CN110520231A - 用于破坏铸件的铸芯的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种设备(1a...1i)和方法,用于破坏铸造工件(11、24)的铸芯和/或去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分,为此目的,所述设备(1a...1i)具有至少一个液压锤(2、2a...2f),或者为了破坏铸芯和/或为了去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分使用至少一个液压锤(2、2a...2f)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于破坏铸造工件的铸芯的设备和方法,所述设备具有至少一个锤子或为了破坏铸芯使用至少一个锤子。此外,本发明涉及一种用于去除铸芯粘附在工件上的部分的设备和方法。
背景技术
为了破坏铸芯或者为了对通过铸造工艺制造的工件进行除芯/除砂,可以通过利用锤子的击打将工件置于振动,由此是铸芯破碎,并且必要时从工件上除去型砂。
前面所述类型的设备或方法例如由DE10136713A1已知,该文献公开了用于破坏铸芯的气动敲击装置。
使用气动锤破坏铸芯带来一系列的缺点,尤其是带来下面列举的缺点:
气动锤由于结构形式必须用油化的压缩空气运行,这种压缩空气在实施击打后喷出到环境中。排气中的油至少部分地被朝工件或铸芯/铸模的方向吹送并污染工件和型砂。由此一方面会妨碍进一步加工工件,因为在进一步的加工步骤之前通常必须清理工件,另一方面,由于油污染会限制或长期来看甚至会妨碍型砂的继续使用或再利用。由此还会发生环境问题,因为必须高成本地处理废弃型砂。
另外,在排气气溶胶中细雾化的油还会污染环境空气,由此对于处于除芯装置周围环境中的人员会造成健康问题。另外,在很短的时间之后,就已经在除芯装置本身上以及在设置在除芯装置的周围环境中的装置和机器上沉积油膜。由此会引发相关装置/机器的功能故障,但至少会导致用于清理污染表面的成本提高。
此外,气动锤只能以较低的挤压力压紧工件。因此,在使用气动锤时,通常需要另外的夹紧装置,以防止工件在机台上“移动”。
另外,在气动系统中,击打持续时间较长。因此,在气动系统中以较低的能量密度就会发生在工件中激励横波和纵波。
另外,气动锤在受载时通常倾向于出现击打频率不希望的降低。由于击打频率的这种降低,实际能实现的除砂/除芯性可能相对于额定可实现的除砂/除芯性有所降低。
另外,气动锤的散热较差,从而在气动锤的运行中必须有规律地安排间歇,这种间歇使得气动锤可以冷却。
此外,气动锤的使用寿命较短并且必须经常进行维护。由于频繁的维护间隔,生产率较低。
此外,在气动锤中,在不采取特殊措施的情况下无法实现錾子的定位和受控的终点位置。尤其是在自动加工流程中,这会带来问题。
最后,气动锤尺寸较大。因此,特别是小工件的加工可能会出现问题。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种,用于破坏铸芯的改进的设备和改进的方法。此外,应提供一种用于从工件去除铸芯粘附在工件是的部分的设备和方法。尤其是应克服现有技术的上述缺点。
所述目的根据本发明通过前面所述类型的设备这样来实现,即,所述至少一个锤是液压锤。
本发明的目的还通过前面所述类型的方法来实现,其中使用至少一个液压锤用以破坏铸芯和/或去除铸芯粘附在工件上的部分。
在本发明的范围中,表述“破坏”铸芯首先是指使铸芯破碎或在铸芯中造成裂纹。接下来,通过进一步破坏铸芯并使其分解成小部分,以便最终从工件排出铸芯,可以例如借助于震动装置从工件中去除破碎的铸芯。此时这就是所谓的(完整的)“除芯或除砂”。
所述“除芯或除砂”不一定是由震动装置完成,而是可以由所公开的用于液压破坏铸芯的设备来实现。此时,铸芯的“破坏”还包括(完整的)“除芯或除砂”。
“铸模”是具有工件的期望形状的负形状的实体。
“铸芯”是铸模的具体实例,铸芯形成工件中的空腔或工件的内部轮廓。
“型砂”是组成铸模并且特别是组成铸芯的材料。尽管在多数情况下实际上就是采用掺有粘合剂的砂子用于制造铸模/铸芯,但在本发明的范围中,术语“型砂”也指用于制造铸模/铸芯的其它材料。“型砂”的替代术语是“铸模砂”或还有“模具材料”。备选的模具材料例如是盐或陶瓷。
铸模/铸芯可以具有不同的型砂粒度。另外,铸模/铸芯可以利用不同的粘合剂系统粘合,例如利用无机粘合剂(例如水玻璃)或有机粘合剂(例如树脂)。另外,铸芯也可以具有不同的密度和/或模具材料特性。此外,在铸芯中可以加入将其它材料或物体,例如铁芯。例如通过在铸芯中设置一个开口或多个开口或通过使铸芯由多个部分形成,也可以制造内部空心的或部分空心的铸芯。
具有不同密度和/或不同模具材料特性的铸芯可以例如通过打印来生产。在打印模具材料时,可以通过改变粘合剂局部地确定铸芯的特性。例如以这种方式可以制造出具有坚固外壳和在内部具有松散的砂体积的铸芯。
铸芯例如也可以用射芯机(“喷射铸芯”)制成。这里,例如借助于压力空气体积的冲击式的膨胀以高速将型砂喷射到芯盒中。湿的模具材料和干的模具材料都可以喷射到冷芯盒(“冷芯盒工艺”)或热芯盒(“热芯盒工艺”)中。
但是铸芯及其模具部件也可以例如按型壳法制造。这里,将用干粘结剂包裹的型砂倾倒到加热的模型板上。通过由热软化的粘合剂使型砂结块形成层状的型芯。在这些成芯法中,也可以制造非常坚固的和同时也是内部空心的铸芯。
用型砂制造的铸芯(或其模具部件)可以用材料进行涂覆或渗透,以针对熔体实现改善的特性,例如改善的润湿性、更高的耐热性以及改善的透气性、孔隙率或气密性(也参见“铸型涂料”),
所提出的设备和所提出的方法适于破坏并且尤其还适于去除所有已知类型的铸芯,尤其适于破坏/去除上面列举类型的铸芯。
在所提出的方法的一个特别优选的实施方式中,所述至少一个液压锤(也)用于去除铸芯粘附在工件上的部分。
铸芯的粘附在工件上的“粘附部分”是铸芯在破坏铸芯时从铸芯的其余部分上脱落、但在没有进一步作用的情况下不会从工件上脱落的部分。这些部分在铸造过程中在工件和铸芯之间的边界层中形成,尤其是由于所出现的高温而形成。铸芯的“粘附部分”具体而言是“铸型涂料”和“渗入型砂”。
在铸造技术领域中,“铸型涂料”是一种涂覆材料,这种涂覆材料施加到铸模或还有铸芯上,以使多孔的型部件表面光滑。作为基础材料为此使用精细研磨的耐火直至高耐火的材料。所述涂层隔绝铸模或铸芯的基础材料(即型砂),并保护其免受由于熔融金属造成的过度热载荷。在铸造过程中,铸型涂料会在工件上“结块”。“型砂渗入”在铸造技术中是指型砂进入工件中或在铸件上的型砂粘附,这会导致粗糙的铸造表面。此时,型砂颗粒部分地或也完全地由工件材料包围。这种不希望的现象主要出现在铝制工件上,但原则上也可能在其它材料中出现。术语“型砂渗入”不仅是指过程,即型砂渗入工件表面,还是指渗入的型砂本身。因此,“型砂渗入”也应理解为粘附在工件上的型砂。
原则上,所提出的设备和所提出的方法可以仅用于破坏铸芯,这必要时包括对工件的(完整)除芯/除砂、仅用于从工件上去除铸型涂料、仅用于去除型砂渗入或用于实施所列出的加工类型的组合。组合的加工类型可以同步地或同时地实施,或者也可以相继地在分开的加工步骤中实施。例如,对工件的除芯/除砂可以在第一步骤中进行,并且铸型涂料的去除可以在与第一步骤分开的第二加工步骤中进行。
铸芯的破坏也可以包括破坏(具有空腔的或形成工件的外轮廓的)铸模。同样,对对工件的除芯/除砂也可以包括去除(具有空腔的或形成工件的外轮廓的)铸模。另外,所去除的涂料或型砂渗入也可以来自(具有空腔的或形成工件的外轮廓的)铸模。
通过使用液压锤,得到一系列优点,尤其是下面所述的优点:
与气动系统相比,液压系统具有封闭的循环,在正常运行期间油不会从所述循环中流出。因此便于工件的进一步加工,因为不必对工件去除油脂,并且还使得可以长期地继续或重复使用型砂,在多次循环后才需要对型砂进行废弃处理。
