DE202004021523U1

DE202004021523U1 - Entkernungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202004021523U1
Application number: DE202004021523U
Authority: DE
Original assignee: "f U K" Frolich & Kluepfel Drucklufttechnik & Co KG GmbH; Froelich & Kluepfel Druckluft
Current assignee: "f U K" Frolich & Kluepfel Drucklufttechnik & Co KG GmbH; Froelich & Kluepfel Druckluft
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2014-12-24

Abstract

Vorrichtung zum Entkernen von Gussstücken mit
a) einem quaderförmigen Außenrahmengestell (2) und einem quaderförmigen Innenrahmengestell (3),
b) einem innerhalb des Innenrahmengestells (3) angeordneten Rütteltisch (4) zur Aufnahme von mindestens einem Gussstück (80), der im unteren Bereich eine horizontale Tischplatte (40) und zwei sich dazu senkrecht, vertikal nach oben erstreckende Seitenwandungen (41) aufweist
c) und einer unterhalb des Rütteltisches (4) angeordneten Vibriereinrichtung (5)
wobei
d) das Innenrahmengestell (3) schwebend und abgepuffert an dem Außenrahmengestell (2) gelagert ist,
e) die Vibriereinrichtung (5) an dem Innenrahmengestell (3) horizontal und vertikal unverschieblich gelagert ist
f) der Rütteltisch (4) in seinem unteren Bereich an der Vibriereinrichtung (5) horizontal und vertikal unverschieblich angeordnet ist und in seinem oberen Bereich mit dem Innenrahmengestell (3) mit Mitteln verbunden ist, die im wesentlichen lediglich vertikale Bewegungen des Rütteltisch (4) im oberen Bereich bezüglich des Innenrahmengestells (3) zulassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entkernen von mindestens einem Gussstück nach dem Erhärten des Gießmaterials.
Beim Herstellen von Gussstücken werden benötigte Innenkonturen bzw. Hohlräume wie zum Beispiel Kanäle, durch Einlegen von Kernen, die beispielsweise aus einem Sand-Bindemittelgemenge bestehen, in eine Gießform erzeugt. Nach dem Gießen sind die Sandkerne von Gießmaterial umgeben und müssen nach dem Erhärten des Gießmaterials durch vorgesehene Öffnungen im Gussstück entfernt werden.
Die Sandkerne müssen dabei eine relativ hohe Festigkeit aufweisen, damit sie den Kräften, die beim Gießen und insbesondere beim Erkalten auftreten, widerstehen können. Um die Sandkerne nach Erkalten des Gießmaterials zerstören und entfernen zu können ohne dabei das Gussstück zu beschädigen, sind deshalb spezielle Vorrichtungen und Verfahren notwendig.
Neuerdings führt außerdem die Entwicklung und Konstruktion von Gussstücken vor allem aus Gründen der Gewichtsoptimierung zu immer engeren Öffnungen und Kanälen und immer geringeren Wandstärken, wodurch das Entkernen noch zusätzlich erschwert wird.
Üblicherweise wird beim Entkernen von Gussstücken zunächst eine Wandung des Gussstücks in einer Klopfeinrichtung mit einer Schlag- bzw. Stoßenergie beaufschlagt, so dass die Innensandkerne in Teilstücke zerbrechen und ein Ablösen des Kernmaterials von einer Innenwandung des Gussstücks erfolgt. Nach dem Klopfen wird das Gussstück in einer Vibriereinrichtung behandelt, in der zunächst eine Vibration erzeugt wird, die den beim Klopfen erzeugten Abrieb rieselfähig macht. Gleichzeitig kann das Gussstück gedreht werden, so dass der Sand aus allen Vertiefungen in alle Richtungen nach außen abfließt.
Nach dem Entfernen des Abriebs wird das Gussstück ebenfalls in der Vibriereinrichtung gerüttelt, das heißt in Schwingungen hoher Beschleunigung und geringer Frequenz versetzt, wobei die Amplituden so gewählt werden, dass deren Höhe größer ist, als der Abstand zwischen Innenwandung des Gussstücks und den Reststücken des Sandkerns, damit die Innenwandung vor den Wendepunkten der Amplitude jeweils auf die Kernstücke trifft und diese weiter zerkleinert werden. Dabei muss die Amplitude der sich ständig ändernden Größe der Reststücke angepasst werden und zwischendurch immer wieder durch Einleiten von Vibrationsenergie der entstandene Abrieb zum Abfließen gebracht werden, da der Abrieb eine Pufferwirkung hat, die die eingeleitete Rüttelenergie dämpft. Durch Drehen des Gussstücks wird erreicht, dass Reststücke sich nicht in Schwingungsknoten festsetzen und dort unzerkleinert übrig bleiben.
Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Reststücke so klein sind, dass sie durch die Kanäle und Öffnungen passen und abfließen können.
In der DE 38 02 384 C2 wird eine Vorrichtung mit einer Vibriereinrichtung zum Entfernen von Innenkernen aus erhärteten Gussstücken nach Beaufschlagung des Gussstücks mit Schlagenergie in einer bekannten Klopfeinrichtung beschrieben.
