DE2822333A1

DE2822333A1 - Drehbare ausruetteltrommel

Info

Publication number: DE2822333A1
Application number: DE19782822333
Authority: DE
Inventors: Charles Michael Geoff Wallwork
Original assignee: Wallwork & Co Ltd; Wallwork & Co Ltd Henry
Current assignee: Wallwork & Co Ltd; Wallwork & Co Ltd Henry
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1978-12-07
Also published as: US4231414A; FR2391797B3; IT1096335B; JPS6322910B2; GB1603082A; IT7823840A0; ES470240A1; NL7805770A; JPS53147622A; CA1096133A; FR2391797A1

Description

Drehbare Ausrütteltrommel

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehbare Ausrütteltrommel der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Solche Ausrutteltrommeln dienen zum Kühlen und Ausrütteln von Metall-Gußstücken und zur gleichzeitigen Behandlung des Sandes oder ähnlichen, feuerfesten Materials, im folgenden einfach als Sand bezeichnet, derjenigen Formen, in welchen die Gußstücke gegossen worden sind.

Insbesondere bei automatischen Gießereiformanlagen ist es bekannt, die Formen, welche noch die Gußstücke enthalten, einer sich drehenden Ausrütteltrommel zuzuführen, in welcher die Formen aufgebrochen werden und die Gußstücke aus ihnen entfernt werden. Die Ausrütteltrommel dreht sich üblicherweise um eine waagerechte oder geringfügig geneigte Achse und ist im allgemeinen auf wenigstens einem Teil ihrer Länge perforiert, damit der

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Sand auf ein Förderband hindurchfallen kann, womit er zur neuerlichen Verwendung rückgeführt wird.

Sowohl die Gußstücke als auch der Sand sind noch sehr heiß, wenn sie in die Ausrütteltrommel eintreten. Durch die innige Vermischung des Sandes mit den Gußstücken beim Herumwirbeln in der Ausrütteltrommel kühlt der Sand die Gußstücke ab. Gleichzeitig verdampft die von den Gußstücken herrührende Wärme jegliche Feuchtigkeit aus dem Sand heraus, was dadurch noch unterstützt werden kann, daß man einen Luftstrom durch die Ausrütteltrommel hindurch strömen läßt.

Die Gußstücke sollten die Ausrütteltrommel so kühl als möglich verlassen, um die weitere Handhabung zu erleichtern, und der Sand sollte gleichfalls kühl sein, jedoch darüberhinaus genau den richtigen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, um wieder verwendet werden zu können. Es ist bekannt, dem Sand Wasser zuzusetzen, so daß die Verdampfungswärme dieser Feuchtigkeit den Kühleffekt vergrößert. Jedoch ist es schwierig, die Wassermenge genau einzustellen, um sich ändernden Sand/Metall-Verhältnissen und anderen Parametern Rechnung zu tragen. Wird zu viel Wasser zugesetzt und die Feuchtigkeit zu groß, dann verklumpt der Sand und verstopft er die öffnungen im perforierten Teil der Ausrütteltrommel. Wird andererseits zu wenig Wasser zugegeben und die Feuchtigkeit zu gering, dann werden die Gußstücke nicht ausreichend gekühlt und fällt ein zu trockener Sand an, welcher eine zusätzliche Behandlung erfordert, bevor er wieder verwendet werden kann.

In der Praxis verändert sich bei allen Anlagen die Wärmezufuhr laufend. So ist beispielsweise beim Anlaufen

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die Ausrütteltrommel zunächst kalt. Auch kann die Zufuhrgeschwindigkeit heißer Formen variieren und die Formenzufuhr von Zeit zu Zeit unterbrochen werden, beispielsweise während des Modellwechsels. Ferner kann sich nicht nur das Sand/Metall-Verhältnis ändern, sondern auch die absolute Formgröße.

