EP0166228A2

EP0166228A2 - Einrichtung für die Durchführung des Vollformgiessverfahrens

Info

Publication number: EP0166228A2
Application number: EP85106440A
Authority: EP
Inventors: Fridolin Bissinger; Erich Krzyzanowski
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1984-06-22
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3564389D1; EP0166228B1; DE3423199C1; ATE36476T1; EP0166228A3; JPS6114046A

Abstract

Bei einer Einrichtung für die Durchführung des Vollformgießverfahrens besitzt eine intermittierend gesteuerte Rundlaufanlage (1) mehrere Arbeitsstationen mit jeweils einem Formkasten (6), der voneinander unabhängige gasdurchlässige Trennwände mit dahinterliegenden Kammern (16, 32, 37) aufweist, über welche der Formraum (12) getrennt mit Druckluft zur Bildung eines Wirbelbettes einerseits und mit Vakuum zur Verfestigung des Formstoffes (13) und zur Absaugung der beim Gießen entstehenden Verbrennungsgase andererseits beaufschlagbar ist. Dadurch und durch die besondere Ausbildung des gasdurchlässigen Bodens (15, 19) jedes Formkastens (6) wird eine einwandfreie und homogene Ausbildung des Wirbelbettes erreicht, welches nach dem Entformen der Gußstücke auch zur Kühlung des Formstoffes (13) verwendet wird, wobei ein Teil des heißen Formstoffes (13) an der Arbeitsstation Entformen für eine separate Kühlung abgesaugt (11) und bei der Arbeitsstation Gießen nach dem Arbeitsschritt Einformen wieder abgekühlt zugefüllt wird. Im Sinne der Arbeitsschritte Einformen, Nachfüllen, Gießen, Erstarren, Entformen, Entnahme, Absaugen und Kühlen bildet die Einrichtung ein geschlossenes, automatisch arbeitendes System, bei dem es zur Kühlung des Formstoffes nicht erforderlich ist, die Formkasten vollständig zu entleeren. Letzteres und das verbesserte auch zur Kühlung eingesetzte Wirbelbett ermöglicht ein Arbeiten ohne Staubentwicklung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Durchführung des Vollformgießverfahrens mit mehreren Formkasten, in denen unter der Einwirkung der eingegossenen Schmelze vergasbare Modelle von körnigem Formstoff umgeben sind, der beim Einformen der Modelle und beim Entformen der Gußstücke mit Druckluft aufgelockert und beim Gießprozeß unter Vakuum verfestigt wird, wobei jeder Formraum der Formkasten über diesen zumindest teilweise begrenzende Trennwände mit Kammern für die gasförmigen Arbeitsmedien in Verbindung steht, und bei der die Formkasten mit einem umlaufenden, intermittierend gesteuerten Transportmittel verfahrbar sind, das mehrere Arbeitsstationen aufweist.
Eine derartige Einrichtung ist aus der CH-PS 524 415 bekannt. Die bei dieser bekannten Einrichtung verwendeten Formkasten haben jeweils eine einteilige Bodenplatte aus Sintermetall, die den mit Formstoff gefüllten Formraum der Formkasten von einer darunterliegenden Vorkammer abteilt, welche an den einzelnen Arbeitsstationen wechselweise mit Druckluft oder mit Vakuum beaufschlagbar ist.
Ferner ist aus der DE-PS 17 58 521 eine Vorrichtung zur Durchführung des Vollformgießverfahrens bekannt, bei der ein mit einer gasdurchlässigen Bodenplatte versehener Formkasten verwendet wird, bei dem zusätzlich nocn die Seitenwände gasdurchlässig ausgebildet sind. Über die hier vorgesehenen gasdurchlässigen Seitenwände soll der überwiegende Teil der beim Gießen entstehenden Verbrennungsgase abgeführt werden, so daß nur geringe Mengen an heißen Gasen über die Bodenplatte in die Vakuumpumpe gelangen können.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich die bei derartigen Formkasten verwendeten Sintermaterialien aufgrund der durch diese hindurchströmenden Verbrennungsgase relativ leicht zuschmieren, da die Gase auch Dämpfe enthalten, welche in den feinen Hohlräumen des Sintermaterials kondensieren. Letzteres tritt beim Gießen von relativ kleinen Modellen weniger in Erscheinung, da hier die entstehenden Gasmengen auch relativ gering sind. Bei relativ großen Modellen müssen jedoch diese Umstände berücksichtigt werden, da hier die Gasdurchlässigkeit der verwendeten Trennwände durch den Durchtritt einer erhöhten Gasmenge im Laufe der Zeit abnimmt und somit auch die Standzeit der Formkasten.
