DE2528646A1

DE2528646A1 - Vorrichtung zur automatischen herstellung kastenloser giessformen

Info

Publication number: DE2528646A1
Application number: DE19752528646
Authority: DE
Inventors: Charles Michael Geoff Wallwork
Original assignee: Wallwork & Co Ltd
Current assignee: Wallwork & Co Ltd
Priority date: 1974-06-26
Filing date: 1975-06-26
Publication date: 1976-01-22
Also published as: AR209108A1; JPS53128314U; FR2276120A1; ES438906A1; IT1040731B; CA1029525A; BR7503979A; JPS5166226A; AU8226675A; DE2528646B2; BE830407A; FR2276120B1; NL7507633A; ZA753891B; DE2528646C3; US4026345A; SU659073A3; CH602224A5; SE7507310L; GB1456580A

Description

HMBX WIIiLWOEK & COMPAIiY LTD., CHAELES MICHAEL GEOFS¹EEY WALLWOEK, Manchester, GEOSSBETDAHSriEN

Vorrichtung zur automatischen Herstellung kastenloser Gießformen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung. Derartige Vorrichtungen sind bekannt (DT-PS 1 082 011 und 1 508 739).

Üblicherweise werden Gießformen unter Verwendung von Kästen hergestellt, in welchen einzelne, obere Gießformhälften und einzelne, untere Gießformhälften erzeugt werden. Jeweils eine untere Gießformhälfte und eine entsprechende, obere Gi eßformhälfte werden dann zu einer Gießform zusammengesetzt. Obwohl die Handhabung der Kästen in beträchtlichem Ausmaß mechanisiert worden ist, ist immer noch ein verhältnismäßig großer Platzbedarf vorhanden, ferner müssen die Kästen gelagert und zur Wiederverwendung rückgeführt werden.

Es ist auch bekannt, Gießformen kastenlos herzustellen. Dabei werden Formteile in Gestalt eines rechteckigen Sandblok-

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kes, in dessen beide senkrechten Seitenflächen Einformungen eingepreßt sind, hergestellt. Jedes Formteil wird an eine Reihe vorher erzeugter Formteile angesetzt, so daß sich die vertikalen, modellierten Seitenflächen jeweils zweier benachbarter Formteile gegenüberstehen und einen Gießhohlraum bilden. In diesen wird schmelzflüssiges Metall eingegossen.

Die Herstellung dieser Formteile erfolgt in einer Vorrichtung mit einem quer beweglichen Schieberahmen mit zwei Öffnungen. Jede Öffnung wird abwechselnd zwischen zwei jeweils durch eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit betätigbare Modellplatten und vor einen Ausstoßstempel bewegt, um in die von der Öffnung und den diese seitlich verschließenden Modellplatten gebildete Formkammer Sand einzublasen und den Sand durch Betätigung der beiden Kolben/Zylinder-Einheiten der Modellplatten zu verdichten bzw. das so gebildete Formteil aus der Öffnung auszustoßen.

Die Anordnung ist so getroffen, daß während des Herausschiebens eines Formteils aus dem Schieberahmen in dessen anderer Öffnung bereits ein neues Formteil erzeugt wird, welches anschließend (tn eine zweite, zur ersten parallele Formteilreihe angesetzt wird. Die abwechselnd in der einen und in der anderen der beiden Öffnungen des Schieberahmens erzeugten Formteile werden also abwechselnd der einen und der anderen der beiden Formteilreihen zugeführt. Auf diese Art und Weise ist eine hohe Produktionsleistung möglich (DT-PS 1 082 011 und 1 508 739).

Auch ist schon vorgeschlagen worden, eine Modellplatte stationär und die andere Modellplatte an einer Kolben/

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Zylinder-Einheit anzuordnen, um sie zur Verdichtung des jeweiligen Formteils auf die stationäre Modellplatte zu zu drücken. Die Verwendung einer stationären Modellplatte hat jedoch zur Folge, daß das jeweilige Formteil über die Breite ungleichmäßig verdichtet wird, so daß auf diese Weise nur Formteile sehr begrenzter Breite bzw. Dicke hergestellt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung zu schaffen, welche vereinfacht und wirtschaftlicher ist und dort eingesetzt werden kann, wo mit niedrigeren Produktionsleistungen gearbeitet wird und ein geringer Platzbedarf von Bedeutung ist.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also der Schieb er ahm en in senkrechter Richtung hin- und herbeweglich, während die Modellplatten in waagerechter "Richtung aufeinanderzuund voneinanderwegbeweglich sind. Ein von einer Kolben/Zylinder-Einheit betätigbarer Ausstoßstempel zum Ausstoßen des jeweils erzeugten Formteils aus dem Schieberahmen ist vorzugsweise senkrecht unter dem Antrieb für die Modellplatten angeordnet, was einem sehr gedrungenen Aufbau zugute kommt.

Die senkrechte Schieberahmenbewegung vermittelt auch den bedeutsamen Vorteil, daß der Blaskopf fest angeordnet sein

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kann, im Gegensatz zu den bekannten Vorschlägen, wobei der Blaskopf senkrecht angehoben werden muß, bevor der senkrecht stehende Schieberahmen in waagerechter Richtung längsverschoben werden kann (HD-PS 1 082 011 und 1 508 759).

