Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Giessformen unter Verwendung von zwei mit Modellen versehenen Modelplatten, deren Modelle einander zugekehrt werden.
Es ist bekannt, in eine Formkammer, bei welcher zwei einander gegenüberliegende Wände aus Modellplatten bestehen, tongebundenen Formsand mittels Pressluft vorverdichtet einzufüllen und anschliessend an den Füllvorgang diesen Formsand durch Pressen zu einer Form zu verdichten.
Nach dem Zurückziehen und Herausschwenken der einen Modelplatte wird die so hergestellte Form mit der anderen Modellplatte aus der Formkammer herausgestossen und auf eine Formreihe aufgeschoben und angedrückt. Es ist auch möglich, Kerne, die entweder auf der Formunterlage abgestützt oder in die Form eingehängt werden, in die so gebildete Form einzulegen. Nachdem die pressende Modellplatte zurückgezogen, und die ausgeschwenkte Modellplatte wieder zurückgeschwenkt ist, wird eine neue Form in beschriebenem Zyklus hergestellt, wobei gleichzeitig in genügendem Abstand von der Formmaschine die Form stehend abgegossen wird.
Nachdem sich das Eisen in den abgegossenen Formen in genügender Weise abgekühlt hat, fallen diese am Ende der Formenstrecke auf einen Auspackrost.
Der Nachteil dieses Formverfahrens besteht darin, dass die so hergestellte Formfläche des ferrostatischen Druckes wegen und weil die Formen stehend abgegossen werden müssen, nur zum kleineren Teil mit Modellen belegt werden kann.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei stehend abgegossenen Formen ein zusätzlicher Anteil der Formfläche für das enveiterte Giesssystem in Wegfall kommt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Kühlzeit der Formen zwischen Abgiessen und Auspacken durch eine maximal zulässige Länge des Formenstapels begrenzt ist und deshalb systembedingt nur relativ kurz sein kann. Ein weiterer Nachteil, der die Verwendung auf Massengussteile beschränkt, besteht darin, dass teuere Modellplatten für die Ausübung dieses Verfahrens notwendig sind. Der grösste Nachteil zeigt sich jedoch bei der Herstellung von Gussteilen, deren Werkstoffanalyse wandstärkenabhängig ist, wie Grauguss, Sphäroguss usw.
Es muss für jede dieser Anlagen, weil diese so hergestellten Formen nicht lagerbar sind, jederzeit flüssiges Metall der werkstückbedingten Analyse zur Verfügung stehen. Diese direkte Abhängigkeit zwischen einer Formlage relativ geringer Leistung und der Schmelzerei führt daher in der Praxis zu einer Mehrzahl kleinerer Schmelzeinheiten.
Im weiteren ist aus dem englischen Patent Nr. 1 066 833 eine Anlage bekannt, die aus kunstharzgebundenem Sand in einem Arbeitsgang je eine Unterteilform, eine Oberteilform und die zugehörigen Kerne herstellt und diese Formteile anschliessend mechanisch zu einer abgiessbereiten Form zusammenfügt. Diese Herstellmethode hat den Nachteil, dass sie relativ grosse Mengen von kunstharzgebundenem Formsand, der teuer ist, benötigt und wie das erstbeschriebene Verfahren nur stehend, d. h. mit geringerem metallischen Ausbringen und grossem ferrostatischem Druck abgiessbar ist. Solche Anlagen besitzen im weiteren eine aussergewöhnlich kleine Leistung und zusätzlich die bereits oben beschriebenen Nachteile.
Die Entwicklung der Giessereitechnik geht im allgemeinen dahin, Form- und Giessanlagen so zu erstellen, dass sie eine möglichst hohe Formflächenleistung pro Stunde aufweisen. Die Entwicklung ist im weiteren bestrebt, die Ausnützung der Formflächen durch eine möglichst enge Belegung der Modellplatten mit Modellen über bisher bekannte Werte hinaus zu steigern. Solche Form- und Giessanlagen erreichen daher Produktionskapazitäten, die nur dann ausgenützt werden können, wenn der Arbeitsbereich dieser Anlagen bezüglich Länge, Breite und Höhe der Modelle über bisher bekannte Grössen ausgeweitet werden kann.
Benützt man derartige Form- und Giessanlagen für die Herstellung von allgemeinem Kundenguss, so stellt man fest, dass ein Restauftrag in Kleinstguss sowohl wirtschaftlich als auch qualitativ auf solchen Anlagen nicht mehr hergestellt werden kann.
Dieser Kleinstguss ist oft in verhältnismässig grossen Bestellserien herzustellen, wobei aber für diese Kleinstgussteile engere Masstoleranzen und bessere Oberflächengüten verlangt werden, als wie sie auf Hochleistungsform- und Giessanlagen, die mit grossen Formen und tongebundenem Sand arbeiten, herstellbar sind. Im weiteren stellt man fest, dass dünnwandige Gussteile auf Hochleistungsanlagen neben grösseren Abgüssen wegen der Bruchgefahr der Abgüsse an der Auspackstelle oder an den Putzoperationen nicht mehr wirtschaftlich hergestellt werden können.
