im Zylinder 4 gelagert. Der Kolben 13 trägt an seinem oberen Ende einen Tisch 14, der die mit Führungsstiften 16 versehene Modellplatte 15 mit Modell 20 trägt, wobei die Führungsstifte in Löcher 17 im unteren Flansch 18 des Formkastens 19 passen.

Eine Kammer 25 in Haubenform ist im Preßkopf 3 zwischen einem äußeren Gewölbe 26 und einem inneren, mit gleichmäßig auseinanderliegenden radialen Öffnungen 28 versehenen Gewölbe 27 ausgeführt. Die Kammer 25 enthält eine Einlaßöffnung 29, die durch eine Leitung 30 mit einem Hahn 3 a verbunden ist. Der Hahn3a besteht aus einem Gehäuses mit einem mit Durchlaß 32 versehenen Küken 31 mit Schaft 32a und Griff 35; eine Leitung 33 verbindet den Hahn 3 α mit einer Preßluftquelle. Eine mit der Kammer 25 in Verbindung stehende Leitung 36, die jedoch so, daß der äußere Rand des oberen Flansches 48 des Formkastens sich ebenfalls abdichtend in den äußeren Flansch 44 a dieses Schließringes 44 legt. Dann schließt man den Hahn 38, um die Verbindung des Hohlraumes 25 mit der Saugpumpe zu unterbrechen, und öffnet den Hahn 3 α, um über die Leitung 33, die öffnung 32, die Leitung 30 und die öffnung 29 Preßluft in die Kammer 25 zu schicken, was das Anlegen der Preßwand unter Druck auf den im Formkasten 19 enthaltenen Sand bewirkt, so daß der Sand im Formkasten um das darin enthaltene Modell angedrückt wird. Die faltbare Wandung 34 verdichtet den Sand einheitlich in allen Teilen.

Nach dem Sandverdichten schließt man den Hahn 3 α wieder und öffnet erneut den Hahn 38, um die Preßwand 34, wie in F i g. 2 dargestellt, zurückzuziehen, so daß der Formkasten 19 freigegeben wird. Es bleibt nur noch der Hahn 9 zu schließen, um den Formkasten zu senken, nachdem der Schließ- und

mit einem Flansch 21 versehen ist, ist mit einer Saug- 45 Dichtungsring 44 frei gemacht wurde, wonach der pumpe 37 verbunden, die in einem Gehäuse 41 ent- fertige Formkasten aus der Maschine herausgezogen

halten ist und deren Antriebsmittel mit 59 angedeutet sind. Ein in einer Muffe 42 enthaltener und durch einen Hebel 39 gesteuerter Hahn 38 ist zwischen der Saugpumpe 37 und der Leitung 36 der Kammer 25 eingesetzt. Das Gehäuse 41 der Saugpumpe 37 ist auf der Muffe 42 des Hahnes 38 mittels Bolzen 23 befestigt, wobei jedoch die Muffe wiederum mittels Bolzen 24 auf dem Flansch 21 befestigt ist. Die Saugpumpe 37 hat eine zweite Einlaßleitung 46, die mit der Außenluft in Verbindung steht.

Am unteren Rand des Preßkopfes 3 und dem Außenrand 43 ist ein Sitz 40 gebildet, und die Preßwand 34 ist mittels eines Dichtringes 44 mit einem Querschnitt in Form eines kopfstehenden L und durch Bolzen 45 auf diesem Sitz befestigt. Der Dichtring 44 weist am äußeren nach unten gekehrten Rand einen Flansch 44 α auf, der sich gegen den äußeren Seitenrand eines oberen Flansches 48 des Formkastens 19 legt. Dieser Ring enthält außerdem einen äußeren, ebenfalls nach unten gerichteten Flansch 47, der einen abdichtenden Kontakt mit dem oberen Rand des Formkastens 19 gewährleistet. Die Preßwand 34 werden kann.

