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Gießereiformmaschine
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießereiformmaschine zur Herstellung
von Formballen im sogenannten "kastenlosen" Formverfahren, bei dem die Formballen
eine so große Eigenfestigkeit erhalten, daß sie ohne Formkästen in die Gießrei befördert
und dort zum Gießen bereitgestellt werden können.
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Die Erfindung geht aus von einer bekannten Maschine mit einem Modellträger,
auf dessen beiden Seiten je eine Hälfte des Modells itteis Modelltragplatten montiert
ist und zwei zu beiden Seiten des Modellplattenträgers quer zu dessen Ebene verschieblich
gelagerten Formkästen, von denen jeder mit einem Füllschacht für den Formsand verbunden
ist, der nach Uberstülpen der Formästen ueber die Modellhälften gleichzeitig von
beiden Seiten in die Formkasten eingebracht und verdichtet wird.
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Die Hauptarbeitsgänge bei der Herstellung solcher Formballen sind:
1. Fellen der Formkästen mit Formsand, 2. Verdichten des Formsandes durch Druckeinwirkung
und/oder Vibration, Z. Kontrolle der Formgebung und Einlegen des Kernes bzw.
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der Kerne, 4. "Zulegen", d.h. Ausschieben oder Strippen der Formhälften
aus den Formkästen und paßgerechtes Aufeinanderlegen beider Hälften und 5. Abschieben
des fertigen Ballens auf die Fördereinrichtung zur Gießerei.
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Bei der zuvor beschriebenen Formmaschine werden die Arbeitsgänge 1),
2), 4), und 5) an ein und derselben Station durchgeführt.
Lediglich
für den Arbeitsgang f) wird der untere, auf eie duppelarmigen, drehbar gelagerten
Formkastenträger angeordnete Formkasten um 1800 geschwenkt, wobei eine in einem
dritten Formkasten bereitgehaltene Formhälfte mit eingelegtem ern bzw. Kernen in
die Arbeitsstation gelangt. Die Arbeitsgange 4) und 5) können nun unverzüglich festgesetzt
werden. Bezeichnen tkl, tA, th4 tA5 die Einzelzeiten für die Arbeitsgange 1) - ?)
- 4) und 5) und tA die Zeit für das Schwenken des unteren Formkastenträgers um 180°,
dann ist Gesamtzeit für die herstellung eines Ballens
Die Durchführung der Arbeitsgänge 1) - 2) - 4) und 5) in einer Station hat zur Voraussetzung,
daß der Modellplattenträger vor dem Zulegen aus der Station herausgefahren und vor
dem Füllen wieder hereingefahren werden muß. Diese Zeiten gehen zu Lasten der Arbeitsgänge
4) und 1).
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Andererseits ist eine Gießereiformmaschine bekannt (Zeitschrift "Gießerei",
197G, Nr. 22, Seite 614), bei der die Arbeitsgänge "Füllen und Verdichten', Kerneinlegen",
"Zulegen und Ausstoßen" auf drei örtlich verschiedene Stationen verteilt sind. Dieses
Aggregat besteht praktisch aus zwei in ihrem konstruktiven Aufbau identischen Maschinen,
deren eine jeweils die untere Hälfte und die andere jeweils die obere Hälfte des
Formballens formt. Jede Maschine trägt - um je 900 versetzt - vier Formkästen in
U-förmigen Gabeln, die je an einer Führungssäule höhenverschieblicli gehalten sind.
Diese vier Säulen sind oben und unten in einem Drehkreuz befestigt, das an einer
zentralen, vertikalen Tragsäule drehbar gelagert ist. Beide Maschinen sind horizontal
und vertikal in solchen Abständen versetzt, daß die synchron, aber in entgegengesetzter
Richtung umlaufenden kooperierenden Formkästen in der Ausstoßstation fluchtend übereinanderliegen,
so
daß die beiden Ballenhälften exakt zugelegt werden können. Beide Maschinen arbeiten
ferner mit getrennter Sandzufuhr von oben. Dies hat zur Folge, daß die unteren Formkästen
in einer besonderen iJendestation um 1800 gedreht werden messen, u;n die Kerne einlegen
zu können und sie in die für das Zulegen erforderliche Stellung zu bringen. Falls
auch in den oberen Formkasten kerne eingelegt werden müssen, ist hierfiir eine zweite
Bedienungsperson erforderlich. Die Verteilung einzelner Arbeitsgänge auf örtlich
verschiedene Stationen, ergibt zwar eine Verrninderung der Herstellungszeit für
einen Hallen, die jedoch in keinem Verhältnis steht zu dem beträchtlichen kostenmäßigen
und konstruktiven Mehraufwand für eine komplette zweite Formmaschine mit zusätzlichen
Einrichtungen für den Syncnronlauf und für die endestationen.
