DE1097621B - Verfahren und Formmaschine zur pneumatischen Herstellung von Giessereikernen und Giessereiformen sowie Kasten hierfuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Formmaschine für Gießereizwecke, bei denen Kernsand bzw. Formsand oder eine sonstige Formmasse in einen Kernkasten bzw. Formkasten einzufüllen ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Kasten dafür und kann auch auf anderen Gebieten mit ähnlichen Arbeitsproblemen, z. B. im Bauwesen zur Herstellung von Formungen aus Sanden und Erden, Anwendung finden.

Bei den in der Praxis hauptsächlich zur Anwendung kommenden bekannten Verfahren wird der Kernbzw. Formsand in einen verschließbaren Sandvorratsbehälter eingefüllt und dann in den geschlossenen Sandbehälter Druckluft eingeleitet in einer solchen Weise, daß durch diese der Sand durch eine oder mehrere Auslaßdüsen des Sandbehälters hindurch in den dagegen angedrückt gehaltenen Kern- bzw. Formkasten gebracht wird.

Derart mit Preßluft arbeitende Formmaschinen sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt, wobei zwei grundsätzlich verschiedene Maschinengattungen und Arbeitsweisen zu unterscheiden sind, nämlich einerseits die echten Blasmaschinen, die nach dem Vermischungs- bzw. Blasprinzip mit einer Luft-Sand-Mischung arbeiten, und andererseits die Sandschießmaschinen, bei denen der Formsand ohne besondere Durchwirbelung und Durchmischung mit Luft einfach stoßartig in den zu füllenden Kasten hineingedrückt wird. Die charakteristischen Merkmale sind in den Einleitungen der deutschen Patentschriften Nr. 972 225 und Nr. 930 104 erläutert.

Bei der einfachsten Durchführung des Vermischungsverfahrens wird auf die Formmasse beim Austritt aus dem Formmassebehälter mittels Druckluft ein Saugzug ausgeübt und auf diese Weise die Formmasse mit Druckluft vermischt und in der Art einer Suspension in die Kernbüchse bzw. in den Formkasten hineingetragen. Bei Einleitung der Druckluft in den Sandvorratsbehälter hinein ist für die nach dem Blasprinzip arbeitenden Maschinen charakteristisch eine möglichst vollständige Durchmischung und Vermischung des im Sandbehälter befindlichen Formsandes mit Luft, um eine völlige pneumatische Auflockerung des Sandes vor dem Blasen zu gewährleisten, so daß beim Blasvorgang jedes Sandkorn zunächst von der Preßluft umspült und eingehüllt und erst dann in der Art einer Suspension in den Kernkasten bzw. Formkasten eingeblasen wird. Zur Verbesserung der Durchmischung des leichtflüssig zu machenden Sandvorrates mit der in den Sandvorrat von oben und meist auch von der Seite her eingeleiteten Mischluft wird in den Sandvorratsbehälter meist noch ein Rührwerk eingebaut, das den Sandvorrat umrührt. Es ist auch bekannt, diese Einzelmaßnahmen zu

zur pneumatischen Herstellung

von Gießereikernen und. Gießereiformen

sowie Kasten hierfür

Anmelder:
Fritz Hansberg, Modena (Italien)

Vertreter: Dr. phil. F. Fuß, Patentanwalt,
Köln, Gereonstr. 50

Fritz Hansberg, Modena (Italien),
ist als Erfinder genannt worden

vereinigen, derart, daß gleichzeitig auf die in einem geschlossenen Formmassedruckbehälter befindliche und gegebenenfalls darin umgerührte Formmasse mittels Druckluft von oben ein Druck erzeugt und beim Austritt der Formmasse aus dem Behälter mittels Druckluft ein Saugzug ausgeübt wird. Hierfür wird mindestens eine Austrittsdüse des Formmassedruckbehälters injektorartig ausgebildet, etwa indem dort ein mit dem Boden des Formmassebehälters fest verbundenes injektorartiges Gehäuse vorgesehen und diesem Druckluft zugeführt wird, die auf die Sandaustrittsdüse eine injektorartige Saugwirkung ausübt und das Einblasen der Formmasse in den zu füllenden Kasten hinein unterstützt.

Für die zweite, nach dem Schießprinzip arbeitende, grundsätzlich verschiedene Maschinengattung der Sandschießmaschinen ist charakteristisch, daß der Formsand als kompakte Masse ohne besondere Durchmischung oder Vermischung mit Luft einfach stoßartig in den zu füllenden Kern- oder Formkasten hineingedrückt wird. Dem Formsand wird dabei die erforderliche Beschleunigung durch elastischen Druck erteilt, indem z. B. Preßluft nach Art eines elastischen Kolbens auf eine Stirnfläche der Sandsäule wirkt und diese durch eine Düse hindurch stoßartig in den Kernoder Formkasten hinüberdrückt. Während die Preßluft von der einen Seite eintritt und auf die Stirnfläche der Sandsäule drückt,. tritt der Sand auf der anderen Seite durch die Düse in Form eines kompakten Strahles in den Kasten aus und füllt ihn je nach der mit Druck beaufschlagten Sandmenge ganz oder teilweise aus. Durch die hohe Beschleunigung, die der aus der Düse austretenden Sandsäule durch den Preßluftdruck erteilt ist, wird der Sand befähigt,

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alle Hohlräume des Form- oder Kernkastens restlos Volumenmenge des Kernkasteninnenraumes. Denn die

als dichter, fest zusammenhängender Körper auszu- oberhalb des oben offenen Sandbehälters lastende

füllen. atmosphärische Luft hat infolge der ruckartigen Un-

Die Erfindung liefert eine weitere, dritte Verfah- terdruckherstellung während der schlagartigen Sandrensweise und eine weitere, dritte Maschinengattung, 5 einfüllung keine Zeit, den Sandvorrat in bedeutsamen bei denen das Füllen des Kernkastens auf Grund eines Mengen zu durchdringen und eine schädliche Entplötzlich geschaffenen statischen Druckunterschiedes mischung zu verursachen.

