DE69812807T2

DE69812807T2 - Vorrichtung zur Herstellung von Sandformen

Info

Publication number: DE69812807T2
Application number: DE69812807T
Authority: DE
Inventors: Ryoji Kanayama; Kimikazu Kaneto; Kuniyasu Mori; Shigeo Oda; Kazuo Sugimoto
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2018-08-28
Also published as: JPH1177242A; DE69812807D1; EP0900606B1; US5996678A; EP0900606A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die für die Herstellung einer Sandform durch Zufuhr von Formsand mit Hilfe eines Blaskopfes in einen Raum, der durch den Blaskopf, eine Modellplatte, einen Formkasten, einen Füllrahmen und einen Körper mit einer dünnen Platte, im folgenden dünner Plattenkörper, definiert ist, durch Vorverdichtung des zugeführten Formsands nahe der inneren Oberfläche des Formkastens durch den dünnen Plattenkörper und durch anschließendes Zusammenpressen des ganzen Formsandes in dem Raum durch Einsatz des Blaskopfes und des dünnen Plattenkörpers, verwendet wird.

Stand der Technik

Die japanische Patentveröffentlichung A Nr. Hei 9-1288, die an den Anmelder dieser Erfindung übertragen wurde, offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung einer Sandform. Beim Einsatz dieser Vorrichtung wird der Formsand dem Raum innerhalb eines Formkastens und innerhalb eines Füllrahmens dadurch zugeführt, dass man den Sand unter Nutzung seiner eigenen Schwerkraft hinein fließen lässt. (Diese Patentveröffentlichung offenbart jedoch nicht das Verfahren zur Zufuhr des Sandes.) Daher wird Formsand auch gelegentlich von dem Formkasten oder dem Formrahmen zur Seite weg verschüttet. Dies kann eine weitere Vorrichtung zur Aufnahme des verschütteten Sandes erforderlich machen. Fernerhin wird der Formsand, wenn er durch unter Nutzung seines eingeschüttet wird, nicht gleichmäßig verteilt in den Formkasten aufgegeben, sondern hat vielmehr eine schräge Oberfläche. In diesem Fall tritt beim Verdichten des Formsandes nachdem der Formsand vorverdichtet worden ist, ein unerwünschtes Phänomen in dem Teil, der die größere Menge an Sand hat, auf, das als "Katsugi" bezeichnet wird. Dies bedeutet, dass der Sand in dem Teil, in dem eine Menge Sand vorliegt, zunächst verdichtet wird, und dass wenn der Sand in dem Teil in ausreichendem Maße verdichtet ist, das Sand in dem Teil, in dem weniger Sand zurückbleibt, nicht mehr im erforderlichen Maße verdichtet werden kann. Als Ergebnis hiervon kann eine gleichmäßige Verdichtung des Sandes nicht mehr erzielt werden.
Diese Erfindung wurde in Anbetracht dieser Probleme erdacht. Sie zielt darauf ab, eine Vorrichtung, die zur Herstellung einer Sandform durch Zufuhr von Formsand unter Einsatz eines Blaskopfes in einen Raum, der durch den Blaskopf, eine Modellplatte, einen Formkasten, einen Füllrahmen und einen dünnen Plattenkörper definiert ist, durch Vorverdichtung des zugegebenen Sands nahe der inneren Oberfläche des Formkastens durch Einsatz des dünnen