DE2834721A1

DE2834721A1 - Kernformmaschine fuer das no-bake- verfahren

Info

Publication number: DE2834721A1
Application number: DE19782834721
Authority: DE
Inventors: Anatol Michelson
Original assignee: Ashland Oil Inc
Current assignee: Ashland LLC
Priority date: 1977-08-08
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1979-02-22
Also published as: SE7808390L; CA1098278A; GB2001884A; FR2399887A1; US4140171A; JPS54122632A

Description

u.Z.: M 801
Case: 4029

ASHLAND OIL, INC.
Ashland, Ky., V.St.A.
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" Kernformmaschine für das No-Bake-Verfahren "

Die Erfindung betrifft eine Kernformmaschine für das

*No-Bake-Verfahren sowie ein Verfahren zur Herstellung von Sandkernen.

In der modernen Gießerei sind drei Hauptverfahren zur Herstellung von Sandkernen bekannt, nämlich das Hot-Box-Verfahren, das Cold-Box-Verfahren sowie' das Cold-Set- (oder No-Bake)-Verfahren. Jedes dieser Verfahren unterscheidet sich in der Art, in der das Bindemittel hergestellt und ausgehärtet wird. Insbesondere wird beim Herstellen eines Kerns der Sand mit einem Bindemittel vermischt, in einen Kernkasten gegeben, und dort wird das Bindemittel ausgehärtet, so daß die Sandteilchen aneinander haften und so einen Kern bilden, der zum Handhaben die gewünschten strukturellen Eigenschaften aufweist.

Beim Hot-Box-Verfahren wird ein hitzehärtbares Bindemittel mit dem Sand vermischt, und nach dem Ausformen des Kerns in dem Kernkasten wird das Sand-Bindemittel-Gemisch erhitzt. Einerseits erfordert die Hitzehärtung des Bindemittels einen erheblichen Zeitraum und andererseits ist der Kern nach der Herstellung im warmen Zustand zu handhaben, so daß Verzöge-

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■j rungen bei der weiteren Bearbeitung der Kerne auftreten.

Beim CoId-Box-Verfahren werden zwei das Bindemittel bildende Bestandteile mit Sand vermischt, der dann mit Hilfe einer automatischen Einrichtung in einen Kernkasten eingeblasen wird. Der Kernkasten wird danach einem Gaskatalysator ausgesetzt, der das Bindemittel sehr rasch (in etwa 2 Sekunden) aushärtet. Danach werden der Kernkasten und der Kern Reinigungsluft ausgesetzt.

Der Gaskatalysator ist relativ gefährlich und schädlich, und daher ist eine außerordentlich komplizierte Vorrichtung erforderlich, um sicherzustellen, daß während des Verfahrensablaufes das Gas nicht entweicht und daß das Katalysa-

■J5 torgas nach der Verwendung gereinigt oder verascht wird. *

Das Cold-Box-Verfahren läuft sehr rasch ab, hat jedoch den Nachteil, daß eine automatische Vorrichtung erforderlich ist und die mit dem schädlichen Gas auftretenden Probleme gelöst werden müssen.

Bei dem No-Bake- (oder Cold-Set)-Verfahren werden zwei Bindemittelbestandteile und ein Katalysator verwendet. Wenn die drei Substanzen miteinander gemischt werden, härtet das Bindemittel ohne Wärmezufuhr aus. Die Geschwindigkeit, mit der das Bindemittel aushärtet, kann durch die dem Gemisch zugeführte Katalysatormenge eingestellt werden.

Beim No-Bake-Verfahren werden der Sand und das Bindemittel mit einer Füllmenge miteinander vermischt, die geringfügig größer ist, als die für den Kern erforderliche Sandmenge. Die Füllmenge an Sand und Bindemittel wird dann rasch aus dem Mischer in den Kernkasten geschüttet, und der iiberschußsand wird von Hand entfernt. Das Bindemittel kann sehr rasch aushärten, beispielsweise innerhalb 15 bis 30 Sekunden, und bildet so einen Kern.

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-j Das No-Bake-Verfahren erfordert nicht die Verwendung einer

automatischen Einrichtung zum Fördern oder Einblasen des .Sandes in einen Kernkasten, denn wenn einmal das Bindemittel mit dem Sand vermischt ist, härtet es unvermeidlich und rasch aus,und die Sand- und Bindemittelteilchen, die an Teilen des Automaten anhaften, härten dort innerhalb der kurzen Zeit aus, mit der das Bindemittel im Kernkasten aushärtet. Aus diesem Grunde ist das No-Bake-Verfahren weitgehend ein manuelles Verfahren, bei dem der Sand direkt aus einem Mi-

.jQ scher in einen Kernkasten geschüttet wird, wo er von Hand ■ gestampft und der Überschußsand als Abfall abgeschabt wird. Ein wesentlicher Teil des Überschußsandes wird ferner dazu verwendet, um sicherzustellen, daß der Kernkasten bis zum Überlauf gefüllt ist, so daß jede Möglichkeit der Herstel-

•J5 lung eines unvollständigen Kerns ausgeschlossen ist. *

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Automaten zur Herstellung von Sandkernen mit Hilfe des No-Bake-Verfahrens zu schaffen. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Sandkernen angegeben, das hinsichtlich der Geschwindigkeit und des Wirkungsgrades mit dem CoId-Box-Verfahren vergleichbar ist, wobei jedoch die Nachteile des Cold-Box-Verfahrens hinsichtlich des schädlichen Gaskatalysators vermieden werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Maschine wird ferner im Vergleich zu den bekannten No-Bake-Verfahren der den Abfall von Bindemittel verursachenden Sandüberschuß wesentlich vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst. Insbesondere ist ein Sandgebläse vorgesehen, um Sand aus einem Mischer zu einem Kernkasten zu fördern, wobei die Teile der Vorrichtung gereinigt werden, an denen der Sand hauptsächlich anhaften würde.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Einfülltrichter und einen Blaskopf auf, auf dem Hochfrequenzvibratoren angeordnet sind.Der Einfülltrichter und der Blaskopf weisen im wesentlichen vertikale, mit den Vibratoren verbundene Wände zum Einleiten des Sandes auf, die das Anhaften des Sandes an den Wänden der Bauelemente verhindern.

