EP0115848A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines Modells von einer Form - Google Patents
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- B22C17/00—Moulding machines characterised by the mechanism for separating the pattern from the mould or for turning over the flask or the pattern plate
Definitions
- the invention relates to a method for separating a model from a mold made of compressed, preferably binder-containing molding material by mutual relative movement, compressed air being directed against the model-side molding material surface to support the detachment of the model from the mold, and goes according to a further inventive concept to an apparatus for performing this method.
- a preferred, but not exclusive, field of application is the production of casting molds from binding clay or similar molding sand on pneumatically and / or mechanically compacting molding machines, wherein the casting mold can contain a model sand layer made of a molding material with a thermosetting binder.
- the solution relating to the device is characterized in that the model device and the molding device interact in a gas-tight manner in the region of their mutually facing edge, at least in the region of part of their mutual stroke, and in that the model plate and / or the model of the model device is provided with air passage openings.
- the gas-tight connection can be of a purely metallic nature and can be formed, for example, by the interaction of the model plate edge with the mold box wall. However, it can also comprise a preferably inflatable elastomer seal between the edge of the molding box and the model plate or molding box support.
- the model plate carrier can be divided appropriately by vertical partition walls into at least two air chambers that can be acted upon with different pressures.
- a central air chamber is advantageously provided below or, in the case of model plate supports coated on both sides, also above the models and is operatively connected to air passage openings in these.
- This central air chamber is surrounded by a second air chamber which is operatively connected to air passage openings outside the model plate edge.
- both air chambers can be connected in parallel or filled with air of different pressure or evacuated independently of one another. To fill the molding box with molding sand, for example, both chambers are suddenly placed under vacuum.
- the outer air chamber can be connected to normal external pressure and the central air chamber can be pressurized with air of increased pressure.
- the inner air chamber is expediently connected to an air chamber below or in the elastomer seal via an air line with a built-in differential pressure check valve. It is thereby achieved that with the increase in the air pressure in the central air chamber, the elastomer seal is simultaneously inflated and pressed against the edge of the molding box in a sealing manner. It follows it for a sufficiently long distance, and so far until the model and the mold have moved so far apart that a gap-shaped compressed air-filled space has formed between them.
- the molded part of the vacuum molding machine which works according to the vacuum shooting principle with mechanical post-compression, consists of a hollow model plate carrier 1, which is divided by vertical partition walls 2 into a central air chamber 3 and an outer air chamber 4 surrounding it.
- the upper and lower walls of the central air chamber 3 form an upper and lower model plate 5, 5 ', which are covered with the respective model halves 6, 6'.
- the air chambers 3, 4 can be acted upon via air lines 7, 8 respectively assigned to them via a valve circuit (not shown) both together and independently of one another with vacuum or air, wherein different pressures can also be generated in the chambers.
- Every air came Mer is via air passage openings 9, which are closed in a sand-tight manner by means of inserted filter nozzles or glued-on screen foils, with the interior of an upper and lower molding box 10, 10 ', which is vertically adjustable by means of a stripping cylinder, not shown.
- the mold boxes are dimensioned so that their inner walls can slide a limited distance on the perpendicular outer walls of the model plate carrier 1 and a likewise vertically adjustable upper and lower shooting head 11, 11 'and thereby form a sufficiently airtight connection.
- the shooting heads 11, 11 ' have shooting grates which can be closed after the shot has been fired and which act as a pressing grate for mechanical post-compression.
- the outer edge of the model plate carrier 1 forms the compressed air-tight connection with the inner edge of the molding box 10, 10 'in the embodiment according to FIG. 1, in the embodiment according to FIGS. 2 and 3 there is an inflatable elastic seal 14 between the molding box 10 and the model plate carrier 1 provided.
- the seal 14 is inserted into recesses in the model plate carrier 1, which in this case also acts as a molding box carrier, and is held by means of clamping strips 15. It has an ⁇ -shaped cross section and its interior communicates with the central air chamber via air channels 16, 17 and a differential pressure check valve 18 inserted therein.
- the compressed air supply is shut off with the aid of a feeler switch and the compressed air present in the system is decelerated by the outer air chamber 4 and air line 8 by a throttle valve (not shown).