Plattenkörpers und durch anschließende Verdichtung allen Formsandes in dem Raum durch Verwendung des Blaskopfes und des dünnen Plattenkörpers bereit zu stellen. Durch diese Erfindung wird der Formsand nicht mit geneigter Oberfläche zugeführt, kein "Katsugi" tritt während der Formsand verdichtet wird auf und kein Formsand wird über dem Formkasten oder dem Füllrahmen verschüttet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Ansicht eines vertikalen Schnitts einer Ausführungsform dieser Erfindung
Fig. 2 ist eine Ansicht eines vertikalen Schnitts der gleichen Ausführungsform dieser Erfindung, in der der Zustand der Vorverdichtung des Formsandes dargestellt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Bei dieser Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Sandform zur Verfügung gestellt, die umfasst:
einen Formkasten (7), der verfahrbar ist und dessen Boden auf die Modellplatte (6) passend aufgesetzt werden kann,
einen Füllrahmen (30), der verfahrbar ist und dessen Bodenfläche auf die obere Stirnfläche des Formkastens (7) passend aufgesetzt werden kann und bei dem der oberste Teil seiner Öffnung kleiner ist als der unterste Teil seiner Öffnung,
einen Blaskopf (17), der an seinem Boden eine Blasplatte (15) mit Öffnungen (14) hat und der oberhalb des Tisches (5) angeordnet ist, und
einen dünnen Plattenkörper (20), der um einen Formsandbehälter (12), der einen Teil des Blaskopfs (17) bildet, herum angeordnet ist, wobei der dünne Plattenkörper (20) nahe an der äußeren Oberfläche der Blasplatte (15) aufwärts und abwärts bewegbar ist und in den eingeblasenen Formsand hinein abgesenkt werden kann,
in der der oberste Teil der Öffnung des Füllrahmens (30) eine solche Größe hat, dass die äußere Oberfläche des dünnen Plattenkörpers (20) die innere Oberfläche des obersten Teils des Füllrahmens (30) berührt, und in der die Größe und die Formgebung der Öffnung des untersten Teils des Füllrahmens (30) im wesentlichen die gleichen sind wie jene der Öffnung des Formkastens (7), und in der der Blaskopf (17) zum Einblasen von Formsand in einen Raum, der durch die Modellplatte (6), den Formkasten (7), den Füllrahmen (30), die Blasplatte (15) und den dünnen Plattenkörper (20) gebildet ist, und zum Verdichten des eingeblasenen Formsands eingesetzt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner einen Rollenförderer (8) zum Verfahren des Formkastens (7), wobei der Rollenförderer zwischen dem Formkasten (7) und dem Tisch (5) angeordnet ist.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Blasplatte (15) an einem Flansch (16) befestigt, der am unteren Rand des Körpers des Formsandbehälters (12) vorgesehen ist.
In die zuvor erwähnten Vorrichtungen können auch weitere sie bildenden Teile aufweisen.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung, die alle sie bildenden Bestandteile der oben erwähnten Ausführungsformen und wenigstens ein beliebiges anderes Bauteil umfasst