Es sind bereits verschiedene Vorschläge zur Einstellung des Wasserstromes gemacht worden, um diesen Wechseln Rechnung zu tragen. Beispielsweise ist vorgeschlagen worden, die Temperatur oder die Feuchtigkeit einer Probe desjenigen Sandes festzustellen, welcher die Ausrütteltrommel verläßt. Für diejenigen Fälle, bei denen der von den Formen herrührende Sand auf einem Förderband statt in einer Ausrütteltrommel gekühlt wird, hat man vorgeschlagen, die zugesetzte Wassermenge über einen Sensor zu steuern, welcher die Tiefe des Sandes auf dem Förderband feststellt. Ein weiterer Vorschlag besteht darin, die Menge an zugesetztem Wasser entsprechend der Temperatur der aus der Ausrütteltrommel austretenden Luft zu steuern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, selbsttätige Steuerung der Wasserzufuhr zum Sand in einer Ausrütteltrommel zu schaffen.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Im einfachsten Fall kann erfindungsgemäß jedesmal dann eine bestimmte Wassermenge abgegeben werden, wenn eine Form in die Ausrütteltrommel gelangt. Wenn also die Geschwindigkeit der Formherstellung und -zufuhr sich er-

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höht, wird der Zusatz von Wasser entsprechend gesteigert, und wenn die Formherstellung unterbrochen wird, so geschieht dies auch bei der Wasserzufuhr. Die Wasserabgabe kann erfindungsgemäß mit einer Geschwindigkeit oder Frequenz erfolgen, die ein einfacher Bruchteil oder ein einfaches Vielfaches derjenigen Geschwindigkeit oder Frequenz ist, mit welcher die Formen der Ausrütteltrommel zugeführt werden.

Letztere kann durch Abtasten der Formen selbst oder aber Überwachung der Bewegungen des Förderbandes festgestellt werden, mit welchem die Formen der Ausrütteltrommel zugeführt werden, und auf welchem die Formen bekanntlich dich aneinanderliegen. Stattdessen kann, auch der Betrieb derjenigen Maschine abgetastet bzw. überwacht werden, mit welcher die Formen hergestellt werden.

Einem weiteren Merkmal der Erfindung zu-folge ist die bei jeder Abgabe gelieferte Wassermenge selbst veränderlich, und zwar entsprechend einem oder mehrerer anderer Parameter, wie beispielsweise der Temperatur in der Ausrütteltrommel, der Formgröße und dem Metall/Sand-Verhältnis. Einige dieser Parameter können laufend und selbsttätig festgestellt bzw. überwacht werden, um die Wasserzufuhr selbsttätig zu steuern. Andere können vom Bedienungspersonal von Hand eingegeben werden.

Vorzugsweise dient als Wasserliefervorrichtung eine einfache, hin- und herlaufende Pumpe. Deren Ausstoß kann mittels Steuerventilen verändert werden, jedoch einfacher durch Veränderung des Hubes. Die Pumpe kann mit Vorteil durch eine pneumatische Kolben/Zylinder-Einheit betätigt werden.

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Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausrütteltrommel anhand der Zeichnung "beispielsweise "beschrieben. Darin zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 den senkrechten Längsschnitt durch die Ausrütteltrommel selbst und die zugehörige Einrichtung zur gesteuerten Wasserzufuhr in den Trommelinnenraum; und

ELg. 2 einen Querschnitt durch die Ausrütteltrommel üg. 1 .

Gemäß ELg. 1 ist die Ausrütteltrommel 1 mit horizontaler Achse angeordnet, welche jedoch auch geringfügig geneigt sein könnte. Ferner könnte die Neigung der Trommelachse einstellbar sein. Die Ausrütteltrommel 1 ist nach Fig. auf Tragrollen 2 drehbar gelagert. Ihr werden an dem in Pig. 1 linken Eingabeende gratlose, doppelseitige, feuerfeste Sandformen 3 zugeführt, welche dicht aneinanderliegend und mit sich senkrecht erstreckenden, gegenseitigen Anlageflächen auf einem Förderband 4 von einer automatischen Formmaschine, beispielsweise gemäß GB-PS 803 332, 1 456 579 oder 1 456 580, herangebracht werden. Der Vorschub der Sandformen 3 erfolgt intermittierend, indem jedesmal dann, wenn eine neu hergestellte Sandform 3 aa das der Ausrütteltrommel 1 abgewandte Ende der Reihe angesetzt wird, die gesamte Reihe von Sandformen 3 um eine Strecke weiterbewegt wird, welche der Dicke einer Sandform 3 entspricht. Das Metall wird an einer gleichbleibenden Stelle in die Gießhohlräume an der Trennebene zwischen jedem Paar einander benachbarter Sandformen 3 gegossen.

