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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Modellformen
Bei der Herstellung von Gegenständen durch Giessen oder Pressen macht man im allgemeinen eine
Modellform. Diese stimmt in ihrer Abmessung mit dem fertigen Gegenstand überein und dient zur Her- stellung der eigentlichen Giess-oder Pressform für den Fertigungsprozess. Die Modellform wird im allge- meinen aus Holz hergestellt. Ist die Modellform verhältnismässig gross und verwickelt so ist es üblich, die Modellform aus einem geschichteten Holzblock herzustellen. Die Schichtung des Blockes muss so ge- wählt werden, dass die Holzfasern an den einzelnen Stellen in der erwünschten Richtung verlaufen und dass gleichzeitig Formveränderungen (Schwinden) verhindert werden, beispielsweise infolge Veränderung des
Feuchtigkeitsgehaltes.
Dieses bekannte Verfahren erfordert sehr grosse Geschicklichkeit. und die zur Her- stellung benötigte Zeit ist insbesondere bei verwickelten Formen ausserordentlich gross. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung dreidimensionaler Modellformen mit grösserer Schnelligkeit und Einfachheit zu gestatten, als dies bisher möglich war.
Gemäss der Erfindung ist eine Anordnung zum Herstellen von Modellformen gekennzeichnet durch eine oder mehrere Tragplatten, eine grössere Anzahl von Stäben, welche in den Tragplatten in ihrer
Längsrichtung verschiebbar gehalten sind, und Mittel zum Sichern der Stäbe gegen ungewollte Verschie- bung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner das Verfahren zur Herstellung von Modellen oder Formen, welches folgende Arbeitsschritte umfasst :
Eine grosse Anzahl stabförmiger Elemente wird in Richtung ihrer Längsachse in bezug auf einen Träger für die gesamte Gruppe so eingestellt, dass die entsprechenden Enden der Stäbe auf einer Fläche liegen, die mit einer Fläche der herzustellenden Form übereinstimmt ; der Zwischenraum zwischen den Enden der
Stäbe wird gefüllt, und die Enden werden mit einem härtbaren Kunststoff überdeckt. Die Überdeckung der
Stäbe wird entweder vor oder nach dem Härten der plastischen Masse soweit entfernt, dass eine Fläche entsteht, die mit den Enden der Stäbe zusammenfällt.
Für das Verfahren kann jede geeignete oder gebräuchliche plastische Masse verwendet werden ; besonders geeignet sind aber thermoplastische Massen, wie z. B. ein Wachs. Das Wachs wird im geschmolzenen Zustand vorteilhafterweise in den Zwischenraum zwischen den Stäben eingegossen, wobei es gleichzeitig die Stabenden bedeckt und worauf man es abkühlen lässt. Daraufhin wird das die Stäbe bedeckende
Wachs, beispielsweise unter Verwendung eines erwärmten Lappens, Kratzers oder eines sonstigen geeigneten Werkzeuges, entfernt, bis die Stabenden und die Oberfläche des Wachses oder plastischen Materials zusammenfallen. Die fertige Oberfläche soll glatt und zwischen den Stäben frei von Unregelmässigkeiten sein.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Anordnung zur Herstellung solcher Modellformen für Giess- und Pressverfahren und ist gekennzeichnet durch eine Anzahl stabförmiger Elemente, mindestens eine gemeinsame Trägerplatte für diese Stäbe und besondere Mittel, um die Stäbe im Träger gegen ungewollte Verschiebung zu sichern, wobei diese Sicherungsmittel eine Justierung der Stäbe in ihrer Längsrichtung zulassen, dergestalt, dass die zugehörigen Enden der Stäbe in einer Fläche liegen, die mit dem Urmodell erzeugt werden soll.
Die Anordnung wird dabei vorteilhafterweise so getroffen, dass der Träger eine Platte aufweist, die eine grössere Anzahl Löcher in bestimmten Abständen besitzt und deren jedes einen Stab aufnimmt. Die Löcher können dabei so verteilt sein, dass die Stäbe in allen Richtungen voneinander gleichmässigen Ab-
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Die Einstellvorrichtung 10 wird nach jeder geeigneten, an sich bekannten Weise, beispielsweise von Hand, elektrisch oder elektronisch betätigt, um den Anschlag 11 in der richtigen Höhe einzustellen. Dadurch wird der Anschlag 11 bei jeder Lage der Einstellvorrichtung 10'auf die erforderliche Höhenlage gebracht, die der Kontur der herzustellenden Form entspricht. Darauf wird die Druckvorrichtung betätigt und schiebt den darüberliegenden Stab solange aufwärts, bis dessen oberes Ende den Anschlag 11 berührt. Es ist selbstverständlich, dass vor der Betätigung der Einstellvorrichtung 10 und der Druckvorrichtung 13 alle
Stäbe 9 in eine untere Ausgangslage gebracht werden, beispielsweise indem man sie gemeinsam gegen eine untere Anschlagplatte drückt.
Die Fig. 2 zeigt die Platte 8 vergrössert zusammen mit den Stäben 9. Jeder Stab wird durch eine an der Grundplatte 8 befestigte Reibplatte 15 gehalten, derart, dass sich die Stäbe 9 nicht ungewollt verschiebenoder leicht durch die Druckvorrichtung 13 verschoben werden können. Die nachzubildende Formfläche ist durch die Linie 16 (Fig. 3) angedeutet, und man sieht, dass die oberen Enden der Stäbe 9 (weiter oben auch als zusammengehörige Enden bezeichnet) in dieser Oberfläche liegen. Die plastische Masse soll möglichst nur den Raum zwischen den oberen Enden der Stäbe ausfüllen.
Würde man den gesamten Raum zwischen den Stäben oberhalb der Platte 8 ausfüllen, so würde dies eine erhebliche Materialvergeudung darstellen, und ausserdem könnten dadurch die Befestigungsmittel für die Stäbe, das sind in der Darstellung die Reibplatten 15, beschädigt werden. Um dies zu verhindern, kann man die Stäbe auch mit Manschetten 17 versehen (Fig. 3 und 4), die quadratischen Querschnitt und abgerundete Enden haben, so dass sie bei der Verschiebung entlang der Stäbe leicht nebeneinander vorbeigleiten können. Die quadratischen Manschetten 17 schliessen aneinander an, so dass sie eine abgestufte Fläche bilden, wobei die eingefüllte plastische Masse nur bis zu dieser abgestuften Fläche dringt. Die Manschetten 17 dienen gleichzeitig zur gegenseitigen Abstützung der oberen Enden der Stäbe 9 gegeneinander.
AnStelle der Manschetten 17 kann man auch eine weitere Platte oberhalb der Tragplatte 8 anordnen, welche verhindert, dass entlang der Stäbe laufende plastische Masse bis zur Grundplatte 8 herunterläuft.
Die Stäbe 9 sind in der Platte 8 so angeordnet, dass sie zueinander senkrecht verlaufende Reihen bilden. Die Reihe in der einen Richtung kann man beispielsweise als X-Koordinate und die Reihe senkrecht dazu als Y-Koordinate in der Ebene der-Grundplatte 8 auffassen, während dieZ-Koordinate durch die Höhe der Stabenden über einer horizontalen Bezugsebene, beispielsweise der Ebene der Grundplatte 8, dargestellt wird. Ist der mathematische Ausdruck für die Fläche des Modelles bekannt, so kann diese in Form der X- und Y-Koordinaten in die Brücke 6 und die Einstellvorrichtung 10 eingespeist werden, so dass letztere für jedes beliebige Koordinatenpaar in die Lage des zugehörigen Stabes gebracht wird, worauf für diesen Stab die Höhe des Anschlages 11 der Einstellvorrichtung 10 in Abhängigkeit von der Z-Koordinate über der Grundplatte 8 eingestellt wird.
Wird die Fläche der Form nach einer Zeichnung bestimmt und ist eine mathematische Formel für die Fläche nicht bekannt, dann kann man die Schnittprofile der Formoberfläche in den Koordinatenebenen bestimmen und diese Profile nachbilden, indem man die Einstellvorrichtung 10 entlang des Profiles verschiebt und die Höhe jedes einzelnen Stabes unter Verwendung des Anschlages 11 mit dem Profil in Übereinstimmung bringt. Darauf wird die Brücke 6 in die folgende
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angepasst usw.
Brücke 6 und Querträger 12 können in jeder geeigneten bekannten Weise verstellt werden, beispielsweise durch eine Spindel oder durch eine Rastenverschiebung. Wenn die Stäbe sehr eng beieinander stehen, ist möglicherweise die Verwendung von Teilplatten oder andern Lehren erforderlich.
Die Einstellvorrichtung 10 kann auch weggelassen und statt dessen die Schubvorrichtung 13 auf der Brücke 6 angeordnet werden, wobei dann die Stäbe von einer oberen Ausgangslage ausgehend eingestellt werden. Zu diesem Zweck wird die Verschiebung des Druckhammers 14 (und damit die Höhe der Stäbe über der Ebene 8) veränderlich und einstellbar gemacht, beispielsweise unter Verwendung von Lochstreifen oder andern Mitteln.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Herstellung von Modellformen, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Tragplatten, eine grössere Anzahl von Stäben, welche In der Tragplatte in ihrer Längsrichtung verschiebbar gehalten sind und Mittel zum Sichern der Stäbe gegen ungewollte Verschiebung.