DE2524766A1

DE2524766A1 - Vorrichtung zum automatischen auskleiden von behaeltnissen, insbesondere giesspfannen und verfahren zu deren betrieb

Info

Publication number: DE2524766A1
Application number: DE19752524766
Authority: DE
Inventors: Nino Bombelli; Ernst Egli; Max Misteli
Original assignee: Von Roll AG; Spribag AG
Current assignee: Von Roll AG; Spribag AG
Priority date: 1974-11-22
Filing date: 1975-06-04
Publication date: 1976-05-26
Also published as: US4140459A; NL179884C; JPS59107766A; GB1520437A; DE2559890B1; BE835825A; IT1053155B; JPS5179639A; ES442438A1; BR7507719A; JPS6117586B2; SE7709814L; ZA757037B; DE2524766C3; AT343829B; GB1520436A; SE440494B; FR2362710B1; FR2291839B1; DE2559890C2

Description

Vorrichtung zum automatischen Auskleiden von Behältnissen, insbesondere Giesspfannen und Verfahren zu deren Betrieb

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Auskleiden von Behältnissen, insbesondere Giesspfannen runden oder ovalen Querschnittes, zylindrischer oder kegeliger Hohlkörperforiu, mit einer Schüttstation, einer mit dieser verbundenen heb- und senkbaren, pneumatischen Stanpfstation und einem Drehantrieb, wobei die Stampf-

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Station mit mehreren Pressluftstampfen ausgerüstet ist, von welchen eine Anzahl radial verstellbar sind sowie ein Verfahren zu deren Betrieb.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, welche jedoch teilweise oder ganz von Hand geführt werden müssen.

Die bekannten Verfahrensweisen haben den Nachteil, daß nicht mit Sicherheit eine ausreichende, gleichmäßige Verdichtung der Stampfmasse erzielt werden kann, weil diese von der Sorgfalt und Fertigkeit des Ausführenden abhängig ist. Die kleinste unrichtige Verdichtung führt im praktischen Betrieb zur vorzeitigen Unbrauchbarkeit des ganzen Gefässes.

Es sind ferner Ausfütterungs-Vorrichtungen bekannt (DT-PS 1»267'387), bei welchen diese unliebsamen Erscheinungen zum Teil eliminiert werden. Mit dieser Vorrichtung kann jedoch der unterste, wichtigste Bodenkonusteil (konisch nach der Gefässmitte) von meistens sich nach unten verjüngenden Gefässen nicht automatisch verdichtet werden. Es braucht eine manuelle Verdichtung herkömmlicher Art, wobei die vorgenannten Nachteile der

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ORIGINAL INSPECTED

ungleichmässigen Stampfwirkungen, sog. Verdichtungslücken, auftreten.

Mit dieser bekannten Vorrichtung kann ein Gefäss nicht in einem einzigen Arbeitsgang ausgekleidet werden.

Dies muss in mehreren Etappen erfolgen, wobei die Vorrichtung nach jeder gestampften Etappe ausgefahren und seitwärts verschoben werden muss, damit ein neuer Schablonenring für die nächste Etappe aufgesetzt werden kann. Anschliessend muss die Vorrichtung wieder eingefahren und neu zentriert werden, was mit grossen zeitraubenden und entsprechend auch kostenaufwendigen, unwirtschaftlichen Faktoren verbunden ist.

Es sind ferner automatische Verfahren zum Auskleiden von Giesspfannen bekannt geworden, beispielsweise das.sog. Slingern, das mit Slingermaschinen durchgeführt wird. Diese Maschinen sind ausserordentlich teuer und entwickeln beim Einschütten des zum Auskleiden bestimmten Materials, insbesondere bei Verwendung von Sand, eine überaus grosse Staubentwicklung, die zu sehr unangenehmen Arbeitsbedingungen führt und gesundheitsschädigend ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, beim Ausstampfen der Gefässe, insbesondere für Metall- oder Stahlschmelzen, die aufgezeigten Nachteile zu eliminieren, und somit die Vorteile des maschinellen Stampfens im Sinne eines möglichst homogenen Aufbaues der Ausstampfung voll und ganz auszunützen.

In diesem Sinne zeichnet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung dadurch aus, dass im unmittelbaren Bereich des Stampffusses eine die Stampfeinheiten ausschwenkbare Schwenkeinrichtung angeordnet ist.

Die Erfindung zeigt einen Weg zum selbsttätigen Herstellen einer homogenen Gefässauskleidung, ohne dass in irgend einer Partie der Gefässe die Verdichtung von der manuellen Geschicklichkeit und der Zuverlässigkeit des Personals abhängig ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist so konzipiert, dass die Gefässe in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsgang homogen ausgekleidet werden können. Die Stampfmasse gelangt

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dabei vorzugsweise verschlossen im freien Fall zu den Stampfern, was die Silikosegefahr völlig ausschliesst.

Die vorliegende Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand schematischer Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Anlage zum automatischen Auskleiden von Giesspfannen,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer weiteren Stampfanlage (mit weggehobenen Teilen), in teilweise schematischer Darstellung,

Fig. 4 eine Seitenansicht aus einem Ausschnitt der Stampfanlage gemäss Fig. 3, in ausgefahrener Stellung,

Fig. 5 eine Ansicht einer Stampfeinrichtung im Ausschnitt im Bereich ihrer untersten Stampflage.

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Fig. 6 eine Darstellung analog derjenigen gemäss Fig. 5, mit der Stampfeinrichtung in höher gelegener Stämpflage.

Auf einem Fundamentblock 1 ist ein senkrechter Träger 3 eines Drehkranes 4 befestigt. Dieser Kran 4 ist mit einem Ausleger 6 versehen, an dessen Ende ein Abscheider 8 angeordnet ist. Eine Zuspeiseleitung 10 für die feuerfeste Auskleidungsmasse führt tangential in den Abscheider 3. Als Variante kann ein automatischer Filter direkt in den Abscheider 8 eingebaut werden.

Eine Abluftleitung 12, welche die für den pneumatischen Transport des Auskleidungsmaterials benötigte Luft wegführt, ist an einer nicht dargestellten Entstaubungsanlage mit Absaugung angeschlossen. Unter dem Abscheider 8 befindet sich ein Drehwerk 14 mit einer Führung des Schlauches und der Luftleitungen für die Stampfer. Ein Träger 17 dient der Aufhängung eines Rohres 21 sowie einer Stutζträgerführung. Der Ausgang des Abscheiders 8 ist über eine Schlauchleitung mit dem teleskopförmig ausgebildeten Rohr 21 verbunden. Gegenüber den diese Schüttstation festlegenden Mitteln befindet sich eine Stampfstation 23 mit zwei Steuerrollen

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25» 26, welche auf dem eingeschütteten Sand bzw. der Auskleidungsmasse abrollen, wobei zwei seitliche Führungsrollen 28 und 29 die Stampfstation 23 seitlich an der Pfannenwand 53 führen. In Bewegungsrichtung gesehen, sind hinter den Steuerrollen 25, 26 zwei Stampfer 31, 32 ersichtlich, welche an einem Gestell 34 mit Zugleitung^e?ür deren Betätigung, insbesondere pneumatische Betätigung, befestigt sind. Die Drehrichtung kann auch in umgekehrter Reihenfolge stattfinden. Ein Stampfer-Stützträger 36 ist an einer Spreizstation 38 über eine Stutζtragerführung 40 verschiebbar gelagert. Die Spreizstation 38 weist einen Gehäuseblock 42 auf sowie ein an diesem befestigtes Gegengewicht 44. Am Gehäuseblock 42 befindet sich eine teleskopartig ausgebildete Stange 46. Eine Pfanne 53 weist einen Ringraum 52 auf, der - wie aus Fig. 1 ersichtlich - eben im Begriff steht, mittels Sand ausgekleidet zu werden. Die Sandoberfläche, welche die Stampffläche 54 darstellt, dient der Höheneinstellung der Stampfer 31, 32 mittels der Rollen 25 und 26.

Das Verfahren zum automatischen Auskleiden von Giesspfannen mit Hilfe der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung geht folgendermassen vor sich:

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Das als Auskleidungsmaterial vorgesehene Gut, insbesondere Sand, wird pneumatisch einem Bunker entnommen und durch die Zuspeiseleitung 10 in den Abscheider 8 eingeführt. Hier wird das Auskleidungsmaterial von der Transportluft in bekannter Art getrennt und die Transportluft, beladen mit feinsten Teilchen, welche im Abscheider 8 nicht ausgeschieden werden, über eine Entstaubungsanlage als Reingas ins Freie geblasen. Das ausgeschiedene Material gelangt an den untern Ausgang des Abscheiders 8 und von dort über die Schlauchleitung 19 in das Teleskoprohr 21, das entsprechend der Höhe des Pfannenrandes oder zum Wegdrehen der Anlage in seiner Länge verstellt wird. Durch dieses Rohr 21 gelangt mit kleiner Geschwindigkeit von höchstens einigen Metern pro Sek. das Auskleidungsmaterial im freien Fall auf den Boden des Ringraumes 52, wo es, ohne umhergeschleudert zu werden, liegen bleibt. Während dieses Auffüllvorganges dreht sich, angetrieben durch einen Motor (nicht dargestellt) das Drehwerk 14, das Teleskoprohr 21 mit dem Schlauch 19 und bestreicht gleichmassig den Rinraum 52. Gleichzeitig mit dem Einschütten des Auskleidungsmaterials und dem Drehen der Schüttstation wird auch die Stampfstation 23 mitgedreht, da die beiden Stationen über die Spreizstation 38 miteinander radial verschiebbar verbunden sind. Die beiden Steuerrollen 25, 26 befinden sich in

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der Bewegungsrichtung gesehen vorn. Sie tasten damit die Höhe der aufgeschütteten Schicht des Auskleidungsmaterials ab, wobei vor den beiden Steuerrollen 25 und 26, wie in Fig. ersichtlich, ein Rechen vorgesehen ist, um ggf. entstandene Unebenheiten im gestreuten Material auszugleichen.

Aufgrund der Höhenlage der beiden Steuerrollen 25 und 26 erfolgt die Höhensteuerung der Stampfer 31, 32 über ein Parallelogrammgestange oder eine Wippe durch elastische Aufhängung, um Vibration zu absorbieren, auf eine hier nicht näher erläuterte Art. Die beiden seitlichen Führungsrollen 28, 29 führen den in gewissen Grenzen frei beweglichen untern Teil der Stampfstation 23 an der Aussenwand des Ringraumes 52 der Pfanne 53. Mit steigender Höhe der Auskleidungsmaterialschicht wird der Stampferstützträger mit dem untern Teil der Stampfstation 23 angehoben, wobei der Stampferstützträger 36, gelagert in der Stützträgerführung 40, nach oben verschoben wird. Auf diese Weise ist es möglich, hinter der Schüttstation, welche das Auskleidungsmaterial gleichmassig in den Ringraum 52 bringt, das Material durch z.B. pneumatische Stampfer 31, 32 zu verdichten und damit ohne manuellen Eingriff die Pfanne 53 schnell bei staubfreiem

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Betrieb automatisch auszukleiden. Wenn die Auskleidung erstellt ist, werden das Teleskoprohr 21 sowie der Stampfer-Stützträger 36 soweit angehoben, dass der Drehkran 4 ausschwenken kann und die Pfanne 53 zum Abtransport frei bzw. zugänglich für weitere Arbeiten wird.

Die Spreizstation 38 erlaubt ein Verschieben, d.h. ein Auseinanderdrücken oder Zusammenfahren der Schüttstation und der Stampfstation entsprechend dem Durchmesser der Pfanne 53 einzustellen, derart, dass die Drehachse des Drehwerkes 14 immer in der Pfannenachse verläuft. Dieses Einstellen erfolgt manuell. Es kann aber z.B. pneumatisch oder hydraulisch mittels eines Zylinders und einer Kolbenstange erfolgen.

Versuche mit einer derartigen Vorrichtung zum automatischen Auskleiden von Giesspfannen haben ergeben, dass mühelos und unter staubfreien Bedingungen einige m /h Auskleidungsmaterial, insbesondere Sand zwecks Auskleidung von Ringräumen von Pfannen gefördert und gestampft werden können. Die Einführung des Auskleidungsmaterials kann auch rein mechanisch, z.B. mittels einer Vibrationsrinne erfolgen. Es ist ferner möglich,

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die Zahl der Stampfer einer Stampfstation zu vergrössern.

Es ist natürlich auch möglich, Giessformen auf diese Weise zu schütten und zu stampfen.

Die in Fig. 3 dargestellte Stampfanlage entspricht in ihrem Aufbau grundsätzlich derjenigen gemäss Fig. 1.

Gleiche Teile sind in diesen beiden Anlagen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. So zeigt die Vorrichtung nach der Fig. 3 ein Teleskoprohr 21, durch welches das zur Auskleidung bestimmte Material in den auszukleidenden Raum, der als Ringraum 52 bezeichnet ist, hineinfällt. Es sind ferner die Steuerrollen 25 sowie die seitlichen Führungsrollen 28 dargestellt. Umkleidet wird eine Schablone 50. In Fig. 3 ist ferner die Stampffläche 54 dargestellt.

Die Stampfvorrichtung weist ein Querträgerjoch 60 mit Rollschemeln 62 am Querjochträger 60 auf, die für eine reibungsarme Bewegung des Querjochträgers 60 mit der eigentlichen Stampfeinrichtung auf zwei Führungsstangen oder Säulen 61 sorgt. Die Stampfvorrichtung ist

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symmetrisch ausgebildet,so dass die resultierende aller Kräfte praktisch durch die Drehachse der Pfanne 53 verläuft.

Die dargestellte Vorrichtung weist, in der Mitte der Pfanne 53 ersichtlich, einen Hubzylinder 64 mit einem Kolben 65 und einer mit der Anlage fest verbundenen Kolbenstange 66 auf. Es ist ferner eine Druckmediumversorg erleitung 67 dargestellt, über die das Druckmedium über dem Kolben eingeführt wird. Da der Kolben 65 fest angeordnet ist, hebt sich bei einer Druckmediumzufuhr der Hubzylinder 64 mitsamt dem Querjochträger 60 sowie der Führungs- und Stampfeinrichtung. Entsprechend der Beaufschlagung und dem im Zylinder 64 über dem Kolben 65 enthaltenen Druck entsteht eine dem Gewicht der Vorrichtung entgegenwirkende Hubkraft, welche erlaubt, das Gewicht zu kompensieren und damit den Druck der Steuerrollen auf die zu stampfende Unterlage anzupassen. Auf diese Weise ist es möglich, den Stampfvorgang optimal zu gestalten und dem eingebrachten Material sowie den Grössenverhältnissen und dgl. anzupassen.

Fig. 4 zeigt die Stampfvorrichtung in ausgefahrener,

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d.h. angehobener Lage. Dieses Ausfahren erfolgt ebenfalls mit Hilfe des Hubzylinders 64 und des Kolbens 65.

Da die Auskleidung der Pfanne im unteren Viertel konisch verdickt wird, müssen mindestens zwei Stampfer in dieser Zone beigestellt werden, um den zulässigen Maxir.ialabstand des Stampfers von der Schablone 50 nicht zu überschreiten, welcher noch eine einwandfreie Verdichtung zulässt.

Das Bei- und Rückstellen der Stampfer muss bei einer bestimmten Höhe erfolgen. Die Steuerung der beiden Verstellzylinder 73 erfolgt nur über zwei verschiedene Auflaufkurven an den Pührungsstangen 61.

Wie insbesondere aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, sind die Steuerrollen 25 in Radgabeln 70 gefasst. An den Stampferstützträgern 36 ist je ein Steuerblock 72, ein Verstellzylinder 73 sowie eine Kolbenstange Ik angeordnet. An einem Schwenkarm 76 ist im Bereich von dessen freien Ende ein Träger befestigt. Der Schwenkarm ist in einer Schwenklagerung 75 gelagert. Wie ferner dargestellt,

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ist ein Hebel 77 mit der Kolbenstange 74 verbunden, so dass bei der Beaufschlagung des Verstellzylinders 73 der Kolben (nicht dargestellt) die Kolbenstange. 7²J ausschiebt und damit der Hebel 77 mit dem Schwenkarm 7G um den Schwenkzapfen der Schwenklagerung 75 ausgelenkt wird, Ari Hebel 77 sind die Stampfer 31 bzw. 32 befestigt, so dass diese ein Auslenken des Hobels 77 ebenfalls in der untersten Stufe in die Lage gem"ss Fig. 5 erlauben. In dieser Lage ist es möglich, auch den sich konisch nach unten erweiternden Ringraum 52 bis nahe zur CehablGnenwand zu stampfen.Während des Stampfens steigt die Stampffläche 5¹J₉ wobei die Stampfer 31 und 32 senkrecht angehoben werden. Um ein entsprechendes Kollidieren mit der konischen Seitenwand der Schablone 50 zu verhüten, werden bei Erreichen einer höheren Stampffläche 84 die Kolbenstange 74 durch entsprechende Steuerung des Verstellz linders 73 so eingezogen, dass die Stampfer 31 und eine Schwenkbewegung von der Wand der Schablone 50 weg ausführen. Sobald die konische Aussenflache der Schablone 50 in ihren fast zylindrischen Teil übergeht, wird die Kolbenstange 74 der restlichen Stampfeinrichtung in ihre

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iiull-Lage eingezogen, so dass sich die Stampfer 31 und 32 senkrecht nach oben ungefähr parallel zur, vorteilhafterweis·, leicht konisch ausgebildeten Schablone-Aussenwand^ bewegen«

Auf diese Vfeise ist es mciglich, unter Beachtung, dass ein Stanpfen des Materials stets bis in den unmittelbaren Bereich der Aussenwand der Schablone erfolgen muss, bei stark konischen, bzw. nicht zylindrischen Schablonenaussenflächen die Stampfer der Form stufenweise anzupassen. Danit entsteht ein optimales Stampfen der einzubringenden Masse.

Das Absenken der Stanpfvorrichtung erfolgt unter deren Eigengewicht, wobei das aus dem Zylinder 64 ausgestossene Druckmedium gedrosselt werden kann, um die Sinkgeschwindigkeit zu steuern.

Die Aufwärtsbewegung wird mit der einfallenden Sandmenge und dem Grade der Entlastung durch eine entsprechende Druckmittelzufuhrmenge pro Zeiteinheit abgestimmt.

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So wird z.B. über ein Druckreduzierventil der Druck i;n Zylinder 64 so eingestellt, dass der Auflagedruck der Rolle 25 auf dem Sand auf einen minimalen Wert reduziert werden kann.

Durch Anheben der Stampfvorrichtung in die obere Endstellung kann die ganze Einrichtung weggeschwenkt und die fertig ausgekleidete Pfanne ausgefahren werden.

Die erläuterte spezielle gleitende Stampfer-Aufhängung bewirkt, dass sich der Stampfer allen Unebenheiten selbständig anpassen kann, was eine äusserst gleichmässige Verdichtung und damit eine optimale Lebensdauer der Auskleidung gewährleistet. Ein eingebautes druckabhängiges Entlasfcungssystem bewirkt, dass die Vorrichtung entsprechend der verdichteten Höhe selbsttätig, kontinuierlich nach oben abgehoben wird.

Durch diese einfachen Konstruktionselemente kann die Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen wesentlich einfacher, sicherer und dementsprechend

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preisgünstiger gebaut werden.

Die Lebensdauer derartiger Gefässe ist abhängig von der Ι-'estigkeit und Dichte des eingestampften Materials.. Mit Hilfe der beschriebenen Konstruktion wird es möglich, alle praktisch auftretenden Formen gleichmässig, automatisch in einem Arbeitsgang herzustellen, also insbesondere auch Giesspfannen, welche Innenflächen aufweisen, die Xe-ielstumpfmäntel von Kegeln unterschiedlicher Oeffnungs winkeln darstellen.

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Claims

-Ai ' Patentansprüche

1. Vorrichtung zum automatischen Auskleiden von Behältnissen, insbesondere Giesspfannen runden oder ovalen Querschnittes, zylindrischer oder kegeliger Kohlkörperform, mit einer Schuttstation, einer mit dieser verbundenen heb- und senkbaren, pneumatischen Starpfstation und einem Drehantrieb, wobei die Stampfstation mit mehreren Pressluftstampfen ausgerüstet ist, von welchen eine Anzahl radial verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, da3S im unmittelbaren Bereich des Starnpffu33ses einedie Stampfeinheiten ausschwenkbare Schwenkeinrichtung angeordnet ist.

2. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass man die Stampfstation mit den Stampfern währenddes Stampfens mindestens teilweise entlastet.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine pneunatische Förderanlage mit Abscheider für das zu stampfende Material und durch mindestens eine an Abscheider angeordnete in den auszustampfenden Ringraum tauchende Preifalleitung.

4„ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Drehrichtung nach dem Zuführort des Stai^pfmaterials ein Rechen angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hydraulische oder pneumatische Hebeeinrichtung zur Entlastung der Stampfeinrichtung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung mindestens ein Zylinder/Kolbenaggregat umfasst, wobei vorzugsweise der Kolben stabil und der Zylinder verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch eine Hebeeinrichtung, die mit Steuermitteln, z.B. einem Druckreduzierventil, versehen ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung Doppelhub-Zylinder/Kolbenaggregate aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stampfeinheiten in mehrere, fixierbare Ausschwenklagen schwenkbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrwegventile, insbesondere Pneuraat kventile, vorgesehen sind.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzubringende Stampfmasse in einem Abscheider über eine Entstaubung mit Absaugeventilator staubfrei in de:. Ringraum der Pfanne eingebracht wird, und dass der durch das Stanpfen entstehende Reststaub im Ringraum durch die Einfülleitung oder ein separates Saugrohr abgesaugt wird.

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