DE2104151A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Formen, Kernen und dergleichen aus Gießereisand - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Formen, Kernen und dergleichen aus GießereisandInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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Description
G- 47 587 -su
THE SHERWIN WILLIAMS COMPANY, Midland Building, CLEVELAND, Ohio, USA
Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Formen, Kernen und dergleichen aus Gießereisand
Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine Maschine und eir
Verfahren zum Herstellen von Teilen aus Gießereisand und insbesondere
eine Maschine und ein Verfahren zum schnellen und vollständigen Aushärten von Teilen aus Gießereisand.
Beispielsweise heim Ashland-Verfahren zum Herstellen von Formen
oder Kernen aus Gießereisand wird zunächst Sand mit einem Harz gemischt, worauf das Gemisch in einen Formkasten eingehlasen
wird. Wenn dann ein als TEA bekannter Katalysator aus Triäthylamin zugeführt wird, verursacht dies ein Aushärten der
Mischung ohne Erwärmung innerhalb von Sekunden. Das grundlegende Problem hierbei besteht darin, sicherzustellen, daß der aus
Gießereisand hergestellte Teil mit dem Katalysator schnell und vollständig durchdrungen wird. Zusätzliche Probleme entstehen
wegen der Natur des Katalysators, der unter bestimmten Umständen explosiv sein kann. Außerdem ist der Katalysator giftig und
in der Handhabung unbequem. Diese letzteren Probleme treten besonders hervor, wenn der Katalysator im Überschuß verwendet
wird, um eine vollständige Aushärtung sicherzustellen. Bei Verwendung von Katalysator im Überschuß ist es nämlich notwendig
die Au3laßdämpfe aufzufangen und sie durch einen Gaswäscher zu führen.
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Bisher wurde der Katalysator in einem Behälter vorgesehen, der von Stickstoff durchströmt wurde, um den KaiäLysator aufzunehmer
und in den Kern oder die Form mitzuführen, wo"bei Luft relativ
niedrigen Drucks verwendet wurde. Teilweise wurde auch ein Vakuum verwendet, um den Katalysator durch die Form oder den,
Kern hindurchzusaugen. In jedem Fall erfordern Gaserzeugungsvorrichtungen,
welche ein Verfahren verwenden, welches Durchströmverfahren genannt werden könnte oder Vakuum anwendende
Vergasungsverfahren relativ, komplexe Ausrüstung, wobei es schwierig ist, die genaue Menge des zum Aushärten der Form oder
des Kerns erforderlichen Katalysators genau zuzumessen.
Es wurde·gefunden, daß der Katalysator in flüssiger Form in
abgemessener Menge direkt in eine Druckluftleitung eingespritz werden kann, um darain die und durch·die Form oder den Kern hir
durchgeblasen zu werden.
Aufbauend auf dieser Erkenntnis ist es die Aufgabe der Erfindung,
eine Maschine und ein Verfahren zum Herstellen von Teilen aus G-ießereisand zu schaffen, in denen der Katalysator zum Aushärten
des Sand-Harz-G-emisehes in flüssiger Form direkt in
eine Druckluftleitung eingespritzt werden kann. Dabei soll der Katalysator fein verteilt oder zerstäubt werden und durch die
luft relativ hohen Drucks durch die Form oder den Kern hindurch geblasen werden. Die zum Aushärten der Form oder des Kerns erforderliche
Katalysatormenge soll dabei genau zugemessen werdan können und die Gießereimaschine soll mit einem extrem einfachen
System zum Einführen der erforderlichen Katalysatormenge in die
herzustellende Form versehen sein. Dabei soll die vollständige Aushärtung des Teils aus Gießereisand in einem einzigen Formkasten
möglich sein, und der fertiggestellte Teil soll automatisch
aus dem Formkasten ausgeworfen werden, wenn dieser geöffnet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Einrichtungen
zum Einbringen eines San-d-Harz-Gemisch es in einen Formkasten
eine zum F ormkasten führende Druckluftlei tun.-T und durch eine
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Einrichtung zum Einspritzen einer vorbestimmten Menge eines flüssigen Katalysators in die Druckluftleitung, um diesen
durch die Form hindurchzupressen und das Sand-Harz-G-emisch
auszuhärten.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung entlang der Linie 1-1 in Fig. 2}
Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung?
Fig. 3 ein vergrößerter senkrechter Schnitt, der den Formkaste ' zur Blasstellung zusammengeklemmt mit einem eingeblaser
Sandteil zeigt;
Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, in welcher der zwischen
dem Formkasten und dem Blaskopf angeordnete Verge sungskopf dargestellt ist;
Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, in welcher der Vergasungskopf
zwischen dem Formkasten und der Blasplatte dargestellt ist; ·
Fig. Seine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, in welcher der Formkasten in geöffnetem Zustand dargestellt ist, wobei
die obere Formkastenhälfte am Vergasungskopf verriegelt istj
Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht, wobei der Formkasten
wieder zusammengesetzt ist, während der Vergasungskopf entriegelt istj
Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht der Katalysator-Vergasungseinheit;
und
Fig. 9 einjächematisches Schaltbild der Vergasungseinheit, in
welchem die Druckluftleitung gezeigt ist, in welche der Katalysator eingespritzt wird.
Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, daß die dargestellte Maschine einen Ständer 1 aufweist, auf dem fein aufrecht stehender C-fjrmiger
Rahmen "befestigt ist, welcher obere und untere horizonta Ie Bauteile 2 und 3 und einen senkrechten Bauteil 4 an der
Rückseite der I-Isschine aufweist. Der untere Rahmen-Bauteil 3
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trägt einen senkrecht verschiebbaren Klesmtisch 6 auf Bälgen 7,
während der obere Rahmen-Bauteil an seinem äußeren Ende einen
Behälter 8 aufweist, dessen unteres Ende sit einer Blasplatte 9 mit nach unten vorstehenden Düsen 10 versehen ist. In einem
Gehäuse 11 ist ein Absperrventil angeordnet, über dem sich eine ZinfUlihülse 12 erstreckt. Auf -den oberen Bauteil 2 des
Hahaens ist ein blasventil 14 befestigt, welches, wenn das
Abschlußventil innerhalb des Gehäuses 11 geschlossen ist, Druckluft relativ hohen Drucks zum Behälter 8 führt, um das
Sand-Harz-Tonisch innerhalb des Behälters durch die Düsen 10
auszublasen.
Das Sand-Harz-Gemisch wird "bei geöffnetere Absperrventil innerhalb
des Gehäuses 11 von einen in seiner Gesamtheit mit. 15 bezeichneten Dreistufenmischer in den Behälter eingefüllt. Der
Dreistufenmischer wird von einem Gestell 16 abgestützt, welches
seinerseits auf dem oberen Bauteil 2 des Rahmens befestigt ist. Der irischer wird von einem 1Iotor 7 angetrieben und bewirkt eine
völlige Durchmischung von einem oder mehreren 3-Iarsbiiidem mit
Sand, welcher dem liischer durch den Fülltrichter 18 zugeführt
wird. Das aus dem Hischer austretende Gemisch wird direkt in die Sinfüllhülse 12 entladen.
Auf dem Klemmtisch 6 ist ein Form- oder Kernkasten "befestigt,
der in seiner Gesamtheit mit 20 bezeichnet ist und in den Pig.
3 bis 7 in weiteren Einzelheiten dargestellt ist. Obgleich im
dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kern hergestellt wird, is■
es klar, daß die Ausdrücke "Form" oder "Kern" im Zusammenhang
mit der vorliegenden ITaschine austauschbar sind, da in ,jedes
Pail ein Teil, aus Sand hergestellt wird.
Der formkasten ist horizontal geteilt und weist eine obere unä
eine untere Formkastenhälfte 21 bzw. 22 auf. Die untere Farnkastenhälfte
22 des Formkastens 20 ist auf dem Klemmtisch 6 befestigt und weist ITuten 24 und 25 an jeder Seite auf, in welche
Yorsprünge 26 und 27 von Halteklinken 28 und 29 eingreife η können. Diese Halteklinken sind bei 30 bzw. 31 auf lagerkon-
solen, die vi:: ^ on Seiten der ο be:-en ?or~kn<?t3nhJ.l Γ te ?1 ν ■?;■-
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- 5 springen, schwenkbar angelenkt.
Wie aus Fig. 2 deutlicher hervorgeht, können diese Halteklinken
mittels einer Kolben-Zylindereinheit 34· gleichzeitig
in entgegengesetzte Richtungen verschwenkt werden, wobei das freie Ende des Zylinders bei 35 an der Klinke 28 und die
Kolbenstange bei 36 an der Klinke 29 angelenkt ist; Ein Ausfahren der Kolben-Zylindereinheit 34 verschiebt die Klinken
in die beispielsweise aus Fig. 5 klarer zu erkennende Stel-.
lung, während ein Einziehen die Klinken in die beispielsweise aus den Fig. 3 oder 4- deutlicher zu erkennende Stellung
verschiebt.
