CH662072A5 - Maschine zum herstellen von giessformen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen von Giessformen.

In der Giessereitechnik wurden verschiedene Verfahren und Techniken in den letzten Jahren eingeführt, um die altbekannte Methode, durch Schmelzen und Eingiessen von Metall in eine Giessform das Metall in eine gewünschte Form zu bringen, zu modernisieren. Früher sah man zu diesem Zweck ein Modell in der unteren Hälfte oder dem Unterkasten eines Formkastens vor. Sand und Ton wurden um die entsprechenden Stellen des Modells verdichtet oder festgestampft, bis der Sand und der Ton die Gestalt des Modells angenommen hatten, worauf man das Modell entfernte. Die gleiche Vorgehensweise diente zur Abformung des Modells in der oberen Hälfte oder im Oberkasten des Formkastens. Geeignete Kernstifte wurden dann, wenn erforderlich, eingesetzt, und ein Angusssystems, bestehend aus Angusskanälen und Steigern, vorgesehen. Danach wurde der Oberkasten auf den Unterkasten aufgesetzt und damit verriegelt und das Metall eingegossen.

Eine bekannte Maschine zum Herstellen von Giessformen verwendet einen Modellträger zur Aufnahme einer Platte, auf der ein Teil eines Modells befestigt ist. Das Modell ragt nach oben in einen Formkasten, der mit lockerem Giesssand gefüllt ist. Durch die Maschine kann der Formkasten mit einer Auflageplatte bedeckt werden, die eine Vielzahl von nach unten abstehenden Verdichtungsköpfen trägt, die in den Formkasten hineinbewegt werden, um den Sand längs des Modells festzustampfen. Die Verdichtungsköpfe werden dann zurückgezogen, und der Modellträger mit dem Formkasten wird in die nächste Station bewegt.

Eine andere bekannte Maschine zum Herstellen von Giessformen, bei der es sich um eine Maschine mit nur einer Station handelt, weist ein Ober- und Unterkastenmodell auf. Diese Modelle werden auf Modellträgern abwechselnd in die Arbeitsstellung gebracht, verdichtet und herausbewegt. Eine andere bekannte Maschine dieser Art hat Ober- und Unterkastenmodelle, die beide auf dem gleichen Träger befestigt sind. Gleichzeitig oder abwechselnd wird ein Oberkasten und/oder Unterkasten in Verbindung mit dem betreffenden Modell gebracht, wonach man den Formkasten mit Sand füllt, den Sand feststampft und den Formkasten entfernt.

Ausser den vorbeschriebenen Maschinen zum Herstellen von Giessformen gibt es zahlreiche andere Bauarten, die grundsätzlich tauglich sind und sich bewährt haben. Gewisse Modelle haben jedoch Formgebungen und/oder Konfigurationen, bei denen das Verdichten oder Feststampfen nicht vollständig befriedigende Ergebnisse liefert, indem Formkästen hergestellt werden, die nicht vollständig festgestampft sind. Dies führt zu fehlerhaften Giessformen, die, wenn man sie verwendet, Gussstücke zur Folge haben, die alles andere als brauchbar sind.

Um dieses Problem zu beseitigen, wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen. So z.B. das Einblasen von Luft in

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den lockeren Sand, um vor dem Feststampfen den Sand umzurühren und zu verteilen. Dennoch entsteht an manchen Bereichen des Modells sog. Brückenbildung, was nicht ordnungsgemäss festgestampfte Formkästen zur Folge hat. Diese Formkästen müssen entfernt werden oder führen zu geringwertigen Gussstücken.

In Anbetracht dieser bislang bestehenden Schwierigkeiten ist es Hauptziel der Erfindung, eine neue und verbesserte Maschine zum Herstellen von Giessformen zu schaffen, indem der Sand bei der Herstellung oder Produktion der Giessformen in verbesserter Weise verdichtet und hinsichtlich seiner Fliessfähigkeit beeinflusst wird. Insbesondere soll bei einer derartigen Maschine unerwünschte Brückenbildung vermieden oder auf ein zulässiges Mass reduziert werden, so dass der Anfall an unbrauchbaren Giessformen und/oder minderwertigen aufgrund solcher Formen hergestellten Gussstücken vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 umschriebene Maschine gelöst. Die durch die Vibrationseinrichtung bewirkte Schwingbewegung vor und/oder während des Feststampfens hat zur Folge, dass sich der Formsand im Formkasten gleichförmiger längs des Modells verteilt und dadurch Hohlräume oder Leerstellen beseitigt werden. Dies ergibt eine erhöhte und gleichmässige Dichte der Giessform.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Stampfeinrichtung und die Vibrationseinrichtung oberhalb bzw. unterhalb der Formherstellungsstation angeordnet.

