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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Auskleiden von Behältnissen, insbesondere Giesspfannen runden oder ovalen Querschnitts mit einer inneren Schablone zum Begrenzen des auszukleidenden Hohlraumes, bestehend aus einer Stampfmassen-Schüttstation und einer mit dieser verbundenen, von einer zentrischen Säule getragenen, pneumatischen Stampfstation, die mehrere, in bezug auf das Stampfniveau heb-und senkbare, mittels einer Schwenkeinrichtung um eine horizontale Achse in bezug auf die zentrische Säule radial ausschwenkbare Pressluftstampfer aufweist.
Es sind Vorrichtungen zum Auskleiden von Behältnissen bekannt, welche jedoch teilweise oder ganz von Hand geführt werden müssen. Dabei ist es von Nachteil, dass nicht mit Sicherheit eine ausreichende, gleichmässige Verdichtung der Stampfmasse erzielt werden kann, weil diese von der Sorgfalt und Fertigkeit des Ausführenden abhängig ist. Die kleinste unrichtige Verdichtung führt im praktischen Betrieb zur vorzeitigen Unbrauchbarkeit des ganzen Behältnisses.
Ferner sind automatische Verfahren zum Auskleiden von Giesspfannen bekanntgeworden, beispielsweise das sogenannte Slingern, das mit Slingermaschinen durchgeführt wird. Diese Maschinen sind ausserordentlich teuer und entwickeln beim Einschütten des zum Auskleiden bestimmten Materials, insbesondere bei Verwendung von Sand, eine überaus grosse Staubentwicklung, die zu sehr unangenehmen Arbeitsbedingungen führt und gesundheitsschädigend ist.
Aus der DE-PS Nr. 1267387 ist weiters eine Vorrichtung der oben angegebenen Art bekannt, bei welcher diese unliebsamen Erscheinungen zum Teil eliminiert werden. Mit dieser Vorrichtung kann jedoch bei den zumeist sich nach unten verjüngenden Behältnissen der unterste, wichtigste Bodenkonusteil, der konisch nach der Behältnismitte hin verläuft, nicht automatisch gestampft werden, sofern, was normalerweise der Fall ist, die Schablone einteilig ausgebildet ist, sondern es ist eine manuelle Verdichtung auf herkömmliche Weise notwendig, wobei die vorgenannten Nachteile der ungleichmässigen Stampfwirkungen, sogenannte Verdickungslücken, auftreten. Weiters ist bei dieser bekannten Vorrichtung von Nachteil, dass ein Behältnis nicht in einem einzigen Arbeitsgang ausgekleidet werden kann.
Dies muss in mehreren Etappen erfolgen, wobei die Vorrichtung nach jeder Etappe ausgefahren und seitwärts verschoben werden muss, damit, sollte die Schablone nicht einteilig sein, ein neuer Schablonenring für die nächste Etappe aufgesetzt werden kann. Anschliessend muss die Vorrichtung wieder eingefahren und neu zentriert werden, was zeitraubend und entsprechend auch kostenaufwendig und unwirtschaftlich ist.
Um weiters auch die vertikale Steuerung der Stampfer entsprechend dem Ansteigen der Auskleidung selbsttätig durchzuführen, wird eine mit einer der Stampfergruppen verbundene vertikalbewegliche Tastrolle mit zwei Endschaltern in Verbindung gebracht, von denen der eine beim Erreichen eines voreingestellten Höhenunterschiedes den Antrieb eines Hubmotors für die Höhenverstellung der Stampfer einschaltet und der andere auf eine bestimmte Hubhöhe eingestellte Endschalter den Antrieb bei Erreichen dieser Hubhöhe ausschaltet. Diese Steuerung weist den grossen Nachteil auf, dass die Stampfer schubweise gehoben werden, was zweifellos ein ungleiches Stampfen zur Folge hat.
