DE2444377B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen fuer giessereien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen für Gießereien unter Verwendung eines vertikal bewegbaren, aus einem Vorratsbehälter mit Bodenverschluß mit körniger Masse füllbaren Druckbehälter, der mit einer Einrichtung zum Herstellen von Formteilen in Verbindung gebracht wird und durch Einleiten von Druckluft die körnige Masse aus dem Druckbehälter über eine Austrittsöffnung in die Einrichtung zum Herstellen von Formierten einfüllt, worauf der Druckbehälter entlüftet wird.

Aus der DT-PS 6 20 779 ist eine Sandblasmaschine bekannt, bei welcher aus einem ortsfest angeordneten Vorratsbehälter das Blasgut über einen ebenfalls ortsfesten Zwischenbehälter in einen Kernkasten geblasen werden kann. Hierbei wird durch öffnen von zwei hierfür vorgesehenen Ventilen zuerst der Z.wischenbehälter mit Blasgut gefüllt und nach dem Füllen des Zwischenbehälters durch Schließen dieser Ventile und durch das öffnen von zwei weiteren Ventilen die Zwischenbehälterfüllung in einen Kernkasten entleert, worauf auch die zwei letzteren Ventile wieder ίο geschlossen werden. Wenn der Vorratsbehälter entleert ist, kann der Deckel desselben demontiert, der Vorratsbehälter neu gefüllt und der Deckel wieder montiert werden.

Feiner ist aus der CH-PS 1 83 838 ein Verfahren zum Entleeren von Vorratsbehältern, die körniges Gut enthalten, mittels eines auf die Oberfläche des im Behälter eingelagerten Gutes wirkenden gasförmigen Druckmittels und einer ebenfalls im Vorratsbehälter befindlichen sich nachschiebenden Platte bekannt. Zum Füllen dieses Vorratsbehälters ist vorgesehen, den Deckel dieses Behälters mit den damit zusammenhängenden Teilen zu demontieren und nach dem Füllen wieder zu montieren. Wahlweise ist auch vorgesehen, einen speziellen Schleusenbehälter auf den Vorratsbehälter aufzusetzen, der bei geschlossenen Schleusen während des Betriebs des Vorratsbehälters füllbar ist und nach dem Füllen geschlossen werden kann. Das körnige Gut kann in einer Zwischenphase des Betriebes durch öffnen der Schleusen des Vorratsbehälters mittels Druckluft in diesen überführt werden, worauf die Schleusen des Schleusenbehälters wieder geschlossen werden.

Im weiteren ist aus der DT-AS 1162 033 eine Schießmaschine zum Herstellen von Gießereiformen und Gießereikernen bekannt, die einem Behälter zur Aufnahme der körnigen Masse, der von einem Zwischenraum umgeben ist, eine Druckluftspeicherkammer zuordnet. Die mit Druckluft gefüllte Druckluftspeicherkammer wird mittels eines schnellwirkenden Schlußventils großer Durchlaßöffnung mit dem gefüllten und geschlossenen Sandbehälter verbunden, worauf die körnige Masse über mehrere Düsen in einen angeschlossenen Formkasten oder dgl. einströmt und diesen füllt. Nach dem Füllen des Formkastens wird über ein Membranventil die Schließmaschine entlüftet. Ein über dem Behälter angeordneter und mit diesem fest verbundener Nachfüllbehälter ist durch einen geschlossenen Schieber von diesem räumlich getrennt. Durch öffnen dieses Schiebers wird der Behälter aus dem Nachfüllbehälter mit körniger Masse gefüllt worauf der Schieber wieder geschlossen wird.

Aus der DT-PS 12 51471 ist eine feststehende Blasvorrichtung zum Herstellen von Formmasken unc Formkernen für Gießereizwecke bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem Mischbehälter, dessen Einlaß- und Auslaßöffnung durch auf einer Steuerstangc angeordnete Ventilteller geöffnet und geschlosser werden können.