Ferner ist jedem Giessereifachmann bekannt, dass eine Kundengiesserei eine grosse Zahl Modellplatten auf Lager hält, die nur noch selten für die Herstellung von Ersatzteilen oder anderweitigen kleinen Aufträgen in Arbeit genommen werden müssen. Derartige Aufträge können von einer Hochleistungsanlage jedoch nicht übernommen werden, da die Modellplatten-Wechselzeit einer Hochleistungsform- und Giessanlage viel zu teuer zu stehen kommt.
Die Herstellung flacher, niedriger Abgüsse mit verhältnismässig grosser Länge und Breite, beispielsweise Seitenschilder für Textilmaschinen und ähnliche Teile, verlangen besondere Formeinrichtungen. Es handelt sich meistens um Hochdruckpress-Formmaschinen, die mit niedrigen Formkasten, ausgesteift mit engliegenden Traversen, arbeiten. Diese Sondereinrichtungen werden der Genauigkeit der Abgüsse wegen notwendig, ihre Kapazität ist des beschränkten Auftragsbestandes wegen jedoch schlecht ausgenützt.
Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, die aufgezeigten Lücken in den einer heutigen Giesserei zur Verfügung stehenden Herstellverfahren zu schliessen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Modellplatten mittels einem zwischen denselben liegenden Rahmen, welcher die Modelle und das Giesssystem umschliesst, im Abstand voneinander gehalten und in bezug aufeinander ausgerichtet und in dieser Lage fixiert werden, dass ferner durch mindestens eine Öffnung der durch die Modelle und den Rahmen gebildete Hohlraum mit einem erhärtenden Formmaterial gefüllt wird, wonach mindestens zwei so hergestellte Formteile zu einer Giessform zusammengefügt werden.
Zweckmässig können mindestens zwei Formteile zu einem Formstapel zusammengefügt werden und horizontal oder zur Horizontalen geneigt abgegossen werden. Auch können mehrere einzelne Modelle, die ein gemeinsames Giesssystem besitzen, auf einer Modellplatte angeordnet werden, um in einem gemeinsamen Modellrahmen gehalten zu werden, verwendet werden. Weiter kann um den Formenstapel mindestens ein Formkastenrahmen gelegt werden und der Zwischenraum zwischen dem Formstapel und dem Formkastenrahmen vor dem Giessen mit einem Füllmaterial, z. B. reinem Quarzsand ohne Binder, gefüllt werden.
Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ermöglicht eine Einrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwei mit Modellen belegte Modellplatten vorgesehen sind, die Führungselemente aufweisen. dass ferner ein Rahmen mit parallelen Stirnseiten nischen die Modellplatten legbar ist, dessen lichte Abmessungen so dimensioniert sind, dass der Rahmen, wenn er zwischen den Modellplatten liegt, die Modelle mit dem Giesssystem umfasst und die Modellplatten in einem vorgegebenen Abstand voneinander hält, dass ferner der Rahmen Fübrungsflächen aufweist, die Gegenflächen der Führungselemente der Modellplatten sind, und dass ferner der Rahmen Öffnungen aufweist, durch die Formmaterial in den Raum, der durch den Rahmen und die Modelle gebildet ist, einfüllbar ist und dass Mittel vorgesehen sind,
um die Modellplatten mit dem zwischengelegten Rahmen zusammenzuhalten und voneinander zu trennen.
Zweckmässig können für das horizontale Abgiessen die den Einguss des Formteiles bildenden Zapfen der Modelle sich beim Anliegen der Modellplatten am dazwischenliegenden Rahmen berühren. Weiter kann der Formteil nach dessen Herstellung dadurch freigegeben werden, dass der Rahmen in zwei Teile zerlegbar ist oder dass eine Einrichtung vorgesehen ist, den Formteil aus dem Rahmen auszustossen. Weiter können Mittel vorgesehen sein, um den über einer horizontalen Ablagefläche ausgerichteten Formteil beizugeben.
Auch können die Führungselemente der Modellplatten Zapfen und dieFührungsflächen am Rahmen Führungsbuchsen sein.
Im folgenden ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand beiliegender Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Oberteilmodellplatte in modellseitiger Draufsicht,
Fig. 2 eine Unterteilmodellplatte in modellseitiger Draufsicht,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine Formeinheit in geschlossener Stellung (ohne Andrückvorrichtung),
Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch eine Formeinheit in geöffneter Stellung (ohne Andrückvorrichtung),
Fig. 5 einen Grundriss einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Einrichtung,
Fig. 6 eine Ansicht in Pfeilrichtung VI in Fig. 5,
Fig. 7 einen Teil der Fig. 6 in vergrössertem Massstab, geschnitten nach Linie VII-VII in Fig. 6 (ohne Andrückvorrichtung),
Fig. 8 eine Ansicht in Pfeilrichtung VIII in Fig. 5, teilweise geschnitten gemäss Linie VIII-VIII,
Fig. 9 einen Schnitt durch Fig. 7 gemäss Linie IX-IX,
Fig.