Bei einer Verwendung von Formkasten mit relativ großen Abmessungen des Formraumes hat sich ferner gezeigt, daß zuweilen keine vollständig zufriedenstellende Ausbildung des sogenannten Fließ- oder Wirbelbettes im Formraum erzielt wird. Ein Grund hierfür dürfte darin liegen, daß die Bodenplatte aus Sintermetall vergleichsweise geringen Strömungswiderstand besitzt, so daß der Strömungswiderstand der insgesamt im Formraum nach oben steigenden Druckluft überwiegend vom Strömungswiderstand des Formstoffes bestimmt wird. Liegt der Formstoff bei Beginn der Druckluftzufuhr in unterschiedlichen Schütthöhen im Formraum vor, so sucht die eingeführte Druckluft den Weg des geringsten Widerstandes, wie z.B. im Bereich einer Senke der Oberfläche des Formstoffes, während Formstoffanhäufungen im Formraum nicht mehr in einer zur Bildung des Wirbelbettes ausreichenden Weise durchströmt werden. Hinzu kommen unübersichtliche Durchströmungsverhältnisse der Bodenplatte infolge lokal unterschiedlicher Strömungswiderstände insbesondere nach längerer 8enutzungsdauer, wenn etwa durch die Bodenplatte hindurch abgesaugte Gase Ablagerungen im Sintermaterial der Bodenplatte die Durchströmung behindern.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Einrichtung zur Durchführung des Vollformgießverfahrens zu schaffen, mit der es möglich ist, mittelgroße Gußstücke, wie z.B. Zylinderköpfe von wassergekühlten Vierzylinder-Kfz-Motoren oder Gußtrauben,weitgehend automatisiert wirtschaftlich nach dem Vollformgießverfahren herzustellen, wobei gleichzeitig auch bei längerer Betriebsdauer in sicherer Weise eine vollständige Durchwirbelung des Formstoffes bei Einleitung der Druckluft gewährleistet sein muß.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich im wesentlichen aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 4.
Dadurch, daß der Formraum der Formkasten getrennt mit den Medien Druckluft und Vakuum an den entsprechenden Arbeitsstationen beaufschlagbar ist, kann jeder Arbeitsschritt an den einzelnen Arbeitsstationen genau definiert werden. Ferner entfällt die Gefahr, daß sich die im Zusammenhang mit der Erzeugung eines Wirbelbettes verwendeten gasdurchlässigen Trennwände nach kurzer Zeit zusetzen; letzteres bedingt ferner, daß die Intensität der Auflokkerung des Formstoffes längerfristig genau steuerbar bleibt und somit eine betriebssichere Automatisierung gewährleistet ist. Hieraus ergibt sich wiederum der Vorteil, daß der Formstoff nach dem Entformen des Gußstückes in dem Formkasten verbleiben kann, da er an mehreren Arbeitsstationen durch das erneute Einblasen von Druckluft in einfacher Weise gekühlt werden kann. Die Formkasten müssen daher nach dem Entformen nicht wie üblich vollkommen entleert werden, so daß es genügt, diese ortsfest mit dem Transportmittel zu verbinden, d.h., eine automatische Kippvorrichtung für die Formkasten kann eingespart werden. Ferner ist hervorzuheben, daß bei einer ortsfesten Anordnung der sonst beim Auskippen der Formkasten anfallende Staub hier vorteilhaft nicht anfällt.
Bei Formkasten mit größeren Abmessungen des Formraumes kann es im Zusammenhang mit der Kühlung des Formstoffes vorteilhaft sein, daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an der Arbeitsstation Entformen eine Absaugvorrichtung für eine teilweise Entnahme des Formstoffes aus den Formkasten vorgesehen ist. Durch die Verringerung der heißen Formstoffmenge um etwa ein Drittel wird die Durchwirbelung des restlichen Formstoffes erleichtert und somit die Abkühlung beschleunigt. Ferner wird dadurch das Einwirbeln größerer Modelle ebenfalls erleichtert, da der Formraum nicht ganz voll ist. Bei einer derartigen Verfahrensweise ist deshalb gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß an der Arbeitsstation Einformen eine Füllvorrichtung für das restliche Füllen der Formkasten mit Formstoff vorgesehen ist. Die beschriebenen Maßnahmen haben den großen Vorteil, daß es im Gegensatz zum Stand der Technik nicht notwendig ist, den gesamten Formstoff separat zu kühlen.