Vorzugsweise umfasst die Vibrationseinrichtung einen Amboss, der im wesentlichen unterhalb der Formkastenaufnahmestation angeordnet und so gehalten ist, dass er in Eingriff mit dem in der Station befindlichen Modellträger treten kann. Die Vibrationseinrichtung weist eine Stossschwingan-ordnung, bestehend aus einem Motor, einer Unwucht, einer Federeinrichtung und einem Rahmen, auf, der wirkungs-mässig dem Amboss zugeordnet ist.

Es können Einrichtungen vorgesehen sein, um die Unwucht an der Basis über ein Federsystem mit dem Amboss zu verknüpfen.

Eine besonders bevorzugte Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass der Amboss ein Gehäuse hat, das einen Motor enthält, der die Unwucht über ein Federsystem antreibt, was eine lineare Bewegung ergibt. Dieses Federsystem ist so in Bezug auf den Amboss angeordnet, dass der Modellträger in eine vertikale Schwingbewegung versetzt wird, was zu einer Wanderung des Sandes führt, so dass dieser in Verbindung mit den Verdichtungsköpfen längs des Modells verdichtet wird.

Ein rotierender Luftvibrator oder ein elektrischer Vibra-tor können vorgesehen werden, um eine Hochfrequenz zu erzeugen, doch ergeben diese Vibratoren nicht die erforderliche Kraft. Wenn man jedoch solche Hochfrequenzvibrato-ren zusammen mit einem Zweimassensystem einsetzt, ist es möglich, die geringe Kraft zu verstärken, um die erforderliche Kraft aufzubringen, die Sand im Formkasten in Bewegung versetzt. Eine Hochfrequenz im Bereich zwischen etwa 720 Zylklen pro Minute bis 3600 Zyklen pro Minute in Verbindung mit einem Zweimassensystem ergibt die erforderliche Kraft, die die Sandpartikel längs des Modells in Bewegung versetzt.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansich von einer erfindungsgemäss aufgebauten Maschine zum Herstellen von Giessformen mit weggebrochenen und geschnitten dargestellten Teilen,

Fig. 2 eine endseitige Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Maschine mit geschnitten dargestellten Teilen,

Fig. 3 eine vergrösserte geschnittene Ansicht von einer in der Maschine verwendeten Vibrationseinrichtung,

Fig. 4 eine endseitige Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Vibrationseinrichtung in weiter vergrössertem Massstab,

Fig. 5 eine endseitige Ansicht von einer Modifikation der Vibrationseinrichtung,

Fig. 6 eine Seitenansicht der in Fig. 5 gezeigten Vibrationseinrichtung, und

Fig. 7 eine geschnittene Teilansicht längs der Schnittlinie 7 —7 in Fig. 6.

Ein typisches Beispiel für eine erfmdungsgemässe Maschine zum Herstellen von Giessformen ist in Fig. 1 und 2 dargestellt und umfasst einen Rahmen 10. Der Rahmen 10 weist vier vertikale Säulen 12 auf, die an den Ecken eines Rechteckes angeordnet und an ihren oberen Enden durch eine rechteckförmige Konfiguration aus zwei Trägern 14 und zwei Trägern 16 miteinander verbunden sind; von diesen Trägern ist jeweils nur einer dargestellt. Die oberen Enden der Säulen 12 nehmen Befestigungselemente 18 auf, mit denen die Träger 14 und 16 fest verspannt sind.