10 einen Schnitt gemäss Linie X-X in Fig. 7,
Fig. 11 einen Schnitt durch einen abgiessbereiten Formenstapel gemäss Linie XI-XI in Fig. 12,
Fig. 2 eine Ansicht gemäss Pfeilrichtung XII in Fig. 11,
Fig. 13 einen Schnitt XIII in Fig. 7,
Fig. 14 einen Schnitt XIV in Fig. 13,
Fig. 15 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Einrichtung,
Fig. 16 eine Ansicht eines im Aufbau begriffenen For menstapels und
Fig. 17 einen Schnitt durch einen abgiessbereiten Formenstapel.
In den Fig. 1 bis 12 zeigt 1 eine Unterteilmodellplatte und 2 eine Oberteilmodellplatte, die aus Teilmodellplatten 3 bzw.
4 und 5 bzw. 6 mit zwischengelegtem Lineal 7 bzw. 8 bestehen. Mit 9 werden permanente Magnete bezeichnet, die die Teilmodellplatten 3, 4, 5 und 6 sowie die Lineale 7 und 8, die in die Grundplatten 10 bzw. 11 eingelegt sind, festhalten.
40 bzw. 41 bezeichnen Lineale, die durch Magnete 42 bzw.
43 auf den Grundplatten 10 bzw. 11 festgehalten werden.
44 bzw. 45 bezeichnen weitere Lineale, die durch Magnete 46 bzw. 47 ebenfalls auf den Grundplatten 10 bzw. 11 festgehalten werden. Die Lineale 40, 41, 44 und 45 werden, wie in den Fig. 13 und 14 dargestellt, durch Andrückvorrichtungen 51 bzw. 52 mittels Federbüchsen 48 bzw. 49 über Hebel 50, die in den Grundplatten 10 bzw. 11 gelagert sind, an die Teilmodellplatten 3, 4, 5, 6 bzw. die Lineale 7, 8 gedrückt.
Dadurch wird erreicht, dass sämtliche in die Grundplatten eingelegten Teilmodellplatten und Lineale in der Wirkung eines Buchdruckerwinkels an die Anschlagflächen 53, 54 bzw.
55, 56 der Grundplatten 10 bzw. 11 angedrückt werden. Der Träger 57, der auf der Kolbenstange 15 befestigt ist, trägt über Drehpunkte 58 einen Hebel 59, der aus einer Stellung 60, in welcher er arretierbar ist, in eine Stellung 61 schwenkbar ist. Der Träger 57 trägt ferner einen Hebel 62, der in einem Drehpunkt 63 gelagert ist und aus einer arretierbaren Stellung 64 in eine Stellung 65 schwenkbar ist. Durch Schwenken des Hebels 59 aus der Stellung 60 in die Stellung 61, wird über Verbindungsstück 66 die Andrückvorrichtung 52 aus der Stellung 67, in der sie über die Federbüchsen 49 die Hebel 50 andrückt, in die Stellung 68 bewegt. In der Stellung 68 werden die Federbüchsen 49 zurückgezogen und damit die Hebel 50 entlastet. Die in die Grundplatten 10 bzw.
11 eingelegten Teilmodellplatten 3, 4 bzw. 5, 6 werden in vertikaler Richtung entspannt. Wird der Hebel 62 aus der Stellung 64 in die Stellung 65 bewegt, so bewegt das Verbindungsstück 69 und die Andrückvorrichtung 51 aus der Stellung 70 sich in die Stellung 71. In der Stellung 71 sind die Federbüchsen 48 zurückgezogen und damit die weiteren Hebel 50 entlastet. Die in der Grundplatte 10 bzw. 11 eingelegten Teilmodellplatten 3, 4 bzw. 5, 6 und die Lineale 7 bzw.
8 werden in horizontaler Richtung entspannt.
Beim Wechseln der Teilmodellplatten 3, 4, 5 oder 6 wird zuerst der Hebel 59 von der Stellung 60 in die Stellung 61 bzw. der Hebel 62 von der Stellung 64 in die Stellung 65 gebracht. Damit wird die Andrückvorrichtung 52 in den Führungen 123 und durch die Bolzen 124 gehalten und um den Weg von der Stellung 67 zur Stellung 68 zurückgezogen, während die Andrückvorrichtung 51 in den Führungen 125 und durch die Bolzen 126 gehalten und um den Weg von der Stellung 70 zur Stellung 71 zurückgezogen wird.
Die vorgespannten Federbüchsen 49 bzw. 48 werden somit ebenfalls zurückgezogen und geben die Hebel 50 und damit die Lineale 40 und 43 bzw. 41 und 44, die jedoch noch durch die Magnete 42 und 47 gehalten werden, frei. Öffnungen 127 (siehe Fig. 13) in der Wärmeisolierung 13 und in der Grundplatte 10 bzw. 11 gestatten nun in der geöffneten Stellung gemäss Fig. 7 durch ein geeignetes Werkzeug die Teilmodellplatten 3, 4, 5 oder 6 von den entsprechenden Magneten 9 abzudrücken und aus der Grundplatte 10 bzw. 11 und damit aus der Fertigung zu nehmen.