Die vorgenannten Verfahren und Einrichtungei haben den Nachteil, daß sie die körnige Masse entwede mittels Druckluft »us einem Vorratsbehälter in einet Zwischenbehälter und von diesem in einen Kernkastei oder Formkasten blasen müssen, oder daß sie de zeitraubenden Rillart des Vorratsbehälters wcgei

h5 denselben für mehrere Füllungen, also in seiner Volumen., zu groß wählen müssen, oder daß si zusätzliche Druck Iu ftspcicherkammern verwende müssen und deshalb mil zu hohem Druckluftverbrauc

zu arbeiten gezwungen sind.

Die vorbeschriebenen Verfahre.1 und Einrichtungen haben im weheren den Nachteil, daß die mit dem Druckbehälter zur Aufnahme der körnigen Masse fest verbundenen Vorratsbehälter aus konstruktiven Gründen nur kleine Volumen beinhalten können und deshalb des Nachfüllens wegen zu häufigen Betriebsunterbrechungen führen.

Ferner besitzen die vorgenannten Verfahren und Einrichtungen den Nachteil, daß sowohl die Vorratsbehalter als auch die Druckbehälter fest miteinander verbunden sind. Man ist deshalb gezwungen, die Kernkasten oder Formkasten, die mit körniger Masse zu füllen sind, vor dem Füllvorgang anzuheben und nach erfolgtem Füllvorgang wieder abzusenken. Dieser Nachteil beschränkt die Anwendungsmöglichkeiten des Blasverfahrens.

Insbesondere bei der aus der DT-PS 12 51471 bekannten Blasvorrichtung entstehen beim Einfüllen des Sandes in den Druckbehälter dadurch Schwierigkeiten, daß Sandreste unter Umständen die Abdichtung des Druckbehälters durch den Ventilteller erschweren. Darüber hinaus verursacht die Schließbevegung des Einlaßventils im Druckbehälter einen Totraum, d. h. einen Raum, der nicht mit Sand gefüllt ist. Derartige Toträume führen zu überhöhtem Druckluftverbrauch.

Die Entwicklung von organischen Bindern für körnige Massen erweitert den Anwendungsbereich des Schießens von Gießereiformteilen. Dadurch vergrößern sich auch die stündlich benötigten Mengen körniger Massen für das Blasen von Formteilen. Es ist deshalb ein entscheidender Nachteil, daß den für das Blasverfahren entwickelten Einrichtungen bis heute keine großräumigen Vorratssilos direkt zugeordnet werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mn Verfahren und eine Vorrichtung der einleitend angegebenen Gattung zu entwickeln, bei dem die Überführung des Sandes in den Druckbehälter störungsfrei bewerkstelligt, der Druckbehälter optimal genutzt und bei dem ferner ein vertikales Heranführen der Kernformeinrichtung an den Druckbehälter überflüssigwird.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Druckbehälter zur mechanischen Aufnahme einer Füllung angehoben und durch Anheben des Druckbehälterver-Schlusses geöffnet wird, wobei auch ein Verdrängungskörper angehoben wird, worauf die körnige Masse durch Öffnen des Bodenverschlusses des Vorratsbehälters aus demselben in den geöffneten Druckbehälter einfließt, nach beendeter Füllung des Druckbehälters der Bodenverschluß des Vorratsbehält^rs geschlossen und danach durch Absenken des Druckbehälterverschlusses und des Verdrängungskörpers der Druckbehälter geschlossen und auf die Einrichtung zum Herstellen der Formteile abgesenkt wird.

Hierbei wird durch Einleiten von Druckluft in den Druckbehälter ein Teil der im Druckbehälter befindlichen körnigen Masse durch im Boden befindliche Austrittsöffnungen in den Hohlraum der Einrichtung eingeschossen. Nachdem diese gefüllt ist, wird die Druckluft/.uführung zum Druckbehälter unterbrochen und der Druckbehälter entlüftet. Dadurch wird es möglich, den Vorratsbehälter, der dem Arbeitsplatz zugeordnet ist, beliebig groß und ortsfest zu wählen. Der Inhalt des Druckbehälter kann der optimalen Größe b5 der mit einem Schuß zu blasenden Menge körniger Masse angepaßt werden, wodurch es möglich ist, mit einem minimalen Druckluftverbrauch zu arbeiten. Der Druckluftverbrauch wird ferner auf ein minimales Maß herabgesetzt, weil keine zusätzlichen Vorratsbehälter, Schleusenbehälter oder zusätzliche Druckluftspeicherkammern notwendig sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Einrichtung zur Herstellung der Formteile nicht mehr an den Druckbehälter angehoben werden muß, sondern der Druckbehälter gegen die Einrichtung ?.ur Herstellung der Formteile abgesenkt werden kann.

