WO2016150413A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer gussform für den sandguss - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer gussform für den sandguss Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/02—Compacting by pressing devices only
    • B22C15/08—Compacting by pressing devices only involving pneumatic or hydraulic mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a casting mold for sand casting, wherein a model is positioned in a molding box and the molding box is filled with molding sand (green or wet sand, concrete and water) and wherein the molding sand around the model to a stable , is compacted for casting suitable shape or part-shape. Furthermore, the invention relates to a corresponding device, in particular for the application of the method according to the invention.
  • a molding process refers to different processes for producing a casting mold for the production of workpieces from castable materials. which differ, for example, in whether the mold is produced by hand or by machine (hand molding, machine molding), whether the mold can be destroyed or reused during casting (lost molds, permanent molds) and whether with disposable models (lost models, investment casting and full mold casting), In any case, this involves the production of a casting mold based on a model of the workpiece to be cast.
  • a molding box which, for example, like the model, can be made in two parts. Accordingly, two mold box halves can be provided.
  • the molding boxes are regularly open at the top and bottom.
  • the sand used is free flowing and has a viscous state. In the classic sand foundry, the sand is coated or mixed with fine clay or concrete. The sand-clay mixture is mixed with water.
  • the sand is poured around the model and compacted. After compaction, the sand adheres to the inner wall of the molding box and forms the model contour negatively.
  • the use of molding sand with binder is regularly justified by the fact that with large molds and correspondingly large molding boxes, a homogeneous compaction of the classic green sand to define the shape is no longer reliably possible.
  • the present invention has for its object to provide a method and an apparatus for producing a mold for the sand casting and further develop that regardless of the size of the model or the workpiece to be cast and regardless of complex contours / surfaces, the classic green sand method for producing the mold is applicable, and this with a sufficiently good quality of the mold.
  • the use of chemical binders should be avoided.
  • the above object is achieved with respect to the inventive method by the features of claim 1.
  • the generic method for producing a mold for sand casting is characterized in that the compaction of the molding sand takes place zonal or regionally, taking into account the contour or the dimensions of the model.
  • the device according to the invention achieves the above object by the features of independent claim 9.
  • the generic device is characterized in that the compaction of the molding sand around the model takes place zonal or regionally, taking into account the contour or the dimensions of the model a compression unit has a compression head comprising a plurality of compression cylinders.
  • the molding sand in the molding box is not compressed approximately evenly over the entire surface. Rather, areas are considered in which the model is, unlike areas that are filled to the bottom of the molding box exclusively with molding sand, free of any other parts.
  • the molding sand based on the volume of the molding box can be much more compact than in those areas where the model is located.
  • the molding sand is subjected to different areas of pressing force, as it allows the envisaged knock or density of the sand, starting from an original bulk density.
  • the molding sand is filled gradually, virtually layer by layer, into the molding box, which initially takes place around the model, successively until the entire model is embedded in the compacted molding sand.
  • layers above taking into account the fact that sand layers above the model make up a smaller volume than the sand layers that are laterally of the model. Accordingly, the compression forces and strokes required for compaction are designed.
  • the compaction of the molding sand takes place via a compaction unit, which comprises one or more compaction cylinders.
  • the compression cylinders may have the same or different diameters, wherein compression cylinders with different diameters are suitable for causing different degrees of compression of the molding sand in certain areas. Furthermore, it is advantageous if the compression takes place in several successive compression strokes, namely the fact that a kind of pounding of the molding sand is realized on the compression cylinder, leading laterally of the respective model to a greater compression than in the region of the contours of the model.
  • the filling of the mold box and the compression takes place in several preferably alternating steps, to the effect that after a certain compression further molding sand is refilled into the molding box, which is subsequently compacted again.
  • molding sand is refilled selectively, namely where, in the absence of a model lying under the molding sand, more mass of molding sand can be compacted, namely because of the available volume.
  • the compression unit comprising the compression cylinder does not have to be designed approximately in the size of the molding box.
  • the compression unit can be positioned with the compression cylinders in a relatively small design, namely according to the number of compression cylinders, via a gantry, a bridge or a robot over the molding box and positionally changed in the molding box.
  • the compression unit can be moved in space in the area of the molding box, wherein the compression unit is movable in the direction of the molding sand in the direction of the molding sand and each compression cylinder, in itself, in the direction of a compression stroke.