zwischen Sandvorrat und Kemkasteninnerm erfolgt. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Va-Dies hat den besonderen Vorteil, daß der Sandvorrat kuumverfahrens dienende Formmaschine, die »Vanicht in einen druckfesten, verschließbaren Behälter io kuumformmaschine« genannt werden möge, weil sie eingefüllt zn werden braucht, sondern der Sandvor- eine Absaugleitung für die Herstellung eines Unterratsbehälter eine einfache, oben offene Blechwanne drucks in der zu füllenden Kern- oder Formkastenod. dgl. seip kann, die in beliebiger Art nachzufüllen innenhöhlung aufweist, besitzt einen Sandvorratsbeist, ohne / die Notwendigkeit eines Beschickungs- hälter mit einer oder mehreren Sandauslaßdüsen für Schiebers öder sonstiger Vorkehrungen, wie sie bei den 15 die Anordnung eines Sandvorrats unmittelbar dicht SandbehSItern von Blasmaschinen und Schießmaschi- vor der oder den Einfüllöffnungen des Kern- oder nen unumgänglich sind. Auch entfällt das Anheben Formkastens und ist erfindungsgemäß dadurch ge- und Absenken eines Maschinentisches zum und nach kennzeichnet, daß sie eine nahe dem zu füllenden dem Füllen des Kastens, vielmehr kann die neue Ma- Kasten angeordnete und mit diesem durch die Abschine selbst einfach als Tischsockel ausgebildet sein. 20 saugleitung verbundene Saugkammer großen Absaug-Ein Kernkastenverschleiß, wie er bei den dynami- volumens aufweist, deren Luftaufnahmefähigkeit so sehen Arbeitsverfahren und insbesondere bei einer g_roß bemessen ist, daß ein in der Saugkammer er-Blssmaschine mit druckluftgespeister Injektordüse zeugter erheblicher Unterdruck eine ruckartige Evanschteilig ist, tritt nicht auf, und wegen der weit- kuierung der mit dem Formsand oder einer anderen gehenden _ Unabhängigkeit von den Erfordernissen 25 geeigneten Formmasse zu füllenden Kasteninnenhöheiner strömungsgerechten Sandführung im zu füllen- lung bewirkt.

den Kasten können selbst komplizierte Kerne präzise Die üblichen normalen Saugpumpen besitzen eine

hergestellt werden. verhältnismäßig kleine Absaugkammer und stellen das

Das erfindungsgemäße Arbeitsverfahren, das »Va- Vakuum in dem zu evakuierenden Raum nach dem kuumformverfahren« genannt werden möge, weil in 30 Prinzip der vielmals wiederholten Verdünnung her. dem zu füllenden Innenraum des Kern- oder Form- Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen kastens ein Unterdruck erzeugt und dadurch ein dicht Maschine die Saugkammer groß, so daß die Evakuievor die eine oder mehrere Einfüllöffnungen des _rUng der Kasteninnenhöhlung ruckartig erfolgt. Der Kastens gebrachter Sandvorrat in den Kasten gesaugt Verdünnungsgrad, der sich im Kasten plötzlich einwird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung 35 stellt, ist um so größer, je größer die Luftaufnahmedes Unterdruckes in dem Kasteninnenraum ruckartig fähigkeit der angeschlossenen Saugkammer im Vervorgenommen wird, mit einem so starken plötzlichen hältnis zur Kasteninnenhöhlung ist.
Druckabfall, daß ein zum Füllen des Kastens aus- Die für die Herstellung des Unterdrucks in der reichender Anteil des Sandvorrats ruckartig und korn- Kasteninnenhöhlung dienende Saugkammer wird pakt in den Kasteninnenraum eingesaugt wird und die- 40 zweckmäßig im Maschinengestell der Vakuumformsen schlagartig vollständig ausfüllt. maschine eingekapselt. Bei einer vorteilhaften Weiter-

Es ist zwar schon bekannt, bei einer mit Trägerluft bildung der Erfindung wird das Maschinengestell der arbeitenden Sandblasemaschine an den zu füllenden Vakuumformmaschine selbst als Vakuumpumpe ausKasten eine normale Saugpumpe anzuschließen, um gebildet, beispielsweise indem das Maschinengestell so die Trägerluftpumpe beim Einblasen des Sand- 45 einen oder mehrere Zylinder bildet, in denen z. B. ein Luft-Gemisches in den Kasten zu unterstützen. Dabei Doppelkolben für die Herstellung des Vakuums arbeiwurde auch schon vorgeschlagen, an Stelle einer be- tet. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, sonderen Trägerluftquelle einfach die atmosphärische bei der der Maschinentischsockel als Vakuumpumpe Luft als Trägerluft heranzuziehen und zu diesem ausgebildet ist. Vorzugsweise besteht dann der Ma-Zweck den Sandbehälter mit einer zur Atmosphäre 50 schinentischsockel aus zwei aufeinandergesetzten Zyführenden oberen Öffnung auszurüsten, damit beim lindern, in denen ein Doppelkolben für die Vakuum-Arbeiten der Saugpumpe die atmosphärische Luft herstellung vertikalbeweglich arbeitet. Dabei ist es durch den Sandvorrat hindurchgesaugt wird und diese zweckmäßig, den unteren Kolben mit einem größeren dann als Mischluft den Sand in Form einer Sand- Durchmesser als den oberen Kolben auszubilden, wo-Luft-Suspension mitnimmt und nach und nach am 55 durch sich die ruckartige Herstellung des Vakuums Boden und an den Innenwänden der zu füllenden beschleunigen und schlagartig erzielen läßt. Zwischen Kastenhöhlung ablagert. Diese bekannte Verfahrens- den beiden aufeinandergesetzten Kolbenzylindern kann weise ist jedoch umständlich, weil dabei große Men- eine gesonderte Zwischenplatte angeordnet sein, die gen an Mischluft abgesaugt werden müssen und der die Kanäle für die Zu- und Abführung der Arbeits-Füllvorgang nur langsam vonstatten geht. Auch eignet 60 druckluft zu und aus den Kolbenzylindern aufweisen sich diese Verfahrensweise nicht für das trockeneForm- und auch mit schnellwirkenden Druckluftventilen ausmaskenverfahren, weil die durch den Formstoffvorrat gerüstet sein kann.