Ein besonders günstiges Verfahren der Erfindung besteht darin, daß ein und derselbe Formteil durch eine Mehrzahl von einander folgenden Füllungen und Schüssen hergestellt werden kann. Dies ermöglicht das Blasen sehr großer Fromteile unter Verwendung normal großer Druckbehälter.

Das vorgesehene Verfahren sieht für das Blasen von großen Mengen von körniger Masse pro Zeiteinheit, welche große Entleeröffnungen des Druckbehälters bedingen, zu Beginn des Entleervorganges ein öffnen und am Ende des Schießvorgangs ein Schließen der Entleeröffnung des Druckbehälters vor. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Entleeren des Druckbehälters vermieden.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und zwar

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt gemäß Linie I —I in Fig.2,

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt gemäß Linie 11 — 11 in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 gemäß Linie 111 —III.

In den F i g. 1 und 2 zeigt 1 einen Vorratsbehälter und 2 einen Druckbehälter, in welchen beiden körnige Masse 46 bzw. 3 eingefüllt ist. Eine Auffangschale 4 des Druckbehälters 2 hat die Aufgabe, beim Öffnen eines Bodenverschlusses 5 des Vorratsbehälters 1 das Entleeren der körnigen Masse 46 aus demselben nach dem Füllen des Druckbehälters 2 in einem Schüttkegel anzustauen und damit zu beenden. Eine Hubvorrichtung 6 dient dem Anheben und Absenken des Druckbehälters 2, der während dieses Vorganges durch Führungsrollen 14, 15, 16 mittels Führungsschienen 17, 18, 19 geführt wird und durch Bolzen 20 mit der Hubvorrichtung 6 verbunden ist. Ein Verschlußkörper 7, der mit einer Hubvorrichtung 11 und einem Verdrängungskörper 12 über die Kolbenstange 21 verbunden ist, kann in eine Stellung 22 angehoben oder in eine Stellung 23 abgesenkt werden. Die Einfüllöffnung 8 des Druckbehälters 2 ist in F i g. 1 durch den abgesenkten Verschlußkörper 7 geschlossen dargestellt. In dieser Stellung liegt ein Dichtungsring 47 an einer Dichtungsfläche 48 an (siehe Fig.2). In Fig.2 ist die Einfüllöffnung 8 des Druckbehälters 2 bei angehobenem Verschlußkörper 7 geöffnet gezeigt. In Fig. 1, 2 und 3 ist die Austrittsöffnung 9 einer Düse 25 mit dem dazugehörigen Hohlraum 13 einer Modell- oder Kernformeinrichtung 49 dargestellt. Die Düse 25 (F i g. 3) ist mit einer Epoxyharzfüllung 26 als auswechselbares Verschleißteil in einen Druckbehälter-Unterteil 27 eingesetzt. Eine Bohrung 28 der Einrichtung 49 ist im äußeren Teil der Wand der Einrichtung 49 größer und im verengten Teil 24 der Wand der Einrichtung 49 mit dem Außendurchmesser der Düse 25 übereinstimmend ausgebildet. Damit der Verdrängungskörper 12 einbau- und ausbaubar ist, kann der Druckbehälter-Unterteil 27 vom Druckbehälter 2 abgetrennt werden. Eine Druckluftleitung 10 ist über ein Ventil 29a sowohl auf Druckluftzuführung als auch auf Entlüftung des

Druckbehälters 2 umsteuerbar. Der schwenkbare Bodcnvcrschluß 5 des Vorratsbehälters 1 wird durch Zylinder 30 geöffnet und geschlossen. Die Zuführung des Druckmittels zu den Zylindern 30 und die Steuerung derselben erfolgt in bekannter, jedoch nicht dargestellter Weise.

