Verfahren und Einrichtung zum Einfüllen und Vorverdichten von körnigen Massen. Beim Verdichten körniger Massen zur Herstellung von-Giessformen, oder von kera mischen Produkten usw., ist es bekannt, mit Füllrahmen, die auf die abzuformenden Mo dellplatten oder auf die Formkasten auf gesetzt werden, zu arbeiten. Diese Füllrah men sollen beim Einfüllen der körnigen Masse ein Überströmen derselben möglichst verhindern oder beim Herstellen hoher For men das Einbringen einer genügend grossen Menge ermöglichen.
Ferner sind Füllbehälter mit einem Bodenverschluss bekannt, in welche die für die Herstellung von Formen notwen dige Menge körniger Masse eingefüllt wird, und die, nachdem sie über die Modelle oder den Formkasten geschwenkt wurden, dieselbe ohne gegenseitige Berührung .entleeren.
Weil die körnige Masse unverdichtet ein erheblich grösseres Volumen besitzt als verdichtet, bil det sich ein Schüttkegel, wobei ein 'Teil über den Kastenrand abströmt, und weil beim Auf treffen der körnigen Masse sich dieselbe hauptsächlich über den erhöhten Modell partien vorverdichtet, ist die Gesamtmenge ungenau und hauptsächlich die horizontale Verteilung schlecht (in der Mitte zu viel, am Kastenrand zu wenig).
Ferner wurde die Be nützung von Füllbehältern mit durch Federn zugehaltenen Bodenklappen vorgeschlagen, die nach dem Aufsetzen auf einen Form kasten, der sieh auf einer Modellplatte ab stützt, mit einem die Füllung belastenden, also vorpressenden Gewicht so belastet wer den, dass die durch Federkraft gehaltenen Bo- denklappen die Füllung freigeben müssen,, so dass die Füllung und das diese belastende Ge wicht auf die Modellplatte fällt.
Hierdurch entsteht eine noch schlechtere horizontale Ver teilung, weil über den erhöhten Modellpartien sofort eine Vorpressung entsteht, deren schäd liche Wirkung beim nachfolgenden Rüttel- prozess nur noch unwesentlich beeinflusst wird.
Es ist eine schon lange bekannte Erschei nung, dass beim Verdichten einer körnigen Masse die Verdichtung grösstenteils in der Kraftrichtung erfolgt, während quer dazu die Verdichtungswirkung bedeutungslos ist und um so rascher abklingt, je grösser die Ver dichtung an sich ist und je geringer die Höhe der zu verdichtenden körnigen Masse ist. Dies beweist, dass beim Pressen die körnige Masse über den hohen Modellpartien zu stark und die über den tiefer liegenden Partien der Mo delleinrichtung ungenügend verdichtet wer den.
Viele Versuche, diese eine gleichmässige Verdichtung hindernde Erscheinung durch Anbringung horizontal wirkender Rüttel- oder Vibrationsb ewegungen wenigstens teilweise zu beseitigen, haben vollständig fehlgeschlagen. Auch die Verwendung dem Modell entspre chend geformter Pressklötze hat zu keiner be friedigenden Lösung geführt., da sie nur Teil erfolge aufwies und den Wechsel der Modell einrichtungen unzul'äesi:g erschwerte und so wohl dadurch als auch durch die Erweite rung der Modelleinrichtungen die Formher stellung verteuerte.
Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt, die beschriebenen Nachteile mindestens grösstenteils zu beseitigen und dadurch die Erfordernisse zu einer zuverlässigen auto matisch arbeitenden Formmaschine zu schaf fen. Das Verfahren besteht darin, dass der Füllbehälter beim Füllen des Formkastens auf diesen aufgesetzt und die Vorverdichtung mit aufgesetztem Füllbehälter durchgeführt wird.
Durch -das erfindungsgemässe Verfahren wird eine grosse Fallhöhe oder ein Vorpressen durch Gewichte und dadurch ein beim Ein füllen unerwünschtes, stellenweises Verdichten der körnigen Masse vermieden, so da.ss diese sich locker und durch den Behälter seitlich gehalten weitgehend ausgeebnet auf die Mo- delleinTiehtung legt und erst durch die in senkrechter Richtung wirkenden Massenträg- heitskräfte der körnigen Masse selbst verdich tet wird, wobei an jeder Stelle genügend kör nige Masse in den Formkasten nachlinken kann.
