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??Vorrichtung an Sandformmaschinen zum Zuführen des
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Sandformmaschinen mit gegen ein oberes
Preßhaupt verfahrbarer Modell- und Formkastentrageinrichtung zum Zuführen des Formsandes
in den Formkasten mit einem oberhalb einer Füllstation angeordneten Sandbehälter,
dem ein auf den Formkasten aufsetzbarer Füllrahmen und eine steuerbare Auslauf-Verschlußeinrichtung
zugeordnet ist.
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Es ist bei- Merhstationen-Formmaschinen bekannt, eine besondere Füllstation
für den Formkasten vorzusehen, der gestellfest und gleichachsig ein Sandbehälter
mit Füllrahmen zugeordnet ist. In der Füllstation wird der Füllrahmen auf den Formkasten
abgesenkt oder der Formkasten mit dem Füllrahmen an den Auslauf des Sandbehälters
angehoben, worauf die erforderliche Menge Sand in den Formkasten über das Modell
eingefüllt wird.
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Danach wird der gefüllte Formkasten mit Modelltragplatte
seitlich
in die eigentliche Formstation verfahren, dort gerüttelt und verdichtet.
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Ahnlich ist es bei sog e Formschießmaschinen, bei denen in einer Station
der Formsand über das Modell in den Formkasten eingeschossen" wird, sodaß in der
eigentlichen Formstation ein Rütteln des Kastens bei der Verdichtung nicht erforderlich
ist, vielmehr ein Verdichten lediglich durch Pressen gegen ein einteiliges oder
mehrteiliges Preßhaupt ausreicht. Bei einer bekannten Formschießmaschine hat man
den Füllrahmen hohl ausgebildet, wobei der Hohlraum über in lotrechten Ebenen liegende
Schlitzdüsen unterhalb des Preßhauptes mündet, sodaß der Sand über diese Schlitzdüsen
in den an die Unterseite des Füllrahmens angedrückten Formkasten geschossen werden
kann (vergl. DE-OS 28 15 951).
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Es ist weiterhin bekannt, die Preßvorrichtung und den gefüllten Formkasten
in eine hermetisch nach außen abgedichtete Vakuumkammer einzuschließen und spätestens
mit Beginn der mechanischen Verdichtung die Kammer insgesamt zu evakuieren, um die
sonst erforderliche Rüttelung des Formsandes zu vermeiden.Bei Vorrichtungen zum
Ausführen dieses Formverfahrens ist es erforderlich, zum Füllen des Formkastens
das obere Preßhaupt mit Preßstempel oder Mehrfachstempei innerhalb der Vakuumkammer
seitlich zu verfahren, um den Formkasten zunächst aus einem Sandbehälter oder Dosierbunker
zu füllen, worauf das Preßhaupt wieder in Fluchtung mit dem Formkasten seitlich
zurückverfahren wird.
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Das seitliche Verfahren des Formkastens zwischen einer Füllstation
und einer Preßstation bzw. das seitliche Verfahren des Preßhauptes zwischen der
Preßstellung und einer seitlich versetzten, zum Füllen des Formkastens dienenden
Wartestellung erfordert einen erheblichen technischen und steuerungsmäßigen Aufwand
und verlängert den Preßzyklus und damit die Leistung der Formlage. Dies gilt gleichermaßen
für das einfache Füllen der Formkästen, für das Füllen der Formkästen im Sandschießverfahren
und auch für das Füllen und Verdichten unter Anwendung von Vakuum.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs
näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei wesentlich geringerem konstruktiven
und steuerungstechnischen Aufwand eine wesentliche Vereinfachung des Sandfüllvorganges
bei Verkürzung des gesamten Arbeitsspiels - insb. beim Vakuum-Formverfahren - ermöglicht
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sandbehälter
in axialer Richtung relativ zum Preßhaupt beweglich angeordnet ist und daß Preßhaupt
in der einen relativen Stellung zwischen Preßhaupt und Sandbehälter den Auslaufverschluß
für den Sandbehälter bildet.