Nach dem Einsetzen der folgenden, bereits vorgewärmten Teilmodellplatten 3, 4, 5 oder 6 in die Grundplatten 10 bzw. 11 werden die Hebel 59 bzw. 62 wieder in ihre Stellung 60 bzw. 64 gebracht und damit die Lineale 40 und 43 bzw. 41 und 44 und die entsprechenden Teilmodellplatten 3, 4, 5 und 6 an ihre Gegenflächen in der Grundplatte 10 bzw. 11 angedrückt.
Mit 12 sind elektrische Heizspiralen und mit 13 eine Isolierung bezeichnet. 14 stellt einen Zylinder dar, dessen Kolbenstange 15, der Verminderung der Wärmeverluste wegen, teilweise als Rohr ausgebildet ist. Mit 16 wird ein Rahmen bezeichnet, der in einer Auflage 17 bzw. 20 und in Führungen 18 und 19 bzw. 21 und 22 horizontal verschiebbar gehalten ist. Der Rahmen 16 weist Bohrungen 72 (Fig. 8 und 9) auf, um die im Betrieb entstehenden Wärmeverluste zu vermindern. Im Rahmen 16 sind ferner Bohrungen 23 angeordnet, in die sowohl Dübel 24 der Oberteilmodellplatte 2 als auch Dübel 25 der Unterteilmodellplatte 1 einschiebbar sind. Im Rahmen 16 bezeichnet 26 eine T-Nute, in die ein Ende 27 einer Kolbenstange 28 eines Zylinders 29 ein- bzw.
ausfahrbar ist. Die Grundplatte 10 weist eine Bohrung 30 (Fig. 2) und die Grundplatte 11 eine Bohrung 31 (Fig. 1) auf, in welche die Führungsdübel 32 bzw. 33 eingreifen (Fig. 5), die mit dem drehbaren Grundrahmen 34 (Fig. 6) fest verbunden sind und die Unterteilmodellplatte 1 bzw. die Oberteilmodellplatte 2, auch wenn diese durch die Zylinder 14 horizontal bewegt werden, gegen Drehung sichern. Der Rahmen 16, die Unterteilmodellplatte 1 und die Oberteilmodellplatte 2 bilden, wenn die Modellplatten an den Rahmen 16 angelegt werden, wie in Fig. 8 ersichtlich, einen Hohlraum 35.
Dieser Hohlraum 35 ist über Bohrungen 36 im Rahmen 26 und in der Blasplatte 37 mit dem Blaskopf 38 verbunden. Die
Blasplatte 37 ist mit dem Blaskopf 38 in nichtdargestellter
Weise gemäss Pfeilrichtung 39 heb- und senkbar.
In den Fig. 7 und 10 bezeichnet 73 einen Zylinder, dessen
Kolbenstange 74 eine Platte 75 trägt, die einen Führungs bolzen 76 aufweist, der in einer Führung 77 die mit einem
Rand 78 versehene Platte 75 gegen Verdrehung sichert. Über einer Öffnung 79 der Platte 75 ist ein Ventilator 80 ange ordnet. Eine Auflage 81, die um eine Achse 82 drehbar gela gert ist, trägt einen U-Rahmen 83, dessen Anschlagfläche 84 einem ausgestossenen Formteil 85 als Anschlag dient. Der ausgestossene Formteil 85 kann durch eine Andrückvorrich tung 86 gegen die Anschlagfläche 84 zur Anlage gebracht werden. Ein nichtdargestellter Schwenkantrieb kann den U
Rahmen 83 aus der vertikalen Stellung 87 in die horizontale
Stellung 88 bewegen. Auf einem Tisch 89 liegt eine Unter lagplatte 90 und mehrere Formteile 91.
Der in Pfeilrichtung
92 heb- und senkbare Tisch 89 ist durch eine Führung 93 gegen Verdrehen gesichert. Ein Rolltisch 94 kann in Pfeilrich tung 95 Auslageplatten 90 dem in die tiefste Stellung ab gesenkten Tisch 89 zuführen (Fig. 5). Ein Rolltisch 96 gestattet vom abgesenkten Tisch 89 auf einer Unterlagplatte
90 aufgestapelte Formteile 91 in Pfeilrichtung 97 wegzubrin gen.
In den Fig. 5 und 6 bezeichnen A, B, C und D vier Form einheiten, die auf einem gemeinsamen Rahmen 98, der auf einer vertikalen Drehsäule 99 drehbar gelagert ist, angeordnet sind. Die Anzahl der Formeinheiten auf dem Rahmen 98 kann verändert werden. Sie ist abhängig von der Herstellzeit des Formteiles 85. Die vier Formeinheiten A, B, C und D, die in den Fig. 1 bis 4, 8, 13 und 14 bereits beschrieben wurden, können durch ein Getriebe 100 über Zahnradgetriebe 101 absatzweise in Drehrichtung 102 um je 90 gedreht werden.
