DE2104151A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Formen, Kernen und dergleichen aus Gießereisand - Google Patents

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.

209835/0197

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

209835/0197

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

209835/0197

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 ■?;■-

209835/0197

- 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

20983B/0197

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

209835/0197

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

209835/0197

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/cm^c (100 psi) zugeführt. Die Luft wird durch einen Filter 110 und ein Sicherheitsventil 122 zu einem ferngesteuerten Abschalt-

209835/0197

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

2 0 9 8 3 ^r / ü 1 3 7

- 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

209835/0197

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-

209835/0197

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

209835/0197

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.

209835/0197

Claims (28)

-H- Patentansprüche

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)

209835/0197

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 7_f 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-

209835/0197

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.

209835/0197

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.

2098357019*7'

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.

20983 5/0197

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.

209835/0197

Leerseite