  • Any room coordinate can be controlled via the gantry or a robot so that different compaction strokes are possible at predefined locations.
  • the control of the compression unit and thus of the individual compression cylinder takes place via a computer / processor, wherein the control program with respect to the pressing force and the stroke, also with respect to the number of strokes, takes into account the contour of the model, in particular also considered which distance is available from the bottom of the box for filling and compaction, each reduced by the dimensions of the inserted model.
  • Optimum compaction of the molding sand around the model is possible by the method according to the invention, regardless of the size and design of the model and thus regardless of the size of the molding box, using the compacting unit, for example, carried by a portal. Due to multiple individual compaction strokes, the compaction comes very close to a manual pounding, as it used to be when manual compaction of the molding sand around the respective model, then according to judgment and feeling.
  • the device according to the invention uses the method according to the invention, wherein a compression unit has a compression head comprising a plurality of compression cylinders.
  • the projected area of the compaction unit may be smaller than the base area of the molding box, since the compaction unit may be supported around a gantry, bridge or robot that positions and also changes the position of the compaction unit above the molding box at any location a vorgebaren compaction program for actuating the compression cylinder.
  • the compression head is in space, that is, three-dimensional, movable and positioned arbitrarily above the mold box to press or trigger each compression cylinder from each position with vorgebarer compression force and vorgebarem stroke.
  • each of the cylinders irrespective of the position of the head relative to the molding box, is vertically movable, namely to exert the compression stroke.
  • the cylinders of the compression unit are arranged symmetrically in accordance with a matrix and can be operated individually and / or jointly as needed, with different strokes and different pressing force.
  • Fig. 1 is a schematic view of the basic arrangement of a
  • Model in a mold box where molding sand is filled and compacted around the model
  • FIG. 2 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a device according to the invention, the compression unit of which can be positioned above and along a molding box,
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the device of FIG. 2
  • FIG. 4 is a schematic front view of the device of FIG. 2.
  • FIG. 1 shows in a highly schematic view the basic arrangement of a model 1 in a molding box 2.
  • the molding box 2 is successively filled with molding sand (green sand) 3, the molding sand 3 around the model 1 to a stable , is compacted to pour suitable shape.
  • FIG. 1 shows a schematic view of the basic structure of an embodiment of an apparatus according to the invention for producing a mold for sand casting, wherein the model 1 is positioned as shown in Figure 1 in a molding box 2.
  • a pneumatically operated compression unit 6 is provided which comprises a compression head 7 with a plurality of compression cylinders 8.
  • FIG. 2 shows that the compression unit 6 is assigned to a portal 9 or is supported by it.
  • the portal 9 can be moved horizontally along a guide device 10 along the molding box 2 horizontally.
  • the entire compression head 7 is movable transversely to the guide device 10 with the compression cylinders 8 on the portal 9, namely along a gantry guide 11.
  • the compression head 7 is vertically movable on the portal 9, wherein each of the compression cylinder 8, each seen in itself in the compression direction displaced or moved.
  • the compression unit 6 with the compression head 7 and the individual compression cylinders 8 arbitrarily moved across the mold box 2 away, with the compression cylinder 8 can be positioned to compress the molding sand, taking into account the contour or the dimensions of the model.
  • FIG. 2 further shows that the hydraulic system 12 is associated with the portal 9, namely, it is supported by the portal 9.
  • the guide device 10, on or in which the portal 9 is guided is adjustable in width, namely to bring different portals used or to use width adjustable portals.
  • the guide device 10, seen in itself be adjustable in height to make an optimal adjustment to the height of a between the guide elements 13 of the guide device 10 to be positioned mold box 2.
  • the drive of all aforementioned possibilities can be pneumatic and / or electrical.
  • a hydraulic drive is also conceivable.
  • FIG. 3 shows the device from FIG. 2 in a schematic top view, the molding box 2 likewise being recognizable there.
  • the portal guide 1 1 is designed as a crossbeam.
  • the compression head 7 comprises a plurality of compression cylinders 8 arranged in the manner of a matrix, which serve to compress the molding sand 3 located in the molding box 2.
  • FIG. 4 shows the device from FIG. 2 in a schematic front view, which also shows the molding box 2. In it, the model 1 is positioned and this is covered by compacted molding sand 3.
  • Figure 4 shows a patch on the actual molding box 2 filling aid 14 in the sense of a head into which the compression cylinder 8 of the compression head 7 and the compression unit 6 protrude with alternating pressurization.