Sowohl der Versuch als auch die Rech nung zeigen, dass durch senkrechtes Rütteln allein eine vielfach stärkere Verdichtung erzielbar ist als durch Vibratoren oder um laufende Unwuchten (Schwingungen:) allein. Wird ein Formtisch: so aufgelagert, dass er sich von der Auflage nach oben abheben kann, und lä.sst man von unten genügend grosse Mas sen mit. der notwendigen Geschwindigkeit ge gen denselben schlagen., so kann eine genü gende Vorverdichtung erzielt werden. Diese Ausführungsform wird aber im allgemeinen kompliziert in der Konstruktion.
Um am Ende eine möglichst gleichmässig verdichtete Form zu erhalten, soll die vorverdichtete Form aber in den tieferen Partien nach dem Vor verdichten durch Rütteln wesentlich stärker verdichtet sein als über den höher gelegenen Partien. über den Modellen. Dies ist bei den bisher bekannten Rütteleinrichtungen nicht der Fall, weil der Elastizitätsmodul von mit tonigen Bindern durchsetzter körniger Masse nur etwa 500 kglem9 ist und dieselbe stark elastisch deformiert.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist dadurch gekenn zeichnet, dass sie einen auf dem Formkasten aufsetzbaren Behälter für die körnige Masse aufweist, der einen öffenbaren, durch minde stens eine Schälplatte gebildeten Bodenver- schluss mit. einem über diesen nach unten vorstehenden, pyramidenförmig angeschrägten Rand aufweist, und dass sie ferner Rüttel- und Naehverdichtungseinrichtungen aufweist.
In beiliegender Zeichnung wird das Ver fahren durch eine beispielsweise Einrichtung zur Ausübung desselben näher veranschau licht. Es zeigt: Fig. 1 einen Aufrissschnitt a--a, Fig. 2 einen Grundriss, Fig. 3 einen Schnitt b-b durch den Füll behälter und Fig. 4 einen Schnitt c-c eines Anwen dungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Eine Formmaschine, bestehend aus einem Maschinenständer 1, einem Presskolben 2, einem Rüttelkolben 3, der in bekannter Weise durch ein Druckmedium angehoben und nach Ablassen des Druckmediums durch sein Eigen gewicht auf den Presskolben zurückfällt, wel cher während des Rüttelprozesses in seiner tiefsten Stellung auf dem Boden des Maschi- nenständers 1 aufliegt. Der Rüttelkolben 3 trägt den Rütteltisch 3a, auf dem eine Modell platte 4 mit einem Modell 5 aufliegt.
Sämt liche Steuerorgane und I)ruckluftleitungen sind der *Übersichtlichkeit halber nicht in die Figuren eingezeichnet.
Auf der Modellplatte 4 sitzt der Form kasten 23 und auf dessen, obern Rand wird der Füllbehälter 7 aufgesetzt. Dieser hat an seiner untern Seite einen verstärkten Rand 7a., der auf seiner Innenseite schräg nach unten und aussen gerichtete Flächen 7b aufweist, welche zur Bildung einer abgestumpften Py- ramidenform des Sandes dienen und das Ab heben des Füllbehälters vom Formkasten erleichtern.
Die gegenüberliegenden Stirn wände 7c des Behälters sind durch zwei Parallelwände 7cl miteinander verbunden, wo bei die Wände 7d gegenüber den vertikalen Rändern der Wände<B>7e,</B> zurückstehen, Die Wände 7g sind an ihrer obern Partie nach aussen abgebogen und bilden ein Dach für die Achsen 10, welche in den Seitenwänden 7c ge lagert sind. Auf den Achsen 10 sitzen fest auf diesen verkeilt innerhalb der Wände 7c je zwei Hebel 11, an deren Hebelende um den Bolzen 12 schwenkbar je eine Schälplatte 15 angelenkt ist, die mit ihren Kanten 16, 17 auf den Flächen 7e (Fig. 3) des verstärkten Randes 7a des Behälters 7 aufliegen.
Auf den Achsen 10 sind ausserhalb einer der Behälter wände 7e je ein Hebel 18 befestigt., von denen der eine an den Kolben 19 und der andere an den Zylinder 20 einer hydraulisch oder pneu matisch betätigten Presse angelenkt ist. An den Zylinder 20 sind Leitungen 20a, und 20b für das Druckmedium angeschlossen.