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Die vorliegende Erfindung geht aus von der eingangs beschriebenen
Formmaschine, die gegenüber der zuvor beschriebenen zweifellos den Vorteil hat,
daß sie die Arbeitsgänge "Füllen" und "Verdicnten" sowohl des unteren als auch des
oberen Formkastens gleichzeitig in einem Arbeitsgang ausführt, und zwar ohne Anwendung
von Vibration. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellungszeit je
Formballen ohne Koppelung mit einer zweiten Maschine zu reduzieren, und sie für
einen schnellen wechsel von beliebig vielen Modellen einzurichten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu beiden Seiten
des Modellplattenträgers je ein mit mindestens zwei Forinkästen bestückter Formkastenträger
angeordnet ist, die beide in präziser Fluchtung der kooperierenden Formkästen synchron
um eine gemeinsame Achse im gleichen Drehsinn drehbar gelagert und in durch die
Aufteilung der Arbeitsgänge in Fertigungsstationen vorgegebenen Winkelpositionen
arretierbar sind. Im einfachsten Falle besteht also eine Gießereiformmaschine nach
der Erfindung aus einer zentralen Tragsäule, die - als Hohlkörper ausgebildet -
zugleich als Verbindungsschacht zwischen dem oberen
und dem unteren
Füllschacht dienen kann, zwei synchron umlaufenden doppelarmigen Trägern, an deren
Enden die kooperierenden Formkästen mit den zugehörigen Fiihrunen für das Absenken
und Heben untergebracht sind sowie den Einrichtungen zui Füllen und Verdichten auf
der einen Seite und zum Zulegen und Ausstoßen auf der anderen Seite.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Formmaschine liegen offensichtlich
darin, daß die Herstellungszeiten je Formballen wesentlich verringert werden one
eine komplette zweite Formmaschine mit sychronem Lauf parallel anzuordnen. Gegenüber
der zuvor beschriebenen Maschine bedeutet das eine beträchtliche Verringerung des
Bauaufwandes und -volumens und damit eine entsprechende Kostenersparnis.
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sie Herstellungszeit für einen Ballen wird bei einer Formmascnine
nach der Erfindung ii wesentlichen durch die Zeit des am längsten dauernden Arbeitsganges
bestimmt. In der Regel ist dies die Zeit für das Einlegen der Kerne. Bei den bekannten
Maschinen kann sets nur in einer station das Einlegen vor nommen werden, so daß
die hierfür benötigte Zeit die EIerstellungszeit für den ganzen Ballen bestimmt.
Um diesen Mangel zu beseitigen, sind nacn eine weiteren Vorschlag gemäß vorliegender
Erfindung zwischen den Stationen "Füllen und Verdichten" einerseits und "Zulegen"
andererseits mehrere Ferneinlegestationen vorgesehen. riie weiter unten näher erläutert,
können nierbei mehrere Personen gleichzeitig die Kerne einlegen, so daß die absolute
Einlegezeit beträchtlich reduziert wird.
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Für die Auslastung einer solchen Formmaschine ist es ferner von Bedeutung,
daß beim Modellwechsel Seine großen Stillstandszeiten anfallen. Bei der bekannten
iiaschine ist an der Füllstation für den oberen und für den unteren Formkasten je
ein um 180° schwenkbarer zweiarmiger Träger vorgesehen, in dessen äußere Arme beim
Modellwechsel die gewünschten, auf Platten befestigten Modellhälften eingesetzt
und in die Maschine eingeschwende
werden. Dabei fallen ziemliche
Stillstandszeiten a@ und es besteht ferner die Gefahr, daß Modellhälften verwechseit
werden.
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Diesen Mangel behebt die vorliegende Erfindung nach einem weiterer
Vorschlag dadurch, daß an der Füllstation ein Paternoster die einer Zich- und Einschiebevorrichtung
vorgesehen ist, in dessen Fächern die Modellhälften paarweise bereitgehalten werden.
In des Fächern des Paternosters kann das Fertigungsprogramm für ein oder mehrere
Tage bereitgehalten werden.