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind vier Ständer 2, 2, 2, 2 (obwohl nur zwei Ständer 2, 2 dargestellt sind) zu einem Gestell 1 miteinander vereinigt, deren obere Enden mit einem Deckenrahmen 9 verbunden sind. Zwischen den vier Ständern 2, 2, 2, 2, d. h. in der Mitte des Gestells 1, ist ein nach oben weisender Zylinder 3, wie beispielsweise ein ölbetriebener (hydraulischer) Zylinder, in dem Gestell befestigt. Der Zylinder 3 mit Hilfe der vier Ständer 2, 2, 2, 2 durch vier Rahmen abgestützt, von denen zwei jeweils in zwei andere Rahmen 4, 4 eingesetzt sind, von denen jeder an den zwei Ständern 2, 2 nahe ihrem unteren Enden befestigt ist. Ein Tisch 5 dient als Teil einer Hebevorrichtung und ist mit dem oberen Ende der Kolbenstange des nach oben ausgerichteten Zylinders 3 verbunden. Der Tisch kann aufwärts angehoben oder nach unten durch Betätigung des Zylinders 3 verstellt werden. Auf der Oberseite des Tischs 5 ist eine Modellplatte 6, auf die ein Modell aufgebracht wird, befestigt. Nahe der Mitte der vier Ständer 2, 2, 2, 2, in Längsrichtung und oberhalb des Tischs 5, befindet sich ein Formkasten 7. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist der Formkasten 7 von einem Rollenförderer 8 aufgenommen, der zwischen dem Formkasten 7 und dem Tisch 5 angeordnet ist. Der Rollenförderer 8 erstreckt sich nach links und nach rechts in Fig. 1 und transportiert den Formkasten 7. Der Formkasten 7 kann verfahren werden. Das bedeutet, dass er durch den Förderer 8 transportiert und nach oben angehoben und nach unten verstellt werden kann, wenn der Tisch 5 angehoben oder abgesenkt wird.
Oberhalb des Formkastens 7 befindet sich ein Füllrahmen 30. Die Bodenfläche des Füllrahmens kann passend auf die Oberfläche des Formkastens 7 aufgesetzt werden. Die Größe des höchsten Teils der Öffnung des Füllrahmens 30 ist kleiner als der unterste Teil seiner Öffnung. Die Größe des obersten Teils der Öffnung ist derart gewählt, dass die Außenfläche des dünnen Plattenkörpers 20 (wie dies an späterer Stelle erläutert wird) die Innenfläche des Füllrahmens 30 an der höchsten Stelle seiner Öffnung berührt. Die Größe und Form des untersten Teils der Öffnung des Füllrahmens 30 ist etwa die gleiche wie jene der Öffnung des Formkastens 7. Der Füllrahmen 30 hat eine Reihe von Belüftungsöffnungen 32, 32, in die Entlüftungsstopfen eingesetzt sind für den Austritt komprimierter Luft. Der Füllrahmen 30 wird auf Trägerrahmen 31, 31, 31, 31 aufgesetzt, von denen jeder mit jeweils einem der Ständer 2, 2, 2, 2 verbunden ist. Es können zwei Trägerrahmen, die parallel zueinander stehen, vorgesehen sein und jeder von diesen kann mit zwei Ständern 2, 2 vereinigt oder an diesen befestigt sein. Der Füllrahmen kann verschoben werden. Er wird dann angehoben und nach unten verstellt, wenn der Tisch angehoben oder abgesenkt wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung konisch zulaufend im unteren Teil (etwa das untere 1/3) des Füllrahmens und hat die Öffnung die gleiche Größe im oberen Teil (etwa 2/3 der Höhe). Die Öffnung des Füllrahmens 30 kann jedoch auch von oben bis unten konisch ausgebildet sein.
Die Modellplatte 6, der Formkasten 7, der Füllrahmen 30, eine Blasplatte 15 des Blaskopfes 17 (der an späterer Stelle erläutert werden wird) und ein dünner Plattenkörper 20 (der weiter unten erläutert werden wird) definieren bzw. umschließen einen Raum. Der Raum ist mit Formsand S gefüllt.