In Fig. 1, 2, 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Druckbehälters 2 gezeigt, dessen Austrittsöffnungen 9 nicht verschließbar sind. Für leichtfließende körnige Massen wird daher in diesem Anwcndungsfall zweckmäßigerweise das Mundstück 50 in konisch verengter Form den physikalischen Eigenschaften der körnigen Masse 3 angepaßt, damit die körnige Masse 3 in drucklosem Zustand des Druckbehälters 2 nicht unbeabsichtigt aus den Auslrittsöffnungen 9 ausströmt.

Die in Fig. 1, 2, 3 dargestellte Vorrichtung des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitet wie folgt: Der in Fig. 2 angehobene Druckbehälter 2, dessen Einfüllöffnung 8 geöffnet ist, hat aus dem Vorratsbehälter 1 bei geöffnetem Bodenverschluß 5 so viel körnige Masse 46 entnommen, daß dieselbe sich in der Auffangschale 4 anstaut und dadurch den Füllvorgang unterbricht. In diesem Zustand wird in bekannter Weise durch Steuerung der Zylinder 30 der Bodenverschluß 5 in die geschlossene Stellung 52 bewegt und schließt den Vorratsbehälter 1. Nun wird durch eine nicht dargestellte Steuerung der Hubvorrichtung 11 die Kolbenstange 21, die mit der Hubvorrichtung 11 verbunden ist, von der in Fig. 2 gezeigten Stellung in die in Fig. 1 gezeigte Stellung bewegt. Dadurch bewegt sich der Verdrängungskörper 12 von der Stellung 22 in die Stellung 23 und gibt ein zusätzliches Volumen im Druckbehälter 2 frei, das dem Volumen der Grundfläche des Verdrängungskörpers 12 multipliziert mit dem Hub des Verdrängungskörpers entspricht. Während der Bewegung des Verdrängungskörpers 12 von der Stellung 22 in die Stellung 23 kann die anfänglich in der Auffangschale 4 angestaute körnige Masse 46 in den frei werdenden Hohlraum des Druckbehälters 2 nachströmen. Die Dichtungsfläche 48 wird dadurch frei und der Dichtungsring 47 kann sich dichtend bei Erreichung der Stellung 23 an die Dichtungsfläche 48 anlegen. Gleichzeitig wird durch eine entsprechende Steuerung der Hubvorrichtung 6 der Druckbehälter 2 in den Führungen 17,18,19 durch die Führungsrollen 14,15,16 gehalten, in die Blasstellung nach Fig. 3 abgesenkt. Durch Betätigung des Ventils 29 strömt über den Druckluftanschluß 10 Druckluft in den Druckbehälter 2 und die körnige Masse 3 wird durch die Austrittsöffnung 9 in den Hohlraum 13 der Modell- oder Kernformeinrichtung geschossen und füllt denselben. Nach beendeter Füllung wird das Ventil 29 so betätigt, daß es den Druckluftanschluß 10 schließt und den Druckbehälter 2 entlüftet. Anschließend wird die Hubvorrichtung 6 umgesteuert und damit der Druckbehälter 2 angehoben, wobei gleichzeitig auch durch Umsteuerung der Hubvorrichtung 11 die Einiüllöffnung8des Druckbehälters 2 geöffnet und der Verdrängungskörper 12 aus der Stellung 23 in die Stellung 22 angehoben wird. Während anstelle der Modell- oder Kernformeinrichtung 49 eine weitere Form in die Blasstellung gebracht wird oder die Einrichtung 49 entleert und wieder in die Blasstellung zurückgebracht wird, wird der Bodenver;;chluß 5 aus der geschlossenen Stellung 52 in die in F i g. 2 gezeigte, geöffnete Stellung gebracht. Nach Beendigung des

to Enlleervorgangs der körnigen Masse 46 bzw. der Füllung des Druckbehälters 2 mit körniger Masse 3 beginnt ein nächster Arbeitszyklus.

Die vorbeschriebenen Steuervorgänge können sowohl von Hand, automatisch als Folgesteuerung oder durch ein zentrales Steuerorgan gesteuert werden. Da diese Vorgänge jedem Fachmann dieses Aufgabengebietes bestens bekannt sind, wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet.