Durch diese Presse können die beiden Schälplatten 15 aus der ausgezogenen Stellung schnell in die punktierte Stellung der Fig. 1 bewegt werden. Fig. 1 zeigt die Stellung der Schäl platten nach dem Vorverdichten und Fig. 4 diejenige beim Aufnehmen der neuen Füllung körniger Masse in den Behälter 7. Der Füll behälter ist an einem Arm 2'5 festgeschraubt und mittels Keils 26 (Fig. 3) in der fest geschraubten Lage gesichert. Der Arm 25 sitzt auf der Kolbenstange 27, welche in dem Zy linder 28 gelagert ist, der am Maschinen ständer 1 festgeschraubt ist.
Der Zylinder 28 weist an seinem obern Ende einen Einschnitt 28a auf, in welchen sich der Arm 25 ein schiebt, wenn sich der Behälter auf den Form kasten senkt, so dass ersterer in seiner Lage gesichert ist. Die Kolbenstange 27 weist eine Bohrung auf, in welcher .eine gewundene Schraubenfeder 29 gelagert ist, die sich auf einen Ring 30 der Stange 31 am obern Ende der Stange und bei 30a im Boden 27b des Kol bens 27 abstützt. Die Stange 31 ist im Boden des Zylinders 28 festgeschraubt. Die Schrau benfeder zieht den Kolben 27 und damit den Behälter 7 beim Rütteln auf den Formkasten 23.
An dem Gestell 1 ist um den Zapfen 33 schwenkbar der Arm 34 gelagert, der die Pressplatte 35 trägt, welche mittels Gewinde spindeln 36 .in dem Arm 34 gelagert und durch diese in der Höhe einstellbar ist. Über der ausgeschwenkten Stellung .A (Fig. 2) des Behälters 7 ist, ein Silo 3-7 (Fig. 1 und 4) an geordnet, dessen Ausflussöffnung mittels Schiebern 38 (Fig. 4) geöffnet und geschlos sen werden kann.
Die Schieber sind mittels Segmenten 39 um die Zapfen 40 am ,Silo schwenkbar befestigt; sie sind beispielsweise mit Gewichten 42 versehen, so dass sie sich von selbst schliessen können. An dem Behälter 7 sind zwei Anschläge 43 befestigt, welche gegen die Bolzen 44, .die an den Segmenten 39 be festigt sind, stossen und den Siloverschluss beim Hochsteigen des Behälters 7 öffnen.
Die Anschläge 43 sind auswechselbar oder in ihrer Höhe verschiebbar, so dass durch die Verwen dung verschieden hoher Anschläge oder deren Höheneinstellung die Höhenlage des Behäl ters 7 gegenüber dem Silo 37 bestimmbar ist, weil die Hubbewegung durch das Anschlagen der Schieber 38 an die Silowände 37 gestoppt wird.
Als elastisches Aufschlagorgan, das beim Rütteln die senkrechten Schläge aufnimmt, dient. ein auf dem Gegenkolben 2 aufgesetzte büchsenartige Zwischenlage 46, die aus. einem hochelastischen Stoff, beispielsweise Kunst harzen mit Gewebe oder Papier armiert, her gestellt ist. Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Angenommen, ein Formkasten sei gefüllt und die Masse vorverdichtet, dann werden zunächst die Schä.lplatt.en 15 betätigt, so dass der Behälter, wie in Fig. 1 ersichtlich, nach unten verschlossen ist..
Hierdurch wird die noch im Behälter oberhalb des Form kastens verbleibende kegelstumpfförmige kör nige Masse derart geteilt, dass über dem obern Formkastenrand nach Entfernen des Behälters nur ein pyramidenstumpfförmiger Massenauf bau bleibt, während der überschuss oberhalb der Schälplatten 15 in den Behälter gelangt. Nach erfolgtem Abtrennen des .Schüttkegels wird der Füllbehälter 7 durch Einströmen von Druckluft in -den Zylinder 28 angehoben.
Diese wird durch die Öffnung 50 über den Hohlraum 51, der durch die Aussparung 27a des Kolbens 27 gebildet ist, sowie durch die Verbindungsbohrungen 52 im ausgesparten Kolbenteil 27a zur zentralen Bohrung des Kolbens 27 geführt, in welcher die Feder sitzt, so dass das Druckmedium unter die Kolben fläche 27b gelangt. Der Kolben 27 wird an gehoben, bis der Behälter 7 in die Schwenk stellung gelangt. Diese Schwenkstellung ent spricht derjenigen Höhe des Kolbens 27, in der dieser die Öffnung 50 eben schliesst..