Diese Vorrichtung weist zwei senkrecht zueinander angeordnete Achsen für das Drehen des Gussstücks auf und besteht im wesentlichen aus einem quaderförmig rahmenartig aufgebauten Schwinghohlkörper zur Aufnahme eines Gussstücks, der in einem quaderförmigen Innenrahmen abgepuffert lagert, wobei der Innenrahmen um eine Achse drehbar in einem rechteckförmigen Außenrahmen gelagert ist, der seinerseits um eine zur vorgenannten Achse senkrechte Achse in einem Rahmengestell lagert, so dass der Schwinghohlkörper kardanisch aufgehängt ist. Das Rahmengestell besteht im wesentlichen aus einem auf dem Boden aufsitzenden Grundrahmen mit von der Seite betrachtet etwa dreiecksförmigen Seitenwangen, die eine Drehwelle zur Lagerung des Außenrahmens aufnehmen.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Entkernen von Gussstücken nach dem Erkalten des Gießmaterials, die einfach aufgebaut ist und mit der das Entkernen insbesondere von Gussstücken, die enge Öffnungen und Kanäle mit geringen Wandstärken aufweisen, effektiv und sicher ohne Beschädigung des Gussstücks möglich ist, wobei die notwendige Vibrations- und Rüttelenergie weitestgehend verlustfrei auf das Gussstück übertragen werden soll.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
1: schematisch eine perspektivische Ansicht seitlich von vorne einer erfindungsgemäßen Entkernungsvorrichtung
2: schematisch eine Vorderansicht der Vorrichtung nach 1
3: schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung nach 1
4: schematisch eine Draufsicht der Vorrichtung nach 1
5: schematisch eine Vorderansicht eines in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 verwendeten Drahtseildämpfers
6: schematisch eine Seitenansicht des Drahtseildämpfers nach 5
7: schematisch eine perspektivische Ansicht eines Rütteltisches der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1
8: schematisch eine Vorderansicht einer Vibriereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1
9: schematisch eine perspektivische Ansicht einer Vibriereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1
10: schematisch die Amplitudenverteilung der auf ein in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingespanntes Gussstück wirkenden horizontalen und vertikalen Schwingungen und Beschleunigungen
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist im wesentlichen ein quaderförmiges Außenrahmengestell 2, ein quaderförmiges Innen- bzw. Schwingrahmengestell 3, einen Rüttel- bzw. Vibriertisch 4 und eine Vibriereinrichtung 5 sowie vorzugsweise eine Klopfeinrichtung 6 auf (1 bis 4).
Das Außenrahmengestell 2 besteht im wesentlichen aus vier parallelen voneinander beabstandeten Außenrahmenvertikalstreben 7, an deren unteren Stirnkanten 8 Schwingfüße 9 aus einem dämpfenden, elastischen Material, vorzugsweise aus Gummi, vorgesehen sind, mit denen das Außenrahmengestell 2 auf einem Boden 10 steht.
Des weiteren weist das Außenrahmengestell 2 je zwei obere und zwei untere horizontale und zueinander parallele, sowie zu den Außenrahmenvertikalstreben 7 senkrechte Außenrahmenseitenstreben 11; 12, sowie zwei zueinander parallele, horizontale und sowohl zu den Außenrahmenvertikalstreben 7 als auch zu den Außenrahmenseitenstreben 11; 12 senkrechte Außenrahmenbodenstreben 13, und je eine vordere und eine hintere horizontale und zu den Außenrahmenbodenstreben 13 parallele Außenrahmendeckenstrebe 14; 15 auf, die die Außenrahmenvertikalstreben 7 fest miteinander verbinden.
Dabei sind die oberen und unteren Außenrahmenseitenstreben 11; 12 vorzugsweise in Bezug zu den Außenrahmenvertikalstreben 7 derart in Richtung einer Quermittenebene 16 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 versetzt angeordnet, dass sie mit ihren Außenwandungen 17; 18 an Innenwandungen 19 der Außenrahmenvertikalstreben 7 anliegen.
Außerdem ist die hintere Außenrahmendeckenstrebe 15 zweckmäßigerweise in Richtung einer Längsmittenebene 20 der Vorrichtung 1, also in Richtung der vorderen Außenrahmendeckenstrebe 14 versetzt angeordnet, so dass sie nicht zwischen den Außenrahmenvertikalstreben 7 angeordnet ist, sondern an den beiden oberen Außenrahmenseitenstreben 11 befestigt ist. Insbesondere ist die hintere Außenrahmendeckenstrebe 15 mit ihren beiden Stirnkanten 21 an Innenwandungen 22 der Außenrahmenseitenstreben 11 befestigt, so dass sie in einer Seitenansicht mit den oberen Außenrahmenseitenstreben 11 fluchtend angeordnet ist (3).
Das quaderförmige Innenrahmengestell 3 besteht analog zu dem Außenrahmengestell 2 im wesentlichen ebenfalls aus vier parallel beabstandeten Innenrahmenvertikalstreben 24 und je zwei oberen und zwei unteren horizontalen und zueinander parallelen Innenrahmenseitenstreben 25; 26, sowie zwei zueinander parallelen und sowohl zu den Innenrahmenvertikalstreben 24 als auch zu den Innenrahmenseitenstreben 25; 26 senkrechten Innenrahmenbodenstreben 27, und je einer vorderen und einer hinteren Innenrahmendeckenstrebe 28; 29, die die Innenrahmenvertikalstreben 24 miteinander verbinden.
Im Gegensatz zum Außenrahmengestell 2 sind die Innenrahmenseitenstreben 25; 26 zweckmäßigerweise in Bezug zu den Innenrahmenvertikalstreben 24 nicht zur Quermittenebene 16 hin, sondern nach außen von der Quermittenebene 16 weg versetzt angeordnet. Insbesondere sind die Innenrahmenseitenstreben 25; 26 derart versetzt angeordnet, dass sie mit ihren Innenseiten 30; 31 an den Außenseiten 32 der Innenrahmenvertikalstreben 24 anliegen und mit diesen verbunden sind.
Analog zu der hinteren Außenrahmendeckenstrebe 15 ist die hintere Innenrahmendeckenstrebe 29 in Richtung der vorderen Innenrahmendeckenstrebe 28, also zur Längsmittenebene 20 hin versetzt angeordnet und an den beiden oberen Innenrahmenseitenstreben 25, insbesondere mit Stirnseiten 33 an den Innenseiten 30 der Innenrahmenseitenstreben 25 befestigt.
Erfindungsgemäß ist das Innenrahmengestell 3 schwebend und abgepuffert mittels elastischer stoß- und schwingungsdämpfender Pufferkörper, vorzugsweise mittels an sich bekannter Drahtseildämpfer 34, in dem Außenrahmengestell 2 gelagert.
Diese Drahtseildämpfer 34 bestehen im wesentlichen aus zwei parallel voneinander beabstandeten Leisten 34a mit vorzugsweise runden Aussparungen 34b durch die ein Drahtseil 34c, beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl, bevorzugt aus Federstahl nach Art einer Feder durchgezogen bzw. -gefädelt und aufgewickelt ist, wobei die sich ergebenden Steigungen des Drahtseils 34c mit der Anzahl und dem Abstand der Aussparungen 34b variiert werden können (5 und 6). Von der Seite betrachtet ist das gewickelte Drahtseil 34c elliptisch gebogen (6).
Des weiteren sind das Innenrahmengestell 3 und das Außenrahmengestell 2 zweckmäßigerweise so bemessen, dass das Innenrahmengestell 3 vollständig innerhalb des Außenrahmengestells 2 angeordnet ist und von diesem aufgenommen wird, insbesondere derart, dass die Außenrahmenvertikalstreben 7 mit den entsprechenden Innenrahmenvertikalstreben 24 in einer Seitenansicht fluchtend hintereinander angeordnet sind (3), die Außenrahmenbodenstreben 13 mit den entsprechenden Innenrahmenbodenstreben 27 und die Außenrahmendeckenstreben 14; 15 mit den entsprechenden Innenrahmendeckenstreben 28; 29 jeweils in einer Draufsicht fluchtend übereinander angeordnet sind (4).
Bevorzugt sind außerdem die Außenrahmenseitenstreben 11; 12 derart nach innen versetzt und die Innenrahmenseitenstreben 25; 26 derart nach außen versetzt angeordnet, dass sie in einer Draufsicht fluchtend übereinander angeordnet sind (4) und die Drahtseildämpfer 34 jeweils mit ihren Leisten 34a mit Oberseiten 35 der oberen Innenrahmenseitenstreben 25 und mit Unterkanten 36 der oberen Außenrahmenseitenstreben 11 bzw. mit Unterseiten 37 der unteren Innenrahmenseitenstreben 26 und mit Oberseiten 38 der unteren Außenrahmenseitenstreben 12 verbunden sind (2 und 3).
Außerdem sind die Drahtseildämpfer 34 in Bezug zur Längsmittenebene 20 und zur Quermittenebene 16 symmetrisch voneinander beabstandet an dem Innenrahmengestell 3 und dem Außenrahmengestell 2 befestigt, so dass alle Drahtseildämpfer 34 in Ruhestellung gleichmäßig belastet sind.
Die Außenrahmenstreben 7 bzw. 10–15 und die Innenrahmenstreben 24–29 weisen beispielsweise einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt auf, wobei die Außen- und Innenrahmenvertikalstreben 7; 24 zweckmäßigerweise als Hohlkörper ausgeführt sind. Bevorzugt weisen die Innenrahmenbodenstreben 27 zur Verbesserung des Widerstands- und Biegemomentes einen runden Querschnitt auf und sind beispielsweise ebenfalls hohl.
Der Rütteltisch 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist innerhalb des Innenrahmengestells 3 angeordnet und weist im wesentlichen eine horizontale Tischplatte 40, zwei dazu senkrechte, sich vertikal nach oben erstreckende, in einer Seitenansicht dreiecksförmige Seitenwandungen 41 und zwei sich fluchtend an die Seitenwandungen 41 anschließende, vertikal nach unten erstreckende Seitenwandungsstege 42 und zwei zueinander parallele, seitlich von einander beabstandete horizontale Tragbalken 43 auf, die zwischen oberen, zulaufenden Endbereichen 44 der beiden dreiecksförmigen Seitenwandungen 41 vorgesehen sind (7). Vorzugsweise ist der Rütteltisch 4 sowohl zur Längsmittenebene 20 als auch zur Quermittenebene 16 symmetrisch.
Die Tischplatte 40, sowie die beiden Seitenwandungen 41 und die Seitenwandungsstege 42 weisen jeweils versteifende Rippen 45 auf, wobei die Rippen 45 an der Tischplatte 40 vorzugsweise unterseitig an einer Bodenwandung 46 vorgesehen sind und eine Oberfläche 47 der Tischplatte 40 eben ist.
Auf der Tischplatte 40 sind außerdem Spannelemente 48 zur Aufnahme und zum Einspannen eines vorderen bzw. hinteren Endbereichs 81; 82 von mindesten einem, bevorzugt zwei Gussstücken 80 vorgesehen, die vorzugsweise derart auf dem Rütteltisch positioniert sind, dass eine Längsachse 83 der Gussstücke 80 parallel zur Quermittenebene 16 der Vorrichtung 1 bzw. des Rütteltisches 4 ist. Bei der Aufnahme von mehreren Gussstücken 80 sind diese in Bezug zur Quermittenebene 16 seitlich vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet.
Bei den Spannelementen 48 handelt es sich beispielsweise um Spannblöcke 49, die mit ihren Bodenplatten 50 an der Oberfläche 47 der Tischplatte 40 befestigt sind, und Spannbacken 51 mit Spannschrauben 52 zum Einspannen des Gusstücks 80 aufweisen, wobei vorzugsweise jeweils drei Spannblöcke 49 den vorderen bzw. hinteren Endbereich 81; 82 des jeweiligen Gusstücks 80 einspannen. Dabei greift jeweils ein Spannblock 49 an den Stirnwänden 84a des vorderen bzw. hinteren Endbereichs 81; 82 und an beiden Seitenwänden 84b des Gusstücks 80 an, so dass es horizontal unverschieblich auf den Spannelementen 48 gelagert ist.
Zweckmäßigerweise sind die Spannelemente 48 in Bezug zur Quermittenebene 16 außermittig und sich gegenüberliegend angeordnet.
Zum Einspannen der Gussstücke 80 in vertikaler Richtung sind an den beiden Tragbalken 43 an sich bekannte Spanneinrichtungen 53 vorgesehen. Diese bestehen beispielsweise aus zwei horizontalen Spannplatten 54; 55, die fluchtend übereinander und voneinander beabstandet durch vorzugsweise vier Führungsbolzen 56 vertikal zueinander verschieblich gehalten werden, wobei die obere Spannplatte 54 an den Tragbalken 43 befestigt ist. Um die Führungsbolzen sind weiterhin oberhalb der oberen Spannplatte 54 vertikale Rückholfedern 57 und zwischen den beiden Spannplatten 54; 55 Abstandshülsen 58 angeordnet.
Des weiteren ist zwischen den beiden Spannplatten 54; 55 jeweils ein aufblasbarer Spannbalg 59 vorgesehen, der in aufgeblasenem Zustand die beiden Spannplatten 54; 55 auseinander drückt, wobei sich die obere Spannplatte 54 an den Tragbalken 43 abstützt und die untere Spannplatte 54 gegen die Kraft der Rückholfedern 57 soweit nach unten verschoben wird, dass sie das Gussstück 80 an einer Oberseite 85 berührt und auf dieses den notwendigen Druck zum Einspannen ausübt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zum Einspannen der Gussstücke 80 nur ein einziger Spannbalg 59 mittig in Bezug zum Rütteltisch 4 vorgesehen (nicht dargestellt).
Nach der Erfindung weist der Rütteltisch 4 außerdem mindestens eine, vorzugsweise zwei Blattfedern 60 auf, die im oberen Bereich des Rütteltisches 4 vorgesehen sind. Insbesondere sind die Blattfedern an Federhalterblöcken 61 befestigt, die am oberen Endbereich 44 der Seitenwandungen 41 (7) oder an den Tragbalken 43 (nicht dargestellt) angeordnet sind.
Vorzugsweise sind die Blattfedern 60 mit ihrer Federlängsachse 63 parallel zur Quermittenebene 16 und mit ihrer Blechebene 64 horizontal ausgerichtet und weisen von den Federhalterblöcken 61 ausgehend in dieselbe Richtung.
Mittels der Blattfedern 60 ist der Rütteltisch 4 am Innenrahmengestell 3 befestigt. Zweckmäßigerweise sind die Blattfedern 60 insbesondere an einer Unterseite 39 oder an einer Oberseite 28a der vorderen Innenrahmendeckenstrebe 28 bzw. an einer Unterseite oder Oberseite der Tragbalken (43) befestigt. Die genaue Funktion der Blattfedern 60 wird weiter unten näher erläutert.
Die Vibriereinrichtung 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 weist zur Erzeugung von Vibrationen eine Unwuchtwelle 90 mit mindestens einer, insbesondere mit zwei Unwuchtmassen 91 auf, die jeweils wellenendbereichsseitig angeordnet sind und beispielsweise von mehreren einzelnen, miteinander verbundenen Unwuchtscheiben 92 gebildet werden (8 und 9).
Direkt an den beiden Wellenenden 93 der Unwuchtwelle 90, bevorzugt auf jeweils einem mit der Unwuchtwelle 90 verbundenen Wellenzapfen 95, ist außerdem jeweils ein Drehlager 94 vorgesehen, wobei mindestens eines der Lager 94 auch Axialkräfte zur Lagerung der Unwuchtwelle 90 in jeweils einem Gehäuse 98 beispielsweise mit einer an sich bekannten Fest-Los-Lagerung aufnehmen kann.
Weiterhin ist auf der Unwuchtwelle 90 auf der in Bezug zu den Drehlagern 94 entgegengesetzten Seite der Unwuchtmassen 91 je ein weiteres Radial-Axiallager 96 zur Lagerung des Rütteltisches 4 auf der Unwuchtwelle 90 angeordnet, worauf weiter unten näher eingegangen wird.
Zweckmäßigerweise ist die Unwuchtwelle 90 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 unterhalb der Tischplatte 40, parallel beabstandet zu der Bodenwandung 46 der Tischplatte 40 angeordnet, wobei die Längsachse bzw. Exzenterachse 97 der Unwuchtwelle 90 horizontal und in der Längsmittenebene 20 der Vorrichtung 1 bzw. des Rütteltisches 4 verläuft (2).
Dabei sind die beiden Gehäuse 98, in denen die Unwuchtwelle 90 mit ihren Wellenenden 93 drehbar gelagert ist, fest mit dem Innenrahmengestell 3 der Vorrichtung 1 verbunden. Insbesondere sind die Gehäuse 98 auf Oberseiten 26b der unteren Innenrahmenseitenstreben 26 unverschieblich und unverdrehbar gelagert (1 und 2). Dadurch wird die Kraftübertragung, insbesondere die Übertragung der von der Unwuchtwelle 90 erzeugten Schwingungen auf das Innenrahmengestell 3 gewährleistet und dieses zum Schwingen angeregt.
Die Übertragung der Vibrationen bzw. der Schwingungen von der Unwuchtwelle 90 auf den Rütteltisch 4 wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Rütteltisch 4 mit der Unwuchtwelle 90 horizontal und vertikal unverschieblich verbunden ist, wobei die Unwuchtwelle 90 frei drehbar gegenüber dem Rütteltisch 4 ist.
Insbesondere weisen die vertikal nach unten gerichteten Seitenwandungsstege 42 des Rütteltisches 4 Aussparungen 62 zur Aufnahme der Unwuchtwelle 90 auf, wobei die Aussparungen 62 ein nach unten offenes Langloch zur Aufnahme der Unwuchtwelle 90 bilden und die auf der Unwuchtwelle 90 angeordneten Radial-Axiallager 96 in einem weiteren Gehäuse gelagert sind (nicht dargestellt), das fest mit dem Rütteltisch 4 verbunden ist, so dass der Rütteltisch 4 beispielsweise in einer an sich bekannten Fest-Los-Lagerung drehbar auf der Unwuchtwelle 90 gelagert ist und die Unwuchtmassen 91 außerhalb des Rütteltisches 4 angeordnet sind.
Angetrieben wird die Unwuchtwelle 90 beispielsweise von einem Motor 99, der zum Beispiel ebenfalls am Innenrahmen befestigt ist (nicht dargestellt).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist bevorzugt außerdem die an sich bekannte Klopfeinrichtung 6 auf. Diese besteht beispielsweise im wesentlichen aus einem Klopfhammer 100 pro Gussstück 80, der einen Hohlzylinder und einen Stößel (nicht dargestellt) und eine vertikale Längsachse 103 aufweist, entlang derer der Stößel beispielsweise hydraulisch vertikal nach oben und unten verfahrbar ist. Die Klopfhammer 100 sind dabei an der nach innen versetzten hinteren Außenrahmendeckenstrebe 15 befestigt, so dass sie zum Beispiel jeweils mittig oberhalb der Gussstücke 80 angeordnet sind. Insbesondere sind die Klopfhammer 100 an Halterungen 105, die mit einer Innenseite 15b der hinteren Außenrahmendeckenstrebe 15 verbunden sind, befestigt und somit zwischen den Außen- und Innenrahmendeckenstreben 14; 15 bzw. 28; 29 vertikal verfahrbar.
Nach dem anzuwendenden Verfahren werden beim Entkernen die Gussstücke 80 zunächst zwischen den Spannelementen 48 eingespannt und die Spannbalgen 59 zwischen den Spannplatten 54; 55 entfernt. Dann werden die Stößel zum Beispiel hydraulisch so weit vertikal nach unten in Richtung der Gussstücke 80 verfahren, bis sie gegen die untere Spannplatten 55, die auf den zwischen den Spannelementen 48 eingespannten Gussstücken 80 aufliegen, auffahren. Dabei durchfahren sie jeweils eine Aussparung 104, die in den oberen Spannplatten 54 vorgesehen ist.
Danach wird in an sich bekannter Weise zum Beispiel mit einem Presslufthammer (nicht dargestellt) Stoßenergie mittels der Stößel über die unteren Spannplatten 55 auf die Gussstücke 80 übertragen, so dass die Kerne in den Gussstücken sich von Innenwandungen der Gusstücke 80 lösen und in Teilstücke zerbrechen.
Danach werden die Stößel nach oben zurückgezogen und die Spannbalgen 59 zwischen die Spannplatten 54; 55 eingelegt und die Gussstücke 80 zwischen den Spannelementen 48 und der unteren Spannplatte 55 eingespannt.
Durch Antreiben der Unwuchtwelle 90 mit Hilfe des Motors 99 werden Schwingungen erzeugt, um wie oben bereits erläutert die Teilstücke mittels Vibrations- und Rüttelenergie weiter zu zerbrechen und den erzeugten Abrieb rieselfähig zu machen.
Dabei werden bei diesem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum einen durch die Lagerung der Unwuchtwelle in dem Innenrahmen die von der Welle erzeugte Vibrations- und Rüttelenergie nahezu verlustfrei direkt auf den Innenrahmen und durch die Lagerung des Rütteltisches auf der Unwuchtwelle ebenfalls direkt auf den Rütteltisch und über diesen auf die fest eingespannten Gussstücke übertragen.
Durch die schwebende und abgepufferte Lagerung des Innenrahmengestells in dem Außenrahmengestell über die ausgewählten Drahtseildämpfer, wird zudem erreicht, dass nur ein sehr geringer Anteil der erzeugten Vibrations-, Rüttel- bzw. Klopfenergie auf das Außenrahmengestell übertragen wird und die Energie effektiv genutzt wird. Die an das Außenrahmengestell übertragene, sehr geringe Restenergie wird von den an den Außenrahmenvertikalstreben vorgesehenen Schwingfüßen abgepuffert und abgefangen.
Durch die Lagerung der Tischplatte im unteren Bereich des Rütteltisches auf der Unwuchtwelle einerseits und durch die Anbindung der Seitenwandungen im oberen Bereich des Rütteltisches an das Innenrahmengestell mittels der horizontalen Blattfedern andererseits wird ein weiterer sehr überraschender Effekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt, indem die Blattfedern aufgrund ihrer Geometrie und Federeigenschaften im wesentlichen lediglich Vertikalschwingungen zulassen, so dass der Rütteltisch im oberen Bereich nur unwesentlich in horizontaler Richtung schwingt. Im unteren Bereich, werden die von der Unwuchtwelle erzeugten Schwingungen sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung direkt auf den Rütteltisch übertragen und dieser zum Schwingen in beide Richtungen angeregt. Diese Anordnung wirkt sich folgendermaßen auf die an das Gussstück übertragenen Schwingungen aus:
Wie in 10 zu erkennen, sind bei dem Verfahren die auf das auf dem Rütteltisch eingespannte Gussstück wirkenden horizontalen und vertikalen Schwingungen und Beschleunigungen gegeneinander zeitlich versetzt und die Amplituden der vertikalen Schwingungen und Beschleunigungen sind außerdem deutlich größer als die Amplituden der horizontalen Schwingungen und Beschleunigungen bei jeweils gleicher Frequenz. Dies resultiert aus der Lage des Gussstücks, insbesondere des Schwerpunkts des Gussstücks, oberhalb der Exzenterachse der Unwuchtwelle bzw. oberhalb des Anbindungsbereichs des Rütteltisches an die Unwuchtwelle. Entfernt sich der Schwerpunkt des Gussstücks weiter in vertikaler Richtung nach oben von der Exzenterachse führt dies zur Verringerung der horizontalen Komponenten.
Vorzugsweise ist das Gussstück mit seinem Schwerpunkt derart beabstandet von der Exzenterachse der Unwuchtwelle angeordnet, dass das Verhältnis der Amplitude der vertikalen Schwingung zu der Amplitude der horizontalen Schwingung, sowie das Verhältnis der Amplitude der vertikalen Beschleunigung zu der Amplitude der horizontalen Beschleunigung im Bereich von 3:1 bis 1,1:1, bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1,3:1 liegt.
Die zeitliche Versetzung der vertikalen und horizontalen Schwingungen und Beschleunigungen beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,02 s, bevorzugt 0,014 bis 0,016 s.
Dadurch wirkt auf die Teilstücke und den Abrieb eine starke Beschleunigung in vertikaler Richtung bei gleichzeitig geringer Beschleunigung in horizontaler Richtung, wodurch eine starke Fließbewegung im Sand vertikal nach oben entsteht mit der aufgrund der immer noch gering vorhandenen horizontalen Beschleunigung auch Krümmungen in dem Gussstück überwunden werden und der Abrieb und die bereits ausreichend zerkleinerten Teilstücke nach oben aus den Öffnungen im Gussstück herausgefördert, teilweise regelrecht herausgeschossen werden und das Gussstück vollständig und ohne Rückstände entkernt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise mit geeigneten Antriebsmitteln um eine horizontale Achse, die senkrecht zur Achse der Unwuchtwelle ist, drehbar gelagert (nicht dargestellt).
Mit der erfindungsgemäßen einfach aufgebauten Vorrichtung wird folglich die Vibrations- und Rüttelenergie sowie gegebenenfalls die Klopfenergie sehr effektiv und nahezu verlustfrei an das Gussstück übertragen und ein zuverlässiges, sauberes und rückstandsloses Entkernen ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3802384 C2 [0008]

Claims

Vorrichtung zum Entkernen von Gussstücken mit a) einem quaderförmigen Außenrahmengestell (2) und einem quaderförmigen Innenrahmengestell (3), b) einem innerhalb des Innenrahmengestells (3) angeordneten Rütteltisch (4) zur Aufnahme von mindestens einem Gussstück (80), der im unteren Bereich eine horizontale Tischplatte (40) und zwei sich dazu senkrecht, vertikal nach oben erstreckende Seitenwandungen (41) aufweist c) und einer unterhalb des Rütteltisches (4) angeordneten Vibriereinrichtung (5) wobei d) das Innenrahmengestell (3) schwebend und abgepuffert an dem Außenrahmengestell (2) gelagert ist, e) die Vibriereinrichtung (5) an dem Innenrahmengestell (3) horizontal und vertikal unverschieblich gelagert ist f) der Rütteltisch (4) in seinem unteren Bereich an der Vibriereinrichtung (5) horizontal und vertikal unverschieblich angeordnet ist und in seinem oberen Bereich mit dem Innenrahmengestell (3) mit Mitteln verbunden ist, die im wesentlichen lediglich vertikale Bewegungen des Rütteltisch (4) im oberen Bereich bezüglich des Innenrahmengestells (3) zulassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Rütteltisch (4) mindestens einen, vorzugsweise zwei zueinander parallele, seitlich von einander beabstandete horizontale Tragbalken (43) aufweist, die zwischen oberen, vorzugsweise nach oben zulaufenden Endbereichen (44) der beiden Seitenwandungen (41) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rütteltisch (4) in seinem oberen Bereich mit dem Innenrahmengestell (3) mittels mindestens einer, vorzugsweise mittels zwei Blattfedern (60) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Blattfedern (60) an den oberen Endbereichen (44) der Seitenwandungen (41) des Rütteltisches (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (60) an dem oder den Tragbalken (43), vorzugsweise an einer Unterseite oder einer Oberseite des oder der Tragbalken(s) (43) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder(n) (60) mittels eines oder mehreren Federhalterblöcken (61) an den oberen Endbereichen (44) der Seitenwandungen (41) bzw. an den Tragbalken (43) befestigt ist bzw. sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine Federlängsachse (63) der Blattfeder (60) parallel zu einer Quermittenebene (16) der Vorrichtung (1) ist und/oder eine Blechebene (64) der Blattfeder (60) horizontal ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Federlängsachsen (63) der mindestens zwei Blattfedern (60) von den Federhalterblöcken (61) ausgehend in dieselbe Richtung weisen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (60) an einer vorderen Innenrahmendeckenstrebe (28), insbesondere an einer Unterseite (39) oder an einer Oberseite (28a) der vorderen Innenrahmendeckenstrebe (28) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrahmengestell (3) mittels elastischer stoß- und schwingungsdämpfender Pufferkörper, insbesondere mittels Drahtseildämpfer (34) an dem Außenrahmengestell (2) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseildämpfer (34) in Bezug zur einer Längsmittenebene (20) der Vorrichtung (1) und zur Quermittenebene (16) symmetrisch voneinander beabstandet am Innenrahmengestell (3) und am Außenrahmengestell (2) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 und/oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseildämpfer (34) zwei parallel voneinander beabstandete Leisten (34a) mit vorzugsweise runden Aussparungen (34b) und ein Drahtseil (34c), insbesondere aus Federstahl aufweisen, wobei das Drahtseil (34c) durch die Aussparungen (34b) durchgezogen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseildämpfer (34) jeweils über ihre Leisten (34a) mit dem Innenrahmengestell (3) und dem Außenrahmengestell (2) in Verbindung stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseildämpfer (34) mit ihren Leisten (34a) an Oberseiten (35) von oberen Innenrahmenseitenstreben (25) und an Unterkanten (36) von oberen Außenrahmenseitenstreben (11) und/oder an Unterseiten (37) von unteren Innenrahmenseitenstreben (26) und an Oberseiten (38) von unteren Außenrahmenseitenstreben (12) befestigt sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Vibriereinrichtung (5) eine Unwuchtwelle (90) mit mindestens einer, vorzugsweise zwei wellenendbereichsseitig angeordneten Unwuchtmassen (91) und zwei Drehlagern (94) aufweist, die insbesondere jeweils an einem Wellenende (93) der Unwuchtwelle (90) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass eine Exzenterachse (97) der Unwuchtwelle (90) horizontal und/oder innerhalb der Längsmittenebene (20) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 15 und/oder 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlager (94) auf mit der Unwuchtwelle (90) verbundenen Wellenzapfen (95) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass eines der Drehlager (94) Axialkräfte überträgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwelle (90) über die beiden Drehlager (94), insbesondere mit einer Fest-Los-Lagerung in zwei Gehäusen (98) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuse (98) mit dem Innenrahmengestell (3), insbesondere mit Oberseiten (26b) der unteren Innenrahmenseitenstreben (26) in einer festen Verbindung stehen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwelle (90) auf der in Bezug zu den Drehlagern (94) entgegengesetzten Seite der Unwuchtmassen (91) je ein weiteres Radial-Axiallager (96) zur Lagerung des Rütteltisches (4) auf der Unwuchtwelle (90) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Radial-Axiallager (96) in einem weiteren Gehäuse gelagert sind, das fest mit dem Rütteltisch (4) verbunden ist, wobei der Rütteltisch (4) beispielsweise mit einer an sich bekannten Fest-Los-Lagerung drehbar auf der Unwuchtwelle (90) gelagert ist und die Unwuchtmassen (91) vorzugsweise außerhalb des Rütteltisches (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrahmengestell (3) und das Außenrahmengestell (2) so bemessen sind, dass das Innenrahmengestell (3) vollständig innerhalb des Außenrahmengestells (2) angeordnet ist und von diesem aufgenommen wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass der Rütteltisch (4) zwei sich vertikal nach unten erstreckende Seitenwandungsstege (42) aufweist, die sich insbesondere fluchtend an die Seitenwandungen (41) anschließen und vorzugsweise Aussparungen (62) zur Aufnahme der Unwuchtwelle (90) aufweisen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24 dadurch gekennzeichnet, dass der Rütteltisch (4) zur Längsmittenebene (20) und/oder zur Quermittenebene (16) symmetrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24 und/oder 25 dadurch gekennzeichnet, dass die Tischplatte (40), die beiden Seitenwandungen (41) und die Seitenwandungsstege (42) versteifende Rippen (45) aufweisen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass die Tischplatte (40) Spannelemente (48) zur Aufnahme und zum horizontalen Einspannen des Gussstücks (80), insbesondere zum Einspannen eines vorderen bzw. hinteren Endbereichs (81; 82) des Gussstücks (80) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 29 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (48) in Bezug zur Quermittenebene (16) außermittig angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 27 und/oder 28 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (48) Spannblöcke (49), die mit ihren Bodenplatten (50) an einer Oberfläche (47) der Tischplatte (40) befestigt sind, und Spannbacken (51) mit Spannschrauben (52) aufweisen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29 dadurch gekennzeichnet, dass zum Einspannen des Gussstücks (80) in vertikaler Richtung an dem Rütteltisch (4), vorzugsweise an dem oder den Tragbalken (43) mindestens eine Spanneinrichtung (53) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30 dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (53) zwei horizontale Spannplatten (54; 55) aufweist, die fluchtend übereinander und voneinander beabstandet und vertikal zueinander verschieblich angeordnet sind, wobei die obere Spannplatte (54) an dem oder den Tragbalken (43) befestigt ist und zwischen den beiden Spannplatten (54; 55) ein aufblasbarer Spannbalg (59) vorgesehen ist, der in aufgeblasenem Zustand die beiden Spannplatten (54; 55) auseinander und die untere Spannplatte (55) gegen das Gussstück (80) drückt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Klopfeinrichtung (6) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 32 dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfeinrichtung (6) mindestens einen vertikal verfahrbaren Klopfhammer (100) mit einem Hohlzylinder und einem Stößel und einer vertikalen Längsachse (103) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 33 dadurch gekennzeichnet, dass der Klopfhammer (100) an einer nach innen versetzten hinteren Außenrahmendeckenstrebe (15), insbesondere an einer Halterung (105), die mit einer Innenseite (15b) der hinteren Außenrahmendeckenstrebe (15) verbunden ist, angeordnet ist.
Vorrichtung zum Entkernen von Gussstücken mit a) einem quaderförmigen Außenrahmengestell (2) und einem quaderförmigen Innenrahmengestell (3), b) einem innerhalb des Innenrahmengestells (3) angeordneten Rütteltisch (4) zur Aufnahme von mindestens einem Gussstück (80) c) und einer Vibriereinrichtung (5) und vorzugsweise einer Klopfeinrichtung (6) dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrahmengestell (3) mittels der Drahtseildämpfer (34) an dem Außenrahmengestell (2) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 35 dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseildämpfer (34) in Bezug zur Längsmittenebene (20) und zur Quermittenebene (16) symmetrisch voneinander beabstandet am Innenrahmengestell (3) und am Außenrahmengestell (2) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 35 und/oder 36 dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseildämpfer (34) zwei parallel voneinander beabstandete Leisten (34a) mit vorzugsweise runden Aussparungen (34b) und das Drahtseil (34c), insbesondere aus Federstahl, aufweisen, wobei das Drahtseil (34c) durch die Aussparungen (34b) durchgezogen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 37 dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtseildämpfer (34) jeweils mit ihren Leisten (34a) an den Oberseiten (35) der oberen Innenrahmenseitenstreben (25) und an den Unterkanten (36) der oberen Außenrahmenseitenstreben (11) und/oder an den Unterseiten (37) der unteren Innenrahmenseitenstreben (26) und an den Oberseiten (38) der unteren Außenrahmenseitenstreben (12) befestigt sind.