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1'reßr und Rüttelvorrichtung für ölhydraulisch betriebene Rüttelformmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Preß- und Rüttelvorrichtung für ölhydraulisch
betriebene Rüttelformmaschinen, mit einem. als Stufenkolben ausgebildeten und senkrecht
bewegbaren Maschinentisch, der mit im Maschinenkörper geführten Führungsstangen
verbunden ist, und innen konzentrisch einen seine Rüttelbewegungen ölhydraulisch
durch senkrechte Bewegungen steuernden Zylinderschieber trägt, wozu ein geschlossenes
System bildende Ölführungskanäle spezieller Anordnung vorgesehen sind.
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Es ist eine Rüttelformmaschine bekanntgeworden, die mit Preßluft betrieben
wird, und unter Verzicht auf den Nachverdichtungshub die Rüttelvorgänge so oft wiederholt,
wie es notwendig ist, um den Sand fest in dem Formkasten und rings um das Modell
herum zur genügend festen Anlage zu bringen. Bei dieser Maschine ist ein hohlzylindrischer
Rüttelkolben vorgesehen, der aufwärts einen mit Armen versehenen Stoßkopf zum Tragen
des Formtisches besitzt, und konzentrisch eine Hülse umschließt, in der sich der
einen Kreuzkopf und die Abhebeeinrichtung tragende Abhebekolben unabhängig vom Rüttelkolben
bewegt. Die Rüttelbewegungen werden durch ein Rüttelventil unmittelbar durch Preßluft
gesteuert. Das Abheben des Formkastens erfolgt jedoch ölhydraulisch in Verbindung
mit Preßluft. Diese wird in einen im Maschinenfuß vorgesehenen Behälter geleitet,
der mit öl angefüllt ist, wodurch das in Kanälen aufsteigende Öl unter den Abhebekolben
gelangt und diesen anhebt. Zur Vermeidung von störenden Gegenbewegungef des Rüttelkolbens
wird dieser dabei verriegelt.
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Bei einer anderen bekanntgewordenen Rüttelvorrichtung wird das Rütteln
ebenfalls durch Preßlufteinwirkung durchgeführt. Es ist dazu ein Rüttelzylinder
vorgesehen, in dem sich ein Rüttelkolben senkrecht bewegt. Derselbe besitzt eine
innere Druckluftkammer, die oben einen mit einem Druckluftbehälter, dem ein Reduzierventil
vorgeschaltet ist, verbundenen Lufteinlaß besitzt, und einen Ventilsitz trägt, auf
den sich ein hohler Ventilkörper aufsetzt. Konzentrisch ist im Ventilkörper ein
senkrecht bewegbarer, ebenfalls hohler und unter Schraubenfederbelastung stehender
Ventilstößel angeordnet, der die Luftaustrittsöffnung im Boden des Rüttelzylinders
öffnet und schließt, wozu unten an ihm ein Rundschieber und in ihm ein Doppelsitzventil
senkrecht bewegbar sind, die beide durch den Preßluftdruck gesteuert werden. Die
von oben in die Druckluftkammer des Rüttelkolbens geführte Preßluft gelangt durch
geeignete Steuerung der Ventilkörper unter den Rüttelkolben, um ihn zum Rütteln
anzuheben. Durch den Rüttelzylinderboden tritt die Preßluft nach Umsteuerung der
Ventilkörper und des Rundschiebers ins Freie, wobei der Rüttelkolben durch Preßluftdruck
in seine Ausgangsstellung zurückgelangt. Durch häufige Wiederholung der Rüttelkolbenbewegungen
ist der Rüttelvorgang gegeben.