- the air cannot suddenly escape between the model plate carrier and the molding box edge, because the gap width of the space S in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is smaller than the overlap length between the model plate carrier and the molding box.
- the casting mold halves are then stripped to the height of the mold box edge on the mold division in the further course of the lifting process.
- the gap S is bridged by the inflated seal 14, which is only vented again via the valve 18 when the air pressure in the central air chamber 3 is at least 1 bar lower than in the interior of the seal 14 .
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungsgedenken ein Verfahren zum Trennen eines Modells von einer Form aus verdichtetem, vorzugsweise bindetonhaltigem Formstoff durch gegenseitige Relativbewegung, wobei zur Unterstützung des Ablösens des Modells von der Form Druckluft gegen die modellseitige Formstoffoberfläche geleitet wird, und geht gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
- Bevorzugtes, jedoch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet ist dabei die Herstellung von Gießformen aus bindetonhaltigem oder ähnlichem Formsand auf pneumatisch und/ oder mechanisch verdichtenden Formmaschinen, wobei die Gießform eine Modellsandschicht aus einem Formstoff mit thermisch aushärtendem Binder enthalten kann.
- Aus der GB-A-11 51 237 ist ein Verfahren zum Abheben ausgehärteter Maskenformhälften bzw. Kerne von der jeweils zugeordneten, beheizten Modelleinrichtung bekannt, wobei Druckluft durch mit Filterdüsen sanddicht verschlossene Bohrungen in der Modelleinrichtung gegen die Formmaskenhälften bzw. die Kerne geblasen wird. Diese an sich einfache und wirtschaftliche Methode ist jedoch nicht ohne weiteres auf die Herstellung von Gießformen aus tongebundenen Naßgußsanden oder ähnlichen Formsanden übertragbar, weil diese Formstoffe in der Regel niedrigereFestigkeitswerte als kunstharzgebundener Maskenformstoff aufweisen. Beim druckluftunterstützten Aussenken von Modellen mit tiefen Formballen hat sich dabei gezeigt, daß die Druckluft kurz nach Beginn des Aussenkvorgangs mit hoher Geschwindigkeit durch den sich zwischen der Formstoffoberfläche und dem Modell bildenden Spalt entweicht und dabei Formsand von den Kanten des Formhohlraums mitreißt, so daß Gußstücke mit erheblichen Graten an der Formteilung entstehen, welche die Schleifkosten in der Putzerei in unkontrollierbarer Weise erhöhen.
- Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß auch eine Gießform aus bindetonhaltigem Naßgußsand oder dergleichen unbeschädigt von der Modelleinrichtung abgehoben bzw. diese aus der Gießform ausgesenkt werden kann.
- Die auf das Verfahren sich beziehende Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ausgangszustand mit gasdichter gegenseitiger Abdichtung von Form und Modell hergestellt wird und daß diese Abdichtung bei Druckluft-beaufschlagung der modellseitigen Formstoffoberfläche zumindest so lange aufrechterhalten wird, bis sich das Modell vollständig von der Formstoffoberfläche abgelöst hat und zwischen diesen ein spaltförmiger, nach außen abgedichteter Zwischenraum entstanden ist, dessen Beaufschlagung mit Druckluft eingestellt wird, bevor die gegenseitige Abdichtung aufgehoben wird.
- Diese Maßnahmen stellen sicher, daß die Druckluft vor Entlastung des spaltförmigen Zwischenraums nicht aus diesem entweichen kann. Da bei Entlastung des spaltförmigen Zwischenraums die Druckluftbeaufschlagung bereits beendet ist und in der Regel bereits eine langsame Entspannung der im Zwischenraum eingeschlossenen Druckluft einsetzen konnte, ergibt sich in vorteilhafter Weise auch kein länger anhaltendes, scharfes Abströmen der Druckluft aus dem spaltförmigen Zwischenraum, was sich äußerst schonend auf die Formkanten auswirkt. Eine noch weitergehende Sicherheit bei gleichzeitiger starker Geräuschminderung läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch erreichen, daß die Druckluft aus dem spaltförmigen Zwischenraum nach Beendigung der Druckluftzufuhr abgeleitet und entspannt wird, bevor die gegenseitige Abdichtung zwischen Modell und Form aufgehoben wird.