Die unteren Enden der Säulen 12 tragen Füsse 20, die wiederum auf einer Basisfläche 22, bei der es sich um den Fussboden oder dgl. handeln kann, aufliegen und an dieser Fläche befestigt sind. Ein erstes Paar beabstandeter Querplatten 24 erstreckt sich zwischen nicht gezeigten Endplatten, die an den Füssen 20 unterhalb der Träger 16 am unteren Ende des Rahmens 10 ebenso wie ein zweites Paar Querplatten 26 befestigt sind. Neben der üblichen Funktion, den Rahmen 10 zu verstärken, dienen die Platten 26 zusammen mit vier Platten 28 (Fig. 1), die sich zwischen den Platten 26 erstrecken und daran befestigt sind, als Führung für nachfolgend beschriebenen Zweck.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, erstreckt sich ein Paar horizontal angeordneter beabstandeter Kastenträger 30 durch den Rahmen 10 etwa in Höhe der oberen Enden der Querplatten 24. Jeder Kastenträger 30 hält drehbar eine Vielzahl von Flanschrollen 32, die als Fördereinrichtung dienen, um einen von der Maschine zu behandelnden Gegenstand in und aus der Maschine zu bewegen. Insbesondere bildet der im Rahmen 10 befindliche Teil der durch die Träger 30 und die Rollen 32 gebildeten Fördereinrichtung eine allgemein mit 34 angedeutete Formkastenaufnahmestation. Bei einer Aus-führungsform der Maschine ist ein mehrseitiger Rahmen 36 so bemessen, dass er auf den Rollen 32 aufliegen kann und von den Flanschen der Rollen gehalten wird, um eine Modellplatte 38, auf deren Oberseite wenigstens ein Modell 39 angeordnet ist, entfernbar abzustützen. Ein herkömmlicher Formkasten 40 wird wiederum auf die Modellplatte 38 in irgendeiner geeigneten Weise aufgesetzt und enthält entweder lockeren Formsand, bevor der Formkasten in der Kastenaufnahmestation ankommt, oder solcher lockerer Formsand wird in den Formkasten in der Aufnahmestation eingegeben.

Oberhalb der Formkastenaufnahmestation 34 hält der Rahmen 10 einen sog. Verdichtungskopf, der das allgemeine Bezugszeichen 42 trägt und von herkömmlicher Bauart sein kann. Z.B. kann es sich dabei um eine Konstruktion handeln, wie sie unter der Bezeichnung Herman Moldmaster vertrieben wird. Der Verdichtungskopf 42 weist eine Vielzahl von nicht gezeigten Fluidzylindern auf, die jeweils eine ausfahrbare Kolbenstange 44 enthalten, die an ihrem Ende einen Verdichtungskopf 46 trägt. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind die Verdichtungsköpfe 46 nahe nebeneinander in Gestalt einer Vielzahl von Reihen angeordnet und zwischen der durch durchgehende Linien angedeuteten Stellung, bei der sie in den Formkasten 40 hineingelangen und der durch gestrichelte Linien angedeuteten Stellung beweglich, bei der sie sich in Abstand von dem Formkasten 40 befinden. Bekanntlich werden die Verdichtungsköpfe 46 nach unten in den in der Station 34 befindlichen Formkasten 40 unter der Wirkung eines Druckfluides getrieben, um den Formsand längs des durch die Modellplatte 38 gehaltenen Modells 39

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zu verdichten. Wie schon eingangs erwähnt, reicht der Betrieb der Verdichtungsköpfe 46 bei vielen Modellen aus, um befriedigende Giessformen zu erhalten. Es wurde eingangs jedoch auch schon daraufhingewiesen, dass bei einer Vielzahl von Modellen, insbesondere solchen mit komplexer Formgebung, die Wirkung der Verdichtungsköpfe 46 unzureichend ist, um befriedigende Giessformen vorzusehen, da der Formsand nicht ohne weiteres Hohlräume und Spalte im Modell ausfüllt und der Sand während der Verdichtung durch die Köpfe 46 zur Brückenbildung neigt.