Es ist auch bereits bekanntgeworden (DE-PS Nr. 548158), einen einzelnen Stampfer auf einer in axialer Richtung in einem Gelenk gleitend verschiebbar und schwenkbar gelagerten Stange aufzuhängen, wodurch ein Stampfen auch in Winkellagen zur Senkrechten ermöglicht wird. Um dabei auch das Eigengewicht des Stampfers auszugleichen, soll eine Feder, eventuell auch ein Luftzylinder, an der Stange angreifen, so dass eine Bedienungsperson den Stampfer einfach führen kann. Bei dieser Anordnung wird jedoch die Stampfeinrichtung zusätzlich belastet, wobei es als Reaktion zur beim Stampfen aufgebrachten Kraft ferner auch zu unerwünschten Abhebbewegungen des Stampfers kommen kann.
Es ist nun Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die einen konstruktiv einfachen Aufbau hat und dabei eine kontinuierliche Steuerung in Abhängigkeit von der effektiven örtlich herrschenden Höhe der Auskleidung und dadurch im Rahmen der Feinheit der Steuerung eine völlig gleichmässige Stampfdichte der Auskleidung ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eingangs angeführter Art ist gekennzeichnet durch eine
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zwischen der stationären zentrischen Säule und der Stampfeinrichtung angeordnete hydraulische oder pneumatische Hebeeinrichtung zur Entlastung der Stampfeinrichtung.
Durch diese Ausbildung wird eine selbsttätige Herstellung einer homogenen Auskleidung ermöglicht, ohne dass in irgendeiner Partie der Auskleidung die Verdichtung von der manuellen Geschicklichkeit und der Zuverlässigkeit des Personals abhängig ist. Ferner können mit der erfindungsgemässen Vorrichtung die Behältnisse in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsgang homogen ausgekleidet werden. Dabei können die Stampfer-Stützträger mit ihren oberen Enden über dem oberen Rand des Behältnisses, insbesondere der Giesspfanne, einfach in einer Stützträgerführung im wesentlichen vertikal verschiebbar gelagert sein.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise an Hand von schematischen Zeichnungen noch weiter erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Vorrichtung zum automatischen Auskleiden von Giesspfannen, wobei eine unten abgesetzte Schablone verwendet wird, Fig. 2 die schematisiert dargestellten Pressluftstampfer beim Stampfvorgang, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäss ausgebildeten Vorrichtung (mit weggehobenen Teilen), in teilweise schematischer Darstellung und Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung gemäss Fig. 3, in ausgefahrener Stellung, ebenfalls in teilweise schematischer Darstellung.
Gemäss Fig. 1 ist auf einem Fundamentblock --1-- eine senkrechte Säule --3-- eines Dreh- kranes --4- befestigt. Dieser Kran --4-- weist einen Ausleger --6-- auf, an dessem Ende ein Abscheider --8-- angeordnet ist. Eine Speiseleitung --10-- für die feuerfeste Stampf- oder Auskleidungsmasse führt tangential in den Abscheider --8--. Als Variante kann ein automatischer Filter direkt in den Abscheider --8-- eingebaut werden.
Eine Ableitung --12--, welche die für den pneumatischen Transport der Auskleidungsmasse benötigte Luft wegführt, ist an eine nicht dargestellte Entstaubungsanlage mit Absaugung angeschlossen. Unter dem Abscheider --8-- befindet sich ein Drehwerk --14, 15-- mit einer Führung für den Schlauch und für die Luftleitungen für die noch zu beschreibenden Stampfer. Eine zentri- sche Säule --17-- dient der Aufhängung eines Rohres --21-- sowie einer Stützträgerführung - 40--. Der Ausgang des Abscheiders --8-- ist über eine Schlauchleitung --19-- mit dem teleskopförmig ausgebildeten Rohr --21-- verbunden. Gegenüber der so ausgebildeten Schüttstation befindet sich eine Stampfeinrichtung --23-- mit zwei.