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Bevorzugt wird das obere Preßhaupt gestellfest angeordnet und der
das Preßhaupt teleskopartig übergreifende Sandbehälter gegenüber dem Preßhaupt auf-
und abbewegt. In einer angehobenen
Stellung kann der Sandbehälter
mit der erforderlichen Sandmenge gefüllt werden. In einer abgesenkten Stellung leitet
der Sandbehälter den Sand an dem Preßhaupt vorbei in den unter dem Preßhaupt in
Bereitschaftsstellung befindlichen Formkasten ein, worauf nach erneutem Anheben
des Sandbehälters gegenüber dem Preßhaupt die eigentliche Verdichtung durch mechanisches
Pressen der Sandfüllung erfolgt. Das Pressen des Sandes in dem Formkasten kann durch
Anheben der Modell- und Formkastentrageinrichtung gegenüber dem gestellfesten Preßhaupt
erfolgen. Das Preßhaupt kann dabei eine starre, in den Formkasten eingreifende Preßplatte,
eine Mehrfachstempeleinrichtung oder eine hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbare
Membran aufweisen.
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Das Einleiten des Sandes aus dem Sandbehälter in den Formkasten in
der abgesenkten Stellung des Sandbehälters kann allein durch Schwerkraft, durch
Einschießen des Sandes mit einer üblichen Sandschießeinrichtung, bevorzugt aber
durch Erzeugen eines Vakuums in einer die Trageinrichtung einschließenden Vakuumkammer
erfolgen.
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Das Preßhaupt wird lediglich in Abhängigkeit von der Anheb-bzw. Absenkbewegung
des Sandbehälters schließend bzw. den Füllkanal freigebend wirksam. Es ist in der
anderen relativen Stellung mit radialem Spiel im Inneren des Sandbehälters angeordnet.
In dem der Auslaufrichtung entgegengerichteten Bereich ist das Preßhaupt vorteilhafterweise
als Leitkörper ausgebildet, um so im Zusammenwirken mit der Erweiterung des
unteren
Abschnittes des Sandbehälters ein leichtes und gleichmäßiges sowie rasches Fließen
des Sandes bei geöffnetem Verschluß zu ermöglichen. Dem als Leitkörper wirkenden
Teil des Preßhauptes kann auch eine Vibrationseinrichtung zugeordnet sein, die beim
Ubergang des Sandes aus dem Sandbehälter in den Formkasten leicht vibriert wird,
um über die Leiteinrichtung Schwingungen in die Sandformmasse einzuleiten und so
das zuverlässige Fließen des Sandes zu begünstigen. In der Regel ist eine solche
Austraghilfe für den Sandbehälter jedoch nicht erforderlich.
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Praktische Untersuchungen haben ergeben, daß die im Sandbehälter befindliche
Sandmenge bei Freigabe des Auslaufes durch Absenken des Sandbehälters zuverlässig
ausfließt und den Formkasten über dem Modell gleichförmig auch bei größerer Ausdehnung
des Formkastens und des Modells füllt, sodaß Maßnahmen zur Vergleichmäßigung der
Füllung trotz der Zuführung des Sandes über einen ringförmigen Spalt im Bereich
der Kastenwand nicht erforderlich sind.
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Zweckmäßigerweise ist der untere Rand des Füllabschnittes des Sandbehälters
als Füllrahmen ausgebildet, gegen den die Oberseite des Formkastens beim Füllen
ebenso wie bei der Verdichtung gedrückt wird.
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Vorteilhafterweise wird vor und/oder während der mechanischen Verdichtung
ein die Verdichtung förderndes Vakuum erzeugt. In
diesem Fall ist
es zweckmäßig, am unteren Ende des Sandbehälters, insb. an dem Füllrahmen, einen
glockenartigen Abschnitt vorzusehen, der in der Schließstellung der Formmaschine
den Formkasten und die Kasten- und Modelltrageinrichtung übergreift und mit einer
ringförmigen, insb. pneumatisch oder hydraulisch dehnbaren Dichtung an der Trageinrichtung
hermetisch abdichtend zusammenwirkt, wobei zweckmäßigerweise der Glockenabschnitt
eine Verbindungseinrichtung aufweist, die ein Heben und Senken des glockenförmigen
Abschnittes zuläßt und dennoch eine steuerbare Verbindung des Inneren des glockenförmigen
Abschnittes mit einer Vakuumquelle ermöglicht.
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Andererseits kann insb. der seitlich verfahrbar ausgebildete Verschlußteil,
ggf. aber auch der obere verjüngte Abschnitt des Sandbehälters selbst in der abgesenkten
Stellung des Behälters mit einer die Sandmenge im Schießverfahren aus dem Sandbehälter
drückenden Schießeinrichtung verbunden sein.