Vorzugsweise werden die beiden Modellplatten mittels einer einzigen Kolben/Zylinder-Einheit gleichzeitig aufeinander zu in die fluchtende öffnung des Schieberahmens bewegt. Dabei kann die Kolben/Zylinder-Einheit entweder zwei Rücken an Rücken angeordnete, der einen bzw. der anderen Modellplatte zugeordnete Kolben oder aber nur einen Kolben aufweisen, welcher eine Modellplatte betätigt, während der zugehörige Zylinder die andere Modellplatte betätigt. In letzterem Fall kann beispielsweise die eine Modellplatte unmittelbar am äußeren Ende des Kolbens angeordnet sein, während der Zylinder mittels seitlicher Stangen mit einer die andere Modellplatte tragenden Tvaverse verbunden ist. Die Stangen können in Führungen am Gestell der Vorrichtung angeordnet sein und die bewegliche Kolben/Zylinder-Einheit tragen. Stattdessen oder zusätzlich dazu kann der Zylinder auch von gesonderten Führungen gehalten sein.

Auf diese Weise wird eine beidseitige Verdichtung jedes Formteils mit nur einer Kolben/Zylinder-Einheit auf einer Seite der Vorrichtung erzielt, während auf der anderen Seite oberhalb der Formteilreihe Platz frei ist, um Kerne in das letzte Formteil der Formteilreihe leicht einsetzen zu können.

Vorzugsweise weist der Schieberahmen lediglich eine einzige öffnung zur Formkammerbildung auf.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Ausstoßstempel abwechselnd einen kürzeren und einen längeren Hub ausführen. Beim kürzeren Hub wird lediglich das jeweils gebildete Formteil ausgestoßen, also so weit aus dem Schieberahmen bewegt, daß dieser frei ist, worauf der Ausstoßstempel zurückläuft, und der Schieberahmen wieder in die obere Endstellung laufen kann. Während in dieser Stellung ein neues Formteil geblasen und verdichtet wird, läuft der Ausstoßstempel ein zweites Mal vor. diesmal mit dem längeren Hub, um das zuvor ausgestoßene Formteil an das Ende der Formteilreihe zu schieben und die gesamte Formteilreihe um eine Strecke gleich der Dicke eines Formteils weiterzubewegen.

Das Formteilblasen kann mittels eines Blaskopfes erfolgen, welcher oberhalb der Formkammer angeordnet ist und von einem darüber befindlichen Meßtrichter jeweils mit einer Sandfüllung beaufschlagt wird, wobei ein Verschluß mit einer waagerecht verschieblichen Platte am oberen Ende des Blaskopfes vor dem Blasen geschlossen wird, entsprechend den bekannten Vorschlägen (DT-PS 1082 011 und 1 508 739).

Die Bewegung der beiden Modellplatten kann mit Hilfe gesonderter, hydraulischer Kolben/Zylinder-Einheiten gesteuert werden, welche mit dem Kolben bzw. mit dem Zylinder der einzigen Kolben/Zylinder-ELnheit zur Betätigung der Modellplatten zusammenwirken. Beispielsweise können der Zylinder der letztgenannten Kolben/Zylinder-Eirheit und die von deren Kolben betätigte Modellplatte jeweils mit Kolben versehen sein, welche in feststehenden Zylindern laufen, wobei die aus diesen Zylindern verdrängte Hydraulikflüssigkeit die Geschwindigkeit der Bewegung der beiden Modellplatten in die

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damit fluchtende Schieberahmenöffnung steuert. Darüber hinaus kann den feststehenden Zylindern Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden, um die beiden Modellplatten aus einander zubewegen, nachdem ein Formteil erzeugt worden ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sowohl Formteile mit Einformungen an beiden senkrechten Seitenflächen erzeugt werden, als auch Formteilpaare, wobei im letzteren Fall in der Formkammer, in welche Sand eingeblasen wird, eine Widerlagerplatte angeordnet wird, welche die beiden Formteile des jeweils erzeugten Paares trennt. Diese Formteile weisen jeweils nur eine senkrechte, modellierte Seitenfläche auf, während die andere, der Widerlagerplatte zugewandte Seitenfläche glatt und eben ist.

Nachstehend sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform j

Fig. 2 horizontale Schnitte in zwei verschiedenen Ebenen, und zwar stellt die untere Hälfte von Fig. 2 den Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. Λ dar, die obere Hälfte von Fig. 2 den Schnitt entlang der Linie G-C in Fig. Ί;

Fig. 3 und 4- jeweils die linke bzw. die rechte Stirnansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 5 den Blaskopf und die Formkammer gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab;

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Fig. 6 und 7 jeweils das Schaltbild der hydraulischen bzw. pneumatischen Schaltung.

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Die dargestellte Vorrichtung gedrängter Bauweise weist ein Gestell 1 aus gewalzten Profileisen auf, in welchem alle erforderlichen Bauteile angeordnet sind, einschließlich einer motorgetriebenen Hydraulikpumpe 2 und Akkumulatoren 3 zur Speisung der verschiedenen Kolben/Zylinder-Einheiten und der zugehörigen elektromagnetischen Ventile 4, ferner einer Steuereinheit 5 mit elektrischen Zeitgebern und pneumatischen Steuerorganen und eines Hydraulikflüssigkeit sreservoirs T.

Wesentlich ist ein Schieberahmen 6 mit einer einzigen, rechteckigen, waagerechten Öffnung 7» in welcher ein Putter auswechselbar angeordnet ist. Der Schieberahmen 6 ist auf Führungssäulen 8 mittels Paaren hydraulischer Kolben/Zylinder-Einheiten 9 und 10 zwischen der in der Zeichnung wiedergegebenen, oberen Stellung und einer unteren Stellung senkrecht beweglich, in welcher die Öffnung 7 mit einem Ausstoßstempel 11 bzw. einem Belag 1i' desselben fluchtet, welcher durch eine Eolben/Zylinder-Einheit 12 betätigbar ist. Von den hydraulischen Eolben/Zylinder-Einheiten 9 und 10 sind zwei für die Aufwärtsbewegung und zwei für die Abwärtsbewegung des Schieberahmens 6 vorgesehen.