Steuerrollen --25, 26--, welche auf dem eingeschütteten Sand bzw. der Auskleidungsmasse abrollen, wobei zwei seitliche Führungsrollen --28, 29-- die Stampfeinrichtung --23-- an der Innenwand einer auszukleidenden Giesspfanne führen. In Bewegungsrichtung gesehen sind hinter den Steuerrollen --25, 26-- zwei Pressluft- stampfer-31, 32-vorgesehen (Fig. 2), deren Druckluftzylinder an einem Gestell --34-- mit Druckluft-Zuleitungen befestigt sind. Die Drehrichtung kann auch umgekehrt sein. Ein Stampfer-
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--36-- istschwenk- und verschiebbar gelagert. Die Spreizeinrichtung --38-- weist einen schwenkbar gelagerten Gehäuseblock --42-- sowie ein an diesem befestigtes Gegengewicht --44-- auf. Der Gehäuseblock --42-- befindet sich an einem teleskopartig ausgebildeten Joch --46--.
Die Giesspfanne weist einen Ringraum --52-- zwischen ihrer Wand und einer Schablone --50-- auf, der mit Sand ausgefüllt werden soll. Die Sandoberfläche, welche die Stampffläche --54-- darstellt, dient der Höheneinstellung der Stampfer --31, 32-- mittels der Steuerrollen --25, 26--.
Zum automatischen Auskleiden von Giesspfannen mit Hilfe der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung wird folgendermassen vorgegangen : Die Stampf- oder Auskleidungsmasse, insbesondere Sand, wird pneumatisch einem Bunker entnommen und durch die Speiseleitung - in den Abscheider --8-- eingeführt. Hier wird die Auskleidungsmasse von der Transportluft getrennt. Die Transportluft wird beladen mit feinsten Teilchen, welche im Abscheider - nicht ausgeschieden werden, der Entstaubungsanlage zugeführt und schliesslich als Reingas ins Freie geblasen.
Die Auskleidungsmasse gelangt an den unteren Ausgang des Abscheiders --8-- und von dort im freien Fall über die Schlauchleitung --19-- in das Teleskoprohr - -21--, das entsprechend der Höhe des Pfannenrandes - ebenso wie zum Wegschwenken der Vorrichtung-in seiner Länge verstellt werden kann. Durch dieses Rohr --21-- gelangt die Auskleidungsmasse mit kleiner Geschwindigkeit von höchstens einigen m/s im freien Fall auf den Boden des Ringraumes-52--, wo sie, ohne umhergeschleudert zu werden, liegen bleibt. Während
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dieses Schüttvorganges drehen sich, angetrieben durch einen Motor (nicht dargestellt) das Dreh- werk-14, 15-und das Teleskoprohr --21-- mit der Schlauchleitung --19--, wobei der Ringraum --52-- gleichmässig bestrichen wird.
Gleichzeitig mit dem Einschütten der Auskleidungsmasse und dem Drehen der Schüttstation wird auch die Stampfeinrichtung --23-- mitgedreht, da sie über die Spreizeinrichtung --38-- radial verstellbar miteinander verbunden sind. Die beiden Steuerrollen --25, 26-- tasten die Höhe der aufgeschütteten Auskleidungsmasse ab, wobei vor den beiden Steuerrollen-25, 26-, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ein Rechen --27-vorgesehen ist, um gegebenenfalls Unebenheiten im gestreuten Material auszugleichen. Auf Grund
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Vibration zu absorbieren.