Die Dimensionierung des Bodenverschlusses 5, des Vorratsbehälters 1 und die Formgebung der Auffangschale 4, der Einfüllöffnung 8, des Verschlußkörpers 7 und des Verdrängungskörper 12 wird durch die physikalischen Eigenschaften der körnigen Masse, in erster Linie durch die Fließbarkcit derselben bestimmt.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Verdrängungskörper 12 im Durchmesser größer zu wählen als die Einfüllöffnung 8 bzw. den Verschlußkörper 7. Damit wird erreicht, daß beim Absenken des Verdrängungskörpers 12 aus der Stellung 22 in die Stellung 23 im Druckbehälter 2 ein größerer zusätzlicher Raum entsteht, als die aus der Auffangschale 4 in den Druckbehälter 2 nachströmende körnige Masse benötigt. Im weiteren hat es sich gezeigt, daß der untere Teil des Verdrängungskörpers 12 zweckmäßigerweise als dünnwandiges Zylindermantelstück ausgebildet wird, damit derselbe beim Senkvorgang ohne Schwierigkeiten in die bereits eingefüllte körnige Masse 3 eindringen kann.

Die Länge der Auslriltsöffnungen 9 der Düse 25 wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß sie in der abgesenkten Stellung des Druckbehälters 2 (Fig. 3) durch die Bohrung 28 der Einrichtung 49 in den Hohlraum 13 hineinragt, wobei durch den hineinragenden Teil der Düse 25 verhindert wird, daß sich an dieser Stelle ein unerwünschter, vorstehender Teil der Form bildet oder die Bohrung 28 nach dem Ausstoßen des Gießereiformtciles mit körniger Masse gefüllt ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht in der abgesenkten Stellung des Druckbehälters 2 ein Zwischenraum zwischen dem Druckbehälter 2 und der Modell- oder Kernfonneinrichtung 49, so daß der verengte Teil 24 der Bohrung 28 eine Dichtungsflüche bildet. Diese Ausführungsform ist besonders zweckmäßig, wenn der Druckbehälter 2 beim Aufsetzen auf die Hinrichtung 49 dieselbe deformieren könnte.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Pattntansprüche:

   !. Verfahren zum Herstellen von Formteilen für Gießereien unter Verwendung eines vertu ' bewegbaren, aus einem Vorratsbehälter mit jcnverschluß mit körniger Masse füllbaren Druckbehälter, der mit einer Einrichtung zum Herstellen von Formteilen in Verbindung gebracht wird und durch Einleiten von Druckluft die körnige Masse aus dem Druckbehälter über eine Austrittsöftnung in die Einrichtumg zum Herstellen von Formteilen einfüllt, worauf der Druckbehälter entlüftet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter zur mechanischen Aufnahme einer Füllung angehoben und durch Anheben eines Druckbehälter¹, erschlusses geöffnet wird, wobei auch ein Verdrängungskörper angehoben wird, worauf die körnige Masse durch öffnen des Bodenverschlusses des Vorratsbehälters aus demselben in den Druckbehälter einfließt, nach beendeter Füllung des Druckbehälters der Bodenverschluß des Vorratsbehälters geschlossen und danach durch Absenken des Druckbehälterverschlusses und des Verdrängungskörpers der Druckbehälter geschlossen und auf die Einrichtung zum Herstellen der Formteile abgesenkt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Druckbehälter, der einen Druckluftanschluß, eine Austrittsöffnung in seinem Boden und eine von einem Fülltrichter umgebene, durch ein von einer Hubvorrichtung heb- und senkbares Absperrventil abschließbare Einfüllöffnung an seiner Oberseite aufweist, wobei Mittel zum Zuführen der körnigen Masse zum Fülltrichter vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand vom Absperrventil (7) und der Einfüllöffnung (8) im Druckbehälter (2) ein mit dem Absperrventil gekoppelter Verdrängungskörper (12) vorgesehen ist und die Materialzufuhrmittel (1) absperrbar sind, und daß der Druckbehälter (2) vertikal beweglich geführt und durch einen Druckmittelzylinder (6) heb- und senkbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (12) als Glocke ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (7) einen rohrförmigen Ansatz aufweist, der in der Schließstellung des Ventils einen in den Fülltrichter (4) ragenden Kragen übergreift, der den die Einfüllöffnung (8) umgebenden Ventilsitz (48) enthält.