hindurchgesaugte Trägerluft eine Entmischung der Als schnellwirkendes Druckluftventil für die ZuSand-Kunstharz-Mischung bewirken und das Kunst- und Abführung der Arbeitsdruckluft zu und aus den harzpulver heraussaugen würde. 65 Zylindern hat sich eine Ventilkonstruktion als brauch-

Gegenüber der nach dem Trägerluftprinzip arbeiten- bar erwiesen, bei der in einem Gehäuse ein Steuerden bekannten Verfahrensweise hat die ruckartige kolben vorhanden ist, der bei Aufgabe von Druckluft bzw. schlagartige neue Arbeitsweise den erheblichen mit seiner mit Dichtung ausgerüsteten Stirnfläche geVorteil, daß keine großen Mengen von Luft abgesaugt gen einen im Durchmesser kleineren Ventilsitz des zu werden brauchen, sondern im wesentlichen nur die 70 Austrittskanals gedrückt wird und einen Lufteintritts-

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seitenkanal freigibt, in dem ein beispielsweise stiftförmiges Rückschlagventil angeordnet ist, das bei Wegnahme der Druckluft den Luftrücktritt zurück in den Seitenkanal so stark drosselt, daß dadurch der Luftdruck auf den beiden Steuerkolbenseiten unterschiedlich ist und der auf der abdichtenden Stirnfläche des Steuerkolbens lastende Überdruck den Steuerkolben vom Ventilsitz abreißt und unter gleichzeitiger Abdichtung des Seitenkanals durch die Steuerkolbenwandung dann eine oder mehrere Luftaustrittsöffnungen freigibt. Für die Zuführung der Druckluft zu den schnellwirkenden Druckluftventilen der Zylinder kann ein zentrales Steuerventil vorhanden sein.

Um die Vakuumpumpe vor mitgerissenen feinen Sandteilchen zu schützen, ist es angebracht, in die vom Kern- oder Formkasten zur Ansaugseite der Vakuumpumpe führende Absaugleitung einen Luftfilter einzuschalten.

Als Sandvorratsbehälter kann einfach eine oben offene Wanne oder ein oben offener Trichter dienen, in deren Boden eine oder mehrere Sandauslaßdüsen angeordnet sind.

Wenn auch das erfindungsgemäße Vakuumformverfahren mit den erforderlichen Vorrichtungen eine horizontale oder eine schräge Arbeitsweise erlaubt, so ist es doch besonders vorteilhaft, den Füllvorgang vertikal von oben nach unten durchzuführen. Hierfür wird der offene Sandvorratsbehälter oberhalb des zu füllenden Kastens angeordnet und seitlich verschwenkbar und/oder höhenverstellbar gelagert. Bei einer besonders günstigen Ausführungsform besteht die Lagerung des offenen Sandvorratsbehälters aus einer hohlen Säule mit einem darin höhenverschiebbaren Hubkolben, dessen oberes Kolbenstangenende den offenen Sandvorratsbehälter trägt und hierfür frei aus der Lagersäule oben herausragen kann. Die Betätigung des Hubkolbens und damit die Höhenverstellung des Sandvorratsbehälters zum Aufsetzen auf den zu füllenden Kasten und Wiederanheben kann hydraulisch erfolgen, wird zweckmäßig aber pneumatisch bewirkt. Zur Grobanpassung an die jeweilige Kernkastenhöhe kann die hohle Lagersäule ihrerseits am Maschinengestell höhenverstellbar gelagert sein, wobei sie zur Höhenverstellung ein Spindelaußengewinde und ein Spindelhandrad aufweist.

Eine besondere Ausgestaltung des Sandvorratsbehälters betrifft die Verwendung von einem oder mehreren geschlitzten Düsenmundstücken aus elastischem Material in einer oder mehreren Sandauslaßdüsen des Sandvorratsbehälters. Ein solches Düsenmundstück hat vorzugsweise die Form eines Hohlkegels, der oben durch einen Haltekragen in der Sandauslaßdüse gehalten ist und aus Gummi bestehen kann. Ein solches Düsenmundstück hat den Vorteil, daß eine Anpassung der Größe der Sandauslaßdüse an den jeweils verwendeten Formstoff bzw. Kernsand nicht erforderlich ist, da das Düsenmundstück selbst sehr feinkörnige, trokkene Sand-Kunstharz-Mischungen, wie sie z. B. für das Formmaskenverfahren verwendet werden, am ungewollten Ausrinnen hindert. Die Schlitze des Düsenmundstückes gestatten ein elastisches maulartiges öffnen zum Durchtritt des Formsandes in den zu füllenden Kasten hinein.

Um das Eindringen des kompakten Sandvorrats aus dem Sandvorratsbehälter in den zu füllenden Kasten hinein zu erleichtern, kann an der Wandung des Sandvorratsbehälters ein an sich bekannter Vibrationsmotor elektrischer oder pneumatischer Art angebracht sein, der zumindest beim Füllen des Kastens in Tätigkeit gesetzt wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuumformmaschine ist die Absaugdüse für die Herstellung des Unterdrucks in der zu füllenden Kernkasteninnenhöhlung im Maschinentisch angeordnet, auf den dann der Kernkasten einfach aufgesetzt und nach Aufsetzen des Sandvorratsbehälters gefüllt wird. Die Absaugdüse kann eine Schlitzdüse sein, wie sie zur Entlüftung von Kernkästen üblich sind. Für ausgedehntere Kerne bzw. Kernkästen können auch mehr als nur eine Absaugdüse im Maschinentisch vorgesehen sein, die bei Nichtgebrauch durch Stopfenverschlüsse oder Absperrhähne abgedichtet werden.