Die oberen Enden der Halteklinken 28 und 29 sind mit nach innen gerichteten Vorsprüngen 38 und 39 versehen, die in
kurze senkrechte längsnuten 40 und 41 eines Vergasungskopfes 42 eingreifen können. Dieser Vergasungskopf weist eine relativ
dicke Bodenplatte 43 und aufrechtstehende Seitenwände 44 und 45 sowie, wie aus Fig. 1 deutlicher zu erkennen ist, ebenfalls
aufrechtstehende Vorder- und Rückwände 46 bzw. 4.7 auf. Der Vergasungskopf hat also die Form eines oben offenen Kastens,
und seine obere Umfangskante kann mit einer Dichtung 49 versehen sein, die, wenn der Vergasungskopf angehoben ist, an
einer umlaufenden Kante oder einem Dichtungsring 50 an der
Unterseite der Blasplatte 9 anliegt. Die Tiefe des kastenförmigen Vergasungskopfes reicht natürlich aus, um die nach
unten vorspringenden Düsen 10 vollständig in sich aufzunehmen, so daß innerhalb der Düsen vorhandener Sand dem Katalysator
nicht; ausgesetzt werden kann, wie aus Fig. 5 zi^ersehen ist.
Die Bodenplatte des Vergasungskopfes ist mit einem Sammelrohr
52 (Fig. 5) versehen, welches an eine flexible Druckluftleitung
5 3 angeschlossen ist. Das Sammelrohr ist mit einem oder mehreren Auslässen 54 an der Unterseite der Platte 43 versehen,
die mit der an der Oberseite 55 offenen oberen Formkastenhälfte 21 in Verbindung steht. Durch eine nach innen
gerichtete Platte oder einen Flansch 56, von dem Stangen 57
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nach unten vorstehen, wird eine Öffnung gebildet. Auf den Stangen ist eine Auswerferplatte 58 angeordnet. Druckfedern
59 umgeben die Stangen zwischen dem Flansch 56 und der Aus— werferplatte 58 und driicken die Auswerf erplatte 58 nach
unten.
Seitlich von der Formfläche erstrecken sich von der Formkaäenhälfte
21 gebildete Stößel 62 und 63 durch den Formkasten und sie springen in ihrer untersten Stellung über die Zwisctmfläche
64 zwischen der oberen und der unteren Formkastenhälfte
21 bzw. 22 vor. Die Auswerf erplatte 58 ist auch mit Auswerfe vstiften 65 versehen, die, wenn die Platte in Auswerferstellung
steht, nach unten vorstehen und die von der Formfläche 60 im Formkasten gebildete Form oder den Kern auswerfen. Die Auswerferplatte
58 ist mit Öffnungen 67 versehen, welche die Düsen 10 passend aufnehmen.
In der Blasstellung, in welcher die vereinigten Formkastenhälften gegen die Blasplatte geklemmt sind, passen die Düsen
10 in die angesenkten Bohrungen 68 in der oberen Wand 69 der Formkastenhälfte 21, wobei die Spitzen 70 der Düsen im wesentlichen
eben mit der Formfläche· abschließen. Entlüftungsöffnungen
71 können in der oberen Wand 69 in geeigneter Weise verteilt angeordnet sein, wie zu erkennen ist. Eine Umfangsdichtung
72 ist in der oberen äußeren Kante der oberen Formkastenhälfte 21 vorgesehen.
Die untere Formkastenhälfte 22 ist mit einem Hohlraum 75 versehen,
in dem eine Auswerferplatte 76 auf Stangen 77 angeordnet ist, wobei Druckfedern 78 die Stangen umgeben und die Auswerfer
platte nach oben pressen. Die Auswerferplatte ist mit Stößeln
79 und 80 versehen, die mit den Stößeln 62 und 63 der oberen Auswerferplatte 58 fluchten. Wenn die Auswerferplatte in ihrer
Auswerferstellung ist, stehen die Stößel 79 und 80 über die
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ZwIsehenflache 64 zwischen den "beiden Formkastenhälften vor.
Diese Stößel sind natürlich seitlich von der Formfläche 82 angeordnet. Auswerferstifte 83 stehen nach oben von der Auswerferplatte
vor und erstrecken sich durch die Wand 84 der Form. Die oberen Enden der Auswerferstifte schließen e"ben
nit der Formfläche ah, wenn die oberen Enden der Stößel 79
■und 80 mit der Zwischenfläche 64 abschließen. Auch hier ist
die Wand 84 der Form mit in geeigneter Weise verteilt angeordneten Entlüftungsöffnungen 85 versehen. Der Hohlraum 75 steht
mit einer flexiblen Auslassleitung 86 in Verbindung, dios bei
an die Seite der unteren Formkastenhälfte angeschlossen ist. Eine Umfangsdichtung 88 ist an der Oberseite der unteren Farn kastenhälfte
vorgesehen.
Aus den Fig. 1 und 2 ist zu erkennen, daß der Vergasungskopf 42 mit vorderen und hinteren Vorsprüngen 91 und 92 versehen ist
mit welchen der Kopf auf den Schenkeln eines U-förmigen Rahmens
92 verstiftet ist, der seinerseits auf einer Büchse oder einem Zapfenlager 93 befestigt ist. Zwischen der Unterseite des
rückwärtigen oder eingebuchteten Abschnitts des Rahmens 92 und dem Zapfenlager 93 ist eine Versteifungsplatte 94 vorgesehen.