Um dieses Problem zu lösen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, die Maschine mit einer Vibrationseinrichtung zu versehen, die am Rahmen 10 nahe der Formkastenaufnahmestation 34 befestigt ist und den in der Station 34 befindlichen Formkasten 40 mit dem Formsand in Schwingungen versetzt, so dass der Formsand in die Spalte und Hohlräume hineinfliessen kann und gebildete Brücken vor oder während des Betriebes der Verdichtungsköpfe 46 beseitigt werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind zwei derartige Vibrationseinrichtungen 50 am unteren Ende des Rahmens 10 zwischen zugehörigen Platten 28 angeordnet. Wie Fig. 2 zeigt, sind ferner solche Vibrationseinrichtungen 50 zwischen den Platten 26 gehalten. Fig. 3 zeigt eine Ausführung einer geeigneten Vibrationseinrichtung 50. Danach umfasst diese einen oberen Amboss oder Hammer 52 und ein schwingungserzeugendes Element 55. Nach Fig. 4 ist die Oberseite 54 von jedem Amboss 52 leicht ballig ausgebildet. Nach Einfügung in die restlichen Teile der in Fig. 1 gezeigten Maschine liegt die Oberseite 54 von jedem Amboss 52 etwa in der Ebene der unteren Kante des Trägerrahmens 36. Die ballige Ausbildung der Fläche 54 gewährleistet, dass, wenn der Trägerrahmen 36 auf den Rollen 32 in die Formkastenaufnahmestation 34 rollt, die Kanten des Rahmens 36 nicht gegen die Kanten des Amboss 52 stossen und dadurch eine solche Bewegung verhindern. Vielmehr kommen die Kanten des Rahmens 36 allmählich in Eingriff mit der balligen Fläche 54 des Amboss 52, wenn sich der Rahmen 36 in die Station 34 vorbewegt. Die ballige Fläche 54 verhindert daher irgendein Hängenbleiben des Rahmens 36 während besagter Bewegung.

Von jedem Amboss 52 erstreckt sich nach unten ein schwingungserzeugendes Element 55, das Seitenplatten 56 gemäss Fig. 4 aufweist. Am unteren Ende der Seitenplatten 56 ist eine diese miteinander verbindende Endplatte 58 vorgesehen, und der Amboss 52, die Seitenplatten 56 und die Endplatte 58 bilden ein Gehäuse mit einem Innenraum, der das allgemeine Bezugszeichen 60 trägt. In dem Gehäuseinneren 60 ist eine vertikal liegende Basisplatte 62 angeordnet, an der ein Motor 64, bei dem es sich vorzugsweise um einen Elektromotor handelt, befestigt ist. Der Motor 64 hat einen Abtrieb in Gestalt einer Welle 66. Obgleich nicht dargestellt, erstreckt sich die Welle 66 von beiden Seiten des Motors 64 und an jeder Seite ist eine Unwucht 68 befestigt. Wenn sich der Motor dreht, werden daher Schwingungen erzeugt.

Das obere Ende der Basisplatte 62 hält eine horizontal liegende Platte 70 ebenfalls im Inneren 60, während eine ähnliche Platte 72 in geeigneter Weise am unteren Ende der Basisplatte 62 befestigt ist. Seitenplatten 74 erstrecken sich zwischen den Platten 70 und 72 und sind an diesen ebenso wie an der Platte 62 befestigt. Die hervorgerufene Schwingungsbewegung bei Lauf des Motors 64 wird auf die Platten 70 und 72 übertragen, da diese mit der Basisplatte 62 verbunden sind, an der Motor 64 befestigt ist. Diese Bewegung überträgt sich wiederum auf den Amboss 52 infolge des Vorsehens einer ersten Federeinrichtung in Gestalt von Federpaarungen 76 und 78. Insbesondere sind die Federn 76 zwischen der Platte 70 und der Unterseite des Amboss 52 angeordnet, während sich die Federn 78 zwischen der Platte 72 und der Oberseite der Endplatte 58 erstrecken. Wie am besten aus Fig. 3 und 6 hervorgeht, können die Federn jeder Paarung durch eine Platte 80 voneinander getrennt sein, die am Amboss 52 bzw. der Endplatte 58 befestigt sind.

Nach Fig. 1 und 2 erstrecken sich Querplatten 82 zwischen den unteren Kanten der Platten 26 und sind an diesen unteren Kanten befestigt. Sie halten wiederum eine zweite Federeinrichtung in Gestalt einer Schraubenfeder 84, auf der die Unterseite der Endplatte 58 aufliegt. Die Federn 84 stellen Isolationsfedern für die Schwingeinrichtungen 50 dar.

Wie schon erwähnt, wirken die Platten 26 und 28 als Führungseinrichtung. Insbesondere wirken diese Platten als Führungseinrichtung für den Amboss 52 und das zugehörige durch die Platten 56 und 58 gebildete Gehäuse. Sie führen sowohl den Amboss und den Motor 64 sowie die dazu gehörigen Unwuchtrotoren 68 in vertikaler Richtung, so dass die auf den Amboss 54 übertragene Schwingbewegung hauptsächlich auf eine rein vertikale Bewegung begrenzt ist.

Die Vorrichtung wird durch andere tragende Verbindungsplatten und Kastenträger an den dargestellten Stellen zum Zwecke der Festigkeitserhöhung komplettiert. Es versteht sich, dass kreisförmige Positionierscheiben, wie z.B. die Scheibe 90 in Fig. 4, an den verschiedenen betreffenden Platten an Stellen befestigt sein können, an denen die Federn 76, 78, 84 an den Platten anliegen, so dass die Federn in der gewünschten Lage bleiben. Es versteht sich, dass die Vibrationseinrichtung 50 ohne die Federn 76, 78 arbeiten könnte, indem nur die Isolationsfedern 84 und die Reaktionskraft von der Vibrationseinrichtung auf den Rahmen, die Modellplatte, das Modell, den Sand und den Formkasten ausgenutzt werden.

Der bei Giessformherstellungsmaschinen verwendete Formsand ist im allgemeinen feucht, so dass die Formsandteilchen untereinander Scherwinkelkräfte haben, die zusammen mit äusseren statischen Kräften einen Widerstand gegen eine Relativbewegung zwischen den Teilchen bedingen. Es wurde festgestellt, dass ein Betrieb des Motors und der Unwucht bei hohen Frequenzen eine kleine Kraft erzeugt, die nicht ausreicht, um die Scherkräfte zu überwinden bzw. eine Wanderung der Sandteilchen hervorzurufen. Der Einsatz hoher Frequenzen bei einem Zweimassensystem bewirkt jedoch eine Verstärkung der kleinen Kräfte dergestalt, dass die Scherkräfte zwischen den Teilchen herabgesetzt werden, so dass sich die Teilchen relativ zueinander bewegen können und damit in Spalte des Modells hineingebracht werden können. Bei Verwendung einer Vibrationseinrichtung 50 der vorbeschriebenen Art oder, wie sie in der US-Patentschrift 3 353 815 gezeigt ist, wurde festgestellt, dass bei hohen Frequenzen zwischen etwa 720 bis etwa 3600 Zyklen pro Minute in Verbindung mit einem Zweimassensystem, das eine Masse, den Amboss 52, sowie eine zweite Masse, den unwuchtigen Rotor 68, enthält, eine unerwartete Bewegung der Sandteilchen relativ zueinander entsteht, so dass sich die Sandteilchen in kleine Öffnungen, Hohlräume und in andere Unregelmässigkeiten des Modelss 39 hineinbewegen können, um diese auszufüllen.

Beim Betrieb wird der Trägerrahmen 36, die Modellplatte 38 und der Formkasten 40 mit dem darin befindlichen Formsand längs der Rollen 32 in die Formkastenaufnahmestation 34 bewegt. Während dieses Vorganges befinden sich die Verdichtungsköpfe 46 in der durch gestrichelte Linien in Fig. 1 und 2 angedeuteten Position. Sobald der Formkasten 40 die richtige Lage in der Station 34 eingenommen hat, wird die Vibrationseinrichtung 50 in Betrieb gesetzt, um im Hochfrequenzbereich zwischen 720 und 3600 Zyklen pro Minute zu arbeiten. Die Schwingbewegung wird auf die Ambosse 52 übertragen, der aufgrund der durch die Platten 26 und 28 vorgesehenen Führung in vertikaler Richtung schwingt. Infolge davon kommt die Oberseite 54 von jedem Amboss 52 in Anlage mit dem Rahmen 36, so dass dieser ebenfalls in