Der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Vakuumformverfahrens dienende Kern- oder Formkasten, der »Vakuumkasten« genannt werden möge, weil er Absaugwege aufweist für die Herstellung eines Unterdrucks in seiner zu füllenden Innenhöhlung, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die der Herstellung des Unterdrucks dienenden Unterdruckkanäle in der Kastenwandung zu einer oder gegebenenfalls auch mehreren zentralen Absaugstellen des Kastens hin verlaufen. Die zentralen Absaugstellen sind zweckmäßig tellerartige Vertiefungen der Kastenaußenwandung. Wenn der Vakuumkasten zwecks Herstellung des Unterdrucks in seiner Innenhöhlung einfach auf eine mit Absaugdüsen ausgerüstete Tischplatte od. dgl. aufzusetzen ist, wird eine besonders gute Absaugwirkung erzielt, wenn die Kastenaußenwandung um die gegebenenfalls tellerförmigen Absaugstellen herum mit einer Abdichtung ausgerüstet wird, die beispielsweise aus Gummi oder einem anderen abdichtenden elastischen Material besteht.

Die Absaugkanäle können einfach in die Kastenwandung eingebohrt werden, und ihre inneren Mündungen werden mit üblichen feingeschlitzten Düsen ausgestattet, wie sie sonst als Entlüftungsdüsen bekannt sind. Wenn sich die einzelnen Absaugstellen der Innenhöhlung nicht durch gerade Direktbohrungen mit der tellerartigen äußeren Absaugstelle verbinden lassen, kann dies über Querkanäle erfolgen, die am toten Ende zugestopft werden.

In den Zeichnungen sind vorzugsweise Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vakuumformmaschine und des erfindungsgemäßen Vakuumkastens mit Einzelheiten schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Vakuumformmaschine in Seitenansicht, wobei die Hubeinrichtung des Sandvorratsbehälters und der aufgesetzte Vakuumkasten im Schnitt dargestellt sind;

Fig. 2 zeigt die Vakuumformmaschine mit aufgesetztem Vakuumkasten im Vertikalschnitt;

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Schnitt das Düsenmundstück des Sandvorratsbehälters;

Fig. 4 zeigt im Vertikalschnitt und in größerer Darstellung eine andere Ausführungsform der Düsenplatte des Sandvorratsbehälters und eines Vakuumkastens;

Fig. 5 ist in größerer Darstellung ein Vertikalschnitt durch das Luftausstoß-Rückschlagventil der Fig. 2;

Fig. 6 ist in größerer Darstellung ein Vertikalschnitt durch die Tischabsaugdüse der Fig. 2;

Fig. 7 ist in größerer Darstellung ein Vertikalschnitt durch eines der beiden schnellwirkenden Druckluftventile der Fig. 2;

Fig. 8 ist in größerer Darstellung ein Vertikalschnitt durch die Luftwaschvorrichtung der Fig. 2;

Fig. 9 zeigt eine Vakuumformmaschine, bei der nur die Saugkammer großen Absaugvolumens im Maschinengestell eingekapselt ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht die Vakuumformmaschine aus einem sockelartigen Maschinengestell 1, das oben einen Maschinentisch 2 trägt und rückwärts einen Ausleger 3 zum Halten eines Sandvorratsbehälters 4 besitzt. Die Lagerung des Sandvorratsbehälters 4 besteht aus einer im Ausleger 3 festgeklemmten hohlen Lagersäule 5, die zu ihrer Höhenverstellung ein Spindelaußengewinde und ein auf dem Ausleger 3 aufruhendes Spindelhandrad 6 aufweist. In der Innenhöhlung der Lagersäule 5 ist ein Hubkolben 7 vertikalbeweglich angeordnet, der über eine Zuleitung 8 pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden kann. Das freie obere Kolbenstangenende 9 trägt an einem Arm 10 die stärkere Bodenplatte 11 des Sandvorratsbehälters 4, in der hier nur eine Sandauslaßdüse 12 vorgesehen ist, in die ein elastisches geschlitztes Düsenmundstück 13 eingesetzt ist. Der hier als kegelstumpfförmiger Trichter ausgebildete Sandvorratsbehälter 4 besteht aus dünnem Blech und ist oben offen. An der Wandung des Sandvorratsbehälters 4 ist ein Vibrator ao 14 angebracht, der zumindest beim Füllen des auf den Maschinentisch 2 aufgesetzten Vakuumkastens 15 in Tätigkeit gesetzt wird und den Übertritt des kompakten Sandvorrats 16 aus dem Sandvorratsbehälter 4 über die Düse 12, 13 in die Innenhöhlung 17 des Vakuumkastens 15 hinein erleichtert. Vermittels des Spindelhandrades 6 ist eine Grobanpassung an die jeweilige Höhe H des Vakuumkastens möglich, während die hohle Lagersätile 5 mit dem darin angeordneten Hubkolben 7 beim Arbeiten ein Absenken und Wiederanheben des Sandvorratsbehälters 4 um die kleinere Hubhöhe h und auch ein seitliches Ausschwenken des Sandvorratsbehälters 4 gestattet.