Das Zapfenlager kann auf einem zwischen einer oberen und einer unteren Tragplatte 96 und 97 verlaufenden hohlen Zapfen
schwenkbar gelagert sein. Die Tragplatten sind an der Seite des senkrechten Bauteils 4 befestigt. Zwischen ebenfalls an
der Seite des Bauteils 4 vorgesehenen Lagerkonsolen 99 und 100 ist eine Kolben-Zylindereinheit 98 schwenkbar befestigt,
deren Kolbenstangenanschluß bei 101 am Zapfenlager angeschlossen
ist, so daß das gesamte Zapfenlager und der Rahmen 92 um etwa 90° verschwenkt werden kann, wenn die Kolben-Zylindereinheit
98 ausgefahren oder eingezogen wird, um den Vergasungskopf zwischen die Blasplatte 9 und den Formkasten 20 zu stellen.
Die flexible Druckluftleitung 53 kann vorteilhafter Weise
durch den hohlen Zapfen geführt sein, auf dem das Zapfenlager
93 schwenkbar gelagert ist. Es ist zu erkennen, daß auf riiäse
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Weise durch das Einziehen der Kolben-Zylindereinheit 98 der Vergasungskopf 42 an die Seite der Maschine verschwenkt werr
den kann, and daß der Vergasungskopf nach dem Ausfahren der KoIhen-Zylindereinheit direkt senkrecht zwischen dem Formkastei
und der Blasplatte steht.
Das Katalysatoreinspritzsystem 102 kann in einem, in Fg. 1 dargestellten
Gehäuse 103 direkt hinter der Maschine angeordnet sein. Diese Einheit ist· mit abgenommenem Gehäuse in größerer
■Einzelheit in Fig. 8 dargestellt und weist eine Grundplatte
104 mit einer nach oben weisenden Befestigungsplatte 105 auf.
An einer Seite der Platte 105 ist ein Gaswaschbehälter 106 und an der anderen Seite ein Behälter 107 für den flüssigen
Katalysator mittels geeigneter Tragkonsolen befestigt. An der zweiten Seite sitzt auch die Einspritzpumpe 108. Eine Lei—
tungs schmiervorrichtung 109 und ein Filter 110 können ebenso
wie die,schematisch in Fig. 9 gezeigten,zusätzlichen Ventile
ind Steuereinrichtungen vorgesehen sein,
Aus Fig. 9 geht hervor, daß die Einspritzpumpe einen Zylinder
112 mit einem Plungerkolben 113 aufweist, an dessen einem Ende ein Kolben 114 angeordnet ist. Zwischen einer festen Querwand
115, durch welche der Plungerkolben 113 hindurchtritt, und dem
Kolben 114 erstreckt sich eine Feder 116. Der Plungerkolben
tritt durch die Querwand 115 in eine als ZUmeßkammer 117 zu
bezeichnende Kammero Das Ausmaß, bis zu welchem der Plungerkolben in die Zumeßkammer eintritt, wird von einer Einstellschraube
119 bestimmt.
Sowohl zur Betätigung der Einpritzpumpe als auch zum Einbringen des Katalysators in die Form oder den Kern bestimmte Druckluft
wird von einer Druckluftquelle 121 mit relativ hohem Druck von
beispielsweise etwa 6,33 kp/cm (90 psi) bis etwa 7,03 kp/cmc
(100 psi) zugeführt. Die Luft wird durch einen Filter 110 und
ein Sicherheitsventil 122 zu einem ferngesteuerten Abschalt-
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ventil 123 geführt, welches entweder automatisch oder manuell
über die Steuerleitung 124 betätigt werden kann. Die vom Ventil 123 ausgehende Leitung 125 weist einen Arm 126 auf, der
zu einem ferngesteuerten Zweiwege-Ventil 127 führt. In der
dargestellten Stellung des Ventils ist die an der Einspritzpumpe angeschlossene Leitung 128 entlüftet. Wenn das Ventil
123 geöffnet ist, ist die Leitung 125 und demzufolge der Arm 126 druckbeaufschlagt, wodurch das Ventil 127 umgeschaltet
wird, um den Leitungsdruck über die Leitungsschmiervorrichtung
109 auf den Kolben 114 zu übertragen. Dies verursacht eine
Verschiebung des Kolbens 113 in dem durch die Stellung der Einstellschraube 119 zulässigen Ausmaß nach vorn, wodurch
flüssiger Katalysator aus der Zumeßkammer 117 über das Rückschlagventil
130 in die Leitung 125 gepreßt wird. Die Druckluft
in der Leitung 125 trifft auf den flüssigen Katalysator
und nimmt ihn über den Filter 131, der beispielsweise aus
porösem Metall bestehen kann, durch den Vergasungskopf 42 in den Formkasten 20 mit. Der Filter kann die Zerstäubung des
flüssigen.Katalysators im Luftstrom unterstützen..Der Vergasungs·
kopf und der Form- oder Kernkasten sind selbstverständlich miteinander verklammert und stehen in der insbesondere in Fig. 5
gezeigten Stellung.
