LOW-PRESSURE CONNECTION FOR MOULDS CONSOLIDATED UNDER VACUUM

Abstract: 1. A low pressure coupling for the connection to an low pressure system of mould boxes for moulds compacted under vacuum with a valve body (2) which is movably guided on a rod (5) and acted upon by a preloading force in the direction of the mould box (30) and which, facing the mould box, has a connection opening surrounded by a seal (35) and between the latter and a low pressure connection (3), comprises a valve (10) which is formed by a valve seat (9) in the valve body (2) and a valve disc (8) carried by the rod (5), which is held closed by the preloading force and which opens upon a relative movement of the valve body (2) with respect to the rod (5) caused by the coupling being pressed against the mould box (30) and directed counter to the preloading force, characterised in that a piston (17) operating in a pressure medium cylinder (19) is connected to the rod (5) and that by pressure medium acting on at least one face of the piston the rod (5), together with the valve body (2), can be moved towards the mould box (30) or away therefrom.

Description: Unterdruckkupplung für vakuumverfestigte Giessformen Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Unterdruckkupplung für den Anschluss von Formkasten für vakuumverfestigte Giessformen an ein Unterdrucknetz, mit einem auf einer Stange beweglich geführten und durch eine Vorspannkraft in Richtung auf den Formkasten beaufschlagten Ventilkörper, der dem Formkasten zugewendet eine von einer Dichtung umgebene Anschlussöffnung aufweist und zwischen dieser und einem Unterdruckanschluss ein Ventil enthält, das von einem Ventilsitz im Ventilkörper und einem von der Stange getragenen Ventilteller gebildet ist, durch die Vorspannkraft geschlossen gehalten wird und bei einer durch das Andrücken der Kupplung an den Formkasten verursachten, gegen die Vorspannkraft gerichteten Relativbewegung des Ventilkörpers relativ zur Stange öffnet. Bei vakuumverfestigten Giessformen wird die Formbeständigkeit durch den im Inneren der Giessform, d.h. in der Formmasse, erzeugten Unterdruck erhalten. Dieser Unterdruck muss bei der Herstellung der GieBform, beim Transport, beim Abgiessen und auch beim anschliessenden Erkalten des Gussstückes stets aufrechterhalten werden, da andernfalls die Formmasse ihren verfestigten Zustand verliert. Da die einzelnen Verarbeitungsplätze sehr weit auseinander liegen können, muss die Giessform an die jeweils an den einzelnen Arbeitsplätzen befindlcihen Unterdruckanschlüssen angeschlossen werden, was entweder durch einfaches Aufstecken von Schläuchen von Hand oder aber durch mechanisch betätigte Kupplungen in Verbindung mit Ventilsteuerungen erreicht werden kann. Dieses Umkuppeln kommt relativ häufig vor, wobei jedesmal die Giessform auf der Transporteinrichtung an ein neues Unterdrucksystem angekuppelt werden muB, während der alte Anschluss gelöst wird, worauf wiederum am Bestimmungsort der neue Anschluss fertiggestellt und der Anschluss der Transporteinrichtung gelöst werden muss. Dieser Vorgang erfolgt bei der Formherstellung, beim Abgiessen, beim Abkühlen und wiederum beim Transport zur Auspackstelle. In der älteren DE-OS 30 39 394 ist eine automatisch arbeitende Unterdruckkupplung der vorstehend genannten Art bekannt, die ein automatisches Ankoppeln der Giessform an das Vakuumnetz gestattet. Bei dieser Unterdruckkupplung ist es allerdings erforderlich, dass die Giessform auf den Ventilkörper der Unterdruckform aufgesetzt wird, so dass dieser durch das Gewicht der Giessform belastet wird und entgegen einer Federkraft relativ zu einer den Ventilteller tragenden Stange verschoben wird. Hierdurch wird das Ventil in der Unterdruckkupplung geöffnet und die Verbindung des Unterdrucknetzes zur Giessform hergestellt. Die für den Anschlussder Giessform an das Unterdrucknetz erforderliche Relativbewegung von Giessform und Unterdruckkupplung ist in bestimmten Anwendungsfällen nicht zu erhalten. Auch eine aus DE-OS 27 10 481 bekannte Unterdruckkupplung für Vakuumformkästen ist ortsfest