DE19648764A1 - Förderverfahren mit Linear-Bewegungsabschnitten - Google Patents

Description

Das technische Gebiet der Erfindung ist die Förderung von großen Formkästen, im mit Sand gefüllten Zustand, im leeren Zustand und im abgeformten, verdichteten Sand enthaltenden Zustand.

Im Stand der Technik werden oft Drehkreuze eingesetzt, mit denen ein leerer Formkasten normaler (der am häufigsten eingesetzten) Größe eine Drehbewegung erfährt, um ihn in eine Sand-Befüllungsstation hineinzuschwenken. Mit derselben Drehbewegung wird ein auf der anderen Seite des Drehkreuzes gehaltener und bereits mit Sand befüllter Formkasten gleicher Größe aus der Sand-Befüllungsstation in eine Sand-Verdichtungsstation verschwenkt (vgl. z. B. DE 43 18 384.0 der BMD). Drehkreuze mit simultanem Transport eines leeren und eines vollen Formkastens haben zwar auf den ersten Blick einen scheinbar räumlichen und funktionsmäßigen Vorteil, besonders aber bei sehr großen (auch nicht quadratischen) Formkästen zeigen sie ihre Unbehelflichkeit.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Transport- oder Förderverfahren für Formkästen einer Gießereistrecke vorzuschlagen, das auch bei großen (nicht so häufig eingesetzten) Formkästen platzsparend arbeiten kann. Ein definiertes Füllen des großen Formkastens soll ermöglicht werden.

Diese Aufgabe findet ihre unabhängige Lösung in den Ansprüchen 1 oder 16 oder 17. Gerade bei langsam laufenden Förderstrecken für große Formkästen mit Kantenlängen 1 m, 1,5 m oder gar Kantenlängen von 1,5×2 m ist es wichtig, platzsparende Sandbefüllung und Verdichtung zu verwirklichen (Normale Kastengrößen sind etwa 80×80 cm). Die Erfindung realisiert das ohne Drehtisch nur mit einer Mehrzahl von Linearbewegungs-Abschnitten, die in einer oder zwei übereinander angeordneten Ebenen ablaufen, um den Transport von der Füllstation zu der Verdichtungsstation zu ermöglichen.

Die Linear-Wegabschnitte sind als Vektoren mit A, B und C bezeichnet, jeweils mit Vorzeichen, orientiert an der Koordinatenebene x und y.

In einer Umsetzposition, die neben und vor der Verdichtungstation liegt, ist ein Hubtisch vorgesehen (Anspruch 6, Anspruch 7), der die Kästen vertikal aus und in die beiden Transportebenen versetzt. Er hat ein Rollenbahnpaar, das vertikal mitbewegt wird. Ein anderes - dazu senkrechtes - Rollenbahnpaar ist in einer der beiden Ebenen stationär (nicht vertikal verschiebbar) angeordnet. Beide Rollenbahn-Abschnitts-Paare sind in ihrer Länge so bemessen, daß sie in der Ebene des stationären Rollenbahnpaares ineinander verschachtelt sind, wobei das vertikal bewegliche Paar innerhalb des anderen Paares zu liegen kommt.

In der Umsetzposition U werden ein gefüllter Kasten und ein leerer Kasten platzsparend aneinander vorbeibewegt, indem der gefüllte Kasten über Eck (Anspruch 9) an dem wartenden leeren Kasten mit Richtung auf die Verdichtungsstation vorbeibewegt wird (Vektoren +C, -A) . Der leere Kasten war zuvor ebenfalls über Eck aus der Verdichtungsstation herausbewegt worden (Vektoren +A,+B) und wartet auf einer Warteposition W unbewegt auf das Bewegungsende der Über-Eck-Bewegung des sandgefüllten Kastens.

Die jeweilige "Ecke" der "Über-Eck-Linearbewegung" ist die Umsetzposition U. Daneben ist die Warteposition W.