In der oberen Stellung des Schieberahmens 6 wirken mit dessen Öffnung 7 zwei einander gegenüberliegende Platten 13 zusammen, welche jeweils einen Unterlageklotz 14 tragen, auf dem eine Modellplatte 15 angeordnet ist. Die in Fig. 1 linke Platte 13 ist unmittelbar am Kolben 16 einer hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit mit Zylinder 17 angebracht, während die in Fig. 1 rechte Platte 13 über eine Traverse 18 und seitliche Stangen 19 mit dem Zylinder 17

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verbunden ist, welcher längsverschieblich angeordnet ist. Die vier Stangen 19 sind in Lagerbüchsen 20 und 21 am Gestell 1 gleitend gelagert und wirken somit als Supporte und !Führungen. Zusätzlich ist der Zylinder 17 unten auf einer Walze 22 abgestützt.

Bei Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit in die Kammer 23 des Zylinders 17 wird der Kolben 16 in Fig. 1 nach rechts und der Zylinder 17 nach links bewegt, so daß die Modellplatten 15 sich von einander gegenüberliegenden Seiten in die öffnung 7 des Schieberahmens 6 bewegen, so daß sich eine geschlossene Formkammer ergibt. Statt einer Kolben/ Zylinder-Einheit mit längsbeweglichem Zylinder 17 und einem Kolben 16 könnte auch eine Kolben/Zylinder-Einheit mit feststehendem Zylinder und zwei darin entgegengesetzt zueinander beweglichen Kolben verwendet werden. In jedem Pail wird der Vorteil erzielt, daß der Kaum auf einer Seite des Schieberahmens 6 frei bleibt, nämlich die in Fig. 1 rechte Seite. Dem Zylinder 17 wird zunächst Hydraulikflüssigkeit von einer Vorfüll-Kolben/Zylinder-Einheit 24 durch eine starre Leitung 25 hindurch zugeführt. Die Kolben/Zylinder-Einheit 24 weist einen Differentialkolben auf, so daß eine beträchtliche Flüssigkeitsmenge bei verhältnismäßig niedrigem Druck abgegeben werden kann.. Die starre Leitung 25 ist mit einer Gleitdichtung 26 versehen. Auf diese Weise ist ein großer flexibler Schlauch zur Verbindung mit dem Zylinder 17 vermieden. Die Endbewegung von Kolben 16 und Zylinder 17 voneinander weg zur Verdichtung des jeweils in der öffnung 7 des Schieberahmens 6 gebildeten Formteils wird durch unmittelbare Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit hohen Drucks hervorgebracht.

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Um die Modellplatten 15 auseinander zu bewegen, sind zwei gesonderte Paare einfach wirkender Kolben/Zylinder-Einheiten 27 bzw. 28 vorgesehen. Diese Kolben/Zylinder-Einheiten 27 und 28 steuern auch die Geschwindigkeit, mit welcher die Modellplatten 15 sich aufeinander zu bewegen.

Ferner ist ein Blaskopf 30 vorgesehen, dem Sand über einen Verschluß mit einer horizontal gleitenden Platte 31 von einem nicht dargestellten Meßtrichter her zugeführt wird, gesteuert von einer hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit 32. Ist der Verschluß geschlossen, d.h. die Platte 31 in Schließstellung bewegt, dann erfolgt eine Abdichtung durch Zufuhr von Luft zu einer nicht dargestellten pneumatischen Dichtung, worauf Druckluft aus einem im oberen Teil des Gestells 1 angeordneten Speicher 33 über Ventile 34- und 35 dem Blaskopf $0 zugeführt wird, um die Sandfüllung in die iOrmkammer zu schießen. Einzelheiten des Blaskopfes 30 und der iOrmkammer sind besonders deutlich aus Fig. 5 ersichtlich. Der Blaskopf 30 weist eine nach unten zu einer Düse 36 mit länglichem, rechteckigem Querschnitt konvergierende Gestalt auf. Die Düse

36 paßt zu einer entsprechenden öffnung im oberen Abschnitt des Sutters der öffnung 7 im Schieberahmen 6, welche sich über die volle Breite des lutters erstreckt. Statt eines einzigen Ringraumes zur Zufuhr von Druckluft aus dem Speicher 33 sind in der Wandung des Blaskopfes 30 ein oberer Ringraum

37 und ein unterer Ringraum 38 vorgesehen, denen unabhängig voneinander über das Ventil 34 bzw. 35 Druckluft zugeführt wird.

Wird bei den bekannten Blasköpfen die Druckluft lediglich im oberen Bereich der Blaskopfkammer zugeführt, dann

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wird der Sand am Boden der Formkammer fester verdichtet als im oberen Bereich, und zwar auf Grund der abnehmenden Kraft, mit welcher der Sand durch die Düse ausgestoßen wird, wenn das evakuierte Yolumen der Blaskopfkammer größer wird. Wird die Druckluft gleichmäßig über die gesamte Höhe der Seitenwandungen der Kammer des Blaskopfes zugeführt, dann fluidisiert sie den Sand, welcher dann zunächst gemächlich in die Formkammer eintritt. Nur dann, wenn die Mehrzahl der Luftaustrittsöffnungen unbedeckt sind und der größte Teil des Sandes sich bereits in der Formkammer befindet, erfolgt eine Beaufschlagung mit voller Kraft, so daß das Formteil im oberen Bereich besser als am Boden verdichtet ist.

Durch Trennung der Luftaustrittsoffnungen in unabhängig voneinander gesteuerte, obere und untere Bereiche oder Gruppen kann die relative Luftströmung dieser Gruppen durch die Ventile 34 und 35 eingestellt werden, so daß der Sand über die gesamte Höhe der Formkammer im Schieberahmen 6 im wesentlichen einheitlich verdichtet wird. Die für jeden Einzelfall zur Erzielung bester Ergebnisse erforderliche Beaufschlagung der oberen Gruppe und der unteren Gruppe von Luftaustrittsöffnungen mit Druckluft kann durch Probieren ermittelt werden. Es hat sich gezeigt, daß die Druckluftzufuhr zur unteren Gruppe von Luftaustrittsoffnungen im Blaskopf 30 stärker gedrosselt werden muß, als diejenige zur oberen Gruppe.