Eine weitere wesentliche Verbesserung der erfindungsgemäßen Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 4 erfolgt dadurch, daß unterhalb der Bodenplatte jedes Formkastens eine Lochplatte mit einem gegenüber der Bodenplatte vorzugsweise höheren Strömungswiderstand vorgesehen ist. Durch eine derartige Ausbildung ergibt sich eine Vergleichmäßigung des lokalen Vorlagedrucks der Druckluft in der Vorkammer an der Oberfläche der Lochplatte, so daß jedes Loch der Lochplatte im wesentlichen dasselbe Druckluftangebot erhält. Die Druckluft tritt dann an den den Löchern entsprechenden diskreten Stellen durch die Lochplatte hindurch in einer quer zur Ebene der Lochplatte liegenden Kernströmung und strömt so die Unterseite der Bodenplatte mit relativ geringem Strömungswiderstand in einer Vielzahl von einzelnen düsenartigen Strahlen an. Infolge des vergleichsweise geringeren Strömungswiderstandes der Bodenplatte ergibt sich oberhalb der Bodenplatte ein gleichmäßiger Austritt der Druckluft, so daß dadurch keine Geschwindigkeitsspitzen auftreten, d.h. wo die Druckluft mit vergleichsweise hoher Energie tief in den Formstoff eindringt und ein sogenanntes schädliches "Blubbern" hervorruft,-was bei der Verwendung einer reinen Lochplatte der Fall wäre. Damit werden übersichtliche, für die Ausbildung des Wirbelbettes günstige Strömungsverhältnisse über der gesamten Fläche über der Bodenplatte geschaffen und somit zuverlässig ein voll ausgebildetes Wirbelbett erzielt, selbst wenn zu Beginn der Druckluftzufuhr der Formstoff in erheblich unterschiedlichen Schütthöhen im Formraum vorliegen sollte.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand einer Zeichnung.
Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des Vollformgießverfahrens,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II/II gemäß Fig. 1,
Fig. 3 in schematisch vereinfachter Darstellung einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Formkasten und
Fig. 4 die Einzelheit aus Kreis IV in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht die Einrichtung für die Durchführung des Vollformgießverfahrens im wesentlichen aus einer Rundlaufanlage 1, die im Sinne der Arbeitsschritte ein geschlossenes System bildet. Sie besitzt einen auf einer Grundplatte 2 ruhenden Ständer 3, auf welchem mit einem Lagerring 4 ein Drehtisch 5 drehbar gelagert ist. Auf dem Drehtisch 5 sind bei dem vorliegenden Beispiel neun Formkasten im gleichen Abstand nicht kippbar befestigt.
Wie ferner aus Fig. 2 zu entnehmen ist, kämmt eine Antriebswelle 7 eines Elektromotors 8 mit einem drehfesten Zahnkranz 9 des Drehtisches 5. Routierend angetrieben durch den Elektromotor 8 ist dabei die Drehbewegung des Drehtisches 5 durch nicht dargestellte Steuermittel derart intermittierend gesteuert, daß jeweils ein Formkasten 6 an den in Fig. 1 mit A bis J bezeichneten Arbeitsstationen zeitlich abgestimmte Halte macht.
An der Arbeitsstation A erfolgen die Arbeitsschritte Einformen, d.h. Erzeugen eines Wirbelbettes, dann Füllen des restlichen Formstoffes in den Formkasten und schließlich Gießen. Das Füllen erfolgt mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Füllvorrichtung, die durch den Pfeil 10 symbolisiert ist. Bei den Arbeitsstationen B und C erfolgen die Arbeitsschritte Erstarren, deren Anzahl jedoch erweitert werden kann. Ferner werden bei D der Arbeitsschritt Entformen, d.h. Aufwirbelung des Formstoffes und Entnehmen des Gußstückes,durchgeführt, wobei hier zusätzlich der Arbeitsschritt teilweise Entnahme des Formstoffes aus dem Formkasten erfolgt. Hierzu dient eine mit dem Pfeil 11 symbolisierte Absaugvorrichtung 11, die in bekannter Weise nach dem Prinzip eines Staubsaugers arbeiten kann. Schließlich folgen die Arbeitsstationen E bis J (oder weitere), bei denen der Formstoff mittels des Anlegenseines Wirbelbettes auf 40°C bis 50°C abgekühlt wird.