In F i g. 5 ist eine Bauart dargestellt, in welcher das obere Teil 70 des Gestelles ein äußeres Gewölbe 71 und ein mit radialen Öffnungen versehenes inneres Gewölbe 76 enthält, wodurch eine haubenförmige Kammer 73 zwischen den beiden Gewölben gebildet wird. Unabhängig davon enthält diese Ausführungsform zusätzliche Kammern 74 und 75, die sich beiderseits der Kammer 73 senkrecht erstrecken. Das obere Gewölbe 71 enthält eine zentrale öffnung 77, auf deren Rand der Flansch der Rohrleitung 79 befestigt ist. Die oberen Enden der vertikalen Kammern und 75 sind ihrerseits mit Flanschen versehen, auf denen die verbundenen Flanschen 86 und 87 der äußersten Teile 84 und 85 der Rohrleitung 79 befestigt sind, wobei diese Befestigung so getroffen ist, daß eine abdichtende Verbindung zwischen dieser Rohrleitung und der Kammer durch Schrauben 88 hergestellt wird.

Gebogene Wandungen 82 und 81, die mit öffnungen 80 bzw. 83 versehen sind, schließen die oberen Enden der Kammern 74 und 75 ab. Eine Preßwand

91 ist auf dem Sitz 92 durch einen Ring 93 und Bolzen 94 gepreßt, während die Außenränder dieser Wandung ihrerseits durch einen Dichtring 95 auf einen anderen, durch einen Flansch des Bauteiles 70 gebildeten Sitz 96 gepreßt werden. Die Dichtscheibe 95 enthält einen nach unten gerichteten Flansch 97, der einen abdichtenden Kontakt mit der Seitenfläche eines oberen Flansches des Formkastens 98 herstellt.

Die Arbeitsweise dieser Maschine ist identisch mit der der Maschine von F i g. 1 bis 4, mit Ausnahme der zusätzlichen seitlichen Kammern, die, wie oben beschrieben, mit Mitteln versehen sind, um einen Preßluftdruck getrennt auf den Außenrand der Preßwand 91 auszuüben, wodurch man einen größeren Druck auf die Ränder der im Formkasten 98 enthaltenen Sandmasse ausüben kann, um diese stärker als den Rest der Form zu verdichten. Die Lage der Preßwand 91 bei angeschlossener Saugpumpe ist strichpunktiert in 99 dargestellt. Der Formkasten 98 und das Modell 90 liegen auf einer Modellplatte mit Führungsstiften 72. Eine Preßluftquelle und Saugmittel sind mit der Rohrleitung 79 verbunden.

F i g. 6 stellt eine andere Bauweise dar, in der das obere Teil 200 des Preßkopfes eine von Öffnungen 202 durchbrochene Wandung 201 enthält, die mit einer in Harmonikaform gefalteten Preßwand 203 einen Hohlraum bildet. Die Außenränder 204 der Preßwand 203 sind auf dem unteren Rand eines Flansches 205 durch einen selbst durch Bolzen 207 befestigten Dichtungsring 206 befestigt. Die Funktion der Preßwand 203 in Zusammenarbeit mit dem Formkasten 208 ist ähnlich der der vorgehend beschriebenen Ausführungsarten, wobei eine Preßluftquelle die Kammer 210 beschicken kann, während Mittel das Absaugen der in dieser Kammer enthaltenen Luft durch eine Öffnung 209 gestatten.

Die Funktion der Maschine nach F i g. 5 und 6 ist identisch mit der nach Fig. 1 bis 4.