此外,除芯装置的环境不会受到包含在压力空气中的油污染。在液压系统中不存在如可能通过压力空气系统引起的健康损害以及功能故障和提高的清洁成本。
此外,液压锤通常在行程较小的同时还具有较高的击打重量。由于存在于液压系统中的较高压力,击打件仍会被强烈地加速并以很大的冲击力撞击液压锤的錾子。高压力和由此引起的较大的力现在使得,液压锤的錾子可以以较高的挤压力压向工件。对于液压锤,所述挤压力有利地大于2kN,而气动锤通常只能以小于1kN压向工件。因此,当使用气动锤时,通常需要另外的夹紧装置,以防止工件在机台上“移动”。但与此相对,在使用液压锤时不需要任何另外的夹紧装置。换句话说,优选地仅利用所述至少一个液压锤将夹紧力传递到工件上,所述液压锤也实施铸芯的破坏或者从工件上去除粘附的铸芯部分。换句话说,所述设备优选具有液压锤作为唯一的用于将工件压到所述设备的机台上的接触元件,所述液压锤也设定为用于铸芯的破坏或者从工件上去除粘附的铸芯部分。优选在整个加工过程中,夹紧力都通过所述至少一个液压锤传递到工件上。
也有利的是,仅设置所述至少一个液压锤用于产生作用在工件上的夹紧力。就是说,液压锤不仅用作唯一的用于将工件压向机台上的接触元件,而且所述液压锤也产生夹紧力。这样就可以省去用于产生夹紧力的单独的液压缸。
另外,优选以每个液压锤至少2kN的力将工件夹紧到用于破坏铸芯或去除铸芯粘附在工件上的部分的设备中。
通过高夹紧力和由此带来的对工件压缩,明显改变了工件本身的振动特性以及还有包括工件和夹紧工件的加工机的系统的振动特性,由此对破坏铸芯或者对去除铸芯粘附在工件上的部分产生积极的影响。一般而言,通过液压锤实现对工件的宽带激励,尤其还通过在夹紧有工件的加工机的机架上的波反射实现这种激励。
研究还表明,对于相同的除砂/除芯性能,在使用液压锤时与使用气动锤时相比需要消耗的能量更少。计算表明,液压系统为了除芯仅需要气动系统对于相同的除砂/除芯性能所需的能量的18%。在另一个实验中确定的是,2个液压锤在15秒内提供的除砂/除芯性能与6个气动锤在60秒内所提供的相同。这意味着,通过使用液压锤明显地减少了除砂/除芯所需要的时间或为此所需要的能量。
这个出人意料的结果的原因主要在于:从击打件传递到錾子上的机械冲量在使用液压锤时明显高于气动系统中。此外,在液压锤的输入管路中通过压力油例如液压锤的缸形成的运动的液体柱实际上碰撞到刚性障碍物上并且因此由于液压油的不可压缩性而产生剧烈的压力超高,所述压力强化了击打。换句话说,运动的液体柱的重量可以增大了击打重量。由此相对,在气压锤的输入管路中通过压力空气流入气压锤的缸形成的运动的气体柱相反实际上没有重量,此外,空气是可压缩的。因此,在气动系统中,通过存在于输入管路中的压力介质没有产生的附加效果。同样,在液压锤中,压力介质进入缸的流入特性在气动锤中的情况相比可以更好,并且产生较少的涡流。
另外,在液压系统中的击打时间非常短,这也归因于压力介质的不可压缩性。就是说,在时间上集中地产生从击打件传递到錾子上的能量。换句话说,到錾子上的能量传递在非常短的时间段内进行。因此这实现了高的时间上的功率峰值。与此相对,在气动系统中的能量传递较慢,从而不会形成如此高的功率峰值。因此,与在气压系统中的情况相比,在液压系统中以更高的能量密度实现激励横向和纵向波。因此,与气动系统中的情况相比,在使用液压锤时,在工件中出现更强的横向和纵向波。因此,在所使用的能量相同的情况下,除砂性能或铸芯的粘附部分的去除性能在液压系统中比在气动系统中明显更高。
如上所述,通过在工件中表现更为强烈的横向和纵向波,当液压锤击打时,还使型芯的粘附部分从工件上脱落,从而简化了后续的工件加工。尤其是可以利用一个机器并在一个工件夹具中实现对工件的除砂/除芯和取出粘附在工件是的部分。由此可以明显减少用于制造铸造产品的时间。与此相对,在使用气动锤时,例如通过其它方法、例如通过喷丸处理(例如利用直径为1毫米的钢球)去除铸型涂料。就是说,需要另一台机器,并且必须重新夹紧工件。
由于上述原因,由液压锤进行的击打优选不是施加到铸芯或铸模的型砂上,而是施加到(通常是金属的)工件上。这种击打因此是特别猛烈的或者说时间特别短且是高能量的。在这种情况下,錾子有利地不具有尖端,而是扁平的。
击打持续时间不应与击打频率相混淆。在相同的击打频率下,可以存在完全不同的击打持续时间(当然,击打持续时间也可以始终比击打频率的周期持续时间短)。这也意味着,在平均能量含量相同情况下,较短的击打在一个周期持续时间上来看具有比较长的击打更高的能量密度。
气动锤通常也表现出在受载时击打频率降低的趋势,而在液压锤中即使在受载时击打频率也基本保持恒定。更高的击打频率又意味着更高的除砂/除芯性能或在去除铸芯粘附在工件上的部分时更高的速率。在所测试的气动锤和液压锤中,对于气动系统,击打频率约为20-25Hz,而在液压系统中,击打频率约为28-45Hz。
液压系统的另一个优点的原因还在于,油是比空气明显更好的载热体。通常,油的热容量约为1.7kJ/(kg·K),并且空气的热容量约为1.0kJ/(kg·K)。这意味着,与气动锤相比,所产生的热量可以由液压锤更好地导出并且液压锤可以保持更低的温度。例如为此将从锤子回流的油供应给油冷却器。由于较好的散热,可以实现更有利的脉冲占空比。就是说,与气动锤相比,在给定的时间段内,液压锤可以按比例更长时间地处于运行中。因此,由于这个原因,与气动锤相比,液压锤在相同时间内也可以加工更多的工件。
此外,液压系统通常总体上还具有更长的使用寿命,从而相对于气动系统能延长维护间隔。
此外,与气动锤相比,在除砂-除芯性能相同的情况下或在在去除铸芯粘附在工件上的部分时的速率相同的情况下,由于在液压系统中压力介质较高的能量密度,液压锤构造得更小并且通常还较为纤细。这尤其在加工铸造发动机缸体时是有利,因为各液压锤可以较为紧密地并且特别是按要加工的发动机缸体中的气缸孔的距离设置。在越来越小的排量情况下,使用液压锤在这方面是特别有利的。
最后,对于液压锤,由于不可压缩的压力介质,可以通过流入的油的体积进行很好地控制或调节錾子的位置和尤其是其终点位置。与此相对,对于气动锤,在没有特殊措施的情况下不能得以实现錾子的定位和受控的终点位置。
通常有利的是,在工件和用于破坏铸芯/去除铸芯粘附在工件上的部分的设备的机台之间置入塑料板。所述塑料板用于缓冲,从而避免了击打能量传递到夹紧有所述工件的设备的机架中。相反,能量直接在工件中衰减并在这里用于破坏铸芯/去除铸芯粘附在工件上的部分。通过设置塑料板有利地也可以在工件中产生高的振幅,这有利于破坏铸芯/去除铸芯粘附在工件上的部分。这种塑料板的一个例子以商品名PU-Tecthan 556已知,并且具有95的肖氏硬度A。
原则上,垫板也可以由钢制成。这导致非常小的缓冲,并且根据铸件几何形状和支承表面有利的是,应在构件上产生非常高频率的振动。有利地,通过设置钢板也可以避免工件中出现过高的振幅,例如以防止悬伸的工件部分出现断裂和/或浇口出现不希望的断裂。
这里要指出的是,所述变型方案和由此得到的优点分别既涉及破坏工件的铸芯也涉及去除铸芯粘附在工件上的部分,尽管没有总是对此加以明确说明。因此,除非另有说明,用于破坏铸芯的方法和设备也可以用于去除铸芯粘附在工件上的部分,并且反之亦然。
关于破坏工件的铸芯或去除铸芯粘附在工件是的部分,已经证明特别有利的是,液压锤以在每分钟750和2700次击打之间(或进一步优选在每分钟1700到2700次之间)的击打频率,和/或以在100至150bar之间的运行压力,和/或以在12-35l/min之间的液压油流运行。在这些范围内,破坏铸芯或去除粘附在工件是的部分具有特别好的效果。
根据本发明的一个有利的变型方案可以设定,该设备具有至少一个承载支架,所述液压锤设置在所述承载支架上。本发明的这种变型方案的突出之处在于,可以可靠地确保液压锤相对于要加工的工件具有确定的位置。
在本发明的一个有利的改进方案中可以设定,所述液压锤固定在设置在承载支架的基架上的保持装置上。
为了可以调节到与工件的最佳距离,此外还已证明有利的是,所述保持装置能移动地支承在与基架连接的导向结构上,特别是在导轨上。