Das untere Ende des Blaskopfes weist eine Blasplatte auf, die mehrere, sich in einen Kernkasten erstreckende Blasrohre -J₀ aufweist. Zwar ist eine Blasplatte mit Blasrohren an sich bekannt, doch ist diese erfindungsgemäß gegenüber dem Blaskopf bewegbar gehaltert, so daß sie am Ende jedes Arbeitszykluses zum Reinigen bewegt werden kann.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung zum horizontalen Bewegen _φ der gesamten Blaskopfanordnung mit Ausnahme der Blasplatte vorgesehen, um die Blaskopfanordnung aus dem Bereich der Blasplatte zu bewegen. Daher weist die Blasplatte eine unabhängige Einrichtung zum Ausführen einer vertikalen Bewegung auf, während der Blaskopf eine unabhängige Einrichtung zum Ausführen einer horizontalen Bewegung aufweist. Diese Bewegungen gestatten ein Absenken der Blasplatte von dem Blaskopf weg und eine anschließende horizontale Bewegung des Blaskopfs relativ zur Blasplatte, um diese zu reinigen.

Erfindungsgemäß ist auf dem Blaskopf eine mittels einer Feder vorgespannte Schabvorrichtung befestigt. Bei einer Horizontalbewegung des Blaskopfes gleitet die Schabvorrich-3Q tung über die Oberseite des Blaskopfs, nachdem Sand in den Kernkasten eingeleitet worden ist und schabt den überschüssigen Sand ab.

Ferner zeichnet sich die Erfindung durch die Anordnung eines Reinigungskopfes auf der Blaskopfanordnung aus. Der Reinigungskopf ist normalerweise auf der einen Seite der Blas-

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■j platte und des Kernkastens angeordnet. Wenn jedoch der Blaskopf relativ zur Blasplatte zur Seite bewegt wird, bringt er den Reinigungskopf in vertikale Ausrichtung mit der Blasplatte. Bei der vertikalen Ausrichtung wird das Unterteil des Reinigungskopfes nach unten bewegt und Reinigungsstäbe ragen in die Blasrohre der Blasplatte und drücken aus diesen den restlichen Sand hinaus.

In vorteilhafter Weise kann der Reinigungskopf bei der Kernig herstellung verwendet werden, so daß beim Hinausdrücken des restlichen Sandes aus den Blasrohren dieser in den Kernkasten selbst gedruckt und dort der Sand komprimiert wird; dadurch wird der Sandüberschuß beim fertiggestellten Kern eliminiert.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Verschiebung des Blaskopfs in horizontaler Richtung zu einer Bewegung des Blaskopfs aus dem Bereich der Blasplatte führt, der überschüssige Sand von der Blasplatte abgeschabt wird und der Reinigungskopf in eine Stellung bewegt wird, in der .er vertikal mit der Blasplatte ausgerichtet ist.

Erfindungsgemäß ist ferner eine untere Druckluftzufuhr vorgesehen, bei der Druckluft in den Blaskopf unmittelbar neben der Blasplatte eingeleitet wird. Die untere Druckluftzufuhr arbeitet in Verbindung mit der Druckluft, die in eine vertikale Hülse durch sehr dünne, darin vorgesehene Schlitze eingeleitet wird, wobei die Hülse die zentrale Kammer des Blaskopfes bildet. Eine weitere Druckluftzufuhr ist am oberen Ende der Hülse vorgesehen, bei der Luft durch eine . Verzweigung nach unten zur Blasplatte hin eingeleitet wird.

Die untere Druckluftzufuhr bildet ein laminares Rührwerk und weist mehrere, beispielsweise vier, Düsen auf, die über getrennte Quadranten der Blasplatte blasen. Durch diese Düsen werden in die Kammer sehr kurze Luftstoße eingeleitet, die

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jeweils einen sehr geringen Bruchteil einer Sekunde dauern. Der Blasvorgang kann gleichzeitig oder nacheinander auf dem Umfang des Rührwerks erfolgen.

Das untere, laminare Rührwerk arbeitet in Verbindung mit der oberen Druckluftzufuhr, durch die Sand in den Kernkasten eingeblasen wird, und dadurch bewegt sich der Sand kontinuierlich und in im allgemeinen horizontaler Richtung über die Blasöffnungen in der Blasplatte, so daß die Ausbildung

-IQ von Kratern vermieden wird. Derartige Krater treten auf, wenn sich eine Bahn durch den Sand zum Blasrohr hin gebildet hat. In diesem Fall wird die gesamte Luft zunehmend direkt durch die freigelegte Bahn in den Kernkasten eingeleitet, so daß kein Sand oder sehr wenig Sand in den Kernkasten be-

-(5 fördert wird; dadurch wird der Transmissionswirkungsgrad « für den Sand aus dem Blaskopf in den Kernkasten stark vermindert .