Von dem Deckenrahmen 9 ist ein Formsandbehälter 12, in den der Formsand S eingeführt wird, aufgenommen. Der Formsandbehälter besteht aus einem Behälterkörper, einem Deckel 13 und einer Blasplatte 15. Der obere Teil des Formsandbehälters 12 steht mit einer Quelle 10 für Druckluft über ein Ventil 11 in Verbindung. Ein Abschlussdeckel 13, der geöffnet und geschlossen werden kann, ist mit dem Oberteil des Körpers des Formsandbehälters 12 verbunden. Eine Blasplatte 15, die den Boden des Formsandbehälters 12 bildet, hat eine Anzahl von Öffnungen 14, 14. Auf diese Weise sind die Öffnungen 14, 14 am Boden des Formsandbehälters 12 vorgesehen. Es ist vorteilhaft, wenn sie gleichmäßig verteilt sind. Durch die Öffnungen 14, 14 wird der Formsand S in den oben erwähnten Raum eingeblasen (geschossen). Am Umfang des Bodens des Körpers des Formsandbehälters 12 ist ein Flansch 16 vorgesehen. Die Blasplatte 15 ist an dem Flansch 16 befestigt. Der Formsandbehälter 12 und diese seine Bestandteile um ihn herum bilden eine Blaskopf 17, der auch als Verdichter wirkt.
Die Form des Formsandbehälters 12 unterliegt keinen Einschränkungen. Beispiele der Formgebung des Körpers des Formsandbehälters 12 umfassen eine zylindrische Form und eine rechteckige Form, obwohl er im allgemeinen zylindrisch ausgebildet ist. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, sind die Formgebung und die Größe des Umrisses des Flansches 16 grundsätzlich die gleichen wie jene der Blasplatte 15. Es kann jedoch der Umriss des Flansches 16 auch eine davon abweichende Form haben oder eine kleinere Größe haben als die Blasplatte 15.
Mit der Außenseite des Formsandbehälters 12 ist ein Paar von Zylindern 18, 18 verbunden. Die Zylinder 18, 18 weisen nach unten. Ein Halter 19, der den dünnen Plattenkörper (der nachfolgend beschrieben werden wird) mit dem Zylinder 18 verbindet, ist an der Seite einer Kolbenstange jedes der Zylinder 18, 18 befestigt. Der Halter 19 ist so angeordnet, dass er nach oben angehoben und nach unten nahe der Außenfläche des Formsandbehälters 12 bewegt werden kann.
An dem Halter 19 ist ein dünner Plattenkörper 20 abgehängt. Die Innenfläche des dünnen Plattenkörpers 20 berührt die Außenfläche der Blasplatte 15. Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, berührt die Innenfläche des dünnen Plattenkörpers 20 auch die Außenfläche des Flansches 16, da der Umriss des Flansches 16 der gleiche wie der der Blasplatte 15 ist. Das bedeutet, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, dass der dünne Plattenkörper 20 in enger Anlage an der Blasplatte 15 und an dem Flansch 16 angehoben oder nach unten bewegt werden kann. Der dünne Plattenkörper 20 hat eine solche Formgebung und Größe, dass seine Außenform und Größe nahezu die gleiche oder nur geringfügig abweichend oder geringer als die Formgebung und die Größe des obersten Teils der Öffnung des Füllrahmens 30 ist. Auf diese Weise kann der dünne Plattenkörper 20 in den Formsand S im Formkasten 7 durch den Füllrahmen 30 hindurch eingeführt werden. Der dünne Körper 20 kann einstückig oder im Querschnitt in mehrere Teile unterteilt sein. Er kann beispielsweise durch vier Platten gebildet sein, um ihm einen rechteckigen oder quadratischen Umriss zu geben. Jede der vier Platten kann eine kammförmige Formgebung haben. Alternativ kann der dünne Plattenkörper 20 durch eine einzige dünne Platte gebildet sein, bei dem alle Ecken im Querschnitt abgerundet sein können. In diesem Fall kann der dünne Plattenkörper 20 durch Abbiegen einer dünnen Platte zur Bildung von vier abgerundeten Ecken hergestellt worden sein.