Gemäß Fig. 2 ist der Maschinentischsockel 1 als Vakuumpumpe ausgebildet und besteht hierfür aus zwei aufeinandergesetzten Zylindern 18 und 19, in denen ein Doppelkolben 20 für die Vakuumherstellung vertikalbeweglich arbeitet. Der untere Zylinder 18 besitzt einen größeren Durchmesser als der obere Zylinder 19 und trägt diesen vermittels einer Zwischenplatte 21. Entsprechend besitzt der untere Kolben 22 eine größere Kolbenfläche als der obere Kolben 23. In der Zwischenplatte 21 sind Kanäle 24 und 25 vorgesehen, von denen der eine Kanal 24 der Zu- und Abführung von Druckluft zum unteren Zylinder 18 und der andere Kanal 25 der Zu- und Abführung von Druckluft zum oberen Zylinder 19 dient. Auf der Zwischenplatte 21 sitzen ferner zwei schnellwirkende Druckluftventile 26 und 27, die vermittels Druckluftleitungen 28 und 29 mit einem Zentralsteuerventil 30 verbunden sind, dem Druckluft über die Zuleitung 31 zugeführt wird. Der obere Kolbenzylinder 19 trägt eine Maschinentischplatte 32 des Maschinentisches 2, in dem hier nur eine einzige Absaugdüse 33 vorgesehen ist, über der der zu füllende Vakuumkasten 15 auf den Maschinentisch aufgesetzt ist. Von der Absaugdüse 33 führt eine Absaugleitung 34 zunächst zu einem scheibenförmigen Kanal 35 und von da aus über einen Absaugkanal 36 zu einem seitlich in die Maschinentischplatte 32 eingesetzten Luftfilter 37 und dann weiter zu einer von der Maschinentischplatte 32 getragenen Luftwaschvorrichtung 38 und von dieser über einen weiteren Absaugkanal 39 zum Absaugraum 40 des oberen Kolbenzylinders 19. Die Maschinentischplatte 32 besitzt ferner noch sternförmig angeordnete Abströmkanäle 41, die vom Absaugraum 40 des oberen Kolbenzylinders 19 zu. rundherum verteilt an der Unterseite der Maschinentischplatte 32 angeordneten Luftausstoß-Rückschlagventilen42 führen. Der scheibenförmige Absaugkanal 35 ist von dem Ansaugraum 40 des oberen KoI-benzylinders 19 durch eine abgedichtete Scheibe 43 getrennt.

Gemäß Fig. 3 ist in der Sandauslaßdüse 12 der Bodenplatte 11 des Sandvorratsbehälters 4 ein Düsenmundstück 13 eingesetzt, das aus elastischem Material besteht und die Form eines Hohlkegels besitzt, der an seinem oberen weit offenen Ende mit einem Haltekragen 44 ausgerüstet ist, vermittels dessen das Düsenmundstück 13 in der Sandauslaß düse 12 gelagert ist, wobei ein Sprengring 45 gegen Herausheben sichert. Ein oder mehrere von der Kegelspitze bis zum Haltekragen 44 verlaufende Vertikalschlitze 46 erlauben ein maulartiges elastisches Öffnen des Düsenmundstückes 13 durch den von oben nach unten hindurchtretenden Kernsand, worauf dann die Lappen des Düsenmundstückes 13 wieder in ihre Schließstellung zurückfedern.

Bei der in Fig. 4 dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist die Bodenplatten des Sandvorratsbehälters 4 mit drei Sandauslaßdüsen 12 ausgestattet, in die jeweils geschlitzte Düsenmundstücke 13 aus Gummi eingesetzt sind.

Bei dem Vakuumkasten 15 der Fig. 2 sind nur gegenüber dem Sandeintritt 47 am Boden der Kasteninnenhöhlung 17 filterartige Mündungen 48 der Kastenabsaugwege 49 angeordnet, die zu einer zentralen Absaugstelle 50 führen, die aus einer tellerartigen Vertiefung der Kastenaußenwandung besteht und über die Absaugdüse 33 des Maschinentisches 2 zu liegen kommt. Die Kastenabsaugwege 49 fungieren als Unterdruckkanäle für die Herstellung des Vakuums in der Innenhöhlung 17 des Vakuumkastens 15. Dagegen sind bei dem Vakuumkasten 15 der Fig. 4 auch noch innere filterartige Schlitzmündungen 51 an solchen Stellen der Kasteninnenhöhlung 17 angeordnet, die Hinterschneidungen 52 bilden. Ferner sind noch innere Filtermündungen 53 vorgesehen, die hinsichtlich des Strömungsweges, den der Sand vom Sandeintritt 47 aus in der Kasteninnenhöhlung zurückzulegen hat, vom Sandeintritt 47 bzw. der Sandauslaß düse 12 aus am weitesten entfernt sind. Die seitlichen Unterdruckmündungen 51 und 54 sind über in der Kastenwandung querverlaufende Unterdruckkanäle 49 α mit der tellerartigen zentralen Absaugstelle 50 verbunden, wobei ihre toten Enden durch Verschlußstopfen 55 abgedichtet sind. Zur Erzielung eines besonders kräftigen Absaug- und Fülleffektes sind beim Vakuumkasten 15 der Fig. 4 an der Oberseite und derUnterseiteGummidichtungen56 um den Sandeintritt 47 und die tellerartige Absaugvertiefung 50 herum angeordnet.

Gemäß Fig. 5 besteht das Luftausstoßventil 42 des oberen Zylinders 19 aus einem Gehäuse mit mehreren sternförmig angeordneten Auslaßöffnungen 57, das an die Unterseite der Maschinentischplatte 32 angeschraubt ist. Im Gehäuse ist ein Stößelventil 58 gelagert, das unter dem Druck einer Schließfeder 59 steht, die den aus elastischem Material bestehenden Ventilteller 60 gegen den Ventilsitz 61 des Luftabströmkanals 41 andrückt. Beim Hochgehen des oberen Kolbens 23 hebt die über den Kanal 41 abgedrückte Luft den Ventilteller 60 vom Ventilsitz 61 ab und strömt durch die öffnungen 57 ins Freie.