  • the arrows 15 indicate the height adjustability of the guide elements 13.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Gussform für den Sandguss, wobei ein Modell in einem Formkasten positioniert und der Formkasten mit Formsand (Grün- oder Feuchtsand - Sand, Betonit und Wasser) befüllt wird und wobei der Formsand um das Modell herum zu einer stabilen, zum Gießen geeigneten Form verdichtet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung des Formsandes zonal bzw. bereichsweise erfolgt, und zwar unter Beachtung der Kontur bzw. der Maße des Modells, eine entsprechende Vorrichtung, zur Nutzung des Verfahrens, umfasst eine Verdichtungseinheit mit einem Verdichtungskopf mit mehreren Verdichtungszylindern.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM HERSTELLEN EINER GUSSFORM FÜR DEN SANDGUSS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Gussform für den Sandguss, wobei ein Modell in einem Formkasten positioniert und der Formkasten mit Formsand (Grün- oder Feuchtsand - Sand, Betonit und Wasser) befüllt wird und wobei der Formsand um das Modell herum zu einer stabilen, zum Gießen geeigneten Form oder Teil-Form verdichtet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung, insbesondere zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das hier in Rede stehende Verfahren dient zur Herstellung einer Gussform für den Sandguss und ist unter den Begriff „Formverfahren" zu subsumieren. Als Formverfahren bezeichnet man unterschiedliche Verfahren zur Herstellung einer Gussform für die Herstellung von Werkstücken aus vergießbaren Werkstoffen. Dabei gibt es unterschiedliche Verfahren, die sich beispielsweise darin unterscheiden, ob die Form von Hand oder maschinell hergestellt wird (Handformen, Maschinenformen), ob die Form beim Gießvorgang zerstört oder wiederverwendet werden kann (verlorene Formen, Dauerformen) und ob mit Einmalmodellen (verlorene Modelle, Feingießen und Vollformgießen), Dauermodellen (Handformen, Maschinenformen, Maskenformen, Vakuumformen) oder ohne Modelle (Stranggießen, Druckgießen, etc.) gearbeitet wird. Jedenfalls geht es hier um die Herstellung einer Gussform, der ein Modell des zu gießenden Werkstücks zugrunde liegt.
Zum Herstellen einer solchen Form benötigt man einen Formkasten, der beispielsweise, wie das Modell, zweiteilig ausgeführt sein kann. Entsprechend können zwei Formkastenhälften vorgesehen sein. Die Formkästen sind regelmäßig oben und unten offen. Der verwendete Sand ist rieselfähig und hat einen bildsamen Zustand. Bei der klassischen Sandgießerei ist der Sand mit feinem Ton bzw. Betonit umhüllt oder vermischt. Das Sand-Ton-Gemisch wird mit Wasser vermengt. Man spricht hier von tongebundenem oder betonitgebundenem Sand. Dieser feuchte Sand wird häufig auch Grünsand bezeichnet (Mittelhochdeutsch: grün = feucht).
Der Sand wird um das Modell herum geschüttet und verdichtet. Nach der Verdichtung haftet der Sand an der Innenwand des Formkastens und bildet die Modellkontur negativ ab.
Je detailreicher das Modell ist, desto genauer bzw. sorgfältiger muss der Sand um das Modell herum geschüttet und verdichtet werden.
In dem aus der Praxis bekannten Stand der Technik wird die Verdichtung ungeachtet des Modells und der Kontur über einen den Formkasten überdeckenden großen Kopf mit Verdichtungszylindern vorgenommen. Dies führt dazu, dass der Sand oberhalb des Modells stärker verdichtet wird als der Sand seitlich des Modells, nämlich aufgrund der größeren Verdichtungsstrecke auf den Seiten. Letztendlich ist nicht darauf geachtet worden, wie sich die Anwesenheit des Modells im Formkasten auf die Verdichtung des Formsands um das Modell herum auswirkt. Es wurde ohne Berücksichtigung der Kontur des Modell unidirektional verdichtet.
Entsprechend den voranstehenden Ausführungen ist man bei großen Werkstücken, insbesondere bei Werkstücken mit komplexer Oberflächenstruktur, von dem zuvor erläuterten Grünsandverfahren abgegangen. An Stelle der Verwendung von Grünsand ist es möglich, dem Formsand ein chemisches Bindemittel beizumengen, welches unter Temperatureinwirkung reagiert bzw. aushärtet. So lassen sich bei nur geringen Drücken unter Temperatureinwirkung stabile Gussformen herstellen, wo (bei dieses Verfahren im engl, no-bake-molds) aufgrund der Verwendeten chemischen Bindemittel umweltbelastend ist, nämlich aufgrund der Vermischung von Sand und Bindemittel. Der Einsatz von Formsand mit Bindemittel wird regelmäßig dadurch gerechtfertigt, dass bei großen Formen und entsprechend großen Formkästen eine homogene Verdichtung des klassischen Grünsands zur Definition der Form nicht mehr zuverlässig möglich ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Gussform für den Sandguss derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ungeachtet der Größe des Modells bzw. des zu gießenden Werkstücks und ungeachtet komplexer Konturen/Oberflächen die klassische Grünsandmethode zur Herstellung der Gussform anwendbar ist, und dies bei hinreichend guter Qualität der Gussform. Der Einsatz von chemischen Bindemitteln soll vermieden werden.
Voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist das gattungsbildende Verfahren zum Herstellen einer Gussform für den Sandguss dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung des Formsandes zonal bzw. bereichsweise erfolgt, und zwar unter Beachtung der Kontur bzw. der Maße des Modells. Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 9. Danach ist die gattungsbildende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung des Formsandes um das Modell herum zonal bzw. bereichsweise erfolgt, unter Beachtung der Kontur bzw. der Maße des Modells, wobei eine Verdichtungseinheit einen mehrere Verdichtungszylinder umfassenden Verdichtungskopf aufweist.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es möglich ist, auch bei großen, komplexen Modellen bzw. zu gießenden Werkstücken die klassische Grünsandmethode anzuwenden, wonach der feuchte Formsand (Grünsand) ohne chemische Bindemittel um das Modell herum gefüllt und verdichtet und dadurch zur Gussform verfestigt wird. Dies ist dadurch möglich, dass die Kontur bzw. die Maße des in den Formkasten eingelegten Modells beim Einfüllen und Verdichten des Formsandes berücksichtigt wird. Entgegen bisheriger Verfahren und Gepflogenheiten wird der im Formkasten befindliche Formsand nicht etwa gleichmäßig über die gesamte Oberfläche hinweg verdichtet. Vielmehr werden Bereiche berücksichtigt in denen sich das Modell befindet, im Gegensatz zu Bereichen, die bis zum Boden des Formkastens ausschließlich mit Formsand gefüllt sind, frei jedweder sonstiger Teile. In den letztgenannten Bereichen lässt sich der Formsand bezogen auf das Volumen des Formkastens wesentlich stärker verdichten als in denjenigen Bereichen, in denen sich das Modell befindet. Letztendlich wird mit der erfindungsgemäßen Lehre beansprucht, dass der Formsand bereichsweise unterschiedlich mit Presskraft beaufschlagt wird, so wie es die anzustrebende Klopf- oder Pressdichte des Sandes zulässt, ausgehend von einer ursprünglichen Schüttdichte. Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahren ist es denkbar, dass der Formsand allmählich, quasi Schicht für Schicht, in den Formkasten gefüllt wird, was zunächst um das Modell herum stattfindet, sukzessive so lange, bis das gesamte Modell in den verdichteten Formsand eingebettet ist. Danach folgen Schichten darüber, wobei der Situation Rechnung zu tragen ist, dass Sandschichten oberhalb des Modells ein geringeres Volumen ausmachen als diejenigen Sandschichten, die sich seitlich des Modells befinden. Entsprechend werden die zur Verdichtung erforderlichen Presskräfte und Hübe ausgelegt.
Die Verdichtung des Formsandes erfolgt über eine Verdichtungseinheit, die einen oder mehrere Verdichtungszylinder umfasst. Die Verdichtungszylinder können den gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser haben, wobei Verdichtungszylinder mit unterschiedlichen Durchmessern geeignet sind, bereichsweise unterschiedlich starke Verdichtungen des Formsandes herbeizuführen. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Verdichtung in mehreren aufeinanderfolgenden Verdichtungshüben erfolgt, nämlich dadurch, dass über die Verdichtungszylinder eine Art Stampfen des Formsandes realisiert wird, und zwar seitlich des jeweiligen Modells zu einer stärkeren Verdichtung führend als im Bereich der Konturen des Modells.