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Der Sandbehälter läßt sich zweckmäßigerweise als Dosierbunker ausbilden,
sodaß eine besondere Dosiereinrichtung nicht erforderlich ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 im senkrechten Schnitt eine erste bevorzugte Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 im senkrechten Schnitt
und im Ausschnitt die Vorrichtung nach Fig. 1 in-einer anderen Arbeitsphase des
Arbeitszyklus und Fig. 3 wiederum im senkrechten Schnitt und im Ausschnitt die Vorrichtung
nach Fig. l in einer weiteren Arbeitsphase.
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In den Figuren ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung an einer Formmaschine
gezeigt, der die leeren Formkästen über eine Rollenstrecke 1 entsprechend dem Pfeil
la zugeführt und von der die gefüllten und gepreßten Formkästen abgeführt werden.
Die Zu- und Abführung kann von der gleichen Seite erfolgen. Die Kästen können aber
auch die Maschine in gleichbleibender Richtung passieren.
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Die Maschine weist ein Gestell auf, das z.B. aus unteren U-förmigen
Trägern 2, senkrechten Säulen 3 und oberen horizontalen Trägern Lt besteht.
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Von den oberen Trägern 4 ragen mehrere Stangen 6 nach unten5 die ein
gestellfestes Preßhaupt 7 unterstützen. Das Preßhaupt ist auf seiner Oberseite dachförmig,
prismatisch oder kegelförmig ausgebildet. Es weist auf seiner Unterseite eine starre
Preßplatte oder einen Mehrfach-Preßstempel (nicht gezeigt) oder eine pneumatisch
oder hydraulisch beaufschlagbare Preßmembran 7a auf. Die Ausbildung des preßwirksamen
Teils des Preßhauptes 7 ist von untergeordneter Bedeutung. Am unteren Rand weist
das Preßhaupt einen ringsumlaufenden leistenförmigen Preßhauptteil 9 auf, der geringfügig
radial nach außen vorsteht und in einer
nach außen ragenden Gleit-
oder Abstreifkante 9a ausläuft.
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Konzentrisch zu dem Preßhaupt 7 ist ein Sandbehälter 10 angeordnet.
Dieser weist einen oberen bunkerartigen verjüngten Abschnitt auf, der in einem Bereich
unterhalb der oberen horizontalen Gestellträger 4 sich nach unten trichterförmig
erweitert und einen Füllabschnitt 11 bildet, welcher bei geschlossenem unterem Ende
des Sandbehälters 10 das Preßhaupt 7 unter Bildung eines ringförmigen Füllkanals
50 teleskopartig umschließt. An dem Füllabschnitt 11 sind außen Lageraugen angeordnet,
an denen das eine Ende 15 von pneumatischen oder hydraulischen Hubeinrichtungen
14 angelenkt ist, deren anderes Ende an oberen Lageraugen 13 angelenkt ist, welche
ihrerseits fest an den oberen horizontalen Gestellträgern 4 befestigt sind. Uber
die Hubeinrichtungen 14 wird der Sandbehälter 10 nicht nur vom Gestell getragen,
sondern zugleich in Richtung des Doppelpfeils 20 auf-und abbewegt. Dabei wird der
Sandbehälter an den Stangen 6 mittels Gleitführung 5, die vorzugsweise zugleich
hermetisch abdichten, geführt.
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Das untere Ende des Füllabschnittes 11 wird im dargestellten Beispiel
durch einen nach Art eines Füllrahmens 12 ausgebildeten Abschnitt gebildet. Die
radial nach innen weisende Fläche 12a des Füllrahmens 12 ist so bemessen, daß sie
mit der Abstreifkante 9a am unteren Ende des Preßhauptes 7 zusammenwirkt. Auf diese
Weise wirkt das Preßhaupt 7 in der in Fig. 1 gezeigten
Stellung
des Sandbehälters 10 zugleich als der untere Verschluß des Sandbehälters, indem
die Kante 9a an der Innenfläche 12a des Abschnittes 12 anliegt. In dieser relativen
Stellung zwi- t schen Sandbehälter 10 und Preßhaupt 7 kann der Sandbehälter gefüllt
werden. Zu diesem Zweck ist auf gestellfesten Schienen 21 mit Hilfe eines Wagens
22 und einer Bewegungseinrichtung 23 ein Sandbehälterverschluß 24 unter Freigabe
der Füllöffnung des Sandbehälters seitlich verfahrbar. Der Verschlußdeckel 24 kann
so ausgebildet sein, daß er hermetisch abdichtend mit dem oberen Rand 25 des Sandbehälters
10 zusammenwirkt. Der Deckel 24 kann aber auch eine Anschlußeinrichtung für die
Sandschießeinrichtung aufweisen. Die Sandschießeinrichtung kann aber auch in nicht
dargestellter Weise mit dem oberen schlankeren Ende des Sandbehälters direkt über
eine bewegliche Verbindung verbunden sein.