这里已证明特别有利的是,导向结构或导轨的纵向延伸垂直于承载支架的安放平面延伸。以这种方式,可以简单地非常精确地调节锤子到设置在其下方的工件的距离。
为了改变液压锤的位置,可以设定,所述保持装置与至少一个设置在基架上的致动器连接。所述至少一个致动器可以是例如液压的或气动的或液压气动的或机电的致动器。为了实现非常精确的操控,可以设定,伺服液压式或数字液压式地操控所述致动器。
然而,已证明特别有利的是,所述至少一个致动器构造成活塞-缸单元,特别是液压缸。
为了能够实现小的构造高度和紧凑的结构,可以将活塞-缸单元的活塞固定在保持装置上,并将缸固定在基架上,或者相反。通过活塞-缸单元的这种设置形式,可以实现使除芯装置具有小构造高度。活塞优选将液压锤向上推压(油压作用到活塞的整个圆形横截面上)并将其向下拉(油压作用到一个环形的活塞面上)。由此,在抬高液压锤和除芯装置的固定有液压锤的结构时,可以产生较大的力。但由于液压锤和除芯装置的固定有液压锤的结构的自重,即使油压仅作用在环形活塞面上,也可以实现作用于工件的高压紧力或夹紧力。
可以这样来进一步改善到型芯的能量传递,即,所述设备具有多个液压锤,或者对于除芯过程使用多个液压锤。这些锤的击打运动尤其可以是同步的,例如相互是有相差的,从而可以进一步改善能量传递。为此目的,可以设有设置成同步地操控多个液压锤的控制器。
此外,有利的是,用于工件的夹紧装置设置在所述至少一个液压锤的作用区域中或者是能运动到所述作用区域。以这样的方式可以在加工期间固定工件。如果夹紧装置能运动到所述至少一个液压锤的作用区域内,则可以使工件的夹紧与利用所述至少一个液压锤进行的加工是无关联的,由此简化了除芯过程。在这种情况下,使用于加工的已装载的夹紧装置运动到所述至少一个液压锤的作用区域中,并且在完成加工之后再次运动离开所述作用区域。
一般而言要注意的是,使用夹紧装置并不排除利用所述至少一个液压锤向工件传递附加的夹紧力的附加夹紧。所述夹紧力特别是对于每个液压锤也大于2kN。
此外有利的是,夹紧装置设置在带上或链条上或圆台上。以这种方式可以连续地向除芯设备供给工件。
特别有利的还有,用于破坏铸芯/去除铸芯粘附在工件上的部分的设备具有至少一个在至少一个第一液压锤的作用区域中的第一位置,夹紧装置能运动到所述第一位置处,并具有至少一个在至少一个第二液压锤的作用区域中的第二位置,夹紧装置能运动到所述第二位置处。与此对应地,夹紧装置可以与工件一起运动到第一位置,在这里利用至少一个第一液压锤来加工工件,然后运动到第二位置,在这里利用至少一个第二液压锤来加工工件。所述设备例如可以具有多个加工站,这些加工站分别具有一个液压锤或多个液压锤,夹紧装置或在夹紧这种中夹紧的工件向所述加工站运动。借助于所述带、链条或圆台,可以使夹紧装置运动到在具有第一液压锤的第一加工站的作用区域中的第一位置处并且这里对其进行加工。在另一工步中,可以使夹紧装置运动到具有第二液压锤的第二加工站的作用区域中的第二位置处并且在这里对其进行加工。
特别有利的还有,第一导向结构或导轨沿所述带/链条的运动方向定向或者设置在圆台的运动区域中。由此所述至少一个液压锤同样可以例如借助于所述致动器与夹紧装置一起运动。这种运动可以是平移的和/或旋转的。在这个实施形式中,所述带/链条或圆台连续地运动,并且加工站或者其液压锤在工件的加工期间(即,例如在实施击打时或者也在夹紧运动时)同样地(同步地)与夹紧装置一起运动。在加工之后,进行加工站的退回运动并重新开始这个循环。但也可以设想的是,所述带/链条或圆台不连续地运动并且停在加工工件的位置处。在这种情况下,加工站或其液压锤可以停留在(加工)位置处。
如果使用圆台,则加工站可以支承在两个水平导轨上,并借助叠加的运动实现圆形轨道。当然也可以设想绕一个竖直轴线可转动地支承加工站,所述圆台也绕该竖直轴线可旋转地支承,从而加工站和夹紧装置可以进行同样的运动。
有利的是,夹紧装置与震动装置耦合或设置在所述震动装置上。由此,不仅借助所述至少一个液压锤加工所述工件,而且附加地使所述工件震动,由此改善或加速了除芯过程。
此外有利的是,所述至少一个液压锤在工作位置和静止位置之间运动或能运动,在所述工作位置中,在夹紧装置中夹紧的工件位于所述至少一个液压锤的作用区域之内,在所述静止位置中,在夹紧装置中夹紧的工件位于所述至少一个液压锤的作用区域之外。为此特别是可以使所述至少一个液压锤移动或摆动。以这种方式,可以为了加工工件将所述至少一个液压锤带入工作位置,并且在完成加工之后将其带入静止位置中,以便例如可以达到夹紧装置。也可以设想的是,如果以其他方式加工工件,例如使工件震动和/或旋转,则使所述至少一个液压锤运动到静止位置。
此外有利的是,所述夹紧装置能绕水平的旋转轴线旋转地支承。以这样的方式,可以使夹紧装置或在夹紧装置中夹紧的工件旋转,由此松动的型砂可以向下掉落。
也特别有利的是,所述至少一个液压锤附加地能绕所述水平的旋转轴线旋转地支承。以这种方式,通过所述至少一个液压锤也能在旋转过程中加工工件,由此改善或加速了除芯过程。
此外,特别有利的是,附加地,震动装置能绕所述水平的旋转轴线旋转地支承。以这种方式,在旋转过程中也可以使工件震动,由此更进一步改善或加速了除芯过程。
在另一个特别有利的实施形式中,在唯一的夹具中(就是说,不更换夹紧装置或在唯一的夹紧装置中)使工件旋转、震动和通过所述至少一个液压锤对其进行加工。所述旋转、震动和利用所述至少一个液压锤进行的加工这里能够在分开的加工步骤中相继地进行。但特别有利的是,至少在加工过程的部分阶段中,所述旋转、震动和利用所述至少一个液压锤进行的加工也同时地进行。以这样的方式,可以非常快速地结束对工件的加工。
此外有利的是,在不同的彼此重合最多20%的时间阶段中进行以下加工类型中的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件上的部分,和
-从工件上去除浇口。
通过在基本上单独的步骤中执行这些加工类型,工件的加工可以分化特别明显地进行,例如其方式是改变击打类型或其位置。例如相对于使铸芯破裂可以提高用于去除铸芯粘附在工件上的部分的击打能量。浇口的去除例如可以这样来进行,即,液压锤对其实施有针对性的击打或将浇口置于振动,等等。对于加工类型所给出的顺序虽然是有利的,但也是可以更改的。例如,从工件上去除浇口可以在去除粘附在工件上的铸芯部分之前进行。用于不同加工类型的不同时间阶段基本上是相互分开的,但是这些时间阶段也可以在时间上最多重合20%。换句话说,在下一个阶段或加工类型开始之前,一个阶段或加工类型最少完成了80%。这意味着,例如在进行去除浇口之前,至少80%的型砂已从工件去除,或者完全地去除型砂所需的时间已过去80%,等等。
如果三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在单独的步骤中和在不同的相互重合最多20%的时间阶段中进行,则对于上述的在单独的步骤中和在不同的时间阶段中对工件的加工也是有利的。
此外,对于在单独的步骤中和在不同的时间阶段中工件的加工也有利的是,
-对于各个加工类型,使工件运动到不同的加工位置并且运动到不同的容器的上方,或者
-使工件停留在一个加工位置,并且对于各个加工类型,将不同的容器定位在工件下方,或者
-针对各个加工类型调整导向装置(滑槽或管道),并将从工件上去除的材料引入不同的容器中。
以这种方式,可以特别好地分离去除的不同材料,其方式是,将这些材料引入到不同的容器中。例如,可以将来自铸芯的型砂引入到第一容器中,而将铸型涂料或型砂渗入引入第二容器中,并将浇口引入到第三容器中。由此明显简化了材料的进一步加工。
此外,对于在单独的步骤中和在不同的时间阶段中加工工件有利的是,在工件的单一的夹具中和/或在单一的用于加工工件的设备中进行以下加工类型中的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件上的部分,和
-从工件上去除浇口。