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Eine außerdem bekanntgewordene Rüttelformmaschine besitzt zwei in
einem gemeinsamen Zylinder hintereinander angeordnete Kolben gleichen Durchmessers,
nämlich einen Rüttelkolben und einen Nachverdichtungskolben, zu deren Nacheinanderbewegen
zwei verschiedene Druckmittel Verwendung finden. Von der einen Seite des beide Kolben
in Tandemanordnung führenden Zylinders wird zum Rütteln Preßluft durch Kanäle im
Zylinder und Kolben unter diesen geleitet, wobei geeignete Führung der Kanäle der
Preßluft die selbsttätigen Rüttelbewegungen ermöglicht und sich während derselben
der Nachverdichtungskolben gegen den Boden des gemeinsamen Zylinders abstützt, und
dadurch gegenüber der eingeführten Preßluft als Zylinderboden wirkt. Zur Durchführung
des Nachverdichtungshubes wird von der anderen gegenüberliegenden Seite des Zylinders
Preßwasser unter den Nachverdichtungskolben geleitet. Seine Bewegung wirkt sich
auf den mit dem Rüttelkolben verbundenen Formmaschinentisch aus und hebt diesen
zur Durchführung des Nachverdichtungshubes an. Durch Preßwasser wird bei dieser
Rüttelformmaschine auch das Abheben des Formkastens durchgeführt.
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Soweit bei diesen bekanntgewordenen Rüttelformmasehinen und Vorrichtungen
Preßluft, ein sich ausdehnendes Medium, verwendet wird, sind die sich bewegenden
Teile nach Anordnung und Ausbildung der Wirkungsweise desselben anzupassen. Dabei
ergeben sich wesentliche Unterschiede gegenüber denjenigen Rüttelformmaschinen und
Vorrichtungen, die ausschließlich hydraulisch betrieben werden, denn
sich
nicht ausdehnende flüssige Mittel unterliegen anderen physikalischen Gesetzen, und
es kann deshalb auch nicht eine für pneumatischen Betrieb eingerichtete Maschine
oder Vorrichtung hydraulisch betrieben werden und umgekehrt. Abgesehen davon besitzen
die pneumatisch betriebenen Rüttelformmaschinen und Rüttelvorrichtungen teilweise
auch einen verwickelten Aufbau, der dem rauhen Formereibetrieb, bei dem mit Sand
gearbeitet wird, nur unter Schwierigkeiten anzupassen ist. Rüttelformmaschinen,
bei denen einzelne Arbeitsgänge pneumatisch und andere hydraulisch durchgeführt
werden, benötigen auch noch, entsprechend den unterschiedlichen Druckmitteln, voneinander
getrennt zu haltende aufwendige Erzeugungsanlagen dafür, die dem wirtschaftlichen
Arbeiten entgegenstehen.
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Außer den ausschließlich pneumatisch oder pneumatisch und hydraulisch
betriebenen Rüttelformmaschinen und Vorrichtungen ist auch noch eine ausschließlich
ölhydraulisch betriebene Rüttelformmaschine bekanntgeworden.
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Bei derselben wird der senkrecht bewegbare und als Stufenkolben ausgebildete
Maschinentisch, der mit im Maschinenkörper geführten Führungsstangen verbunden ist,
mit einem in ihm ebenfalls senkrecht bewegbaren Zylinderschieber in einem als Ringkolben
ausgebildeten Preßkolben geführt, der ebenfalls eine stufenförmige Absetzung besitzt.
Zwischen dem Preßkolben und dem Stufenkolben einerseits und diesem und dem Zylinderschieber
andererseits sind Gleitbüchsen vorgesehen. Das Vorverdichten erfolgt allein durch
Rüttelbewegungen des vom Zylinderschieber ölhydraulisch gesteuerten Stufenkolbens.