- Ausgehend von einer Vorrichtung mit einer Modelleinrichtung und einer relativ hierzu bewegbaren Formeinrichtung kennzeichnet sich die auf die Vorrichtung sich beziehende Lösung dadurch, daß die Modelleinrichtung und die Formeinrichtung im Bereich ihres einander jeweils zugewandten Rands zumindest im Bereich eines Teils ihres gegenseitigen Hubs gasdicht miteinander zusammenwirken und daß die Modellplatte und/oder das Modell der Modelleinrichtung mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist. Die gasdichte Verbindung kann dabei rein metallischer Art sein und etwa durch Zusammenwirken des Modellplattenrands mit der Formkastenwandung gebildet sein. Sie kann aber auch eine vorzugsweise aufblasbare Elastomerdichtung zwischen Formkastenrand und Modellplatten- bzw. Formkastenträger umfassen.
- Der Modellplattenträger kann dabei zweckmäßig durch vertikale Trennwände in mindestens zwei, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare Luftkammern unter= teilt sein. Dabei ist vorteilhaft eine zentrale Luftkammer unter - bzw. bei doppelseitig belegtem Modellplattenträger auch über- den Modellen vorgesehen und steht mit Luftdurchtrittsöffnungen in diesen in Wirkverbindung. Diese zentrale Luftkammer ist von einer zweiten Luftkammer umgeben, die mit Luftdurchtrittsöffnungen außerhalb des Modellplattenrandes in Wirkverbindung steht. Über eine Ventilschaltung können beide Luftkammern parallel geschaltet werden oder unabhängig voneinander mit Luft verschiedenen Druckes gefüllt, bzw. evakuiert werden. Zum Füllen des Formkastens mit Formsand werden beispielsweise beide Kammern schlagartig unter Vakuum gesetzt. Zum Aussenken oder Abheben der Modelleinrichtung kann dagegen die äußere Luftkammer mit normalem Außendruck verbunden und die zentrale Luftkammer mit Luft erhöhten Druckes beaufschlagt werden. Die innere Luftkammer steht dabei zweckmäßig über eine Luftleitung mit eingebautem Differenzdruck-Rückschlagventil mit einer Luftkammer unter oder in der Elastomerdichtung in Verbindung. Dadurch wird erreicht, daß mit dem Ansteigen des Luftdruckes in der zentralen Luftkammer die Elastomerdichtung gleichzeitig aufgeblasen und abdichtend gegen den Rand des Formkastens gedrückt wird. Sie folgt ihm eine ausreichend lange Strecke, und zwar so weit, bis sich Modell und Gießform so weit voneinander entfernt haben, daß zwischen ihnen ein spaltförmiger druckluftgefüllter Raum entstanden ist. Wenn dann die Druckluftzufuhr zur zentralen Kammer abgeschaltet wird und der Druck in dem erwähnten spaltförmigen Raum absenkt, weil ein Teil der Druckluft durch die poröse Gießform entweicht und ein anderer Teil in die äußere Luftkammer im Modellplattenträger abfließt, geht die Elastomerdichtung nicht sofort in ihre Ruhelage zurück, sondern erst nach einer gewissen Verzögerung, weil das Rückschlagventil erst bei einer Druckdifferenz von etwas mehr als 1 bar den Fließweg zur zentralen Kammer öffnet. Auf diese Art wird der eingangs geschilderte unerwünschte Effekt ausgeschaltet.
- Die Erfindung ist anhand von Prinzipskizzen beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:
- Figur 1 den eigentlichen Formteil einer für das gleichzeitige Formen von Ober- und Unterkasten einge- richteten Vakuum-Formmaschine,
- Figur 2 eine Detailansicht eines Modellplattenträgers mit aufstehendem Formkasten, und
- Figur 3 eine Detailansicht nach Figur 2 kurz nach Beginn des Abhebevorganges.