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Unterhalb der Rollenbahn 1 ist die Trageinrichtung 27 für die Modellplatte
angeordnet. Die Trageinrichtung 27 ist mit Hilfe einer steuerbaren Preßhubeinrichtung
29 entsprechend dem Doppelpfeil 28 auf- und abbewegbar und ist dabei an den Säulen
3 geführt.
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In Fig. 1 ist die Formmaschine im offenen Zustand gezeigt, in der
ein1 leerer Formkasten 26 über die Rollenbahn 1 eingeführt werden kann. Dazu dienen
nicht dargestellte bekannte Schubeinrichtungen. Wenn der Formkasten 26 die gezeigte
Fluchtungsstellung einnimmt, wird die Trageinrichtung 27 angehoben. Diese
nimmt
auf ihrem Weg nach oben den Formkasten 26 mit, bis der obere Verschleißsteg 26a
des Formkastens sich an die Unterseite des Füllrahmens 12 legt. Nunmehr kann der
Behälter 10 nach unten abgesenkt werden, und zwar unter Mitnahme des anliegenden
Formkastens und der Trageinrichtung 27. Dadurch wird der Füllrahmen 27 aus der Verschlußstellung
nach Fig. 1 in die Offenstellung nach Fig. 2 bewegt, so daß ein ringförmiger Füllkanal
50 freigelegt wird, durch den der Sand über den erweiterten Füllabschnitt 1 allseitig
an dem Preßhaupt 7 vorbei durch den Füllrahmen 12 in den Formkasten einlaufen kann.
Sobald die vorgegebene Sandmenge eingefüllt ist, werden der Sandbehälter 10, der
Formkasten 26 und die Trageinrichtung 27 wieder synchron nach oben bewegt, wobei
der Sandbehälter durch Zusammenwirken der Kante 9a und der Preßmembran 7a des Füllrahmens
12 nach unten verschlossen wird. Mit Hilfe der unteren Hubeinrichtung 29 wird nunmehr
die Einheit unter Anheben des Sandbehälters über die Stellung nach Fig. 1 weiter
angehoben, so daß die eingefüllte Sandmasse gegen die Preßfläche des Preßhauptes
7 verdichtet wird.
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Dabei wird der erforderliche Verdichtungsdruck über die Hubeinrichtung
29 ausgeUbt. Nach der Verdichtung wird die Einheit abgesenkt, wobei der Sandbehälter
in der Stellung nach Fig. 1 verbleibt, der ausgeformte Sandkasten 26 auf der Rollenbahn
1 abgesetzt und das Modell bei der weiteren Absenkbewegung der Trageinrichtung 27
aus dem Formkasten gelöst wird. Der ausgeformte Kasten 26 wird dann ausgefahren
und durch einen leere Formkasten ersetzt. Es kann auch eine Modellwechseleinrichtung
in üblicher Weise vorgesehen sein, so daß Unterkästen und Oberkästen
im
Wechsel ausgeformt werden können. Während des Verdichtungsvorganges kann bereits
der Sandbehälter 10 mit einer erneuten Sandfüllung gefüllt werden.
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Wenn der Sand eingeschossen wird, wird die Schießeinrichtung unmittelbar
nach Freilegen des Füllkanals 50 eingeschaltet, so daß die Sandmenge mit dem erforderlichen
Druck in den Formkasten eingeschossen wird. Im Formkastenbereich sind dabei in üblicher
Weise Schlitzdüsen zum Ableiten der vom Schießvorgang her eingeführten Luft vorgesehen.
Die dafür erforderlichen Maßnahmen sind bekannt und brauchen hier nicht naher beschrieben
zu werden.