Die beiden seitlichen Führungsrollen --28, 29-- führen den in gewissen Grenzen frei beweglichen unteren Teil der Stampfeinrichtung --23-- an der Aussenwand des Ringraumes --52-- in der Giesspfanne-50-. Mit steigender Höhe der Auskleidung wird der Stütträger --36-- mit dem unteren Teil der Stampfeinrichtung --23-- angehoben, wobei
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Auf diese Weise ist es möglich, hinter der Schütteinrichtung, welche die Auskleidungsmasse gleichmässig in den Ringraum --52-- bringt, die Masse durch die Pressluftstampfer --31, 32-- zu verdichten und damit ohne manuellen Eingriff die Giesspfanne --50-- schnell bei staubfreiem Betrieb automatisch auszukleiden. Wenn die Auskleidung erstellt ist, werden das Teleskoprohr - sowie der Stützträger --36-- soweit angehoben, dass der Drehkran --4-- ausschwenken kann und die Giesspfanne --50-- zum Transport frei bzw. zugänglich für weitere Arbeiten wird.
Die Spreizeinrichtung --38-- erlaubt ein Verschieben, d. h. ein Auseinanderrücken oder Zusammenfahren der Schütteinrichtung und der Stampfeinrichtung entsprechend der Giesspfanne - -50--, wobei die Drehachse des Drehwerkes --14-- immer in der Pfannenachse verläuft. Dieses Einstellen erfolgt manuell. Es kann aber z. B. pneumatisch oder hydraulisch erfolgen.
Mit einer derartigen Vorrichtung können mühelos und unter staubfreien Bedingungen einige m3 Auskleidungsmasse, insbesondere Sand, pro Stunde zwecks Auskleidung von Giesspfannen gefördert und gestampft werden. Die Einführung der Auskleidungsmasse kann auch rein mechanisch, z. B. mittels einer Vibrationsrinne, erfolgen. Es ist ferner möglich, die Zahl der Stampfer einer Stampfeinrichtung zu vergrössern. Ebenso ist es möglich, Giessformen zu schütten und zu stampfen.
Ein Problem beim Auskleiden von Behältnissen mit Hilfe von solchen Vorrichtungen ergibt sich bei der Steuerung der Stampfer entsprechend der wachsenden Auskleidung, wobei insbesondere auch eine homogene, gleichmässige Verdichtung der Auskleidungsmasse notwendig ist. Dies ist bei der bekannten stufenweisen Steuerung und Entlastung mit den Steuerrollen und Endschaltern nur schwer möglich. Die Erfindung schafft hier in vorteilhafter Weise Abhilfe, wie nachstehend an Hand der Fig. 3 und 4 näher erläutert wird.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Vorrichtung entspricht in ihrem Aufbau grundsätzlich derjenigen gemäss Fig. l. Im einzelnen weist auch die Vorrichtung nach Fig. 3 ein Teleskop- rohr-21--, durch welches die Auskleidungsmasse in den auszukleidenden Ringraum --52-- fallend eingebracht wird, sowie Steuerrollen -25-- und seitliche Führungsrollen --28-- auf. Umkleidet wird eine Schablone-50-. In Fig. 3 ist ferner die Stampffläche --54-- dargestellt.
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rende aller Kräfte praktisch durch die Drehachse der Schablone --50-- verläuft.
Die dargestellte Vorrichtung weist eine zentrische Säule --17-- auf, die aus einer mit der Anlage fest verbundenen Kolbenstange eines Druckmittelzylinders --64-- mit einem Kolben - besteht. Es ist ferner eine Druckmittelleitung --67-- mit einer Steuereinrichtung, insbesondere einem Druckreduzierventil, dargestellt, über die das Druckmittel oberhalb des Kolbens - 65-- zugeführt wird.
Da der Kolben -65-- fest angeordnet ist, hebt sich bei einer Druckmittelzufuhr der Zylinder --64-- mitsamt dem Joch --60-- sowie der Führungs- und Stampfeinrichtung.
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Entsprechend der Beaufschlagung und dem im Zylinder --64-- über dem Kolben --65-- herrschen- den Druck entsteht eine dem Gewicht der Stampfeinrichtung entgegenwirkende Hubkraft, welche es erlaubt, das Gewicht zu kompensieren und damit den Druck der Steuerrollen --25-- auf die zu stampfende Unterlage anzupassen.