- Der Formteil der nach dem Unterdruckschießprinzip mit mechanischer Nachverdichtung arbeitenden Vakuum-Formmaschine besteht aus einem hohlen Modellplattenträger 1, der durch vertikale Trennwände 2 in eine zentrale Luftkammer 3 und eine diese umlaufend umgebende äußere Luftkammer 4 unterteilt ist. Die obere und untere Wandung der zentralen Luftkammer 3 bilden eine obere und untere Modellplatte 5, 5', die mit den jeweiligen Modellhälften 6, 6' belegt sind. Die Luftkammern 3, 4 können über ihnen jeweils zugeordnete Luftleitungen 7, 8 über eine nicht dargeste sllte Ventilschaltung sowohl gemeinsam als auch unabhängig voneinander mit Vakuum oder Luft beaufschlagt werden, wobei auch in den Kammern unterschiedlicher Druck erzeugt werden kann. Jede Luftkammer steht über Luftd rchtrittsöffnungen 9, die mittels eingesetzter Filterdüsen oder aufgeklebter Siebfolien sanddicht verschlossen sind, mit dem Innenraum eines oberen und unteren Formkastens 10, 10' in Verbindung, der mittels nicht dargestellter Strippzylinder vertikal verstellbar ist. Die Formkästen sind so bemessen, daß ihre Innenwände eine beschränkte Wegstrecke an den lottrechten Außenwänden des Modellplattenträgers 1 und eines ebenfalls vertikal verstellbaren oberen und unteren Schießkopfes 11, 11' gleiten können und dabei eine ausreichend luftdichte Verbindung bilden. Die Schießköpfe 11, 11' haben Schießroste, die nach erfolgtem Schuß geschlossen werden können und zur mechanischen Nachverdichtung als Preßrost wirken.
- Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 der äußere Rand des Modellplattenträgers 1 mit dem inneren Rand des Formkastens 10, 10' die druckluftdichte Verbindung bildet, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 eine aufblasbare elastische Dichtung 14 zwischen dem Formkasten 10 und dem Modellplattenträger 1 vorgesehen. Die Dichtung 14 ist dabei in Ausnehmungen des Modellplattenträgers 1, der in diesem Fall gleichzeitig als Formkastenträger fungiert, eingesetzt und mittels Spannleisten 15 gehalten. Sie hat einen Ω -förmigen Querschnitt, und ihr Innenraum steht über Luftkanäle 16, 17 und ein darin eingesetztes Differenzdruck-Rückschlagventil 18 mit der zentralen Luftkammer in Verbindung.
- Zum Abheben der verdichteten Gießform 19, 19' von der Modelleinrichtung und Aussenken der Modelle wird, gesteuert über eine Ventilschaltung, gleichzeitig mit der Betätigung der die Formkästen 10, 10' verstellenden Strippzylinder durch die Luftleitungen 7, 8 Druckluft in die zentrale Luftkammer 3 und die äußere Luftkammer 4 eingeleitet. Der Druck der Luft in der äußeren Luftkammer 4 kann dabei niedriger eingestellt sein als der Druck in der zentralen Luftkammer 3. Die eingeleitete Luft drückt durch die Luftdurchtrittsöffnungen 9 gegen die Gießformoberfläche und unterstützt deren Ablösen besonders im Betrieb tiefer Formballen entscheident.
- Sobald sich bei Abhebevorgang ein spaltförmiger Raum S zwischen Gießform- und Modelloberfläche gebildet hat, wird mit Hilfe eines Fühlschalters die Druckluftzufuhr abgesperrt und die im System vorhandene Druckluft durch die äußere Luftkammer 4 und Luftelitung 8 durch ein nicht dargestelltes Drosselventil gebremst entspannt.
- Bis zu diesem Zeitpunkt kann die Luft nicht schlagartig zwischen Modellplattenträger und Formkastenrand entweichen, denn die Spaltbreite des Raumes S ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 kleiner als die Überlappungslänge zwischen Modellplattenträger und Formkasten. Die Gießformhälften werden bei dieser Ausführungsform dann im weiteren Verlauf des Abhebevorganges bis auf die Höhe des Formkastenrandes an der Formteilung nachgestrippt. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 wird der Spalt S durch die aufgeblasene Dichtung 14 überbrückt, die über das Ventil 18 erst wieder entlüftet wird, wenn der Luftdruck in der zentralen Luftkammer 3 um mindestens 1 bar niedriger liegt als im Innenraum der Dichtung 14.
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