In dieser Schwebestellung wird der Füllbehälter 7 an einem Anschlag 54 (Fig. 2) unter den Silo 37 geschwenkt.. Nun wird auch durch die Öffnung 55 Druckluft zugeführt, so dass sich der Kolben 27 und damit der Füllbehälter 7 weiter anhebt, wobei Anschläge 43, die aus wechselbar auf dem Füllbehälter befestigt sind, gegen die Bolzen 44 der Siloklappen 38 drücken und diese voll öffnen. Je nach der Länge der auswechselbaren Anschläge 43 wird die Füllung an körniger Masse grösser oder kleiner.
Während der Schwenkung des Füll behälters unter dem Silo wird die Pressplatte 35 über den Formkasten geschwenkt.. Gleich zeitig mit. dem Heben des Füllbehälters 7 und dem Öffnen der Siloklappen 38 erfolgt auch das Pressen der bereits gefüllten und vor verdichteten Form, indem der Presskolben angehoben wird, was durch ein kombiniertes Druekluftsteuerorgan, das nicht. eingezeich net ist, .erfolgt. Mit dem gleichen Steuerorgan wird nachher das Senken des Presskolbens 2 eingeleitet und gleichzeitig auch die Öffnung des Zylinders 55 auf Auspuff gestellt, wäh rend die Öffnung 50 noch beschlossen bleibt.
Der nun gefüllte Behälter sinkt auf die in Fig. 3 gezeichnete Schwebestellung zurück, wobei sich die 'Siloklappen 38,durch die Bela stungsgewichte 42 selbsttätig schliessen. Die Pressplatte 35 wird nun ausgeschwenkt und der Formkasten abgehoben. Ein neuer Form kasten wird aufgesetzt. und der gefüllte Füll behälter über den Formkasten zllrüek- geschwenkt. Indem die Öffnung 50 auf Aus puff gestellt wird, senkt sich der Behälter auf den Formkasten.
Die Zufuhr von Pressluft über die Öffnung 20a zu den Zylindern 20 wird geöffnet, so dass der Bodenverschluss geöffnet. wird, wodurch sich die körnige Masse über die Modellplatte in den Formkasten 23 entleert. Bei dem nun einsetzenden Rütteln bewirkt die Federkraft der Feder<B>29</B> ein sicheres Aufsitzen des Füllbehälters auf dein Formkasten., so dass dieser und der Form kasten dauernd in Berührung bleiben.
Die Aufschläge des R.ütteltisehes werden von der büchsenförmigen Zwischenlage aufgenommen, durch welche eine von der Höhe der körnigen blasse abhängige Vorverdiehtung in den Par tien über der Modelleinrichtung entsteht.
Nach einigen R,üttelsehläa-en ist. die Vorver- dichtung beendet und durch Umstellung der Druckluft bei der Öffnung zum Zylinder 20 schälen die Schälplatten den. überschüssigen Teil körniger Masse oberhalb des Formkastens ab und schliessen gleiehzeii.iv den Behälter boden. Mit dem Abheben des Füllbehälters beginnt die Operationsfolge von neuem. Die Einrichtung lässt sich .auch mit einem andern Silo und Siloversehluss ausbilden.
Die dargestellten Schälplatten haben sieh besser bewährt als gmadlinig bewegte oder um Achsen drehbare Absehälplatt.en, da sie sieh nicht durch Einzwängen von körniger Masse ver klemmen und beim Abschälen, der übersehüs- sigen körnigen krasse dieselbe durch Brechen wieder auflockern.
Grosse Silos können selbst verständlich auch dadurch geöffnet und ge schlossen werden, da.ss der Füllbehälter einen Druckluft- oder Presswassersehieber steuert, der dann einen den Siloversehluss betätinen- den Presswasser- oder Drtickluftzvlinder steuert. Die Formmaschine. kann sowohl als Abhebe- als auch als 'Vendeformmasehine ausgebildet sein.
Anstatt mit gradlinig geführten, flachen Schälplatten einen ebenen Masseabsehnitt über dem Formkasten zu erzeugen, kann die Abschnittfläche auch dreidimensional uneben erzeugt werden, wodurch ein weiteres Anglei chen der -.#lassehöhe über extremen Modell formen an die Verdichtungserfordernisse mög lich ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Führungsflächen 7e (Fig. 3) nicht. gradlinig, sondern entsprechend geformt und die Schäl- pla.tten der Form entsprechend uneben sind.