Auch ist es denkbar, dass das Befüllen des Formkastens und das Verdichten in mehreren vorzugsweise abwechselnden Arbeitsschritten erfolgt, dahingehend, dass nach einer gewissen Verdichtung weiterer Formsand in den Formkasten nachgefüllt wird, der darauf folgend abermals verdichtet wird. ln vorteilhafter Weise wird nach einzelnen zonalen oder lokalen Verdichtungshüben Formsand gezielt nachgefüllt, nämlich dort, wo in Ermangelung eines unter dem Formsand liegenden Modells mehr Masse an Formsand verdichtbar ist, nämlich aufgrund des zur Verfügung stehenden Volumens.
Unter Berücksichtigung der erfindungsgemäßen Lehre ist es von Vorteil, dass die die Verdichtungszylinder umfassende Verdichtungseinheit nicht etwa in der Größe des Formkastens ausgeführt sein muss. Ganz im Gegenteil kann die Verdichtungseinheit mit den Verdichtungszylindern in relativ kleiner Ausführung, nämlich entsprechend der Anzahl der Verdichtungszylinder, über ein Portal, eine Brücke oder einen Roboter über dem Formkasten positioniert und im Bereich des Formkastens lageverändert werden. So lässt sich die Verdichtungseinheit im Bereich des Formkastens im Raum bewegen, wobei die Verdichtungseinheit insgesamt in Richtung des Formsandes und ein jeder Verdichtungszylinder, für sich gesehen, in Richtung des Formsandes im Sinne eines Verdichtungshubs bewegbar ist. Jede beliebige Raum-Koordinate lässt sich über das Portal oder einen Roboter ansteuern, so dass an vorgebaren Stellen unterschiedliche Verdichtungshübe möglich sind.
Des Weiteren ist wesentlich, dass die Steuerung der Verdichtungseinheit und somit der einzelnen Verdichtungszylinder über einen Rechner/Prozessor erfolgt, wobei das Steuerungsprogramm bzgl. der Presskraft und des Hubs, auch bzgl. der Anzahl der Hübe, die Kontur des Modells berücksichtigt, insbesondere auch berücksichtigt, welche Strecke vom Boden des Formkastens aus gerechnet zum Befüllen und zur Verdichtung zur Verfügung steht, jeweils reduziert um die Maße des eingelegten Modells. Eine optimale Verdichtung des Formsands um das Modell herum ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, und zwar ungeachtet der Größe und Ausgestaltung des Modells und somit auch ungeachtet der Größe des Formkastens, unter Nutzung der beispielsweise von einem Portal getragenen Verdichtungseinheit. Durch multiple einzelne Verdichtungshübe kommt die Verdichtung einem händischen Stampfen sehr nahe, wie es früher bei händischer Verdichtung des Formsandes um das jeweilige Modell sattgefunden hat, damals nach Augenmaß und Gefühl.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nutzt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei eine Verdichtungseinheit einen mehrere Verdichtungszylinder umfassenden Verdichtungskopf aufweist. Die projizierte Fläche der Verdichtungseinheit kann kleiner sein als die Grundfläche des Formkastens, da nämlich die Verdichtungseinheit um einem Portal, einer Brücke oder einem Roboter getragen sein kann, das/die/der die Verdichtungseinheit über dem Formkasten an beliebiger Stelle positioniert und auch lageverändert, entsprechend einem vorgebaren Verdichtungsprogramm zur Betätigung der Verdichtungszylinder. Der Verdichtungskopf ist im Raum, das heißt dreidimensional, verfahrbar und über dem Formkasten beliebig positionierbar, um von jeder Position aus jeden einzelnen Verdichtungszylinder mit vorgebarer Verdichtungskraft und vorgebarem Hub betätigen bzw. auslösen zu können.
Des Weiteren ist wesentlich, dass jeder der Zylinder, ungeachtet der Position des Kopfes gegenüber dem Formkasten, vertikal verfahrbar ist, um nämlich den Verdichtungshub auszuüben.
In vorteilhafter Weise sind die Zylinder der Verdichtungseinheit entsprechend einer Matrix symmetrisch angeordnet und können einzeln und/oder gemeinsam, je nach Bedarf, betätigt werden, und zwar mit unterschiedlichen Hüben und unterschiedlicher Presskraft.