Zwecks Erhöhung der Genauigkeit der jeweiligen Stillstandstellung ist der Motor des Getriebes 100 in bekannter
Weise polumschaltbar ausgebildet. Der gemeinsame Rahmen 98 trägt im Drehzentrum einen Support 103, auf dem die Führungen 19 der Formeinheiten A, B, C und D abstützbar sind. Eine weitere Abstützung der Führungen 19 bilden die Träger 104.
Die Zuführung der elektrischen Energie für die Heizung und die Zuführungen der Druckmedien für die Betätigung der verschiedenen Zylinder, die Verbindungen zwischen den Steuerorganen und den Formeinheiten, die sich auf der Drehsäule 19 befinden, sind, da sie dem Fachmann bekannt sind, nicht dargestellt.
In Fig. 11 zeigt 105 eine Unterlagplatte, auf der Formteile 106 aufgestapelt sind, wobei der unterste Formteil mit einem Verschlusskern 107 abgedichtet ist. Auf einem Rahmen 108, der auf dem obersten Formteil 106 aufliegt, ist eine Deckplatte 109 aufgesetzt, auf der sich zwei Spannrahmen 110 und 111 über Schrauben 112 und 113 abstützen. Die Spannrahmen 110 und 111 untergreifen die Unterlagplatte 105 und stützen sich hakenförmig auf den Flächen 114 und 115 ab. Ein Mantelstück 116 umgibt die Formteile 106 und stützt sich ebenfalls auf der Unterlagplatte 105 ab. Das Mantelstück 116 ist im oberen Teil mit Schlitzen 128 versehen, um das Steigen des flüssigen Metalls beim Giessen erkennen zu können. Ein Giessbecken 117 ist auf den obersten Formteil 106 so aufgesetzt, dass die Giessbeckenöffnung 118 über den gemeinsamen Giesskanal 119 zu liegen kommt.
Fig. 11 und 12 zeigen einen Formenstapel, der von oben abgegossen wird. Ein Formenstapel kann auch von unten steigend abgegossen werden. Für diesen Fall ist in bekannter Weise im Formenstapel selbst oder ausserhalb des Formenstapels ein besonderer Eingusskanal anzuordnen, durch den das flüssige Metall eingegossen und dem gemeinsamen Giesskanal 119 von unten steigend zugeführt wird. Bei der Verwendung eines aussenliegenden Zuführkanals für das flüssige Metall kön nen in bekannter Weise mehrere Formenstapel mit einem gemeinsamen Zuführkanal von unten steigend abgegossen werden.
Die in den Fig. 1 bis 12 dargestellte Einrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens arbeitet wie folgt: Eine Formeinheit A steht geöffnet in der in Fig. 5 gezeigten Lage. Ein leerer Rahmen 16 mit sauberen Bohrungen 36 (Fig. 8) wird vom Zylinder 29 in die Stellung gemäss
Fig. 4 eingeschoben. Die Zylinder 14 bewegen die Oberteilmodellplatte 2 und die Unterteilmodellplatte 1. mit den mit diesen zusammenhängenden Teilen, in die Stellung gemäss Fig. 2 und 8. Die Blasplatte 37 mit dem Blaskopf 38 werden gemäss Pfeilrichtung 39 auf den Rahmen 16 aufgesetzt. Die gesamte Modell einrichtung ist bereits durch die elektrische Heizung auf Betriebstemperatur, beispielsweise 220 C vorgewärmt. Der kunstharzumhüllte Quarzsand wird in bekannter Weise in den Hohlraum 35 gemäss Fig. 8 eingeschossen.
Die Blasplatte 37 mit dem Blaskopf 38 werden gemäss Pfeilrichtung 39 in eine nichtdargestellte Lage vom Rahmen 16 abgehoben. Die elektrische Heizung bleibt hierbei in Betrieb.
Der Rahmen 98 mit den daran befestigten Teilen wird mittels des Getriebes 100 über das Zahnradgetriebe 101 von der Stellung A gemäss Drehrichtung 102 in die Stellung B gebracht. Die Kolbenstange 28. deren Kolbenstangenende 27 von der T-Nutenführung 26 des Rahmens 16 der Formeinheit A freigegeben wird, greift am Ende der 90 -Drehung gemäss Drehrichtung 102 in die entsprechende T-Nute 26 des entsprechenden Rahmens 16 der Formeinheit D ein. Die entsprechenden Zylinder 14 der Formeinheit D bewegen die entsprechenden Unterteil- und Oberteilmodellplatten der Formeinheit D von der in Fig. 3 gezeigten, geschlossenen Stellung in die in Fig. 4 dargestellte geöffnete Stellung. Hierbei trennen sich die Oberteilmodellplatte 2 und die Unterteilmodellplatte 1, die von ihren permanenten Magneten 9 bzw.
42, 43, 46, 47 und den Andrückvorrichtungen 51 und 52 zusammengehalten werden, vom Formteil 85, welcher im Rahmen 16, der in den Führungen 18 bzw. 19 gehalten ist, eingespannt bleibt.