Die in Fig. 6 dargestellte Tischdüse bzw. Absaugdüse 33 besteht aus einer Schlitzdüse, die vermittels eines Gewinderohres 62 in den Maschinentisch 2 eingeschraubt ist. Unterhalb der Schlitzdüse 33 ist noch ein engmaschiges Sieb 63 angeordnet, das die aus dem Vakuumkasten 15 abgesaugte Luft nochmals vor dem Eintritt in die Absaugleitung 34 der Maschinentischplatte 32 filtert. Die Absaugdüse 33 kann zusammen

mit dem Gewinderohr 62 herausgeschraubt und durch einen Gewindestopfen bzw. eine Kopfschraube ersetzt werden, etwa wenn im Maschinentisch 2 mehrere derartiger Absaugdüsen 33 vorgesehen sind und einzelne nicht benötigt werden.

Gemäß Fig. 7 weist das der Zu- und Abführung der Arbeitsdruckluft zu und aus den Zylindern 18 bzw. 19 dienende schnellwirkende Druckluftventil 26 bzw. 27 einen Gewindestutzen 64 auf, dessen freies Ende in die Mündung des Kanals 24 bzw. 25 der Zwischenplatte 21 eingeschraubt ist. Im Ventilgehäuse 65 ist ein Steuerkolben 66 horizontal verschiebbar. Der Steuerkolben 66 ist an seiner Stirnfläche 67 mit einer Dichtung 68 ausgerüstet, die in seiner linken Totlage gegen einen Ventilsitz 69 des Luftaustrittskanals 70 zur Auflage kommt. Der Ventilsitz 69 hat einen kleineren Durchmesser als der Steuerkolben 66, so daß die linke Druckfläche des Steuerkolbens 66 kleiner als dessen rechte Druckfläche ist, wenn der Kolben 66 mit seiner Dichtung 68 gegen den Ventilsitz 69 angepreßt ist. In dieser Stellung gibt die Kolbenwandung die öffnung 71 eines Lufteintrittsseitenkanals 72 frei, durch den dann die über den Luftanschluß 73 zugeführte Druckluft weiter vordringen kann, wobei sie den in der inneren Austrittsmündung des Seitenkanals 72 lose sitzenden Kegelstift 74 anhebt, der auf Grund seines Eigengewichtes wie ein Rückschlagventil wirkt. Befindet sich der Steuerkolben 66 in seiner rechten Totlage, so dichtet seine Wandung die Eintrittsöffnung 71 des Seitenkanals 72 ab, während seine vom Ventilsitz 69 dann abgehobene Stirnfläche 67 den Weg vom Luftaustrittskanal 70 zu mehreren sternförmig angeordneten Luftaustrittsöffnungen 75 freigibt.

Die in Fig. 8 dargestellte Luftreinigungseinrichtung umfaßt einen seitlich in die Maschinentischplatte 32 eingesetzten Luftfilter 37 und eine von unten an die Maschinentischplatte 32 angeschraubte Luftwaschvorrichtung 38. Der Luftfilter 37 sitzt an einem stabförmigen Tragkörper 76 und ragt in das erweiterte Ende des Absaugkanals 36 hinein, so daß die über den Kanal 36 abgesaugte Luft den Filter 37 passieren muß, von dem sie dann über noch ein engmaschiges Sieb 78 und im Tragkörper 76 sternförmig angeordnete Öffnungen 79 zur Luftwaschvorrichtung 38 gelangt. Das in die Maschinentischplatte 32 von unten eingeschraubte Eintrittsrohr 80 der Luftwaschvorrichtung 38 ragt tief in ein von unten eingeschraubtes Flüssigkeitsgefäß 81 hinein und zwingt so die Luft, die hier aus öl bestehende Waschflüssigkeit zu passieren. Die darin aufsteigende Druckluft passiert dann noch zwei engmaschige Siebe 82 und gelangt in den rückläufigen Absaugkanal 39 und durch diesen hindurch zum Ansaugraum 40 der Vakuumpumpe.

Die erfindungsgemäße Vakuumformmaschine arbeitet wie folgt:

Der zu füllende Kernkasten 15 wird so auf den Maschinentisch 2 aufgesetzt, daß seine tellerartige zentrale Absaugstelle 50 über die Absaugdüse 33 des Maschinentisches 2 zu liegen kommt. Der evtl. seitlich ausgeschwenkte und in seiner angehobenen Stellung befindliche Sandvorratsbehälter 4 wird über die Einfüllöffnung 47 des Vakuumkastens 15 gebracht und durch Entlüften der Hubkolbenzuleitung 8 auf den Kernkasten 15 abgesenkt. Durch Verschwenken des Hebels zum Steuerventil 30 in die Stellung I wird aus der Druckluftzuleitung 31 über die Druckluftleitung 29 dem schnellwirkenden Druckluftventil 27 Druckluft zugeführt, die den Steuerkolben 66 in seine linke Totlage treibt und damit den Luftaustrittskanal 70 abdichtet. Über den Seitenkanal 72 gelangt die Druckluft unter Anheben des Kegelstiftes 74 durch den Rohrstutzen 64 und den Zwischenplattenkanal 25 in den oberen Zylinder 19 unter den oberen Kolben 23, der dadurch in seine obere Totlage getrieben wird, wobei er die Luft auf seiner Ansaugseite 40 über den Abströmkanal 41 durch die Austrittslöcher 57 des Luftausstoß-Rückschlagventils 42 ins Freie herausdrückt.