angeordnet, und der Formkasten muss so nahe an die Unterdruckkupplung heranbewegt werden, bis der dazwischen verbliebene Spalt so klein geworden ist, dass der angelegte Unterdruck ausreicht, um das Ventil entgegen der Kraft einer Rückholfeder über eine geringe Strecke an die Wand des Fonnkastens angesaugt wird. Diese Arbeitsweise ist mit einer beträchtlichen Funktionsunsicherheit und mit einem erheblichen Vakuumverlust verbunden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterdruckkupplung der eingangs genannten Art von möglichst einfacher und platzsparender Bauweise zu schaffen, die die Herstellung der Verbindung zwischen Giessform und Unterdrucknetz ermöglicht, ohne dass die Giessform auf die Unterdruckkupplung abgesenkt oder sehr nahe an diese heranbewegt werden muss. Zur Lösung der Aufgabe ist eine Unterdruckkupplung der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass mit der Stange ein in'einem Druckmittelzylinder arbeitender Kolben verbunden ist und dass durch Druckmittelbeaufschlagung mindestens der einen Kolbenseite die Stange unter Mitnahme des Ventilkörpers gegen den Formkasten oder von ihm weg bewegbar ist. Hierdurch wird der. Vorteil erreicht, dass durch die blosse Beaufschlagung des Kolbens mit Druckmittel zuerst der Ventilkörper mittels der Stange auch über eine beträchtliche Strecke an den Formkasten heranbewegt und an ihn angedrückt werden kann, und dass dann selbsttätig im Verlauf dieser Andrückbewegung, wenn der druckdichte Anschluss des Ventilgehäuses an die Giessform bereits-hergestellt ist, die öffnung des Ventils und damit die Freigabe des Unterdrucks zur Giessform erfolgt. Vorzugsweise ist der Druckmittelzylinder als ein doppelt wirkender Druckmittel zylinder mit Druckmittelzuführung wahlweise zur einen oder anderen Kolbenfläche des Kolbens ausgebildet, um sowohl das Heranführen als auch das Wegbewegen der Kupplung relativ zum Giesskasten durch Druckmittelbeaufschlagung durchführen zu können. Wahlweise ist es aber auch möglich, lediglich das Heranführen der Kupplung an den Giesskasten durch Druckmittelbeaufschlagung und das Abziehen der Kupplung durch eine Rückstellfeder vorzunehmen. Gemäss einer-bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilkörper mit einem in den Druckmittelzylinder tauchenden Ringkolbenteil versehen ist, und dass die das Ventil geschlossen gehaltene Vorspannkraft durch ein in den Zylinderraum zwischen dem Ringkolbenteil des Ventilkörpers und der diesen zugewendeten Kolbenfläche des Kolbens der Stange zugeführtes Druckmittel erzeugt wird. Hierdurch wird erreicht, dass nicht nur die Andrückkraft zum Andrücken der Kupplung an den Giesskasten, sondern auch die Vorspannkraft, die das Ventil zunächst geschlossen hält, durch das Druckmittel erzeugt wird und somit eine gesonderte Feder zum Erzeugen der Vorspannkraft nicht erforderlich ist. Die Unterdruckkupplung wird durch den doppelt wirkenden Druckzylinder betätigt, wobei die dem Ventilkörper benachbarte Zylinderkammer des Druckzylinders ständig mit einem bestimmten Druck beaufschlagt ist, während die andere Seite des Druckzylinders nur bei Betätigung der Unterdruckkupplung mit einem Druck beaufschlagt wird, der dem Druck in der er sten Zylinderkammer entspricht. Der Kolben des Druckzylinders ist als Differenzkolben ausgebildet, so dass bei gleichem Druck auf beiden Seiten des Kolbens dieser sich in Richtung des Ventilkörpers bewegt. Da jedoch der Ventilkörper gleichfalls in den einen Zylinderraum eintaucht und durch das Druckmedium in Achsrichtung beaufschlagt wird, findet so lange keine relative Verschiebung zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper statt, bis dessen Anlagefläche an der Giessform anliegt. Erst wenn dieser druckdichte Anschluss hergestellt ist, kann der Kolben relativ zum Ventilkörper verschoben werden und damit auch die den Ventilteller tragende Stange. Das Ventil der Unterdruckkupplung kann somit erst geöffnet werden, wenn der druckdichte Anschluss mit der Giessform hergestellt ist. Es ist selbstverständlich auch denkbar, diese Unterdruckkupplung derart