EP1155761A1

EP1155761A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten von Formstoffen z.B. Giesserei-Formsand

Info

Publication number: EP1155761A1
Application number: EP01111514A
Authority: EP
Inventors: Josef Mertes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2001-11-21
Also published as: DE10024930A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Formstoffen (z.B. Gießereiformsand) innerhalb einer geschlossenen Formkammer 10. Die Verdichtung erfolgt dabei durch die kinetische Energie eines extrem hoch, bis zu 800 m/sek<2> beschleunigten Vielstempel-Preßimpulses, der wahlweise durch einen synchron verlaufenden Druckluftimpuls und/oder durch einen dem Verdichtungsvorgang stufenlos vorgeschalteten Fluidisierungsluftstrom (30.2/77/51) ergänzt werden kann. Die pneumatisch angetriebenen Preßstempel 27.1 sind in einem Zylinderblock 26.1 angeordnet und jeder einzelne Preßstempel 27.1 wird von einem im Überschallbereich liegenden Druckluftfreistrahl einer Lavaldüse 25.1 gleich einem Geschoß oder Freiflugkörper beschleunigt. Die Lavaldüsen 25.1 sind in einer Bodenplatte 20.2 angeordnet, die sich unmittelbar zwischen dem Zylinderblock 26.1 und einem Druckluftbehälter 19/20.1 befindet. Der Druckluftimpuls wird ebenfalls von in der Bodenplatte 20.2 angeordneten Lavaldüsen ausgelöst und über die zwischen den Preßstempelzylindern 26.2 (Fig.06) liegenden Kanäle 26.3 (Fig.06) in die Formkammer 10 geleitet. Der Vielstempel-Preßimpuls und der Druckluftimpuls werden durch ein die Lavaldüsen freigebendes Ventilstößelsystem 23.1 und 24.1 so gesteuert, daß es zu einer synchronen Verdichtungswirkung des Vielstempelpreßimpulses und des Druckluftimpulses kommt. Dabei wird der Vielstempel-Preßimpuls wegen seiner gegenüber dem Druckluftimpuls höheren Massenträgheit zeitlich etwas früher gestartet als der Druckluftimpuls. Von Bedeutung ist dabei, daß durch das synchrone Zusammenwirken des Vielstempel-Preßimpulses und des Druckluftimpulses keine zweistufige Verdichtung entsteht und dadurch der Fließzustand des Formstoffes während des Verdichtungsvorganges nicht unterbrochen wird. Durch Umschalten des Steuerprogramms kann mit der gleichen Vorrichtung noch ein weiteres, nicht impulsartig ablaufendes Verdichtungsverfahren durchgeführt werden. Dabei wird von der Modellplattenunterseite über die Modellplattendüsen 07 Druckluft entgegen der Schwerkraft des Formstoffes in die Formkammer 10 eingeblasen. Die Formkammer 10 und die Luftporen im Formstoff werden dabei in den Zustand höheren atmosphärischen Druckes versetzt. Danach wird die Formkammer 10 über die Modellplattendüsen 07 entlastet, wodurch ein von oben nachgespeister Verdichtungsluftstrom entsteht, der synchron mit den pneumatisch angetriebenen Preßstempeln 27.1 den Formstoff verdichtet. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Formstoffen z.B. Gießereiformsand innerhalb einer geschlossenen Formkammer, wobei der Formstoff durch einen Druckluftstoß und durch mechanisches Pressen verdichtet wird. Die Formkammer wird dabei von der Modellplattenoberfläche, den Formkasten-und Füllrahmeninnenwänden und der Unterseite des Verdichtungsaggregates umschlossen.

Beim Verdichten von Formstoffen für Gießereiformen gibt es eine Vielfalt von Einflußgrößen, die sich auf das Verdichtungsergebnis und somit auch auf die Gußqualität auswirken. Es kommt daher im besonderen auf flexible Formverfahren an, die dieser Vielfalt von Einflußgrößen Rechnung tragen und entsprechend daran angepaßt werden können. Eine besondere Bedeutung haben dabei kombinierte Verdichtungsverfahren mit stufenlosen Übergängen zwischen den einzelnen Verfahrensschritten.

Bei schwierigen Modellen bzw. Formen ist es von besonderer Bedeutung, daß der Verdichtungsprozeß und der Fließzustand, in dem sich der Formstoff während des Verdichtungssprozeßes befindet, bis zum Erreichen der Endverdichtung ohne Unterbrechung aufrecht erhalten wird. Die Erfahrung zeigt, daß bei einem stufenweise durchgeführten Verdichtungsprozeß, bei dem also auch jeweils der Fließzustand des Formstoffes unterbrochen ist, der vorverdichtete Formstoff aus der vorangegangenen Verdichtungsstufe in einer weiteren Verdichtungsstufe nicht mehr in einen optimalen Fließzustand gebracht werden kann und daß sogar je nach Modellsituation stellenweise ein Fließzustand nicht mehr zustande kommt. Die Folge ist dann, daß es in den entsprechenden Formpartien bei der geringen Vorverdichtung bleibt, womit auch die in der Praxis häufig anzutreffenden geringeren Formfestigkeiten in bestimmten Formpartien u.a. zu erklären sind.

Bei den bekannten einstufigen Luftimpuls-Verdichtungsverfahren, welches im Bereich von ca. 20 Millisekunden abläuft, liegt es in der Natur der Sache, daß der Verdichtungsvorgang ohne Unterbrechung bis zur Endverdichtung abläuft. Bei dem bekannten mechanischen Pressen mittels Preßplatte oder Vielstempelpresse, welches im Bereich von ca. 3 Sekunden abläuft, kann schon eine kurzzeitige Unterbrechung der Preßhubbewegung oder der Preßkraftwirkung den Fließzustand des Formstoffes unterbrechen und zu entsprechenden Nachteilen führen. Bei den bekannten kombinierten bzw. mehrstufigen Verdichtungsverfahren (wie beispielsweise DE2930874, DE3740185, EP0650788 oder EP0673698), bei denen zunächst eine Vorverdichtung und dann eine Nachverdichtung durchgeführt wird, ergibt sich zwangsläufig, daß beim Übergang von dem einen zum anderen Verfahren, z.B. vom Luftstrom zum mechanischen Pressen oder vom Luftimpuls zum mechanischen Pressen, der Fließzustand des Formstoffes mit den nachteiligen Auswirkungen unterbrochen wird. Im weiteren haben die bekannten mechanischen Preßeinrichtungen wie Preßplatte oder Vielstempelpresse den Nachteil, daß sie nur sehr begrenzt auf höhere Geschwindigkeitswerte beschleunigt werden können. Dies liegt einerseits in den hohen Gewichten bzw. in der daraus resultierenden hohen Massenträgheit der bewegten Teile der Preßeinrichtung begründet. Andererseits würden bei der Hydraulik unwirtschaftlich hohe Durchflußmengen mit entsprechender Dimensionierung der Ventile und Rohrleitungen erforderlich, wobei auch eine hohe Beschleunigung der großen Hydraulikölmassen problematisch ist. Es ist daher mit diesen bekannten Systemen nicht möglich einen schnell ablaufenden Druckluftimpuls mit einer wesentlich langsamer ablaufenden mechanischen Preßeinrichtung so zu synchronisieren, daß ein stufenloser Verdichtungsübergang entsteht, bei dem der eingeleitete Fließzustand des Formstoffes ohne Unterbrechung bis annähernd zur Endverdichtung aufrecht erhalten wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der zuvor beschriebenen Nachteile und unter dem Sammelbegriff "Multi-Airpress-System" ein flexibles und multifunktionales Verdichtungssystem zu schaffen, womit verschiedene Verdichtungsverfahren einzeln oder in Kombination zueinander wahlweise je nach den Modellerfordernissen angewendet werden können und womit durch gezielte Auswahl der Verdichtungsverfahren oder deren Kombinationen insbesondere bei kritischen Modellen eine verbesserte Formstoffverdichtung erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Formstoff durch die kinetische Energie eines extrem hoch, bis zu 800m/sek² beschleunigten Vielstempel-Preßimpulses verdichtet wird, wobei zusätzlich zum Vielstempel-Preßimpuls auch noch ein parallel ablaufender Druckluftimpuls auf den Formstoff zur Einwirkung gebracht werden kann und wobei die Formstoffverdichtung durch eine abgestimmte Synchronisation zwischen dem Vielstempel-Preßimpuls und dem Druckluftimpuls erfolgt und dabei der einmal eingeleitete Fließzustand des Formstoffes ohne Unterbrechung bis zur Endverdichtung aufrecht erhalten wird. Im weiteren kann diesem Verdichtungsverfahren auch noch ein aus EP-0995522 bekanntes und in verschiedenen Varianten anwendbares Luftstromverfahren vorgeschaltet werden, welches den Formstoff ohne erkennbare Vorverdichtung fluidisiert und homogenisiert und dem in einem stufenlosen Übergang die Kombination aus Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls folgt. Je nach den modellspezifischen Erfordernissen ist es grundsätzlich auch möglich, die Formstoffverdichtung nur mit dem Vielstempel-Preßimpuls oder nur mit dem Druckluftimpuls oder mit Vielstempel-Preßimpuls und vorgeschaltetem Luftstrom oder mit Druckluftimpuls und vorgeschaltetem Luftstrom durchzuführen, wobei auch hierbei der einmal eigeleitete Fließzustand des Formstoffes ohne Unterbrechung bis zur Endverdichtung aufrecht erhalten wird.

Erfindungsgemäß erfolgt der Vielstempel-Preßimpuls dadurch, daß die einzelnen, in Zylinder- und Kolbenstangenbohrungen leichtgängig geführten Preßstempel durch die kinetische Energie eines druckluftbetriebenen und schlagartig einsetzenden Düsenstrahles wie ein Geschoß oder wie ein Freiflugkolben extrem hoch beschleunigt werden, wobei jedem Preßstempel eine eigene Düse zugeordnet ist. Besonders vorteilhaft zur Erzeugung eines Düsenstrahles ist dabei eine Lavaldüse, weil hiermit eine optimale Umsetzung von potentieller Druckenergie in kinetische Energie ermöglicht wird. Die Beschleunigung der Preßstempel kann aber auch durch eine schlagartige Druckbeaufschlagung des Preßkolbems mittels einer schlagartig öffnenden großflächigen Bohrung erfolgen. Die Formstoffverdichtung erfolgt dabei durch die kinetische Energie der einzelnen Preß-stempel, die in einem rechtwinkeligen Raster innerhalb eines Zylinderblockes, nah beieinander liegend und flächendeckend über der Formstoffoberfläche angeordnet sind. Mit der Endverdichtung des Formstoffes kommen die Preßstempel schließlich zum Stillstand, wodurch sich ein stufenloser Übergang von der Impulsverdichtung zum statischen Pressen mit dem Druck des Druckluftbehälters bzw. des Speicherkessels einstellt. Die Preßstempel sind vorzugsweise als Hohlkörper ausgeführt und sie haben dadurch nur ein geringes Gewicht bzw. eine nur geringe zu beschleunigende Masse, wodurch eine wesentlich höhere Beschleunigung ermöglicht wird und wodurch die maximale kinetische Energie gegenüber einem Vollkörper in wesentlich kürzerer Zeit erreicht wird, was in Bezug die Synchronisation von Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls von Bedeutung ist.

Der Vielstempel-Preßimpuls insbesondere in Kombination mit einem Druckluftimpuls sowie im weiteren auch mit einem vorgeschalteten Luftstrom ermöglicht eine wesentlich verbesserte homogene Verdichtung insbesondere bei kritischen Modellen. Im weiteren bewirkt der Vielstempel-Preßimpuls, der in der Endphase stufenlos und kontinuierlich in den Zustand des statischen Pressens übergeht, auch eine verbesserte Haltbarkeit bzw. Tragfähigkeit der Form innerhalb des Formkastens, was besonders bei großen Formkastenabmessungen hinsichtlich des Formkastentransportes innerhalb der Formanlage von Bedeutung ist. Bekanntlich weisen nur luftimpulsverdichtete Formen zur Formrückenseite hin eine stark abnehmende Verdichtung auf, wodurch die Trag- bzw. Transportfähigkeit der Form bei großen Formkastenabmessungen nicht mehr gewährleitet ist. Die Form wird daher in solchen Fällen durch mechanisches Nachpressen zusätzlich verfestigt, was der erfindungsgemäße Vielstempel-Preßimpuls neben seiner eigentlichen Funktion einer verbesserten Verdichtung kritischer Modelle noch zusätzlich mit bewirkt

Die Wirkungsweise der Formstoffverdichtung durch einen Vielstempel-Preßimpuls in Kombination mit einem Druckluftimpuls besteht darin, daß beide zusammen eine hochbeschleunigte Verdichtungsfront an der Formstoffoberfäche bilden, die sich unmittelbar auf den Formstoff überträgt. Der Formstoff wird dabei gleichermaßen und zusammen mit der Verdichtungsfront hoch beschleunigt und zusammen mit den Preßstempeln in Zustand hoher kinetischer Energie versetzt. Die in Richtung Modellplatte beschleunigten Formstoffmassen werden von der starren und unnachgiebigen Modellplatte abrupt an der Weiterbewegung gehindert und abgebremst, wodurch der Formstoff verdichtet wird. Da die Masse des losen Formstoffes aus der Masse der einzelnen Sandkörner besteht, nimmt die verdichtungswirksame Masse des Formstoffes und damit die verdichtungswirksame kinetische Energie nach oben hin ab und sie wird an der Oberfläche des losen Formstoffes nahezu Null. Bei der reinen Druckluftimpuls-Verdichtung ohne Nachpressen führt dies bekanntlich dazu, daß die obere Formrückenschicht unverdichtet bleibt und bis in brauchbar verdichtete Schichten abgeschnitten werden muß. Bei dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren durch den Vielstempel-Preßimpuls in Kombination mit einem Druckluftimpuls, kompensieren die Preßstempel, die während des Verdichtungsvorganges ständig im Kontakt mit der Formstoffoberfläche sind, mit ihrer festen Masse und mit ihrer entsprechenden kinetischen Energie die zuvor beschriebene Auswirkung der nach oben hin abnehmenden Formstoffmasse. Theoretisch könnte man daher die Preßstempel auch als letzte Schicht von Sandkörnern mit größerer Masse betrachten, wobei ein gemeinsamer Druckluftimpuls auf den Formstoff und auf die Preßstempel einwirkt. Wie bereits zuvor beschrieben geht der Vielstempel-Preßimpuls schließlich stufenlos und kontinuierlich in den Zustand des statischen Pressens über.

Die Preßfüße sind kreisrund ausgeführt, so daß auf eine aufwendige Verdrehsicherung, wie sie bei den bekannten viereckigen Preßfüßen erforderlich ist, verzichtet werden kann. Damit die diagonalen, zwischen den kreisrunden Preßfüßen liegenden Formstoffbereiche auch von der Preßstempelverdichtung erfaßt werden, sind die unteren Flächen der Preßfüße erfindungsgemäß kegelig ausgebildet. Dadurch wird der auch bei planparallelen Preßfußflächen entstehende Verdichtungskegel im Formstoff wesentlich vergrößert, so daß bereits in geringer Tiefe unter der Formstoffoberfläche eine gleichmäßige Verdichtungsschicht entsteht. Im weiteren ermöglichen die diagonal zwischen den kreisrunden Preßfüßen vorhandenen offenen Flächen den Durchgang des Druckluftimpulses, der in der Folge noch beschrieben wird.

Der Zylinderblock für die Preßstempel, in dem sich auch die Durchgangskanäle für den Druckluftimpuls befinden, ist erfindungsgemäß unmittelbar unter der Bodenplatte des Druckluftbehälters angeordnet, in dem die Druckluft für den Vielstempel-Preßimpuls und für den Druckluftimpuls gespeichert wird. In der Bodenplatte des Druckluftbehälters befinden sich die Düsen für die einzelnen Preßstempel und für den Druckluftimpuls, so daß die potentielle Druckluftenergie in unmittelbarer Nähe der Preßstempelkolben ansteht. Die Düsen für die Preßstempel können über ein Ventilsystem, welches sich innerhalb des Druckluftbehälters befindet, schlagartig und gleichzeitig geöffnet werden, so daß alle Preßstempel gleichzeitig und abrupt mit gleicher Energie beaufschlagt werden. Dies führt zunächst zu einem gleichzeitigen Start und zum Gleich-bzw. Sychronlauf aller Preßstempel. Das individuelle Abbremsen der Preßstempel erfolgt dann durch die Formstoffverdichtung unter den einzelnen Preßstempeln und zwar in Abhängigkeit von der jeweils modellabhängigen Höhe der Sandsäule, die sich vor Verdichtungsbeginn zwischen Preßfuß und Modellteil befindet. Durch die große Anzahl von Preßstempeln (Vielstempelsystem) wird so durch die Anpassung der Verdichtungshübe an die Modellkontur eine einheitliche Verdichtung auch bei stark abweichenden Modellkonturen erreicht.

Anstatt dem gleichzeitigen öffnen der Düsen und damit dem gleichzeitigen Start aller Preßstempel, ist aber mit besonderem Vorteil auch möglich, die Preßstempel partiell einzeln oder in Gruppen zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu starten indem die entsprechenden Düsen bzw. Öffnungen zwar auch schlagartig aber zeitversetzt geöffnet werden. Da es sich bei dem Vielstempel-Preßimpuls um ein sehr schnell ablaufenden Vorgang handelt, liegt der Zeitversatz natürlich im Bereich von Sekundenbruchteilen. Das zeitversetzte öffnen führt zu einem synchronen Voreilen der als erstes gestarteten Preßstempel, wodurch beispielsweise die durch tiefere Modellpartien bedingten längeren Verdichtungshübe annähernd gleichzeitig mit den modellbedingten kürzeren Verdichtungshüben die Endverdichtung erreichen. Mit Vorteil kann die Startfolge der Preßstempel auch so ausgeführt werden, daß als erstes die äußeren Preßstempel und dann zunehmend die inneren Preßstempel gestartet werden, was in Bezug auf die Formstoffreibung am Formkastenrand vorteilhafterweise zu einer glockenförmigen Hubfront der Preßstempel führt. Im weiteren können die äußern Preßstempel wegen der Formstoffreibung am Formkastenrand auch mit einer höheren kinetischen Energie beaufschlagt werden, indem die Düsen bzw. Öffnungen für die äußeren Preßstempel mit einen größeren Querschnitt ausgeführt werden. Durch die gleiche Energiezufuhr zu den entsprechenden Preßstempeln einer Gruppe bleibt auch der Gleich- bzw. Synchronlauf innerhalb dieser Preßstempelgruppe erhalten.

