DE1953880C

DE1953880C - Vorrichtung zum Hinterfüllen keramischer Gießformen

Info

Publication number: DE1953880C
Authority: DE
Inventors: Roland Phillip Redditch Worcestershire; Irving Barry Frederick Highley Shropshire; Chapman (Großbritannien)
Publication date: 1972-05-10

Description

pie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Hinterfüllen keramischer Gießformen mittels Wirbelbetten.

Da keramische Gießformen wie sie für Präzisionsgußteile Verwendung finden im allgemeinen ziemlich empfindlich, insbesondere dünnwandig sind, muß dafür Sorge getragen werden, daß sie beim Beschicken mit dem geschmolzenen Metall entsprechend gelagert bzw. abgestützt werden. Dies kann dadurch geschehen, daß von Hand eine Packung von körnigem, hitzebeständigem Material um die keramische Form herum angebracht wird, was jedoch einen erheblichen Arbeitsaufwand bedeutet und daher in der Regel zu kostspielig ist, um für eine automatische Fließbandfertigung in einer Präzisionsgießerei Verwendung zu finden.

Bei einem bekannten Verfahren wird daher die keramische Gießform mittels eines Fließbettes aus Aktivkohle hinterfüllt und in dieser Hinterfüllung während des Gießens und bis zur Abkühlung des Gußstückes gehalten.

Es ist weiter bereits bekannt, bei der Herstellung keramischer Gießformen, die durch mehrfache Überzüge einer keramischen Aufschlämmung auf ein Modell aus Wachs od. dgl. geformt wurden, zum Beseitigen des Modells ein Fließbett aus feinkörnigem keramischen Matrial zu verwenden, in welches die das Wachsmodell enthaltende Form eingetaucht und dadurch zum Erweichen des Wachses erhitzt wird, daß dem Fließbett heiße Luft bzv heißes Gas unter Druck zugeführt wird. Hierfür ist das Material des Fließbetts in einem Kasten untergebracht, dessen Boden mit Öffnungen für den Durchtritt des erhitzten Gases versehen ist, welches zugleich die Durchwirbelung bewirkt.

Bei einem bekannten Verfahren zu;· Herstellung von Gußstücken unter Verwendung von verlorenen Formstoffmodellen, die unmittelbar in körnigen Formstoff eingebettet sind, und unter der Einwirkung der eingegossenen Metallschmelze in gasförmigen Zustand übergehen, wird der geringen mechanischen Widerstandsfähigkeit des Schaumstoffs dadurch Rechnung getragen, daß man zunächst den Formstoff in einem Formkasten mit gasdurchlässiger Bodenplatte durch Einblasen von Preßluft od. dgl. unter Erzeugung eines Wirbelbcttes auflockert und gleichreitig das Modell einführt, dann den Formstoff durch Drosselung der Preßluftzufuhr verfestigt, die Schmelze eingießt und später zur Entnahme des Gußstücks den Formstoff erneut durch Preßluftzufuhr »uflockert. In diesem und anderem Zusammenhang ist die Verwendung von Wirbelbctten, deren Durchwirbelung in steuerbarer Weise durch Luft- bzw. Gas-Zufuhr über eine poröse Bodenplatte erfolgt, an sich bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur automatischen Fließbandfertigung von Priizisionsguß unter Verwendung von Wirbelbetten zum Hinterfüllcn keramischer Gießformen zu schaffen.

Zu diesem Zweck kennzeichnet sich eine Vorrichtung nach der Erfindung durch zwei Paar horizontale Schienen, die mit Abstand vertikal übereinander angeordnet einen oberen und einen unteren Förderweg bilden; eine Anzahl schrittweise längs der Förderwege bewegbarer Tanks, deren jeder ein Bett ν-, tr. körnigem, hitzebestiindigem Material enthält; zwei iin μυμυπίΠιοΓίίυμι.ΊΗίαι F.iuleii tier Förderwege vorgesehene und in Phase miteinander betätigbare automatische Aufzüge, deren jeder einen Abschnitt der Förderwege enthält; getrennte Schaltmittel für die beiden Förderwege; und eine automatisch betätigbare Einrichtung zum Durchwirbeln des Bettes in einem Tank, während dieser durch einen der Aufzüge von dem unteren Förderweg abgehoben wird. Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine automatische schrittweise Förderung einer Anzahl Tanks längs eines geschlossenen Weges, auf dem an einer ersten Stelle die Durchwirbelung des darin enthaltenen körnigen Materials einsetzt, an einer folgenden Stelle die keramische Form aufgenommen, an einer weiteren Stelle die Metallschmelze eingegossen und schließlich die solchermaßen beschickte Form dem Tank entnommen wird, bevor der Tank dann vom oberen auf den unteren Förderweg zurückgeführt wird, an dessen Ende er wieder den Anschluß an die Einrichtung zum Durchwirbeln des darin befindlichen Bettes er-