Die Maschine nach den Fig. 7 bis 11 enthält einen Sockel 102 und zwei geöffnete Teile mit C-förmigem Querschnitt 103, die fester Bestandteil dieses Sockels sind. Jedes der Teile 103 enthält ein unteres Teil 104, ein oberes Teil 105 und ein vertikales Teil 106. Ein Tisch 107 erstreckt sich zwischen den Teilen 103. Ein Preßkopf 108 erstreckt sich ebenfalls zwischen diesen Teilen 103 und liegt oberhalb und in einer bestimmten Entfernung des Tisches 107. Der Preßkopf 108 hat Wellenform, die gewölbeähnliche Räume 109 bilden, die an ihrem Scheitelpunkt durch Öffnungen 110 durchbrochen sind. Der Preßkopf 108 ist mit dem Tisch 107 durch eine vertikale, sich zwischen den Teilen 103 erstreckende Wand 111 verbunden. Eine Modellplatte 112 und ein Modell 113 liegen auf dem Tisch 107. Ein Formkasten 114 ist auf die Modellplatte gelegt, wobei der Formkasten mit einem unteren Flansch 115 versehen ist, der Löcher enthält, in die die Führungsstifte 117 passen.

Eine Preßwand 118 aus Gummi oder anderem schmiegsamem Material ist mit ihrem Rand 118 a auf den unteren Rand des Preßkopfes 108 mittels eines Preßringes 119 und Schrauben 120 in Gewindelöcher 121 geschraubt.

Die Preßwand 118 bildet in Arbeitsstellung geschlossene Falten und eine größere Oberfläche als der gerade Querschnitt des Preßkopfes 108. Verstärkungsteile 124, die eine gewisse Schmiegsamkeit haben, aber steifer sind als die Preßwand 118, sind zwischen den Randteilen 118 α und dem Dichtungsring 119 befestigt und verhindern, daß die Preßwand zwischen dem oberen Rand 114 α des Formkastens 114 und dem Dichtungsring 119 nach außen wegrutscht. Diese Verstärkungsteile 124 schützen außerdem die Außenrandteile der Wandung vor jeglicher Beschädigung. Sie sind breiter als der zwischen dem oberen Rand des Formkastens und dem Dichtungsring 119 liegende Zwischenraum.

Die Öffnungen 110 des Preßkopfes 108 sind untereinander verbunden durch ein T-Stück 125, ein X-Stück 126 und ein Knie 127 mit der Rohrleitung 128, die wiederum mit einer durch einen Motor 130 angetriebenen Saugpumpe 129 verbunden ist, die eine Auslaßöffnung zur Außenluft 129 a enthält. Ein Schieber 131 ist in der Rohrleitung 128 zwischen der Pumpe 129 und den Öffnungen 110 des Preßkopfes 108 eingesetzt, wobei das Schließen und Öffnen dieses Schiebers durch einen zusätzlichen von einer Leitung 132 zugeführten Luftdruck gesteuert wird, die selbst durch einen zusätzlichen Hahn 133 gesteuert wird.

Druckmittel kann über eine Leitung 134, ein Kniestück 135, einen Schieber 136, eine Abzweigung 137, das X-Stück 126, die Rohrleitung 128, das T-Stück 125, das Kniestück 127 und die öffnungen 110 in den Preßkopf 108 geschickt werden. Das Öffnen und das Schließen des Schiebers 136 erfolgt durch ein Steuerdruckmittel, welches durch eine Leitung 139 geht, die durch einen zusätzlichen Hahn 140 gesteuert wird.

Der Formkasten 114 wird mit Sand gefüllt, während er noch auf der nicht unter dem Preßkopf 108 liegenden Transportvorrichtung ruht. Die Pumpe 129 läuft ständig; sie bewirkt das Anliegen der Preßwand 118 gegen die Gewölbe 109, wenn der Schieber 131, wie in Fig. 7 dargestellt, geöffnet ist.

Wenn der Formkasten mit Sand gefüllt ist, schiebt man ihn auf den Tisch 107 unter den Preßkopf 108, während die Preßwand 118 unter der Einwirkung der Saugpumpe 129 gegen die Wölbungen des Kopfes 108 gehalten wird. Dann schließt man den Schieber 131, indem man den Hahn 133 betätigt, und die Preßwand 118 fällt, wie in Fig. 8 dargestellt, unter der Einwirkung ihres Eigengewichtes auf den im Formkasten enthaltenen Fand S. Die Fläche der faltbaren Wandung ist beträchtlich größer als die Fläche des geraden Querschnittes des Formkastens 114, so daß diese Wandung in geschlossenen Falten 144 auf dem Sand ruht.

Nachdem läßt man Druckmittel in den zwischen dem Preßkopf 108 und der Preßwand 118 enthaltenen Raum. In Fig. 9 ist die Preßwand unter Druck dargestellt, und es ist zu sehen, daß sie Falten 144 bildet, wodurch die Anwendung von Druck auf die Außenränder und auf andere Teile der Wandung vermieden wird. Die Verstärkungsteile 124, die durch den Dichtungsring 119 gehalten werden, decken den Zwischenraum zwischen dem oberen Rand 114 a des Formkastens 114 und dem Ring ab, so> daß die Preßwand nicht durch diesen Zwischenraum hindurchrutschen kann.

Wenn das Verdichten des Sandes beendet ist, schließt man den Schieber 136, öffnet erneut den Schieber 131, und die Saugpumpe 129 saugt die Preßwand 118, wie in Fig. 7 dargestellt, gegen die Gewölbe 109 des Preßkopfes 108. Dann kann man den Formkasten 114, das Modell 113 und die Modellplatte 112 vom Tisch 107 abnehmen.

Die Verstärkungsteile 124 können vermieden werden, wenn der Zwischenraum zwischen dem oberen Rand 114 α des Formkastens 114 und dem unteren Rand des Dichtungsringes 119 ausreichend schmal ist, so daß die Preßwand nicht nach außen rutschen kann, wenn sie durch das Druckmittel verformt wird. Dazu braucht der Zwischenraum nur eine Breite zu haben, die geringer ist als die doppelte Stärke der Preßwand.

Die gewölbeförmigen, im Preßkopf 108 vorgesehenen Kehlungen 109 versehen mehrere Funktionen. Zunächst bilden sie Flächen mit angemessenen Größen, gegen die sich die faltbare Wandung legt, wenn sie in den Kopf zurückgezogen wird. Außerdem gestatten sie es, die Menge des zum Pressen erforderliehen Druckmittels zu verringern. Weiter erleichtern sie die Bildung der Falten 144 im Augenblick, da die Preßwand auf den im Formkasten enthaltenen Sand fällt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Preßformmaschine mit einem oberhalb eines Formkastens liegenden Preßkopf, der einen wahlweise an die den Preßdruck erzeugende Druckmittelquelle oder an eine Saugvorrichtung anschließbaren Hohlraum umschließt und durch eine verformbare Preßwand abgeschlossen ist, die sich bei in dem Hohlraum herrschendem Unterdruck gegen den Preßkopf und bei in dem Hohlraum herrschendem Preßdruck gegen die Oberfläche des in dem Formkasten zu verdichtenden Sandes anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Preßwand (34, 91, 118, 203), die an dem dem Formkasten (19, 98, 114) zugekehrten Rand des Preßkopfes (3, 70, 200, 108) befestigt ist, im entspannten Zustand gleich der Fläche der den Hohlraum begrenzenden Wand des Preßkopfes und größer als die dem Preßdruck ausgesetzte Oberfläche des im Formkasten verdichteten Sandes ist.

2. Preßformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsring (119) vorgesehen ist, der den Rand (118 α) der Preßwand (118) gegen den Endrand des Preßkopfes (108) befestigt und ein zwischen dem Rand der Preßwand und dem Dichtungsring eingelegtes Verstärkungsteil (124), wobei das Verstärkungsteil aus einem verhältnismäßig schmiegsamen Material besteht, welches jedoch steifer als die Preßwand ist.

3. Preßformmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum im Preßkopf (108) durch parallel verlaufende Wölbungen (109) gebildet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 864 141, 801 574,
293, 742 795, 168 647, 323 380;

schweizerische Patentschrift Nr. 64 976;

Allendorf, Maschinenformerei, 1950, S. 6, Abb. 4;

Hütte, 1944, Bd. II, S. 83.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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