Bei der Herstellung von Formteilen durch Einblasen von Sand mit hoher Geschwindigkeit können sich insofern Schwierigkeiten ergeben, als Abrieb und eine entsprechende

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Beschädigung der Modellplatten 15 erfolgt. Obwohl die dargestellte Düse 36 parallele Wandungen aufweist, hat sich herausgestellt, daß diese Schwierigkeiten dadurch zumindest vermindert werden können, daß man der Düse 36 eine zunächst konvergierende und dann divergierende Gestalt gibt, also einen oberen, ähnlich dem Hauptbereich des Blaskopfes 30 konvergierenden Abschnitt und einen anschließenden Endabschnitt mit sich vergrößerndem Querschnitt vorsieht. Dadurch läßt sich ein nicht divergierender Sandstrahl erzeugen, bei dem ein direktes Auftreffen auf die Modellplatten 15 weitestgehend vermieden ist.

Weiterhin ist beim Blaskopf 30 bemerkenswert, wie diejenige I/uft entweichen gelassen wird, welche zusammen mit dem Sand in die Formkammer eintritt. Es sind nicht nur Entlüftungskanäle 39 in den Platten 13 vorgesehen, welche sich in nicht dargestellten Entlüftungsbohrungen der Modellplatten 15 fortsetzen, sondern es sind auch Entlüftungskanäle 40 im Futter beiderseits der Düse 36 vorgesehen, welche über Entlüftungskanäle 41 und 4-2 zu Auslaßkammern 4-3 führen, welche mit der Atmosphäre in Verbindung stehen.

Die Modellplatten 15 sind am Umfang mit nicht dargestellten, umlaufenden Kanälen zur Aufnahme von Dichtungsschleifen aus Polyurethanschlauch oder einem Schlauch ähnlichen Kunststoffs versehen, um die Modellplatten 15 im Futter 7 abzudichten und das Entweichen von Luft zwischen diesen Bauteilen auf ein Mindestmaß zu reduzieren, wodurch der Verschleiß des Futters auf Grund von Abrieb durch Sandpartikel niedrig gehalten wird, welche durch die Luft in den Zwischenraum zwischen diesen Bauteilen bewegt werden.

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Die Modellplatten 15 sind in den Unterlageklötzen 14 mit geringem Spiel angeordnet und werden durch Stellschrauben gehalten. Auf diese Weise ist eine feine Justierung sowohl der seitlichen als auch der senkrechten Stellung der Modellplatten 15 möglich, so daß die Einformungen an den einander gegenüberliegenden Flächen benachbarter, aneinandergesetzter Formteile genau aufeinander ausgerichtet sind.

Senkrecht unterhalb der Kolben/Zylinder-Einheit 16, 17 ist die Eblben/Zylinder-Einheit 12 zur Betätigung des Ausstoßstempels 11 vorgesehen. Der Ausstoßstempel 11 ist auf zwei seitlichen Stangen 44 gehalten und geführt, deren Längsachsen geringfügig oberhalb der Wirkungslinie der Kolben/Zylinder-Einheit 12 liegen. Dies hat zur Folge, daß sich eine aufwärts gerichtete Eraftkomponente ergibt, welche einem Durchbiegen der Stangen 44 entgegenwirkt, wenn der Ausstoßstempel 11 voll nach rechts in Fig. 1 vorgeschoben ist.

Der von der Kolben/Zylinder-Einheit 12 betätigte Ausstoßstempel 11 drückt in der unteren Stellung des Schieberahmens 6 das jeweils gerade in der Formkammer gebildete, einen Sandblock darstellende Formteil aus der öffnung 7 bzw. der Formkammer vor eine Reihe zuvor erzeugter Formteile, welche sich in Fig. 1 rechts von der Vorrichtung erstreckt. Da jedes Formteil auf beiden senkrechten Seitenflächen Einformungen aufweist, wird ein Gießhohlraum von den beiden einander gegenüberliegenden Flächen jeweils zweier benachbarter Formteile gebildet.

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Da auf der in Fig. 1 rechten Seite der Vorrichtung keine Kolben/Zylinder-Einheit zur Formteilbildung bzw. -verdichtung vorgesehen ist, steht Raum zum Einsetzen von Kernen in die zugängliche Fläche des letzten Formteils der Formteilreihe zur Verfugung, und zwar trotz des gedrungenen Aufbaus der Vorrichtung und des Umstandes, daß die Längsachse der Formteilreihe sich senkrecht unterhalb desjenigen Bereiches erstreckt, in welchem die Formteile nacheinander erzeugt werden. Das Kerneinsetzen kann entweder automatisch oder von Hand erfolgen.

Es sind zwei unterschiedliche Funktionsweisen möglich, nämlich eine langsamere und einfachere einerseits und eine schnellere andererseits. Im letzten Fall führen Ausstoßstempel 11 und somit die zugehörige Kolben/Zylinder-Einheit 12 abwechselnd kurze und lange Hüb_e aus. Bei der langsameren Funktionsweise läuft der Ausstoßstempel 11 in der unteren Stellung des Schieberahmens 6 durch dessen öffnung 7, um das gerade erzeugte Formteil nicht nur aus der Formkammer bzw. der öffnung 7 heraus, sondern auch gegen das letzte Formteil der Formteilreihe zu drücken und zusätzlich die gesamte Formteilreihe um eine Strecke gleich der Dicke eines Formteils weiterzubewegen. Dann läuft der Ausstoßstempel 11 zurück bis in die Ausgangsstellung. Nur in dieser kann der Schieberahmen 6 wieder in die obere Stellung bewegt werden, so daß ein weiteres Formteil geblasen werden kann.