ao hält. Die Erfindung schafft somit eine vollautomatische Vorrichtung zum Herstellen von Präzisionsgußteilen in Keramikformen, bei dem die Formen kurz vor dem Eingießen jeweils zuverlässig in Wirbelbetten gelagert werden, welche immer wieder erneut zum Einsatz gelangen, da sie sich in einem Zyklus über vorbestimmte Förderwege bewegen.

Eine bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß ein mechanischer Greifer oberhalb eines der Aufzüge vorgesehen ist, über den eine Gießform in eine Lage einstellbar ist, in der sie beim Erreichen der oberen Stellung eines ansteigenden Tanks teilweise in das darin enthaltene Wirbelbett eintaucht. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die im Förderweg der Tanks vorgesehene Aufwärtsbewegung in einem der Aufzüge zugleich zum Eintauchen der Gießform in das Wirbelbett verwendet wird.

Weiter sieht die Erfindung vor, daß das Durchwirbeln des Bettes in einem Tank vorzugsweise je-

4« weils dadurch an einer bestimmten Stelle des Förderweges automatisch erfolgt, daß jeder Tank nahe seinem Boden einen über eine Anschlußkonusverbindung automatisch dann an eine biegsame Preßluftleitung anschließbaren Lufteinlaß aufweist, wenn der Tank in denjenigen Aufzug gelangt ist, durch den er von dem unteren Förderweg auf den oberen angehoben wird.

Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel eines Wirbelbettförderers nach der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 schematisch, teilweise unterbrochen, eine Seitenansicht eines die Erfindung verkörpernden Wirbelbettförderers, der in einer Präzisionsgießerei mit automatischer Fließbandfertigung verwendbar ist, und

F i g. 2, 3 und 4 je eine perspektivische Teilansicht, die verschiedene Stadien während der Arbeitsweise des in Fi g. 1 gezeigten Förderers darstellen.

Der gezeigte Wirbelbettförderer, der einen Teil einer automatischen Präzisionsgußanlagc darstellt, besitzt einen offenen Rahmen 1 von rechteckiger, kastenartiger Form. Dieser Rahmen enthält zwei Paar horizontale Schienen 2 und 3, die mit Abstand vertikal übereinander angeordnet obere und untere Förderwege 4 und 5 bilden, auf denen Sand enthaltende Tanks 6 einzeln über auf den betreffenden Schienen Iniifendc Rollen 7 I'dacert sind. Am I 1Ί1

Claims

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ende dieses Förderers befindet sich ein automatischer wurde, in den Sand eingebettet und fest durch diesen

Aufzuge, durch den jeder der Tanks6 nach der abgestützt gehalten wird, ist nun bereit, ihre Be-

Reihe von dem unteren Förderweg 5 auf die Höhe Schickung von geschmolzenem Metall aufzunehmen

des oberen Förderwegs 4 angehoben wird. Am Ent- (das an einer anderen Station des oberen Förder-

ladeende des Förderers befindet sich ein automati- 5 weges 4 eingegossen wird),

scher Aufzug 9, durch den jeder der Tanks 6 der Der Förderer schaltet nun die Tanks 6 auf dem

Reihe nach von dem oberen Förderweg 4 auf die oberen Förderweg 4. Dies geschieht über zwei pneu-

Höhe des unteren Förderwegs 5 abgesenkt werden matische Zylinder 22, die an gegenüberliegenden

kann. Die beiden Aufzüge 8 und 9 sind von gleicher Seiten dieses Förderweges angeordnet sind; dabei

Bauart, weisen je einen von zwei Streben 10 getrage- 10 weist eine Kolbenstange 23 jedes Zylinders an ihrem

nen Abschnitt der Förderwege 4 und 5 auf und wer- äußeren Ende einen L-förmigen Arm 24 auf, der die \

den pneumatisch betätigt. Jeder Aufzug ist an einem entsprechende Ecke am hinteren bzw. nacheilenden \