Danach wird der Stufenkolben zum Nachverdichten in Verbindung mit dem ringförmigen
Preßkolben ebenfalls ölhydraulisch angehoben. Dabei wirkt der Preßöldruck gegen
den ringförmigen Preßkolben, wobei das Öl diesem von der Seite durch einen Kanal
im Maschinenkörper zugeführt wird. Das Preßöl wird aber auch von der Seite durch
einen besonderen Kanal im Maschinenkörper zum in der Längsrichtung beiderseits offenen
Zylinderschieber geleitet, dessen Bewegungsraum im Stufenkolben unten gegen einen
Ölbehälter offen und oben abgeschlossen ist. Über ein geschlossenes System bildende
Kanäle im Zylinderschieber, Stufenkolben, Preßkolben und den beiden Gleitbüchsen
erfolgt die Zuführung des Öles zur Steuerung der Rüffel- und Nachverdichtungsbewegungen,
das über den Innenraum des Steuerschiebers und einem Kanal im ringförmigen Preßkolben
in den unter den beiden Kolben angeordneten Ölbehälter frei ablaufen kann, ohne
dabei die Rüttel- und Nachverdichtungsbewegungen der beiden Kolben zu behindern.
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Diese Maschine ist im hohen Maße verschleißanfällig. Besonders sind
die großen Flächen der lotrecht gegeneinander bewegbaren Preß- und Stufenkolben
dem Verschleiß ausgesetzt, trotzdem sie von dem durch die verschiedenen Kanäle fließenden
Preßöl hinreichend selbsttätige Schmierung erfahren, und zwar die zylindrische Außenfläche
des Preßkolbens und die Zylinderfläche des Maschinenkörpers, in der der Preßkolben
gleitet, und andererseits die ebenfalls zylindrische Außenfläche des Stufenkolbens
und diejenige der in den Preßkolben eingezogenen Gleitbüchse, in welcher sich der
Stufenkolben führt. Diese Gleitflächen besitzen nach Durchmesser und Höhe der beiden
Kolben beachtliche Größe. Bei notwendiger Reparatur; nach Verschleiß dieser Flächen,
der bei den sandverarbeitenden Formmaschinen unvermeidbar ist und besonders stark
ins Gewicht fällt, müssen der Preßkolben und die in ihn eingezogene Gleitbüchse
ersetzt werden, und außerdem sind die Außenflächen des Stufen-Rüttelkolbens und
die Zylinderfläche des Maschinenkörpers entsprechend nachzuarbeiten. Unter Umständen
muß auch der Stufenkolben ersetzt werden. Diese Reparaturkosten sind erheblich,
abgesehen davon, daß die Maschine längere Zeit stillgesetzt werden muß, wodurch
deren Wirtschaftlichkeit auch noch nachteilig beeinflußt wird.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile bei.. der einen geringeren
Durchmesser und eine höhere Laufausschließlich ölhydraulisch betriebenen Rüttelformmaschine
dadurch, daß nur ein die Rüttel- und Nachverdichtungsbewegungen durchführender Kolben
in einer in den Maschinenkörper eingezogenen Gleitbüchse gleitet, der Raum des Zylinderschiebers,
an dem Kolben eine geschlossene Kolbenfläche bildend, unten geschlossen und oben
gegen einen im Kolben ausgebildeten ölausweichraum offen ist, von dem Kanäle zu
im Maschinenkörper verlaufenden Ölabflußkanälen führen, und unter der Kolbenfläche
des Kolbens eine Zylindervorkammer gebildet ist, wobei Zufluß des Drucköles in diese
zur Durchführung der Nachverdichtungshübe und Abfluß desselben aus ihr getrennt
gehalten sind von den der Zu- und Ableitung des den Zylinderschieber steuernden
Drucköles dienenden Kanälen, und sich der Kolben nach Abfluß des Drucköles aus dem
Zylinder und seiner Vorkammer zum Rütteln frei bewegt.