einzusetzen, dass diese dadurch geöffent wird, dass das Gewicht der Giessform zu einer relativen Verschiebung des-Ventilkörpers zum Druckzylinder führt. In diesem Fall sind beide Druckkammern des Druckzylinders mit dem gleichen Druck beaufschlagt. Der Kolben nimmt immer die oberste Stellung ein, ohne dass eine Abstandsänderung zwischen dem Ventilkörper und dem Druckzylinder eintritt. Erst bei Be lastung des Ventilkörpers durch die Giessform wird der Ventilkörper zum Druckzylinder hin verschoben, so dass das Ventil sich öffnen kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen in. Verbindung mit Beschreibung und Zeichnungen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. In dieser zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäss aus gebildete Unterdruckkupplung mit geschlossenem Ven til und Fig. 2 den gleichen Schnitt in der Stellung, in der über die Unterdruckkupplung eine Verbindung zum Unter drucknetz hergestellt ist. Die in den Fig. 1 und 2 im Schnitt dargestellte Unterdruckkupplung 1 besteht aus einem Ventilkörper 2, der in einen Druckzylinder 19 eintaucht und dicht in dessen Zylinderkopf 15 geführt ist. Der Ventilkörper 2 hat einen Unterdruckanschluss 3, an dem die vom Unterdrucknetz kommende und nicht dargestellte Leitung anschliessbar ist. Der Ventilkör s per 2 ist mit einer Bohrung 6 versehen, in der eine Stange 5 gleitet, die mittels einer Dichtung 7 in der Bohrung abgedichtet ist. Das Ende 13 des Ventilkorpers ist als Ringkolben ausgebildet und in dem Zylinderkopf 15 des Druckzylinders 19 geführt und mittels einer Dichtung 16 abgedichtet. Im oberen Bereich des Ventilkörpers 2 ist ein Ventil 10 ausgebildet, das einen ringförmigen Ventilsitz 9 aufweist, der sich in einer Ebene senkrecht zur-Stange 5 erstreckt. Am Ende der Stange 5 ist ein Ventilteller 8 mit einer Ringdichtung 11 angeordnet, die mit dem Ventilsitz 9 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 2 bildet an seinem freien Ende eine ringförmige Dichtfläche 34, die mit einer Ringdichtung 35 versehen ist. Diese Ringdichtung hat einen Abstand zum Ventil 10, und zwar einen solchen Abstand, dass die Verschiebung des Ventiltellers 8 innerhalb des Ventilkörpers 2 erfolgt. Der Druckzylinder 19 ist als doppelt wirkender Zylinder ausgebildet und hat zwei Druckmittelanschlüsse 21 und 27. Der Zylinderkopf 15 und der Zylinderboden 20 sind über ein Rohr 36 miteinander verbunden und mittels Dichtungen 37 gegen über diesen abgedichtet. Der im Druckzylinder 19 angeordnete Kolben 17, der fest mit der Stange 5 verbunden ist, ist bekannterweise mittels Dichtringen 18 gegenüber dem Rohr 36 abgedichtet. Die Länge des als Ringkolben ausgebildeten Teiles 13 des Ventilkörpers 2 ist so bemessen, dass bei maximaler Verschiebung des Kolbens 17 dieses noch ausreichend im Zylinderkopf 15 geführt und abgedichtet ist. Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Unterdruckkupplung ist folgende. Der Zylinderraum 14 ist ständig über den Anschluss 21 an eine Druckmittelquelle angeschlossen, so dass in diesem ein konstanter Druck aufrechterhalten wird. Dieser Druck wird zum einen auf die Ringfläche 22 des Kolbens 17 und zum anderen auf die Ringfläche 23 des Ringkolbens 13, der Teil des Ventilkörpers 2 ist, ausgeübt. Kolben 17 und Ringkolben 13 werden somit durch den herrschenden Druck in entgegengesetzte Richtungen bewegt, so dass hierdurch die Stange 5 in Richtung 24 bewegt wird und so das Ventil 10 schliesst. Die Grösse der Schliesskraft des Ventiles 10 ist somit abhängig von der Grösse der Ringfläche 23. Da der Zylinderraum 26 drucklos ist, wird sich der Kolben 17 in Richtung 24 verschieben, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und zwar solange, bis der Ventilkörper 2, der durch den Ventilteller 8 mitgenommen wird, mit seiner Schulter am Zylinderkopf 15 anliegt. Soll über die Unterdruckkupplung 1 eine Giessform 30 an das Unterdrucknetz angeschlossen werden, so wird der Zylinderraum 26 über den Anschluss 27 mit dem gleichen Druck beaufschlagt, der auch im Zylinderraum 14 herrscht. Da die Kolbenfläche 28 im Zylinderraum 