Erfindungsgemäß wird eine Dichtung zwischen der Blasplatte und dem Blaskopf auf letzterem angeordnet, so daß nach dem Trennen der Blasplatte von dem Blaskopf die Schabvorrichtung sich über die Blasplatte bewegen kann, ohne die Dichtung nachteilig zu beeinflussen.

Erfindungsgemäß ist die Blasplatte mit Hilfe vertikaler Trennstäbe befestigt, die vom Oberteil des Maschinengestells nach unten ragen. Die Trennstäbe können zwischen ihren Enden getrennt werden, wobei die unteren Abschnitte nach unten verschwenkt und mit dem Maschinengestell verbunden werden, um den Kernkasten anzuheben oder abzusenken.

Diese erfindungsgemäße Maßnahme ist vorteilhaft, wenn ein Fehler auftritt, wobei der Sand und das Bindemittel nicht in den Kernkasten strömen, sondern in dem auf der Blasplatte ruhenden Blaskopf zurückgehalten werden. In diesem Fall werden den die unteren Abschnitte der Trennstäbe nach unten ver-

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•j schwenkt und mit dem Maschinentisch verbunden. Der Maschinentisch kann dann die Blasplatte nach unten ziehen, diese vom Blaskopf trennen und den ausgehärteten Sand aus dem Blaskopf ziehen.

Erfindungsgemäß kann ferner am Maschinentisch ein Einfülltrichter für Abfall vorgesehen sein. Dieser Einfülltrichter weist eine verschwenkbare Schildfläche auf, die in der einen Stellung den von der Oberseite der Blasplatte abgeschabten Sand in den Abfallbehälter leitet.

In einer anderen Stellung liegt die Schildfläche nach dem Absenken des Kernkastens vom Blaskopf zwischen dem Kernkasten · und dem Blaskopf, so daß der von der Blasplatte abgegebene Sand auf die Schildfläche fließt und danach in den Abfallbehälter rutscht, wenn der Reinigungskopf in Eingriff mit der Blasplatte kommt.

Erfindungsgemäß ist ferner die Blasplatte mit mehreren Blasrohren versehen, deren jeweiliger Mittenabstand etwa dem zweifachen Durchmesser jedes Blasrohrs entspricht. Die Verwendung einer großen Anzahl derartig im Abstand angeordneter Blasrohre führt zu einer starken Verminderung des auf der Blasplatte zurückbleibenden Restsandes und damit zu einer Verminderung des Bindemittelabfails.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Verbindung zwischen dem Blaskopf und dem oberen Formteil des Kernkastens vorgesehen, um eine nach unten gerichtete Bewegung des oberen Formteils zu verhindern, wenn der Blaskopf mit dem Kernkasten vertikal ausgerichtet ist. In dieser Lage bewirkt ein Absenken des den Kernkasten tragenden Maschinentischs eine Bewegung des unteren Formteils des Kernkastens nach unten. Durch das Festhalten des oberen Formteils wird jedoch dieser vom Kern abge-.zogen, der dann freiliegt; der Kern wird danach von dem unteren Formteil des Kernkastens angehoben und zur weiteren Bearbeitung auf eine Fördereinrichtung gegeben.

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Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert: Es zeigen

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Maschine,
Figur 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in

Figur 1,
Figur 3 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 3-3 in

Figur 1,

Figur 4 eine Ansicht von unten entlang der Linie 4-4 in Figur 1 ,

Figur 5 eine Ansicht von unten entlang der Linie 5-5 in

Figur 1,
Figur 6 eine, teilweise geschnittene Seitenansicht des Reinigungskopfes in Betriebsstellung relativ zur Blasplatte,

"Figur 7 eine vergrößerte Schnittansicht eines Reinigungsrohrs mit einem Blasrohr,
Figur 8 eine Querschnittsansicht eines laminaren Rührwerks entlang der Linie 8-8 in Figur 2, Figur 9 eine Querschnittsansicht der Blasplatte und

Figuren 10 bis 23 diagrammartige Darstellungen des Betriebsablaufes der erfindungsgemäßen Maschine.

Gemäß den Figuren 1 und 2 wird eine No-Bake-Blasmaschine 20 zusammen mit einem Mischer 21 verwendet, der oberhalb der Blasmaschine angeordnet ist. Der Mischer 21 ist einem Einfülltrichter 22 zugeordnet, der in die Blasmaschine führt. Unterhalb der Blasmaschine ist ein Maschinentisch 23 angeordnet, der zum Anheben und Absenken eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung 24 aufweist. Seitlich neben dem Maschinentisch ist ein Abfallbehälter 25 angeordnet.

Die Blasmaschine ist auf einem Maschinenrahmen 30 befestigt, der aus zwei parallelen, kanalförmigen Bauteilen 31 besteht. Ein Paar einander gegenüberliegender Führungsteile 32 oder Führungsschienen sind an der Unterseite der kanalförmigen Bauteile 31 gehaltert. Eine Platte 33 ist in den

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■j Schienen verschiebbar befestigt. An der Platte ist ein Block 34 befestigt, der mit einer Kolbenstange 35 verbunden ist? der zugehörige Kolben befindet sich in einem am Rahmen 30 befestigten, doppelwirkenden Zylinder 36. Die Kolbenstange und der Zylinder 36 ermöglichen eine Horizontalbewegung des Blocks 34 und der Platte 33 gegenüber dem Rahmen 30, so daß dabei ein Blaskopf 37 gemäß der nachstehenden Beschreibung mitgenommen wird.