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Die die heißen Gußstücke enthaltenden, in die Ausrütteltromme 1 1 fallenden Sandformen 3 werden darin in KLg. 1 von links nach rechts bewegt und aufgebrochen. Die Gußstücke und der lose Sand werden gründlich durcheinandergewirbelt, so daß ein Wärmeaustausch zwischen Gußstücken und Sand stattfindet, welcher schließlich durch eine Perforation 5 an dem in Fig. 1 rechten Ausgabeende der Ausrütteltrommel 1 fällt, während die Gußstücke aus diesem Ausgabeende austreten und auf einem nicht dargestellten Förderband wegtransportiert werden.

Es ist eine nicht dargestellte Einrichtung vorgesehen, um einen Luftstrom vom Ausgabe ende zum Eingabeende durch die Ausrütteltromme 1 1 hindurch zustande kommen zu lassen, wie durch die Pfeile in ELg. 1 angedeutet.

Innerhalb der Ausrütteltrommel 1 sind zwei nicht tropfende Wassersprühdüsenfeider 6 und 8 angeordnet, welche jeweils an eine Speiseleitung 7 bzw. 9 angeschlossen sind und sich über das dem Ausgabeende der Ausrütteltrommel 1 benachbarte Drittel bzw. das anschließende, mittlere Drittel des zylindrischen Hauptabschnitts der Ausrütteltrommel 1 erstrecken. Die Speiseleitungen 7 und 9 sind über ein elektromagnetisches Drei Stellungsventil 10 und ein Rückschlagventil 11 an den Zylinder 12 einer Wasserlieferpumpe angeschlossen, welcher ein Wasserreservoir I3 zugeordnet ist.

Im Zylinder 12 ist ein Eolben 14 angeordnet, welcher durch eine Rückstellfeder 15 in Pig. 1 nach links belastet ist und dadurch nach rechts bewegt wird, um Wasser zu den Wassersprühdüsenf eidern 6 und 8 hinzufördern, daß Druckluft in das in Pig. 1 linke Ende des Zylinders 12 strömen gelassen wird. Dies wird durch ein elektro-

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magnetisches Zweistellungsventil 16 gesteuert, welches das "besagte Ende des Zylinders 12 in der einen Stellung mit Druckluft beaufschlagt und in der anderen Stellung entlüftet.

Der Kolben 14 weist eine Kolbenstange 1? auf, welche durch eine Dichtung im in Pig. 1 rechten Ende des Zylinders 12 nach außen ragt und den Anker eines elektromagnetischen Sensors 18 zur Feststellung der jeweiligen Position des Kolbens 14 im Zylinder 12 bildet. Der Sensor 18 weist primäre und sekundäre Magnetspulen auf, welche die Bahn der Kolbenstange 17 umschließen und je nach der jeweiligen Position der Kolbenstange 17 in größerem oder geringerem Ausmaß zusammengekoppelt sind.

Die Bewegung des Förderbandes 4 wird dort, wo es über eine Trommel 19 läuft, durch einen gegebenenfalls elektromagnetischen Sensor 20 festgestellt. Diejenige Strekke, um welche sich das Förderband 4 bei jedem Schritt bewegt, und somit derjenige Winkel, um welchen sich die Trommel 19 dabei dreht, hängen von der Dicke der Sandformen 3 ab. Da deren Breite und Höhe konstant sind, stellt die besagte Strecke ein Maß für diejenige Sandmenge dar, welche der Ausrütt el trommel 1 bei jedem Schritt zugeführt wird.

Ein temperaturempfindlicher Sensor 21 stellt die mittlere Temperatur des Sandes und der Gußstücke am Eingabeende der Ausrütteltrommel 1 fest.

Die Signale der Sensoren 18, 20 und 21 gehen einer Steuereinheit 22 zu, ebenso wie ein Signal einer Handsteuereinrichtung 23» welche durch das Bedienungspersonal entsprechend dem bekannten Metall/Sand-Verhältnis bei der

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jeweils produzierten Formenserie eingestellt werden kann. Da das Metall/Sand-Verhältnis mit den jeweils verwendeten Modellen verknüpft ist, ist es ohne Schwierigkeit möglich, dafür zu sorgen, daß jeder in der Formmaschine verwendete Satz von Modellplatten irgendeine ixt kodierter Information trägt, welche statt der Handsteuereinrichtung 23 eine automatische Steuerung einstellt. Dies ist besonders wertvoll, wenn bei der Formmaschine Maßnahmen zum selbsttätigen Modellwechsel getroffen sind.

Im normalen Betrieb der Einrichtung steuert die Steuereinheit 22 das Zweistellungsventil 16 an, um Druckluft zum Zylinder 12 gelangen zu lassen und Wasser zum Wassersprühdüsenfeld 6 und/oder Wassersprühdüsenfeld 8 zu pumpen, und zwar jedesmal dann, wenn eine Sandform 3 in die Ausrütteltrommel 1 eintritt, wie durch den Sensor 20 festgestellt. Wenn sich der Kolben 14 bewegt, dann läuft die Kolbenstange 17 in den Sensor 18, und beim Erreichen einer bestimmten Position steuert die Steuereinheit 22 das Zweistellungsventil 16 an, um den Zylinder 12 zu entlüften, so daß die Rückstellfeder I5 den Kolben 14 in die Ausgangsstellung zurückführen kann, wobei weiteres Wasser aus dem Wasserreservoir I3 angesagt wird. Diejenige Stellung des Kolbens 14, bei welcher dies geschieht, wird von den Signalen der beiden Sensoren 20 und 21 sowie der Handsteuereinrichtung 23 beeinflußt.

Somit wird also die bei jedem Hub des Kolbens 14 bzw. beim Einführen jeder Sandform 3 in die Ausrütteltrommel 1 gelieferte Wassermenge entsprechend den folgenden Parametern gesteuert:

a) Formdicke und somit Sandgewicht;

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b) Temperatur des Sand/Metall-Gemisehes am Eingabeende der Ausrütteltrommel 1; und

c) Metall/Sand-Verhältnis.

Auf diese Weise kann die Wassermenge wirksamer als bisher möglich gesteuert werden, so daß gewährleistet ist, daß die Wärmezufuhr von den Gußstücken her durch den durch Verdampfung bewirkten Wärmeabzug ausgeglichen wird und somit der aus der Ausrütteltrommel 1 austretende Sand eine gleichbleibend gute Qualität auch bei Veränderungen der erwähnten Parameter aufweist.

Beim Anlauf mit kalter Ausrütteltrommel 1 wird zunächst kein Wasser zugefügt. Die Bewegung des Kolbens 14· ist dabei dadurch verhindert, daß das Signal des Sensors 21 niedrig ist oder vollständig fehlt. Stattdessen kann selbst dann, wenn der Kolben 14· sich bewegt, die Wasserzufuhr zu den Speiseleitungen 7 und 9 durch das Dreistellungsventil 10 verhindert werden, indem dieses die Abschaltstellung einnimmt und das zugeführte Wasser anderweitig ablaufen läßt.

Das Bedienungspersonal hat an der Hands teuer einrichtung 23 bereits die für die bei der jeweils zu startenden Produktion verwendeten Modelle erforderliche Einstellung vorgenommen. Die zunächst in die Ausrütteltrommel 1 gelangenden Sandformen 3 sind kalt, wenn sie beispielsweise über Nacht gestanden haben. Wenn dann heiße Sandformen 3 beginnen, die Ausrütteltrommel 1 zu erreichen, und die Temperatur ansteigt, dann beginnt die Wasserlieferpumpe zu arbeiten, und zwar zunächst mit einem kurzen Hub des Kolbens 14·, welcher allmählich größer wird. Zunächst befindet sich das DreiStellungsventil 10 in der-

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jenigen Stellung, in welcher Wasser nur der Speiseleitung 9 und dem Wassersprühdüsenf eld 8 im mittleren Drittel des zylindrischen Hauptabschnittes der Ausrütteltrommel 1 zugeführt wird. Wenn dann die Temperatur weiter ansteigt und der Hub des Kolbens 14· wächst, wird das Dreistellungsventil 10 in diejenige Stellung umgeschaltet, in welcher beiden Speiseleitungen 7 und· 9 und somit beiden Wasserspruhdusenfeldem 6 und 8 Wasser zugeführt wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Drehbare Ausrütteltrommel zur Aufnahme und zum Aufbrechen feuerfester, heiße Metall-Gußstücke enthaltender Formen mit einer Einrichtung zur gesteuerten Wasserzufuhr zu Kühlungszwecken in den Trommelinnenraum, gekennzeichnet durch eine mit der Zufuhr der Formen (3) in die Ausrütteltrommel (1) derart synchronisierte Wasserliefervorrichtung (12, 14), daß die zugeführte Wassermenge sich im Einklang mit der Formenzuführ zur Ausrütteltrommel (1) ändert.