Auf diese Weise ist es möglich, das ganze sich drehende, hebende System mit den Steuerrollen --25-- durch die pneumatische Hebeeinrichtung mit dem Zylinder --64--, der in Relation zur zentrischen Säule-17-, d. h. zur Kolbenstange, verschiebbar ist, zu entlasten, u. zw. soviel, dass die Steuerrollen --25, 26-- mit vorbestimmtem Druck auf der Stampfmasse zum Aufliegen kommen. So ist eine stufenlose (also kontinuierliche) Entlastung und damit ein absolut gleichmässiges, optimales Stampfen möglich. Bei der geringsten, durch die Steuerrollen --25-- bewirkten Hebebewegung des Systems strömt in den vergrösserten Arbeitsraum zwischen Kolben und Zylinder der Hebeeinrichtung --64, 17-- Druckluft ein.
Es bleibt in diesem Raum der Druck der Luft konstant und damit auch die Entlastung, ungeachtet der Grösse des Arbeitsraumes der pneumatischen Hebeeinrichtung --64, 17--, d. h. ungeachtet der effektiven Höhenlage der Stampfer.
Fig. 4 zeigt die Stampfeinrichtung in angehobener Lage. Das Anheben erfolgt ebenfalls mit Hilfe des Druckmittelzylinders --64-- und des Kolbens --65--.
Da die Auskleidung der Giesspfanne im unteren Viertel konisch verdickt ist, müssen mindestens zwei Stampfer in dieser Zone beigestellt werden, um den zulässigen Maximalabstand des Stampfers von der Schablone --50-- nicht zu überschreiten, welcher noch eine einwandfreie Verdichtung zulässt.
Das Bei- und Rückstellen der Stampfer muss bei einer bestimmten Höhe erfolgen. Die Steuerung von zwei Verstellzylindern-73-- erfolgt über zwei verschiedene Steuerkurven an den Führungs- stangen
Das Absenken der Stampfeinrichtung erfolgt unter deren Eigengewicht, wobei das aus dem Zylinder --64-- ausströmende Druckmittel gedrosselt werden kann, um die Absenkgeschwindigkeit zu steuern.
Die Aufwärtsbewegung ist von der einfallenden Sandmenge und dem Grad der Entlastung durch die pro Zeiteinheit zugeleitete Druckmittelmenge abhängig.
So wird z. B. über das Druckreduzierventil der Druck im Zylinder --64-- so eingestellt, dass der Auflagedruck der Rolle --25-- auf dem Sand auf einen minimalen Wert reduziert werden kann.
Nach Anheben der Stampfeinrichtung in die obere Endstellung kann die ganze Vorrichtung weggeschwenkt und die fertig ausgekleidete Giesspfanne oder Schablone ausgefahren werden.
Die beschriebene Vorrichtung bewirkt, dass sich der Stampfer allen Unebenheiten selbständig anpassen kann, was eine äusserst gleichmässige Verdichtung und damit eine optimale Lebensdauer der Auskleidung gewährleistet. Ein druckabhängiges Entlastungssystem bewirkt, dass die Vorrichtung entsprechend der verdichteten Höhe selbsttätig, kontinuierlich nach oben abgehoben wird.
Durch diese einfachen Konstruktionselemente kann die Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen wesentlich einfacher, sicherer und dementsprechend preisgünstiger gebaut werden.
Die Lebensdauer der ausgekleideten Behältnisse hängt von der Festigkeit und Dichte des eingestampften Materials ab. Mit Hilfe der beschriebenen Konstruktion wird es möglich, alle praktisch auftretenden Formen gleichmässig, automatisch in einem Arbeitsgang herzustellen, also insbesondere auch Giesspfannen, welche Innenflächen aufweisen, die Kegelstumpfmäntel von Kegeln unterschiedlicher Öffnungswinkel darstellen.
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