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Die Ausbildung der Rüttelformmaschine mit nur einem Kolben hat fertigungsmäßig
wesentliche Vorteile zur Folge, in der Weise, daß sich, vom Durchmesser dieses einen
Kolbens ausgehend, einmal .geringere Abmessungen des Maschinenkörpers und zum anderen
Mal, wegen des Fortfalls eines besonderen Nachverdichtungskolbens, geringere Bearbeitungskosten,
also insgesamt geringere Herstellungskosten ergeben. Zudem beschränken sich die
gegeneinandergleitenden Flächen lediglich auf die Außenfläche des Kolbens und die
Innenfläche der in den Maschinenkörper eingezogenen Gleitbüchse, wobei der Kolben
fläche erhält und somit sicherer geführt wird. Bei Reparaturanfall nach Verschleiß
der Gleitflächen braucht nur die eine Gleitbüchse ausgewechselt zu werden, abgesehen
davon, daß auch nur die Außenfläche des Kolbens nachzuarbeiten ist. Die Reparaturkosten
sind somit gering.
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Die Erfindung besteht in diesem Zusammenhang außerdem darin, daß der
Bewegungsraum des Zylinderschiebers unten, zur Bildung einer geschlossenen Kolbenfläche
am Kolben, geschlossen und unter ihm eine Zylindervorkammer vorgesehen ist, in die
das Drucköl zur Durchführung der Nachverdichtungen geführt wird. Zudem ist der Bewegungsraum
des Zylinderschiebers oben gegen einen ölausweichraum offen. Über denselben fließt
das vom Rütteln verbrauchte Drucköl- durch im Maschinenkörper vorgesehene Kanäle
ab. Diese Kanäle und auch der Kanal zur Zuführung des Öles zur Steuerung des Zylinderschiebers
sind getrennt gehalten von dem in die Zylindervorkammer führenden Drucköl-Zu- und
-Abfluß. Diese Trennung ermöglicht die völlig störungsfreie Durchführung der Rüttel-
und Nachverdichtungsbewegungen des Kolbens, der sich insbesondere
auch
nach Abfluß des Öles aus der Zylindervorkammer zum Rütteln frei bewegen kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist ferner dadurch
gegeben, daß von den Ölabflußkanälen im Maschinenkörper Abzweigungen zu den in diesem
geführten Führungsstangen führen, über die diese selbsttätige Schmierung erhalten,_und
daß eine auf den Abfluß des beim Rütteln verbrauchten Drucköles wirkende Drosselvorrichtung
in einen der im Maschinenkörper verlaufenden Abflußkanäle angeordnet ist. Die Drosselvorrichtung
verhindert zu schnellen Abfluß des Drucköles und damit .zu gkräftiges Aufsetzen
des Maschinentisches auf den Maschinenkörper. Der Ölaustritt ist durch die Dros:
selvorrichtung einstellbar. Dabei ergeben sich Rückwirkungen auf den Ölaustritt
im Bereich der Zylinderschieberendstellung, die den Kolbenniedergang bremsend beeinflussen
und ihn weicher oder härter vor sich gehen lassen. Weicheres Aufsetzen des Maschinentisches
vermeidet dabei auch harte Stöße auf den Maschinenkörper, die sich auf das Maschinenfundament
übertragen, und wirkt zugleich geräuschvermindernd.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden speziellen
Beschreibung zu entnehmen.
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Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Als Ausschnitte aus der Rüttelformmaschine zeigen die A b b.1, 2 und 3 Längsschnitte
durch die Rüttel- und Preßvorrichtung. Im einzelnen zeigt A b b. 1 die Gesamtanordnung
mit Zylinderschieber und Kolben in den unteren Endstellungen, A b b. 2 diese Anordnung
in einem Ausschnitt gegenüber A b b.1 vergrößert und A b b. 3 einen Weiteren Ausschnitt,
mit Zylinderschieber und Kolben in den oberen Endstellungen.