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Am Ende einer Serie zieht die Zieh- und Schiebevorrichtung die Modellhälften
aus der Maschine heraus in das leere Fach, legt es hier ab und nach dem Absenken
des Paternosters bis zum höchsten Modell schiebt die Vorrichtung das neue Modellhälftenpaar
in die Maschine hinein. Hierbei fallen nur sehr geringe Stillstandszeiten an.
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Im folgenden wird die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Ausgeschalungen
in einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 die Draufsicht auf den unteren Drehtisch im Schnitt nach Liniel+1 der Fig.
2, Fig. 2 einen Vertikalschnitt längs Linie II + II der Fig. 1, Fig. 3 einen Vertikalschnitt
längs Linie III + III der Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt durch den abgesetzten Formballen
längs Linie IV + IV der Fig. 3 und Fig. 5 die Draufsicht auf einen Drehtisch mit
drei Kerneinlegestellen.
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In den Figuren 1 bis 4 bezeichnet 1 eine vertikale hohle als Formkastenträger
Tragsäule, a del die obere und die untere Drehscheibe 2, 3 mittels Wälzlagern 4,
5 drehbar gelagert sind. Die oberen und unteren vier Formkästen 6, 7, 8, 9 bzw.
G 6', , 7', 8', 9' sind in den Drehscheiben 2, 3 vertikal verschieblich in
Führungsrollen
oder -stangelì gelagert und mit den Zentrierpilzen 10, 11 In ihnen zentriert. 6/6',
7/7', 8/8', 9/9' bilden jeweils ein kooperierendes Formkastenpaar.
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Die e hier gezeigte Maschine iiat vier Arbeitsstationen und zwar:
A: Fiill- und Verdichtungsstation B: Kerneinlegestation C: Zulegestation D: Abschiebestation.
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In der Station h ist der Modellplattenträger 1? etwa in halber Höhe
zwischen der oberen und der unteren Drehscheibe 2, 7 an der Tragsäule 1 fest montiert.
Er dient zugleich zum Heben bzw.
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Senken der Modellhälften und zur Verdichtung des Formsandes und ist
für diesen Zweck mit einer ilydraulischen Vorrichtung ausgestattet. Auf der Ober-
und Unterseite des Modellplattenträgers 12 ist je eine Hälfte 13, 13' des Modells
mittels Modellplatten 14, 14' in schwalbenschwanzförmigen, horizontalen Führungen
gehalten. Im Innern des Modellplattenträgers befindet sich der starr befestigte
Ifydraulikzylinder 15 mit zwei als Stufenkolben ausgebildeten Stellkolben 16, 1G'
und einer Rückstellfeder 17. Statt dieser kann aber auch die Rückführung der Kolben
IG, 16' mit Druckflüssigkeit erfolgen, indem die Flansche der Stufenkolben 16, 1G'auf
der rückseitigen Ringfläche beaufschlagt werden.
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Zum Einfüllen des Formsandes sind über dem oberen Drehtisch 2 der
obere Einfüllschacht 18 und unter dem unteren Drehtisch 3 der untere Ei nfüllschacht
18' angeordnet. Beide sind durch den von der hoheln vertikalen Tragsäule 1 gebildeten
Verbindungsschacht 19 miteinander verbunden.
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Zu Beginn des Füllvorganges werden die Modellplatten 14, 14' in die
Formkästen G, G' mit hilfe der Stellkolben 1G, 16' soweit eingefahren, daß die Platten
14, 14' die Formkästen 6, 6' abschließen. Das obere Modellplattenträgerteil wird
dabei soweit nach oben gefahren, bis die Federfinger 20 am oberen Formkasten 6
zur
Anlage kommen und diesen gegen den oberen Schießrost 91 drücken. Die federnde Ausbildungr
dieser finger sorgt für gleichmäßige Kraftverteilung und möglichst dichten Abschluß
zwischen Formkasten 6 und Schießrost 21. Der untere Formkasten 6' liegt von Anfang
an auf dem unteren Schießrost 21' unter Zwischenschaltung einer flexiblen Dichtung
auf. Durch ii oberen und im unteren Füllschacht 18, 18' angeordnete Düsensysteme
(nicht dargestellt) wird nun Druckluft schußartig eingeblasen, welche den Formsand
iu die Formkästen befördert. Die Schießroste 2 21 sorgen dabei für möglichst gleichmäßige
Verteilung. Sobald die Formkästen gefüllt sind, wird in den IIydraulikzylinder 15
ein höherer ruck eingegeben, der etwa eine Preßkraft von C)O bis 80 Tonnen (ca.
8 bis o kN) bewirkt. Dabei wird der Formsand so starr verdichtet, daß die Formhälften
ausschließlich durch Reibung in den Formkästen gehalten werden und mühelos zu den
weiteren Arbeitstationen gefahren werden könnes. Anschließend werden die Modellhälften
13, 13' bzw.
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die Modellplattes 14, 14' wieder in ihre Ausgangspositionen zurückgefahren
und die Drehscheiben 2, 3 werden um 90° gedreht und In dieser Winkelposition arretiert.
Für diesen Zweck ist am Umfang einer jeden Drehscheibe je ein Zahnkranz 22, 22'
angebracht, in welchen die an der iiohlwelle 23 befestigten Ritzel 24. 24' eingreifen.
Die Hohlwelle 23 ist an einem der die Druckkräfte mit abfangenden Zuganker 25 geführt
und gelagert und Meß@@@her @@@der@@ch @@@@ @@@@@ @@@@ @@@@@ @@@ gestelltem Motor
angetrieben.
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In der Kerneinlagestationen B werden die in den Formkästen 7, 7' versenkt
liegenden Formhälften während der Kontrollbesichtigung und des Einlegens der Kerne
vorgestrippt, d.h. sie werden aus den Formkästen 7,7' soweit herausgeschoben, bis
die Zulegeflächen der Formhälften mit der Unterkante des oberen Formkastens 7 bzw.
der Oberkante des unteren Formkastens 7' bündig sind. In dieser Lage sind beide
Formhälften für das Kerneinlegen gut überschaubar. Durch das Vorstrippen wird gleichzeitig
Zeit für das spätere Zulegen beider Formhälften gewonnen.
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Die Einrichtung für das Vorstrippen besteht aus des an der Tragsäule
1 befestigtes Träger 27, an des der Steppel 25 mit des Kolben 29 starr angebracht
ist. Dieser ab in dem Pneumatikzylinder 30 geführt, der mit einer Pressplatte 31
versehen ist.
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Die gleiche Anordnung befindet sich auc@@@ @@ater dem unteres Drehtisch
5, wobei der untere Steppel 25' auf den Fundamentsrarlmer 32 starr hohes £2. ist
Die Einrichtung zum Zulegen der Formballenhälftes in der Station 6 (Fig. 3) besteht
aus des pneumatisch arbeitenden Hub- bzw.
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Senkzylinders 33, 33', an denen die Strippzylinder 34, 34' sowie die
Pressplatten 35, 35' angebracht sind. Im oberen Hub-bzw. Senkzylinder 33 ist der
obere Hub- und Senkkolben 36 geführt, der seinerseits starr an dem Tragarm 37 der
Tragsäule 1 befestigt ist, wogegen der im unteren Zylinder 33' geführte Hub- und
Senkkolben 36' auf dem Fundament ruht.
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In den Arbeitsstationen A und B lag der obere Formkasten auf den Zentrierpilzen
11 der um vertikale Achsen schwenkbaren Traghaken 38 auf. Der untere Formkasten
war mittels Sperrklinken 39 in seiner Lage fixiert. Beim Einfahren in die Arbeitstation
C greifen die Haken 40, 40' an den Strippkolbenstangen 41, 41' hinter die an den
Formkästen angebrachten Haken 42, 42', wobei durch Auflaufen auf eine kurze Schrägfläche
die Haken 33 entlastet und bei der Weiterdrehung der Drehscheibe 2 ausklinken (siehe
Fig. 3). Der obere Formkasten wird nun ausschließlich von der ii oberen Raum des
Zylinders 33 enthaltene Druckluft getragen. Ferner sind auch die oberen unct unteren
Strippzylinder 34, 34' durch kolbenseitige Beaufschlagung mit Druckluft stabilisiert.
Es wird nun Druckluft in die beiden Hub- und Senkzylinder 33, 33' und zwar in beiden
in die kolbenseitigen Zylinderräume gegeben. Ebenso wurden die unteren Klinken 39
während der drehung ausgeklinkt. Der untere Hubzylinder 36' bewegt sich nun nach
oben, so daß die haken 40' den Formkasten 8' nach oben mitnehmen bis er die in Fig.
3 gezeigte Zwischenstellung erreicht hat.