Der auf der Platte 33 befestigte Blaskopf 37 weist ein Absperrventil 40 auf, dessen Unterteil 41 am Block 34 und dessen Oberteil 42 am Unterteil 41 befestigt ist. Das Ventil weist eine Längsöffnung 43 auf, durch die ein Schieber 44 zum Öffnen und Schließen des Ventils gleitet. Der Schieber ist mit einem doppelwirkenden, pneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregat 46 verbunden, das an der Platte 33 befestigt ist, um sich mit dieser zu bewegen, wenn der Blaskopf horizontal verschoben wird.

Unterhalb des Ventils 40 ist eine Hülse 50 befestigt, die von einem umgekehrten, becherförmigen.Teil 51 umgeben ist, das von der Hülse am Umfang räumlich getrennt ist, um zum Einleiten von Luft durch die Hülse eine Verzweigungskammer zu bilden. Die Hülse weist an ihrem Oberteil mehrere in Umfangsrichtung weisende Schlitze 52 und das Unterteil mehrere im Abstand angeordnete, vertikale Schlitze 53 auf. Die Schlitze sind lang ; und außerdem relativ dünn, und zwar dünner als der Durchmesser der Sandteilchen, die durch den Blaskopf treten.

Ein Anschluß 54 ist einerseits mit dem becherförmigen Bauteil 51 und andererseits mit einer Druckluftzufuhr 55 verbunden .

Am oberen Ende der Hülse ist ein Verteilerrohr 56 angeordnet und mit Hilfe eines L-förmigen Anschlußes 57 mit einer

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Druckluftzufuhr 58 verbunden; die Druckluft wird nach unten durch Öffnungen 59 eingeleitet. Das kreisförmige Verteilerrohr 56 bildet die obere Luftzufuhr und die Hülse eine mittlere Luftzufuhr.

Das obere Verzweigungsrohr 56 und die geschlitzte Hülse 50 sind in üblicher Weise ausgebildet, um ein Sandgemisch in einen Blaskopf einzuleiten und das Sandgemisch durch den Blas kopf und in den Kernkasten zu drücken.

Am unteren Ende des Blaskopfs ist ein Ring 60 vorgesehen, der eine Blaskammer 61 bildet. Die Blaskammer weist schräge oder nach außen geneigte Endwände 62 und vertikale Seitenwände 63 auf. Der Ring 60 weist eine nach unten weisende Flä-

■J5 ehe 64 auf, in der eine Dichtschnur 65 befestigt ist. Unterhalb des Rings 60 ist eine Blasplatte 70 vertikal bewegbar befestigt. Dadurch kann sie am Ring 60 festgeklemmt und durch die Dichtschnur 65 abgedichtet werden, wenn das Sandgemisch in den Blaskopf eingeleitet und durch die Blasplatte in den Kernkasten gefördert wird. Auf seinem Umfang weist der Ring mehrere im Abstand angeordnete Düsen 71 auf. In Figur 8 sind beispielsweise vier derartige Düsen 71 dargestellt. Die Auslaßenden 72 der Düsen sind nach unten geneigt, so daß das Material über die Blasplatte verblasen wird, wenn diese in Betriebsstellung in Eingriff mit dem Ring 60 steht.

Mit den vier Düsen ist eine Druckluftversorgung 73 über eine Ventilanordnung 74 verbunden. Vorzugsweise kann die Ventilanordnung derart betätigt werden, daß sie die entsprechenden Düsen nacheinander mit der Druckluftzufuhr verbindet, wobei jede Düse mit der Druckluftzufuhr während eines kleinen Bruchteils einer Sekunde, beispielsweise während 1/50 Sekunde, verbunden ist. Im Rahmen der Erfindung können die Düsen gleichzeitig mit der Druckluftzufuhr verbunden sein. Die gesamte Arbeitsdauer der Düsen 71 beträgt vorzugsweise nicht mehr als etwa 1 1/2 Sekunden.

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Die Düsen 71 bilden ein laminares Rührwerk, das in Verbindung mit der durch die Hülse 50 und durch das kreisförmige Verzweigungsrohr 56 eingeleiteten Luft das Sandgemisch durch den Blaskopf in den Kernkasten unterhalb der Blasplatte 70 bewegt. Das über der Blasplatte angeordnete, laminare Rührwerk stellt eine gleichförmige und kontinuierliche Verteilung des Sandgemisch.es über der- Oberfläche der Blasplatte 70 dar, so daß die Ausbildung von unerwünschten Kratern in dem Sandgemisch vermieden werden, die das rasche Einfließen von

-(O Sand durch die Blasplatte in den Kernkasten nachteilig beeinflussen. Dies liegt daran, daß ein durch den relativ statischen Sand geführter Krater einen Durchlaß mit geringstem Widerstand für die in dem Blaskopf durch die obere Zufuhr eintretende Luft bildet, so daß diese Luft durch den Krater strömt, ohne das Sandgemisch in den Kernkasten mitzu-•nehmen.

Die Blasplatte ist auf jeder Seite mit Zapfen 75 befestigt, die an ihren unteren Enden Becher 76 tragen. Der Becher 76 gleitet in einen Zylinder 77. Eine Druckfeder 78 (Figur 3) ist in dem Zylinder zwischen diesem und dem Becher angeordnet, um die Blasplatte 70 nach unten zu drücken.

Die auf jeder Seite angeordneten Zylinder sind auf Stangen 80 befestigt, die sich über den Blaskopf hinweg erstrecken. Die Stangen 80 sind an oberen bzw. unteren Trennstangen 81 bzw. 82 gehaltert, die an der Stelle 83 mit Hilfe lösbarer Zapfen 84 verbunden sind. Das untere Ende jeder unteren Stange ist schwenkbar an der Stelle 85 mit einer Stange 80 verbünden. Die obere Stange 81 ist am Rahmen 30 befestigt und hängt so vom Rahmen herab.

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Wie sich insbesondere aus Figur 9 ergibt, weist die Blasplatte 70 mehrere von dieser herabhängende Blasrohre 90 auf. Die Blasrohre sind auf der Blasplattenfläche gleichförmig verteilt, wobei ihr gegenseitiger Abstand etwa dem zweifachen Innendurchmesser jedes Blasrohres entspricht- Wenn somit der Innendurchmesser des Blasrohrs ID ist, befinden sich die Mittelpunkte der Blasrohre im gegenseitigen Abstand 2ID. Dieser enge Abstand der Blasrohre vermindert in Verbindung mit dem laminaren Rührwerk die restliche Sandgemischmenge zu ■IQ einem Minimum, die auf der Oberseite der Blasplatte verbleibt, nachdem das Sandgemisch in den Kernkasten abgegeben worden ist.

Der Kernkasten 91 weist ein oberes Teil 92 und ein unteres -|5 Teil 93 auf. Zwischen diesen beiden Teilen ist eine Trennlinie 95 vorhanden. Das Oberteil und das Unterteil 92 bzw. 93 bilden eine Kammer 96 (Figur 2), die die Form des aus dem Sandgemisch zu bildenden Kerns aufweist. Das Oberteil weist mehrere Durchlässe auf, deren Muster identisch mit dem der von der Blasplatte herabhängenden Blasrohre ist, so daß bei Anordnung der Blasplatte auf der Oberseite des Unterteils 93 gemäß Figur 2 die Blasrohre in das Unterteil ragen, und zwar derart, daß das Sandgemisch direkt in die Kammer abgegeben wird.

Das Oberteil weist nach außen vorspringende Längsflansche

100 auf. Der Ring 60 weist herabgezogene Klammern 101 auf, die an ihrem unteren Ende in einwärts gerichteten Füßen enden, die den Flansch 100 des Oberteils untergreifen. Wenn wie nachstehend ausgeführt, der Kernkasten abgesenkt wird, kommen die Flansche 100 mit den Füßen 102 an den Klammern

101 in Eingriff und beschränken die nach unten gerichtete Bewegung des Oberteils, so daß das sich weiter nach unten bewegende Unterteil vom Oberteil weggezogen wird, und dabei den geformten Kern zum Herausnehmen freigibt.

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Der Kernkasten ist auf dem Maschinentisch 23 befestigt, der wiederum an einem Kolben-Zylinder-Aggregat 24 zum Anheben und Absenken des Kernkastens gegenüber dem Blaskopf gehaltert ist.

Wie sich insbesondere aus Figur 1 ergibt, weist die erfindungsgemäße Maschine eine Reinigungsvorrichtung auf. Der Ring haltert eine Schabvorrichtung 110, die eine nach unten gerichtete Schneide 111 aufweist. Die Schabvorrichtung ist an einem Arm 112 befestigt, der an der Stelle 113 am Ring 60 angelenkt ist. Eine Spiralfeder 114 (Figur 4) drückt die Schabvorrichtung nach unten in die in Figur 1 dargestellte Position, wo die Vorrichtung durch ein nicht dargestelltes Widerlager gegen eine weiter nach unten gerichtete Schwenkbewegung blockiert ist. In dieser Stellung ist die Schneide 111 geringfügig unterhalb der Oberseite 115 der Blasplatte; diese Oberseite weist schräge Seitenflächen 116 auf. Wenn der Blaskopf horizontal gegenüber der Blasplatte bewegt wird, während letztere vom Blaskopf geringfügig nach unten versetzt ist, schabt die Schabvorrichtung das restliche, auf der Oberseite der Blasplatte befindliche Sandgemisch über die Blasplatte ab und befördert es in den Abfallbehälter 25.

Eine Reinigungseinrichtung 120 für die Blasrohre ist auf einer Platte 33 auf der Längsseite des Blaskopfes 37 gehaltert. Diese Reinigungsvorrichtung weist vertikale Führungsrohre 121 auf,die von der Platte 33 herabhängen und eine Platte 122 haltern. Ein doppelwirkender Zylinder 123 ist auf der Platte 122 befestigt, dessen Kolbenstange 124 sich von dieser nach unten erstreckt und mit einer Platte 125 verbunden ist. Die Platte 125 weist nach oben vorragende Stangen 126 auf, die in den Führungsrohren gleiten, um die Platte beim Anheben und Absenken zu führen. Die Platte 125 weist eine weitere an ihrer Unterseite abnehmbar befestigte Platte 127 auf, an der Reinigungsstangen 130 vorgesehen sind. Die Reinigungsstangen sind an der Platte 127 derart befestigt.

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•j daß ihr Muster mit dem der Blasrohre 90 auf der Blasplatte übereinstimmt.

Gemäß Figur 7 weist jede Reinigungsstange ein elastomeres Rohr 131 auf, das am oberen Ende an einem in die Platte 127 eingeschraubten Anschluß 132 befestigt ist. Eine gehärtete Stahlspitze 133 ist am unteren Ende des elastomeren Rohrs befestigt.

-JO Jedes Blasrohr 90 weist eine Bohrung 135 mit einem sich nach außen erweiternden oberen Ende 136 auf, durch die die Reinigungsstange in das Blasrohr geführt wird. Der Außendurchmesser der gehärteten Stahlspitze 133 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Blasrohrs, so daß sie beim Einführen in das Blasrohr dieses von jeglichen Sandpartikeln «reinigt.

Die Anordnung ist so getroffen, daß bei Horizontalbewegung des Blaskopfs nach links gemäß Figur 1 in die gestrichelte Position die Reinigungsvorrichtung 120 genau über den entsprechenden Blasrohren in der Blasplatte 70 liegt. In dieser Stellung bewirkt ein Einleiten von Luft in den Betätigungszylinder 123 ein Absenken und Eintreten der Reinigungsstangen in die Blasrohre, um diese zu reinigen. Wie vorstehend ausgeführt, befindet sich der Abfallbehälter 25 unterhalb des Blaskopfes und auf der einen Seite des Maschinentischs, der den Kernkasten trägt.

Der Abfallbehälter 25 weist eine schwenkbare Seitenwand 140 auf. Wenn sich der Blaskopf in seiner Betriebsstellung befindet, ist die Seitenwand 140 im wesentlichen vertikal angeordnet, wobei der obere Abschnitt 142 in der Nähe der Kante der Blasplatte 70 ist. Wenn in dieser Lage der Blaskopf horizontal in die gestrichelte Position bewegt und damit außer Betrieb gesetzt wird, bewegt die Schabvorrichtung 110 das restliche Sandgemisch über den linken Rand der Blasplat-

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te, wo es durch den oberen Abschnitt 142 in den Abfallbehälter 25 gefördert wird.

Wenn der Kernkasten gemäß den gestrichelten Linien in Figur 1 abgesenkt wird, schwenkt die Seitenwand 140 in eine ebenfalls gestrichelt dargestellte, geneigte Lage, wobei der obere Abschnitt 142 unter der Blasplatte liegt. Wenn die Reinigungsstangen 130 durch die Blasrohre treten, wird der • von den Blasrohren abgegebene Sand durch die Seitenwand 140 aufgenommen und in den Abfallbehälter gefördert.

Auf dem Einfülltrichter 22 und auf der Seite des Blaskopfs sind Hochfrequenzvibratoren 145 bzw. 146 befestigt. Durch die Vibratoren soll die Wahrscheinlichkeit, daß Sandgemischteilchen an den vertikalen Wänden der Maschinenelemente anhaften, vermindert werden, wenn das Füllmaterial aus dem Mischer durch den Blaskopf in den Kernkasten gefördert wird.

Gemäß Figur 2 weist der den Kernkasten tragende Maschinentisch seitliche Anschlüsse 150 auf, die die oberen Enden der Stangen 82 aufnehmen. Diese oberen Enden sind mittels Zapfen 84 an den Anschlüssen 150 am Maschinentisch befestigt. Das Gelenk 85 der Stangen 82 gestattet ein Verschwenken aus ihrer oberen Stellung, in der sie mit den oberen Stangen 81 verbunden sind, in eine mit gestrichelten Linien in Figur 2 dargestellte untere Stellung, wo sie mit dem Maschinentisch verbunden sind. Dadurch kann die Sandfüllung aus dem Blaskopf entnommen werden, falls ein Maschinenfehler das Einströmen des Sandgemisches aus dem Blaskopf in den Kernkasten verhindert. In diesem Fall werden die Stangen 82 nach unten verschwenkt und mit dem Maschinentisch verbunden. Danach wird der Maschinentisch abgesenkt, so daß der Kernkasten und die Blasplatte nach unten gezogen werden. Mit der sich nach unten bewegenden Blasplatte wird von dieser die Sandgemischfüllung entnommen und eine Reinigung der Maschine von der Füllung wird ermöglicht. Zu diesem Zweck sind die

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Klammern 101 derart befestigt, daß sie aus dem Bewegungsweg des Oberteils des Kernkastens herausgeschwenkt werden können.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Kernformmaschine läuft in der folgenden Weise ab:

Es sei angenommen, daß der Betriebszyklus nach dem Aufgeben einer Sandgemischfüllung in den Blaskopf 37 beginnt. Gemäß Figur 10 ist das Ventil 44 geschlossen, und die Blasplatte 70 ist gegenüber dem Blaskopf abgedichtet. Eine Steuervorrichtung programmiert die Einleitung von Luft in den Blaskopf in der folgenden Weise: Zunächst wird Luft in die obere Zufuhr durch das kreisförmige Verteilerrohr 56 und durch die Hülse 50 während etwa 1 Sekunde eingeleitet. Unmittelbar danach werden Luftstöße gleichzeitig durch die 'entsprechenden Düsen 71 in das laminare Rührwerk eingeleitet, wobei jeder Luftstoß etwa 1/50 Sekunden Dauer aufweist. Dieser Luftzyklus von der oberen Zufuhr und von dem laminaren Rührwerk wird so oft wie nötig wiederholt, wobei dies von einer Anzahl von Faktoren abhängt, beispielsweise der Sandqualität, der Aushärtungszeit des Bindemittels und der Größe und der Form des Kernkastens. Im Rahmen der Erfindung kann Luft in das laminare Rührwerk durch alle Düsen 71 gleichzeitig eingeleitet werden. Ferner kann erfindungsgemäß die Luft zu dem laminaren Rührwerk gleichzeitig mit der Luft aus dem Verteilerrohr 56 und aus der Hülse 50 eingeleitet werden. Die Zeiten und die Abfolgen können erfindungsgemäß in irgendeiner geeigneten Kombination gewählt werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, wobei Sand aus dem Blaskopf in den Kernkasten so rasch wie möglich eingeleitet wird und ein Minimum an restlichem Sand verbleibt, nachdem der Kernkasten gefüllt worden ist.

Durch dieses Füllsystem für den Kernkasten verbleibt eine minimale Menge an restlichem Sand, so daß eine minimale Bindemittelmenge erforderlich ist und die Betriebskosten minimal bleiben.

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Nachdem das Sandgemisch in den Kernkasten eingeleitet worden ist, wird der Maschinentisch 23 geringfügig abgesenkt, um die Blasplatte 70 und den Ring 60 am unteren Ende des Blaskopfs voneinander zu trennen. Diese Trennung beträgt etwa 6,4 mm..Gleichzeitig wird Luft in den Zylinder 46 eingeleitet, um den Schieber 44 in seine offene Stellung zu bewegen.

Gemäß Figur 12 wird Luft in den Zylinder 36 eingeleitet, um den Blaskopf 37 horizontal (in Figur 12 nach links) zu bewegen und die Reinigungsvorrichtung 120 vertikal mit der Blasplatte auszurichten. Dabei werden die Klammern 101 von den Flanschen 100 des Oberteils des Kernkastens gelöst, . so daß dieser gegenüber der Blasplatte abgesenkt werden kann.
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Bei einer horizontalen Bewegung nach links gleitet die Schabvorrichtung 110 über die Oberseite der Blasplatte und schabt dabei das verbliebene Sandgemisch von der Blasplatte ab und auf die Seitenwand 140 des Abfallbehälters 25, so daß in diesen das restliche Sandgemisch abgegeben wird.

Gemäß Figur 13 wird dann der Maschinentisch 23 abgesenkt, um den Kernkasten von der Blasplatte 70 zu trennen. Die Blasplatte 70 wird in der in Figur 13 dargestellten Position durch die Stangen 81, 82, festgehalten. Wenn der Kernkasten abgesenkt ist, wird die Seitenwand 140 in eine stärker geneigte Stellung verschwenkt, so daß die obere Verlängerung 142 der Seitenwand oberhalb des Kernkastens und unterhalb der Blasplatte und damit zwischen diesen beiden angeordnet ist.

Gemäß Figur 14 wird dann die Betätigungseinrichtung 123 der Reinigungsvorrichtung mit Luft beaufschlagt, um die Reinigungsstangen 130 durch die entsprechenden Blasrohre 90 auf der Blasplatte 70 zu bewegen, so daß jegliche Sandgemisch-

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reste, die in den Blasrohren enthalten sind, nach unten auf die Seitenwand 140 befördert werden. Die Sandgemischteilchen gleiten dann nach unten in den Abfallbehälter 25.

Gemäß Figur 15 wird der Hub der Betätigungseinrichtung 123 der Reinigungsvorrichtung umgekehrt, um die Reinigungsstangen 130 aus den Blasrohren 90 zu ziehen. Gleichzeitig wird die Seitenwand 140 in ihre vertikale Stellung verschwenkt.

-J₀ Gemäß Figur 16 wird der Kernkasten 91 in eine Stellung angehoben, in der er mit der Blasplatte 70 in Eingriff steht, die sich immer noch in der abgesenkten Stellung gemäß Figur 11 befindet.

Gemäß Figur 17 wird der Hub des Zylinders 36 umgekehrt,

* um den Blaskopf 37 in eine Stellung oberhalb der Blasplatte 70 zurückzubewegen. Dabei werden die Füße 102 der Klammern 101 in eine Stellung verbracht, in der sie die Flansche 100 des Oberteils 92 des Kernkastens untergreifen< >

Während allen, in den Figuren 10 bis 17 dargestellten Verfahrensschritten härtet das Bindemittel in dem Sandgemisch dauernd aus. Die Härtungsdauer hängt von der Katalysatormenge in dem Bindemittel ab. Etwa 30 Sekunden Härtungsdauer sind vorgesehen. Am Ende des Verfahrensschritts gemäß Figur 17 hat das Bindemittel ausgehärtet, so daß sich ein gehärteter Kern gebildet hat.

Der Blaskopf befindet sich nun in seiner ursprünglichen Betriebssteilung, und das Oberteil des Kernkastens wird gegen eine nach unten gerichtete Bewegung durch die Klammern 101 blockiert; gemäß Figur 18 wird nun der Maschinentisch 23 zusammen mit dem darauf gelagerten Unterteil 93 des Kernkastens und mit dem Kern abgesenkt. Übliche Auswurfzapfen 155 erstrecken sich nun nach oben durch das Unterteil des Kernkastens, um den fertiggestellten Kern 156 aus dem

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^ Unterteil in eine geeignete Stellung zur manuellen Entnahme anzuheben.

Gemäß Figur 19 wird der Kern 156 aus dem Unterteil des Kernkastens entnommen und zur weiteren Bearbeitung auf eine Fördervorrichtung 158 gegeben.

Gemäß Figur 20 wird der Maschinentisch 23 bis in seine oberste Stellung angehoben, um das Unterteil mit dem Oberteil ^q zum erneuten Ausbilden des Kernkastens wieder zu vereinigen und das Oberteil 92 in Eingriff mit der Blasplatte 70 zu bringen; dabei wird die Blasplatte in abdichtenden Eingriff mit dem unteren Abschnitt des Blaskopfs 37 gedrückt. Die Maschine kann nun eine neue Sandfüllung aufnehmen.

Gemäß Figur 21 wird eine neue Füllung von Sandgemisch aus dem Mischer 21 durch den Einfülltrichter 22 und den Blaskopf 37 eingeleitet. Wenn sich der Sand nach unten bewegt, werden die entsprechenden Vibratoren 145 und 146 in Betrieb gesetzt, um ein Ankleben von Sandgemisch an den vertikalen Wänden der entsprechenden Bauelemente zu minimalisieren. Nach dem Einleiten des Sandes in den Blaskopf wird der Schieber 44 durch Umkehren der Druckluft zu dem Zylinder. geschlossen, und ein neuer Arbeitszyklus kann beginnen (vgl. Figur 22).