26 um die Fläche der Stange 5 grösser ist als die Ringfläche 22 im Zylinderraum 14, bewegt sich der Kolben 17 in Richtung 25. Der Abstand des Kolbens 17 zur Ringfläche 23 des Ventilkörpers 2 ändert sich jedoch nicht, da der Ringkolben 13 durch den im Zylinderraum 14 herrschenden Druck gleichfalls in Richtung 25 verschoben wird. Der relative Abstand vom Ringkolben 13 ver ändert sich erst dann, wenn die Dichtfläche 34 zur Anlage an der Giessform 30 gelangt. Dies hat zur Folge, dass der Ventilteller 8 sich vom Ventilsitz 9 abhebt und so die Verbindung zwischen dem Unterdrucknetz und dem Ventilausgang erhalten wird. Zuerst wird der Raum 31 vor dem Rückschlagventil 32 der Giessform evakuiert. Ist dieser Druck niedriger geworden als der Druck im Inneren der Giessform, so öffnet sich das Rückschlagventil 32, so dass nunmehr der Druck in der Giessform über das Ventil 10 abgesenkt werden kann. Dieser Vorgang ist in Fig. 2 dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Eine Unterdruckkupplung gemäss der Erfindung kann in beliebiger Lage eingebaut werden und benötigt auch nicht, dass die Geissform gegen die Unterdruckkupplung bewegt werden muss, damit das Unterdruckventil 10 geöffnet wird. Für die Ablösung der Unterdruckkupplung von der Giess- form 30 muss lediglich der Druck in den Zylinderraum 26 aufgehoben werden. Der Kolben 17 und damit die Stange 5 bewegt sich durch den im Zylinderraum 14 noch herrschenden Druck zum Zylinderboden 20 hin, so dass zunächst das Ventil 10 geschlossen wird. Anschliessend nimmt die Stange 5 über dem Ventilteller 10 den Ventilkörper mit, so dass dieser wieder in seine Ausgangsstellung gelangt.

Claims: Unterdruckkupplung für vakuumverfestigte Giessformen Patentansprüche 1. Unterdruckkupplung für den Anschluss von Formkästen für vakuumverfestigte Giessformen an ein Unterdrucknetz, mit einem auf einer Stange (5) beweglich geführten und durch eine Vorspannkraft in Richtung auf den Formkasten (30) beaufschlagten Ventilkörper (2), der dem Formkasten zugewendet eine von einer Dichtung (35) umgebene Anschluss Öffnung aufweist und zwischen dieser und einem Unterdruckanschluss (3) ein Ventil (10) enthält, das von einem Ventilsitz (9) im Ventilkörper (2) und einem von der Stange (5) getragenen Ventilteller (8) gebildet ist, durch die Vorspannkraft geschlossen gehalten wird und bei einer durch das Andrücken der Kupplung an den Formkasten (30) verursachten, gegen die Vorspannkraft gerichteten Relativbewegung des Ventilkörpers (2) relativ zur Stange (5) öffnet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mit der Stange (5) ein in einem Druckmittelzylinder (19) arbeitender Kolben (17) verbunden ist und dass durch Druckmittelbeaufschlagung mindestens der einen Kolbenseite die Stange (5) unter Mitnahme des Ventilkörpers (2) gegen den Formkasten (30) oder von ihm weg bewegbar ist. 2. Unterdruckkupplung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Druckmittelzylinder (19) ein doppelt wirkender Druckmittelzylinder mit Druckmittel zuführung wahlweise zur einen oder anderen Kolbenfläche (22, 28) des Kolbens (17) ist. 3. Unterdruckkupplung nach Anspruch 1 oder 2 , da durch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ventilkörper (2) mit einem in den Druckmittelzylinder (19) tauchenden Ringkolbenteil (13) versehen ist, und dass die das Ventil (10) geschlossen haltende Vorspannkraft durch ein in den Zylinderraum (14) zwischen dem Ringkolbenteil (13) des Ventilkörpers (2) und der diesen zugewendeten Kolbenfläche (22) des Kolbens (17) der Stange (5) zugeführtes Druckmittel erzeugt wird. 4. Unterdruckkupplung nach Anspruch 3 , dadurch g e k e n n z e i c h ne t , dass der Zylinderraum (14) stän dig mit Druckmittel beaufschlagt ist und die dem Ventilgehäuse (2) zugewendete wirksame Kolbenfläche (22) des mit der Stange (5) verbundenen Kolbens (17) grösser als die wirksame Kolbenfläche des Ringkolbenteils (13) des Ventilkörpers (2) ist.

Inventors: GROLLA, HERBERT
Applicants: HEINRICH WAGNER SINTO MASCHINENFABRIK GMBH
Application year: 1982
Main classification: B22C9
IPC codes: B22C9