Erfindungsgemäß werden die Kolben- und Kolbenstangendichtungen der Preßstempel vorzugsweise als aktivierbare Dichtungen ausgeführt, wodurch die Reibung ganz wesentlich reduziert wird und wodurch schließlich eine wesentlich höhere Beschleunigung und Beschleunigungsreaktion der Preßstempel ermöglicht wird. Die Dichtungen werden jeweils durch die Druckbeaufschlagung des abzudichtenden Raumes aktiviert und dabei gegen die Dichtflächen gedrückt. Im nicht aktivierten Zustand ziehen sich die Dichtungen durch ihre Elastizität von der Dichtfläche zurück, so daß keine Berührung zwischen Dichtfläche und Dichtung besteht. Dieser Zustand wird vor Auslösen des Vielstempel-Preßimpulses herbeigeführt, indem der im kolbenstangenseitigen Raum zum Anheben und Hochhalten der Preßstempel anstehende Druck auf atmosphärischen Druck oder auf einen bestimmten Unterdruck abgebaut wird. Kolben und Kolbenstange der Preßstempel sind dadurch allseitig druckfrei, sodaß sich die Dichtungen von den Dichtflächen zurückziehen können und nur noch eine leichtgängige Führung über reibungsarme, nichtmetallische und hoch verschleißfeste Führungsbänder besteht. Die Führungsbänder verhindern dabei eine metallische Berührung der gleitenden Teile. Mit dem Auftreffen des mit Überschallgeschwindigkeit aus einer Lavaldüse austretenden Düsenstrahles auf den Kolben des Preßstempels kann so der Preßstempel extrem hoch beschleunigt werden, wobei jedem Preßstempel eine eigene Lavaldüse zugeordnet ist. Da die Preßstempel durch die kinetische Energie der einzelnen Düsenstrahle beschleunigt werden, ist eine Abdichtung der Preßstempelkolben während der Strahleinwirkung nicht erforderlich. Erst nachdem die Preßstempel durch ihre kinetische Energie den Formstoff verdichtet haben und zum Stillstand kommen, entsteht über den Preßstempelkolben ein Druck, der von der Druckluftkammer her aufgebaut wird. Dieser Druck aktiviert die obere Kolbendichtung, womit ein stufenloser Übergang zum statischen Pressen erfolgt. Zum anschließenden Anheben der Preßstempel wird der kolbenseitige Zylinderraum entlüftet und der kolbenstangenseitige Zylinderraum mit Druck beaufschlagt. Dadurch zieht sich die obere Kolbendichtung zurück und die untere Kolbendichtung und die Kolbenstangendichtung werden aktiviert, sodaß der kolbenstangenseitige Raum für das Anheben abgedichtet ist.

Wie bereits zuvor beschrieben, ist der Zylinderblock für die Preßstempel unmittelbar unter der Bodenplatte des Druckluftbehälters angeordnet, in welchem die Druckluft für den Vielstempel-Preßimpuls und für den Druckluftimpuls gespeichert wird. In dem Zylinderblock sind die Preßstempel in einem rechtwinkeligen Raster und flächendeckend über der Formstoffoberfläche verteilt angeordnet. Im weiteren sind diagonal zwischen den Preßstempeln ebenfalls in einem rechtwinkeligen Raster Durchgangskanäle für den Druckluftimpuls flächendeckend über der Formstoffoberfläche verteilt angeordnet. In der Bodenplatte des Druckluftbehälters befinden sich die Düsen für die Preßstempel und für den Druckluftimpuls. Die Düsen für die Preßstempel münden unmittelbar in den Zylinderräumen der Preßstempel. Die Düsen für den Druckluftimpuls münden unmittelbar in den Durchgangskanälen des Zylinderblocks, wobei die Durchgangskanäle die Distanz der Zylinderblockhöhe überbrücken und unmittelbar in der Formkammer münden. Auch die Düsen für den Druckluftimpuls sind vorzugsweise als Lavaldüsen ausgebildet, so daß der Luftstrahl mit Überschallgeschwindigkeit aus der Düse austritt und den Durchgangskanal durchströmt und schließlich als Verdichtungsimpuls in die Formkammer gelangt. Durch die Vielzahl der Düsen und Durchgangskanäle, die in einem rechtwinkeligen Raster zwischen den Preßstempeln nah beieinanderliegend und flächendeckend über der Formstoffoberfläche angeordnet sind und durch die Verteilerwirkung der kegeligen Preßfüße sowie der unter den Durchgangskanälen für einen Vorluftstrom angeordneten Rautenrohre, bildet sich in der Formkammer eine gleichmäßige, auf den Formstoff einwirkende und den Formstoff verdichtende Druckwelle. Da die Druckwelle auch auf die Oberseite der kegeligen Preßfüße einwirkt, erhalten die Preßstempel neben der Strahlkraft auf ihre Kolben noch eine zusätzliche Beschleunigungskraft.

Der Aufbau des Vielstempel-Preßimpulses benötigt mehr Zeit als der Aufbau des Druckluftimpulses. Während sich nach dem schlagartigen Öffnen der Düsen beim Druckluftimpuls innerhalb von ca. 10 Millisekunden eine verdichtungswirksame Druckwelle über der Formstoffoberfläche bildet, müssen die Preßstempel erst ihre Haftreibung und ihre Massenträgheit überwinden, bevor sie eine verdichtungswirksame kinetische Energie erreichen. Würden die Düsen für den Druckluftimpuls und für den Vielstempel-Preßimpuls gleichzeitig geöffnet, so hätte dies eine asynchrone Wirkung von Druckluftimpuls und Vielstempel-Preßimpuls zur Folge, wobei der Fließzustand des Formstoffes mit den Eingangs beschriebenen Nachteilen unterbrochen würde. Um dies zu vermeiden und um eine synchrone Verdichtungswirkung von Druckluftimpuls und Vielstempel-Preßimpuls zu erreichen, werden die Preßstempeldüsen erfindungsgemäß früher geöffnet als die Düsen für den Druckluftimpuls. Da der Vielstempel-Preßimpuls mit Beschleunigungswerten von bis zu 800m/seck² erfolgt, liegt dieser Zeitversatz natürlich im Bereich von Sekundenbruchteilen. Von Vorteil zur Erzielung derart hoher Beschleunigungswerte ist dabei insbesondere die geringe Masse der als Hohlkörper ausgeführten Preßstempel, die fehlende Reibung der Dichtungen (aktivierbare Dichtungen), die leichtgängige Führung der Preßstempel mit reibungsarmen Führungsbändern sowie die druckentlasteten Zylinderräume der Preßstempel in Verbindung mit einem geringen Unterdruck im kolbenstangenseitigen Raum der Preßstempel. Durch die Druckentlastung der Zylinderräume und durch das Anlegen eines geringen Unterdruckes im kolbenstangenseitigen Zylinderraum, was vor dem Auslösen des beschleunigenden Düsenstrahles erfolgt, lösen sich die Preßstempel durch ihr Gewicht und durch die Unterdruckwirkung aus ihrer oberen Ausgangsstellung und aus ihrer Haftreibung, so daß sich die Preßstempel beim Auslösen des Düsenstrahles bereits im Zustand der Gleitreibung befinden, was auch zur Erzielung einer schnellen Beschleunigungsreaktion und hoher Beschleunigungswerte wesentlich beiträgt. Die mit ihrem geringen Gewicht bzw. mit ihrer geringen Masse in großer Vielzahl vorhandenen Preßstempel, die in einem rechtwinkeligen Raster flächendeckend über der Formstoffoberfläche verteilt sind, machen so erst eine hochdynamische Preßimpulsverdichtung möglich. Durch die Aufteilung in viele einzelne leichte Preßstempel wird die zu beschleunigende Gesamtmasse in viele kleine Masseneinheiten aufgelöst, womit die hochdynamische Preßimpulsverdichtung leicht beherrschbar wird, was beim Eingangs geschilderten Stand der Technik auf Grund großer zu beschleunigender Masseneinheiten nicht möglich ist.

Wie bereits ausgeführt, befinden sich die Düsen für den Vielstempel-Preßimpuls und für den Druckluftimpuls in der Bodenplatte des Druckluftbehälters, unter der auch unmittelbar der Zylinderblock für die Preßstempel angeordnet ist. Die Düsenlänge entspricht dabei der Bodenplattenstärke, so daß die potentielle Druckluftenergie über die Distanz der Düsenlänge unmittelbar und ohne Strömungsverluste vor den Preßzylinderkolben bereit steht. Dadurch können die Preßstempel beim öffnen der Düsen verzögerungsfrei reagieren. Das Öffnen und Schließen der Düsen erfolgt über Ventilstößel, die innerhalb des Druckluftbehälters angeordnet sind. Die Ventilstößel werden durch den im Druckluftbehälter herrschenden Druck auf Ihren Düsensitz gedrückt und dadurch geschlossen gehalten. Um einen wirkungsvollen Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls zu erzielen, müssen die Düsen schlagartig geöffnet werden. Von Bedeutung ist daher zunächst, daß nur ein sehr kurzer Ventilstößelhub von einem viertel eines Düseneinlaufdurchmessers (d/4) erforderlich ist, um einen drosselfreien Durchgangsquerschnitt am Düseneinlauf freizugeben. Die Ventilstößel sind an einem zentralen Hubrahmen befestigt, der zum öffnen der Düsen schlagartig angehoben wird, wobei der drosselfreie Durchgangsquerschnitt einer Düse (d/4) in weniger als 7 Millisekunden freigegeben wird. Die Ventilstößel weisen dabei zwei Ausführungsformen auf, wobei für den Vielstempel-Preßimpuls elastisch verformbare Ventilstößel verwendet werden, die sich beim Anheben des Hubrahmens zunächst entspannen und dann mit einer bereits definitiven Geschwindigkeit "im fliegenden Start" vom Ventilsitz abheben. Die Ventilstößel für den Druckluftimpuls sind über Schleppbolzen an dem Hubrahmen befestigt, wodurch sie erst nach einen bestimmten Hubrahmenweg und entsprechend verzögert ebenfalls mit einer bereits definitiven Geschwindigkeit im "fliegenden Start" vom Ventilsitz abheben. Durch eine erfindungsgemäße Einstellmöglichkeit am Schleppbolzen kann der öffnungsbeginn der einzelnen Düsen individuell festgelegt werden. Neben dem Effekt des "fliegenden Starts" kann somit auch das zuvor beschriebene zeitversetzte öffnen zwischen den Preßstempeldüsen und den Druckimpulsdüsen realisiert werden, welches zur Vermeidung einer asynchronen Wirkungsweise von Preßstempelimpuls und Druckluftimpuls erforderlich ist.

Anstatt eines über einen Hubzylinder betätigten zentralen Hubrahmens, an dem die Ventilstößel befestigt sind, können die Ventilstößel zum Öffnen und Schließen der Düsen erfindungsgemäß auch mit Einzelantrieben ausgeführt werden, wobei jeder einzelne Ventilstößel einen Hubzylinder mit integriertem Elektromagnetventil aufweist. Hierbei sind die aus einem elastischen Dichtmaterial (z.B. Gummi) bestehenden Ventilstößel direkt an der Kolbenstange des Hubzylinders befestigt. Der elastische Ventilstößel wird durch die Zuhaltekraft verformt und er speichert somit Energie, die beim Anheben des Ventilstößels bzw. beim öffnen der Düse durch die Rückfederung frei wird und die zusätzlich zur Kolbenhubkraft den öffnungsvorgang unterstützt. Im weiteren wird der Ventilstößel durch die Rückfederung erst vom Ventilsitz abgehoben, wenn der Hubkolben bereits eine bestimmte Geschwindigkeit (fliegender Start) erreicht hat, wodurch der vollständige Durchgangsquerschnitt der Düse schlagartig in weniger als 7 Millisekunden freigegeben wird. Der Hubzylinder hat hierbei nur einen sehr kurzen Hub durchzuführen, der sich aus der Rückfederung zuzüglich dem Öffnungshub von einem Viertel des Düseneinlaufdurchmessers (d/4) ergibt, was auch zur schlagartigen Freigabe des vollständigen Durchgangsquerschnittes der Düse beiträgt.

Die Einzelantriebe der Ventilstößel haben insbesondere den Vorteil, daß der Öffnungsbeginn jeder einzelnen Düse in Abhängigkeit von modellspezifischen Gegebenheiten individuell bestimmt werden kann. Dies erfolgt durch ein entsprechend zeitversetztes Ansteuern der unmittelbar im Zylinderkopf der Ventilstößelzylinder integrierten Elektromagnetventile. Hierdurch kann zunächst der bereits schon erwähnte zeitversetzte Start zwischen Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls realisiert werden, um eine synchrone Verdichtungswirkung von Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls zu erreichen. Im weiteren können in Abhängigkeit vom jeweiligen Modell die Startzeitpunkte der Preßstempel und/oder der Druckluftimpulsdüsen frei und universell bestimmt werden, um beispielsweise unterschiedliche Verdichtungshübe der Preßstempel auf Grund unterschiedlicher Sand- bzw. Modellhöhen so auszugleichen, daß sie gleichzeitig die Endverdichtung erreichen, was wesentlich zu einer homogenen und spannungsfreien Formverdichtung beiträgt. Die Preßstempel mit längeren Verdichtungshüben werden dabei entsprechend früher gestartet. Eine weitere beispielhafte Anwendungsmöglichkeit besteht darin, daß durch entsprechend unterschiedliche Starzeitpunkte eine glockenförmige Hubfront der Preßstempel und/oder der Druckluftimpulswelle erzeugt werden kann. Auf Grund der Schnelligkeit des Systems liegen die Startzeitunterschiede natürlich im Bereich von Sekundenbruchteilen, was mit der modernen Steuerungstechnik leicht beherrschbar ist. Sinnvollerweise werden die Startzeitpunkte für jeden einzelnen Ventilstößel in modellbezogenen Datensätzen abgelegt, wobei die Datensätze der Modellnummer zugeordnet werden. Bei einem jeden Modellwechsel wird die Modellnummer des eingewechselten Modells durch automatisches Auslesen oder durch manuelle Eingabe aktiviert und der zugeordnete Datensatz wird an die Steuerung übertragen, womit die individuellen Startzeitpunkte der einzelnen Ventilstößel für das betreffende Modell automatisch aktiviert sind.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt es auch, daß die einzelnen Preßstempel durch den Verbrennungsdruck eines zündfähigen Gas/Luft- oder Benzin/Luft-Gemisches angetrieben werden. Jedem Preßstempel wird dabei ein entsprechend ausgebildeteter Zylinder mit Kolben und Zündkerze innerhalb des Zylinderblockes zugeordnet. Die Funktion des Druckluftimpulses mit den Düsen und mit den Durchgangskanälen im Zylinderblock bleibt dabei unverändert erhalten. Die bereits erwähnten Startzeitpunkte der Preßzylinder werden dabei durch entsprechend zeitversetzte Ansteuerung der Zündkerzen realisiert.

Neben der zuvor beschriebenen Impulsverdichtung mittels Vielstempel-Preßimpuls und/oder Druckluftimpuls ermöglicht die Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahren auch noch ein weiteres, nicht impulsartig ablaufendes Verdichtungsverfahren, welches nur durch Umschalten des Steuerprogrammes beispielsweise über einen modellbezogenen Datensatz oder über einen Wahlschalter aktiviert werden kann. Bei diesem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren wird zunächst Druckluft von unten über die Schlitzdüsen der Modellplatte entgegen der Schwerkraft des Formstoffes in die Formkammer eingeblasen, bis der Druck in der Formkammer gleich dem Druck im Druckluftbehälter ist. Das Einblasen erfolgt mit einem flachen Druckgradienten von ca. 2 bis 4 bar, um den lose eingeschütteten Formstoff nicht anzuheben. Während dem Einblasen ist die Formkammer zur freien Atmosphäre hin abgesperrt, damit ein Druckaufbau möglich ist. Auch die Düsen in der Bodenplatte sind während des Einblasens durch die Ventilstößel verschlossen. Eine Verdichtung des Formstoffes kann dabei nicht stattfinden, weil sich zwischen der losen Formstoffoberfläche und der Formkammerdecke noch ein Freiraum befindet, so daß sich der Formstoff nach oben nicht abstützen kann. Die Formkammer und die Luftporen im Formstoff werden dabei lediglich in einen Zustand höheren atmosphärischen Druckes gebracht, wobei dieser Druck gleich dem Druck im Druckluftbehälter ist. Während des Einblasens werden auch die kolbenstangenseitigen Räume der Preßzylinder auf diesen Druckwert gebracht. Nachdem nun diese Druckwerte in der Formkammer und in den kolbenstangenseitigen Räumen der Preßzylinder anstehen, werden die Düsen in der Bodenplatte des Druckluftbehälters durch Anheben der Ventilstößel geöffnet, womit eine Verbindung zwischen Druckluftbehälter und Formkammer sowie zwischen Druckluftbehälter und Preßstempelkolben hergestellt wird. Da in diesem Zustand allseitige Druckgleichheit herrscht, entsteht keine Bewegung. Lediglich die Preßstempel können sich vorteilhafterweise mit ihrem geringen Eigengewicht auf die lose Formstoffoberfläche auflegen. Der Verdichtungsvorgang wird nun dadurch eingeleitet, indem der Raum unter der Modellplatte und die kolbenstangenseitigen Räume der Preßzylinder zur freien Atmosphäre oder zu einer Unterdruckquelle hin entlastet werden. Dabei entsteht ein über die Modellplattendüsen abfließender und vom Druckluftbehälter gespeister Verdichtungsluftstrom bei gleichzeitigem Nachschieben der Preßstempel in Richtung Modellplatte. Durch eine anfänglich stark gedrosselte Entlastung des Raumes unter der Modellplatte, kann zunächst ein Fluidisierungsstrom eingeleitet werden, dem dann durch Aufhebung der Drosselung der Verdichtungsluftstrom mit den nachschiebenden Preßzylinder folgt. Der Luftstrom und die Preßstempelbewegung wird dabei innerhalb von ca. 2 Sekunden durch die zunehmende Verdichtung gedrosselt, wobei ein stufenloser Übergang zum statischen Pressen durch die Preßstempel entsteht. Beim Übergang zum statischen Preßzustandes werden die Düsen in der Bodenplatte wieder verschlossen und danach wird die Formkammer auf atmosphärischen Druck entlastet. Durch die Entlastung der Formkammer wird die statische Preßkraft weiter erhöht, weil kein formkammerseitiger Gegendruck mehr auf Kolbenstangenflächen wirkt. Eine weitere Erhöhung der Preßkraft ist noch dadurch möglich, daß die Preßzylinder parallel zur Formkammerentlastung mit dem höheren Druck des Druckluftnetzes beaufschlagt werden. Nach Beendigung dieses Verdichtungsvorganges werden die Preßstempel wieder in ihre obere Ausgangsstellung zurückgefahren.

Das vorangehend beschriebene Verdichtungsverfahren hat den Vorteil, daß das den Verdichtungsluftstrom auslösende Druckgefälle unmittelbar an der Modelloberfläche entsteht und somit der Verdichtungsluftstrom und die Verdichtung an der Modelloberfläche beginnt und sich dann erst nach oben hin aufbaut, wobei die nachschiebenden Preßstempel den Verdichtungsvorgang wirksam unterstützen. Die Ausbildung einer Verdichtungsfront in der oberen Formstoffschicht, wie sie bei der Impulsverdichtung oder bei der mechanischen Preßverdichtung entsteht, wird hierbei weitgehendst vermieden. Der Seitendruck auf die Formkastenwand und somit auch die Formstoffreibung an der Formkastenwand wird dadurch wesentlich reduziert. Im weiteren hat dieses Verdichtungsverfahren noch den Vorteil, daß der von unten erfolgende Druckaufbau in der Formkammer zu keiner Vorverdichtung führt und der Fließzustand des Formstoffes während der Verdichtungsphase wie bei den anderen beschriebenen Verfahren nicht unterbrochen wird.

