DE2933869C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines unteren Formteils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines unteren Formteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 3.

Aus der DE-PS 24 03 199 (Bühler) sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Sandformteils bekannt, bei dem zum Herstellen des Formteils in einem mehrstufigen Verfahren zunächst mit Druckluft niedrigeren Druckes und dann mit Druckluft höheren Druckes auf den Formsand eingewirkt wird. Der Formsand befindet sich dabei in einer Sandkammer unterhalb eines Schießrostes, hinter dem sich der eigentliche Formraum und das Model! befinden. Zunächst wird Druckluft niedrigeren Druckes in den in der Sandkammer befindlichen Sand eingeleitet, um diesen fließfähig zu machen. Erst dann erfolgt eine schlagartige Druckbeaufschlagung mit höherem Druck ebenfalls auf den in der Sandkammer befindlichen Sand, so daß der Sand durch den Schießrost in Richtung auf das Model! geschossen wird Dabei liegt der Sand unmittelbar auf der Wand auf, wo sich die Eintritlsöffnungen für die Druckluft höheren Druckes befinden. Danach erfolgt mittels des Schießrostes eine mechanische Verdichtung. Es wird also hier mit einer kontinuierlich zugeführten Sandmenge gearbeitet, und nicht mit einer dosierten, vorbestimmten Sandmenge.

Allerdings ist es aus der DE-AS 27 27 297 bekannt, eine vordosierte Sandmenge in einen Formraum einzugeben, welcher von einem Unterkasten und einem Füllrahmen gebildet wird. Diese vordosierte Menge wird jedoch als Ganzes in einem einschrittigen Druckluftbeaufschlagungsverfahren in Richtung auf das Modell geschossen.

Schließlich ist es auch aus der DE-AS 26 08 740 bekannt, eine Preßplatle zu verwenden, die innerhalb eines Füllrahmens bewegbar ist, um ein mechanisches Pressen des Formsandes vorzunehmen. Innerhalb der Preßplatte ist ein Hohlraum ausgebildet, durch den die Druckluft über Austrittsöffnungen in den Formraum geblasen wird.
Bei der Herstellung eines oberen und unteren Formteils unter Einsatz der genannten bekannten Verfahren treten dann Probleme auf, wenn sich der Formsand unter hohem Druck in Richtung auf das Modell bewegt und zwischen diesem und dem Formkasten bzw. Unterkasten tiefe Ausnehmungen vorhanden sind. In einem solchen Fall kann der Formsand nicht überall ausreichend an die Oberfläche des Modells herangebracht werden. Auch kann eine ausreichende Verdichtung an den gewünschten Stellen, insbesondere dicht an der Oberfläche des Modells, nicht erzielt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein kompliziertes unteres Formteil hergestellt werden soll.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die die Erstellung eines gut verdichteten unteren Formteils erzielbar ist, insbesondere wenn zwischen Formkasten und Modell tiefe Ausnehmungen vorhanden sind, und zwar bei der Gewährleistung einer hohen Verdichtung des Formsandes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mit der Druckluft niedrigeren Druckes zunächst der Formsand lediglich in Richtung auf das Modell angehoben, so daß in Richtung auf die Preßplatie eine freie Sandoberflächc entsteht, und zwar unter Belassung eines Spaltes zwischen dieser freien Sandoberfläche und der Preßplatte. Der Sand dringt dabei sehr gut in die Vertiefungen neben dem Modell ein und kann dort in der zweiten

so Druckstufe gut verdichtet werden, wenn der aufgebrachte Druck sicti über die freie Sandoberfläche auswirken kann. Dabei kommt es zu einer guten Verdichtung über die gesamte Oberfläche des Modells.
Wenn vor dem mechanischen Nachverdichten ein gcringer Druckluftstrom aufrechterhalten wird, so wird verhindert, daß von der Sandoberfläche Sand auf die Preßplatte herunterfällt.

Vorzugsweise bildet die Prcßplatte die untere Begrenzung des Formraumes, so daß nach dem Einfüllen

bo des Formsandes dieser auf der Preßplatte aufliegt. Die Druckbeaufschlagung erfolgt unmittelbar durch in der Preßplatte befindliche Öffnungen. Die in der Preßplaltc befindliche Druckluftkammer wird durch eine flexible Leitung versorgt, so daß diese Leitung die mechanische

b5 Bewegung der Preßplatte bei mechanischem Nachverdichten mitmachen kann.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in den /.eichnungen dargestellten

A usführungsbeispiels näher erläutert Es zeigen

F i g. 1 bis 3 Schnittansichten der Formteilherstellungsschritte eines Verfahrens gemäß der Erfindung.

In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Füllrahmen, welcher durch Zylinder 2 in vertikaler Richtung bewegt werden kann. In der unteren Öffnung des Füllrahmens 1 ist eine Preßplatte 5 vorgesehen, die an einer nach oben bewegbaren Kolbenstange 4 befestigt ist. Eine luftdichte Dichtung Sa ist entlang der Umfangswand der Preßplatte 5 eingesetzt, so daß letztere luftdicht in den Füllrahmen 1 eingesetzt ist. Die Preßplatte 5 hat obere und untere Wände, die eine Kammer 6 bilden. In der oberen Wand befinden sich Druckluftaustrittsöffnungen 7, durch welche die Kammer 6 mit dem Formraum in Verbindung steht. Die untere Wand der Preßplatte 5 ist mit einer Bohrung 8 versehen, durch welche Druckluft eingeführt werden kann. An die Bohrung 8 ist eine flexible Druckluftversorgungsleitung 9 angeschlossen, die mit ihrem anderen Ende mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle in Verbii.dung steht, und zwar über ein Hauplleitungssystem 12 einschließlich einem Abstellventil 10 und ein Strömungsregulierungsventil 31.

Das Hauptleitungssystem 12 ist mit einem ersten Bypass-Leitungssystem 13 verbunden, welches stromaufwärts des Strömungsregulierungsventils 11 zur Umgehung der Ventile 11 und 10 vom Hauptleitungssystem 12 abzweigt und dann stromabwärts des Abstellventils 10 wieder mit dem Hauptleitungssystem 12 zusammenläuft. Das erste By-pass-Leitungssystem 13 ist mit einem ersten By-pass-Abstellventil 10a versehen und stromaufwärts des ersten By-pass-Abstellventils 10a mit einem ersten By-pass-StrömungsreguIierungsventil 11a. Das erste By-pass-Leitungssystem 13 ist wiederum mit einem By-pass-Leitungssystem 14 verbunden, welches stromaufwärts des Strömungsregulierungsventils 11a zur Umgebung der Ventile 11a und 10a vom ersten By-pass-Leitungssystem abzweigt und stromabwärts des ersten By-pass-Abstellventils 10a wieder mit dem ersten By-pass-Leiiungssystem 13 zusammenläuft. Das /weite By-pass-Leitungssystem 14 ist mit einem zweiten By-pass-Abstellventil 106 und mit einem zweiten Bypass-Slrömungsregulierungsventil 116 versehen, welches stromaufwärts des zweiten By-pass-Abstellventils 10ό liegt.

Oberhalb des Füllrahmens 1 sind Hohlrollenförderer 15 angeordnet, welche im Abstand voneinander liegen, so daß der Füllrahmen 1 zwischen diesen nach oben bewegt werden kann. Auf die Hohlrollenfördersr 15 ist ein Unterkasten 16 auflegbar, welcher in Richtung auf oder von der Oberfläche des Füllrahmens weg bewegbar ist.

Auf dem Unterkasten 16 ist ein Modell 17 angeordnet, welches in Richtung auf und von dem Unterkasten 16 auf der dem Füllrahmen 1 gegenüberliegenden Seite bewegt wird (die gegenüberliegende Seite ist bei der Darstellung in den Zeichnungen die obere Seite). Das Modell 17 ist mit einer Ausnehmung 19 versehen, die in dem Modell selbst ausgebildet ist. Das Modell 17 ist weiterhin mit Ausnehmungen 18 versehen, die zwischen dem Modell 17 und dem Unterkasten 16 liegen. Diese Öffnungen sind schwierig mit Formsand zu füllen. Das Modell 17 besteht aus einem oberen und unteren Modcllabschnitt, zwischen dem eine Kammer 20 ausgebildet ist, die mit der Außenseite in Verbindung steht. Das Modell 17 ist weiterhin im unteren Modellabschnitt mit engen Kanälen 21 versehen, die mit der Kammer 20 in Verbindung stehen. Die Kanäle 21 sind in einer größeren Anzahl in den Bodenflächen dei Ausnehmungen 18, 19 angeordnet als in den anderen Bereichen derselben. In den Kanälen 21 sind nicht dargestellte Entlüfterstutzen eingesetzt.

Das Strömungsregulierungsvent·! 11 is tso eingestellt, daß Druckluft in einer solchen Menge zugeführt wird, die ausreicht, den Formsand 23 durch die von der Preßplatte 5 kommenden Druckluft mit geringer Geschwindigkeit nach oben zu fördern. Das Regulierungsventil ίο 11 a ist so eingestellt, daß Druckluft in einer solch großen Menge zugeführt wird, die ausreicht, im Formsand 23 einen Hochdruck zu erzeugen infolge des Druckverlustes im Formsand 23 und den Kanälen 21. Das Strömungsregulierungsventil 11έ> ist so eingestellt, daß Druckluft in einer solchen Menge zugeführt wird, die ausreicht, zu verhindern, daß der angehobene Formsand 23 herunterfällt.

In den Zeichnungen sind ein Oberkasten und Füllrahmen und eine weitere Preßplatte der Einfachheit halber weggelassen, welche normalerweise oberhalb der Oberseite des Modells 17 angeordnet sind.

Bei einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art wird der Unterkasten 16 auf den Füllrahmen 1 zubewegt, in welchem sich die Preßplatte 5 befindet. Zylinder 2, 2, 3 werden dann betätigt, um den Füllrahmen 1 und die Preßplatte 5 nach oben zu bewegen und den Unterkasten 16 von den Rollenförderern 15 um einen geringen Betrag abzuheben und dann anzuhalten. Eine vorbestimmte Menge an Formsand 23 wird danach von einem Fülltrichter (nicht dargestellt) in einen Raum eingefüllt, welcher vom Füllrahmen 1, von der Preßplatte 5 und dem Unterkasten 16 gebildet wird. Daraufhin wird ein Modell 17 auf die Oberseite des Unterkastens 16 gelegt. Die Zylinder 2,2,3 werden dann betätigt, um den Unterkasten 16 gegen die Unterseite des Modells 17 zu drücken, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist.

Das Ventil 10 wird für eine vorbestimmte Zeitperiode geöffnet, so daß Druckluft von der Druckluftquelle über die Leitung 9 die Bohrung 8, die Kammer 6 und die Druckluftaustrittsöffnungen 7 zum Formsand 23 strömen kann. Die durch den zuvor genannten Vorgang eingeleitete Druckluftströmung dient der Nachobenbewegung des Formsandes 23 mit niedriger Geschwindigkeit. Der Formsand strömt dabei in eine Ausnehmung 18 mit vielen schmalen Kanälen in der Bodenfläche, so daß die Ausnehmungen 18 und 19 mit dem Formsand 23 gefüllt werden. Die Druckluft gelangt über die Kanäle 21 und die Kammer 20 nach außen.

Entsprechend heftig stößt der Formsand 23 gegen Vorsprünge des Modells 17 und wird in die Ausnehmungen 18, 19 gedrückt, ohne allerdings so verfestigt zu werden, daß die Dichte des Formsandes 23 in den Ausnehmungen 18,19 in ausreichendem Maße erhöht wird. Wenn das Ventil 10 dann geschlossen und das Ventil 10a für eine vorbestimmte Zeitperiode geöffnet wird, strömt Druckluft auf dieselbe, zuvor genannte Weise. Die Druckluft strömt in einer derart großen Kapazität, daß unter dem Formsand 23 ein hoher Druck erzeugt wird. Dadurch wird die Dichte des Formsandes, welcher eng an der Oberfläche des Kerns 17 liegt, erheblich erhöht, wodurch der Sand verfestigt wird (Fig. 2). Wenn das Ventil 10a geschlossen und das zweite Bypass-Abstellventil 10b geöffnet ist, ist die Kolbenstange 4 des Zylinders 3 ausgefahren und dadurch die Druckplatte 5 so nach oben bewegt, daß der Formsand 23 als Ganzes zusammengedrückt wird (Fig. 3). Das Herabfallen des Formsandes 23 wird durch Öffnen des zweiten By-pass-Abstellventils 106 verhindert. Dieser Zustand

dauert fort bis der Zusammendrückvorgang der Preßplatte 5 begonnen wird. Wenn der Formsand nicht herabfallen kann, so kann das zweite By-pass-Leitungssystem 14 mit dem zweiten By-pass-Abstellventil iOb und dem zweiten By-pass-Strömungsregulierungsventil 116 weggelassen werden.

Der Zweck des Zusammendrückvorganges entsprechend der vorbeschriebenen Art und Weise besteht darin, den Formsand zu verfestigen und zu verdichten, welcher nicht ausreichend und weniger verdichtet ist, als der Formsand, welcher mittels der Druckluft auf die Oberfläche des Modells 17 gedrückt wurde. Dieser Zusammendrückvorgang wirkt ein wenig auf den Formsand, welcher bereits durch die Druckluft hochverdichtet wurde.

Wenn die Zylinder 2, 2, 3 zurückbewegt werden, um den Unterkasten und die Preßplatte 5 abzusenken, wird der Unterkasten 16 vom Modell 17 wegbewegt und kehrt zu den Rollenförderern 15 zurück.

Das Lösen der Unterkastenform aus dem Unterkasten kann leicht dadurch erfolgen, daß durch die Kanäle 21 Druckluft auf den Formsand 23 gerichtet wird. Für diesen Zweck wird ein anderes Leitungssystem 14a mit einem Dreiwegeventil 10c verwendet, wobei das Dreiwegeventil 10c zwischen den Kanälen 21 und dem zweiten By-pass-System 14 angeordnet ist. Der Unterkasten-Kipprahmen 1 und die Druckplatte 5 werden von dem Unterkasten 16 entfernt, wenn sie um einen geringen Betrag nach unten bewegt wurden.

Die Unterkastenform wird mit dem Unterkasten, welci-,er wieder zu den Rollenförderern 15 zurückgebracht wurde, in eine Formzusammensetzungsposition überführt, ohne daß die Oberseite nach unten zeigt. Die Un-'.erkastenform wird dann mit einer Oberkastenform vereinigt, welche zur gleichen Zeit auf der anderen Hälfte des Modells, d. h. auf der anderen Seite des Modells 17 hergestellt wurde, um so eine vollständige Form zu erstellen.

Nachdem ein eine Unterkastenform enthaltender Unterkasten wegbefördert wurde, wird ein leerer Unterkasten in die Vorrichtung eingeführt und der vorbeschriebene Vorgang wiederholt.

Bei der vorgenannten Ausführungsform wird der Unterkasien 16 auf die Oberseite des Füllrahmens 1 zu und von dieser weg bewegt, um eine Unterkastenform herzustellen. Jedoch kann der Füllrahmen 1 so eliminiert werden, daß die Preßplatte 5 unmittelbar auf den Unterkasten 16 aufgesetzt ist. In diesem Falle wird die fertiggestellte Form aus dem Unterkasten 16 entfernt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Strömungsmenge der durch die Preßplatte 5 zugeführten Druckluft reguliert. Dieselbe Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, daß der Druck der Druckluft reguliert wird.

Obwohl das Abstellventil 10 geschlossen ist, wenn das erste By-pass-Abstellventil 10a geöffnet wird, kann gleichzeitig das Abstellventil 10 geöffnet bleiben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines unteren Formteils mittels eines in einem Formkasten nach unten gerichteten Modells, wobei der Formsand in einem mehrstufigen pneumatischen Verdichtungsverfahren zunächst mit Druckluft niedrigeren Druckes und sodann mit Druckluft höheren Druckes beaufschlagt und der pneumatisch verdichtete Formsand des Formteils anschließend von der Unterseite her mechanisch gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Menge Formsand in den durch einen Füllrahmen gebildeten Formraum eingefüllt wird, und daß der eingefüllte Formsand durch die Druckluft niedrigeren Druckes in geringer Geschwindigkeit angehoben und gegen das Modell bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dritten Stufe Druckluft mit einem Druck zugeführt wird, welcher geringer ist als der Luftdruck der in der zweiten Phase zugeführten Druckluft.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 oder 2, mit einem unterhalb des Modells befindlichen Formraum, in dem eine Preßplatte verschiebbar angeordnet ist und den Formraum nach unten begrenzt, mit am Modell befindlichen Luftaustrittsöffnungen und mit einer Steuerventileinrichtung zum Beaufschlagen des Formsandes mit der Druckluft verschiedenen Druckes, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Preßplatte (5) eine Druckluftkammer (6) ausgebildet ist, die einerseits mit einer Druckluftversorgungsleitung (9) und andererseits zum Formraum hin mit Druckluftaustrittsöffnungen (7) in Verbindung steht, und daß der Formraum von einem Unterkasten (16) und einem Füllrahmen (1) gebildet ist, welcher Unterkasten vertikal bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftversorgungsleitung (9) eine flexible Leitung ist.