In dieser Figur ist zu erkennen, daß der mit dem fein verteilten flüssigen Katalysator angereicherte Luftstrom über die
Leitung 53 in den Vergasungskopf eintritt, wobei er in das
Sammelrohr 52 geführt wird und von den Auslassen 54 über die
Entlüftungsöffnungen 71 und die Öffnungen 67 und Bohrungen 68 durch den geblasenen Kern oder die Form weitergeführt wird. Es
wurde gefunden, daß der vom Druckluftstrom mitgeführte Katalysatur
alle abschnitte der geblasenen Form oder des Kerns erreicht
und den Aushärteprozeß unmittelbar einleitet. Die Druckluft wir.! durch den Teil aus Sand hindurchgeführt und aus den
3ntlüftungsöffmm^en 85 in den Hohlraum 75 in der unteren Form-
und dann Über -lic Auslaßleitung 86 zum Gaswaschtank
T)is· i-Onr ader i-:;f iCorti härtet dabei in etwa 6 bis
to
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- ίο
10-Sekunden aas, und der Luftdruck kann während etwa einer
oder zwei weiterer Sekunden aufrechterhalten werden, um die Form oder den Kern von irgendwelchen, infolge der chemischen
Reaktion während des Aushärtens entstehenden, unerwünschten Produkten oder von überschüssigem Katalysator zu reinigen.·
Bei diesem Einspritzverfahren ist es möglich, auf den Gaswaschhehälter
106 zu verzichten, weil eine genau zugemessen ■ Menge von Katalysator in die Leitung eingespritzt werden kann
wodurch überschüssiger Katalysator in der Auslaßleitung 86 vermieden werden kann. Ein Gaswäscher kann jedoch, wenn dies
von Gesundheits- oder Sicherheitsvorschriften gefordert wird,
vorgesehen sein. In jedem Fall kann das abgeführte Medium das im Oaswäscher vorhandene Säurebad durchströmen, und,
wie bei 133 angezeigt,' in die Atmosphäre geführt werden.
Bei Vollendung des Einspitzzyklus wird das Ventil 123 geschlossen
und das Ventil 127 kehrt in seine dargestellte, die Leitung 128 entlüftende Stellung zurück, so daß die Fedei
116 den Kolben 114 zum Ende seines Hubes zurückführt. Hierdurch wird natürlich vom Tank 107 über das Rückschlagventil
134 weiterer Katalysator in die Zumeßkammer 117 angesaugt. Die Pumpe wird also automatisch für den nächsten Einspritzzyklus
gefüllt.
Das genaue Volumen der Pumpe für eine spezielle Form oder einen speziellen Kern kann während der Einstellung durch
Versuche ermittelt werden und um dies zu erleichtern, kann die Einstellschraube 119 mit einer Mikrometer-Einsteilung
versehen sein. Für einen gegebenen Kern oder eine Form kann der Bedienungsmann Versuchskerne mit wachsendem Pumpvolumen
von gegebener Zunahme aushärten, bis die genaue Volumenmenge an flüssigem Katalysator erreicht ist, die für
die einwandfreie Aushärtung des Herns erforderlich ist. Sobald die genaue Volumeneinstellung für einen gegebenen Teil
erreicht ist, wird diese Einstellung selbstverständlich für
alle folgenden vorgegebenen Artikel beibe?ialten. Es wurde
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gefunden, daß die Kerne oder Formen mit diesem Einspritzverfahren
so schnell aasgehärtet werden können, daß die fertigen Sand-Teile Mcht aas der Form aasgeworfen werden können, wodurch
nar ein geringer Zeifcbraum zum Anhaften an den Formwandflächen
zur Verfügung steht.
Arbeitsweise
Aas Fig. 3 geht hervor, daß der Formkasten mit durch die
Halteklinken 28 and 29 in der gezeigten Stellang zimmmengehaltenen
Formkastenhälften vom Klemmtisch 6 gegen die Blasplatte 9 angehoben wird. In dieser Stellang stehen die Klinken
28 and 29 im Eingriff mit den Katen 24 und 25 in der unteren Formkastenhälfte uncfhalten die Formkastenhälften zusammen.