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Im Maschinenkörper 1 ist der mit dem-Maschinentisch 2 verbundene stufenförmige
Kolben 3 lotrecht geführt, wobei zwischen diesem und dem Maschinenkörper 1 eine
auswechselbare Gleitbüchse 4 vorgesehen ist. Zur Verhinderung von Drehungen des
Maschinentisches 2 und damit des Kolbens 3 gegenüber dem Maschinenkörper 1 sind
im Maschinenkörper 1 geführte Führungsstangen 5, 6 am Maschinentisch 2 befestigt.
Zur Begrenzung der Nachverdichtungshübe tragen die Führungsstangen 5, 6 Stellmuttern
7, B. In der unteren Stellung sitzt der Maschinentisch 2 auf der Ringfläche
9 des Maschinenkörpers 1 auf. Der Zylinderschieber 10 ist im Kolben 3 konzentrisch
angeordnet und wie dieser lotrecht bewegbar. Der Bewegungsraum 11 des Zylinderschiebers
10 ist unten geschlossen, wodurch am Kolben 3 eine untere Kolbenfläche 12
für den Angriff des Drucköles für den Nachverdichtungshub gebildet ist. Das Drucköl
dafür tritt in die durch den Abschlußdeckel 13 abgeschlossene Zylindervorkammer
14 ein und aus. Nach oben ist der Bewegungsrauen des Zylinderschiebers
10 offen und steht mit einem darüber im Kolben 3 vorgesehenen Ölausweichraum
15 in Verbindung, in den das zum Anheben des Kolbens 3 beim Rütteln: verbrauchte
Öl ausläuft. Das zur Steuerung des Zylindeischiebers erforderliche Drucköl wird
diesem .von der Seite durch die Kanäle 16,17,18,19 zugeführt. In der unteren Endstellung
des Zylinderschiebers 10 und der gleichen des Kolbens 3 (Ab b.1 und 2) gelangt
das Drucköl über die Kanäle 20, 21, 22, 23, 24 in die am Zylinderschieber 10 und
seiner Gleitbüchse 25 gebildeten - Ringräume mit den Durchmessern A und B. Damit
ist der Zylinderschieber 10 gezwungen, sich in seine obere Endstellung zu
bewegen und dem Drucköl über die Kanäle 26, 27 den Weg unter die am Kolben
3 abgesetzte Ringfläche 28 mit den Durchmessern D und E zu öffnen.
Der sich auf diese Ringfläche auswirkende Preßdruck des Öles führt die Hubbewegung
des Kolbens 3 beim Rütteln- aus, an der auch der Zylinderschieber 10 teilnimmt.
In der höchsten Stellung des Zylinderschiebers 10 wird dieser durch Drucköl
über die Kanäle 16,17,18, 29, 30,
31 im abwärts zu bewegenden Sinn an der
Ringfläche 32 mit dem Außendurchmesser C beaufschlagt. Durch den,sich abwärts bewegenden
Zylinderschieber 10 werden die oberen Kanäle 26,27 zum Rücklauf des sich
im Wirkungsraum 39 unter der Ringfläche 28- befindlichen Drucköles freigegeben,
und dasselbe wird unter Wirkung.des Eigengewichtes des Kolbens 3 in den Bewegungsraum
11 des Zylinderschiebers 10 und den ölausweichraum 15 gedrückt, von
wo es über Kanäle 33, 34, 35, 36, 37, 38 im Kolben 3 und im Maschinenkörper 1 ablaufen
kann.
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Von den Kanälen 35, 38 zweigen Kanäle 40, 41 zu den im Maschinenkörper
1 geführten Führungsstangen 5, 6 ab, so daß diese selbsttätige Schmierung
erhalten.
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Das den Zylinderschieber 10 von oben beaufschlagende und dessen Niedergang
bewirkende Drucköl gelangt im Bereich der Endstellung des Zylinderschiebers
10 über die Kanäle 42, 43, 44 zum Ablauf. In die im Maschinenkörper
1 verlaufenden Kanäle 43, 44 ist dabei die Drosselvorrichtung in Form einer einstellbaren
Ventilschraube 45 od. dgl. angeordnet.