Funktion

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, in die Formsand S in den Formsandbehälter 12 aufgegeben worden ist, wird wie folgt betrieben:
Der nach oben weisende Zylinder 3 wird betätigt, so dass die Modellplatte 6 zusammen mit dem Tisch 5 angehoben wird. Wenn die Modellplatte 6 an der Bodenfläche des Formkastens 7 zur Anlage gebracht ist, wird auch der Modellkasten 7 angehoben. Nachdem die obere Stirnfläche des Formkastens 7 an die Bodenfläche des Füllrahmens 30 passend angelegt worden ist, wird auch der Füllrahmen 30 mit angehoben. Wenn der obere Teil des Raums, der durch die Modellplatte 6, den Formkasten 7 und den Füllrahmen 30 umschlossen ist, durch die Blasplatte 15 und den dünnen Plattenkörper 20 zur Bildung eines abgeschlossenen Raums verschlossen worden ist, wird die Hebebewegung des nach oben weisenden Zylinders 3 beendet.
Als nächstes wird das Ventil 11 zur Zufuhr von Druckluft in den Formsandbehälter 12 des Blaskopfes 17 geöffnet. Auf diese Weise wird durch die Öffnungen 14, 14 der Blasplatte 15 Formsand S zusammen mit der Druckluft in den in der oben beschriebenen Weise abgeschlossenen Raum eingeblasen, so dass sich der Raum mit dem Formsand S füllt. Da der Formsand S in den abgeschlossenen Raum zusammen mit der Druckluft eingeführt wird, wird er nicht aus dem Formkasten 7 oder dem Füllrahmen 30 verschüttet und ist die Dichte über den Raum gleichmäßig verteilt. Da die obere Öffnung des Füllrahmens 30 durch die Blasplatte 15 und den dünnen Plattenkörper 20 abgedichtet ist, gelangt der Formsand S zusammen mit der Druckluft auch nicht aus dem Oberteil der Öffnung des Füllrahmens 30 heraus und wird die komprimierte Luft durch die vielen Entlüftungsöffnungen 32, 32 ausgelassen.
Als nächstes werden die in Fig. 2 dargestellten Zylinder 18, 18 betätigt, so dass der dünne Plattenkörper 20 zur Vorverdichtung des Formsands nahe der inneren Oberfläche des Formkastens 7 nach unten vorgeschoben wird (d. h. er wird in den Formsand S eingeführt). Der dünne Plattenkörper 20 senkt sich nach unten ab, während er die innere Oberfläche des Füllrahmens 30 an seiner höchsten Stelle berührt und während er die äußere Oberfläche der Blasplatte 15 und den Flansch 16 fest berührt. In dem Formkasten 7 befindet sich der dünne Plattenkörper 20 nur in ganz geringem Abstand von dessen innerer Oberfläche. Auf diese Weise ist der sich nahe der inneren Oberfläche des Formkastens 7 befindende Formsand S wirksam vorverdichtet worden.
Als nächstes werden die Zylinder 18, 18 in entgegengesetzter Richtung betätigt, so dass der dünne Plattenkörper 20 aus dem Formsand S herausgezogen wird. Auf diese Weise ist die Vorverdichtung des Formsandes S abgeschlossen. Die Zylinder 18, 18 werden solange betätigt bis die untere Stirnfläche des dünnen Plattenkörpers 20 das gleiche Niveau wie die untere Fläche der Blasplatte 15 erreicht hat.
Der nach oben weisende Zylinder 3 wird weiter nach oben ausgefahren, um den Tisch 5, den Formkasten 7 und den Füllrahmen 30 weiter anzuheben. Auf diese Weise wird der ganze Formsand S durch den Blaskopf 17, der auch als Verdichter wirkt, und den dünnen Plattenkörper 20 verdichtet (oder zusammengedrückt oder gepresst). In diesem Falle wird der nach oben weisende Zylinder 3 betätigt, bis die untere Stirnfläche des Blaskopfes 17 (insbesondere die untere Oberfläche der Blasplatte 15) und die untere Stirnfläche des dünnen Plattenkörpers 20 das Niveau der unteren Stirnfläche des Füllrahmens 30 erreicht haben. Durch diese Schritte wird eine Sandform hergestellt.
Der nach oben weisende Zylinder 3 wird nun in der Gegenrichtung angetrieben, um den Tisch S. die Modellplatte 6, den Formkasten 7 und den Füllrahmen 30 abzusenken, so dass der Blaskopf 17, der auch als Verdichtungsvorrichtung dient, aus dem Füllrahmen 30 herausgezogen wird. Der Zylinder 3 wird weiter angetrieben, um den Tisch 5, die Modellplatte 6, den Formkasten 7 und den Füllrahmen 30 abzusenken. Auf diese Weise kehren sie in die ursprüngliche Ausgangslage zurück. Daraus folgt, dass die Modellplatte 6 vom Formsand in der Form abgezogen wird.
Nach dem Herstellen der Sand- bzw. Gießform wird der Formkasten 7 mittels des Rollenförderers 8 verfahren. Ein anderer leerer Formkasten wird vortransportiert, bis er eine vorbestimmte Stellung unter den Füllrahmen 30 erreicht hat. Dann wird wieder neuer Formsand S in den Formsandbehälter 12 des Blaskopfes 7 aufgegeben, so dass die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage erneut erreicht ist. Die zuvor beschriebene Betriebsweise wird dann wiederholt.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Formkasten 7 vortransportiert, d. h. er wird mit dem Rollenförderer 8 in die Arbeitsteilung hinein und aus dieser heraus transportiert. Anstelle des Einsatzes des Rollenförderers 8 können auch vier Tischrahmen vorgesehen werden, die an den entsprechenden Ständern 2, 2, 2, 2 befestigt sind. Der Formkasten 7 kann dann von Hand auf einen der Tischrahmen aufgesetzt werden. Es können auch zwei Tischrahmen vorgesehen sein, die parallel zueinander angeordnet sind und von denen jeder Rahmen an zwei Ständern 2, 2 befestigt ist. Schließlich kann der Formkasten 7 auch von Hand auf die Modellplatte 6 aufgesetzt werden.