Bei der schnelleren Funktionsweise läuft der Ausstoßstempel 11 lediglich so weit vor, daß das jeweils gerade

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erzeugte Formteil in der unteren Stellung des Schieberahmens 6 aus letzterem ausgestoßen wird, worauf der Stempel 11 wieder schnell zurückläuft. Dann bewegt sich der Schieberahmen 6 in die obere Stellung, so daß unverzüglich ein neues Formteil geblasen werden kann. Dabei läuft der Ausstoßstempel 11 ein zweites Mal vor, und zwar unter dem Schieberahmen 6 hindurch und mit einem längeren Hub, um das zuvor ausgestoßene Formteil weiter an die Formteilreihe zu bewegen und letztere weiter zu befördern.

Mit der langsameren Funktionsweise können beispielsweise 360 Formteile in der Stunde erzeugt werden, während mit der schnelleren Funktionsweise 450 Formteile in der Stunde produziert werden können.

Nachstehend sind die langsamere und die schnellere Funktionsweise der Vorrichtung an Hand der in Fig. 6 dargestellten hydraulischen Schaltung und der in Fig. 7 veranschaulichten pneumatischen Schaltung beschrieben. Die größeren hydraulischen Ventile sind vorgesteuert und in gestrichelten Rechtecken dargestellt, während die kleineren hydraulischen Ventile unmittelbar betätigt werden.

Es sei angenommen, daß der Schieberahmen 6 die untere Stellung einnimmt, und daß die Modellplatten 15 vollständig zurückgezogen sind. Zunächst wird ein elektromagnetisches Ventil SV betätigt, um die Kolben/Zylinder-ELnheiten 9 mit Hydraulikflüssigkeit zu beaufschlagen und den Schieberahmen 6 nach oben zu bewegen. Dadurch wird Hydraulikflüssigkeit aus den Kolben/Zylinder-Einheiten 10 herausgedrückt. Während des größten Teils der Aufwärtsbewegung fließt die Hydraulik-

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flüssigkeit von den Kolben/Zylinder-Einheiten 10 frei zum Reservoir T zurück, und zwar durch Auslässe in den Seitenwandungen dieser Einheiten 10, welche in der Nähe von deren oberen Enden vorgesehen sind. In der Nähe des oberen Totpunktes des Schieberahmenhubes verschließen die Kolben der Einheiten 10 diese seitlichen Auslässe, so daß der letzte Teil der Schieberahmenbewegung gedämpft wird, weil die Hydraulikflüssigkeit dann nur durch Auslässe an den Stirnseiten der Kolben/Zylinder-Einheiten 10 austreten kann und eine Drossel E durchströmen muß. Der beim Verschließen der seitlichen Auslässe durch die Kolben an sich zu erwartende Schlag wird dadurch vermieden, daß die stirnseitigen Auslässe nicht nur über die Drossel R mit dem Reservoir T verbunden sind, sondern auch über ein schnell ansprechendes Rückschlagventil CY 1 mit einer Bydraulikflüssigkeitszufuhrleitung, so daß der Druck in den Kolben/Zylinder-Einheiten 10 nicht über den Druck der zugeführten Hydraulikflüssigkeit ansteigen kann.

Sobald der Schieberahmen 6 die obere Stellung erreicht, wird ein Endschalter UL betätigt, welcher die Betätigung eines Elemmventils CV bewirkt, so daß ein Verstärker I mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, welcher eine

zusätzliche Druckbeaufschlagung, beispielsweise mit 210 kg/cm , der Kolben/Zylinder-Einheiten 9 bewirkt, um den Schieberahmen 6 fest in der oberen Stellung zu halten.

Gleichzeitig bewirkt der Endschalter UI/ die Betätigung eines Zylindervorschubventils G und eines Kolbenvorschubventils D, so daß diese in die linke Stellung schalten und Hydraulikflüssigkeit der Hochdruckseite der Vorfüll-Kolben/Zylinder-Ei:

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heit 24- zugeführt wird und diese eine beträchtliche Hydraulikflüssigkeit sm enge bei niedrigem Druck von der Niederdruckseite in den Zylinder 17 durch ein Vorfüllventil PV hindurch fördert, um die rechte Modellplatte 15 schnell in die öffnung 7 bzw. die Formkammer im Schieberahmen 6 zu bewegen. Diese Bewegung bewirkt eine Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit aus den Kolben/Zylinder-Einheiten 27 durch das Ventil C hindurch zum Reservoir T und findet solange statt, bis ein hinsichtlich seiner Position verstellbarer Endschalter BL 1 angibt, daß die Modellplatte 15 die richtige Position einnimmt, und das Ventil C in Mittelstellung schaltet, so daß die Rücklaufleitung zum Reservoii T unterbrochen und somit die Bewegung angehalten ist. Gleichzeitig wird die linke Modellplatte 15 in entgegengesetzter Richtung bewegt, so daß Hydraulikflüssigkeit aus den Kolben/Zylinder-Einheiten 28 verdrängt wird, bis ein Endschalter BL 2 die Bewegung durch Umschalten des Ventils D in Mittelstellung beendet. Ein übermäßiger Druck in den Kolben/Zylinder-Einheiten 27 und 28 und ein Schlag beim Schließen der Ventile 0 und D ist durch Verbindungen zu Hydraulikflüssigkeitszufuhrleitungen über Rückschlagventile 00 vermieden.

Zwischenzeitlich ist die Platte 31 in. Schließstellung bewegt worden, und zwar gesteuert durch ein Ventil SG, nachdem die erforderliche Sandfüllung in den Blaskopf 30 gelangt ist. Ein Vorsteuerventil PC wird betätigt, um das Vorfüllventil PV umzuschalten, so daß der Zylinder 17 von der Vorfüll-Kolben/Zylinder-Einheit 24 abgeschaltet wird. Ein pneumatisches Ventil SS (Fig. 7) läßt Luft zu der pneumatischen Blaskopf-Verschlußdichtung gelangen.

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Dann, öffnet ein pneumatisches Ventil KB die Ventile 34 und 35» um den Sand durch die Düse 36 in die Formkammer zu blasen. Nunmehr wird ein hydraulisches Ventil SQ betätigt, um den Zylinder 17 mit Hydraulikflüssigkeit hohen Drucks zu beaufschlagen, so daß die Sandmasse in der Formkammer zu einem dichten und selbsttragenden Formteil verdichtet wird.

Anschließend werden die Modellplatten 15 zurückgezogen, und zwar zunächst langsam durch öffnen eines Ventils SD, welches den Kolben/Zylinder-Einheiten 27 und 28 über Drosseln E Hydraulikflüssigkeit hohen Drucks zukommen läßt, wobei die Vorfüll-Kolben/Zylinder-Einheit 24 hochdruckseitig mit dem Hydraulikflüssigkeitsreservoir Ϊ verbunden ist, so daß die Hydraulikflüssigkeit im Zylinder 17 durch das Vorfüllventil PV hindurch in die Einheit 24 zurückgedrückt werden kann. Das Ventil PV ist mittlerweile in die Ausgangsstellung zurückgeschaltet. In die Vorfüll-Kolben/Zylinder-Einheit 24 wird mehr Hydraulikflüssigkeit zurückgedrückt, als sie geliefert hat, und zwar auf Grund der zusätzlichen Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit hohen Drucks zum Zylinder beim Formt eilverdichten. Der Überschuß entweicht zum Reservoir T über ein federbelastetes Rückschlagventil E durch einen Auslaß P, welcher am Ende der Kolbenbewegung freigegeben wird. Die beiden Ventile C und D werden dann gleichzeitig von der Mittelstellung in die rechte Stellung umgeschaltet, so daß Hydraulikflüssigkeit hohen Drucks schnell zu den Kolben/Zylinder-Einheiten 27 und 28 fließen kann und die Modellplatten 15 schneller aus der Formkammer zurückgezogen werden. Die Rückzugsbewegung wird durch Endschalter WL 1 und WL 2

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beendet. Die Modellplatten 15 nehmen dann die in Fig. 1 mit gestrichelten Linien wiedergegebenen Stellungen ein.

Das Lösen der Modellplatten 15 vom jeweils erzeugten Formteil wird dadurch unterstützt, daß man Druckluft in umgekehrter Richtung durch die Kanäle 39 strömen läßt.

Zwischenzeitlich ist ein Ventil EX in der pneumatischen Schaltung (Fig. 7) betätigt worden, um ein pneumatisch gesteuertes Entlüftungsventil EV zu öffnen und den Blaskopf 30 zu entlüften. Auch ist die Druckluft aus der Blaskopfverschlußdichtung herausgelassen und die Platte 31 durch die hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 32 geöffnet, um eine neue Sandfüllung in den Blaskopf 30 gelangen zu lassen.

Der Schieberahmen 6 kann sich nunmehr mit einem neu erzeugten Formteil nach unten bewegen. Dies geschieht, indem der aufwärts gerichtete Klemmdruck, mit welchem die hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheiten 9 durch den Verstärker I beaufschlagt sind, abgebaut wird und die Kolben/Zylinder-Einheiten 10 über das Ventil SV betätigt werden. Die Abwärtsbewegung wird am Schluß ebenso gedämpft, wie die vorherige Aufwärtsbewegung, indem Hydraulikflüssigkeit zunächst frei zum Reservoir T über das Ventil SV durch seitliche Auslässe in der Nähe der unteren Enden der Kolben/Zylinder-Einheiten 9 entweichen kann, jedoch nach Verschluß dieser Auslässe nur über eine Drossel R 3 zum Reservoir T und ein Rückschlagventil F zu einer Zufuhrleitung für Hydraulikflüssigkeit hohen Drucks.

Sobald der Schieberahmen 6 die untere Stellung erreicht, wird ein Endschalter DL betätigt. Dadurch wird die

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Kolben/Zylinder-ELnheit 12 gestartet, um das erzeugte Formteil aus der Formkammer mittels des Ausstoßstempels 11 auszustoßen.

Bei der langsamen Funktionsweise werden zunächst ein größeres Ventil EL und ein dazu paralleles, kleineres Ventil ES gleichzeitig betätigt, um einen größtmöglichen Durchfluß zur Eolben/Zylinder-ELnheit 12 zu gewährleisten. Nach einer kurzen Zeitspanne wird das größere Ventil EL abgeschaltet, so daß die Kolbenbewegung der Einheit 12 sich verlangsamt, bevor der Stempel 11 am Formteil zur Anlage kommt. Der Stempel 11 legt sich sanft an das Formteil an. Diese Anlage bewirkten Aufbau eines Rückdruckes in der Kolben/Zylinder-Einheit 12, welcher von einem Druckschalter PS überwacht wird. Dieser betätigt das Ventil EL noch einmal, um das Formteil schnell zu bewegen. Nach einer von einem hinsichtlich der Position verstellbaren Endschalter ELS vorgegebenen Bewegungsstrecke wird das Ventil EL abgeschaltet, so daß sich die Bewegung des Formteils verlangsamt, gerade bevor es auf das letzte Formteil der Formteilreihe auftrifft. Das Auflaufen auf die Formteilreihe ist daher sanft, so daß Beschädigungen sowohl des neu erzeugten Formteils als auch der Formteilreihe vermieden sind. Es baut sich wieder ein Druck auf, welcher den Druckschalter PS schließt, wobei diesmal auch das kleinere Ventil ES schließt und umschaltet, so daß Hydraulikflüssigkeit zu einem Vorsteuerventil PE gelangt. Gleichzeitig wird das größere Ventil EL in derselben Richtung wie zuvor betätigt, doch kann diesmal Hydraulikflüssigkeit durch das Ventil EL nicht nur zur Kolben/Zylinder-Einheit 12 fließen, sondern durch das Vorsteuerventil PE

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auch zu einer Kolben/Zylinder-Einheit CE, welche einen nicht dargestellten Förderer bewegt, auf welchem die gesamte Formteilreihe ruht. Diese wird also einschließlich des neu erzeugten Formteils um einen Schritt nach vorne bewegt, und zwar um eine Strecke gleich der Dicke eines Formteils, wie ein Endschalter IS festlegt. Zunächst bewirkt der Endschalter IS nach einer kurzen Zeitspanne nur ein Schließen des größeren Ventils EL·, wobei das kleinere Ventil ES offenbleibt, so daß sich die Bewegung der Formteilreihe sanft verlangsamt. Dann schließt auch das Ventil ES, um die Formteilreihe zum Stillstand zu bringen, und das Ventil EL· wird zurückgeschaltet, um die beiden Kolben/ Zylinder-Einheiten 12 und CR schnell in die Ausgangsstellung zurückzubringen. Damit ist ein vollständiger Funktionszyklus abgeschlossen, und der Schieberahmen 6 kann sich nach oben bewegen, so daß ein neuer Funktionszyklus ablaufen kann.

Bei der schnelleren Funktionsweise kann dieselbe Kolben/Zylinder-Einheit 12 zum Ausstoßen verwendet werden. Es ist lediglich erforderlich, einen zusätzlichen Endschalter LS vorzusehen, um den Kolbenhub nach Ausstoßen des gerade erzeugten Formteils aus dem Schieberahmen 6 zu beenden und den Kolbenrücklauf zu bewirken. Sobald dann der Schieberahmen 6 sich nach oben bewegt hat, wird die Kolben/ Zylinder-Einheit 12 wiederum so betätigt, wie bei der langsameren Funktionsweise, wobei der zweite Kolbenrücklauf der Kolben/Zylinder-Einheit 12 beendet ist, bevor der Schieberahmen 6 wieder mit einem neuen Formteil herunterläuft.

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Es sind verschiedene Kopplungen und Endschalter vorgesehen, welche gewährleisten, daß die verschiedenen Vorgänge in der richtigen Reihenfolge ablaufen. Da alldies auf dem Gebiete der automatischen Steuerung bekannt ist, erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung. Auch geschehen bestimmte andere Vorgänge während eines Funktionszyklus, deren Beschreibung überflüssig ist. Beispielsweise sind am Schieberahmen 6 Sprühdüsen vorgesehen, welche beim Hochlaufen des Schieberahmens 6 ein aus einem Reservoir PC (Pig. 7) entnommenes Trennmittel auf die Modellplatten 15 sprühen, gesteuert von einem pneumatischen Ventil PSS. Dasselbe Ventil PSS vermittelt die Zufuhr von Schmiermittel zur Platte 31 des Blaskopfverschlusses. Beim Formteilausstoßen öffnet ein pneumatisches Ventil BC, sobald das jeweils neu erzeugte Formteil an die Formteilreihe angesetzt ist, um Düsen mit Luft zu beaufschlagen, welche losen Sand von den Formteilen wegblasen. Auch dürfte es überflüssig sein, die übliche Filterung und Kühlung für die Hydraulikflüssigkeit bzw. die Druckluft gemäß Fig. 6 bzw. 7 im einzelnen zu schildern.

Das Gießen von Metall in die Gießhohlräume der Formteilreihe kann auf die in der DT-PS 1 082 011 geschilderte Art und Weise erfolgen, ebenso wie das Aufbrechen der Gießformen und die Sandrückführung. Kerne können entweder von Hand oder gemäß dem Vorschlag nach DT-PS 1 508 739 eingesetzt werden.

Die Endschalter, welche den Hub der verschiedenen Kolben/Zylinder-Einheiten steuern, können auf einfache Weise verstellt werden, um die Dicke der erzeugten Formteile ent-

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sprechend den Erfordernissen der jeweils verwendeten Modellplatten 15 "bzw. der dadurch hervorzubringenden Einformungen zu ändern. Auch ist eine solche Abwandlung möglich, daß statt einzelner Formteile mit Einformungen an beiden senkrechten Seitenflächen ein Paar von Rücken an Kücken stehenden Formteilen erzeugt wird, indem man eine lose, senkrechte, ebene Widerlagerplatte in der Mitte der Formkammer einsetzt. Diese Platte könnte am Schieberahmen 6 oder am Gestellt 1 rückziehbar angeordnet und in der Bewegungsrichtung der Modellplatten 15 begrenzt beweglich sein, um ihre Position in der Formkammer einzunehmen und zu gewährleisten, daß beide Formteile eine gleiche Verdichtung erfahren. Bei diesen Formteilen kann es sich um eine obere bzw. eine untere Gießformhälfte handeln, welche nach Ausstoßen aus dem Schieberahmen 6 in waagerechte Lage gedreht und übereinandergesetzt werden, wie in der DT-PS ... (Patentanmeldung mit der Priorität der britischen Anmeldung 28 261/74 vom 26. 6. 1974) beschrieben.