Jeder Formkasten 6 hat einen kreisförmigen Querschnitt und einen inneren Formraum 12 zur Aufnahme des körnigen Formstoffes 13, der im vorliegenden Fall aus bindemittelfreiem Sand besteht. Der Formstoff 13 wird durch eine obere Öffnung 14 in den Formraum 12 eingefüllt und liegt an der Unterseite des Formraumes 12 auf einer Bodenplatte 15 auf.
Unterhalb des Formraumes 12 bzw. der Bodenplatte 15 ist eine Vorkammer 16 mit einem Anschluß 17 für die Zuführung von Druckluft gemäß Pfeil 18 vorgesehen. Die in die Vorkammer 16 einströmende Druckluft steht an der Unterseite der Bodenplatte 15 an. Die Bodenplatte 15 ist gasdurchlässig ausgebildet, so daß die anstehende Druckluft durch die Bodenplatte 15 hindurch in den Formraum 12 eindringen und den dortigen Formstoff 13 verwirbeln kann, so daß ein Fließ- oder Wirbelbett entsteht.
Es hat sich gezeigt, daß die Druckluft durch die beispielsweise aus Sintermetall bestehende Bodenplatte 15, wenn diese die alleinige Trennung zwischen dem Formraum 12 und der Vorkammer 16 bildet, in stark unterschiedlicher lokaler Strömung hindurchtritt. Derartige Unterschiede in der Durchströmung der Bodenplatte 15 können aus lokal unterschiedlichen Strömungswiderständen des Sintermaterials resultieren, sowie insbesondere aus lokal unterschiedlichen Schütthöhen des Formstoffes 13 im Formraum 12. Anhäufungen des Formstoffes 13 im Formraum 12 werden dabei infolge des höheren Strömungswiderstandes von der Druckluft lediglich in einer zur Fluidisierung nicht mehr ausreichenden Intensität durchströmt, so daß die volle Ausbildung des Wirbelbettes behindert ist.
Zur Erzeugung eines homogenen voll ausgebildeten Wirbelbettes ist deshalb unterhalb der Bodenplatte 15 eine Lochplatte 19 beispielsweise aus Metall angeordnet, die für den Luftdurchtritt Löcher 20 aufweist. Der Strömungswiderstand der Lochplatte 19 mit den Löchern 20 ist insgesamt relativ hoch; jedenfalls höher als derjenige Strömungswiderstand, der bei der beispielsweise aus Sintermaterial bestehenden Bodenplatte 15 vorliegt. Damit bildet die Lochplatte 19 den hauptsächlichen Strömungswiderstand für die Druckluft in der Vorkammer 16 und bildet gewissermaßen eine Drossel, vor der sich ein über die Fläche der Lochplatte 19 gleichmäßiger, relativ hoher Vorlagedruck aufbaut, der eine Höhe von beispielsweise bis 5 bar besitzen kann. Der Vorlagedruck an der Unterseite der Lochplatte 19 drückt die Druckluft in diskreten Strömungen durch die Löcher 20 hindurch, die somit ähnlich Düsen wirken, so daß die Unterseite der Bodenplatte 15 in der Fig. 4 angedeuteten Weise gemäß Pfeilen 21 angeströmt wird. Würde nun die Bodenplatte 15 fehlen und die Kernströmung gemäß Pfeilen 21 unmittelbar in den Formstoff 13 eintreten, so ergäbe sich ein Geschwindigkeitsprofil der einströmenden Druckluft, wie dies in Fig. 4 mit einer strichpunktierten Linie 22 und entsprechenden Geschwindigkeitspfeilen 23 beispielhaft veranschaulicht ist. Auf diese Weise würde im Bereich jedes Loches 20 eine Kernströmung gemäß den Pfeilen 21 sowie Geschwindigkeitsprofil 22 erzielt, die annähernd lanzenartig in den Formstoff 13 hineinsticht und tief in diesen eindringt, so daß durch das Geschwindigkeitsprofil 22 eine zu intensive Durchwirbelung und somit Staubentwicklung des Formstoffes 13 entsteht, die vermieden werden muß.
Durch die Kombination Bodenplatte 15/Lochplatte 19 wird dieser Nachteil des sogenannten "Blubberns" beseitigt, und man erhält vorteilhaft ein gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil der in den Formstoff 13 einströmenden Druckluft, wie ebenfalls in Fig. 4 mit der gestrichelten Linie 24 und entsprechenden Geschwindigkeitspfeilen 25 gezeigt ist. Die in diesem Zusammenhang vorgesehenen Löcher 20 haben einen Durchmesser zwischen etwa 2 und 6 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 5 mm und im veranschaulichten Beispielsfalle von 4 mm. Sie liegen in einem gegenseitigen Abstand von mehreren cm, bevorzugt zwischen 3 und 5 cm, im Beispielsfalle in einem Abstand von 4 cm.
Auf der vergleichsweise dünnen Lochplatte 19 liegt der erhebliche Vorlagedruck in der Vorkammer 16, so daß zur rückseitigen Abstützung der Lochplatte 19 Abstandshalter 26 vorgesehen sind, die im Beispielsfalle gitterartig angeordnet sind und so eine flächig wirkende rückseitige Abstützung für die Lochplatte 19 bilden. Die gitterartig angeordneten Abstandshalter 26 begrenzen jeweils quadratische Kammern 27, wobei jeweils ein Loch 20 der Lochplatte 19 einer Kammer 27 mittig zugeordnet ist. Dadurch, daß die Abstandshalter 26 die nebeneinanderliegenden Kammern 27 weitgehend gegeneinander abdichten, ist insbesondere sichergestellt, daß die Druckluft pro Kammer 27 gleichmäßig durch die Bodenplatte 15 austritt, so daß das gleichmäßige Strömungsprofil 24 erhalten wird.
Der Arbeitsablauf der weitgehend automatisch arbeitenden Vollformgießanlage gemäß Fig. 1 und 2 ist der folgende, wobei vorerst die Arbeitsweise eines Formkastens 6 und dessen besonderen weiteren Ausführungsformen vom Prinzip her beschrieben wird.
Im Betrieb wird der in dem Formraum 12 befindliche Formstoff 13 durch Druckluftzufuhr gemäß Pfeil 18 in der geschilderten Weise fluidisiert. In diesem Zustand verhält sich der Formstoff 13 im wesentlichen wie eine Flüssigkeit, so daß ein Modell aus expandiertem Polystyrol, wie dies beim Vollformgie-ßen üblich ist, durch die Öffnung 14 hindurch leicht und beschädigungsfrei in den fluidisierten Formstoff 13 eingeführt werden kann und von diesem auch bei komplizierten Hinterschneidungen oder dergleichen vollständig umspült wird. Nach Unterbrechung der Druckluftzufuhr gemäß Pfeil 18 setzt sich der Formstoff 13 ab und umgibt sämtliche Oberflächen des Modells, welches in Fig. 2 bei 28 angedeutet ist. Während der Drosselung der Druckluftzufuhr kann zugleich eine Rütteleinrichtung 29 zugeschaltet werden, die den Formstoff in Vibrationen bestimmter Amplitude und Frequenz versetzt, um ihn weiter zu verdichten, damit der Formstoff 13 den Konturen der Außenoberflächen des Modells 28 auch bei komplizierten Formen sauber und dicht folgt. Die Kombination der Bildung eines Wirbelbettes einerseits und eines abschließenden Rüttelns andererseits gewährleistet, daß auch ungünstigst liegende Oberflächenbereiche einerseits durch die generelle Aufwärtsbewegung des Formstoffes im Wirbelbett und andererseits durch die verdichtende Absetzbewegung bei der Rüttelung sauber vom Formstoff beaufschlagt werden.
Sodann kann flüssiges Metall auf den Kunststoff des Modells 28 gegossen werden, um diesen zu vergasen und den so gebildeten Formhohlraum mit verfestigter Metallschmelze anzufüllen. Um hier eine weitere Verbesserung der Stabilität der Wände des Formstoffes 13 entlang der Kontur des Modells 28 zu erhalten, wird der Formstoff von unten her durch Absaugung unter Unterdruck gesetzt, wobei die Absaugung zugleich auch entstehende Gase mit abführt. Hierzu ist am Formkasten 6 ein gegenüber der Vorkammer 16 getrennter Absauganschluß 30 vorgesehen, aus dem Luft und Gase gemäß Pfeil 31 abgesaugt werden. Der Absauganschluß 30 mündet in einen Ringraum 32 im unteren, der Bodenplatte 15 benachbarten Bereich des Formkastens 6, so daß die Absaugung gemäß Pfeil 31 eine Strömungsrichtung im Formstoff 13 ergibt, die vom Bereich der Öffnung 14 nach unten gerichtet ist. Der Ringraum 32 ist über eine gasdurchlässige
Umfangswand 33 gegenüber dem Formraum 12 derart abgetrennt, daß kein Formstoff 13 in den Ringraum 32 eindringen kann, jedoch Gase aus dem Formstoff 13 abgezogen werden können.
Bevorzugt ist die gasdurchlässige Umfangswand 33 als sogenanntes Schlitzlochblech ausgebildet, wobei die Breite der Schlitze auf die Korngröße des Formstoffes 13 derart abgestimmt wird, daß der Durchmesser der kleinsten auftretenden Körner des Formstoffes einerseits deutlich über der Breite der Schlitze, andererseits aber deutlich unterhalb der Länge der Schlitze liegt. Im vorliegenden Fall hat der Formstoff 13 aus Sand eine Korngröße von 0,3 bis 0,5, so daß eine Schlitzbreite von 0,2 mm bei einer Schlitzlänge von 4 mm gewählt ist. Derartige Schlitzlochbleche sind zu anderen Zwecken bekannt und im Handel, so daß ein näheres Eingehen hierauf entbehrlich ist.
Dadurch, daß die Absaugung der durch die Schmelze gebildeten heißen Gase durch die der Bodenplatte 15 benachbarten Umfangswand 33 hindurch erfolgt, ist vermieden, daß diese Gase die aus Sintermetall bestehende Bodenplatte 15 durchsetzen muß. Durch diesen Umstand wird eine allmähliche Veränderung des Strömungswiderstandes der Bodenplatte 15 durch Ablagerungen aus dem Gasstrom verhindert, so daß diese über längeren Betrieb hinweg unveränderte Strömungseigenschaften beibehält. Ferner ist es durch den zweiteiligen Aufbau Bodenplatte 15/Lochplatte 19 einerseits und durch die getrennte Absaugung der heißen Gase andererseits möglich, für die Bodenplatte 15 auch ein Sinterkunststoff zu verwenden, was gegenüber Sintermetall funktionelle Vorteile und Kostenvorteile mit sich bringt.
Wie aus Fig. 3 ferner ersichtlich ist, ist die insgesamt mit 34 bezeichnete Umfangswand des Formraumes 12 abweichend von einer Zylinderform ausgebildet. In einem mittleren Höhenbereich des Formkastens 6 weist die Umfangswand 34 in einer Äquatorebene 35 maximalen Durchmesser bzw. maximale Weite auf und verjüngt sich im Beispielsfalle von der Äquatorebene 35 aus sowohl nach oben als auch nach unten. In dem Bereich der Äquatorebene 35 ist im vorliegenden Fall eine weitere Möglichkeit zum Absaugen der Verbrennungsgase vorgesehen, und zwar ein Umfangsring 36. Dieser Ring besteht ebenfalls wie die Umfangswand 33 aus einem Schlitzlochblech und begrenzt eine im Querschnitt pyramidenförmige Kammer 37, an welcher ein Absauganschluß 38 vorgesehen ist.
Die Verjüngung des Formkastens 6 nach unten, die bei kreisförmigem Querschnitt der Umfangswand 34 umgekehrte Kegelstumpfform ergibt, begünstigt die Verdichtung des Formstoffes 13, insbesondere unter der Einwirkung der Rütteleinrichtung 29, da die Schräge der Umfangswand 34 bei der Absetzbewegung durch die Rüttelung eine zusätzliche Bewegungskomponente des Formstoffes in Richtung auf die mit 39 bezeichnete vertikale Mittelachse des Formraumes 12 ergibt. Die schräge Ausbildung der Umfangswand 34 von der Äquatorebene 35 aus nach oben behindert in vorteilhafter Weise jegliche Tendenz des Formstoffes zu einem Aufsteigen, die dann zu befürchten ist, wenn insbesondere großvolumige Modelle abgegossen werden und Metall größerer Dichte die vom Modell freigegebenen Hohlräume unterhalb der oberen Sandschichten füllt und damit Auftriebsdruck auf den Sand ausübt. Einer solchen "Aufschwimmtendenz" des Formstoffes wirkt die oberhalb der Äquatorebene 35 kegelstumpfförmige Ausbildung der Umfangswand 34 wirksam entgegen.
Schließlich ist in Fig. 3 noch ein Abdeckblech 40 im Schnitt gezeigt, das anstelle der üblicherweise verwendeten Folie eingesetzt wird, um das Anlegen eines Vakuums zu begünstigen. Nach dem Einbringen des Abdeckbleches 40 und eines Gießtrichters 41 soll der Formraum 12 zweckmäßigerweise bis zu der mit 42 bezeichneten Marke wieder mit Formstoff 13 aufgefüllt werden.
Zu Beginn des Betriebes der erfindungsgemäßen Einrichtung für das Vollformgießverfahren gemäß Fig. 1 und 2 steht in der Arbeitsstation A ein Formkasten 6, dessen Formraum 12 bereits mit Formstoff 13 gefüllt ist. Ein Modell 28, bestehend aus einem vergasbaren Schaumstoff, wird nun in den Formstoff 13 eingebettet, während von der mit Druckluft beaufschlagten Vorkammer 16 über die Lochplatte 19 durch die gasdurchlässige Bodenplatte 15 Luft in den Formraum 12 einströmt und den Formstoff 13 in leichte Verwirbelung versetzt. Dieser durch ein nichtgezeigtes Regelventil regelbare Wirbeleffekt bringt den Formstoff 13 in einen schwimmenden Zustand, welcher eine praktisch widerstandslose Einführung des Modells 28 in den Formstoff 13 erlaubt. Kurz vor dem Abschalten der Druckluft wird der Formstoff 13 durch die seitlich an dem Formkasten 6 angebrachten Rüttelvorrichtung 29 verdichtet. Anschließend wird auf den Formstoff 13 ein Abdeckblech 40 gelegt und der Eingußtrichter 41 auf das Modell 28 aufgesetzt und bis zum Niveau 42 weiterer Formstoff nachgefüllt.
Danach werden die Ringräume 32 und 37 des Formkastens 6 unter Vakuum gesetzt, wodurch eine Steigerung der Festigkeit des Formstoffes 13 und eine Fixation derselben während des nun erfolgenden Gießprozesses erreicht wird. Der Gießprozeß vollzieht sich dabei unter Verbrennung und Vergasung des aus Schaumstoff bestehenden Modells 28.
Nach Beendigung des Gießvorganges rückt der Rundtisch 5 um eine Arbeitsstation weiter, so daß der eben beschriebene gefüllte Formkasten 6 zur Arbeitsstation B wandert. Hier und auch bei der nächstfolgenden Arbeitsstation C dient die Verweilzeit der Abkühlung und Erstarrung des gegossenen Formlings.
Auf der Arbeitsstation D wird der Formling entformt, wobei diese Entformung, wie beim Einformen des Modells 28, unter Verwirbelung des Formstoffes erleichtert wird. Das so entformte Gußstück kann dann mittels eines nicht dargestellten Hubmagnetes einem ebenfalls nicht dargestellten Arbeitstisch zugeführt werden. Gleichzeitig wird an der Arbeitsstation D mit Hilfe der Absaugvorrichtung 11 etwa ein Drittel des heißen Formstoffes 13 für eine separate Kühlung abgesaugt. Diese abgesaugte Menge ist in Fig. 2 mittels des Doppelpfeiles 43 symbolisch dargestellt.
Danach durchläuft der eingangs beschriebene Formkasten 6 mehrere Verweilzeiten auf den Arbeitsstationen E bis J, wo jeweils über die Vorkammer 16 Druckluft zur Verwirbelung des restlichen im jeweiligen Formraum 12 befindlichen Formstoffes 13 eingeblasen wird und somit den Formstoff auf 40 bis 50°C abkühlt.