例如,工件的除芯/除砂和粘附在工件上的铸芯部分的去除可以在工件的一个夹具中(就是说,不更换夹紧装置或在唯一的夹紧装置中)和在相同的用于加工工件的设备中进行。以这种方式,加工非常快速地进行。但原则上也可以设想的是,不同的加工类型在工件的一个夹具中,但是在不同的用于加工工件的设备中实施。也可以设想的是,不同的加工类型在相同的用于加工工件的设备中进行,但是此时要重新夹紧工件(即更换夹紧装置)。此时,工件的加工可以在一些情况下分化特别明显进行。
对于在工件的一个夹具中和/或在一个用于加工工件的设备中加工工件也有利的是,三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在工件的一个夹具中和/或在一个用于加工工件的设备中进行。
但是也有利的是,在工件的单一的夹具中和/或在彼此重合至少80%的时间阶段中进行以下加工类型的至少两个,
-使铸芯破裂,
-对工件进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件上的部分,和
-从工件上去除浇口。
通过近似同时地实施实施加工类型,工件的加工特别快速地进行。如果三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在工件的一个夹具中和在时间上相互重合的阶段中进行,情况特别如此。用于不同加工类型的不同时间阶段基本上是同时进行的,但在时间上至少重合80%。换句话说,在下一个阶段或加工类型开始之前,一个阶段或加工类型完成了最少20%。这意味着,例如在进行去除浇口之前,至少20%的型砂已从工件去除,或者完全地去除型砂所需的时间已过去20%,等等。由于所要求的同时性,也特别有利的是,至少两个所述加工类型、三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在相同的用于工件加工的设备中进行。
为了完整起见要指出的是,以下加工类型:
-使铸芯破裂,
-对工件进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件上的部分,和
-从工件上去除浇口
不仅可以在利用液压锤进行的加工中任意组合,而且这些加工类型还可以与工件的震动和/或旋转任意组合地实施。同样,在这种情况下,这些加工类型尤其也可以在不同的彼此重合最多20%的时间阶段中进行,或者也可以在工件的单一的夹具中和彼此重合至少80%的时间阶段中进行。
附图说明
为了更好地理解本发明,将参考以下附图对本发明进行详细的说明。
其中分别都以高度简化的示意图表示:
图1示出根据本发明的设备的正视图;
图2示出图1中的设备的后视图;
图3示出图1中的设备的透视图;
图4示出示例性的设备,其中各液压锤可移动地支承并且可以一起向上摆动;
图5示出类似于图4中的设备,但是具有四个液压锤;
图6示出具有大的竖直调节行程和带吸出口的保护罩的设备;
图7示出具有多个设置在带上的夹紧装置的设备;
图8示出具有多个设置在圆台上的夹紧装置和多个加工站的设备;
图9示出具有夹紧装置的设备,实施夹紧装置与震动装置耦合或是震动装置的一部分;
图10示出类似于图9中的设备,但是具有水平定向的液压锤;
图11以正视图示出具有夹紧装置的设备,实施夹紧装置绕水平的旋转轴线支承;
图12用俯视图示出图11中的设备;
图13用侧视图示出图11和12中的设备;
图14示出示意图,根据该示意图,并且对于各个加工类型将工件定位到不同的加工位置和不同的容器上方;
图15是示意图,根据该示意图,并且对于各个加工类型将不同的容器定位在工件下方;
图16示出示意图,其中对于各个加工类型将导向装置调整到不同的容器;
图17示出液压锤的构造成用于产生夹紧力的第一变型方案;以及
图18示出液压锤的构造成用于产生夹紧力的第二变型方案。
具体实施方式
首先应确定,在不同地说明的实施形式中,相同的部件具有相同附图标记或相同构件名称(必要时带有不同的角标),包含在整个说明书中的公开内容能够合理地转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件。在说明书中选用的位置说明,如例如上、下、侧等涉及当前说明的以及示出的附图并且在位置变化时这些位置说明能合理地转用到新的位置。
根据图1至3,用于破坏铸芯或用于给铸造工件除芯的设备1a具有液压锤2。液压锤2在其下端具有錾子3。
液压锤2在其背离錾子3的侧面上按本身已知的方式利用这里未示出的压力管路和回流管路与具有同样本身已知的液压系统连接,以借助于液压油将能量传递到錾子3上。
关于破坏工件的铸芯或去除铸芯粘附在工件上的部分,已证明特别有利的是,液压锤2以每分钟在750至2700次击打之间的击打频率和/或以100至150bar之间的运行压力和/或在12至35l/min之间的液压油流运行。在这些范围中,对工件的加工效果特别好地起作用。
如从图1至3中可以进一步看出的那种,设备1a可以具有承载支架4,液压锤2设置在所述承载支架上。这里,液压锤2可以固定在设置在承载支架4的基架5上的保持装置6上。保持装置6例如如所示那样可以包括后板、盖板和侧壁。
此外,保持装置6可以能沿与基架5连接的导轨7移动地支承。如图所示,导轨7的纵向延伸可以垂直于承载支架3的安放平面延伸。为了使保持装置6或与其连接的液压锤2沿导轨7运动,保持装置6可以与设置在基架5上的致动器8连接。
如从图1至3中可以看出的那样,致动器8可以构造成活塞-缸单元,尤其是构造成液压缸。活塞-缸单元的活塞9可以固定在保持装置6上,而缸10可以固定在基架5上。但也可以设想相反的情况,即,活塞-缸单元的活塞9固定在基架5上,而缸10固定在保持装置6上。
最后,在图1至3中还示出象征性表示的工件11,所述工件放置在设备1a的机台12上。在工件11和机台12之间置入塑料板形式的可选的垫板13。塑料板13用于缓冲,由此避免了击打能量被导入机台12中或因此也导入设备1a中。
设备1a可以用于破坏工件11的铸芯。备选或附加地,液压锤2也可以用于去除铸芯粘附在工件11上的部分。这尤其是指去除“铸型涂料”和/或“型砂渗入”。就是说,铸芯的破坏(必要时这包括对工件11的完整除砂/除芯)和粘附工件11的铸芯部件的去除都可以通过设备1a并在工件11的一次夹紧中完成。由此可以明显减少用于制造铸造产品的时间。
铸芯的破坏、工件11的必要时完整的除芯/除砂、工件11的铸型涂料的去除或工件的型砂渗入的去除可以在分开和相继执行的加工步骤中进行,或者如上所述,并行地或同时地在一个加工步骤中进行。例如,工件11的除芯/除砂可以在第一步骤中进行,并且铸型涂料的去除可以在与其分开的第二加工步骤中进行。破坏铸芯也可以包括破坏(具有空腔的)铸模。工件11的除芯/除砂同样也可以包括去除(具有空腔的)铸模。此外,所去除的铸型涂料或型砂渗入也可能来自(具有空腔的)铸模。
设备1a可以具有多个液压锤2以及多个承载支架4,以便能够从多个方向并且必要时相差地击打要加工的工件11。
工件11优选以每个液压锤2至少2kN的力被夹紧到所述设备1a中。通过高夹紧力和由此带来的对工件11的压缩,工件11的振动特性和包括工件11和设备1a的系统的振动特性发生显着变化,从而对破坏铸芯或者除砂/除芯过程产生了积极影响。通常通过液压锤2、尤其还通过在设备1a的机架12上的波反射实现了对工件11的宽带激励。
在图1至3所示的示例中,借助于液压缸8将工件11夹紧到设备1a中。夹紧力有利地仅通过也实施铸芯的破坏或从工件11上去除粘附的铸芯部分的液压锤2传递到工件11上。就是说,在这种情况下,设备1a具有液压锤2作为唯一的用于将工件11压向机台12的接触元件,所述液压锤也设定用于破坏铸芯或去除粘附的铸芯部分。夹紧力优选在整个加工过程中通过液压锤2传递到工件11上。
但这不是唯一可设想的可能性。相反还可以设想的是,设备1a具有单独的夹紧装置。也可以设想,省去液压缸8并且夹紧运动本身也通过液压锤2进行,所述液压锤还实施铸芯的破坏或者从工件11上去除了粘附的铸芯部分(就此还参见图17和18)。