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Schwingungen versetzt wird und damit über den Rahmen die Schwingbewegung auf den Formkasten 40 übertragen wird. Der Sand im Formkasten schwingt daher ebenfalls, was zu einer Bewegung der Sandteilchen in die Hohlräume und Spalte im Modell 39 führt. Die auf den Sand einwirkende Schwingbewegung lässt irgendwelche Sandbrücken zusammenfallen, so dass Leerräume im Formkasten 40 vermieden werden. Zu irgendeinem geeigneten Zeitpunkt entweder annähernd gleichzeitig mit dem Einschalten der Vibrationseinrichtung 50 oder kurz danach wird der Verdichtungskopf 42 in Betrieb gesetzt, so dass die Verdichtungsköpfe 46 in den Formkasten 40 bewegt werden und Verdichtungskräfte auf den Sand ausüben, so dass dieser in eine anliegende Beziehung zu der Formgebung des Modells 39 gebracht wird. Die Vibrationseinrichtung 50 wird abgestellt, sobald die Verdichtungsköpfe 46 den Sand wesentlich längs des Modells zusammengepresst haben. Eine weitere Wirkung der Verdichtungsköpfe 46 nach Beseitigung von irgendwelchen Leerstellen führt zu einer Verdichtung des Sandes, so dass die Formkästen stets vollständig festgestampft werden. Dies führt wiederum zu in jeder Hinsicht befriedigenden Formkästen und qualitativ hochwertigen mit solchen Formkästen hergestellten Gussstücken.

Obgleich Fig. 1 und 2 zeigen, dass die durch durchgezogene Linien eingenommene Position der Vielzahl von Verdichtungsköpfen 46 auf einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene liegt, wird in der Praxis der Sand unterschiedlich an unterschiedlichen Stellen des Formkastens teilweise wegen des Vorliegens des Modells und teilweise von weniger dichtem Sand verdichtet, der sich an einer Stelle im Unterschied zu einer anderen Stelle angesammelt hat. Im Ergebnis enden die einzelnen Verdichtungsköpfe 46 in der Regel auf unterschiedlichen Höhenniveaus — sie liegen über dem Modell höher und tiefer im Bereich der Ecken. Nachdem der Formkasten 40 und der Träger 36 aus der Aufnahmestation 34 herausgelangt sind, wird eine weitere Mischung aus Sand und Bindemittel zum Auffüllen des Formkastens hinzugefügt. Geeignete Steiger und Angüsse werden entweder in den Sand (z. B. als Teil des Modells) eingeformt oder in den Sand des Formkastens nach der Verdichtung geschnitten. Die Bewegung des Sandes, die durch die Hochfrequenz-Vibrationseinrichtung 50 verursacht ist und zur Folge hat, dass die Hohlräume und Spalte des Modells gefüllt werden und Brückenbildung im Sand vor oder gleichzeitig mit der Verdichtung beseitigt wird, schafft eine verbesserte Giessform nach der Verdichtung des Sandes im Formkasten.

Anstelle des schwingungserzeugenden Systems, bestehend aus dem Motor und dem unwuchtigen Rotor, kann auch ein rotierender Luftvibrator oder ein elektrischer Vi-brator verwendet werden, wenn nur die Voraussetzung gegeben ist, dass diese Vibratoren im Hochfrequenzbereich zwischen etwa 720 Zyklen pro Minute und 3600 Zyklen pro Minute betrieben werden können.

Eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 bis 7 gezeigt. Danach weist eine Vibrationseinrichtung 150 einen Amboss 152 auf, der zwei voneinander beabstan-dete Ambossflächen 153,153 (Fig. 6) und ein gemeinsames Verbindungsbasisteil 157 hat. Geeignete Führungen 159 sind vorgesehen, um den Amboss 152 in vertikaler Richtung sowohl unter Schwingung als auch Auf- und Abbewegung zu führen, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Der Amboss 152 wird von einer steifen Platte 161 gehalten, die sich unterhalb der beiden Ambossflächen 153,153 erstreckt. Mehrere Sätze von Federn 163 sind zwischen der steifen Platte 161 und einer Erregerplatte 165 angeordnet, die sich auf Isolationsfedern 167 abstützt, welche an Plattformen 169 auf dem Fussboden befestigt sind. Drei Sätze von Federn 163 sind vorgesehen, wobei ein Satz zu dem einen Paar Isolationsfedern 167, ein zweiter Satz zu dem anderen Paar Isolationsfedern 167 ausgerichtet liegt und der dritte Satz an der mittleren Stelle des Ambosses 152, der Platte 161 und der Erregerplatte 165 angeordnet ist. Eine steife Befestigungsplattform 171 ist auf dem Fussboden befestigt und trägt ein Paar aufblasbare Lufthalterungen 173, die mit der Unterseite der Erregerplatte 165 verbunden sind. Die Lufthalterungen 173 sind in Bezug auf die Mitte des Ambosses dergestalt angeordnet, dass beide beabstandete Flächen 153, 153 des Ambosses 152 gleichzeitig angehoben oder abgesenkt werden, wenn in die Lufthalterungen 173 Luft eingeführt oder die Luft aus den Halterungen herausgelassen wird. Eine Druckluftquelle dient zum Aufweiten der Lufthalterungen 173, bei denen es sich um herkömmliche auf dem Markt befindliche Bauarten handelt.

Ein Paar schwingungserzeugende Elemente 155 ist vorgesehen und umfasst einen Motor 164 und ein Paar von dem Motor angetriebene unwuchtige Rotoren 168. Jeder Motor 164 ist von einer an der Unterseite der Erregerplatte 165 befestigten Halterung 177 abgestützt. Die Halterungen 177 sind symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten der Lufthalterungen 173 an der Erregerplatte 165 befestigt, so dass relativ zu den beiden Flächen des Ambosses 152 zwei schwingungserzeugende Elemente 155 vorliegen, so dass eine gleichförmige Schwingbewegung an beiden Flächen erzeugt wird. Die schwingungserzeugenden Elemente 155 werden durch die Motoren 164 in entgegengesetzten Richtungen betätigt, so dass beiden Flächen des Ambosses 152 eine reine vertikale Schwingbewegung verliehen wird.

Das schwingungserzeugende System ist ein Zweimassensystem, bei dem die eine Masse der Amboss 152 und die andere Masse die unwuchtigen Rotoren 168 darstellen. Das Zweimassensystem in Verbindung mit den Motoren 164 und den unwuchtigen Rotoren 168, die bei hohen Frequenzen im Bereich von etwa 720 Zyklen pro Minute bis 3600 Zyklen pro Minute betrieben werden, bewirken das unerwartete Phänomen im nassen Sand des Formkastens, dass sich die Sandteilchen relativ zueinander bewegen und fortpflanzen, um die Spalte und Hohlräume im Modell zu füllen.

Beim Betrieb werden ein Rahmen 36, ein Modellträger 38 mit einem Model 39 und ein Formkasten 40 mit nassem Sand in die Kastenaufnahmestation bewegt. Der Amboss 152 und die schwingungserzeugenden Elemente 155 befinden sich infolge der kollabierten Lufthalterungen 173 in der abgesenkten Position. Die schwingungserzeugenden Elemente 155 können in Gang gesetzt werden, während sich der Amboss in der abgesenkten Position befindet, oder der Betrieb der schwingungserzeugenden Elemente erfolgt, nachdem die Lufthalterungen 173 aufgeblasen worden sind, um den Amboss 152 in Berührung mit dem Rahmen 36 zu heben. In jedem Fall schafft der Amboss nach Berührung mit dem Rahmen 36 eine Hochfrequenzschwingungsbewegung am Formkasten, was die Sandteilchen relativ zueinander in Bewegung und Arbeit versetzt, so dass sich die Hohlräume und Spalte im Modell 39 füllen. Zu einem geeigneten Zeitpunkt wird der Verdichtungskopf 42 abgesenkt und werden die Köpfe 46 gegen den Sand gedrückt, um diesen in eine dem Modell entsprechende Konfiguration zu verdichten. Die Luft kann aus den Halterungen 173 bei in Betrieb befindlichen Schwingungselementen und während der Verdichtung des Sandes durch die Verdichtungsköpfe 46 herausgelassen werden, so dass der Amboss vom Rahmen und Formkasten freikommt. Dies verhindert eine Beschädigung der frisch verdichteten Giessform durch die Schwingungselemente, die den Formkasten weiterhin in Schwingung versetzen, nachdem die Verdichtungsköpfe 46 aus dem Formkasten herausbewegt worden sind.