Es sei darauf hingewiesen, dass die erforderliche Hydraulik dem Portal bzw. der Brücke oder dem Roboter zugeordnet sein kann, wodurch die Verdichtungseinheit getragen und positioniert wird. Eine kompakte Bauweise ist dadurch möglich.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht die prinzipielle Anordnung eines
Modells in einem Formkasten, wobei Formsand um das Modell herum gefüllt und verdichtet wird,
Fig. 2 in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Verdichtungseinheit oberhalb und entlang eines Formkastens positionierbar ist,
Fig. 3 in einer schematischen Draufsicht die Vorrichtung aus Figur 2 und Fig. 4 in einer schematischen Vorderansicht die Vorrichtung aus Figur 2.
Fig. 1 zeigt in einer stark schematisierten Ansicht die prinzipielle Anordnung eines Modells 1 in einem Formkasten 2. Nach Positionierung des Modells 1 wird der Formkasten 2 sukzessive mit Formsand (Grünsand) 3 befüllt, wobei der Formsand 3 um das Modell 1 herum zu einer stabilen, zum Gießen geeigneten Form verdichtet wird.
Durch die Pfeile 4 ist angedeutet, dass die Verdichtung des Formsandes 3 zonal bzw. bereichsweise erfolgt, und zwar über in Figur 1 nicht gezeigte Zylinder, und zwar unter Beachtung der Kontur bzw. der Maße des Modells 1. Insoweit wird berücksichtigt, ob der Formsand 3 sich vom Formkastengrund 5 ungehindert nach oben erstreckt oder ob der Formsand 3 sich von der Oberfläche des Modells 1 nach oben erstreckt, nämlich um eine weitaus geringere Strecke als vom Formkastengrund 5 aus. Figur 2 zeigt in einer schematischen Ansicht den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen einer Gussform für den Sandguss, wobei das Modell 1 entsprechend der Darstellung in Figur 1 in einem Formkasten 2 positioniert ist. Zur Verdichtung des in den Formkasten 2 gefüllten bzw. zu füllenden Formsandes ist eine pneumatisch betriebene Verdichtungseinheit 6 vorgesehen, die einen Verdichtungskopf 7 mit mehreren Verdichtungszylindern 8 umfasst.
Figur 2 lässt erkennen, dass die Verdichtungseinheit 6 einem Portal 9 zugeordnet ist bzw. von diesem getragen wird. Das Portal 9 ist entlang einer Führungseinrichtung 10 linear entlang dem Formkasten 2 horizontal verfahrbar.
Der gesamte Verdichtungskopf 7 ist mit den Verdichtungszylindern 8 am Portal 9 quer zur Führungseinrichtung 10 verfahrbar, nämlich entlang einer Portalführung 1 1.
Außerdem ist der Verdichtungskopf 7 am Portal 9 vertikal verfahrbar, wobei jeder der Verdichtungszylinder 8, jeweils für sich gesehen in Verdichtungsrichtung verlagerbar bzw. verfahrbar ist.
Entsprechend den voranstehenden Ausführungen wird deutlich, dass die Größe bzw. Längserstreckung des Formkastens 2, auch dessen Höhe, kaum mehr eine Rolle spielt. So lässt sich die Verdichtungseinheit 6 mit dem Verdichtungskopf 7 bzw. den einzelnen Verdichtungszylindern 8 beliebig über den Formkasten 2 hinweg verfahren, wobei sich die Verdichtungszylinder 8 zum Verdichten des Formsandes positionieren lassen, und zwar unter Berücksichtigung der Kontur bzw. der Maße des Modells.
Figur 2 lässt des weitern erkennen, dass die Hydraulik 12 dem Portal 9 zugeordnet ist, nämlich vom Portal 9 getragen wird. Eine kompakte Bauweise ist dadurch möglich. Auch ist es denkbar, dass die Führungseinrichtung 10, an bzw. in der das Portal 9 geführt wird, in der Breite verstellbar ist, um nämlich unterschiedliche Portale zum Einsatz zu bringen oder um breitenverstellbare Portale nutzen zu können. Auch könnte die Führungseinrichtung 10, für sich gesehen, höhenverstellbar sein, um eine optimale Anpassung an die Höhe eines zwischen den Führungselementen 13 der Führungseinrichtung 10 zu positionierenden Formkastens 2 vornehmen zu können. Der Antrieb aller zuvor genannten Möglichkeiten kann pneumatisch und/oder elektrisch sein. Ein hydraulischer Antrieb ist ebenfalls denkbar.