2. Ausrütteltrommel nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß eine synchron mit der Formenzufuhr zur Ausrütteltrommel (1) betätigbare, hin- und herlaufende Pumpe (12, 14) zur Wasserlieferung vorgesehen ist.

3. Ausrütteltrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12, 14) entsprechend der Bewegung eines Teils eines die Formen (3) zur Ausrütteltrommel (1) transportierenden Förderbandes (4) betätigbar ist.

4. Ausrütteltrommel nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Pumpe (12, 14) veränderbar ist.

5. Ausrütteltrommel nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichnet, daß der Hub der Pumpe (12,

14) entsprechend einem sich mit der Wärmezufuhr zur Ausrütteltrommel (1) ändernden Parameter veränderbar ist.

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6. Ausrütteltrommel nach. Anspruch 5, dadurch g e kennzeichnet, daß der Hut) der Pumpe (12, 14) entsprechend der Temperatur am Eingabeende der Ausrütteltrommel (1) veränderbar ist.

7- Ausrütteltrommel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingabeende der Ausrütteltrommel (1) ein temperaturempfindlicher Sensor (21) vorgesehen ist.

8. Ausrütteltrommel nach einem der Ansprüche 4 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Hubder Pumpe (12, 14) entsprechend der Menge an feuerfestern Material jeder Form (3) veränderbar ist.

9. Ausrütteltrommel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (20) zur Peststellung der Bewegung eines schrittweise jeweils um eine Strecke gleich der Dicke einer Form (3) angetriebenen Förderbandes (4) für den Transport der Formen (3) zur Ausrütteltrommel (1) vorgesehen ist.

10. Ausrütteltrommel nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Pumpe (12, 14) entsprechend dem Verhältnis von Metall zu feuerfestem Material bei jeder Form (3) veränderbar ist.

11. Ausrütteltrommel nach Anspruch 10, dadurch g ekennzeicb.net, daß eine Handsteuereinrichtung (23) zur Einstellung des Verhältnisses von Metall zu feuerfestem Material bei der der Ausrütteltrommel (1) jeweils zugeführten Formenserie vorgesehen ist.

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12. Ausrütteltrommel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung zur selbsttätigen Einstellung des Verhältnisses von Metall zu feuerfestem Material bei der der Ausrütteltrommel (1) jeweils zugeführten Pormenserie vorgesehen ist, welche mit Signalen entsprechend kodierten Informationen auf den in der Grießanlage "bzw. der Formmaschine derselben jeweils verwendeten Modellplatten beaufschlagbar ist, von welcher her die Formen (3) zugeführt werden«

13· Ausrütteltrommel nach Anspruch 7? 9» 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Sensor (21 bzw. 20) bzw. die Handsteuereinrichtung (23) bzw. die selbsttätige Steuereinrichtung ausgangsseitig an eine Steuereinheit (22) für den Hub der Pumpe (12, 14) angeschlossen ist.

14·. Ausrütteltrommel nach Anspruch 13? dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (18) zur 3?eststellung der Bewegung des Kolbens (14-) der Pumpe vorgesehen ist, welcher ausgangsseitig an die Steuereinheit (22) angeschlossen ist.

15. Ausrütteltrommel nach einem der Ansprüche 2 bis 14·, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12, 14) unmittelbar durch eine pneumatische Kolben/ Zylinder-Einheit betätigbar ist.

16. Ausrütteltrommel nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe und die Einheit einen gemeinsamen Zylinder (12) mit einem Kolben

(14) aufweisen, welcher einerseits mit Druckluft und andererseits mit Wasser beaufschlagbar ist.

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17· Ausrütteltrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausrütteltrommel (1) wenigstens zwei gesonderte Wassersprühdüsenfeider (6 und 8) vorgesehen sind, welche an ein Ventil (10) zur Beaufschlagung nur eines Wassersprühdüsenfeldes (8) oder beider Wassersprühdüsenf eider (6 und 8) mit Wasser angeschlossen sind.

18. Ausrütteltrommel nach Anspruch 17? dadurch g e kennzeichnet, daß die Wassersprühdüsenf eider (6 und 8) in Richtung der Trommelachse an verschiedenen Stellen angeordnet sind.

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