Das erfindungsgemäße multifunktionale Verdichtungssystem ermöglicht entsprechend der vorangegangenen Beschreibung je nach den Modellerfordernissen die Anwendung verschiedener Verdichtungsvarianten, die wie folgt nochmals zusammengefaßt sind:

1.) Vielstempel-Preßimpuls alleine

2.) Druckluftimpuls alleine

3.) Vielstempel-Preßimpuls zusammen mit Druckluftimpuls

4.) Vielstempel-Preßimpuls mit vorgeschaltetem fluidisierenden Luftstrom entsprechend EP-0995522

5.) Druckluftimpuls mit vorgeschaltetem fluidisierenden Luftstrom entsprechend EP-0995522

6.) Vielstempel-Preßimpuls zusammen mit Druckluftimpuls und mit vorgeschaltetem fluidisierenden Luftstrom entsprechend EP-0995522

7.) Verdichtungsluftstrom mit nachschiebenden Preßstempeln ohne Vorfluidisieren

8.) Verdichtungsluftstrom mit nachschiebenden Preßstempeln und mit Vorfluidisieren.

Die Verdichtungsvarianten 1, 2, und 3 können mit oder ohne Modellplattendüsen betrieben werden. Hingegen sind bei den Verdichtungsvarianten 4 bis 8 Modellplattendüsen zwingend erforderlich. Die Anordnung und Anzahl der Modellplattendüsen richtet sich nach den modellspezifischen Gegebenheiten. Ein Vorteil der kombiniert oder einzenln anwendbaren Verdichtungsvarianten liegt somit u.a. darin, daß nicht der gesamte Modell-park, sondern nur Modelle mit entsprechenden Schwierigkeitsgrad mit den erforderlichen Modellplattendüsen versehen werden müssen. Mit dem multifunktionalen Verdichtungssystem können somit alle Modelltypen durch entsprechende Auswahl der Verdichtungsvariante abgeformt werden.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, woraus noch weitere Merkmale und Vorteile zu ersehen sind. Die Zeichnungen zeigen:

Fig.01: einen vertikalen Querschnitt durch eine Formmaschine mit einer Vielstempelpreßimpuls- und Druckluftimpuls-Verdichtungseinheit
Fig.02: einen vertikalen Teilschnitt durch die Vielstempel-Preßimpuls- und Druckluftimpuls-Einheit mit ausführlicher Darstellung der Lavaldüsen, der Ventilstößel und der Impulspreßstempel gemäß Schnittlinie A-A in Fig.06
Fig.03: einen vertikalen Schnitt durch einen Preßstempelzylinder mit aktivierbaren Dichtungen.
Fig.03a: eine Teilansicht unter den Zylinderblock mit Darstellung der Preßstempelzylinderbefestigung gemäß Ansicht B in Fig.03.
Fig.04: einen horizontalen Schnitt durch die Druckluftkammer und durch den zentralen Hubrahmen für die Ventilstößel gemäß Schnittlinie C-C in Fig.01.
Fig.05: einen horizontalen Schnitt durch die Druckluftkammer und durch die Ventilstößel gemäß Schnittlinie D-D in Fig.01
Fig.06: einen horizontalen Schnitt durch den Zylinderblock gemäß Schnittlinie E-E in Fig.01 und Fig.02
Fig.07: eine horizontale Darstellung der flächendeckenden Anordnung der Preßstempel und der Austrittsöffnungen für den Druckluftimpuls
Fig.08: einen vertikalen Längsschnitt durch den Zylinderblock mit Darstellung der Durchgangskanäle für den Druckluftimpuls und mit der Darstellung der Rautenrohre für den fluidisierenden Luftstrom gemäß Schnittlinie F-F in Fig.06
Fig.08a: Rautenrohrquerschnitt mit Schlitzdüsen
Fig.08b: Rautenrohrquerschnitt mit Rundlochdüsen
Fig.09: einen horizontalen Schnitt durch die Bodenplatte der Druckluftkammer mit Darstellung der pneumatischen Preßstempelkontrolle für den angehobenen Zustand der Preßstempel gemäß Schnittlinie G-G in Fig.01
Fig.09a: detailierte Darstellung der pneumatischen Preßstempelkontrolle
Fig.10: einen vertikalen Querschnitt durch die Druckluftkammer und durch die Hubeinrichtung für den zentalen Hubrahmen, als Alternative zur Hubeinrichtung in Fig.01
Fig.11: einen vertikalen Querschnitt durch die Druckluftkammer und durch die dezentralen Einzelantriebe der Ventilstößel, als Alternative zur Hubeinrichtung in Fig.01 und Fig.10
Fig.11a: eine detailierte Darstellung des Ventilstößelhubzylinders

Fig.11b: einen elastischen Ventilstößel
Fig.11c: eine Teilansicht auf die Zylinderköpfe der Ventilstößelantriebe mit Darstellung der Zylinderkopfbefestigung gemäß Ansicht H und K in Fig.11a
Fig.12: einen vertikalen Querschnitt durch eine Formmaschine mit einer Vielstempelpreßimpuls- und Druckluftimpuls-Verdichtungseinheit, wobei sich die Preßstempel in der Ausgangsstellung unten befinden, als Alternative zu Fig.01
Fig.13: einen vertikalen Schnitt durch eine vereinfachte Ausführungsvariante, bei der nur der Verdichtungsluftstrom mit nachschiebenden Preßstempeln gemäß der zuvor aufgelisteten Verdichtungsvarianten 7 und 8 vorgesehen ist.

Die Fig.01 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Verdichtungseinheit innerhalb einer als beispielhaft dargestellten Formmaschine. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Verdichtungseinheit aber auch in anderen Formmaschinenausführungen eingesetzt werden. Die Verdichtungseinheit mit dem Vielstempel-Preßimpuls-System (Fig.01), dem Druckluftimpuls-System (Fig.08) und dem Fluidisierungs-System (Fig.01/08) ist im Kopfrahmen 15 der Formmaschine integriert und sie besteht im wesentlichen aus aus dem Druckluftbehälter 19 mit dem darin eingebauten Verschlußsystem 21.5, 23.1, 24.1 für die Düsen 25.1, der Bodenplatte 20.2 mit den darin angeordneten Düsen 25.1, dem unter der Bodenplatte 20.2 befestigten Zylinderblock 26.1 mit den Preßstempeln 27.1 und den Durchgangskanälen 26.3 (Fig.8) für den Druckluftimpuls sowie einen unter dem Zylinderblock 26.1 befestigten Zwischenrahmen 30.1, mit dem der Freiraum 09 für die Preßstempelfüße 27.2 (Fig.02) und für die Rautenrohre 30.2 des Fluidisierungssystem gebildet wird. Die Formmaschine besteht im Bereich der Verdichtungsstation aus dem Grundrahmen 12 mit dem Hubtisch 13, den Tragsäulen 14 und dem Kopfrahmen 15 mit der Verdichtungseinheit. Im weiteren weist die Formmaschine noch eine untere Modellplattenrollenbahn 16, eine ausschwenkbare obere Modellplattenrollenbahn 17 und eine Formkastenrollenbahn 18 auf. Die Darstellung in Fig.01 entspricht der Ausgangsstellung zum Verdichtungsvorgang, wobei die aus dem Modellplattenträger 01, der Modellplatte 02, dem Formkasten 03 und dem Füllrahmen 04 bestehende und mit losen Formstoff 08 gefüllte Formeinheit 05 auf der oberen Modellplattenrollenbahn 17 in die Verdichtungsstation eingefahren ist und dort durch den Hubtisch 13 mit einer dem Verdichtungsdruck entsprechenden Schließkraft gegen den Zwischnrahmen 30.1 gedrückt wurde. Die aus dem Bereich des lose geschütteten Formstoffes 08 und dem darüber befindlichen Freiraum 09 bestehende Formkammer 10 ist dadurch über die Dichtungen 11.1 bis 11.5 zur freien Atmosphäre hin druckdicht verschlossen. In dieser Position wird der Verdichtungsvorgang, der in der Folge noch genauer beschrieben wird, durchgeführt. Mit Beginn des Verdichtungsvorganges wird die ausschenkbare Modellplattenrollenbahn 17 zurückgeschwenkt, so daß nach dem Verdichtungsvorgang und nach dem Abbau des Verdichtungsdruckes das Entformen beginnen kann. Dabei wird der Hubtisch 13 abgesenkt, wobei der Formkasten 03 nach einem geringen Hub auf der Rollenbahn 18 aufsetzt und das Modell 01/02 dann aus der Form aussenkt, wonach es nach weiteren Absenken auf die untere Modellplattenrollenbahn 16 abgesetzt wird und wonach die ausschwenkbare Modellplattenrollenbahn 17 wieder einschwenkt. Danach wird der abgeformte Formkasten 03 (z.B.als OK) mit dem Füllrahmen 04 aus der Verdichtungsstation herausgefahren und gleichzeitig eine mit losen Formstoff 08 gefüllte Formeinheit 05 (z.B.als UK) mit Füllrahmen 04 in die Verdichtungsstation eingefahren. Gleichzeitig mit dem Formkastentransport wird das Modell 01/02 auf der unteren Modellplattenrollenbahn 16 nach hinten zur Sandfüllstation gefahren, wonach der Hubtisch 13 wieder anhebt und die Formeinheit 05 gegen den Zwischenrahmen 30.1 drückt, womit ein neuer Verdichtungsvorgang beginnt.

Die Fig.02 zeigt einen vertikalen Teilschnitt durch die Verdichtungseinheit mit ausführlicher Darstellung des Zylinderblockes 26.1, der Preßstempel 27.1, der Druckluftimpulskanäle 26.3 und des Düsen- und Ventilstößelsystems 25.1/23.1/24.1 entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig.06 sowie auch andeutungsweise das Fluidisierungsssytem 30.2/30.4/30.5. Ergänzend hierzu zeigt die Fig.06 einen horizontalen Schnitt durch den Zylinderblock 26.1 mit der Darstellung der rastermäßigen Anordnung der Zylinderbohrungen 26.2 für die Preßstempel (Raster 25.7) und der Durchgangskanäle 26.3 für den Druckluftimpuls (Raster 25.8). Die Fig.08 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch die Verdichtungseinheit mit Darstellung des Druckluftimpuls-Systems und der dazu gehörenden Durchgangskanäle 26.3 sowie mit Darstellung der Rautenrohre 30.2 für das Fluidisierungs-System. Im weiteren zeigt die Fig.07 die flächendeckende Anordnung der Preßfußflächen 27.2 (Raster 25.7 )und der Druckluftimpulskanäle 26.3 (Raster 25.8 )im Bereich des Formkastens 03 bzw. über dem Formrücken. Die Fig.05 zeigt einen horizontalen Schnitt durch den Druckluftbehälter 19 und durch das Ventilstößelsystem 23.1/24.1, wobei die Ventilstößel 23.1 zum Rastersystem 25.7 des Vielstempel-Preßimpulses und die Ventilstößel 24.1 zum Rastersystem 25.8 des Druckluftluftimpulses gehören.

Die Preßstempel 27.1 sind als Hohlkörper ausgebildet, um ein geringes Gewicht bzw. eine geringe zu beschleunigende Masse zu erzielen. Entsprechend besteht der in Fig.02 dargestellte Preßstempel 27.1 aus einem hohlen Preßfuß 27.2, einer hohlen Kolbenstange 27.3, einem hohlen Kolbenträgerteil 27.4, einer Prallscheibe 28.3 (jeweils aus einem Stahlwerkstoff bestehend) und aus einem Leichtmetallkolben 28.1/28.2. Die Kolbenstange 27.3, der kreisrunde Preßfuß 27.2 und das Kolbenträgerteil 27.4 sind durch Schweißverbindungen zu einem Teil zusammengefügt. An der Kehle 27.5 entsteht somit ein stufenloser Übergang zwischen Preßfuß und Kolbenstange, womit die Ablagerung von Formstoff an diesem Übergang vermieden wird. Die Preßfußoberseite ist als steilwinkeliger Kegel ausgeführt und im weiteren ist der gesamte Preßfuß 27.2 und die Kolbenstange 27.3 an den Außenflächen hartverchromt. Durch diese Maßnahmen wird insbesondere das Anhaften von Formstoff verhindert. Die Verchromung verhindert außerdem eine Korrision und sie führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Gleit- und Reibungseigenschaften an der Kolbenstange, die in dem Kobenstangenlager 29.1 und in den reibungsarmen und hochverschleißfesten Führungsbändern 29.7 leichtgängig geführt ist. Ebenso ist der Kolben 28.1/28.2 über die reibungsarmen und hochverschleißfesten Führungsbänder 28.7 in der Zylinderbohrung 26.2 des Zylinderblockes 26.1 leichtgängig geführt. Die Kolbendichtungen 28.6, die Kolbenstangendichtungen 29.4/29.5 und der Abstreifer 29.6 sind speziell für kurzzeitige und sich zyklisch wiederhohlende Hochgeschwindigkeiten geeignet. Die Kolbenstangendichtung 29.4 dichtet den Zylinderraum 29.9 zur Formkammer 10 hin ab, während die Kolbenstangendichtung 29.5 umgekehrt den Formkammerdruck gegen den während der Verdichtung drucklosen Zylinderraum 29.9 abdichtet. Der aus den Teilen 28.1/2/3 bestehende Kolben wird über die Abschlußscheibe 28.4 und über die Hutmutter 28.8 auf dem Kolbenträgerteil 27.4 der Kolbenstange befestigt. Auf der Abschlußscheibe 28.4 ist ein Dämpfgummi 28.5 aufvulkanisiert, womit der Preßstempelanschlag am Ende der Aufwärtsbewegung abgedämpft wird. Im weiteren ist auf dem Kolbenstangenlager 29.1 ein Dämpfgummi 29.8 aufvulkanisiert, womit der Preßstempelanschlag am Ende der Abwärtsbewegung abgedämpft wird. Die aus einem Stahlwerkstoff bestehende Prallscheibe 28.3 verhindert dabei eine Überbeanspruchung des aus Leichtmetall bestehenden Kolbenteiles 28.1. Die Preßstempel haben eine ausreichende Hubreserve, so daß der Preßstempelhub beim Verdichtungsvorgang nicht voll ausgefahren wird und durch den verdichteten Formstoff begrenzt wird. Das untere Dämpfgummi 29.8 ist daher nur eine Sicherheitsmaßnahme für einen eventuellen fehlerhaften Betrieb, wenn sich z.B. zu wenig Formstoff 08 in der Formeinheit 05 befindet. Der Preßfuß 27.2 ist kreisrund (Fig.07) ausgeführt, so daß auf eine aufwendige Verdrehsicherung, wie sie bei den bekannten viereckigen Preßfüßen erforderlich ist, verzichtet werden kann. Im weiteren ist der Preßfuß 27.2 an seiner Unterseite kegelig ausgeführt, um den Verdichtungskegel im Formstoff zu vergrößern, wodurch in Verbindung mit den benachbarten Verdichtungskegeln bereits in geringer Tiefe unter der Formstoffoberfläche eine gleichmäßige Verdichtungsschicht entsteht und und wodurch sich viereckige Preßfüße erüberigen. Der Durchmesser des Preßfußes 27.2 entspricht annähernd dem Durchmesser des Kolbens 28.1, so daß der auf den Kolben 28.1 wirkende Druck mit dem Formpreßdruck des Preßfußes 27.2 identisch ist.

Entsprechend der Darstellung in Fig.02 bildet der Innenbereich der Abschlußscheibe 28.4 und des Dämpfgummis 28.5 vorteilhafterweise einen Aufprallbecher 25.2 für den Freistrahl, der mit Überschallgeschwindigkeit und gebündelt aus der Lavaldüse 25.1 austritt und der unmittelbar unterhalb der Lavaldüse 25.1 in den Aufprallbecher 25.2 trifft. Eine nach oben hin verlaufende konische Aufweitung und die kugelige Form der zentrisch angeordneten Hutmutter 28.8 bilden dabei eine für die Strahleinwirkung vorteilhafte Innenform des Aufprallbechers 25.2. In der Lavaldüse 25.1 wird die im Druckluftbehälter 19 anstehede potentielle Druckenergie in kinetische Strahlenergie umgesetzt, womit der Preßstempel wie ein Freiflugkolben oder wie ein Geschoß extrem hoch beschleunigt wird. Vor der Auslösung des Freistrahls wird der Kolbenstangenseitige Zylinderraum 29.9 über die Kanäle 26.4, über das Verteilerrohr 26.5 und über die Ventile 72.1/2 zur Atmosphäre hin oder über die Ventile 73.1/2 zu einer Unterdruckquelle 84 hin entlastet, damit während der Freistrahleinwirkung kein Gegendruck auf die Kolbenstangenseitigen Kolbenflächen wirkt. Die Kanäle 26.4, die Verteilerrohre 26.5 und die Ventile 72.1/2 bzw. 73.1/2 sind großzügig dimensioniert, damit die während der impulsartigen Abwärtsbewegung der Preßstempel verdrängte atmosphärische bzw. unteratmosphärische Restluft ohne besonderen Widerstand verdrängt werden kann, wobei insbesondere die Verbindung zur Unterdruckquelle hin den Widerstand besonders wirksam reduziert.

Im Ruhezustand bzw. im Ausgangszustand sind die Preßstempel 27.1 angehoben und sie werden dabei durch den Netzdruck 40, der über das ausgeschaltete Ventil 71, über das Verteilerrohr 26.5 und über die Kanäle 26.4 (Fig.02 u.06) in den kolbenstangenseitigen Zylinderräumen 29.9 ansteht, in der oberen Stellung gehalten. Die oberen Kolbenräume 25.3 werden dabei über die Kanäle 26.6, über das Verteilerrohr 26.7 und die ausgeschalteten Ventile 67.1/2 zur Atmosphäre hin entlastet. In der Abschlußscheibe 28.4 sind kleine Entlastungsbohrungen 28.9 angebracht, worüber eventuelle Leckagen von den Ventilsitzen 23.1/24.1 zur Atmosphäre hin abfließen können, so daß ein störender Druckaufbau im Aufprallbecher 25.2 vermieden wird.

Mit dem in Fig.01 u.02 dargestellten Zwischenrahmen 30.1 wird der Freiraum 09 für die Preßfüße 27.2 und für das Fluidisierungssystem 30.2 gebildet. Der Freiraum 09 und der lose geschüttete Formstoff 08 bilden die Formkammer 10 (Fig.01.). Die Preßfüße 27.2 befinden sich im angehobenen Zustand im geschützten Bereich des Freiraumes 09 und sie haben nur einen geringen Abstand 30.6 zur Unterkante des Zwischenrahmens 30.1. Um eine Kollision der Preßstempel mit dem in nur geringer Distanz zur Unterkante des Zwischenrahmens 30.1 ein- und ausfahrenden Füllrahmen 04 (Fig.01) zu vermeiden, wird der angehobene Zustand der Preßstempel durch eine erfindungsgemäße pneumatische Kontrolleinrichtung überwacht. Die Kontrolleinrichtung ist in Fig.01, Fig.02, Fig.09 und Fig.09a dargestellt und sie besteht aus den in der Bodenplatte 20.2 angeordneten vertikalen Bohrungen 33.1, den horizontalen Bohrungen 33.2/33.3 und den Verteilerkanälen 33.4/33.5. Im weiteren besteht die Kontrolleinrichtung aus dem Steuerventil 59, den Drosselblenden 60.1/2, den Drucksensoren 61.1/2 und den Rückschlagventilen 62.1/2. Die horizontalen Bohrungen 33.2 und 33.3 sind wegen der Bohrtiefenbegrenzung von zwei Seiten als Sackbohrungen in die Bodenplatte 20.2 eingebohrt (Fig.09). Die vertikalen Bohrungen 33.1 werden im angehobenen Zustand der Preßstempel von den Dämpfungsgummis 28.5 entsprechend der Darstellung in Fig.02 und Fig.09a druckdicht verschlossen. Die Kontrolleinrichtung funktioniert wie folgt: Nach dem Verdichtungsvorgang und nach dem Verschließen der Lavaldüsen 25.1 durch die Ventilstößel werden die Preßstempel durch Ausschalten der Ventile 67.1/2, 71, und 72.1/2 (die Ventile 64, 73.1/2 und 75 sind dabei ausgeschaltet) angehoben. Dabei werden die kolbenseitigen Zylinderräume 25.3 drucklos und der Drucksensor 68 (Fig.01) fällt ab. In den kolbenstangenseitigen Zylinderräumen 29.9 baut sich ein für das Anheben der Preßstempel erforderlicher Druck auf, der sich auf den Netzdruck 40 erhöht und zum Ansprechen des Drucksensors 69 führt, sobald alle Preßstempel angehoben bzw. zum Stillstand gekommen sind. Der angesprochene Drucksensor 69 meldet in Koinzidenz mit dem abgefallenen Drucksensor 68, daß die Preßstempel von den Druckverhältnissen her gesehen ihre ungefährdete obere Endlage erreicht haben. Diese Druckverhältnisse können jedoch auch enstehen, wenn beispielsweise ein Preßstempel im Fehlerfall festsitzt und die obere Endlage nicht erreicht. Das Koinzidenzsignal des angesprochenen Drucksensors 69 und des abgefallenen Drucksensors 68 lösen daher noch einen zweiten pneumatischen Kontrollvorgang aus, indem das Ventil 59 kurzzeitig eingeschaltet wird. Dabei strömt Druckluft mit Netzdruck über die Drosselblenden 60.1/2, über die Verteilerkanäle 33.4/5 und über die horizontalen Bohrungen 33.2/3 zu den vertikalen Bohrungen 33.1. Wenn alle Preßstempel angehoben sind und die vertikalen Bohrungen 33.1 durch die Dämpfungsgummis 28.5 verschlossen sind, dann baut sich ein Druck auf und die Drucksensoren 61.1/2 sprechen an und geben den Transport der Formeinheit 05 mit dem Füllrahmen 04 (Fig.01) frei. Wenn beispielsweise ein Preßstempel die obere Endlage nicht erreicht hat, dann ist auch die entsprechende vertikale Bohrung 33.1 nicht verschlossen, so daß die vom Ventil 59 zugeführte Druckluft über die Kanäle 26.6 und über die Ventile 67.1/2 zur Atmosphäre hin abfließen kann. Die Drucksensoren 61.1 oder 61.2 können dadurch nicht ansprechen und der Transport der Formeinheit 05 mit dem Füllrahmen 04 wird in Verbindung mit einer Störmeldung nicht freigegeben. Die Drosselblenden 60.1/2 stellen sicher, daß sich kein Staudruck aufbauen kann und die Drucksensoren 61.1/2 nicht ansprechen, wenn nur eine vertikale Bohrung 33.1 nicht verschlossen ist. Über die Drosselblende fließt daher nur soviel Druckluft, wie über eine vertikale Bohrung 33.1 drosselfrei abfließen kann. Das Anheben der Preßstempel und die Kontrolle der angehobenen Preßstempel erfolgt während des Entformvorganges, so daß die Taktzeit hierdurch nicht beeinträchtigt wird.

Die vertikalen Bohrungen 33.1, die horizontalen Bohrungen 33.2/3 und die Verteilerkanäle 33.4/5 können neben der Kontrollfunktion auch noch zur Ölschmierung der Preßstempelzylinder verwendet werden. Hierzu ist ein Ölbehälter 56 über die Drosselblenden 57.1/2 und über die Rückschlagventile 58.1/2 mit den Verteilerkanälen 33.4/5 (Fig.02 und Fig.09) verbunden. Durch kurzzeitiges und zyklisch erfolgendes Einschalten des Ventils 55 wird der Ölbehälter 56 mit Druckluft beaufschlagt, womit Schmieröl über die Drosselblenden 57.1/2 in die vertikalen Bohrungen 33.1 gelangt. Die Schmierölmenge wird dabei durch die Einschaltdauer des Ventils 55 und durch die Größe der Drosselblenden 57.1/2 bestimmt. Der Schmierimpuls erfolgt zweckmäßigerweise während der Phase des statischen Pressens, also unmittelbar nach dem Vielstempel-Preßimpuls mit jeweils zyklischer Wiederholung nach einer bestimmten Anzahl von Verdichtungsvorgängen. Zur schnellen Beförderung des Schmieröls zu den vertikalen Bohrungen 33.1 kann nach dem Schmierimpuls durch das Ventil 55 noch ein kurzzeitiger Druckimpuls über das Ventil 59 erfolgen. Die Rückschlagventile 58.1/2 und 62.1/2 verhindern eine gegenseitige Beeinflussung des Kontrollsystems und des Schmiersystems.

Die Fig.03 zeigt einen Preßstempelzylinder mit aktivierbaren Dichtungen 31.7 und 32.6. Abgesehen von den aktivierbaren Dichtungen weist dieser Preßstempelzylinder die gleichen Merkmale auf, wie der bereits zuvor, in Verbindung mit der Fig.02 beschriebene Preßstempelzylinder. Die Kolbendichtungen 31.7 und die Stangendichtungen 32.6 sind aus einem elastischen Dichtungswerkstoff und sie weisen ein hutförmiges Profil auf. Die Kolbendichtungen 31.7 sind mit ihrem im Kragenbereich zwischen den beiden gleichförmigen Kolbenteilen 31.1, dem Zwischenring 31.2 und den beiden gleichförmigen Zwischenringen 31.3 eingespannt, wobei der Dichtflächenbereich und der Stegbereich zwischen der Dichtfläche und dem Kragen frei beweglich ist. Die Innenräume der Dichtungen sind über die Kanäle 31.6 zur jeweiligen Druckseite hin verbunden. Ist eine Kolbenseite drucklos, dann ist auch der entsprechende Dichtungsinnenraum drucklos und die Dichtung zieht sich durch ihre Elastizität von der Zylinderwand zurück. Wird eine Kolbenseite mit Druck beaufschlagt, dann gelangt der Druck über den Kanal 31.6 in den Dichtungsinnenraum und die Dichtung 31.7 wird aufgedehnt und gegen die Zylinderwand gedrückt. Um die Andrückkraft gegen die Zylinderwand zu begrenzen, werden die konischen Stege der Dichtung an den entsprechend konisch ausgeführten Flächen des Kolbenteils 31.1 und des Zwischenringes 31.2 abgestüzt. In gleicher Weise funktionieren auch die Kolbenstangendichtungen 32.6, die ebenfalls im Kragenbereich zwischen dem Kolbenstangenlager 32.1 und dem Zylinderdeckel 32.4 sowie über die Zwischenringe 32.2/3 eingespannt sind und über die Kanäle 32.5 mit Druckluft aktiviert werden. Die obere Dichtung 32.6 dichtet den Zylinderraum 29.9 zur Formkammer 10 hin ab, während die untere Dichtung 32.6 umgekehrt den Formkammerdruck gegen den während der Verdichtung drucklosen Zylinderraum 29.9 abdichtet. Zur Vermeidung von Schmutzeintritt ist der Kanal 32.5 mit einem Filter 32.7 versehen. Die aktivierbaren Dichtungen haben den besonderen Vorteil, daß während der Beschleunigungsphase des Preßimpulses keine Dichtungsreibung vorhanden ist. Im weiteren ist auch während des Preßimpulses keine Dichtung erforderlich, weil die Preßzylinder beim Auslösen des Verdichtungsvorganges allseitig drucklos sind und die Beschleunigung der Preßstempel nicht durch Druck sondern durch die kinetische Energie der Düsenstrahle erfolgt. Erst am Ende des Verdichtungsvorganges baut sich ein Druck auf, wodurch die entsprechenden Dichtungen aktiviert werden und wodurch ein stufenloser Übergang zum statischen Pressen entsteht.

Die Fig.03a zeigt die Befestigung der Zylinderdeckel 32.4 am Zylinderblock 26.1, wobei diese Befestigung sowohl für den Zylinder gemäß Fig.03 als auch für den Zylinder gemäß Fig.02 gilt. Auf Grund der engmaschigen Preßstempelraster 25.7 und der diagonal zwischen den Zylinderdeckeln 29.3/32.4 (Fig.02, 03 u.03a) angeordneten Durchgangskanäle 26.3 für den Druckluftimpuls, werden die Zylinderdeckel 29.3/32.4 über die Laschen 27.6 mit den Schrauben 27.7 am Zylinderblock 26.1 befestigt.

Die Fig.02 zeigt im oberen Teil das Lavaldüsen- und Ventilstößelsystem. Die Lavaldüsen 25.1 sind in der Bodenplatte 20.2 des Druckluftbehälters 19 angeordnet und sie münden unmittelbar in den Kolbenräumen 25.3 der Preßstempelzylinder bzw. in den Durchgangskanälen 26.3 für den Druckluftimpuls. Die Lavaldüsen werden von den Ventilstößeln 23.1 und 24.1 geöffnet bzw. geschlossen. Die an einem Hubrahmen 21.5 befestigten Ventilstößel 23.1 und 24.1 weisen zwei unterschiedliche Ausführungsformen auf. Mit den unterschiedlichen Ausführungsformen wird das erforderliche und eingangs bereits erwähnte frühere Öffnen der Preßstempeldüsen realisiert, um das synchrone Zusammenwirken von Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls zu erzielen. Der Ventilstößel 23.1 für die Preßstempel besteht aus einem elastischen Dichtwerkstoff, der auf einem Stahlkern 23.2 aufvulkanisiert ist und mittels einer Scheibe 23.3 und einer Schraube 23.4 am Schaft 21.6a des Hubrahmens 21.5 befestigt ist. Durch den elastischen Dichtwerkstoff (z.B. Gummi) ist der Ventilstößel verformbar, so daß er durch die nach unten gerichtete Schließkraft des Hubrahmens 21.5 von dem im öffnungszustand bestehenden Maß 23.6 auf das im Schließzustand bestehende Maß 23.7 zusammengedrückt wird. Die dadurch gespeicherte Federkraft unterstützt schließlich beim Öffnen wieder den Beschleunigungsvorgang des Hubrahmens 21.5. Im weiteren wird dadurch der Ventilstößel 23.1 mit einer Geschwindigkeit größer als Null im "fliegenden Start" vom Ventilstiz abgehoben, was sich vorteilhaft auf das erfoderliche schlagartige öffnen der Lavaldüsen auswirkt. Der konisch ausgebildete Spalt 23.5, der sich im geöffneten Zustand zwischen dem Ventilstößel 23.1 und der Scheibe 23.3 einstellt, ermöglicht eine weitgehend reibungsfreie Verformung. Im geschlossenen Zustand wird der Ventilstößel 23.1 von der Scheibe 23.3 von innen her abgestützt. Die Lavaldüsen für die am Formkastenrand liegenden Preßstempel können vorteilhafterweise mit einem größeren Durchmesser ausgeführt werden, um durch eine höhere Energiezufuhr die Formstoffreibung am Formkastenrand zu kompensieren. Der voll wirksame Durchgangsquerschnitt der Lavaldüsen ist bereits nach einem geringen Hub von D/4 (Fig.02 u.Fig.11b) erreicht. Der Hubrahmen 21.5 durchläuft jedoch einen längeren Hub 22.3, um auch noch die in der Folge beschriebenen Ventilstößel 24.1 für den Druckluftimpuls vom Ventilsitz abzuheben. Der Ventilstößel 24.1 für den Druckluftimpuls besteht aus einem Ventilteller 24.2 mit aufvulkanisierter Dichtung 24.3, wobei der Ventilteller 24.2 zusammen mit einer Dämpfscheibe 24.5 an einem Schleppbolzen 24.4 befestigt ist. Der Schleppbolzen 24.4 ist in einer im Schaft 21.6b des Hubrahmens 21.5 befestigten Lagerbüchse 24.6 geführt. Auf der Lagerbüchse 24.6 liegt eine aus Gummi bestehende Dämpfscheibe 24.7 und eine aus schlagfestem Kunststoff bestehende Schlagscheibe 24.8 auf. Am oberen Ende des Schleppbolzens 24.4 ist eine metallische Mitnehmerscheibe 24.9 befestigt. Zum Öffnen der Düsen 25.1 wird der Hubrahmen 21.5 schlagartig angehoben, wobei zunächst die Preßstempeldüsen (wie zuvor beschrieben) geöffnet werden. Die Düsen für den Druckluftimpuls werden erst geöffnet, wenn der Hubrahmen 21.5 den Hub 25.6 zurückgelegt hat, womit das synchrone Zusammenwirken von Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls erzielt wird. Die Ventilteller 24.2 werden bis zu diesem Punkt durch den im Druckluftbehälter 19 herrschenden Druck auf ihren Ventilsitzen gehalten. Nachdem der Hubrahmen 21.5 mit dem Schaft 21.6b, der Lagerbüchse 24.6, der Dämpfscheibe 24.7 und der Schlagscheibe 24.8 den Hub 25.6 durchlaufen hat, schlägt die Schlagscheibe 24.8 an der Mitnehmerscheibe 24.9 an und reißt den Schleppbolzen 24.4 und den daran befestigten Ventilteller 24.2 mit nach oben, wodurch der Ventilteller 24.2 mit der bereits hoch beschleunigten Hubrahmengeschwindigkeit "im fliegenden Start" schlagartig vom Ventilsitz abhebt. Nach dem Gesamthub 22.3 haben die Ventilstößel 24.1 die maximale Öffnungsstellung 22.5 (d/4) und die Ventilstößel 23.1 die öffnungsstellung 22.6 erreicht. Die aus schlagfestem Kunststoff bestehende Schlagscheibe 24.8 verhindert ein hartes Anschlagen an der metallischen Mitnehmerscheibe 24.9 und durch die aus Gummi bestehenden Dämpfscheibe 24.7 wird der Anschlag an der Mitnehmerscheibe noch zusätzlich gedämpft. Beim wesentlich langsamer ablaufenden Schließvorgang verhindert die aus schlagfestem Kunststoff bestehende Dämpfscheibe 24.5 ein hartes metallisches Anschlagen an der Lagerbüchse 24.6 .Im weiteren begrenzt die Dämpfscheibe 24.5 den Schließhub des Hubrahmens 21.5 und somit auch das Verformungsmaß 23.7 am Ventilstößel 23.1. Die Schlüsselbohrungen 24.6a in der Lagerbüchse 24.6 und der Sechskant 24.4a am Schleppbolzen 24.4 ermöglichen nach Entfernen der Bodenplatte 20.2 eine von unten leicht durchführbare Montage bzw. Demontage der Ventilstößel 24.1 im Wartungs- bzw. Reparaturfall. Das Hubmaß 25.6 kann durch Längenbestimmung des Schleppbolzens 24.4 oder der Schlagscheibe 24.8 für jeden einzelnen Ventilstößel festgelegt werden. Beispielsweise können durch entsprechend abgestimmte Hubmaße 25.6 zuerst die außen liegenden Lavaldüsen geöffnet werden und dann zunehmend die inneren Lavaldüsen, womit eine vorteilhafte glockenförmige Druckluft-Impulswelle erzielt wird. Im weiteren könnten auch für die innen liegenden Preßstempel die Ventilstößel 24.1 und für die außen liegenden Preßstempel weiterhin die Ventilstößel 23.1 verwendet werden, womit auch für die Preßstempel eine vorteilhafte glockenförmige Hubfront realisiert werden kann. Das zeitversetzte, nicht gleichzeitige Öffnen aller Lavaldüsen hat zudem den Vorteil, daß die erforderliche Hubkraft des Hubrahmens 21.5 wesentlich reduziert wird.