Wenn die Formkastenhälften von den Klinken miteinander verriegelt sind, drücken die gegenüberliegenden Stößel 62, 79
and 63, 80 die Druckfedern 59 und 78 zusammen und halten die
Auswerferstifte in ebenem Abschluß mit der Formfläche. Wenn der zusammengesetzte Formkasten angehoben wird, wird er gegen
die Blasplatte 9 gedrückt und die Düsen werden deshalb in die zugehörigen Öffnungen eingeführt, so daß der zusammengesetzte
Formkasten in seiner Stellung gehalten wird, um mit. dem Sand-Harz-Gemisch gefüllt zu werden. Wenn dann das Sand-Harz-G-emisch
in der in Fig. 3 gezeigten Weise in die Form eingeblasen wird, wird die Form gefüllt und durch die gezeigten
Entlüftungsöffnungen entlüftet. Während des Blasvorganges kann ein in Fig. 9 gezeigtes Ventil HO geöffnet
werden, um die notwendige Entlüftung sicherzustellen. Dieses Ventil ist an die leitungen 141 und 142 angeschlossen and wird
während des folgenden VergasungsVorganges geschlossen.
In Fig. 4 ist der zusammengesetzte Formkasten abgesenkt, um ein Einschwenken des Vergasungskopfs 42 in ausgerichtete Stel-Ιυη,τ
zwischen die Oberseite des Formkastens und der Blae-
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platte zu ermöglichen, wie dies in Fig. 4 zu erkennenist. Dies wird durch Ausfahren der in Fig. 1 zu erkennenden Kolben-Zylindereinheit
98 bewirkt. Der Klemmtisch 6 wird dann wieder angehoben, wobei er den Vergasungskopf von den Tragarmen aufnimmt
und den Formkasten gegen den Vergasungskopf klemmt,
welcher seinerseits gegen die Blasplatte 9 geklemmt wird. Hierdurch werden die Düsen 10 umschlossen, so daß der Katalysator
gegenüber dem noch in den Düsen vorhandenen Sand völlig abgeschlossen ist. An dieser Stelle kann dann die
Folben-Zylindereinheit 34' zum Verschwenken der Klinken 28
und 29 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung ausgefahren werdan. Die Formkastenhälften werden dabei noch durch die Wirkung des
Klemmtisches 6 zusammengehalten. An diesem Punkt wird das Ventil 123 geöffnet und führt Druckluft durch den gebildeten
Teil aus Sand, wobei gleichzeitig ein gegebenes Volumen von flüssigem Katalysator in die Druckluftleitung eingespritzt
wird. Wie bereits früher dargestellt wurde, wird Druckluft ein paar Sekunden langer als notwendig zum Durchpressen des
Katalysators durch den aus Sand hergestellten Teil zugeführt, um die Leitungen und den Teil aus Sand von jedem möglicherweise
gefähäichen, unerwünschten Nebenprodukt oder überschüssigem Katalysator zu reinigen. Am Ende des relativ kurzer
Vergasungszyklus von etwa 6 bis 12 Sekunden, wird das Ventil
123 geschlossen und die Zumeßpumpe 108 füllt sich selbst automatisch für den nächsten Zyklus. Unter bestimmten Umständen
kann es erwünscht sein, dam Teil einen weiteren "Schuß" zu geben, und dies kann durch Wiederöffnen des Ventils
ausgeführt werden.
Mit entriegelten Formkastenhälften wird der Klemmtisch dann abgesenkt, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Die obere Formkastenhälfte
21 wird von der unteren Hälfte abgehoben, wenn der Klemmtisch sich absenkt, sobald der Vergasungskopf auf den
Armen des Rahmens 92 aufsitzt. Dies ermöglicht es den Auswerferfedern
sich auszudehnen und den aus Sand gebildeten Teil C von den Formflächen abzudrücken, und wie in Fig. 6
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erkennen ist, wird der Teil auf den unteren Auswerferstiften
83 gehalten, so daß der Bedienungsmann ihn ergreifen und aus
der Maschine herausnehmen kann. Eine automatische Abführvorrichtung
für den Teil kann, wenn gewünscht, vorgesehen werden.
Sobald der Sand-Teil herausgenommen ist, kann der Formkasten
wieder vereinigt werden, indem der Klemmtisch 6 angehoben wird, wodurch die Stößel 79 und 80 an den Stößeln 62 und 63
•zur Anlage kommen, die Federn 59 und 78 zusammenpressen, und
die Spitzen der Auswerferstifte wieder in ebenen Abschluß
mit den Formflächen stellen. Sobald dies geschehen ist und der Formkasten in der in Fig. 7 gezeigten Stellung zusammen^-
geklemmt ist, kann die Kolben-Zylindereinheit 34 wieder eingezogen
werden, wodurch sie die Klinken zurückstellt und die Formkastenhälften in der gezeigten Weise verriegelt. Der
Klemmtisch 6 wird dann abgesenkt, um den Vergasungskopf auf den Rahmen 92 abzusetzen, der dann durch Einfahren der
Kolben-Zylindereinheit 98 ausgeschwenkt wird. Die Maschine wiederholt dann den im Vorstehenden beschriebenen Zyklus
zur Herstellung eines weiteren Teil aus Sand.