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Die Vorrichtung nach Fig. 1 eignet sich ganz besonders für das Verdichten
unter Einsatz von Vakuum.
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Zu diesem Zweck ist an den Füllrahmen 12 nach unten anschließend ein
blockförmiger Abschnitt 52 yorgesehen. Außerdem ist an der Trageinrichtung 27 eine
Dichteinrichtung 53 vorgesehen, die in Form eines ringförmigen, schlauchartigen
Elementes am Umfang der Trageinrichtung 27 vorgesehen ist und gesteuert pneumatisch
oder hydraulisch radial gespreizt oder in den U-förmigen Umfangs rand der Trageinrichtung
27 eingezogen werden kann.
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Beim Anheben der Trageinrichtung 27 mit dem Formkasten 26 gelangt
bei Anlage des Formkastens 26 am Füllrahmen 12 die Innenfläche 52a des glockenförmigen
Abschnittes 52 in eine teleskopartig übergreifende Stellung nicht nur gegenüber
dem Formkasten 26
und dem auf der Trageinrichtung 27 befindlichen
Modell, sondern auch gegenüber der Dichtungseinrichtung 53. Diese Stellung ist in
Fig. 3 gezeigt. Die Verschleißleisten 26a,26b des Formkastens 26 liegen dabei an
der Unterseite des Füllrahmens 12 bzw. auf der Oberseite der Modellplatte an. In
dieser Stellung wird die Dichtung in die radial gespreizte Stellung 53a gedehnt,
so daß der Glockenabschnitt 52 den gesamten oben durch den Deckel 24 abgedichteten
Bereich von Sandbehälter 10, Preßhaupt, Formkasten, Modell und Trageinrichtung 27
unter Bildung einer Vakuumkammer hermetisch abdichtet. Eine in Fig. 1 gestrichelt
dargestellte Verbindungseinrichtung 60 verbindet bevorzugt den glockenförmigen Abschnitt
52 mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle. Die Verbindungseinrichtung weist
einen Verteiler 61a auf, der fest an dem glockenförmigen Abschnitt 52 angebracht
ist und mit dessen Inneren über eine oeffnung 62 in Verbindung steht. Ein Teleskoprohr
63 erstreckt sich parallel zur Achse der Maschine und wird über eine Gleitdichtung
66 von einem gestellfesten Gehäuse 64 aufgenommen, das über einen Flansch 65 mit
der Vakuumeinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise besteht eine in Richtung der
Bewegung des Sandbehälters 10 teleskopartig wirksame Verbindung zwischen der Vakuumquelle
und dem glockenförmigen Abschnitt 52.
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Ist der Formkasten gefüllt und in die aus Fig. 3 ersichtliche obere
Stellung gefahren, wird die Vakuumquelle mit dem glockenförmigen Abschnitt 52 verbunden
und schlagartig in der gesamten Kammer ein Vakuum erzeugt, in dem die mechanische
Verdichtung durch Anheben des gefüllten Formkastens gegen das Preßhaupt 7 erfolgt.
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Die Vakuumvorrichtung kann auch in Verbindung mit dem EinschieRet
der Sandmasse in den Formkasten eingesetzt werden5 um die beim Schießen anfallende
Luftmenge rasch und zuverlässig abzuführen.
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Durch entsprechende Schlitzdüsen und dgl. wird dafür gesorgt, daß
der Sand nicht in die Vakuumverbindung gelangt.
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Bevorzugt wird der Sand aus dem zugleich als Dosiervorrichtung wirkenden
Sandbehälter durch Schwerkraft oder durch Erzeugung eines leichten Überdrucks von
z.B. 0,5 bar in dem Sandbehälter in den Formkasten überführt. Zu diesem Zweck kann
der Sandbehälter einen Anschluß für eine Luft- oder Gasdruckquelle aufweisen. Nach
dem Hochfahren des Sandbehälters und dem Befüllen wird der Verschluß 24 in die Schließstellung
gebracht. Während im Bereich des Formkastens das Vakuum erzeugt wird, wird gleichzeitig
der Sandbehälter unter leichten Überdruck gesetzt. Unmittelbar darauf wird der Sandbehälter
abgesenkt. Dabei fließt der Sand zuverlässig und unter Vorverdichtung in den Formkasten.