Die Preßstation hat nur die Aufgabe, Sand zu verdichten, der in den eingangs erwähnten sehr großen Formkästen von der neben der Preßstation liegenden Füllstation zugefördert wird. Die Füllstation, die neben der nur pressenden Station angeordnet ist, hat wiederum nur die Aufgabe, Sand einzufüllen. Sie kann dies deshalb sehr genau ausführen, weil sie auf die großen Kantenlängen der Formkästen ausgerichtet ist. Füllstation und Preßstation sind bei den verwendeten großen Kästen also immer voneinander getrennt und der Transport des gerade gefüllten Kastens kann in platzsparender Weise über Eck erfolgen, während der leere Formkasten in einer Wartestation abwartet, um nach Einfahren des sandgefüllten großen Kastens in die Preßstation an dem gefüllten Kasten vorbei, insbesondere entgegen der normalen Förderrichtung der Förderlinie, aber parallel dazu versetzt, in die Sandfüllstation hereingefördert zu werden.

Alle Förderbahnabschnitte sind einzeln steuerbar, z. B. über Rollenbahnen, so daß sie genau definiert die großen Formkästen bewegen können, ohne Erschütterungen.

Die Linear-Bewegungsabschnitte ±A, ±B und ±C bilden (außerhalb oder neben der Sand-Verdichtungsstation) ein "T"; gemeinsam mit der Förderlinie wird eine H-Bewegung gebildet, wenn man den Bewegungszug eines Kastens vom leeren Einlaufen in die Preßstation über die vor der Preßstation gebildete T-Bewegung, (gefüllt) zurück in die Preßstation und das Auslaufen aus der Preßstation in verdichtetem Zustand betrachtet.

Die beschriebenen Förderlinien sind sehr langsam laufende Transporteinrichtungen, da die zu fördernden Kästen sehr groß sind. Es werden etwa 10-20 oder 30 Formen pro Stunde fertiggestellt, jedoch sind auch kleine Kästen so herstellbar. Alle Formkastenhälften können so ruck- und erschütterungsfrei - ohne Schubzylinder und ohne gegenseitige Berührung - mit einzelnen angetriebenen Rollen gefördert werden.

In der Umsetzstation U (dem Zusammentreffpunkt aller Linear-Bewegungsabschnitte ±A, ±B und ±C vor der Verdichtungsstation) sind individuell angetriebene Rollen zum Transport des Formkastens in zwei zueinander senkrechten Richtungen vorgesehen. Die verwendeten Formkästen haben dazu passend an allen vier Seiten Laufleisten (Anspruch 17) um in beide der senkrecht zueinander verlaufenden Transportrichtungen von den individuell angetriebenen Transportrollen gefördert werden zu können.

Die Laufleisten können vierseitig am Formkasten eingefräste Spuren sein oder haben.

Die gleichzeitig jeweils außerhalb bewegten Formkastenhälften (kurz: Formkästen) sind jeweils ein Oberkasten (OK) und ein Unterkasten (UK) (Anspruch 15), wenn diese abwechselnd auf der Formlinie (beabstandet) hintereinander gefördert werden.

Ist der leere Formkasten in der Füllstation (oder F-Position), so kann er dort hin- und herbewegt werden (reversiert werden), um in den großen, insbesondere rechteckigen Formkasten gleichmäßig Sand einzufüllen (Anspruch 11, Anspruch 12). Letzterer wird von einem stationären Sandeinfüllband zugefördert. Trotz der unveränderten Sandeinfüll-Stelle unterhalb des Bandes oder Bunkers, wird eine insbesondere lagenweise gleichmäßige Füllung des großen Formkastens durch langsames Reversieren erreicht.

Zur Steuerung der Sandeinfüllung können auch Haltepunkte oder Wartezeiten in den reversierenden Bewegungsablauf des Formkastens eingefügt werden (Anspruch 13). Sie können an die Modellkontur angepaßt sein.

Im Zusammenspiel ergibt sich ein v-Profil (Geschwindigkeitsprofil) des Kastens unter der Sandeinfüllstelle; es ist an das Modell angepaßt, am besten einstellbar bei wechselnden Modellen (Anspruch 14).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert und ergänzt.

Fig. 1 ist eine Stirnansicht einer Verdichtungseinrichtung 20 oder V mit seitlich daneben und davor angeordneter Befüllungsstation 10, wobei zwischen beiden eine Verschiebe-Einrichtung vorgesehen ist, bestehend aus drei in Reihe angeordneten Positionen (Wartestation W, Umsetzstation U und Füllstation F), von welchen drei Positionen aufgrund der Stirnansicht nur die Füllstation F erkennbar ist. Das Sand-Förderband 11 ist ersichtlich, ebenso wie sein vorderes Ende 12, wo der Sand in den darunter wartenden oder reversierend bewegten Formkasten fällt.

Fig. 2 ist eine Ansicht auf die Anordnung von Fig. 1, erkennbar ist die Füllstation F, die Station U und die Wartestation W. Die Presse 20 ist hinter der Füllstation angeordnet, gleichzeitig aber auch in Richtung der Förderrichtung der leeren Formkästen v₀ und der vollen Formkästen v₁ (x-Richtung) der Füllstation 10 nachgelagert. Ein Bediener hat freien Zugang zu der Umsetzstation U.

Fig. 3a,

Fig. 3b,

Fig. 3c,

Fig. 3d,

Fig. 3e,

Fig. 3f zeigen Momentanaufnahmen eines aus sechs Abschnitten bestehenden T-Transportverfahrens aus der Preßstation V in die Füllstation F und zurück, wobei die Förderrichtung der Formkastenlinie mit +x bezeichnet ist und die Richtung senkrecht dazu mit +y.

Fig. 4 verdeutlicht die schematische Repräsentation eines leeren, eines gefüllten und eines verdichteten Formsand enthaltenden Formkastens FK.

Der Bewegungsablauf der Förderung von großen Formkästen von der Presse 20 in die Sand-Füllstation 10 und von dort zurück wird am besten aus einer Abfolge von Momentanaufnahmen ersichtlich. Die Fig. 3a bis 3f zeigt einen solchen Ablauf, wobei zur Erläuterung vorhergeschickt werden sollte, daß eine Formlinie durch die Preßstation 20 hindurchläuft, in welche hintereinander angeordnete große Formkästen 1, 2, 3, 4, etc. getaktet nacheinander hereingefahren werden. Sie werden in der Preßstation aber nicht sogleich verdichtet, denn sie erfahren keine Sandfüllung in der Preßstation, diese wird abseits der Preßstation vorgenommen. Anhand der neben der Fig. 4 gezeigten Schraffur werden leere Formkästen (mit Schrägstrich), gefüllte Formkästen (mit gestrichelter und engerer Schrägstrich-Schraffur) und fertig gepreßte Sandballen in den großen Formkästen (punktierte Sandfüllung) deutlich. Die fertig gepreßten Kästen verlassen die Preßstation 20 auch entlang der Förderlinie, mit der Geschwindigkeit v₁, die auch getaktet ist.

Die Geschwindigkeiten v₁ und v₀ können in gleichen Intervallen und mit gleicher Amplitude verlaufen, ein jeweils leerer Formkasten 3 schiebt einen jeweils fertig abgeformten Formkasten aus der Preßstation 20 heraus.

Die Momentanbild-Abfolge soll mit dem Hereinfahren des Kastens 2 in die Preßstation 20 begonnen werden. Der leere Formkasten 3 wartet vor der Preßstation. Der hereingefahrene leere Formkasten 2 hat einen gefüllten Formkasten direkt vor ihm aus der Preßstation gemäß Fig. 3a herausgefördert.

In der Preßstation 20 wird der Kasten mit einem Füllrahmen versehen, wozu er angehoben werden kann. Er wird dann seitlich aus der Preßstation 20 (mit Bezug auf die Förderlinie v₀, v₁) herausgefördert zu einer Umsetzstation U. Diese Umsetzstation kann höher oder tiefer als die Ebene der Förderlinie sein, der Hubtisch in der Preßstation gleicht diese Differenz wenn vorhanden aus. Eigentlich überbrückt er nur die Höhendifferenz einer Rollenbahn. In der Umsetzstation wird der leere Formkasten (im folgenden mit 2 bezeichnet), der in die Preßstation 20 zuvor eingefahren war, gemäß Fig. 3b zunächst angehalten. Der Bewegungsabschnitt von der Preßstation 20 zur Umsetzstation U ist mit +A bezeichnet. Er verläuft in y-Richtung.