Der zuvor zur Fig.02 beschriebene Hubrahmen 21.5 mit den Ventilträgerschäften 21.6a und 21.6b besteht im weiteren gemäß Darstellung in Fig.01 aus dem Verbindungsrohr 21.4 mit dem Führungskolben 21.3 und mit dem Arbeitskolben 21.1, die in dem Zylinderrohr 20.4 geführt sind. Das Zylinderrohr 20.4 ist Bestandteil der Kopfplatte 20.3, die zusammen mit dem im Maschinenrahmen 15 integrierten Gehäuse 20.1 und der Bodenplatte 20.2 den Druckluftbehälter 19 bildet. Durch die Öffnungen 20.5, 20.6, und 20.7 sind die Zylinderräume 20.8 und 20.9 Bestandteil des Druckluftbehälters 19. Ebenso sind auch die Innenbereiche der Ventilträgerschäfte 21.6a und 21.6b durch die Öffnungen 21.8 und 21.9 Bestandteil des Druckluftbehälters 19. Die Fig.04 zeigt einen horizontalen Schnitt durch den Druckluftbehälter 19 mit Darstellung des Hubrahmens 21.5, der eine große Anzahl von Öffnungen 21.7 und 21.8 aufweist. Die größeren Öffnungen 21.7 liegen zwischen den Ventilstößeln (Fig.01 u.04) und sie bilden einen unmittelbaren Durchgang für den Luftstrom durch den Hubrahmen 21.5. Die kleineren Öffnungen 21.8 liegen im Zentrum der Ventilstößel und sie bilden zusammen mit den Öffnungen 21.9 (Fig.02) ebenfalls einen Durchgang durch den Hubrahmen 21.5. Durch diese komplexe Anordnung der Durchgangsöffnungen gelangt die Druckluft ohne Umwege direkt zu den Lavaldüsen 25.1. Der im Zylinderrohr 20.4 geführte Hubrahmen ist durch die Gleitstücke 25.9 (Fig.02 u.04) gegen Verdrehen gesichert. Der Arbeitskolben 21.1 ist mit einer aus Gummiwerkstoff bestehenden Dämpfscheibe 21.2 versehen, um den Anschlag des Arbeitskolbens 21.1 am Hubende zu dämpfen. Auf der Kopfplatte 20.3 ist ein hydraulischer Tandemzylinder 22.1 aufgesetzt, mit dessen Kolben 22.2 der Hub des Arbeitskolbens 21.1 begrenzt werden kann. Im zurückgefahrenen Zustand des Kolbens 22.2 durchläuft der Arbeitskolben 21.1 bzw. der Hubrahmen 21.5 den langen Hub 22.3 (Fig.01), wodurch die Lavaldüsen für die Preßstempelzylinder und die Lavaldüsen für den Druckluftimpuls geöffnet werden und wodurch die kombinierte Verdichtung Vielstempel-Preßimpuls / Druckluftimpuls ausgelöst wird. Im ausgefahrenen Zustand des Kolbens 22.2 durchläuft der Arbeitskolben 21.1 bzw. der Hubrahmen 21.5 den kurzen Hub 22.4 (Fig.01), wodurch nur die Lavaldüsen für die Preßstempel geöffnet werden und somit nur der Vielstempel-Preßimpuls ausgelöst wird. Soll nur der Druckluftimpuls ausgelöst werden, dann ist der Kolben 22.2 zurückgefahren und der Arbeitskolben 21.1 bzw. der Hubrahmen 21.5 durchläuft den langen Hub 22.3 (Fig.01), wodurch die Lavaldüsen für die Preßstempelzylinder und die Lavaldüsen für den Druckluftimpuls geöffnet werden. Um dabei den Vielstempel-Preßimpuls zu unterbinden, bleiben die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 29.9 mit dem hohen Netzdruck 40 beaufschlagt, d.h. die Ventile 67.1/2, 72.1/2, 73.1/2 und 75 bleiben geschlossen und das Ventil 71 bleibt zur Netzdruckzufuhr geöffnet, so daß der Druck in den kolbenstangenseitigen Zylinderräumen 29.9 zwischen dem Rückschlagventil 70 und dem Sicherheitventil 74 eingespannt ist und somit der Vielstempel-Preßimpuls unterbunden wird. Im Falle einer noch geringen Preßstempelbewegung würde der eigespannte Druck weiter komprimiert, wodurch die Preßstempel wieder in Ihre obere Ausgangsstellung zurückfedern. Der Kolben 22.2 wird über das Ventil 103 hydraulisch betätigt. In der Kreuzstellung des Ventils 103 wird der Kolben 22.2 durch die Druckluft im Zylinderraum 22.7 nach oben gedrückt, wobei das Hydrauliköl über das Rückschlagventil 102 zum Tank abfließt. Während der kurzzeitigen drucklosen Phase im Zylinderraum 22.7, die während des Verdichtungsvorganges entsteht, verhindert das Rückschlagventil 102 ein Absenken des Kolbens 22.2. In der Parallelstellung des Ventils 103 wird der Kolben 22.2 bis zum Anschlag in die gestrichelt dargestellte Position (Fig.01) gefahren. Das unter Druck stehende Hydrauliköl ist dabei zwischem dem Kolben 22.2, dem Rückschlagventil 101, dem Blasenspeicher 105 und dem Sicherheitsventil 104 eingespannt, wobei durch eine entsprechende Druckhöhe die Hubbegrenzung des Arbeitskolbens 21.1 bzw. des Hubrahmens 21.5 sichergestellt ist. Der Blasenspeicher 105 verhindert, daß beim Anschlagen des Arbeitskolbens 21.1 an den Kolben 22.2 Druckspitzen entstehen. Anstatt eines hydraulischen Tandemzylinders 22.1 kann natürlich auch bei entsprechendem Durchmesser ein nicht dargestellter pneumatischer Tandemzylinder eingesetzt werden.

Der Druckluftbehälter 19 ist über großzügig bemessene Leitungen mit dem Speicherkessel 45 verbunden, so daß ein ständiges ungedrosseltes Nachspeisen des Druckluftbehälters 19 erfolgen kann. Der Speicherkessel 45 ist über das Druckregelventil 43 und über das Schaltventil 42 sowie über eine pneumatische Wartungseinheit 41 mit dem Druckluftnetz verbunden, welches üblicherweise einen Druck von bis zu 8 bar aufweist. Der für den Verdichtungsvorgang erforderliche Druck im Druckluftbehälter 19 wird am Druckregler 43 eingestellt. Dieser Druck kann maximal 8 bar betragen, vorzugsweise wird jedoch ein Druck von 3 bis 6 bar verwendet. Die Druckeinstellung kann manuell oder über einen modellspezifischen Datensatz automatisch durchgeführt und überwacht werden. Vor dem Auslösen des Vielstempel-Preßimpulses werden die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 29.9 über die Ventile 73.1/2 zur Unterdruckquelle 84 hin entlastet. Die Preßstempel lösen sich dabei durch die Unterdruckeinwirkung und durch ihr Eigengewicht sowie durch die geöffneten Ventile 67.1/2 aus ihrer oberen Ausgangsstellung und aus ihrer Haftreibung, so daß sie sich beim Auslösen des Verdichtungs- bzw. Beschleunigungsvorganges vorteilhafterweise bereits im Zustand der geringeren Gleitreibung befinden. Alternativ bzw. in Ermangelung einer Unterdruckquelle kann der gleiche Effekt auch erzielt werden, wenn die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 29.9 über die Ventile 72.1/2 zur freien Atmosphäre hin entlastet werden und gleichzeitig die kolbenseitigen Zylinderräume 25.3 über den Druckregler 63 und über das Ventil 64 mit einem geringen Überdruck beaufschlagt werden. Zum Auslösen des Verdichtungsvorganges werden die großzügig dimensionierten Schnellschaltventile 48.1/2 eingeschaltet, wodurch der unter Druck stehende Zylinderraum 22.7 schlagartig entlastet wird. Der unter dem Arbeitskolben 21.1 ständig anstehende Druck des Druckbehälters 19 kann dadurch den Arbeitskolben 21.1 bzw. den Hubrahmen 21.5 schlagartig anheben und die Lavaldüsen 25.1 für den Verdichtungsvorgang schlagartig öffnen. Der Verdichtungsvorgang, der am Ende stufenlos von einem dynamischen in einen statischen Zustand mit einem einheitlichen Ausgleichsdruck im Bereich Druckluftkammer 19, der oberen Preßzylinderräume 25.3 und der Formkammer 10 übergeht, wird von den Drucksensoren 68 und 87 quittiert. Mit der Quittierung werden die Lavaldüsen 25.1 wieder geschlossen. Zum Schließen der Lavaldüsen bzw. zum Absenken des Arbeitskolbens 21.1 werden die Schnellschaltventile 48.1/2 ausgeschaltet und das Ventil 46 kurzzeitig eingeschaltet. Mit dem kurzzeitigen Einschalten des Ventils 46 wird der Zylinderraum 22.7 kurzzeitig mit dem höheren Netzdruck 40 beaufschlagt, um den Schließvorgang zu beschleunigen. Nach dem Verschließen der Lavaldüsen 25.1 wird der in der Formkammer 10 aufgebaute Ausgleichsdruck über die Schaltventile 85.1/2 (Fig.08) und über die Drosselventile 86.1/2 (Fig.08) innerhalb einer bestimmten Zeit abgebaut. Gleichzeitig dazu werden die Preßstempel durch Ausschalten der Ventile 67.1/2 und 72.1/2 bzw. 73.1/2 sowie durch Einschalten des Ventils 71 wieder in die obere Ausgangsstellung zurückgefahren. Die Preßstempel können aber auch noch nach dem Schließen der Lavaldüsen und während des Druckabbaues in der Formkammer 10 zwecks Erhöhung des statischen Preßdruckes über den Druckregler 63 und über das Ventil 64 mit dem höheren Netzdruck 40 beaufschlagt werden und erst danach wieder in ihre obere Ausgangsstellung zurückgefahren werden. Durch den Einsatz eines nicht dargestellten Druckübersetzers kann der Druck auch noch auf bis zu 12 bar erhöht werden, wodurch auf Grund der annähernden Durchmessergleichheit des Kolbens 28.1 und des Preßfußes 27.2 ein dem Hochdruck zuzuordnender Formpreßdruck von 120 N/cm² erreicht wird. Im Ruhezustand mit geschlossenen Lavaldüsen ist der Zylinderraum 22.7 bei ausgeschalteten Ventil 46 über die ausgeschalteten Schnellschaltventile 48.1/2 mit dem Druckluftbehälter 19 verbunden, so daß am Arbeitskolben 21.1 beidseitig der gleiche Druck herrscht. Die komplette Hubeinrichtung 21.1 bis 21.6 liegt daher mit ihrem Eigengewicht auf den Ventilstößeln 23.1 und 24.1 auf und die Ventilstößel werden durch die Druckdifferenz zwischen Druckluftbehälter 19 und dem atmosphärischen Druck unter den Lavaldüsen 25.1 auf ihren Ventilsitz gedrückt, so daß die Lavaldüsen eigensicher geschlossen sind. Der Druckluftöler 47 stellt die Schmierung des Arbeitskolbens 21.1 und des Führungskolben 21.3 sicher.

Die Fig.10 zeigt eine alternative Ausführung zum in Fig.01 dargestellten Antrieb des Hubrahmens 21.5 Diese Alternative hat den Vorteil, daß der Hubrahmen 21.5 beim Auslösen seiner Hubbewegung zum öffnen der Lavaldüsen 25.1 wesentlich schneller reagiert und beschleunigt, weil hierbei die Hubkraft auf zwei im Tandem angeordnete Arbeitskolben aufgeteilt wird und nur einer davon mit einem wesentlich verkleinertem Hubraum gesteuert werden muß. Die beiden im Tandem angeordneten Arbeitskolben bestehen aus dem als Arbeitskolben ausgebildeten Führungsrohr 34.1 und dem daran angekoppelten Zusatzkolben 35.2, wobei das als Arbeitskolben ausgebildete Führungsrohr 34.1 dauernd unter dem Druck des Druckluftbehälters 19 steht und der verkleinerte Zusatzkolben 35.2 für den Öffnungs- und Schließvorgang der Lavaldüsen 25.1 mit dem höheren Druck des Druckluftnetzes 40 betrieben wird. Das Führungsrohr 34.1 ist Bestandteil des Hubrahmens 21.5 mit seinen Ventilträgerschäften 21.6a und 21.6b. Der Hubrahmen 21.5 weist insgesamt die gleichen Merkmale auf, wie zur Fig.01, 02 und 04 beschrieben, ebenso der Druckluftbehälter 19. Der Innenraum 34.7 des Führungsrohres 34.1 ist durch die Öffnungen 20.5 und 20.6 Bestandteil des Druckluftbehälters 19. Das Führungsrohr 34.1 wird in den reibungsarmen und hochverschleißfesten Führungsbändern 34.2 des Zylinders 34.6 geführt, der Bestandteil der Kopfplatte 34.5 ist. Der Zylinder ist im weiteren mit einer Dichtung 34.3 und einem Schmutzabstreifer 34.4 versehen. Der Zylinder 35.1 für den Zusatzkolben 35.2 ist über die vier Stangen 35.3 an der Kopfplatte 34.5 befestigt. Der hydraulische Tandemzylinder 35.4 (Fig.10) mit seinem Kolben 22.2 (Fig.10) hat die gleiche Funktion wie schon zuvor zu Fig.01 beschrieben und die Hubmaße 22.3 und 22.4 in Fig.10 sind die Gleichen wie 22.3 und 22.4 in Fig.01. Der Zusatzkolben 35.2 ist mit einer aus Gummiwerkstoff bestehenden Dämpfscheibe 35.5 versehen, um den Anschlag des Zusatzkolbens 35.2 am Hubende zu dämpfen. Die Steuerventile 89.1/2 und 90.1/2 sind unmittelbar an den Kopfplatten des Zusatzzylinders 35.1 angebracht, um kurze und verlustarme Druckluftwege zu erzielen. Der Druckluftöler 88 dient zur Schmierung des Zusatzkolbens 35.2. Die Kolbenstange des Zusatzkolbens 35.2 ist über die Verbindungsscheiben 34.8 und 34.9 zwangsfrei an das Führungsrohr 34.1 angekoppelt. In der Ruhestellung steht das Führungsrohr 34.1 mit dem Hubrahmen 21.5 und den Ventilstößeln 23.1 und 24.1 auf der Bodenplatte 20.2. Dabei hat der Zusatzkolben 35.2 zum Bodenflansch des Zusatzzylinders nur ein geringes Spiel 35.6 von beispielsweise 5mm, wodurch beim öffnen der Ventile 90.1/2 die Druckeinwirkung verzögerungsfrei einsetzt. Im Ruhezustand sind die Ventile 89.1/2 und 90.1/2 ausgeschaltet, wodurch der Zusatzkolben 35.2 beidseitig drucklos ist. Das als Arbeitskolben ausgebildete Führungsrohr 34.1 übt eine nach oben gerichtete Kraft auf den Hubrahmen 21.5 aus, während die elastischen Ventilstößel 23.1 durch ihre Schließkraft auf den Ventilsitz eine nach unten gerichtete Kraft auf den Hubrahmen 21.5 ausüben. Die Flächenverhältnisse zwischen dem Führungsrohr 34.1 und den elastischen Ventilstößeln 23.1 werden dabei so ausgelegt, daß die resultierende Kraft nach unten gerichtet ist und zwar in einer Größe, die ein eigensichers Schließen der Lavaldüsen 25.1 gewährleistet. Zum Auslösen des Verdichtungsimpulses werden die Ventile 90.1/2 eingeschaltet, wobei der höhere Netzdruck 40 den Zusatzkolben 35.2 von unten beaufschlagt und womit eine entsprechend große Kraft zum schlagartigen Anheben des Hubrahmens 21.5 bzw. zum schlagartigen öffnen der Lavaldüsen 25.1 entsteht. Das schlagartige Anheben wird dabei insbesondere dadurch begünstigt, weil der Kolbenraum über dem Zusatzkolben 35.2 drucklos ist und über die großzügig dimensionierten Ventile 89.1/2 zur freien Atmosphäre hin verbunden ist und weil der kleine, nur ca. 5mm hohe Raum (Maß 35.6) unter dem Zusatzkolben 35.2 nach dem Einschalten der großzügig dimensionierten Ventile 90.1/2 eine verzögerungsfreie Druckeinwirkung ermöglicht. Zum Schließen der Lavaldüsen 25.1 nach dem Verdichtungsvorgang werden die Ventile 89.1/2 eingeschaltet und die Ventile 90.1/2 ausgeschaltet. Dadurch wird das Führungsrohr 34.1 mit dem Hubrahmen 21.5 nach unten gedrückt und die Lavaldüsen werden verschlossen. Nach dem Druckabbau in der Formkammer 10 und in den Preßzylinderräumen 25.3 werden die Ventile 89.1/2 wieder ausgeschaltet, so daß der Zusatzkolben 35.2 beidseitig drucklos ist. Die zuvor beschriebene, aus den Flächenverhältnissen zwischen Führungsrohr 34.1 und den elastischen Ventilstößeln 23.1 resultierende Kraft übernimmt dann das eigensichere Zuhalten der Lavaldüsen.

Die Fig.11 zeigt eine weitere Alternative zum Öffnen und Schließen der Lavaldüsen 25.1 durch einzeln angetriebene Ventilstößel, wobei die in der Fig.05 gezeigte Ventilstößelaufteilung auch für diese Alternative gilt. Der Einzelantrieb besteht aus einem Hubkolben 37.1, einer damit verbundenen hohlen Kolbenstange 37.2, an deren unteren Ende ein elastischer Ventilstößel 23.1 befestigt ist sowie im weiteren aus einem Zylinder 36.3, einem Zylinderdeckel 36.7 mit integriertem Schnellschaltventil 92 und einer Kolbenstangenführung 38.3/38.4. Der elastische Ventilstößel 23.1 ist mit dem bereits zuvor zur Fig.02 beschriebenen elastischen Ventilstößel 23.1 identisch. Er besteht aus einem elastischen Dichtwerkstoff, der auf einem Stahlkern 23.2 aufvulkanisiert ist und mittels einer Scheibe 23.3 und einer Schraube 23.4 an dem Kolbenstangenschaft 37.3 befestigt ist. Durch den elastischen Dichtwerkstoff (z.B.Gummi) ist der Ventilstößel verformbar, so daß er durch die nach unten gerichtete Schließkraft des Hubkolbens 37.1 von dem im öffnungszustand bestehenden Maß 23.6 auf das im Schließzustand bestehende Maß 23.7 zusammengedrückt wird. Die dadurch gespeicherte Federkraft unterstützt während des Hubweges 38.6 beim Öffnungsvorgang die Beschleunigung des Hubkolbens 37.1 und der Kolbenstange 37.2. Im weiteren wird dadurch der Ventilstößel nach dem Hubweg 38.6 mit einer Geschwindigkeit größer als Null "im fliegenden Start" vom Ventilsitz abgehoben, was sich vorteilhaft auf das schlagartige Öffnen der Lavaldüsen auswirkt. Der konisch ausgebildete Spalt 23.5, der sich im geöffneten Zustand zwischen dem Ventilstößel 23.1 und der Scheibe 23.3 einstellt, ermöglicht eine weitgehend reibungsfreie Verformung. Im geschlossenen Zustand wird der Ventilstößel 23.1 von der Scheibe 23.3 von innen her abgestützt. Der voll wirksame Durchgangsquerschnitt der Lavaldüsen ist nach einem geringen öffnungshub von D/4 (Fig.11a und 11b) erreicht, so daß der Gesamthub des Hubkolbens 37.1 sehr klein ist und sich aus dem Entspannungshub 38.6 (Maß 23.6 abzüglich Maß 23.7) plus dem Maß D/4 zusammensetzt. Im geschlossenen Zustand hat der Hubkolben 37.1 nach unten hin eine ausreichende Hubreserve, um ein sicheres Schließen der Lavaldüsen zu gewährleisten. Der Kolben 37.1, die Kolbenstange 37.2 und der Kolbenstangenschaft 37.3 sind durch Schweißverbindugen zu einem Teil zusammengefügt. Die Hohlräume der Kolbenstangen 37.2 sind durch die Öffnungen 37.4 Bestandteil des Druckluftbehälters 19. Der Kolben 37.1 und die Kolbenstange 37.2 werden in den reibungsarmen und hochverschleißfesten Führungsbändern 38.1 bzw. 38.4 geführt und durch die Dichtungen 38.2 bzw. 38.5 abgedichtet. Der Kolben 37.1 ist mit einem Dämpfgummi 37.5 versehen, womit beim Öffnungsvorgang der Anschlag am Zylinderdeckel 36.7 abgedämpft wird. Beim Schließvorgang erfolgt die Dämpfung durch den elastischen Ventilstößel 23.1. Die quadratischen Zylinderdeckel 36.7 und 36.8 sind wegen des engmaschigen Rasters gemäß Fig.05 und Fig.11c jeweils an den zusammenlaufenden Ecken mit der Schraubverbindung 36.9 befestigt. Die Hubkolben 37.1 für die Ventilstößel werden mit dem höheren Druck des Druckluftnetzes 40 betrieben, um die erforderliche Öffnungs- bzw. Beschleunigungskraft zu erzielen. Zur Schmierung der Kolben 37.1 und der Kolbenstangenlager 37.2 wird die Druckluft über den Druckluftöler 91 geleitet. Kolbenstangenseitig stehen die Kolben 37.1 über die abgeschottete Druckluftkammer 36.4 und über die Ringkanäle 36.5 unter Dauerdruck. Die abgeschottete Druckluftkammer 36.4 und die Zylinderplatte 36.2 sind Bestandteil der Kopfplatte 36.1, die den Druckluftbehälter 19 an der Oberseite abschließt. Die Druckluft wird über die Kanäle 36.6 der abgeschotteten Kammer 36.4 zugeführt. Im Ruhezustand sind die Schnellschaltventile 92 ausgeschaltet, so daß auch die oberen Kolbenräume 37.6 unter Druck stehen. Die Ventilstößel 23.1 werden dabei durch die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Druckluftbehälter 19 und dem atmosphärischen Druck unter den Lavaldüsen 25.1 auf den Ventilsitz gedrückt, so daß die Lavaldüsen eigensicher geschlossen sind. Im weiteren wirkt noch eine zusätzliche Schließkraft auf den Ventilstößel 23.1, die aus den Differenzflächen von Kolben und hohler Kolbenstange und aus der Druckdifferenz zwischen dem Druck im Druckluftbehälter 19 und dem Netzdruck 40 resultiert. Zum Öffnen der Lavaldsüsen bzw. zum Anheben der Ventilstößel 23.1 werden die Schnellschaltventile 92 eingeschaltet, wodurch die kleinvolumigen Zylinderräume 37.6 schlagartig entlastet werden. Dadurch entsteht eine nach oben gerichtete Öffnungskraft, die noch durch die zuvor beschriebene Federwirkung der elastischen Ventilstößel 23.1 unterstützt wird, wodurch die Lavaldüsen entsprechend dem Hub D/4 schlagartig freigegeben werden.

Der Vorteil der einzeln angetriebenen Ventilstößel liegt im besonderen darin, daß die Steuerung jeder einzelnen Lavaldüse 25.1 frei bestimmt werden kann. Damit kann der bereits beschriebene zeitversetzte Start zwischen dem Vielstempel-Preßimpuls und dem Druckluftimpuls durch entsprechend zeitversetztes Einschalten der Schnellschaltventile 92 einfach realisiert werden. Im weiteren kann die Auswahl der Verdichtungsprogramme "kombinierter Vielstempel-Preßimpuls / Druckluftimpuls", "nur Vielstempel-Preßimpuls" oder "nur Druckluftimpuls" einfach dadurch realisiert werden, imdem nur die zum Verdichtungsprogramm erforderlichen Schnellschaltventile 92 eingeschaltet werden. Auch können mit den einzeln angetriebenen Ventilstößeln modellabhängige Verdichtungsprofile realisiert werden, indem die öffnungszeitpunkte der Preßstempeldüsen und/oder der Druckluftimpulsdüsen bzw. die Schaltzeitpunkte der entsprechenden Schnellschaltventile 92 auf die Modellkontur abgestimmt werden. So können beispielsweise unterschiedliche Verdichtungshübe der Preßstempel wegen unterschiedlicher Sand- bzw. Modellhöhen so ausgeglichen werden, daß sie gleichzeitig die Endverdichtung in den entsprechenden Formbereichen erreichen. Auch kann durch entsprechend zeitversetztes Ansteuern der Schnellschaltventile 92 eine in Bezug auf die Formstoffreibung am Formkastenrand vorteilhafte, glockenförmige Hubfront der Preßstempel und/oder der Druckluftimpulswelle erzeugt werden. Die Schaltzeitpunkte für jedes einzelne Schnellschaltventil 92 werden in modellbezogenen Datensätzen der Modellnummer zugeordnet abgelegt. Der entsprechende Datensatz wird über die Modellnummer abgerufen, die beim Einwechseln eines Modells automatisch ausgelesen oder manuell eingegeben werden kann, so daß die Schaltzeitpunkte für die einzelnen Schnellschaltventile 92 automatisch aktiviert sind. Ein weiterer Vorteil der Einzelantriebe besteht noch darin, daß die Druckluft den Druckluftbehälter 19 unbehindert mit besserem Wirkungsgrad zwischen den Kolbenstangen 37.2 durchströmen kann.

Zur Erweiterung der multifunktionalen Verdichtungsmöglichkeiten, ist es im weiteren auch noch möglich, das aus EP-0995522 bekannte Luftstromverfahren entsprechend der Darstellung in den Figuren 01,02 und 08 in das erfindungsgemäße Verdichtungssystem zu integieren. Bei diesem Verfahren wird der lose geschüttete Formstoff zunächst durch einen ca. 1 bis 3 Sekunden dauernden Luftstrom homogenisiert und fluidisiert, ohne dabei eine erkennbare Vorverdichtung zu bewirken. Dabei wird nur soviel Druckluft in die Formkammer 10 eingeblasen, wie bei einem entsprechenden Druckgefälle über die Modellplattendüsen 07 ohne weiteren Druckanstieg wieder abfließen kann. Alternativ kann der Luftstrom aber auch von einer Unterdruckquelle 84 unterhalb der Modellplatte 02 oder aus einer Kombination aus Unterdruck unter der Modellplatte 02 und einem geringen Überdruck in der Formkammer 10 erzeugt werden. In den laufenden Homogenisierungs- und Fluidisierungsvorgang hinein wird dann in einem stufenlosen Übergang der erfindungsgemäße Verdichtungsimpuls eingeleitet. Die Integration dieses Verfahrens erfolgt über die rautenförmigen Rohre 30.2, die gemäß Darstellung in den Figuren 01 und 08 im Zwischenrahmen 30.1 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die rautenförmige Ausbildung der Rohre 30.2 wurde gewählt, um eine Stromteilung der aus den Kanälen 26.3 gebündelt austretenden Düsenstrahle zu bewirken. Die Rautenrohre 30.2 sind gemäß Fig.08a mit schmalen Schlitzen oder gemäß Fig.08b mit kleinen Bohrungen versehen, die in größerer Anzahl über die Rohrlänge verteilt sind und über die der Luftstrom gleichmäßig verteilt in die Formkammer einströmt. Die Schlitze Fig.08a bzw. die Bohrungen Fig.08b bilden insgesamt in Anzahl und Größe einen fixen Querschnitt, so daß der von der Durchströmkapazität der Modellplattendüsen 07 abhängige Massenstrom nach den Gesetzmäßigkeiten des unterkritischen Auströmens durch den Druck in den Rautenrohren 30.2 bestimmt wird. Dieser Druck wird am Druckregler 51 eingestellt und über den Reglerkessel 52, über das Ventil 77 sowie über den Verteilerkanal 30.5 den Rautenrohren 30.2 zugeführt, wobei das Ventil 78 geschlossen ist. Der über die Modellplattendüsen abfließende Luftstrom gelangt über die ausgeschalteten Ventile 80, 81 und 83 in die freie Atmosphäre oder alternativ über die ausgeschalteten Ventile 80 und 81 sowie über das eingeschaltete Ventil 83 zur Unterdruckquelle 84. Soll der Luftstrom nur von der Unterdruckquelle erzeugt werden, dann sind die Ventile 77, 80 und 81 ausgeschaltet und die Ventile 78, 83 und 85.1/2 eingeschaltet und der Luftstrom wird über Rautenrohre 30.2 und über das Ventil 78 aus der freien Atmosphäre angesaugt, so daß in der Formkammer 10 keine Unterdruckwirkung entstehen kann. Gemäß Fig.01 werden die Rautenrohre 30.2 linksseitig in den Zwischenrahmen 30.1 eingeführt und dort über den Flansch 30.3 befestigt. Rechtsseitig münden die Rautenrohre 30.2 mit ihren Öffnungen 30.4 im Verteilerkanal 30.5 (Fig.01 u.02), der im Zwischenrahmen 30.1 integriert ist. Das Rückschlagventil 76 verhindert, daß der Verdichtungsdruck von der Formkammer 10 in das Luftstrom-Drucksystem gelangt. Der am Druckregler 51 einzustellende Druck ist auf Grund der unterschiedlichen Düsenbestückung der Modellplatten 02 modellabhängig. Die Druckwerte werden daher auch in den bereits beschriebenen Datensätzen abgelegt, so daß die Druckeinstellung beim Einwechseln eines Modells automatisch erfolgen kann.

Wie eingangs bereits ausgeführt, ermöglicht die Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Impulsverdichtungen auch noch ein weiteres, nicht impulsartig ablaufendes Verdichtungsverfahren, welches einfacherweise durch Umschalten auf ein entsprechendes Steuerprogramm aktiviert werden kann. Bei diesem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren wird zunächst Druckluft von unten über das Ventil 80 und über die Modellplattendüsen 07 entgegen der Schwerkraft des Formstoffes in die Formkammer 10 eingeblasen, bis der Druck in der Formkammer 10 gleich dem Druck im Druckluftbehälter 19 bzw. im Speicherkessel 45 ist. Dieser Druck, der am Druckregler 43 eingestellt wird, kann zwischen 2 bar und dem maximalen Netzdruck von 8 bar, vorzugsweise aber zwischen 3 bar und 6 bar liegen. Das Einblasen erfolgt mit einem flachen, am Drosselventil 79 einstellbaren Druckgradienten von 1 bis 6 bar/sek (vorzugsweise 2 bis 4 bar/sek), um den lose eingeschütteten Formstoff nicht anzuheben. Dieses Einblasen bewirkt keine Formstoffverdichtung, weil sich oberhalb des lose geschütteten Formstoffes 08 noch der Freiraum 09 befindet, so daß sich der Formstoff nach oben hin nicht abstützen kann. Die Formkammer 10 und die Luftporen im Formstoff werden dabei lediglich in einen Zustand höheren atmosphärischen Drukes gebracht. Im weiteren ist es auch möglich, zusätzlich zum Einblasen von unten auch noch über das Ventil 77 und über die Rautenrohre 30.2 von oben Druckluft in die Formkammer 10 einzublasen, womit der Druckaufbau in der Formkammer 10 beschleunigt wird. Um dabei eine Vorverdichtung des Formstoffes zu vermeiden, wird das Einblasen von oben erst eingeschaltet, wenn das Einblasen von unten bereits im Gange ist und der Druckaufbau in der Formkammer 10 ca. 30 bis 70% (vorzugsweise 50%) des Enddruckes erreicht hat. Entsprechend wird das Ventil 77 zeitverzögert zum Ventil 80 eingeschaltet.

Ausgehend von der in Fig.01 dargestellten Ausgangsstellung, in der nur die beiden Ventile 42 und 50 eingeschaltet sind und alle anderen Ventile und die Ventile in Fig.08 ausgeschaltet bzw. stromlos sind, läuft der zuvor beschriebene Verdichtungsvorgang wie folgt ab: Vorbereitend werden zunächst die Ventile 49, 71, 75, 67.1/2 und 85.1/2 (Fig.08) eingeschaltet und das Ventil 50 ausgeschaltet. Durch Ausschalten des Ventils 50 und Einschalten des Ventils 49 wird vom Drucksystem 52 für das Luftstromverfahren gemäß EP-0995522 auf das Drucksystem des Druckluftbehälters 19 bzw. Speicherkessels 45 umgeschaltet, welches für das Einblasen bei diesem Verdichtungsverfahrens erforderlich ist. Durch Einschalten der Ventile 71 und 75 werden die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 29.9 vom Netzdrucksystem 40 auf das Drucksystem des Druckbehälters 19/45 umgeschaltet und durch Einschalten der Ventile 67.1/2 und 85.1/2 (Fig.08) werden zum einen die Zylinderräume 25.3 und zum anderen die Formkammer 10 zur freien Atmosphäre hin abgesperrt. Danach wird das Ventil 80 eingeschaltet, womit die Druckluft des Druckluftbehälters 19/45 von unten in den Hohlraum 06 des Modellplattenträgers 01 und von dort über die Modellplattendüsen 07 in die Formkammer 10 eingeblasen wird. Zusätzlich zum Einblasen von unten kann auch noch zeitlich verzögert von oben Druckluft in die Formkammer 10 eingeblasen werden, indem das Ventil 77 mit entsprechender Zeitverzögerung nach dem Ventil 80 eingeschaltet wird. Da aus der Formkammer 10 keine Druckluft entweichen kann, stellt sich hier schließlich der gleiche Druck wie im Druckluftbehälter 19/45 ein. Mit Erreichen dieses Druckes schaltet der Formkammerdrucksensor 87 (Fig.08) das Anheben der Ventilstößel 23.1/24.1 ein, wodurch über die Düsen 25.1 eine Verbindung zwischen dem Druckluftbehälter 19 und der Formkammer 10 sowie zwischen dem Druckluftbehälter 19 und den oberen Preßzylinderräumen 25.3 hergestellt wird. Da in diesem Zustand allseitige Druckgleichheit herrscht, entsteht keine Bewegung. Nur die Preßstempel legen sich mit ihrem geringen Eigengewicht auf die lose Formstoffoberfläche auf. Danach wird durch Ausschalten des Ventils 80 und durch Einschalten des Ventils 81 ein Fluidisierungsvorgang eingeschaltet, wobei über die Modellplattendüsen 07, über das Ventil 80, über die Drossel 82 und über das Ventil 83 eine geringe, der Fluidisierung entsprechenden Luftmenge zur freien Atmosphäre hin abfließt. Die Zeit für diese Fluidisierung ist frei wählbar und während dieser Zeit wird der Druckluftbehälter 19/45 über das Ventil 42 und über den Druckregler 43 nachgespeist. Nach der Fluidisierung folgt stufenlos der Verdichtungsvorgang, wobei die Ventile 72.1/2 eingeschaltet und die Ventile 75 und 81 ausgeschaltet werden. Durch Ausschalten des Ventils 81 wird die Fluidisierung aufgehoben und der Verdichtungsluftstrom freigegeben. Durch das gleichzeitige Einschalten der Ventile 72.1/2 werden die kolbenstangeseitigen Zylinderräume 29.9 zur freien Atmosphäre hin entlastet, so daß die Preßstempel im Kontakt mit dem Formstoff nach unten bewegt werden und zusammen mit dem Verdichtungsluftstrom den Form-stoff verdichten. Der Verdichtungsluftstrom und die Preßstempelbewegung werden dabei von dem Druckluftbehälter 19/45 gespeist, wobei dieser wiederum über das Ventil 42 und über den Druckregler 43 vom Druckluftnetz 40 nachgespeist wird. Diese kombinierte Verdichtung beginnt mit der Expansion des Formkammerdruckes unmittelbar an den Modellplattendüsen 07 und somit vorteilhafterweise unmittelbar an der Modellplattenoberfläche, wobei der so entstehende Verdichtungsluftstrom von den unmittelbar nachschiebenden Preßstempeln wirksam unterstützt wird. Dieses Verdichtungssystem kann daher auch als Expansionspressen bezeichnet werden. Nach ca. 70% der Verdichtungszeit werden die Düsen 25.1 durch Absenken der Ventilstößel 23.1/24.1 wieder verschlossen, wodurch die Nachspeisung aus dem Druckluftbehälter 19/45 beendet wird. Der Verdichtungsluftstrom wird danach von der in der Formkammer 10 und in den Durchgangskanälen 26.3 noch verhandenen Druckluft gespeist. Mit dem Schließen der Düsen 25.1 wird das Ventil 64 eingeschaltet, wodurch die oberen Preßzylinderräume 25.3 über den Druckregler 63 mit einem höheren Druck, bis zum Netzdruck oder über einen in Fig.01 nicht dargestellten Druckübersetzer mit einem über den Netzdruck liegenden Druck beaufschlagt werden und wodurch ein stufenloser und kontinuierlicher Übergang zum statischen Pressen erfolgt. Mit Erreichen des maximalen, vom Drucksensor 68 gemeldeten Druckes werden die Ventile 85.1/2 (Fig.08) ausgeschaltet, wodurch der Formkammerdruck über die Drosselventile 86.1/2 (Fig.08) kontrolliert abgebaut wird. Dabei entfällt die formkammerseitige Druckwirkung auf die Kolbenstangenflächen der Preßstempel, womit sich die Preßkraft der Preßstempel weiter erhöht. Nach dem vom Drucksensor 87 (Fig.08) gemeldeten Druckabbau in der Formkammer 10 werden die Ventile 64, 67.1/2 und 72.1/2 ausgeschaltet und das Ventil 71 eingeschaltet, womit die Preßstempel wieder in ihre obere Ausgangsstellung gehoben werden. Gleichzeitig mit dem Anheben der Preßstempel wird der Entformungsvorgang mit dem Absenken des Hubtisches 13 gestartet. Sofern die Unterdruckquelle 84 installiert ist, können die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 29.9 zur noch intensiveren Verdichtungswirkung anstatt zur freien Atmosphäre auch zur Unterdruckquelle 84 hin geschaltet werden, indem anstatt der Ventile 72.1/2 die Ventile 73.1/2 eingeschaltet werden. Im weiteren kann nach dem Fluidisierungsvorgang der aus den Modellplattendüsen 07 abfließende Verdichtungsluftstrom auch zur Unterdrukquelle 84 hin abgeführt werden, indem mit dem Ausschalten des Ventils 81 das Ventil 83 eingeschaltet wird.

Wenn eine Verdichtungseinheit nur mit dem zuvor beschriebenen Verdichtungsverfahren des Expansionspressens betrieben werden soll, dann können anstatt der Lavaldüsen nur einfache zylindrische Bohrungen verwendet werden und außerdem kann dabei auch das Ventilstößelsystem wesentlich vereinfacht werden. Gemäß Fig.13 besteht eine weitere Vereinfachung darin, den Verdichtungsvorgang unter Wegfall des Druckluftbehälters 19/20.1 und des Ventilstößelsystems 23.1/24.1 über externe Schaltventile zu steuern, wobei das System dann vom Druckluftbehälter 45 gespeist wird. Dabei übernehmen die Ventile 93.1/2 und 94.1/2 die Steuerung der Preßstempelzylinder. Die Ventile 77.1/2 steuern den Verdichtungsluftstrom, der über die Kanäle 99 und über die Bohrungen bzw. Düsen 99a in die Formkammer einströmt. Mit den Ventilen 95/96 kann noch zusätzlich nach Erreichen des Niederdruckpreßwertes auf Hochdruckpressen umgeschaltet werden, wobei der Hochdruck vom Druckübersetzer 97 und vom nachgeschalteten Hochdruckkessel 98 bereit gestellt wird. Am Ende des Hochdruckpressens wird beim Reversieren der Preßstempel zunächst der in den Zylinderräumen 25.3 vorhandene Hochdruck in den Niederdruckbehälter 45 entlastet, so daß mit Vorteil für den Energiebedarf die Zylinderräume 25.3 nur mit dem Niederdruck zur freien Atmosphäre entlastet werden. Auf Grund der Volumensverhältnisse zwischen 45 und 25.3 entsteht bei der Hochdruckentlastung von 25.3 nach 45 keine nennenswerte Druckerhöhung in 45. Die überigen in der Fig.13 dargestellten Ventile und Drucksensoren behalten ihre Funktion analog der vorangegangenen Beschreibung.

Die Fig.12 zeigt eine mögliche Variante, die alternativ zur Fig.01 ausgeführt werden kann. Hierbei ermöglicht das Distanzmaß 30.7 ein Aus- und Einfahren des Füllrahmens 04 bzw. der Formeinheit 05 bei vollständig abgesenkten Preßstempeln 27.1/27.2, wobei zwischen den Preßfüßen 27.2 und dem Füllrahmen 04 ein Sicherheitsabstand von beispielsweise 15 bis 20mm vorgesehen ist. Eine Sicherheitsüberwachung der Preßstempel für Füllrahmentransport (gemäß Fig.09/09a) ist bei dieser Ausführungsvariante nicht erforderlich. In der rechten Schnitthälfte der Fig.12 ist die Ausgangs- bzw. Ruhestellung dargestellt. In der linken Schnitthälfte der Fig.12 ist die Arbeits- bzw. Verdichtungsstellung dargestellt. Der Verdichtungsvorgang mit den verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten kann unverändert genau so ablaufen, wie bisher beschrieben, wobei die Preßstempel nach dem Verdichtungsvorgang jeweils wieder in die obere Endlage zurückgefahren werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Preßstempel nach dem Verdichten in ihrer unteren Stellung belassen werden und die Zylinderräume 25.3 und 29.9 drosselfrei zur freien Atmosphäre hin entlastet werden. Beim Anheben der Formeinheit 05 in die Verdichtungsstellung werden die Preßstempel dann von dem lose geschütteten Formstoff 08 angehoben. Das geringe Gewicht der als Hohlkörper ausgebildeteten Preßstempel sowie die geringe Reibung durch die deaktivierten Dichtungen gemäß Fig.03, bewirken nur ein geringes Andrücken der losen Formstoffoberfläche, so daß die Preßfüße 27.2 beim Auslösen des Verdichtungsvorganges bereits Kontakt mit der losen Formstoffoberfläche haben. Eine soche Betriebsweise wäre beispielsweise mit hydraulisch angetriebenen Preßstempel nicht möglich. Eine weitere Verdichtungsmöglichkeit mit der Ausführungsvariante gemäß Fig.12 besteht darin, daß im abgesenkten Zustand der Preßstempel die Zylinderräume 25.3 mit einem entsprechend eingestellten Druck des Druckluftbehälters 19 durch Öffnen der Preßstempeldüsen 25.1 beaufschlagt werden, wobei die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 29.9 zur freien Atmosphäre hin entlastet sind. Die Formeinheit 05 mit dem losen Formstoff 08 wird dann gegen die vorgespannten Preßstempel gefahren, wobei die einzelnen Preßstempel wie eine elastische Preßplatte wirken und der einzelne Preßstempel dabei entsprechend der von der Modellkontur abhängigen Formstoffverdichtung gegen den Vorspanndruck hochgedrückt wird. Diese Verdichtungsvariante, für die nur ein entsprechendes Steuerprogramm zu aktivieren ist, kann auch noch durch ein von der Unterdruckquelle 84 angesaugten Fluidisierungstrom unterstützt werden. Um nach der Verdichtung einen langen Leerhub bis zum Entformen zu vermeiden, kann noch eine Hubvorrichtung 30.8 vorgesehen werden, die nach dem Andrücken des Füllrahmens 04 an den Zwischenrahmen 30.1 (Fig.12, linke Schnitthälfte) mit den Halteplatten 30.9 gegen den Formkasten 03 gefahren wird. Der Aussenkvorgang durch den Hubtisch 13 kann dadurch sofort nach der Verdichtung und nach dem Druckabbau in der Formakmmer 10 und in den Preßzylinderräumen 25.3 beginnen und zwar aus der Lage, die der Formkasten während der Verdichtung eingenommen hatte. Nach einem bestimmten Aussenkhub der Modellplatte 01/02 wird auch die Hubvorrichtung 30.8 mit dem Formkasten 03 und dem Füllrahmen 04 zeitparallel zum Resthub der Modellplatte abgesenkt, wodurch der Formkasten 03 mit dem aufliegenden Füllrahmen 04 auf die Formkastenrollenbahn 18 abgesetzt wird.

Die wiederholt in der Beschreibung angesprochenen Datensätze können natürlich sämtliche modellbezogenen Daten für die Verdichtung und für sonstige Funktionen beinhalten. Ein Datensatz ist dabei immer einer Modellnummer bzw. dem zugehörigen Modell zugeordnet. Beim Einwechseln eines Modells in die Formmaschine wird die Modellnummer durch manuelle Eingabe oder durch automatisches Auslesen aktiviert. Die Daten des zugeordneten Modells werden dann automatisch an die Steuerung übertragen und die entsprechenden Aktoren werden automatisch auf die entsprechenden Werte eingestellt.

Bezugszeichenliste

Claims

Verfahren zum Verdichten von Formstoffen (z.B. Gießereiformsand) innerhalb einer geschlossenen, zur Atmosphäre hin abgedichteten Formkammer, die aus einer mit Entlüftungsdüsen versehenen Modellplatte, einem Formkasten und einem Füllrahmen besteht und die an ihrer Oberseite durch Anlegen an eine Verdichtungseinrichtung verschließbar ist und wobei der lose eingefüllte Formstoff durch die Einwirkung eines von einem Druckluftspeicher gespeisten Druckluftstoßes und durch mechanisches Nachpressen verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet,

daß die einzelnen Preßstempel 27.1 eines Vielstempelsystems jeweils durch einen druckluftbetriebenen Freistrahl aus einer Lavaldüse 25.1 oder durch einen Druckluftstoß aus einer großfächigen zylindrischen Öffnung bis zu 800 m/sek² beschleunigt werden und die Formstoffverdichtung dabei durch die kinetische Energie der einzelnen Preßstempel 27.1 in Form eines Vielstempel-Preßimpulses erfolgt,

daß zusätzlich zum Vielstempel-Preßimpuls noch ein synchron verlaufender Druckluftimpuls über ein aus Lavaldüsen 25.1 oder großflächigen zylindrischen Öffnungen bestehendes Vieldüsensystem auf den Formstoff zur Einwirkung gebracht werden kann, wobei durch eine zeitlich abgestimmte Einschaltfolge zwischen Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls eine synchrone und somit einstufige Verdichtungswirkung der beiden Impulse erfolgt und

daß durch die synchrone und einstufige Verdichtungswirkung der Fließzustand des Formstoffes während des Verdichtungsvorganges ohne Unterbrechung bis annähernd zur Endverdichtung aufrecht erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vielstempelsystem für den Vielstempel-Preßimpuls in einem Raster 25.7 und das Vieldüsensystem für den Druckluftimpuls in einem versetzten Zwischenraster 25.8 flächendeckend über der Formstoffoberfläche angeordnet ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lavaldüsen 25.1 bzw. zylindrischen Öffnungen für den Vielstempel-Preßimpuls und für den Druckluftimpuls innerhalb der Bodenplatte 20.2 angeordnet sind, wodurch für das Auslösen des Verdichtungsvorganges auf kürzestem Weg eine unmittelbare und weitgehend verlustfreie Verbindung zwischen dem Druckluftbehälter 19 einerseits und den Preßzylinderräumen 25.3 und den Druckluftimpulskanälen 26.3 andererseits freigegeben wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vielstempel-Preßimpuls und der Druckluftimpuls aus einem gemeinsamen Druckluftbehälter 19 gespeist werden und daß der am Druckregler 43 einstellbare, vor dem Verdichtungsvorgang anstehende Ausgangsdruck im Druckluftbehälter 19 maximal 8 bar, vorzugsweise 3 bis 6 bar beträgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtungsvorgang wahlweise mit der Kombination aus Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls oder nur mit dem Vielstempel-Preßimpuls oder nur mit dem Druckluftimpuls durchführbar ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vielstempel-Preßimpuls und mit Beginn des Druckabbaues in der Formkammer 10 ein stufenloser und kontinuierlicher Übergang zum statischen Pressen mittels der Preßstempel 27.1 einsetzt, wobei der Druck in den Kolbenräumen 25.3 bis auf den Netzdruck von 8 bar oder über einen zusätzlichen Druckübersetzer bis auf einen Druck von 12 bar erhöht werden kann, wobei durch die annähernd gleichen Durchmesser des Zylinders 26.2 und des Preßfußes 27.2 ein dem Hochdruck zuzuordnender Formpreßdruck von 120 N/cm² erreichbar ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdichtungsvorgang ein Fluidisierungsluftstrom vorgeschaltet werden kann, der über die Rautenrohre 30.2 mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen flächendeckend und gleichmäßig verteilt in den losen Formstoff 08 eingeblasen wird'und der ohne erkennbare Wirkung einer Vorverdichtung den losen Formstoff 08 fluidisiert und homogenisiert und über die Modellplattendüsen 07 wieder zur freien Atmosphäre abfließt, und dem in einem stufenlosen und kontinuierlichen Übergang der Verdichtungsvorgang folgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstempel 27.1 alle zeitgleich gestartet werden können, wobei sich eine planparallele Hubfront der Preßstempel ergibt, oder daß die Preßstempel 27.1 zu unterschiedlichen Zeitpunkten gestartet werden können, wobei sich eine profilierte Hubfront ergibt und womit die durch die Modellkontur und/oder durch die Formkastenrandlage bedingten unterschiedlichen Verdichtungshübe so ausgeglichen werden können, daß sie weitgehend gleichzeitig ihre Endverdichtung erreichen, was wesentlich zu einer spannungsfreien und homogenen Verdichtung beiträgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskraft auf die einzelnen Preßstempel 27.1 bei jeweils gleichen Lavaldüsen 25.1 bzw. bei jeweils gleichen zylindrischen Öffnungen gleich groß ist und daß dadurch die jeweils gleichzeitig gestarteten Preßstempel synchron beschleunigt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im Außenbereich liegenden Düsen für die Preßstempel und für den Druckluftimpuls gegenüber dem Innenbereich vergrößert sein können, um durch eine höhere Energiezufuhr und dadurch höhere Beschleunigungskraft die Formstoffreibung am Formkastenrand zu kompensieren.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Kanälen 26.3 austretenden Luftstrahle für den Druckluftimpuls durch die Rautenrohre 30.2 (Fig.08) geteilt werden und sich dadurch im Bereich des Freiraumes 09 zu einer vergleichmäßigten Druckwelle vermischen.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Absprüchen 1 bis 11, bestehend aus einer Formeinheit 05, einem Hubtisch 13 zur vertikalen Bewegung der Formeinheit 05 und zum Anpressen der Formeinheit 05 an eine Verdichtungseinrichtung, einem den Druckluftbehälter 19 bildenden Gehäuse 20.1, einer unteren Bodenplatte 20.2 mit darin rastermäßig angeordneten Düsen 25.1 zur Auslösung eines Druckluftimpulses, einer oberen Kopfplatte 20.3 mit einen darin angeordneten Zylinder 20.4 und einer im Zylinder 20.4 geführten Hubvorrichtung 21.1 bis 21.5 mit daran befestigten Ventilstößeln 23.1 zum Öffnen und Schließen der Düsen 25.1, dadurch gekennzeichnet,

daß unter der Bodenplatte 20.2 ein Zylinderblock 26.1 angeordnet ist, der in einem Raster 25.7 eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 26.2 zur Aufnahme der Preßstempel 27.1 des Vielstempelsystems und in einem weiteren Zwischenraster 25.8 eine Vielzahl von Durchgangskanälen 26.3 für den Druckluftimpuls aufweist,

daß in der Bodenplatte 20.2 in einem deckungsgleichen Raster zu 25.7 und 25.8 Lavaldüsen 25.1 angeordnet sind, wobei die dem Raster 25.7 zugeordneten Lavaldüsen 25.1 unmittelbar in die kolbenseitigen Räume 25.3 der Zylinder 26.2 einmünden und die dem Raster 25.8 zugeordneten Lavaldüsen 25.1 unmittelbar in die Durchgangskanäle 26.3 für den Druckluftimpuls einmünden,

daß die Bodenplatte 20.2 den unteren Abschluß des Druckluftbehälters 19 bildet und sich dadurch über die Lavaldüsen 25.1 auf kürzestem Wege eine unmittelbare und annähernd verlustfreie Verbindung zwischen dem Druckluftbehälter 19 und den kolbenseitigen Zylinderräumen 25.3 sowie den Durchgangskanälen 26.3 ergibt,

daß die Lavaldüsen 25.1 durch die Ventilstößel 23.1/24.1 verschließbar sind und für den Verdichtungsvorgang durch schlagartiges Anheben der Ventilstößel 23.1/24.1 geöffnet werden, wobei die Lavaldüsen 25.1 für den Druckluftimpuls nach einer geringen zeitlichen Verzögerung bzw. nach dem Vorhub 25.6 geöffnet werden, um eine synchrone Verdichtungswirkung von Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls zu erzielen und .

daß der Zylinderblock 26.1 im unteren Bereich einen Zwischenrahmen 30.1 aufweist, mit dem der Freiraum 09 für die Preßstempelfüße 27.2, für die Rautenrohre 30.2 und für die Ausbreitung der Druckluftimpulswelle gebildet wird und an dem der Füllrahmen 04 angedrückt und über die Dichtungen 11.1 abgedichtet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt der Lavaldüsen 25.1 auch großflächige zylindrische Bohrungen oder eine Kombination aus Lavaldüsen 25.1 und großflächigen zylindrischen Bohrungen vorgesehen werden können, wobei der Querschnitt einer großflächigen zylindrischen Bohrung bis zu 40% des Querschnittes einer Zylinderbohrung 26.2 beträgt.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Preßstempel 27.1 einen kreisrunden Preßfuß 27.2 mit kegeliger Preßfläche aufweist,

daß sich der Preßfuß 27.2 nach einem zylindrischen Teil kegelförmig bis auf den Kolbenstangendurchmesser verjüngt und stufenlos in die Kolbenstange 27.3 übergeht,

daß der kegelförmige übergang vom Preßfuß zur Kolbenstange 27.3 zur Vermeidung von Formstoffablagerungen einen Kegelwinkel von maximal 60 Grad aufweist und

daß die gesamte Preßfußoberfläche und Kolbenstangenoberfläche hartverchromt sind, um ein Anhaften von Formstoff zu vermeiden oder wesentlich zu reduzieren.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstempel 27.1 vorzugsweise eine Leichtbauweise aufweisen, um die zu beschleunigende Masse zu reduzieren, wobei der Preßfuß 27.2, die Kolbenstange 27.3 und das Kolbenträgerteil 27.4 als Hohlkörper ausgebildet sind und aus einem Stahlwerkstoff bestehen und die Kolbenteile 28.1/2/4 bzw. 31.1/2/3/5 aus einem Leichmetallwerkstoff bestehen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

daß das Kolbenstangenlager 29.1 ein aufvulkanisiertes Dämpfungsgummi 29.8 aufweist, womit die Abwärtsbewegung des Preßstempels 27.1 bei einer fehlerhaft zu geringen Formstoffüllung abgedämpft wird,

daß die Kolbenabschlußscheibe 28.4/31.5 ein aufvulkanisiertes Dämpfungsgummi 28.5 aufweist, womit der Endanschlag bei der Aufwärtsbewegung des Preßstempels 27.1 abgedämpft wird, und

daß das Dämpfungsgummi 28.5 zusammen mit der Kolbenabschlußscheibe 28.4 und der kugelförmigen Hutmutter 28.8 einen Aufprallbecher 25.2 für den mit Überschallgeschwindigkeit aus der Lavaldüse 25.1 austretenden Freistrahl bildet.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

daß die Preßstempel 27.1 vorzugsweise aktivierbare Dichtungen 31.7 und 32.6 aufweisen, um die Reibungsverluste während der durch die Düsenstrahleinwirkung ausgelösten Beschleunigungsphase zu reduzieren,

daß die aktivierbaren Dichtungen 31.7 und 32.6 durch Einwirkung eines bestimmten Druckes aufgeweitet und gegen die abzudichtenden Flächen gedrückt werden,

daß sich die aktivierbaren Dichtungen 31.7 und 32.6 im drucklosen Zustand durch ihre Elastitität von den abzudichtenden Flächen zurückziehen,

daß die Aufweitung der Dichtungen 31.7 und 32.6 durch die Druckluft aus den jeweiligen mit Druckluft beaufschlagten Räumen 10/32.7, 25.3 oder 29.9 erfolgt und

daß die Druckluft zur Aufweitung der Dichtungen über die Kanäle 31.6 bzw. 32.5 in den jeweiligen Innenräumen zwischen Dichtung 31.7 und Zwischenring 31.3 bzw. zwischen Dichtung 32.6 und Zwischenring 32.2 zur Einwirkung gebracht wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß vor Auslösung des Vielstempel-Preßimpulses die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 29.9 vollständig druckentlastet werden und daß die Preßstempel 27.1 vor Auslösen des Vielstempel-Preßimpulses durch Anlegen eines geringen Unterdruckes in den Zylinderräumen 29.9 oder eines geringen Überdruckes in den Zylinderräumen 25.3 vom Zustand der Haftreibung in den Zustand der Gleitreibung gebracht werden.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Öffnen und Schließen der Lavaldüsen 25.1 bzw. der alternativ verwendbaren zylindrischen Bohrungen direkt öffnende Ventilstößel 23.1 für den Vielstempel-Preßimpuls und verzögert öffnende Ventilstößel 24.1 für den Druckluftimpuls verwendet werden, um eine synchrone Verdichtungswirkung von Vielstempel-Preßimpuls und Druckluftimpuls zu erzielen,

daß die Ventilstößel 23.1 und 24.1 über die Schäfte 21.6a/b an einem mit Durchströmungsöffnungen 21.7/21.8/21.9 versehenen Hubrahmen 21.5 angeordnet sind,

daß die direkt öffnenden Ventilstößel 23.1 aus einem elastischen Material (z.B.Gummi) bestehen, welches beim Schließen zusammengedrückt wird und sich beim Öffnen wieder entspannt und wodurch der Ventilstößel 23.1 nach dem Entspannungshub (Maß 23.6 minus Maß 23.7) mit einer bereits definitiven Geschwindigkeit schlagartig vom Ventilsitz abhebt,

daß die Ventilstößelverformung durch den im öffnungszustand bestehenden Spalt 23.5 weitgehend reibungsfrei zur Stützscheibe 23.3 verläuft,

daß die verzögert öffnenden Ventilstößel 24.1 aus je einem Ventilteller 24.2 mit aufvulkanisierter Dichtung 24.3, einer Dämpfscheibe 24.5 und einem Schleppbolzen 24.4 mit einer daran befestigten Mitnehmerscheibe 24.9 bestehen,

daß der Schleppbolzen 24.4 in einer im Hubrahmen 21.5/21.6b eingesetzten Büchse 24.6 geführt wird,

daß auf der Büchse 24.6 eine aus Gummi bestehende Dämpfscheibe 24.7 und eine aus schlagfesten Kunststoff bestehende Schlagscheibe 24.8 aufliegt, die nach dem Hub 25.6 die Mitnehmerscheibe 24.9 erfaßt und dadurch den Ventilteller 24.2/24.3 mit einer bereits definitiven Geschwindigkeit schlagartig vom Ventilsitz abhebt und

daß nach dem vollen Hub 22.3 des Hubrahmens 21.5 die Öffnungsspalte 22.5 und 22.6 bestehen, wobei ein Öffnungsspalt mindestens ein Viertel des Düseneinlaufdurchmessers 25.4 (D/4) beträgt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 11, mit einer aus einem Hubrahmen 21.5 und daran befestigter Ventilstößel, einem Hub- und Führungskolben 21.1 bis 21.4 und einer Hubrahmenverdrehsicherung 25.9, bestehenden Hubvorichtung zum Öffnen und Schließen eines rastermäßig angeordneten und zur Formstoffverdichtung verwendeten Düsensystems, dadurch gekennzeichnet,

daß der Hubrahmen 21.5 mit einem als Arbeitskolben ausgebildeten Führungsrohr 34.1 verbunden ist, welches in einem in den Druckluftbehälter 19 hineinragenden und in der Kopfplatte 34.5 integrierten Zylinder 34.6 geführt wird und dessen Innenraum 34.7 durch die Öffnungen 20.5, 20.6 und 21.7 Bestandteil des Druckluftbehälters 19 ist,

daß das Führungsrohr 34.1 unter dem Druck des Druckluftbehälters 19 steht und dadurch eine nach oben gerichtete Kraft auf den Hubrahmen 21.5 und auf die daran befestigten Ventilstößel 23.1 ausübt,

daß die Ventilstößel 23.1 durch die Druckeinwirkung des Druckluftbehälters 19 eine nach unten gerichtete Kraft auf den Hubrahmen 21.5 ausüben, die durch entsprechend ausgelegte Flächenverhältnisse zwischen dem Führungsrohr 34.1 und den Ventilstößeln 23.1 größer ist als die nach oben gerichtete Kraft des Führungsrohres 34.1, so daß die Ventilstößel 23.1 ohne zusätzliche Krafteinwirkung eigensicher in Schließstellung gehalten werden,

daß an der Kopfplatte 34.5 ein Zusatzzylinder 35.1 angeordnet ist, dessen Kolben 35.2 über die Verbindungsscheiben 34.8 und 34.9 zwangsfrei mit dem Führungsrohr 34.1 verbunden ist, wobei der Kolben 35.2 im Ruhezustand beidseitig drucklos ist und keine Kraft auf das Führungsrohr 34.1 ausübt,

daß der Kolben 35.2 zum Anheben und Beschleunigen des Hubrahmens 21.5 und der Ventilstößel 23.1 und 24.1 bei entlasteten Kolbenraum 35.7 über die Ventile 90.1/2 mit dem Netzdruck 40 beaufschlagt wird, wodurch eine zusätzliche nach'oben gerichtete Kraft auf das Führungsrohr 34.1 einwirkt, die zusammen mit der vom Führungsrohr 34.1 ausgeübten Kraft eine gesamte, nach oben gerichtete Hubkraft bildet, die größer ist als die Zuhaltekraft der Ventilstößel und die ein schlagartiges Anheben und Beschleunigen des Hubrahmens 21.5 mit den daran befestigten Ventilstößeln 23.1 und 24.1 bewirkt,

daß der Kolben 35.2 zum Absenken des Hubrahmens 21.5 bzw. zum Schließen der Düsen bei entlasteten unteren Kolbenraum über die Ventile 89.1/2 mit dem Netzdruck 40 beaufschlagt wird, wodurch eine nach unten gerichtete Kraft auf das Führungsrohr 34.1 einwirkt, die größer ist als die vom Führungsrohr 34.1 nach oben ausgeübte Kraft, wodurch die Ventilstößel 23.1 und 24.1 auf ihren Ventilsitz gedrückt werden und wobei nach Einsetzen des eigensicheren Schließens der Ventilstößel 23.1 der obere Kolbenraum 35.7 über die Ventile 89.1/2 wieder entlastet wird, und daß der Durchmesser des Zusatzzylinders 35.1 durch die anteilige Hubkraft des Fühungsrrohres 34.1 entsprechend klein gehalten werden kann, wodurch das zu steuernde Druckluftvolumen und somit die Druckaufbauzeit wesentlich reduziert und die Öffnungsgeschwindigkeit der Ventilstößel wesentlich erhöht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

daß ein oder mehrere Ventile 89.1/2 zwecks schneller Steuerung des oberen Zylinderraumes 35.7 unmittelbar am oberen Zylinderflansch angebracht sind,

daß ein oder mehrere Ventile 90.1/2 zwecks schneller Steuerung des unteren Zylinderraumes unmittelbar am unteren Zylinderflansch angebracht sind um eine schnelle Hubreaktion für das schlagartige Öffnen der Ventilstößel zu erzielen und

daß der Kolben 35.2 in seiner unteren Ausgangsstellung einen sehr kleinen Abstand 35.6 zum Zylinderflansch hat, um einen schnellen Druckaufbau und eine schnelle Hubreaktion für das schlagartige Öffnen der Ventilstößel zu erzielen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet,

daß der Hubrahmen 21.5 den Gesamthub 22.3 durchläuft, um den Vielstempel-Preßimpuls und den Druckluftimpuls auszulösen oder

daß der Hubrahmen 21.5 nur den Teilhub 22.4 durchläuft, um nur den Vielstempel-Preßimpuls auszulösen

daß der Zusatzzylinder 35.1 einen Tandemzylinder 35.4 aufweist, dessen Kolben 22.2 im ausgefahrenen Zustand als Endanschlag den Teilhub 22.4 begrenzt und

daß der Kolben 35.2 ein Dämpfungsgummi 35.5 aufweist, womit der Endanschlag am Tandemkolben 22.2 oder am oberen Zylinderflansch abgedämpft wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 11, mit einzeln angetriebenen Ventilstößeln zum Öffnen und Schließen eines rastermäßig angeordneten und zur Formstoffverdichtung verwendeten Düsensystems, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Einzelantrieb einen Kolben 37.1 mit einem Dämpfungsgummi 37.5, eine Kolbenstange 37.2, einen elastisch verformbaren Ventilstößel 23.1, und ein im Zylinderdeckel 36.7 integriertes, elektrisch betätigtes Schnellschaltventil 92 aufweist,

daß die von den Kolben 37.1 und den Kolbenstangen 37.2 gebildeten Differenzflächen an den Kolbenunterseiten dauernd von dem in der abgeschotteten Druckkammer 36.4 anstehenden Netzdruck 40 beaufschlagt werden,

daß das Schnellschaltventil 92 im ausgeschalteten Zustand den Kolbenraum 37.6 mit dem Netzdruck 40 beaufschlagt und dadurch eine nach unten gerichtete Schließkraft auf den Ventilstößel 23.1 ausgeübt wird,

daß das Schnellschaltventil 92 durch schnelles Einschalten den Kolbenraum 37.6 schlagartig zur freien Atmosphäre hin entlastet, wodurch schlagartig eine nach oben gerichtete Öffnungskraft auf den Ventilstößel 23.1 einwirkt, die noch durch die Rückferderung des elastischen Ventilstößels unterstützt wird und wodurch der Ventilstößel 23.1 schlagartig vom Ventilsitz abgehoben wird,

daß die Schnellschaltventile 92 für den Druckluftimpuls gegenüber den Schnellschaltventilen für den Vielstempel-Preßimpuls zeitlich verzögert eingeschaltet werden, um eine synchrone Verdichtungswirkung der beiden Impulse zu bewirken,

daß die einzelnen Schnellschaltventile 92 für den Vielstempel-Preßimpuls individuell zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingeschaltet werden können, um eine an die Modellkontur angepaßte profilierte Hubfront oder auch eine sonstig profilierte Hubfront der Preßstempel 27.1/27.2 zu bewirken,

daß nur die Schnellschaltventile 92 für den Vielstempel-Preßimpuls eingeschaltet werden, um den Verdichtungsvorgang nur mit dem Vielstempel-Preßimpuls und ohne den Druckluftimpuls durchführen zu können und

daß nur die Schnellschaltventile 92 für den Druckluftimpuls eingeschaltet werden, um den Verdichtungsvorgang nur mit dem Druckluftimpuls und ohne den Vielstempel-Preßimpuls durchführen zu können.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kolbenstange 37.2 aus einem Rohr besteht und der Kolbenstangeninnenraum durch die Öffnungen 37.4 Bestandteil des Druckluftbehälters 19 ist,

daß am unteren Kolbenstangenschaft 37.3 ein elastisch verformbarer z.B. aus Gummi bestehender Ventilstößel 23.1 angebracht ist, der beim Schließen zusammengedrückt wird und der sich beim öffnen wieder entspannt, wodurch der Ventilstößel 23.1 nach dem Entspannungshub 38.6 (Maß 23.6 minus Maß 23.7) mit einer bereits definitiven Geschwindigkeit schlagartig vom Ventilsitz abhebt und

daß die Ventilstößelverformung durch den im Öffnungszustand bestehenden Spalt 23.5 weitgehend reibungsfrei zur Stützscheibe 23.3 verläuft.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 23 und 24, dadurch gekennzeichnet,

daß der einzelne Ventilstößel 23.1 durch die aus der Druckdiffernz zwischen dem Druck des Druckluftbehälter 19 und dem atmosphärischen Druck unterhalb der Bodenplatte 20.2 resultierenden Schließkraft sowie durch eine weitere Schließkraft des Kolbens 37.1 eigensicher auf seinen Ventilsitz gedrückt wird und

daß die einzeln angetriebenen Ventilstößel 23.1 im Preßstempelraster 25.7 und im Druckluftimpulsraster 25.8 angeordnet sind und einen Öffnungshub 25.5 von D/4 (D 25.4) aufweisen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kopfplatte 36.1/36.2 des Druckluftbehälters 19 Zylinderbohrungen 36.3 für den Kolben 37.1 und eine zum Druckluftbehälter 19 hin abgeschottete Druckkammer 36.4 aufweist,

daß die abgeschottete Druckkammer 36.4 über die Kanäle 36.6 mit dem Druckluftnetz 40 und über die Ringspalte 36.5 mit den Zylinderräumen unterhalb der Kolben 37.1 verbunden ist und

daß die Kolbenstangenlager 38.3/38.4 und die Kolbenstangendichtungen 38.5 in der Bodenplatte der abgeschotteten Druckkammer 36.4 angeordnet sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 11, mit einer Kontrolleinrichtung zur Überwachung der angehobenen Stellung der Preßstempel 27.1 und zur Freigabe des Formkasten- und Füllrahmentransportes, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bodenplatte 20.2 die vertikalen Bohrungen 33.1 aufweist, die von den Dämpfungsgummis 28.5 der einzelnen Preßstempel 27.1 in der oberen Preßstempelstellung durch die Druckeinwirkung in den kolbenstangenseitigen Zylinderräumen 29.9 druckdicht verschlossen werden,

daß ein vom Ventil 59 ausgehender Druckluftimpuls, der über die Drosselblenden 60.1/2 und über die horizontalen Bohrungen 33.2/3 bis an die verschlossenen vertikalen Kanäle 33.1 gelangt, einen Staudruck bewirkt, wodurch die Drucksensoren 61.1/2 ansprechen und die angehobene Stellung aller Preßstempel 27.1 bestätigt wird,

daß bei mindestens einem nicht vollständig angehobenen Preßstempel 27.1 mit nicht verschlossener vertikaler Bohrung 33.1 der vom Ventil 59 ausgehende und über die Drosselblenden 60.1/2 verlaufende Druckluftstrom ohne Stauwirkung über den entsprechenden Kolbenraum 25.3, über die Kanäle 26.6/7 und über die Ventile 67.1/2 zur freien Atmosphäre abfließt, wodurch der entsprechende Drucksensor 61.1/2 nicht anspricht und somit keine Bestätigung über die angehobenen Preßstempel 27.1 ausgegeben wird und

daß im weiteren diese Preßstempelkontrolle über einen oder über mehrere Schaltkreise mit entsprechender Anzahl von Drosselblenden 60 und Drucksensoren 61 erfolgen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,

daß die vertikalen Bohrungen 33.1 und die horizontalen Bohrungen 33.2/3 in Verbindung mit dem Ventil 55 und dem Ölbehälter 56 auch zur Schmierung der Preßstempelzylinder verwendbar sind,

daß die Schmierung in Formtaktintervallen durch Druckluftbeaufschlagung des Ölbehälters 56 erfolgt und

daß die Schmierölmenge von der Einschaltdauer des Ventils 55 und von der Blendengröße 57.1/2 bestimmt wird.
Verfahren zum Verdichten von Formstoffen (z.B. Gießereiformsand) unter Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 28, dadurch gekennzeichnet,

daß Druckluft aus dem Druckluftbehälter 19 über die Ventile 49 und 80 sowie über die Modellplattendüsen 07 entgegen der Schwerkraft des Formstoffes 08 in die Formkammer 10 eingeblasen wird, wodurch die Formkammer 10 und die Luftporen im Formstoff 08 in den Zustand eines höheren atmosphärischen Druckes versetzt werden, wobei dieser Druck dem Druck im Druckluftbehälter 19 entspricht.

daß danach die kolbenstangenseitigen Preßzylinderräume 29.9 durch Schließen des Ventils 71 und Öffnen des Ventils 75 sowie die kolbenseitigen Preßzylinderräume 25.3 und die Druckluftimpulskanäle 26.3 durch öffnen der Lavaldüsen 25.1 mit dem Druckluftbehälter 19 verbunden werden, wodurch allseitige Druckgleichheit in der Formkammer 10, im Druckluftbehälter 19 und in den Preßzylinderräumen 25.3 und 29.9 entsteht und wodurch sich die Preßstempel 27.1 mit ihrem Eigengewicht auf den losen Formstoff auflegen können.

daß frühestens nach dem allseitigen Druckausgleich durch Ausschalten des Ventils 80 ein Verdichtungsluftstrom eingeleitet wird, der vom Druckluftbehälter 19, durch die Formkammer 10, über die Modellplattendüsen 07, über die Ventile 80, 81 und über das ausgeschaltete Ventil 83 zur freien Atmosphäre hin oder wahlweise über das eingeschaltete Ventil 83 zu einer Unterdruckquelle 84 hin abfließt.

daß mit dem Einschalten des Verdichtungsluftstromes die kolbenstangenseitigen Preßzylinderräume 29.9 durch Ausschalten des Ventils 75 und durch Einschalten der Ventile 72.1/2 zur freien Atmosphäre hin oder wahlweise durch Einschalten der Ventile 73.1/2 zu einer Unterdruckquelle 84 hin entlastet werden, wodurch die Preßstempel 27.1 zusammen mit dem Verdichtungsluftstrom nach unten bewegt werden und wobei der Formstoff 08 durch die synchrone Wirkung des Verdichtungsluftstromes und der Preßkraft der nachschiebenden Preßstempel 27.1 verdichtet wird.

daß nach ca. 50 bis 70% (vorzugsweise 70%) der Verdichtungszeit die Lavaldüsen 25.1 geschlossen werden und zur Erhöhung des Formpreßdruckes die kolbenseitigen Preßzylinderräume 25.3 über das Ventil 64 mit einem höheren, am Druckregler 63 oder an einem Druckübersetzer einstellbaren Druck beaufschlagt werden und wonach mit Erreichen dieses Druckes der restliche Formkammerdruck, mit dem nach dem Schließen der Lavaldüsen 25.1 der Verdichtungsluftstrom weiter betrieben wurde, über die Ventile 85.1/2 u. 86.1/2 kontrolliert abgebaut wird und wonach dann die Preßstempel wieder in ihre obere Ausgangslage zurückgefahren werden.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Druckausgleich und vor Auslösung des Verdichtungsvorganges wahlweise ein an der Drossel 82 in seiner Intensität einstellbarer und vom Druckbehälter 19 ausgehender Fluidisierungsstrom durch den Formstoff 08 geleitet wird und der über die Modellplattendüsen 07, über die ausgeschalteten Ventile 80 und 83 sowie über die Drossel 82 zur freien Atmosphäre hin abfließt, wobei der Fluidisierungsstrom ohne erkennbare Vorverdichtung den Formstoff 08 fluidisiert und homogenisiert und dem in einem stufenlosen und kontinuierlichen Übergang durch Ausschalten der Ventile 75 und 81 und durch Einschalten der Ventile 72.1/2 bzw. 73.1/2 der Verdichtungsvorgang folgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblasen der Druckluft in die Formkammer 10 mit einem flachen, an der Drossel 79 einstellbaren Druckgradienten von 1 bis 6 bar/sek, vorzugsweise von 2 bis 4 bar/sek erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtungsvorgang mit einem am Druckregler 43 einstellbaren und im Druckluftbehälter 19 gespeicherten Druck von maximal 8 bar, vorzugsweise von 3 bis 6 bar betrieben wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum unterseitigen Einblasen der Druckluft in die Formkammer 10 über das Ventil 80 auch noch über das Ventil 77 und über die Rautenrohre 30.2 von oben Druckluft in die Formkammer 10 eingeblasen werden kann, wobei das Einblasen von oben erst einsetzt, wenn der Druckaufbau durch das Einblasen von unten 30 bis 70%, vorzugsweise 50% des Druckendwertes erreicht hat.
Verfahren nach den Ansprüchen 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Formpreßdruckes bzw. des Druckes in den Preßzylinderräumen 25.3 über den Netzdruck hinaus ein Druckübersetzer eingesetzt werden kann, der primärseitig vom Druckluftnetz 40 gespeist wird und der sekundärseitig zur Deckung des Spitzenbedarfs während der Hochdruckpreßfunktion in einen Speicherbehälter fördert.
Verfahren nach den Ansprüchen 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß als mechanische Preßeinrichtung ein Vielstempelsystem sowie auch eine einzelne Preßplatte verwendet werden kann.
Verfahren zum Verdichten von Formstoffen (z.B. Gießereiformsand) unter Verwendung einer vereinfachten, auf die Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 29 bis 35 beschränkten Vorrichtung gemäß Fig.13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Preßzylinderblock 26.1 eine Verteilerplatte 100 mit Verteilerkanälen für die Druckluftzufuhr zu den Preßstempelzylindern aufweist,

daß die Preßstempelzylinder über die Verteilerplatte 100 von den externen Ventilen 93.1/2 und 94.1/2 gesteuert werden,

daß der Verdichtungsluftstrom über die Kanäle und Düsen 99/99a von den externen Ventilen 77.1/2 gesteuert wird,

und daß der Preßzylinderblock 26.1 mit der Verteilerplatte 100 unmittelbar am Kopfrahmen 15 befestigt ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß alle modellbezogenen Betriebsparameter in einem der jeweiligen Modellnummer zugeordneten Datensatz abgelegt werden, der bei einem Modellwechsel durch automatisches Auslesen der Modellnummer oder durch manuelle Eingabe der Modellnummer aktiviert wird, wobei die Betriebsparameter automatisch an die entsprechenden Steuerelemente ausgegeben werden und wobei sich diese Steuerelemente automatisch auf den ausgegebenen Wert einstellen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Füllrahmen 04 und dem Zwischenrahmen 30.1 ein Distanzmaß 30.7 vorgesehen werden kann, um eine Füllrahmenbewegung bei vollständig abgesenkten Preßstempeln 27.1/27.2 zu ermöglichen,

daß hierbei die zu Verdichtungsbeginn abgesenkten und im drucklosen Zustand befindlichen Preßstempel 27.1/27.2 beim Anheben der Formeinheit 05 den lose eingefüllten Formstoff 08 leicht andrücken und dabei angehoben werden und wonach nach dem Andrücken des Füllrahmens 04 an den Zwischenrahmen 30.1 der Verdichtungsvorgang ausgelöst wird und

daß zur Überbrückung des Distanzmaßes 30.7 eine Hubvorrichtung 30.8 vorgesehen ist, die nach dem Andrücken des Füllrahmens 04 an den Zwischenrahmen 30.1 mit den Halteplatten 30.9 unter den Formkasten 03 gehoben wird, so daß der Entformungsvorgang unmittelbar nach der Verdichtung und dem Abbau des Verdichtungsdruckes beginnen kann, wobei der Formkasten nach dem Entformen auf die Rollenbahn 18 abgesetzt wird.