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Maschine zum Herstellen von Giessformen, gekennzeichnet durch einen Rahmen (10) mit einer Formkastenaufnahmestation (34),

   eine Stampfeinrichtung (42), die am Rahmen (10) zur Bewegung in Richtung auf und weg von der Formkastenaufnahmestation (34) gehalten ist, so dass sie in einen an der Aufnahmestation (34) befindlichen Formkasten (40) zum Feststampfen des darin befindlichen Inhalts bewegbar ist; und eine Vibrationseinrichtung (50), die am Rahmen (10) nahe der Formkastenaufnahmestation (34) gehalten ist, um einen Formkasten (40) und seinen Inhalt in Schwingungen zu versetzen, wenn sich der Formkasten (40) in der Aufnahmestation (34) befindet, und während des Betriebes der Stampfeinrichtung (42).
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stampfeinrichtung (42) und die Vibrationseinrichtung (50) an gegenüberliegenden Seiten der Formkastenaufnahmestation (34) angeordnet sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (50) mindestens einen Am-boss (52,152), der an einer Seite der Formkastenaufnahmestation (34) zur Eingriffnahme mit einem in der Station befindlichen Formkastentragrahmen (36) angeordnet ist, und ein schwingungserzeugendes Element (55,155) aufweist, das dem Amboss wirkungsgemäss zugeordnet ist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine federnde Befestigung des schwingungserzeugenden Elementes (55, 155) am Rahmen (10) und eine Federeinrichtung (76, 78; 163), die das schwingungserzeugende Element (55,155) und den Amboss (52,152) miteinander verbindet.
5. 5. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (173) zum Heben und Senken der Vibrationseinrichtung (155) in und aus der Berührung mit dem Formkastentragrahmen (36) vorgesehen ist.
6. 6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Heben und Senken aus einem Paar aufblasbaren Lufthalterungen (173) besteht.
7. 7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stampfeinrichtung (42) eine Vielzahl von Verdichtungselementen (46) umfasst und dass die Vibrationseinrichtung (50) unterhalb der Formkastenaufnahmestation (34) angeordnet ist.
8. 8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkastenaufnahmestation (34) eine Fördereinrichtung aufweist, um den Formkasten in der Aufnahmestation abzustützen und in und aus der Station zu bewegen.
9. 9. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (50) zwei über eine Federeinrichtung (76, 78) miteinander verbundene Massen (52, 64) und ein schwingungserzeugendes Element (68) umfasst.
10. 10. Maschine nach einem der Ansprüche 1—9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmestation (34) als Teil einer im wesentlichen horizontalen Fördereinrichtung (30, 32) ausgebildet ist, die sich durch den Rahmen (10) erstreckt, dass die Vibrationseinrichtung (50) einen im unteren Ende des Rahmens (10) vorgesehenen Motor (64; 164) mit Drehabtrieb und wenigstens einen unwuchtigen Rotor (68,168) umfasst, der mit dem Motor verbunden ist und durch diesen angetrieben ist, und dass der Motor bezüglich einer Bewegung in einer im wesentlichen vertikalen Richtung geführt ist.
11. 11. Maschine nach den Ansprüche 4,9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden miteinander verbundenen Massen durch den Motor (64,164) und den Amboss (52, 152) gebildet sind.
12. 12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (52) eine ballige Oberseite (54) hat.
13. 13. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss ein Gehäuse aufweist, das den Motor (64), den unwuchtigen Rotor (68) und die Federeinrichtung (76,78) enthält, wobei die Federeinrichtung wenigstens zwei Federn umfasst, die zwischen sich den Motor einschliessen und jeweils am Gehäuse anliegen.
14. 14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung im Hochfrequenzbereich von etwa 720 Zyklen pro Minute bis etwa 3600 Zyklen pro Minute betreibbar ist.