Wird nun der Hebel des Steuerventils 30 in seine Stellung II verschwenkt und damit die Druckluftzuleitung 29 entlüftet, so wirkt die im Zylinder 19 vorhandene Druckluft auf den Steuerkolben 66 zurück, wobei der Ventilstift 74 den Druck in der Seitenleitung 72 so stark drosselt, daß die im Luftabströmkanal 70 auf die Kolbenstirnfläche 67 drückende Druckluft den Steuerkolben 66 schlagartig in seine rechte Totlage treibt unter gleichzeitiger Abdichtung der Eintrittsöffnung 71 des Seitenkanals 72. Die Luft im Zylinder 19 kann dadurch ungehindert über die Luftaustrittsöffnungen 75 ins Freie abströmen. Zur gleichen Zeit führt das zentrale Steuerventil 30 Druckluft aus der Druckluftzuleitung 31 über die Druckluftleitung 28 dem schnellwirkenden Druckluftventil 26 des unteren Zylinders 18 zu, die den unteren Kolben 22 in seine untere Totlage treibt. Da der untere Kolben 22 eine größere Kolbenfläche als der obere Kolben 23 besitzt, erfolgt die Abwärtsbewegung des Doppelkolbens 20 schlagartig.

Beim Heruntergehen des oberen Kolbens 23 entsteht im Ansaugraum 40 ein Vakuum, das sich über den Absaugkanal 39, die Luftwaschvorrichtung 38, den Luftfilter 37 und die Absaugkanäle 36, 35 und 34 zurück auf den zu füllenden Kernkasten 15 auswirkt. Dadurch wird die in der Innenhöhlung 17 des Kernkastens 15 vorhandene Luft über die Düsenmündungen 48, die Kastenabsaugkanäle 49, die tellerartige zentrale Absaugstelle 50 aus der Kasteninnenhöhlung 17 in die Absaugdüse 33 des Maschinentisches 2 abgesaugt und auf dem Wege zum Vakuumkolben 23 im Luftfilter 37 gefiltert und in der Luftwaschvorrichtung 38 von den letzten mitgerissenen Sandteilchen befreit.

Der so ruckartig in der Kasteninnenhöhlung 17 hergestellte erhebliche Unterdruck hat zur Folge, daß auf Grund des statischen Druckunterschiedes zwischen Sandvorrat 16 und Kasteninnenhöhlung 17 der kompakte Sandvorrat 16 unter Aufweitung des geschlitzten elastischen Düsenmundstückes 13 durch die Sandauslaßdüse 12 aus dem Sandvorratsbehälter 4 ruckartig in die Innenhöhlung 17 des Kernkastens 15 eindringt und diese vollständig und dicht ausfüllt.

Wird dann über die Zuleitung 8 der Hubkolben 7 mit dem Druckmedium wieder beaufschlagt, so wird der Sandvorratsbehälter 4 wieder um die Hubhöhe h angehoben und erforderlichenfalls zur Seite verschwenkt. Der gefüllte Kernkasten 15 kann dann vom Maschinentisch 2 abgenommen und vom fertigen Kern gelöst werden, was gegebenenfalls auch auf dem Maschinentisch 2 durchgeführt werden kann.

Die Vakuumformmaschine ist dann wieder für einen neuen Füllvorgang bereit.

Wie die Fig. 9 verdeutlicht, ist es nicht unbedingt vonnöten, daß eine große Vakuumpumpe im Maschinengestell untergebracht wird. Vielmehr kann auch nur der Absaugraum 40, der ein großes Absaugvolumen hat, im Maschinengestell eingekapselt sein. In Fig. 9 ist der Absaugraum 40 durch den Hohlzylinder 19 α gebildet, der über die Leitung 25 σ durch eine leistungsfähige Vakuumpumpe dauernd evakuiert wird. In diesem Falle ist das Steuerventil 30a in der Absaugleitung 36 angeordnet, die vom Kasteninnenraum 17 zur Absaugkammer 40 führt. In der Zeit zwi-

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sehen zwei Füllvorgängen befindet sich das Steuerventil 30a in seiner Schließstellung I, so daß in dieser Zeit die Absaugkammer 40 evakuiert wird. Wird nun das Steuerventil 30a in seine Offenstellung II verschwenkt, so wirkt das Vakuum der großen Absaugkammer 40 auf den kleineren Innenraum 17 des zu füllenden Formkastens 15 ein und erzeugt in diesem ruckartig den Unterdruck mit einem so starken plötzlichen Druckabfall, daß ein zum Füllen des Kastens ausreichender Anteil des Sandvorrats 16 ruckartig und kompakt in den Kasteninnenraum 17 gesaugt wird und diesen schlagartig vollständig ausfüllt.

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur pneumatischen Herstellung von Formmasse-Formlingen, insbesondere zur Herstellung von Gießereikernen und Gießereiformen, bei dem zunächst unmittelbar dicht vor die Einfüllöffnung (en) des Kern- bzw. Formkastens ein Sandvorrat gebracht und dann in dem zu füllenden Innenraum des Kastens ein Unterdruck erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Unterdruckes ruckartig vorgenommen wird mit einem so starken plötzlichen Druckabfall, daß ein zum Füllen des Kastens ausreichender Anteil des kompakten Sandvorrats (16) ruckartig und kompakt in den Kasteninnenraum (17) eingesaugt wird und diesen schlagartig vollständig ausfüllt.

2. Formmaschine zum pneumatischen Füllen von Kern- und Formkästen, bei der nahe dem Kern- oder Formkasten ein Sandvorratsbehälter angeordnet ist, dessen Auslaßdüse(n) der (den) Einfüllöffhung(en) des Kern- oder Formkastens dicht anschließend zugeordnet ist (sind), mit einer Saugleitung zum Erzeugen von Unterdruck im Kern- oder Formkasteninnenraum, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 eine nahe dem zu füllenden Kasten (15) angeordnete und mit diesem durch eine Absaugleitung (34) verbundene Saugkammer (19) großen Absaugvolumens aufweist, deren Luftaufnahmefähiigkeit so groß bemessen ist, daß ein in der Saugkammer (19) erzeugter erheblicher Unterdruck eine ruckartige Evakuierung der mit Formmasse od. dgl. zu füllenden Kasteninnenhöhlung (17) bewirkt.

3. Formmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammer (19) im Maschinengestell eingekapselt oder von diesem gebildet ist, wobei die Saugkammer (19) vorzugsweise ~ eine Auflage (2) für das Aufsetzen des zu füllenden Kastens (15) bildet.

4. Formmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengestell als Vakuumpumpe ausgebildet ist, wobei es einen oder mehrere Zylinder (18, 19) bildet, in denen ein Kolben (20) zur Erzeugung des Vakuums dient.

5. Formmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen als Vakuumpumpe ausgebildeten Maschinentischsockel (1), der aus zwei aufeinandergesetzten Zylindern (18, 19) besteht, in denen ein Doppelkolben (20) für die Vakuumerzeugung vertikal beweglich ist.

6. Formmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Kolben (22) und Zylinder (18) einen größeren Durchmesser als der obere Kolben (23) und Zylinder (19) aufweist.

7. Formmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aufeinandergesetzten Zylindern (18, 19) eine Zwischenplatte (21) angeordnet ist, die Kanäle (24, 25) für die Zu- und Abführung der Arbeitsdruckluft zu und aus den Zylindern aufweist, denen schnellwirkende Druokluftventile (26, 27) zugeordnet sind.

8. Formmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7 mit schnellwirkenden Druckluftventilen für die Zu- und Abführung der Arbaitsdruckluft zu und aus den Kolbenzylindern, dadurch gekennzeichnet, daß in den schnellwirkenden Druckluftventilen (26, 27) in einem Gehäuse (65) ein Steuerkolben (66) bei der Aufgabe von Druckluft mit seiner mit Dichtung (68) ausgerüsteten Stirnfläche (67) gegen einen im Durohmesser kleineren Ventilsitz (68) des Austrittskanals (70) zu drükken ist und einen Lufteintrittssedtenkanal (71) freigibt, in dem ein als Rückschlagventil wirkender Kegelstift (74) angeordnet ist, der bei Wegnahme der Druckluft den Luftrücktritt im Seitenkanal (72) so stark drosselt, daß der dadurch auf der abdichtenden Stirnfläche (67) des Steuerkolbens (66) lastende Überdruck den Steuerkolben vom Ventilsitz (69) abhebt und unter Abdichtung des Seitenkanals (72) eine oder mehrere Luftaustrittsöffinungen (75) freigibt (Fig. 7).

9. Formmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung von Druckluft zu den schnellwirkenden Druckluftventilen (26, 27) der Zylinder (18, 10) ein Zentralsteuerventil (30) vorgesehen ist.

10. Formmaschine nach Anspruch 2 oder 3 mit einem Maschinentisch zum Aufsetzen des zu füllenden Kastens, dadurch gekennzeichnet, daß im Maschinentisch (2) eine Absaugdüse (33) angeordnet und in die von dieser zur Saugkammer (19) führende Absaugleitung (34) ein Luftfilter (37) und/oder eine Luftwaschvorrichtung (38) eingeschaltet ist.

11. Formmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (37) in die Maschimentischplatte (32) eingesetzt ist und/oder die Luftwaschvorrichtung (38) und/oder ein Luftausstoß-Rückschlagventil (42) an der Maschinentischplatte (32) angebracht sind.

12. Formmaschine nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Maschinentischplatte (32), die von einer Absaugdüse (33) aus zu einem Luftfilter (37) und/oder zu einer Luftwaschvorrichtung (38) hin und weiter zum Absaugraum (40) des oberen Zylinders (19) verlaufende Absaugkanäle (34 bis 36, 39) aufweist und einen weiteren Abströmkanal (41) besitzt, der vom Absaugraum (40) des oberen Kolbenzylinders (19) zu einem federbelasteten Luftausstoß-Rückschlagventil (42) führt (Fig. 2).

13. Formmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sandvorratsbehälter (4) eine oben offene Wanne oder ein oben offener Trichter ist, in deren Boden ein oder mehrere Sandauslaß düsen (12) angeordnet sind.

14. Formmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sandvorratsbehälter (4) seitlich verschwenkbar und höhenverstellbar gelagert ist.

15. Formmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Sandvor-

ratsbehälters (4) aus einer hohlen Säule (5) besteht mit einem darin höhenverschiebbaren, pneumatisch oder hydraulisch zu betätigenden Hubkolben (7), an dessen freiem oberem Kolbenstangenende (9) der Sandvorratsbehälter befestigt ist (z. B. Fig. 1).

16. Formmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Lagersäule (5) ihrerseits am Maschinengestell (1) höhenverstellbar gelagert ist, wobei für ihre Höhenverstellung eine Spindel mit Spindelhandrad (6) vorgesehen ist (z.B. Fig. 1).

17. Formmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sandauslaßdüse (12) des Sandvorratsbehälters (4) ein geschlitztes Düsenmundstück (13) aus elastischem Material,

z. B. aus Gummi, angeordnet ist, das die Form eines mit Haltekragen (44) ausgerüsteten Hohlkegels besitzen kann (z. B. Fig. 3).

18. Formmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sandvorratsbehälter-

wandung ein an sich bekannter Vibrator (14) angebracht ist.

19. Kern- oder Formkasten zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugkanäle (49, 49 a) in der Kastenwandung zu einer oder mehreren zentralen Absaugstellen (50) hin geführt sind.

20. Kern- oder Formkasten nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zentralen Absaugstellen (50) tellerartige Vertiefungen der Kastenaußenwandung bilden (z. B. Fig. 2 und 4).

21. Kern- oder Formkasten nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kastenaußenwandung um die tellerförmigen Absaugstellen (50) und/oder den Sandeintritt (47) herum eine z. B. aus Gummi bestehende Abdichtung (56) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 563 643.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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