Ende einer Kette 1 gelagert, die um leerlaufende Ende des Tanks 16 umfaßt, der sich auf dem Auf- ί

Kettenrades 12 herumgeführt ist, während das andere zug 8 befindet. Während dieser Tank mittels der \

Ende der Kette an den Kolben eines pneumatischen 15 Arme 24 bewegt wird, löst er sich selbst von dem ''·

Zylinders 13 angeschlossen ist. Obgleich die Auf- Luftanschiuß 16 und stößt die anderen Tanks auf

züge 8 und 9 durch gesonderte pneumatische Zy- dem oberen Förderweg 4 um eine- Station weiter, so

linder 13 und gesonderte Ketten 11 betätigt werden, daß der Tank am Ende der Reihe aur den Aufzug 9

sind sie zur Arbeit in Phase miteinander angeordnet. genau zu dem Zeitpunkt geschoben wird, wo der Auf-

Das heißt sie heben und senken sich gleichzeitig und ao zug 8 frei wird. Bei Vollendung des Schaltvorgangs

befinden sich stets auf gleicher Höhe. ziehen die pneumatischen Zylinder 22 die Arme 24

In weiter unten noch näher zu beschreibender in deren Ausgangsstellung zurück. Die beschickte

Weise schaltet der Förderer die Tanks (5 längs des Gießform 20 wird jetzt aus dem auf dem Aufzug 9

oberen Förderweges 4 von links nach rechts in befindlichen Tank 6 entfernt und an einen (nicht ge-

F i g. 1 weiter und längs des unteren Förderweges 5 15 zeigten) Kühlförderer weitergegeben. Beide Auf-

von rechts nach links. Jeder der Aufzüge 8 und 9 züge 8 und 9 werden dann auf die Höhe des unteren

kann nur einen der Tanks 6 aufnehmen, wenn ein Förderweges 5 abgesenkt.

anderer Tank sich gleichzeitig aus dem anderen Auf- Der nächste Arbeitsgang besteht darin, daß die

zug herausbewegt. Tanks 6 auf dem unteren Fördenveg 5 von rechts

Wenn der Förderer die Tanks 6 längs des unteren 30 nach links, in F i g. 1 gesehen, weitergeschaltet wer-

Förderweges 5 weiterschaltet, befindet sich der Auf- den. Dies geschieht mittels eines pneumatischen Zy-

zug 8 auf der Höhe dieses Förderweges (vgl. F i g. 2). linders 25, dessen Kolbenstange 26 am freien Ende

Jeder der Tanks 6 hat einen falschen Boden, der aus mit einem plattenartigen Arm 27 versehen ist, der die

einem porösen, keramischen Ziegel 14 (Fig. 1) ge- Außenseite des Tanks 6 hintergreifen kann, der durch

bildet ist. Auf diesem Ziegel ruht ein Bett aus Sand 35 den Aufzug 9 abgesenkt wurde. Wenn dieser Tank 6

15, und das linke Ende des Tanks weist einen Luft- durch den Arm 27 bewegt wird, stößt er die anderen

cinlaß unterhalb des Ziegels 14 auf. Dieser Luft- Tanks auf dem unteren Förderweg 5 um eine Station

einlaß wird über eine Anschlußkonusverbindung 16 weiter, so daß der Tank am Ende dieser Reihe in

an eine biegsame Druckluftleitung 17 automatisch dem Augenblick auf den Aufzug 8 geschoben wird,

dann angeschlossen, wenn das Endstadium der Be- 40 wenn der Aufzug 9 leer wird. Das Endstadium der

wegung des Tanks 6 auf den Aufzug 8 erreicht ist. Bewegung dieses Tanks auf den Aufzug 8 bewirkt,

Das Sandbett wird dann mittels hindurchbrodelnder wie bereits erläutert, daß das Sandbett durchwirbelt

Luftblasen durchwirbelt. Die an der Oberseite des wird. Bei Beendigung der Schaltbcwegung der

Bettes austretende Luft neigt zur Bildung kleiner Tanks 6 auf dem unteren Förderweg 5 zieht der

Hügel an der Oberfläche des Sandes, wie in Fig. 2 45 pneumatische Zylinder 25 den Arm 27 in dessen

und 3 angedeutet ist. Ausgangsstellung zurück.