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Gleichzeitig fährt der obere Hubzylinder 33 mit dem angehängten Formkasten
8 in die dargestellte Endposition, in der beide Formkästen 8, 8' aufeinanderliegen.
Jetzt werden die Ballenhälften in an sich bekannter weise zugelegt und die Formkästen
in ihre Ausgangslagen zurückgeführt. Sobald der untere Formkasten 8' wieder in der
unteren Drehscheibe 3 eingelassen ist, klappen die schwenkbar gelagerten Tragleisten
45 in die horizontale Lage (Fig. 4), so daß der zugelegte Ballen beim Absenken des
unteren daß- und Senkzylinder 33' auf des Tragleisten 45 abgesetzt wird.
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Nach einer weiteren Drehung um 90° gelangt der zugelegte Ballen ilJ
die Abschiebestation D, ifu der sicil die Abschiebevorrichtung 40 befindet, die
mit den Laufrollen 47 an den Schienen 48 horizontal verfahrbar aufgehängt ist. Sobald
die Drehscheiben @, @ in der neuen Winkelposition arretiert sind, tritt ein nicht
dargestellten Schubaggregat (Schubzylinder, Motor oder dgl.) in Aktion und schiebt
den fertigen Ballen auf die Transportvorrichtung 49, z.B. auf ein Plattenförderband.
Nach einer weiteren 90° brennung kommt dieses Formkastenpaar wieder in die Füll-
und Verdichtungsstation A.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen auch die als Paternoster 50 ausgebildete
Modellwechseleinrichtung. Diese besteht aus vier exakt geführten und synchron umlaufenden
Laufketten 51, an denen die zeitlichen Kammerwände 52 befestigt sind, in denen nahe
ihrer oberen und unteren Ränder schwalbenschwanzförmige Aufnahmenuten @@ eingearbeitet
sind, die den gleichen Querschnitt haben wie die Aufnahmenuten des Modellplattenträgers
12. In den Nuten 53 und die verschiedenes Modelle mittels ihrer Modelltragplatten
gehalten und für den Modellwechsel bereitgestellt. Dies geschieht Hilfe eines nicht
dargestellten Schubmotors, dessen Kolbenstange 54 ab äußeren Ende einen Querbügel
55 aufweist, der bei ausgefahrener Kolbenstange 54 mit einer Kurzen Drehung um seine
Langsachse hinter die an den Modellplatten 14, 14' angebrachten @asen 5, 5' greift
und sie in das leere Fach 57 zieht, wobei
sie in die dortigen Nuten
53, 53' eingeschoben werden. Jetzt wird das nächste Modell durch liegen oder Senken
des Paternosters in die Einschiebestellung gebracht, und die ausfahrende Kolbenstange
54 schiebt das neue Modellplattenpaar in den Modellplattenträger 12.
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Die Fig. U zeigt eine Formmaschine mit drei Einlegestationen B 1,
B 2 und B 3 in den Drehscheiben 62 und 63 (letztere nicht dragestellt). Die Kerne
64 werden auf Förderbändern 65 und 66 angeliefert und von den Bedienungspersonen
X, ', Z in die Formkästen eingesetzt. In diese Beispiel legen die Personen nacheinander
nur einen Teilkern in einen Formkasten ein. Bei komplizierteren Formen, bei denen
das Kerneinlegen etwa drei Arbeitstakte andauern könnte, gehen die Bedienungspersonen
mit der Drehscheibe bis zur Station 13 3 mit und wechseln dann wieder nach B 1 über.
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Im zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel wurde das Einfüllen des Forinsandes
in die beiden Formkästen durch Einschießen mitteils Druckluft beschrieben. Es dürfte
aber ohne weiteres einleuchten, daß die Erfindung unabhängrig von der Art und der
Mittel zum Einfüllen des Formsandes ist, der beispielsweise auch mit Hilfe von Schleuderrädern
eingebracht werden kann.
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Ferner können die Schießroste 21 und 21 ' bei der Drehung der Drehscheiben
2, 3 mitgeführt werden, um in den Stationen B und C die Funktionen der Preßplatten
31, 31' bzw. 35, 35' zu übernehmen, wozu dann aber weitere lilinken und Sperrvorrichtungen
erforderlich sind, um sie für die jeweilige Funktion zu arretieren bzw. freizugeben.
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Schließlich muß die gemeinsame Drehachse der beiden Formkastenträger
bzw. Drehscheiben nicht unbedingt vertikal liegen; auch eine horizontale bzw. schräge
Lage ist denkbar.