Der von der Arbeitsstation J dann zur Arbeitsstation A gelangende Formkasten 6 mit einer nur 2/3 seiner Höhe gefüllten Formraum 12 durchläuft dann dieselben Arbeitsschritte wie eingangs beschrieben; lediglich mit der Ausnahme, daß nach dem Einformen des Modells 28 die bei Arbeitsstation D entnommene Menge an Formstoff 13 wieder nachgefüllt wird, und zwar mit Hilfe der Füllvorrichtung 10, was in Fig. 2 symbolisch mit dem Doppelpfeil 44 angedeutet ist.

Claims

1. Einrichtung für die Durchführung des Vollformgießverfahrens mit mehreren Formkasten, in denen unter der Einwirkung der eingegossenen Schmelze vergasbare Modelle von körnigem Formstoff umgeben sind, der beim Einformen der Modelle und beim Entformen der Gußstücke mit Druckluft aufgelockert und beim Gießprozeß unter Vakuum verfestigt wird, wobei jeder Formraum der Formkasten über diesen zumindest teilweise begrenzende Trennwände mit Kammern für die gasförmigen Arbeitsmedien in Verbindung steht, und bei der die Formkasten mit einem umlaufenden, intermittierend gesteuerten Transportmittel verfahrbar sind, das mehrere Arbeitsstationen aufweist, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Formkasten (6) ortsfest mit dem Transportmittel (1) verbunden sind und voneinander unabhängige gasdurchlässige Trennwände (15, 33, 36) mit dahinterliegenden Kammern (16, 32, 37) aufweisen, über welche der Formraum (12) getrennt mit den Medien Druckluft und Vakuum an entsprechend ausgelegten Arbeitsstationen (A bis J) beaufschlagbar ist, die im Sinne der Arbeitsschritte ein geschlossenes System bilden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß an der Arbeitsstation Einformen (A) eine Füllvorrichtung (10) für das restliche Füllen (44) der Formkasten (6) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß an der Arbeitsstation Entformen (D) eine Absaugvorrichtung (11) für eine teilweise Entnahme (43) des Formstoffes (13) aus den Formkasten (6) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit Formkasten, deren Bodenplatte als gasdurchlässige Trennwand ausgebildet ist, welche an einer Seite eine Vorkammer begrenzt, die mit einem Anschluß zur Zuführung von Druckluft versehen ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß unterhalb der Bodenplatte (15) eine Lochplatte (19) mit einem gegenüber der Bodenplatte (15) vorzugsweise höheren Strömungswiderstand vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß zwischen der Lochplatte (19) und der Bodenplatte (15) Abstandshalter (26) angeordnet sind, die als Kammern (27) umgrenzende Stege ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß jede Kammer (27) ein Loch (20) in wenigstens annähernd zentraler Anordnung zur Kammer (27) zugeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- durch gekennzeichnet , daß an jedem Formkasten (6) ein Absauganschluß (30) zur Unterdruckerzeugung im Formstoff (13) vorgesehen ist, und daß die den Formstoff (13) begrenzende Umfangswand (34) im unteren, der Bodenplatte (15) benachbarten Bereich (33) des Formkastens (6) gasdurchlässig ausgebildet ist und mit dem Absauganschluß (30) in Strömungsverbindung steht.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß der gasdurchlässige Bereich (33) der Umfangswand (34) des Formkastens (6) als Schlitzlochblech ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bodenplatte (15) aus einem Werkstoff relativ geringer Hitzebeständigkeit wie Sinterkunststoff besteht.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da- durch gekennzeichnet , daß die den Formstoff umgrenzende Umfangswand (34) des Formkastens (6),ausgehend von einer in einem mittleren Höhenbereich liegenden Äquatorebene (35), nach oben verjüngt ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da- durch gekennzeichnet , daß die den Formstoff (13) umgrenzende Umfangswand (34) des Formkastens (6), ausgehend von einer in einem mittleren Höhenbereich liegenden Äquatorebene (35), insbesondere bei Verwendung einer Rütteleinrichtung (29), nach unten verjüngt ausgebildet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da- durch gekennzeichnet , daß jeder Formkasten (6) zusätzlich einen Absauganschluß (38) zur Unterdruckerzeugung im Formstoff (13) und zum Abzug der Verbrennungsgase aus diesem aufweist, der im Bereich der Äquatorebene (35) in eine Kammer (37) mündet, die zum Formstoff (13) hindurch einen Umfangsring (36) aus einem Schlitzlochblech begrenzt ist.