Der Zylinder 29, dessen Kolbenstangenende 27 in die T Nute 26 eingreift, zieht hierauf den Rahmen 16 mit dem Formteil 85 von der in Fig. 4 dargestellten Lage in die Stellung gemäss Fig. 5, 6, 7 und 9. Währenddem sich der Ventilator 80 in Betrieb befindet, bewegt der Zylinder 73 die Platte 75 in Pfeilrichtung 120 und stösst dabei den Formteil 85 aus dem Rahmen 16, der durch die Führungen 18, 19, 21 und 22 gehalten wird. Der ausgestossene Formteil 85 wird dabei durch den leichten Unterdruck, den der Ventilator erzeugt, am Rand 78 der Platte 75 anliegend, gehalten. Die Platte 75 schiebt den Formteil 85 in eine durch den Weg der Kolbenstange 74 festgelegte Endstellung, die so gewählt ist, dass der Formteil 85 die Vorderkante 121 leicht überragt.
In dieser Stellung wird die Andrückvorrichtung 86 betätigt und klemmt den Formteil 85, auf der Auflage 81 liegend, gegen die Anschlagfläche 84 des U-Rahmens 83. Die Klemmkraft wird so gewählt, dass beim Zurückziehen der Platte 75 der Formteil 85 lagengesichert im U-Rahmen 83 eingespannt bleibt. Erreicht die Platte 75 die in den Fig. 5, 6 und 7 gezeichnete Stellung, so wird durch eine nichtdargestellte Einrichtung das Restmaterial aus den Bohrungen 36 (Fig. 8) ausgestossen. Der Zylinder 29 schiebt den Rahmen 16 wieder in die Formeinheit D gemäss Fig. 5 zurück.
Der U-Rahmen 83 mit dem eingespannten Formteil 85 wird in nichtdargestellter Weise um die Achse 82 aus der vertikalen Stellung 87 in die horizontale Stellung 88 geschwenkt. Nachdem der U-Rahmen 83 die Stellung 88 erreicht hat, erhält der Zylinder 122 des Tisches 89 Druck und hebt sich in Pfeilrichtung 92. Diese Hubbewegung in Pfeilrichtung 92 wird gestoppt, wenn die Formteile 91 den Formteil 85, der im U-Rahmen 83 in der Stellung 88 eingespannt ist, erreichen und damit einen nichtdargestellten Lichtstrahl unterbrechen. Anschliessend wird die Andrückvorrichtung 86 zurückgezogen, der Formteil 85 legt sich auf die Formteile 91, der leere U-Rahmen 83 bewegt sich aus der horizontalen Stellung 88 in die vertikale Stellung 87 und der Tisch 89 wird durch Umsteuern des Zylinders 122 während einer vorgegebenen Zeit in eine neue Aufnahmestellung gemäss Fig. 6 und 10 abgesenkt.
Als Formstoff kann beispielsweise kunstharzumhüllter Quarzsand verwendet werden, dessen spezielle Formtechnik bekannt ist. Es ist deshalb für den Fachmann nicht nowendig, über das Einsprühen der Modelleinrichtungen, über die Wahl der Temperaturen, über die Gestaltung der Blasplatten oder Blasköpfe usw. weitere Angaben zu machen.
Sind Modellplatten, die einseitig mit Modellen belegt sind, in die Formeinheiten A, B, C, D eingelegt, so sind die nachfolgenden Zusammenhänge zu beachten:
Da die Oberseite des Formteiles 106a (siehe Fig. 11) zusammen mit der Unterseite des Formteiles 106b bzw. Oberseite 106b mit der Unterseite 106c usw. im Stapel eine Form bilden, so sind die zusammengehörenden Modellplatten auf den einzelnen Formeinheiten A, B, C und D folgerichtig anzuordnen. Wird die Unterteilmodellplatte einer Form F1 z. B.
auf der Seite A2 der Formeinheit A eingesetzt (Fig. 5), so formt diese das Unterteil der Form F1. Damit der nachfolgende Formteil, der von der Formeinheit D geformt wird, auf seiner Unterseite den zur Form F1 zugehörigen Oberteil formt, ist die zugehörige Oberteilmodellplatte der Form F1 auf der Seite D1 der Formeinheit D einzusetzen. Es folgt daraus, dass die Unterteilmodellplatten der Formen F1, F2, F3 und F4 auf den Seiten A2, D2, C2, B2 und die zugehörigen Oberteilmodellplatten auf den Seiten D1, C1, B1 und Al einzusetzen sind. Mit Vorteil wählt man die Anzahl der Formteile 106 eines Stapels so, dass die Anzahl der Formteile eines Stapels minus eins eine Vielzahl der vorhandenen Formeinheiten beträgt. Damit wird die durch den ersten und letzten Formteil 106a und 106q verlorengehende Form gleichmässig auf die Formen F1, F2, F3 und F4 aufgeteilt.
Wird die in den Fig. 5 und 6 dargestellte beispielsweise Einrichtung benützt, um mit beidseitig mit Modellen belegten Modellplatten Formteile herzustellen, so ergeben die entsprechenden Überlegungen die nachstehende Arbeitsweise: Es ist gleichzeitig mit acht verschiedenen Modelleinrichtungen zu arbeiten, d. h. es werden demzufolge Formteile für die Formen F1, F2, F3 bis F8 hergestellt. Bezeichnet man die Unterteilseiten der Formteile mit dem Index u und die Oberteilseiten der Formteile mit dem Index o, so zeigt sich, dass zuerst die Formteile Fl,o/F2,u; F3,o/F4,u; F5,o/F6,u und F7,o/F8,u herzustellen und auf Lager zu legen sind. Anschliessend werden die Modellplatten so umgespannt, dass die Formteile in der Reihenfolge F8,o/Fl,u; F2,o/F3,u; F4,o/ F5,u und F6,o/F7,u hergestellt werden.
Während dieser zweiten Arbeitsfolge wird neben den entsprechenden Kernen, die in den Formteil F8,o/Fl,u einzulegen sind, auch aus dem Lagerstapel der Formteil Fl,o/F2,u mit bereits eingelegten Kernen aufgesetzt, dann folgt die Herstellung des Formteiles F2,o/F3,u mit dem Einlegen der entsprechenden Kerne und darauffolgend das Aufsetzen des Formteiles F3,o/F4,u mit den eingelegten Kernen ab Lager usw. Das Herstellen des Formteiles F6,o/F7,u mit dem Einlegen der Kerne sowie dem Aufsetzen des Formteiles F7,o/F8,u mit eingelegten Kernen ab Lager beendet den Zyklus, worauf die Arbeitsfolge von neuem beginnt.
Benützt man für die Herstellung der Formteile Modelleinrichtungen aus Holz, Kunststoff, Gips oder anderen Materialien und wählt man kalt härtende Formstoffe, so treten anstelle eines Teiles der in den Fig. 1 bis 14 gezeigten Magnete 9 in den Grundplatten 10 bzw. 11 Flächen, die abdichtbar und über Leitungen mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Durch den so erzeugten Unterdruck werden Teilmodellplatten aus nichtmagnetischen Werkstoffen in den Grundplatten 10 bzw. 11 festgehalten. Die Magnete 9, sofern sie für das Festhalten der Lineale 7 und 8 benötigt werden, und die Magnete 42, 43, 46 und 47 für das Festhalten der Lineale 40, 41, 44 und 45 werden beibehalten. Sind für den Härtevorgang des Formstoffes Gaszuführungen nötig, so erfolgt die Zuleitung in den Hohlraum 35 am zweckmässigsten über die Grundplatte 10 bzw. Teilmodellplatten 3 und 4 oder über die Grundplatte 11 bzw.
Teilmodellplatten 5 und 6.
Die Fig. 15, 16 und 17 erläutern die Verwendung von furanharzgebundenem Quarzsand. Dieser Binder wird durch Beimischung eines Härters zum Erhärten gebracht.
Fig. 15, 16 und 17 betreffen hauptsächlich grössere, jedoch flache Modelle. In Fig. 17 bezeichnet 130 eine Unterteilmodellplatte und 131 eine Oberteilmodellplatte, die durch einen Rahmen 132 distanziert und in nichtdargestellter Weise mit Dübel in den Modellplatten 130 und 131 und Dübelführungen im Rahmen 132 gegenseitig positioniert werden. Die beiden Modellplatten 130 und 131 werden durch Befestigungselemente 133 mit dem dazwischengelegten Rahmen 132 zusammengespannt. Auf der Unterteilmodellplatte 130 sind ebenfalls die Modellteile 134, 135 und 136 dargestellt, die das Giesssystem formen.
Mit 137 werden die Blaslöcher im Rahmen 132, mit 138 die Blasplatte und mit 139 der Blaskopf bezeichnet. Die Fig. 16 zeigt einen im Aufbau begriffenen Formenstapel und die Fig. 15 einen Querschnitt durch einen abgiessbereiten Formenstapel. Es bezeichnet 140 eine Bodenplatte, 141 Formteile und 142 Traversen. Der fertige Formenstapel gemäss Fig. 15 wird zwischen der Bodenplatte 140 und den Traversen 142 durch Befestigungselemente 143 zusammengespannt. 144 und 145 stellen Giessbecken, die auf den gestapelten Formteilen 141 aufgesetzt sind, dar. 146 und 147 bezeichnen die Eingüsse, die im untersten Formteil 141 gemäss 154 und 155 in Fig. 15 geschlossen sind. Die Längsläufe und Anschnitte sind gemäss allgemein üblicher Giesstechnik ausgebildet und nicht näher beschrieben.
Nachstehend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens bei Verwendung von furanharzgebundenem Quarzsand als Formstoff beschrieben. Ein Rahmen 132 wird zwischen eine Unterteilmodellplatte 130 und eine Oberteilmodellplatte 131 gelegt und mit Hilfe von Befestigungselementen 133 zusammengespannt. In vertikaler Stellung wird in bekannter Weise eine Blasplatte 138 mit Blaskopf 139 gemäss 158 aufgesetzt und der Hohlraum 148 mittels Pressluft mit furanharzgebundenem Quarzsand gefüllt.
Nach einer vorgegebenen Zeit für das Erhärten des Formteiles 141 werden die zusammengespannten Teile 130, 131,
132 und 133 in eine horizontale Stellung gewendet und nach dem Lösen der Befestigungse det ist, abgehoben. Nachdem alle Formteile 141, wie vorgesehen, gestapelt sind, werden die Formkasten 156 bereits als Rahmen zusammengebaut und in die in der Fig. 15 dargestellte Stellung auf die Bodenplatte 140 abgesenkt. Nach dem Aufsetzen der Traversen 142 wird die Bodenplatte 140 und die Formteile 141 mit den Traversen 142 zusammengespannt.
Der Hohlraum 157 zwischen den Formteilen 141 und den Formkasten 156 wird vor dem Abgiessen mit reinem Quarzsand ohne Binder oder anderem körnigen Material aufgefüllt und die Giessbecken 144 und 145 aufgesetzt. Ist das Eisen im abgegossenen Formenstapel erstarrt, so werden die Traversen 142 und die Befestigungselemente 143 entfernt. Nach dem Abkalten der Abgüsse wird der Formenstapel zur Auspackstelle gebracht, die Formkasten 156 gezogen, der Formenstapel ausgepackt, wonach die Bodenplatte 140 mit den Führungsbüchsen 150 wieder zum Formplatz zurückgeht und ein neuer Arbeitszyklus beginnt. Üblicherweise werden die mit Furanharz gebundenen Formen vor dem Abgiessen getrocknet und geschwärzt. Da diese Operationen nicht erfindungswichtig sind, werden sie nur erwähnt.
Das vorbeschriebene Verfahren ist nicht an die Verwendung bekannter Materialien für die Herstellung von Modellplatten gebunden. Es ist jedoch notwendig, z. B. bei Verwendung von kunstharzumhülltem Quarzsand, der beim Formen in bekannter Weise durch Erwärmung erhärtet wird, für die Herstellung von Modellplatten Materialien zu verwenden, die den beim Erwärmen auftretenden Temperaturen standhalten. Diese Modelleinrichtungen bestehen deshalb meistens aus Metall.
Die Verwendung von Holz oder Kunstharz für die Herstellung von Modellen oder Modellplatten ist nicht auf die Verwendung von furanharzgebundenem Quarzsand angewiesen. Es können hiefür auch das CO2-Verfahren, das Zementverfahren oder andere zweckmässige Verfahren benützt werden. Ferner muss die körnige Masse des Formmaterials nicht aus Quarzsand bestehen, sondern es können auch Chamottesand, Zirkonsand oder andere feuerfeste Materialien hiefür verwendet werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass für die Herstellung einer bestimmten Zahl von Abgüssen eine kleinere Menge Formmaterial benötigt wird, als bei jedem bisher bekannten Verfahren.
Ferner hat das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung den Vorteil, dass die verfahrensbedingte Verwendung niedrigster Formteile die günstigste Anwendung des Stapelgiessverfahrens bezüglich des metallischen Ausbringens gewährleistet.
Für einen Grossteil der gegossenen Werkstücke, insbesondere aus Grauguss und Sphärogruss, besteht eine Abhängigkeit zwischen der Wandstärke des Werkstückes bzw. seinem Verwendungszweck und der Analyse des flüssigen Metalls, aus dem es gegossen werden soll. Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Kleingussteilen oder flachen, bruchgefährdeten Gussstücken verlangen, dass die abgiessbereiten Formen laufend oder in kürzeren Zeitabständen abgegossen werden, weil die Formen gemäss den bisher bekannten Verfahren entweder austrocknen oder nicht platzsparend stapelbar sind, daher nicht über längere Zeit unabgegossen gelagert werden können. Es ist deshalb bisher unerlässlich, den bekannten Kleinguss-Formanlagen für das Abgiessen wechselnder Analysen besondere, kleinere Schmelzeinheiten zuzuordnen.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erdindung hat den Vorteil, dass grössere Mengen abgiessbereiter Formen auf kleinem Raum stapelbar sind. Das Verfahren besitzt im weiteren den Vorteil, dass die erfindungsgemäss hergestellten Formen über längere Zeit unabgegossen gelagert werden dürfen. Beide Vorteile gestatten in der Praxis auf besondere Schmelzeinheiten zur Belieferung der den Kleinguss herstellenden Formeinheiten mit flüssigem Metall zu verzichten, da das Abgiessen der abgiessbereit gestapelten Formen durch die Produktionsplanung in das allgemeine Schmelzprogramm eingestuft werden kann. Dabei zeigt sich der Vorteil, dass das Schmelzprogramm dadurch in der Flüssigeisenmenge pro Zeiteinheit besser ausgeglichen werden kann.