Aus Fig. 3b, in der der Wartezustand des leeren Formkasten auf der Umsetzstation ersichtlich ist, wird der leere Formkasten 2 jetzt in Richtung +B in eine Wartestation W verfahren, wozu zwei Rollenbahn-Abschnitte, die elektrisch angetrieben und gesteuert sein können, in der Umsetzstation vorgesehen sind. Sie verlaufen parallel zur Förderlinie. In der Wartestation W wartet der leere Kasten 2 auf das Vorbeifahren eines in der Füllstation 10 (oder F) zuvor gefüllten Formkastens 1. Er fährt mit dem Bewegungs-Abschnitt +C in die Umsetzstation U und von dort mit einem Bewegungsabschnitt -A zurück in die Preßstation 20, von der der jetzt gefüllte Formkasten 1 zuvor auf dieselbe Weise in die Füllstation F gelangte, wie das ausgehend von der Fig. 3a für den Formkasten 2 erläutert wird.

Bei der Bewegung des gefüllten Formkasten 1 mit den Bewegungsabschnitten +C und -A werden jeweils zwei senkrecht zueinander arbeitende Rollenbahn-Abschnitte, die jeweils aus zwei beabstandeten Stücken bestehen, abschnittsweise angetrieben, um den gefüllten Formkasten erschütterungsfrei und genau über Eck an dem wartenden leeren Formkasten 2 vorbei in die Preßstation 20 zu führen.

Um Zeit einzusparen, kann gemäß Fig. 3c der leere Formkasten 2 die Warteposition durch den Bewegungsabschnitt +B simultan mit dem herüberfahren des gefüllten Formkastens 1 aus der Füllstation F in die Umsetzstation U entlang des Bewegungsabschnitts +C einnehmen. Die beiden Formkästen sind dabei nicht weit voneinander beabstandet und fahren mit gleichen Geschwindigkeiten entlang einer Richtung, die parallel zur Förderlinie, jedoch neben dieser Förderlinie liegt.

Fig. 3d veranschaulicht das schon erwähnte Hereinfahren längs des Bewegungsabschnittes -A aus der Umsetzstation U in die Preßstation 20. Hier nimmt der gefüllte Formkasten 1 jetzt den Platz des bislang beschriebenen leeren Formkastens 2 ein. Der Formkasten 2 bewegt sich während dieses Bewegungsabschnitts nicht.

Zwei hintereinander liegende Bewegungsabschnitte -B und -C schließen sich gemäß Fig. 3e für den Formkasten 2 an, der aus der Wartestation über die Umsetzstation zu der Füllstation F verschoben wird, entlang dreier Rollenbahn-Abschnitte, mit jeweils zwei auf die Formkastenbreite abgestimmten Förderschienen. Während dieser Bewegung entgegen der Vorschubrichtung der Haupt-Förderlinie, aber parallel dazu versetzt, wird der Sand im Formkasten 1 in der Preßstation 20 verdichtet.

Fig. 3f zeigt das Herausfahren des "verdichteten Formkastens 1" und das gleichzeitige Hereinfahren des wiederum leeren Formkasten 3 in die Preßstation 20. Während dieser Bewegung wird der Formkasten 2 in der Füllstation noch befüllt, was durch ein langsames Hin- und Herfahren unter einem Sandförder-Band 11, gegebenenfalls auch mit Stops und Wartezeiten, erreicht werden kann.

Ausgehend von der Fig. 3f ist wieder ein Zustand erreicht, an den sich die Fig. 3a anschließen kann, so daß der Fachmann erkennt, wie das Arbeitsverfahren zyklisch mit allen nacheinander in die Preßstation hereingeförderten leeren Formkästen arbeitet.

Der Hubtisch in der Preßstation 20 ist bislang nur erwähnt worden, er ist ersichtlich in der Stirnansicht der Fig. 1, in der auch das Förderband 10 für die Sandfüllung erkennbar ist, korrespondierend mit der Aufsicht der Fig. 2. In Fig. 2 ist die Förderlinie weggelassen, die in Fig. 3a erkennbar ist.

Claims (19)

1. Transport- und Füllverfahren für größere Formkästen (FK; 1, 2, 3, . . .) einer Formlinie zur Herstellung von mit verdichtetem Sand gefüllten Formkastenhälften, bei welchem Verfahren

• (a) der Formstoff-Füllstation (10) ein Formkasten (FK) mit Füllrahmen und Modell bzw. Modellplattenträger durch mehrere Linearverschiebungs-Bewegungen zugefördert wird;
• (b) zumindest zwei der Linear-Bewegungsabschnitte (+A, +B; +C, -A) im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Formkasten (FK) außerhalb einer Verdichtungsstation (20) in linear gerichteten Bewegungsabschnitten (±A, ±B, ±C) bewegt wird, die zusammengesetzt in etwa T-Form ergeben.

3. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem sich die Bewegungsvektoren (+A, +B, +C, -A, -B, -C) des Formkasten-Versetzens für ein (zerlegtes) Kastenpaar (OK, UK) aus sechs Einzel-Bewegungsabschnitten oder Vektoren zusammensetzen.

4. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem vier der Bewegungsabschnitte oder -Vektoren (+B, -B, +C, -C) in etwa parallel zur Haupt-Förderlinie (v₁, v₀) der leeren und/oder abgeformten Formkästen (FK) sind.

5. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem zwei Bewegungsabschnitte oder Vektoren (+A, -A) etwa senkrecht zur Förderlinie (v₁, v₀) der leeren und/oder abgeformten Formkästen (FK) verlaufen.

6. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem eine Position (U) des Formkastens (FK) am Schnittpunkt aller Bewegungsabschnitte (A, B, C, -A, -B, -C) Formkasten-Bewegungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen (x, y) zuläßt, insbesondere durch um 90° gegeneinander versetzte, aber ineinander geschachtelte Rollenbahn-Paare (30a, 30b; 31a, 31b), von denen eines mit einem Hubtisch gegenüber dem anderen Paar in Vertikalrichtung abstandsveränderlich ist.

7. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem ein leerer Formkasten (3) in die Verdichtungs- oder Preßstation (20) hineinbewegt wird, während ein voller (mit verdichtetem Sand gefüllter) Formkasten (1) aus der Verdichtungsstation (20) heraus verschoben wird.

8. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem für die Förderung des Formkastens (FK) keine Drehbewegungen eingesetzt werden, vorzugsweise aber am Zusammentreffpunkt (U) aller Linear-Bewegungsabschnitte ("Schnittpunkt") eine Hubeinrichtung vorgesehen ist, die mit Sand gefüllte und leere Formkästen (1, 2) von einer ersten Ebene, in der sie linear bewegbar sind (±B, ±C) in eine zweite Ebene versetzen, in der sie ebenfalls linear bewegbar sind (±A), wobei die beiden Linearbewegungen in den beiden Ebenen in etwa senkrecht zueinander verlaufen.

9. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem ein leerer Formkasten (2) in einer Warteposition (W) abwartet, bis ein mit Sand gefüllter Formkasten (1) über Eck (+C, -A) der Verdichtungsstation (20) zugefördert wurde.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der abwartende Formkasten mit zwei Linear-Bewegungsabschnitten (-B, -C) in die Sand-Befüllung (10) gefördert wird, welche zwei Abschnitte entlang einer Geraden verlaufen und sich in einer Ebene befinden.

11. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem der Formkasten (FK) während des Befüllens mit Sand in der Füllstation (F) bewegt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Bewegung eine Hin- und Herbewegung ist, insbesondere in reversierender Weise.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem auch Haltemomente oder Haltezeiten vorgesehen sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Bewegung und das Halten abhängig von der Modellkontur erfolgt, um eine gleichmäßige Befüllung auch bei schwierigen Modellkonturen in großen Formkästen zu erhalten.

15. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem zwei verschiedene Formkastenhälften (OK, UK) gleichzeitig bearbeitet werden.

16. Vorrichtung mit den technischen Elementen, um das Verfahren nach einem der erwähnten Verfahrensansprüche auszuführen, auch für Formkästen normaler Größe, wobei die Verdichtungsstation (20) und die Füllstation (10) beabstandet sind und über zumindest zwei eigenständig gesteuerte Bahnabschnitte (30, 31) miteinander verbunden sind, um sehr große Formkästen (1, 2, 3) platzsparend und genau von der Form- zur Füllstation und zurück zu fördern.

17. Formkasten oder Modellplattenträger für eine Vorrichtung nach Anspruch 16 oder ein Verfahren nach einem der erwähnten Verfahrensansprüche, welcher Kasten oder welcher Träger an allen vier Stirnseiten Laufleisten aufweist.

18. Formkasten nach Anspruch 17, der deutlich größer als normale Formkästen ist, insbesondere 1,5 m Kantenlänge.

19. Formkasten nach Anspruch 17 oder 18, der rechteckig ist.