Mittels eines mechanischen Greifers 18, der sich Die Anordnung ist io getroffen, daß die Gesamt-

längs des in Fig. 1 angedeuteten Weges 19 herab- zahl der Tanks 6 eine ungerade Zahl sein muß und

bewegt hat. wurde eine keramische Gießform 20 (die daß am Ende jeder Schaltbewegung pn dem einen

itls mit Abzweigungen 20 Λ versehen gezeichnet ist, 50 Ende des Förderers zwei übercinaivderliegende

F i g. 2) einem Ofen, in dem sie gebrannt wurde, ent- Plätze frei sein müssen, während ein dritter freier

nommen und wird in Stellung über den in Fig. 2 Platz sich am anderen Ende des Förderers befindet,

gezeigten Tank 6 gehalten. Obgleich F i g. 1 bei 21 Es ist auch zu bemerken, daß, wenn beispielsweise

einen Teil des Mechanismus zum Betätigen des die Gesamtzahl der Tanks 6 neun ist, dann zu jedem

mechanischen Greifers 18 zeigt, erübrigt sich eine 55 gegebenen Zeitpunkt sich fünf Tanks entweder auf S

nähere Beschreibung desselben, da seine Ausführung dem oberen Förderweg 4 oder je nach dem auf dem \

für die Erfindung nicht von Bedeutung ist. unteren Förderweg 5 befinden. !

Fig. 3 zeigt den Aufzug 8 während seines Auf- Wenn der mechanische Greifer 18 eine weitere stiegs von dem unteren Fördenveg 5 (Fig. 2) zum Gießform 20 oberhalb des Aufzugs 8 in Stellung geoberen Förderweg 4. Wenn dieser Aufzug die höchste 60 bracht hat, wiederholt sich der Arbeitszyklus. ; Stelle seines Weges (F i g. 1) erreicht, ist die Gieß- ■ j form 20 bereits teilweise in den durchwirbelten Sand Patentansprüche: eingetaucht worden. Die Durchwirbelung des Sand- I bettes 15 wird dann automatisch unterbrochen, indem 1. Vorrichtung zum Hinterfiillcn keramischer \ die Luftzufuhr zu der Leitung 17 abgesperrt wird, 63 Gießformen mittels Wirbelbetten, gekenn- S und der mechanische Greifer 18 löst sich und wird zeichnet durch zwei Paar horizontale ^ zurückgezogen (Fig. 4). Die Gießform 20, die, so- Schienen (2, 3), die mit Abstand vertikal über- i Ii ild «.lic Durchlüftung des Wirbulheltes unterbrochen einander angeordnet einen oberen und einen

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unteren Förderweg (4, B) bilden; eine Anzahl schrittweise längs der Förderwege bewegbarer Tanks (6). deren jeder ein Bett von körnigem, hitzebeständigem Material enthält; zwei an gegenüberliegenden Enden der Förderwege vorgesehene und in Phase miteinander betätigbare automatische Aufzüge (8, 9), deren jeder einen Abschnitt der Förderwege enthält; getrennte Schaltmittel (22, IS) für die beiden Förderwege; und eine automatisch betätigbare Einrichtung to (16, 17) zutTi Durchwirbeln des Bettes (IS) in einem Tank, während dieser durch einen der Aufzüge von dem unteren Förderweg (Ä) abgehoben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ij kennzeichnet, daß ein mechanischer Greifer (18) oberhalb eines der Aufzüge (8) vorgesehen ist, über den eine Gießform (20) in eine Lage einstellbar ist, in der sie beim Erreichen der oberen Stellung eines ansteigenden Tanks (6) teilweise *o in das darin enthaltene Wirbelbett eintaucht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aufzug (R, 9) pneumatisch betätigbar απ dem einen Ende einer Kette (11) gelagert ist. die um leerlaufende Kettenräder (12) führt und deren anderes Ende mit dem Kolben eines pneumatischen Zylinders (13) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Schaltmittel zwei pneumatische Zylinder (22] auf gegenüberliegenden Seiten des oberen Förderweges (4) und einen einzelnen, dem unteren Förderweg (S) zugeordneten pneumatischen Zylinder (25) enthalten.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tank (6) nahe seinem Boden (14) einen über eine Anschlußkonusverbindung (16) automatisch dann an eine biegsame Prcßluftleitung (17) anschließbaren Lufteinlaß aufweist, wenn der Tank (6) in denjenigen Aufzug (8) gelangt ist, durch den er von dem unteren Förderweg (4) auf den oberen (5) angehoben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen