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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine zur Verwendung in der Metallgussindustrie geeignete Maschine und insbesondere einen integrierten Sandmischer, der besonders geeignet für anorganische Verfahren und Kaltkernverfahren ist.
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Stand der Technik
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In der Metallgussindustrie ist die Aufbereitung von Sandkernen ein wichtiger Bestandteil des Gießverfahrens. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, Sand mit Bindemittel, Härter oder anderen Zusätzen gleichmäßig zu vermischen, um Formstoffe (oder Kernsand) herzustellen. Im Stand der Technik wird üblicherweise eine Rührmethode verwendet, um eine Sandmischung herzustellen.
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Ein herkömmlicher Sandmischer besteht in der Regel aus einer Sandquantifizierungseinheit, einer Quantifizierungseinheit für pulverförmige Hilfsstoffe, einer Flüssigkeitsquantifizierungseinheit und einer Sandmischeinheit. Zum Realisieren der Quantifizierung von Rohsand verwendet die Sandquantifizierungseinheit die Volumenquantifizierung oder die elektronische Quantifizierung. Die elektronische Quantifizierung von pulverförmigen Zusatzstoffen wird durch die Quantifizierungseinheit für pulverförmige Hilfsstoffe realisiert. Die Quantifizierung von Flüssigharz wird durch die Flüssigkeitsquantifizierungseinheit realisiert. Die Endmischung von quantifiziertem Rohsand, quantifizierten Hilfsstoffen und quantifizierten flüssigen Materialien wird durch die Sandmischeinheit realisiert. Auf diese Weise kann eine ausgezeichnete homogene Mischung erhalten werden, die zur Kernherstellung erforderlich ist. Beispielsweise offenbart das chinesische Gebrauchsmuster
CN2 08050869U einen Sandmischer, der einen Sandmischbehälter, eine oben auf dem Sandmischbehälter angeordnete Zuführöffnung, einen zum Tragen des Sandmischbehälters dienenden Tragrahmen, eine drehbar mit der Unterseite des Sandmischbehälters verbundene und in den inneren Hohlraum des Sandmischbehälters ragende Rührwelle und einen am Boden des Sandmischbehälters angeordneten und zum Antreiben der Rührwelle dienenden Motor umfasst. Ferner umfasst der Sandmischer fest mit der Rührwelle verbundene Rührschaufeln, auf den Arbeitsflächen der Rührschaufeln angeordnete Rührbretter, eine seitlich am Sandmischbehälter angeordnete Austragstür und einen zum Steuern des Öffnens und Schließens der Austragstür dienenden Antriebsmechanismus. Die Rührbretter sind lösbar mit den Rührschaufeln verbunden. Die Rührwelle und der Sandmischbehälter sind koaxial angeordnet.
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Durch die obige Technik kann eine Sandmischung realisiert werden. Durch Anordnung der abnehmbaren Rührbretter lässt sich bequem an den Arbeitsflächen anhaftender Sand reinigen. Mit der Förderung des anorganischen Verfahrens und des Kaltkernverfahrens geht jedoch die Beschränkung des Einsatzes dieser Art von Sandmischern einher, was sich vor allem in folgenden Aspekten widerspiegelt:
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(1) Beim Verfahren ist die Taktzeit zu lang.
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Beim anorganischen Verfahren muss beispielsweise Rohsand mit einem oder mehreren Pulvern und einem oder mehreren flüssigen Materialien vermischt werden. Der Rohsand muss zunächst zum Erreichen einer gewissen Gleichmäßigkeit mit dem Pulver vermischt und danach mit dem flüssigen Material vermischt werden. Daher erfordert das bestehende Verfahren die Verwendung eines Sandmischers zum Trockenmischen für etwa 60 Sekunden. Anschließend wird ein anorganisches Harz hinzugefügt und dann ein Nassmischen für etwa 60 Sekunden durchgeführt. Zusammen mit den anderen Übergangsprozessen beträgt die Aktionszeit etwa 144 Sekunden.
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Beim Kaltkernverfahren beträgt die Aktionszeit nach obigem Verfahren etwa 93 Sekunden.
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Um jedoch eine Anpassung an eine effiziente Kernherstellungsmaschine zu erreichen, muss die obige Aktionszeit dahingehend gesteuert werden, dass sie innerhalb von 60 Sekunden liegt. Offensichtlich können die Prozesstaktzeiten im Stand der Technik diese Anforderung nicht erfüllen.
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(2) Die Rührschaufeln des Sandmischers sind waagerecht angeordnet. Um eine hervorragende Mischwirkung zu erzielen, ist eine längere Mischzeit (z. B. 60 Sekunden) erforderlich, die einerseits zu einem höheren Temperaturanstieg führt, der für anorganische Verfahren oder Kaltkernverfahren nicht geeignet ist, und anderseits dazu führt, dass beim gesamten Verfahren die Taktzeit schwierig zu verkürzen ist.
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(3) Aufgrund der Verwendung von horizontalen Schaufeln ist ein großer Spalt zwischen der Unterseite der Schaufeln und dem Rührbehälter vorhanden, sodass der Sand an diesen Stellen nicht effektiv gemischt werden kann, was die Mischqualität des Kernsandgemisches verschlechtert und zudem die Reinigung erschwert.
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(4) Der Sandmischbehälter des Sandmischers lässt sich nicht einfach und schnell demontieren. Die tägliche Wartung und Reinigung der Auskleidung der Innenwand des Behälters muss online, also im Betrieb, durchgeführt werden, was eine Stilllegung erfordert und die normale Produktion beeinträchtigt.
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Daher ist es notwendig, den Sandmischer und das Sandmischverfahren des Stands der Technik zu verbessern, um die oben erwähnten Nachteile zu überwinden.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sandmischverfahren bereitzustellen. Durch die Prozessverbesserung verkürzt sich die Taktzeit des Sandmischverfahrens. Während der Realisierung der hocheffizienten Koordination mit der Kernherstellungsmaschine kann ein übermäßiger Temperaturanstieg der Formstoffe vermieden werden, wodurch die Erfindung für anorganische Verfahren und Kaltkernverfahren geeignet ist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen integrierten Sandmischer zum Realisieren des Sandmischverfahrens bereitzustellen.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird die folgende technische Lösung in der vorliegenden Erfindung verwendet: Ein Sandmischverfahren wird unter Verwendung eines Sandmischers mit Rührschaufeln realisiert, wobei der Sandmischer eine Sandquantifizierungseinrichtung und einen Rührbehälter umfasst. Das Sandmischverfahren umfasst Folgendes:
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(1) In der Sandquantifizierungseinrichtung sind Vormischschaufeln und ferner ein zum Antreiben der Vormischschaufeln dienender Vormischkraftmechanismus angeordnet, wodurch die Sandquantifizierungseinrichtung in einen Vormischbehälter umgewandelt wird;
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(2) Am Rührbehälter sind jeweils eine Pulvermaterial-Zuführöffnung und eine Flüssigmaterial-Zuführöffnung vorgesehen, wobei der Auslass des Vormischbehälters über ein Ventil mit der Pulvermaterial-Zuführöffnung des Rührbehälters verbunden ist, wodurch der Rührbehälter in einen Endmischbehälter umgewandelt wird;
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(3) Im Vormischbehälter werden die quantitative Zugabe von Rohsand, die quantitative Zugabe von pulverförmigen Hilfsstoffen und das Vormischen von Rohsand und pulverförmigen Hilfsstoffen durchgeführt;
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(4) Nach dem Vormischen von Rohsand und Flüssigharzen mit den pulverförmigen Hilfsstoffen werden diese in quantitativer Weise in den Endmischbehälter gegeben, wobei die Rührschaufeln zur Drehung angetrieben werden, um nach gleichmäßigem Mischen die erforderlichen Formstoffe zu erhalten;
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Wenn ein Rührvorgang durch den Endmischbehälter durchgeführt wird, werden die quantitative Zugabe von Rohsand, die quantitative Zugabe von pulverförmigen Hilfsstoffen und das Vormischen von Rohsand und pulverförmigen Hilfsstoffen des nächsten Zyklus durchgeführt.
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Bei der obigen technischen Lösung sind Vormischschaufeln in der Sandquantifizierungseinrichtung angeordnet, wodurch sie in einen Vormischbehälter umgewandelt wird. Es wird eine zweistufige Sandmischung realisiert, ohne dass dabei die Anzahl der Behälter erhöht zu werden braucht.
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In einer weiteren technischen Lösung ist der untere Teil des Endmischbehälters derart gestaltet, dass er eine Kegelstruktur mit einem großen oberen und einem kleinen unteren Teil aufweist, wobei die im Endmischbehälter befindlichen Rührschaufeln als schräge Schaufeln gestaltet und parallel zur Kegelwand angeordnet sind.
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Dadurch, dass der untere Teil des Endmischbehälters in einer Kegelstruktur gestaltet ist und die schrägen Schaufeln auf diese abgestimmt sind, kann in kurzer Zeit eine qualitativ hochwertige und gleichmäßige Kernsandmischung erhalten und ein übermäßiger Temperaturanstieg des Kernsands vermieden werden.
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In einer bevorzugten technischen Lösung beträgt die Drehzahl der Rührschaufeln 150 bis 250 Umdrehungen pro Minute.
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In einer weiteren technischen Lösung ist am unteren Auslass des Vormischbehälters eine Vibrationsvorrichtung angeordnet. Nachdem die Materialien dem Endmischbehälter zugeführt wurden, wird zum Entfernen von im Vormischbehälter befindlichem Restsand die Vibrationsvorrichtung eingeschaltet.
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In der obigen technischen Lösung beträgt in jeder Taktzeit die Drehzeit der im Endmischbehälter befindlichen Rührschaufeln nicht mehr als 45 Sekunden.
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Zur Lösung der anderen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen integrierten Sandmischer bereit, der ein Maschinengestell, einen auf dem Maschinengestell angeordneten Endmischbehälter, im Endmischbehälter angeordnete Rührschaufeln und einen zum Antreiben der Rührschaufeln dienenden Endmischkraftmechanismus umfasst, wobei die Oberseite des Endmischbehälters mit einer Zufuhröffnung und die Unterseite mit einer Austragsöffnung ausgestattet ist, wobei ein Vormischbehälter vorgesehen ist und Vormischschaufeln im Vormischbehälter angeordnet sind und die Vormischschaufeln durch den Vormischkraftmechanismus antreibbar sind, wobei der am unteren Ende des Vormischbehälters befindliche Auslass über ein Sandzuführungsrohr mit der oberen Zufuhröffnung des Rührbehälters verbunden und ein Ventil am Sandzuführungsrohr angeordnet ist, wobei der untere Teil des Endmischbehälters eine Kegelstruktur mit einem großen oberen und einem kleinen unteren Teil aufweist und die Rührschaufeln parallel zur Kegelwand angeordnete schräge Schaufeln aufweisen.
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In der obigen technischen Lösung ist der Vormischbehälter ein kegelförmiger Trichter, wobei ein Wägesensor in Abstimmung mit dem kegelförmigen Trichter auf dem Maschinengestell angeordnet ist.
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In einer weiteren technischen Lösung ist am unteren Auslass des Vormischbehälters eine Vibrationsvorrichtung angeordnet.
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In der obigen technischen Lösung sind fixierte Hilfsschaufeln im Endmischbehälter angeordnet und ist ein Sandausgabe-Plattenschieber am unteren Auslass des Rührbehälters angeordnet. Durch die Anordnung der fixierten Hilfsschaufeln im Endmischbehälter kann ein Turbulenzeffekt erzielt, der Taumeleffekt des Kernsands im Behälter verstärkt und sichergestellt werden, dass in kürzerer Zeit eine gleichmäßigere Mischung erhalten wird. Die Hilfsschaufeln können am oberen Teil des Endmischbehälters angeordnet sein.
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In der obigen technischen Lösung ist eine schnelle Demontagestruktur im Endmischbehälter angeordnet, um eine schnelle Demontage und Offline-Reinigung des Behälters zu ermöglichen. Der Vormischbehälter und der Endmischbehälter sind jeweils mit einer Wartungstür ausgestattet, die für den Austausch der inneren Schaufeln und die tägliche Reinigung und Wartung verwendet werden können.
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Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Erfindung
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Durch die Anwendung der obigen technischen Lösungen weist die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile auf:
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1. Dadurch, dass in der vorliegenden Erfindung Vormischschaufeln in der Sandquantifizierungseinrichtung angeordnet sind, wird sie in einen Vormischbehälter umgewandelt. Es wird eine zweistufige Sandmischung realisiert, ohne dass dabei die Anzahl der Behälter erhöht zu werden braucht. In der ersten Stufe ist eine Vormischeinheit vorgesehen, durch die die Quantifizierung von Rohsand und das Trockenmischen von Rohsand und Pulveradditiven realisiert werden können. In der zweiten Stufe ist eine Endmischeinheit vorgesehen, durch die das Nassmischen der erststufigen Vormischeinheit-Mischung und des flüssigen Materials realisiert werden kann. Die beiden Einheiten können gleichzeitig in Betrieb sein. Durch automatische Programmsteuerung und Anpassung wird die Sandmischzeit stark verkürzt.
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2. Die Vormischeinheit ist mit Vormischschaufeln ausgestattet, wodurch der Rohsand und das Pulver vorab gemischt werden, um eine relativ gleichmäßige Ausgangsmischung zu erhalten. Dadurch, dass der zum Sandmischen dienende Motor der Vormischeinheit mit einer Frequenzumwandlungsfunktion ausgestattet ist, kann das Verhältnis zwischen Mischzeit, Temperaturanstieg in der Sandmischung und Gleichmäßigkeit nach Belieben eingestellt werden.
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3. Dadurch, dass die Endmischeinheit mit einem zum Sandmischen dienenden Hochgeschwindigkeitsmotor ausgestattet ist und gleichzeitig der Endmischbehälter eine kegelförmige Form und schräge Schaufeln aufweist, kann in kurzer Zeit eine qualitativ hochwertige und gleichmäßige Kernsandmischung erhalten werden. Dadurch, dass der zum Sandmischen dienende Motor der Endmischeinheit mit einer Frequenzumwandlungsfunktion ausgestattet ist, kann das Verhältnis zwischen Mischzeit, Temperaturanstieg in der Sandmischung und Gleichmäßigkeit nach Belieben eingestellt werden.
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4. Durch den kegelförmigen Behälter und den unteren Sandauslass kann der im Behälter befindliche Sand durch sein Eigengewicht herabfallen, sodass weniger Sand im Behälter verbleibt. Bei der Reinigung muss nur die Behälterwand gereinigt werden und fließt der Sand automatisch aus dem Sandauslass. Die Reinigungszeit ist kürzer und der Schwierigkeitsgrad geringer.
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5. Der Endmischbehälter des Sandmischers kann schnell demontiert werden. Gleichzeitig ist er mit einem Hubmechanismus für Behälter ausgestattet, wodurch der Endmischbehälter manuell ausgetauscht werden kann, um eine Offline-Reinigung und Offline-Wartung zu realisieren.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 zeigt eine linke Seitenansicht gemäß 1;
- 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A gemäß 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Maschinengestell
- 2
- Endmischbehälter
- 3
- Vormischbehälter
- 4
- Sandzuführungsrohr
- 5
- Plattenschieber
- 6
- Rührschaufel
- 7
- Vormischschaufel
- 8
- Vormischkraftmechanismus
- 9
- Endmischkraftmechanismus
- 10
- Wägesensor
- 11
- Sandausgabe-Plattenschieber
- 12
- Sandtrichter
- 13
- Pulverquantifizierungseinrichtung
- 14
- Endmischbehälter-Wartungstür
- 15
- Vormischbehälter-Wartungstür
- 16
- Hilfsschaufel
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Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen und Ausführungsbeispielen weiter beschrieben.
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Ausführungsbeispiel 1: Es wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen. Ein integrierter Sandmischer umfasst ein Maschinengestell 1, einen auf dem Maschinengestell angeordneten Endmischbehälter 2 und einen seitlich oberhalb des Endmischbehälters 2 angeordneten Vormischbehälter 3, wobei der am unteren Ende des Vormischbehälters 3 befindliche Auslass über ein Sandzuführungsrohr 4 mit der oberen Zufuhröffnung des Endmischbehälters 2 verbunden und ein Plattenschieber 5 am Sandzuführungsrohr 4 angeordnet ist.
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Der Vormischbehälter 3 ist ein kegelförmiger Trichter, dessen oberer Teil mit einem Sandtrichter 12 und einer Pulverquantifizierungseinrichtung 13 verbunden ist, wobei Vormischschaufeln 7 im kegelförmigen Trichter angeordnet und durch einen Vormischkraftmechanismus 8 antreibbar sind. Der Vormischkraftmechanismus 8 kann aus einem Motor und einem entsprechenden Verzögerungsmechanismus bestehen. Ein Wägesensor 10 ist in Abstimmung mit dem Vormischbehälter 7 auf dem Maschinengestell angeordnet. Der untere Teil des Endmischbehälters 2 weist eine Kegelstruktur mit einem großen oberen und einem kleinen unteren Teil auf. Im Behälter sind Rührschaufeln 6 vorgesehen. Die Rührschaufeln 6 weisen parallel zur Kegelwand angeordnete schräge Schaufeln auf und sind durch den Endmischkraftmechanismus 9 antreibbar. Der Endmischkraftmechanismus 9 kann aus einem Motor und einem entsprechenden Verzögerungsmechanismus bestehen. Die Rührschaufeln können durch eine Schnellverbindungsvorrichtung lösbar angetrieben werden, um eine schnelle Demontage und Offline-Reinigung des Endmischbehälters zu ermöglichen. Ein Sandausgabe-Plattenschieber 11 ist am unteren Auslass des Rührbehälters 2 angeordnet.
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Der Vormischbehälter und der Endmischbehälter sind jeweils mit einer Vormischbehälter-Wartungstür 15 und einer Endmischbehälter-Wartungstür 14 ausgestattet, die für den Austausch der inneren Schaufeln und die tägliche Reinigung und Wartung verwendet werden können.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Vibrationsvorrichtung am unteren Auslass des Vormischbehälters angeordnet.
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Im Endmischbehälter sind ferner fixierte Hilfsschaufeln 16 angeordnet, um einen Turbulenzeffekt zu erzielen, den Taumeleffekt des Kernsands im Behälter zu verstärken und sicherzustellen, dass in kürzerer Zeit eine gleichmäßigere Mischung erhalten wird.
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Mit dem Sandmischer des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann der gleichzeitige Betrieb des Vormischens und des Endmischens realisiert werden. Darüber hinaus kann die Endmischzeit im Vergleich zum Stand der Technik stark verkürzt werden, um die Koordination mit der hocheffizienten Kernherstellungsmaschine zu realisieren.
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Im Folgenden wird beispielhaft ein möglicher Sandmischprozess für Kaltkernverfahren beschrieben:
- (1) Während der Vormischbehälter Rohsand und pulverförmiges Hilfsstoffgemisch in den Rührbehälter einfüllt, werden zwei Flüssigharze zugegeben (etwa 8 Sekunden);
- (2) Eine Sandmischung wird durch den Rührbehälter durchgeführt (etwa 25 Sekunden);
- Gleichzeitig führt der Vormischbehälter den nächsten Durchgang der quantitativen Zugabe von Rohsand, der quantitativen Zugabe von pulverförmigen Hilfsstoffen und des Vormischens durch;
- (3) Der Sandausgabe-Plattenschieber wird geöffnet, um Sand freizugeben (5 Sekunden);
- (4) Der Sandausgabe-Plattenschieber wird geschlossen (2 Sekunden);
- Somit beträgt die gesamte Taktzeit 40 Sekunden, wodurch eine Arbeitseffizienz von 90 Chargen pro Stunde erreicht werden kann, was deutlich schneller als die Taktzeit von 93 Sekunden im Stand der Technik ist.
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Im Folgenden wird beispielhaft ein möglicher Sandmischprozess für anorganische Verfahren beschrieben:
- (1) Während der Vormischbehälter Rohsand und pulverförmiges Hilfsstoffgemisch in den Rührbehälter einfüllt, werden zwei Flüssigharze zugegeben (etwa 12 Sekunden), wobei die Vibrationsvorrichtung in den letzten 3 Sekunden eingeschaltet wird, um den Restsand im Vormischbehälter zu entfernen;
- (2) Eine Sandmischung wird durch den Rührbehälter durchgeführt (etwa 40 Sekunden);
- Gleichzeitig führt der Vormischbehälter den nächsten Durchgang der quantitativen Zugabe von Rohsand, der quantitativen Zugabe von pulverförmigen Hilfsstoffen und des Vormischens durch;
- (3) Der Sandausgabe-Plattenschieber wird geöffnet, um Sand freizugeben (6 Sekunden);
- (4) Der Sandausgabe-Plattenschieber wird geschlossen (2 Sekunden);
- Somit beträgt die gesamte Taktzeit 60 Sekunden, wodurch eine Arbeitseffizienz von 60 Chargen pro Stunde erreicht werden kann, was deutlich schneller als die Taktzeit von 144 Sekunden im Stand der Technik ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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