Aus dem Vorstehenden ist klar, daß eine extrem vereinfachte Maschine und ein Verfahren zum schnellen Herstellen von Formen
oder Kernen aus G-ießereisand geschaffen worden ist, wobei
der Katalysator zum Aushärten des Sand-Harz-Gemisches
in flüssiger Form direkt in eine Druckluftleitung eingespritzt
und in fein verteilter Form durch den Sand-Teil hindurchgepreßt wird. Auf diese Weise kann die genaue, zur völligen
Aushärtung des Sand-Teils erforderliche Menge des Katalysators verwendet werden, so daß die üblicherweise auftretenden
G-efahren bei der Verwendung von überschüssigem Katalysator vermieden
werden. Die Maschine selbst ist mit einer einzigen Formka3tenkonstruktion versehen, welche mit dem Vergasungskopf schnell zusammenwirkt, um den Teil aus Sand automatisch
von den Formflächen abzudrücken.
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Claims (28)
1. Vorrichtung zur Herstellung von Formen, Kern oder anderen
Teilen aus G-ießereisand, gekennzeichnet durch Einrichtungen (8 "bis 12, H) zum Einbringen eines Sand-Harz-Gemisches in
einen Formkasten (20), eine zum Formkasten führende Druckluftleitung (53) j und durch eine Einrichtung (108, 121 Ms
128) zum Einspritzen einer vorbestimmten Menge eines flüssigen Katalysators in die Druckluftleitung (53)» um diesen
durch die Form hindurchzupressen und das Sand-Harz-G-emisch
auszuhärten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einspritzen einer vorbestimmten Menge des
Katalysators mit einer Zumeßpumpe"(108) arbeitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einspritzeinrichtung einen Behälter (10$ für den flüssigen
Katalysator aufweist, daß eine zweite Leitung vom Behälter zur Druckluftleitung (53) führt und daß in der zweiten Leitung
eine Einspritzpumpe (108) vorgesehen ist, die während des Arbeitshubes Flüssigkeit^in die Druckluftleitung (53)
einpreßt und während des Rückhubes Flüssigkeit aus dem Behälter (107) ansaugt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch an gegenüberliegenden
Seiten der Pumpe (108) vorgesehene Rückschlagventile (134, 130), die einen Flüssigkeitsstrom nur vom Behälter
(101) zur Pumpe und in die Druckluftleitung (53) zulassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (I08) eine mit der zweiten Leitung in Flüssigkeitsverbindung
stehende Kammer (117) aufweist, in welcher ei Kolben (113) eintritt, und daß Einrichtungen (121 bis 128)
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zum Verschieben des Kolbens (113) vorgesehen sind, um die
Flüssigkeit aus der Kammer (117) zu verdrängen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Anschlag (119) für den Kolben (113) vorgesehen
ist* wodurch das Volumen der vom Kolben verdrängten Flüssigkeit genau eingestellt werden kann.
7. Vorrichtang nach Ansprach 5 oder6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (121 bis 128) zum Verschieben des
Kolbens mit Druckluft aus der Druckluftleitung (53) arbeiten
8. Vorrichtang nach einem der Ansprliche5 bis 7f dadurch gekennzeichnet,
daß eine Rückzugfeder (116) für den Kolben (113)
und ein ferngesteuertes Zweiwegeventil (127) vorgesehen sind durch welches der Kolben beaufschlagbar ist, wenn die Druckluftleitung (53) unter Druck steht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet
durch einen Vergasungskopf (42), an welchem die Druckluftlei tang (53) angeschlossen.ist, und durch eine Vorrichtung
(6, 28, 29) zum Festklemmen des Vergasungskopfes (42) am
Formkasten (20) vor der Druckbeaufschlagung der ruckluftleitung.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Tisdi
(6) zum Anheben des Formkastens (20) an eine Blasplatte (9)ι um ihn zu füllen, und durch Einrichtungen zum Zwischenschalte' ι
und Einklemmen des Vergasungskopfes (42) zwischen die Blasplatte ,(9) und den Formkasten (20).
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergasungskopf (42), an welchem die Druckluftleitung (53)
angeschlossen ist, eine Vorrichtang zum Festklemmen des'Vergasungskopf
es (42) am Formkasten (20) vor der Druckbeauf-
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schlagung der Druckluftleitung (53)» ein Tisch (6) zum Anheben
des Formkastens (20) an eine Blasplatte (9), um ihn zu füllen und Einrichtungen zum-Zwischenschalten und Einklemmen
des Vergasungskopfes (42) zwischen die Blasplatte (9) und den formkasten (20) vorgesehen sind, und daß die
Blasplatte (9) nach unten vorspringende Düsen (10) und der Vergasungskopf (42) aufrechtstehende Wände (44» 45, 46,47)
zum Umschließen und Abdichten der Düsen (10) während des 'Aushärtens des Teils aus Sand aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet
durch einen Rahmen (92) für den Vergasungskopf und durch Einrichtungen (93)» 94,96, 98, 99, 100, 101) zum Verschwenke
des Rahmens (92) in eine und aus einer oberhalb des FDrmkastens (20) gelegene bzw. gelegenen Stellung.
13· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einspritzen einer vorbestimmten Menge
eines Katalysators eine Pumpe (108) aufweist, deren Volumen einstellbar ist.
14· Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe (108) eine einfach wirkende Pumpe mit einstellbare: Hub ist.
15· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zum Einspritzen einer vorbestimmten Menge eines Katalysators eine einfach wirkende Einspritzpumpe mit
vorbestimmten Hub aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (121, 122, 123) zur Druckbeaufschlagung
der Druckluftleitung (53) mit einem Druck von etwa 6,33 kp/cm vorgesehen sind, um den eingespritzten Katalysator
durch die Form zu pressen.
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17· Verfahren zur Herstellung von Teilen aus Gießereisand nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Sand-Harz-Gemisch in einen Formkasten eingebracht
wird, daß anschließend ein Vergasungskpf, an dem eine Druckluftleitung angeschlossen ist, am Formkasten festgeklemmt
wird, worauf schließlich eine vorbestimate Menge
eines flüssigen Katalysators in die Druckluftleitung wingespritzt
wird, um ihn durch das Gemisch im Formkasten hindurchz upress en.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,' daß
durch die Druckbeaufschlagung der Druckluftleitung auch die
Einspritzung der Flüssigkeit durchgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
daß als Einspritzpumpe eine einfach wirkende Pumpe mit einem in einer Flüssigkeitskammer verschiebbaren Kolben verwendet
wird, und daß zur Einstellung der vorbestimmten Katalysatormenge der Hub des Kolbens gesteuert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckluftleitung mit einem Druck von
etwa 6,33 kp/cm beaufschlagt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckluftleitung für einen längeren Zeitraum mit Druck beaufschlagt wird, als dies zum Hinduirchpressen
des Katalysators durch das Sand-Harz-Gemisch erforderlich
ist, um die Leitung und den Formkasten zu reinigen.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung etwa 8 bis 12 see.
druckbeaufschlagt wird, wobei das Sand-Harz-Gemisch in etwa 6 bis 10 aec. ausgehärtet wird.
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23· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkasten (20) aus einer ersten und zweiten trennbaren Formkastenhälfte (21, 22) besteht, die .
komplementäre Formflächen aufweisen, daß Auswerferplatten
(58 ,76) mit Auswerferstiften (65, 83) in den Formkastenhälften
(21, 22) vorgesehen sind, wobei die Auswerferstifte
durch Federn (59, 78) in vorgeschobene Stellung gepreßt werden,und daß eine Verriegelungsvorrichtung (24 bis 36)
zum Verriegeln der trennbaren Formkastenhälften miteinander
vorgesehen ist, wobei die Auswerferstifte zurückgezogen gehalten
werdent
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
der am Formkasten (20) festklemmbare Vergasungskopf (42) durch die Verriegelungsvorrichtung (24 bis 36) an einer
Formkastenhälfte (21) verriegelbar ist, wenn die Formkastenhälften
entriegelt sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet
daß die Verriegelungsvorrichtung an einer Formkastenhälfte (21) schwenkbar gelagerte Halteklinken (28, 29) aufweist, dije
in einer Schwenkstellung an" der anderen Formkastenhälfte
angreifen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Kolben-Zylindereinheit (34) zur Verschwenkung der
Halteklinken (28, 29 ) in entgegengesetzte Schwenkrichtungen vorgesehen ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vergasungskopf (42) an eine Pruckluf tleitung (53) angeschlossen und eine Auslaiileitumr (36) mit
einer der Formkastenhälften (21, 22) verbunden i^t.
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28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 "bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß von den Auswerferplatten (58, 76) der
lOrmkastenhälften (21, 22) entgegengesetzt gerichtete
Stößel (62, 63; 79, 80) vorstehen, die aneinander zur Anlage "bringhar sind, wobei sie die Federn (59, 78) zusammendrücken
und die Auswerferstifte zurückgezogen halten, wenn
die Formkastenhälften aneinander anliegen.
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Priority Applications (3)
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US708022A US3587714A (en) | 1968-02-26 | 1968-02-26 | Foundry sand article forming machine |
DE19712104151 DE2104151A1 (de) | 1968-02-26 | 1971-01-29 | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Formen, Kernen und dergleichen aus Gießereisand |
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