一般而言有利的是,由液压锤2执行的击打没有向铸芯的型砂上进行,而是向(通常是金属的)工件11上进行。所述击打因此特别是猛烈或高能量的。在这种情况下,錾子3有利地不具有尖端,而是扁平的。
在一个示例性示例中,现在应说明的是,借助于液压锤2破坏铸芯或除芯/除砂与使用传统的气动锤相比明显更为高效。将通过四个气动锤的除芯/除砂过程用作示例,这些气动锤在周期时间为50秒时在10秒内对工件11进行除芯/除砂。对于这个过程,需要将约4.8m3/min的空气压缩到6bar的压力。在这种情况下,压缩机所需的电功率约为29.0kW。
对于相同的除芯/除砂性能仅需要两个液压锤2,它们在周期时间为50秒时在5秒内对工件11进行除芯/除砂。对于这个过程,需要在150bar的压力下的约20l/min的液压油的体积流量。在这种情况下,液压设备所需的电功率约为5.1kW。这意味着,通过液压系统的除芯/除砂出乎意料地仅需要利用气动系统实现相同的除芯/除砂性能所需的平均电功率的约18%。
图4现在示出具有多个液压锤2a、2b的示例性设备1b。液压锤2a、2b可移动地支承在多个相对地与承载支架4连接的导向结构(尤其是导轨)7x、7y、7z上。具体地,第一导向结构7x的纵向延伸水平或平行于承载支架4的安放平面地延伸,第二导轨7y的纵向延伸水平或平行于承载支架4的安放平面以及与第一导轨7x垂直地延伸,而第三导向结构7z的纵向延伸垂直于承载支架4的安放平面延伸。因此,液压锤2a、2b在所有空间方向上都是可调节的。这种调节在该示例中手动地进行,但也可以通过致动器8进行。
在液压锤2a、2b的作用区域内设置用于工件11(未示出)的夹紧装置14,从而在除芯过程中固定工件11。
在这个示例中,液压锤2a、2b可以在工作位置和静止位置之间运动,在所述工作位置中,在夹紧装置14中夹紧的工件11位于液压锤2a、2b的作用区域内,在所述静止位置中,在夹紧装置14中夹紧的工件11位于液压锤2a、2b的作用区域之外。具体而言,液压锤2a、2b可以借助于曲柄驱动器15摆动到静止位置或工作位置中。在图4中示出液压锤2a、2b的工作位置。
图5示出另一个用于破坏铸芯/去除粘附在工件11上的铸芯部分的设备1c,这个设备在结构和工作方式上与在图4中所示的设备1b非常相似。但是与设备1b不同,设备1c具有四个液压锤2a..2d。
图6示出另一个用于破坏铸芯/去除粘附在工件11上的铸芯部分的设备1d,这个设备不同于在图4和5所示的设备1b、1c。一方面,垂直调节通过两个用作直线导向结构7z的圆柱进行,另一方面,设备1d具有带抽吸管路17的保护罩16。
图7示出设备1e,其中将多个夹紧装置14设置带18上。也可以设想的是,替代带18而设置链条。借助于带18可以使夹紧装置14运动到液压锤2a、2b的作用区域内。以这种方式,可以特别有效地加工工件11。
也可以设想,在带18的分布中设置具有不同液压锤2a、2b的多个加工站。在这种情况下,可以使夹紧装置14连同工件11运动到第一位置,在这里通过至少一个第一液压锤2a、2b对工件进行加工。然后,使夹紧装置14连同工件11运动到第二位置,在这里通过至少一个第二液压锤对工件进行加工。
图8示出多个这样的加工站19a…19c以及替代带18具有圆台20的设备1f。具体而言,加工站19a包括液压锤2a、2b,加工站19b包括三个另外的液压锤,而加工站19c包括两个另外的液压锤。借助于圆台20,夹紧装置14可以运动(旋转)到加工站19a..19c或者其液压锤2a、2b的作用区域内。因此,夹紧装置14可以运动到在第一加工站19a或第一液压锤2a、2b的作用区域内的第一位置P1,在这里利用第一液压锤2a、2b对在夹紧装置14中夹紧的工件11(未示出)进行加工。在另一个工步中,使夹紧装置14运动到在第二加工站19b或第二液压锤的作用区域内的第二位置P2处,在这里利用第二液压锤对在夹紧装置14中夹紧的工件11进行加工。在又一个另外的工步中,使夹紧装置14运动到在第三加工站19b或第三液压锤的作用区域内的第三位置P3,在这里利用第三液压锤对在夹紧装置14中夹紧的工件11进行加工。最后,使夹紧装置14旋转到第四位置P4,在第四位置,可以取出已完成的工件11并可以夹紧新的要加工的工件。为了完整期间而要指出的是,当然在设备1f中可以有不仅一个工件11,而且所有的夹紧装置14都可以被工件11占据。因此,此时可以近似连续地给设备1f供料。
在图7中所示的设备1e的带18的分布中以非常相似的方式也可以设置多个加工站19a…19c。
一般而言,在图中所示的液压锤2a…2d可以同步或不同步地运行。在第一种情况下,尤其是设有控制器,所述控制器设置成用于同步地操控多个液压锤2a…2d。
此外可以设想的是,带18或圆台20不连续地运动并且在加工工件11的位置P1…P4处停止。但也可以设想的是,所述带18或圆台20连续地运动,并且加工站19a…19c在加工工件11期间同样地与所述带18或圆台20上的夹紧装置14一起运动。在加工之后,加工站19a..19c进行退回运动,并且重新开始所述循环。
为此目的,导向结构7x、7y、7z之一可以沿带18的运动方向定向,从而可以实现加工站19a…19c的所述运动。在设备1f的情况下,加工站19a…19c可以能绕垂直轴线z旋转地支承(例如设置在能绕垂直轴线z旋转地支承的支座上),从而可以实现加工站19a…19c和夹紧装置14的同样的运动。当然,也可以将加工站19a…19c支承在两个(较长的)水平导轨7x。7y上并借助于叠加的运动实现圆形轨道。
图9示出另一个设备1g,该设备在结构和功能上与在图4和5中示出的设备1b和1c相类似。但与其不同的是,在该示例中的夹紧装置14与震动装置耦合或设置在震动装置上。在图9中具体地标注了震动装置的震动马达21。在震动过程中,液压锤2a…2d能借助于曲柄驱动器15摆动离开夹紧装置14,以避免与工件11发生碰撞。
图10示出设备1h,该设备在结构和功能上与在图9中所示的设备1g相类似。这里,夹紧装置14也与震动装置耦合或设置在震动装置上(参见震动马达21)。但液压锤2a…2d在该示例中是水平定向。
图11至13示出设备1i的另一个备选的结构形式。具体而言,图11用正视图、图12用俯视图而图13用侧视图示出设备1i。与此前示出的结构形式不同,设备1i具有能绕水平的旋转轴线D旋转地支承的夹紧装置14,。以这种方式,可以使工件24旋转,因此松动的型砂可以向下掉落。
可选地,液压锤2a..。2c也能绕这个水平的旋转轴线D旋转地支承,如在设备1i中的情况那样。以这种方式,也可以在工件24的旋转期间继续除芯过程。附加地也可以设想,震动装置与夹紧装置14耦合或设置在夹紧装置上。所述震动装置也可以能绕该水平的旋转轴线D旋转地支承,使得在旋转过程期间也可以使工件24震动。
因此,工件11、24在单独的夹具中旋转、振动并且利用至少一个液压锤2、2a…2d加工。在此尤其有利的是,工件11、24同时地旋转、振动并且利用至少一个液压锤2、2a…2d加工。以这样的方式,可以非常快速地完成工件11、24的加工。
在设备1i中通过输送轨道23进行供料,通过所述输送轨道可以将工件24引入保护罩16中,在所述保护罩中对工件24进行加工。
在另一个特别有利的实施形式中,在不同的彼此重合最多20%的时间阶段中进行以下加工类型中的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件11、24进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件11、24上的部分,和
-从工件11、24上去除浇口。
通过在基本上单独的步骤中执行这些加工类型,工件11、24的加工可以分化特别明显进行,例如其方式是改变击打类型或其位置。例如相对于使铸芯破裂可以提高用于去除铸芯粘附在工件11、24上的部分的击打能量。浇口的去除例如可以这样来进行,即,液压锤2、2a..2d对其实施有针对性的击打或将浇口置于振动,等等。