Wirkung der Erfindung

Die Vorrichtung nach dieser Erfindung ist, wie oben beschrieben, aufgebaut. Daher wird bei der Aufgabe kein Formsand aus dem Formkasten oder dem Füllrahmen verschüttet. Außerdem wird der Formsand derart zugeführt, dass seine Dichte gleichmäßig über den Raum, in den er eingeführt wurde, verteilt ist. Ferner tritt beim Verdichten des Formsandes kein "Katsugi" auf. Schließlich wird, wenn der Formsand in den Raum eingeblasen wird, keiner ausgeblasen.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar und beschränken die Erfindung in keiner Weise. Dem Fachmann ist es möglich, Abwandlungen zu erdenken, die sich ebenfalls innerhalb des Rahmens der Erfindung bewegen. Die Erfindung ist lediglich durch die beigefügten Ansprüche begrenzt.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Sandform umfassend:

einen aufwärts und abwärts verstellbarer Tisch (5), auf dem eine Modellplatte (6) angebracht ist,

einen Formkasten (7), der verfahrbar ist und dessen Boden auf die Modellplatte (6) passend aufgesetzt werden kann,

einen Füllrahmen (30), der verfahrbar ist und dessen Bodenfläche auf die obere Stirnfläche des Formkastens (7) passend aufgesetzt werden kann und bei dem der oberste Teil seiner Öffnung kleiner ist als der unterste Teil seiner Öffnung,

einen Blaskopf (17), der an seinem Boden eine Blasplatte (15) mit Öffnungen (14) hat und der oberhalb des Tisches (5) angeordnet ist, und

einen dünnen Plattenkörper (20), der um einen Formsandbehälter (12), der einen Teil des Blaskopfs (17) bildet, herum angeordnet ist, wobei der dünne Plattenkörper (20) nahe an der äußeren Oberfläche der Blasplatte (15) aufwärts und abwärts bewegbar ist und in den eingeblasenen Formsand hinein abgesenkt werden kann,

in der der oberste Teil der Öffnung des Füllrahmens (30) eine solche Größe hat, dass die äußere Oberfläche des dünnen Plattenkörpers (20) die innere Oberfläche des obersten Teils des Füllrahmens (30) berührt, und in der die Größe und die Formgebung der Öffnung des untersten Teils des Füllrahmens (30) im wesentlichen die gleichen sind wie jene der Öffnung des Formkastens (7), und in der der Blaskopf (17) zum Einblasen von Formsand in einen Raum, der durch die Modellplatte (6), den Formkasten (7), den Füllrahmen (30), die Blasplatte (15) und den dünnen Plattenkörper (20) gebildet ist, und zum Verdichten des eingeblasenen Formsands eingesetzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Rollenförderer (8) zum Verfahren des Formkastens (7) umfasst, wobei der Rollenförderer zwischen dem Formkasten (7) und dem Tisch (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Blasplatte (15) an einem Flansch (16) befestigt ist, der am unteren Rand des Körpers des Formsandbehälters (12) vorgesehen ist.