Die Modellplatten 15 können mindestens einen rückziehbaren Kern aufweisen, welcher in einem Winkel zur Bewegungsrichtung der Modellplatten 15 durch letztere vorsteht, und welcher vor dem Formteilblasen vorgeschoben und anschließend zurückgezogen wird, bevor die Modellplatten 15 zurückgezogen werden.

Die Modellplatten 15 können nach der Herstellung von Formteilen bestimmter Gestalt von Hand oder automatisch ausgewechselt werden, um Formteile anderer Gestalt zu erzeugen. Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich, ist jeder Modellplatte 15 ein Scherengestänge 45 zugeordnet, welches quer zur Vorrichtung auf einer waagerechten Schiene 46 verfahrbar ist, die in einer senkrechten Ebene verläuft, in welcher die zugehö-

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rige Modellplatte 15 in voll zurückgezogener Stellung liegt. Klauen 47 ergreifen die zugehörige Modellplatte 15 bei gestrecktem Scherengestänge 45, wobei die Modellplatte 15 gleichzeitig vom zugehörigen Unterlage^klotz 14 durch Zurückziehen nicht dargestellter Verriegelungsstifte gelöst wird. Dann wird das Scherengestänge 45 zusammengezogen, um die Modellplatte 15 anzuheben, und auf eine Vorrichtungsseite verfahren, wo das Scherengestänge wieder gestreckt wird und die Klauen 47 die Modellplatte 15 freigeben. Dann kann eine andere Modellplatte 15 aufgenommen und in die Vorrichtung gebracht werden, in-dem das jeweilige Scherengestänge 45 in der umgekehrten Reihenfolge der geschilderten Vorgänge betätigt wird.

Ein schnelleres Modellplattenwechseln ist dann möglich, wenn auf jeder Schiene 46 zwei Scherengestänge 45 angeordnet werden, so daß beim Herausnehmen einer alten Modellplatte 15 aus der Vorrichtung durch ein Scherengestänge 45 das andere Scherengestänge 45 gleichzeitig die neue Modellplatte 15 aufnehmen kann, worauf beide Scherengestänge 45 verfahren werden, so daß die neue Modellplatte 15 eingesetzt und die alte Modellplatte 15 abgelegt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1.J Vorrichtung zur automatischen Herstellung kastenloser Gießformen mit einem mindestens eine öffnung aufweisenden Send.eberahmen und zwei einander gegenüberliegenden Modellplatten, wobei die Modellplatten zur Bildung einer Formkammer in die öffnung und zur Verdichtung des durch Einblasen von Sand in die Formkammer gebildeten Formteils weiter aufeinander zu horizontal beweglich sind, und wobei der Schieberahmen mit dem verdichteten Formteil aus dem Raum zwischen den Modellplatten nach Rückzug derselben längsverschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß dei Schieberahmen (6) vom Raum zwischen den Modellplatten (15) weg senkrecht nach unten längsverschieblich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Modellplatten (15) durch eine einzige Kolben/Zylinder-Einheit (16, 17) betätigbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) der Kolben/Zylinder-Einheit mit der einen Modellplatte (15) und der Zylinder (17) der Kolben/Zylinder-Einheit mit der anderen Modellplatte (15) verbunden ist, wobei der Zylinder (17) längsbeweglich angeordnet ist.

4-, Vorrichtung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß die eine Modellplatte (15) unmittelbar am Kolben (16) angebracht ist, und daß die andere Modellplatte (15) durch Stangen (19) mit dem Zylinder (17) verbunden ist, welche sich beiderseits der öffnung (7) des Schieberahmens (6) erstrekken.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, gekennzeichnet durch einen entlang einer festen Achse beweglichen Ausstoßstempel (11) zum Ansetzen des jeweils gebildeten Normteils an eine zu dieser Achse koaxiale Formteilreihe.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoßstempel (11) abwechselnd mit kurzem und langem Hub zum Ausstoßen des Formteils aus der Öffnung (7) des Schieberahmens (6) bzw. zum Ansetzen des ausgestoßenen Formteils an die Formteilreihe nach Bewegung des Schieberahmens (6) mit der Öffnung (7) zwischen die Modellplatten (15) t>etätigbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 6 in Verbindung mit Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorfüll-Kolben/Zylinder-ELnheit (24) welche an die Kolben/ Zylinder-Einheit (16, 17) der Modellplatten (15) angeschlossen ist und dieselbe mit einem großen Druckmittelvolumen niedrigen Drucks zur Bewegung der Modellplatten (15) in die Öffnung (7) des Schieberahmens (6) beaufschlagt, und durch eine Hochdruck-Druckmittelquelle, welche über Ventile (SQ, PG, PV) zur Formteilverdichtung mit der Kolben/Zylinder-Einheit (16, 17) der Modellplatten (15) verbindbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 6 in Verbindung mit Anspruch 2 oder nach Anspruch 7₅ gekennzeichnet durch gesonderte, einfach wirkende Kolben/Zylinder-Einheiten (27_t 28), welche zusätzlich zu der Kolben/ Zylinder-Einheit (16, 17) der Modellplatten (15) mit letzte-

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ren Zinn Herausziehen aus der öffnung (7) des Schieber ahmens (6) nach der Iformteilbildung verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Modellplatten (15) in die öffnung (7) des Schieberahmens (6) durch die Kolben/Zylinder-Einheit (16, 17) durch Steuerung der Druckmittelverdrängung aus den gesonderten, einfach wirkenden Kolben/Zylinder-Einheiten (27, 28) steuerbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Blaskopf mit einer Düse vorgesehen ist, welche in einen Längsschlitz des Schieberahmens eingreift, der zu dessen öffnung führt, gekennzeichnet durch neben dem Längsschlitz vorgesehene Entlüftungskanäle (40) für die öffnung (7) des Schieberahmens (6).

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