Figur 3 zeigt die Vorrichtung aus Figur 2 in einer schematischen Draufsicht, wobei dort ebenfalls der Formkasten 2 erkennbar ist.
Die Portalführung 1 1 ist als Quertraverse ausgeführt. Der Verdichtungskopf 7 umfasst mehrere matrixartig angeordnete Verdichtungszylinder 8, die zur Verdichtung des im Formkastens 2 befindlichen Formsands 3 dienen. Figur 4 zeigt die Vorrichtung aus Figur 2 in einer schematischen Vorderansicht, die ebenfalls den Formkasten 2 erkennen lässt. Darin ist das Modell 1 positioniert und ist dieses von zu verdichtetendem Formsand 3 überdeckt. Außerdem zeigt Figur 4 eine auf den eigentlichen Formkasten 2 aufgesetzte Einfüllhilfe 14 im Sinne eines Kopfes, in den hinein die Verdichtungszylinder 8 des Verdichtungskopfes 7 bzw. der Verdichtungseinheit 6 bei alternierender Druckbeaufschlagung hinein ragen.
Die Pfeile 15 deuten die Höhenverstellbarkeit der Führungselemente 13 an. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen. Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
Bezugszeichenliste
1 Modell
2 Formkasten
3 Formsand
4 Pfeile
5 Formkastengrund
6 Verdichtungseinheit
7 Verdichtungskopf
8 Verdichtungszylinder
9 Portal
10 Führungseinrichtung
11 Portalführung
12 Hydraulik
13 Führungselemente
14 Einfüllhilfe
15 Pfeile

Claims

A n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Herstellen einer Gussform für den Sandguss, wobei ein Modell in einem Formkasten positioniert und der Formkasten mit Formsand befüllt wird und wobei der Formsand um das Modell herum zu einer stabilen, zum Gießen geeigneten Form oder Teil-Form verdichtet wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verdichtung des Formsandes zonal bzw. bereichsweise erfolgt, und zwar unter Beachtung der Kontur bzw. der Maße des Modells.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung über eine Verdichtungseinheit erfolgt, die einen oder mehrere Verdichtungszylinder umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungszylinder den gleichen oder unterschiedliche Durchmesser haben.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung in mehreren aufeinander folgenden Verdichtungshüben erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen des Formkastens und das Verdichten in mehreren vorzugsweise abwechselnden Arbeitsschritten erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einzelnen zonalen oder lokalen Verdichtungshüben Formsand gezielt nachgefüllt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2 und ggf. einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungszylinder über ein Portal, eine Brücke oder einen Roboter über dem Formkasten positioniert und im Bereich des Formkastens lageverändert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 2 und ggf. einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Verdichtungseinheit und der einzelnen Verdichtungszylinder über einen Rechner/Prozessor erfolgt, wobei das Steuerungsprogramm bzgl. der Presskraft und des Hubs die Kontur des Modells berücksichtigt.
9. Vorrichtung zum Herstellen einer Gussform für den Sandguss, wobei ein Modell in einem Formkasten positioniert und der Formkasten mit Formsand (Grünoder Feuchtsand - Sand, Betonit und Wasser) befüllt wird und wobei der Formsand um das Modell herum zu einer stabilen, zum Gießen geeigneten Form verdichtet wird, insbesondere zur Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verdichtung des Formsandes um das Modell herum zonal bzw. bereichsweise erfolgt, unter Beachtung der Kontur bzw. der Maße des Modells, wobei eine Verdichtungseinheit einen mehrere Verdichtungszylinder umfassenden Verdichtungskopf aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die projezierte Fläche der Verdichtungseinheit kleiner ist als die Grundfläche des Formkastens.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungseinheit ein Portal, eine Brücke oder einen Roboter umfasst, das/die/der über dem Formkasten positionierbar und lageveränderbar ist, wobei der Kopf im Raum, d.h. dreidimensional, verfahrbar und über dem Formkasten beliebig positionierbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Zylinder ungeachtet der Position des Kopfes gegenüber dem Formkasten vertikal verfahrbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder entsprechend einer Matrix symmetrisch angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 und ggf. nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche Hydraulik dem Portal oder dgl. zugeordnet ist.
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