针对各个加工类型,可以使工件11、24运动到不同的加工位置P1…P4。例如,可以在图8中所示的设备11的第一加工位置P1处对工件11、24进行除芯/除砂,在第二加工位置P2处去除粘附的铸芯部分,并且在第三加工位置P3处分离浇口。在这种情况下,在加工站19a...19c处可以进行不同类型和方式的击打,如在前一段中说明的那样。
当将加工站19a…19c朝加工位置P1…P3运动时,工件11、24也可以等效地停留在加工位置P1…P3处。
当然,所提出的这个原理不限于旋转运动,而是也可以基于平移运动。所提出的这个原理尤其是可以应用到在图7所示的设备1e中。
尽管对于所述加工类型所给出的顺序是有利的,但这个顺序也可以更改。例如,可以在去除粘附在工件11、24上的铸芯部分之前进行去除工件11、24的浇口。
用于不同加工类型的不同时间阶段基本上是彼此分开的,但也可以在时间上重合最多20%。换句话说,在下一个阶段或加工类型开始之前,一个阶段或加工类型至少完成了80%。这意味着,例如在进行去除浇口之前,至少80%的型砂已从工件11、24去除,或者完全地去除型砂所需的时间已过去80%,等等。
对于在单独的步骤中和在不同的时间阶段中对工件11、24进行上述加工也有利的是,三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在单独步骤中和在彼此最多重合20%的不同的时间阶段中进行。
由于各加工类型在时间上的分开,可以特别好地实现分离所去除的不同材料,其方式例如是,将这些材料引入到不同的容器中。例如,可以将来自铸芯的型砂引入到第一容器中,而将铸型涂料或型砂渗入引入第二容器中,并将浇口引入第三容器中。由此明显简化了这些材料的进一步加工。
此时有利的是,对于各个加工类型,使工件11、24运动到不同的加工位置P1...P3并且运动到不同的容器25a...25c上方,如在图14中示意性示出的并用箭头标注的那样。如果工件11、24运动到第一加工位置P1,则在这里由第一液压锤2a对工件进行加工,并且从工件11、24上去除的材料落入第一容器25a中。如果工件11、24运动到第二加工位置P2,则在这里由第二液压锤2b对工件进行加工,并且从工件11、24上去除的材料落入第二容器25b中。如果工件11、24最终运动到第三加工位置P1,则在这里由由第三液压锤2c对工件进行加工,并且从工件11、24上去除的材料落入第三容器25c中。在图14中示出单个液压锤2a…2c,当然,所提出的原理也可以用于多个加工站19a...19c。也可以设置多于或少于三个加工位置P1...P3,多于或少于三个液压锤2a...2c以及多于或少于三个容器25a...25c。
例如在图8中示出用于实现这个实施方案的具体设备1f。这里在加工位置P1…P3处分别设置单独的容器25a..25c。如所述的那样,可以在第一加工位置P1对工件11、24进行除芯/除砂,在第二加工位置P2去除铸芯的粘附部分,并且在第三加工位置P3与浇口分离。从工件11、24上去除的不同材料然后落入不同的容器25a…25c中并且可以很好地进一步加工。
图14中示出的方法不限于旋转运动,而是也可以基于平移运动。尤其是所提出的这个原理因此可以用于在图7中所示的设备1e。
等效于在图14中示出的处理方式,可以设想的是,工件11、24留在加工位置PI...P3处,并且对于各个加工类型将不同的容器25a...25c定位在工件11、24下方,如在图15中示意性示出并且通过箭头标识的那样。以这种方式,也可以实现从工件11、24上去除的材料的所述分离,并且该原理也能转用于在图8f中所示的设备1f。
最后,等效地可以设想的是,对于各个加工类型调节导向装置26(例如滑槽),并将从工件11、24上去除的材料引入不同的容器25a…25c中,如在图16中示意性示出的那样。在图16中,导向装置26具体地调整到第三容器25c上,但是当然也可以它调整到容器25a、25b上。
当然,图14中示出的方法不仅能用于图7中所示的设备1e和图8中所示的设备1f,而且也能用于在图15和16中所示的实施方案。
此外,有利的是,在工件11、24的唯一一次夹紧中和/或在用于加工工件11、24的单一的设备1a...1i中进行以下加工类型中的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件11、24进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件11、24上的部分,和
-从工件11、24上去除浇口。
相应地,工件11、24对于至少两个加工类型留在同一个夹紧装置14中,和/或在同一个设备1a...1i中以至少两个加工类型对工件11、24进行加工。以这种方式,加工特别快速地进行。对于在图7中示出的设备1e和在图8中示出的设备1f,这意味着工件11、24在夹紧装置14中保持夹紧并且仅是运动到另外的加工位置P1...P4。备选地也可以使加工站19a…19c运动到加工位置P1..P3。
但原则上也可以设想,在工件11、24的一次夹紧中但是在不同的用于加工工件的11、24的设备1a...1i中实施不同的加工类型。例如,可以通过传送带连接多个设备1a...1i。在图7中所示的设备1e的界限这里是流动的。
也可以设想,在同一个设备1a...1i中实施不同的加工类型,但是此时转换夹紧工件11、24(即更换夹紧装置14)。例如,在图8中所示的设备1f可以设计成,使得圆台20是不可旋转的。在这种情况下,对于不同的加工类型将工件11、24夹紧到设备1f的不同夹紧装置14中。这里不同设备1a...1i的界限也是流动的。
对于在工件11、24的一次夹紧中和/或在一个用于加工工件11、24的设备1a...1i中加工工件11、24也有利的是,三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在工件11、24的一次夹紧中和/或在一个用于加工工件11、24的设备1a...1i中进行。
此外,有利的是,在工件11、24的唯一一次夹紧中和在彼此最少重合80%的时间阶段中进行以下加工类型中的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件11、24进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件11、24上的部分,和
-从工件11、24上去除浇口。
通过近似同时地实施各加工类型,工件11、24的加工特别快速地进行。如果三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在工件11、24的一次夹紧中和/或在彼此时间上重合的阶段中进行,则特别是这样。
例如,所述加工可以在图4中所示的设备1b中进行。不需要设置多个加工站19a…19c。相反,有利地以带来所述或所有希望效果的方式和方法进行击打。此时,液压锤2、2a…2d的操控特别简单。
用于不同加工类型的不同时间阶段基本上是同时进行的,但在时间上至少重合80%。换句话说,在下一个阶段或加工类型开始之前,一个阶段或加工类型完成了最少20%。这意味着,例如在进行去除浇口之前,至少20%的型砂已从工件11、24上去除,或者完全地去除型砂所需的时间已过去20%,等等。由于所要求的同时性,也特别有利的是,至少两个所述加工类型、三个所给出的加工类型或所有四个所给出的加工类型在相同的用于工件加工的设备1a...1i中进行。
图17现在示出液压锤2e的一种特殊的结构形式。所述液压锤2e包括内缸27,击打件28能运动地支承在所述内缸中。在内缸27上固定前部的支承件29,第一套筒30支承在所述支承件中。第二套筒31位于内缸27中。扁平构成的錾子3可移动地支承在两个套筒30和31中。此外,液压锤2e包括外缸32,内缸27可移动地支承在外缸中。在内缸27上固定压力管33,所述压力管由第三套筒34引导通过外缸32。最后,在外缸32中设置压力接头35。
现在如下所述说明液压锤2e的功能:
如果通过压力接头35将液压油引入到外缸32中,则内缸27从外缸32中被压出并在图17中向右运动。如果经由压力接头35将液压油从外缸32排出,则内缸27向外缸32中运动并在图17中向左移动。在所示出的示例中,如果外缸32被排空,则内缸27向外缸32中运动。当然也可以设想的是,内缸27通过弹簧力向外缸32中运动,并且液压油因此自行流出。
如果通过压力管33将液压油导入内缸27,则击打件28朝錾子3并在图17中向右加速并且最终击打到錾子3上。如果液压油从内缸27中排出,则击打件28移动离开錾子3并且在图17中向左移动。在击打件28和錾子3之间的中间空间中可以有空气,这些空气可以被压缩或通过(未示出的)孔向外引导。如果这些空气在所述中间空间中被压缩,则通过起空气弹簧作用的被压缩的空气而使击打件28复位。但也可以设想的是,由机械式的弹簧实现或至少辅助击打件28的复位。此外可以设想的是,在击打件28和錾子3之间的中间空间中存在液压油。这些液压油可以通过(未示出的)孔被引导返回油容器中。此外,在这种情况下,也可以通过用压力油加载击打件28和錾子3之间的中间空间来使击打件28复位。
有利地通过对外缸32加载压力而将錾子3压向工件11、24。通过给内缸27加载压力,可以给所述夹紧力叠加击打作用,所述击打作用被导入工件11、24中并且在这里触发已经描述的作用。换句话说,为了产生作用到工件11、24上的夹紧力,只需要所述液压锤2e。就是说,液压锤2e不仅用作用于将工件11、24压向机台12的唯一的接触元件,而且所述液压锤也产生夹紧力。这样,就可以省去专门的用于产生夹紧力的液压缸8。
在图18中示出液压锤2f的备选方案,这个备选方案与在图17中所示的液压锤2f非常相似。与其不同的是,省去了压力管33,并且在内缸27的背面上设置有可控的第一阀36,利用所述第一阀,内缸27可以与外缸32连接或与其分离。以这样的方式,加载有压力油的击打件28朝錾子3加速并击打到錾子上。附加于第一阀36,位于击打件28后面的空间也与回流管路37连接,在回流管路的分布中设置有可控的第二阀38。为了实现击打件28的复位运动,可经由回流管路37从位于击打件28后面的空间中导出液压油。因此,交替地操控阀36和38。
在里应指出的是,在图中所示的结构形式不限于使用液压锤2a...2f。相反,在所示的图1a...1i中原则上也可以使用气动锤或电锤。
为了符合规定,最后应该指出,为了更好地理解结构,元件有时可能部分地不是符合比例地和/或是放大和/或缩小地示出的。
附图标记列表
1a...1i (除芯)设备
2、2a...2f 液压锤
3 錾子
4 承载支架
5 基架
6 保持装置
7、7x...7z 导向结构/导轨
8 致动器
9 活塞
10 缸
11 工件
12 机台
13 (塑料)垫板
14 夹紧装置
15 曲柄驱动器/摆动驱动器
16 保护罩
17 吸出口
18 带/链条
19a…19c 加工站
20 圆台
21 震动马达
22 旋转马达
23 输送轨道
24 工件
25a…25c 容器
26 导向装置(滑槽)
27 内缸
28 击打件
29 前部的支承件
30 第一套筒
31 第二套筒
32 外缸
33 压力管
34 第三套筒
35 压力连接件
36 第一阀
37 回流管路
38 第二阀
P1…P4 加工位置
z 垂直轴线
Claims (46)
1.用于破坏铸造工件(11、24)的铸芯的和/或用于去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分的设备(1a...1i),所述设备(1a...1i)具有至少一个锤,其特征在于,所述至少一个锤是液压锤(2、2a...2f)。
2.根据权利要求1所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述设备具有至少一个承载支架(4),所述液压锤(2、2a...2f)设置在所述承载支架上。
3.根据权利要求2所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述液压锤(2、2a...2f)固定在设置在承载支架(4)的基架(5)上的保持装置(6)上。
4.根据权利要求3所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述保持装置(6)能移动地至少支承在与基架(5)连接的导向结构(7、7x...7z)上。
5.根据权利要求4所述的设备(1a...1i),其特征在于,第一导向结构(7x)的纵向延伸水平地或平行于承载支架(4)的安放平面地延伸,和/或第二导向结构(7y)的纵向延伸水平地或平行于承载支架(4)的安放平面以及垂直于第一导向结构(7x)地延伸,和/或第三导向结构(7z)的纵向延伸垂直于承载支架(4)的安放平面地延伸。
6.根据权利要求5所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述保持装置(6)与至少一个设置在基架(5)上的致动器(8)连接。
7.根据权利要求6所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述至少一个致动器(8)构造成活塞-缸单元,尤其是构造成液压缸。
8.根据权利要求7所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述活塞-缸单元的活塞(9)固定在保持装置(6)上,而缸(10)固定在基架(5)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述至少一个液压锤(2、2a...2f)设置成用于将工件(11、24)压向所述设备(1a...1i)的机台(12)上的唯一的接触元件,所述液压锤也设定为用于破坏铸芯或者去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分。
10.根据权利要求9所述的设备(1a...1i),其特征在于,仅将所述至少一个液压锤(2、2a...2f)设定为用于产生作用于工件(11、24)的夹紧力。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述设备具有多个液压锤(2、2a...2f)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,设有用于工件(11、24)的夹紧装置(14),所述夹紧装置设置在所述至少一个液压锤(2、2a...2f)的作用区域内或能运动到作用区域内。
13.根据权利要求12所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述夹紧装置(14)设置在带(18)上或链条上或圆台(20)上。
14.根据权利要求13所述的设备(1a...1i),其特征在于,第一导向结构(7x)沿所述带(18)/链条的运动方向定向或者设置在所述圆台(20)的运动区域中。
15.根据权利要求13或14所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述致动器(8)构造成,使所述至少一个液压锤(2、2a...2f)与夹紧装置(14)同样地在所述带(18)、所述链条或所述圆台(20)上运动。
16.根据权利要求15所述的设备(1a...1i),其特征在于,其特征在于,所述至少一个液压锤(2、2a...2f)和所述圆台(20)能绕相同的旋转轴线(z)旋转地支承。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述夹紧装置(14)与震动装置(21)耦合或设置在所述震动装置上。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述至少一个液压锤(2、2a...2f)能在工作位置和静止位置之间运动,在所述工作位置中,在夹紧装置(14)中夹紧的工件(11、24)位于所述至少一个液压锤(2、2a...2f)的作用区域之内,在所述静止位置中,在夹紧装置(14)中夹紧的工件(11、24)位于所述至少一个液压锤(2、2a...2f)的作用区域之外。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述夹紧装置(14)能绕水平的旋转轴线(D)旋转地支承。
20.根据权利要求19所述的设备(1a...1i),其特征在于,此外,所述至少一个液压锤(2、2a...2f)能绕所述水平的旋转轴线(D)旋转地支承。
21.根据权利要求19或20所述的设备(1a...1i),其特征在于,所述震动装置(21)也能绕所述水平的旋转轴线(D)旋转地支承。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,具有在至少一个第一液压锤(2、2a...2f)的作用区域中的至少一个第一位置(P1),所述夹紧装置(14)能运动到所述第一位置,还具有在至少一个第二液压锤(2、2a...2f)的作用区域中的至少一个第二位置(P2),所述夹紧装置(14)能运动到所述第二位置。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的设备(1a...1i),其特征在于,设有控制器,所述控制器设置成,用于同步地操控多个液压锤(2、2a...2f)。
24.用于破坏铸造工件(11、24)的铸芯的方法,其特征在于,使用至少一个液压锤(2、2a...2f)来破坏铸芯。
25.用于去铸芯除粘附在工件(11、24)上的部分的方法,其特征在于,使用至少一个液压锤(2、2a...2f)来去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分。
26.根据权利要求25或26所述的方法,其特征在于,以每个液压锤(2、2a...2f)至少2kN的力将工件(11、24)夹紧到用于破坏铸芯/去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分的设备(1a...1i)中。
27.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,仅通过也破坏铸芯/去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分的所述至少一个液压锤(2、2a...2f)将夹紧力传递到工件(11、24)上。
28.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,在整个加工过程期间,通过所述至少一个液压锤(2、2a...2f)将夹紧力传递到工件(11、24)上。
29.根据权利要求27或28所述的方法,其特征在于,通过所述至少一个液压锤(2、2a...2f)产生夹紧力。
30.根据权利要求24至29中任一项所述的方法,其特征在于,在工件(11、24)和用于破坏铸芯/去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分的设备(1a...1i)的机台(12)之间置入塑料板(13)。
31.根据权利要求24至30中任一项所述的方法,其特征在于,使所述至少一个液压锤(2、2a...2f)以每分钟在750至2700次击打之间的击打频率运行。
32.根据权利要求24至31中任一项所述的方法,其特征在于,使所述至少一个液压锤(2、2a...2f)以在100和150bar之间的运行压力运行。
33.根据权利要求24至32中任一项所述方法,其特征在于,使所述至少一个液压锤(2、2a...2f)以在12至35l/min之间的液压油流运行。
34.根据权利要求24至33中任一项所述的方法,其特征在于,使用于工件(11、24)的夹紧装置(14)运动到所述至少一个液压锤(2、2a...2f)的作用区域中。
35.根据权利要求24至34中任一项所述的方法,其特征在于,使所述至少一个液压锤(2、2a...2f)与用于工件(11、24)的夹紧装置(14)同样地一起运动。
36.根据权利要求24至35中任一项所述的方法,其特征在于,使用于工件(11、24)的夹紧装置(14)震动。
37.根据权利要求24至36中任一项所述的方法,其特征在于,使用于工件(11、24)的夹紧装置(14)绕水平的旋转轴线(D)旋转。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的方法,其特征在于,使工件(11、24)在唯一一次夹紧中旋转、震动并且利用所述至少一个液压锤(2、2a...2f)对其进行加工。
39.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,同时地使工件(11、24)旋转、震动和利用所述至少一个液压锤(2、2a...2f)对其进行加工。
40.根据权利要求24至39中任一项所述的方法,其特征在于,在不同的彼此重合最多20%的时间阶段中进行以下加工类型中的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件(11、24)进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分,和
-从工件(11、24)上去除浇口。
41.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,
-对于各个加工类型,使工件(11、24)运动到不同的加工位置(P1…P4)并且运动到不同的容器(25a…25c)上方,或者
-使工件(11、24)留在一个加工位置(P1运动到P4),并且对于各个加工类型,将不同的容器(25a…25c)定位在工件(11、24)下方,或者
-针对各个加工类型调整导向装置(26),并将从工件(11、24)上去除的材料引入不同的容器(25a…25c)中。
42.根据权利要求40或41所述的方法,其特征在于,在工件(11、24)的唯一一次夹紧中和/或在单一的用于加工工件(11、24)的设备(1a...1i)中进行以下加工类型中的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件(11、24)进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分,和
-从工件(11、24)上去除浇口。
43.根据权利要求24至39中任一项所述的方法,其特征在于,在工件(11、24)的唯一一次夹紧中和/或在彼此重合至少80%的时间阶段中进行以下加工类型的至少两个:
-使铸芯破裂,
-对工件(11、24)进行除芯/除砂,
-去除铸芯粘附在工件(11、24)上的部分,和
-从工件(11、24)上去除浇口。
44.根据权利要求24至43中任一项所述的方法,其特征在于,使所述至少一个液压锤(2、2a...2f)在工作位置和静止位置之间运动,在所述工作位置中,在夹紧装置(14)中夹紧的工件(11、24)位于所述至少一个液压锤(2、2a...2f)的作用区域之内,在所述静止位置中,夹紧在夹紧装置(14)中的工件(11、24)位于所述至少一个液压锤(2、2a...2f)的作用区域之外。
45.根据权利要求24至44中任一项所述的方法,其特征在于,使夹紧装置(14)连同工件(11、24)运动到第一位置(P1)处,在这里利用至少一个第一液压锤(2、2a...2f)加工所述工件(11、24),然后,使夹紧装置(14)连同工件(11、24)运动到第二位置(P2)处,并且该工件(11、24),在这里利用至少一个第二液压锤(2、2a...2f)加工所述工件(11、24)。
46.根据权利要求24至45中任一项所述的方法,其特征在于,同步地控制多个液压锤(2、2a...2f)。
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Application publication date: 20191129 |