In Figur 23 ist eine weitere mögliche Betriebsweise dargestellt, die zwischen den Verfahrensschritten der Figuren und 13 vorgenommen werden kann. Dabei soll das Sandgemisch innerhalb des Kernkastens während des Einleitens des Sandgemisches aus den Blasrohren verdichtet werden. Daher wird vor dem Absenken des Kernkastens aus seiner Betriebsstellung die Reinigungsvorrichtung nach unten bewegt, um die Reinigungsstangen 130 durch die entsprechenden Blasrohre 90 der Blasplatte 70 zu schieben. Die Reinigungsstangen verdichten so den Sand in dem Kernkasten,während gleichzeitig die Blas-

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-j rohre gereinigt und mehrere Sandgemischschichten eliminiert werden, die andernfalls in den Blasrohren aushärten würden und nach dem Herausnehmen des Kerns aus dem Kernkasten von ersterem abgeschlagen werden müßten.

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Claims

VOSSIUS · VOSSIUS · HILTL · TAUCHNER · HEUMEMANN PATENTANWÄLTE SIEBERTSTRASSE 4 · 80OO MÖNCHEN 86 · PHONE: (089) 474O75 CABLE: BENZOLPATENT MÜNCHEN · TELEX 5- 29 +5 3 VO P AT D u.Z.: M 801 (He/kä) Case: 4029 ASHLAND 0IL1INC Ashland, Ky., V.St.A. " Kernformmaschine für das No-Bake-Verfahren " Priorität: 8. August 1977, V.St.A., Nr. 822 555 * Patentansprüche

1. Kernformmaschine für das No-Bake-Verfahren mit einem Maschinenrahmen, einem Maschinentisch zur Aufnahme eines Kernkastens, einem hohlen Blaskopf oberhalb des Maschinentisches und mit einem Mischer zum Einleiten einer Sandgemischfüllung in den Blaskopf, dadurch gekennzeichnet,

a) daß eine Blasplatte (70) unterhalb des Blaskopfes (37) vorgesehen ist,

b) daß durch eine Haltevorrichtung für die Blasplatte · (70) diese relativ zum Maschinenrahmen (30) in Radialrich-? tung begrenzt bewegbar ist,

c) daß die Blasplatte .(70) durch Anheben des Maschinentisches (23) nach oben bewegbar und in abdichtende Verbindung mit dem Blaskopf (37) bringbar ist.und

d) daß die Blasplatte (70) zum Reinigen in eine untere Stellung geringfügig unterhalb des Blaskopfes (37) bewegbar ist.

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2. Kernformmaschine nach Anspruch 1, gekennzefcKrietl 'dfirch eine Dichtungsschnur (65) an der Unterseite (64) des Blaskopfes (37) zum Abdichten zwischen diesem und der nach oben bewegten Blasplatte (70).

3. Kernformmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

a) eine Bewegungseinrichtung (33 bis 36) zum horizontalen Verschieben des Blaskopfes (37) relativ zum Maschinen-

■jO rahmen (30) und zur Blasplatte (70) und durch

b) eine am Blaskopf (37) befestigte Schabvorrichtung (110) zum Überstreichen der Blasplatte (70), wenn der Blaskopf (37) relativ zur Blasplatte (70) horizontal bewegt wird.

»4. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine neben dem Blaskopf (37) angeordnete und mit diesem bewegbare Reinigungsvorrichtung (120) für die Blasplatte (70), wobei die Reinigungsvorrichtung (120) oberhalb der Blasplatte (70) ist, wenn der Blaskopf (37) zur einen Seite der Blasplatte (70) horizontal bewegt wird.

5. Kernformmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich^net'

a) daß mehrere Blasrohre (90) von der Blasplatte (70) herabhängen ,

b) daß die Reinigungsvorrichtung (120) mehrere herabhängende, mit den Blasrohren (90) ausrichtbare Reinigungsstä-

3Q be (130) aufweist und

c) daß eine Betätigungseinrichtung (123) zum Absenken und Drücken der Reinigungsstäbe (130) durch die Blasrohre (90) vorgesehen ist, um diese Rohre (90) von dem verbliebenen Sand zu reinigen.

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6. Kernformmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reinigungsstab (130) ein elastomeres Rohr (131) und eine an dessen unterem Ende starr befestigte Stahlspitze (133) aufweist.

7. Kernformmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsstäbe (130) an einer Platte (127) befestigt sind, die zum raschen Ändern des Blasplattenmusters an der Betätigungseinrichtung (123) lösbar befestigt ist.

8. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen seitlich neben dem Maschinentisch (23) angeordneten Abfallbehälter (25) mit einer beweglichen Seitenwand (140), die in eine erste, im wesentlichen verti- ^ kale Stellung, in der der obere Rand neben der Blasplatte (70) angeordnet ist, und in eine geneigte Position zwischen der Blasplatte (70) unter dem Kernkasten bringbar ist, um· den restlichen Sand in den Abfallbehälter (25) zu leiten.

9. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

a) daß eine Schabschneide (111) am unteren Ende des Blaskopfes (37) neben der Blasplatte (70) befestigt ist,

b) daß eine Reinigungsvorrichtung (120) für die Blasrohre (90) neben dem Blaskopf (37) und mit diesem in eine vertikal mit der Blasplatte (70) ausgerichtete Stellung bewegbar angeordnet ist und
c) daß eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Blaskopfes (37) in Horizontalrichtung vorgesehen ist, um die Blasplatte (70) abzuschaben und die Reinigungsvorrichtung (120) relativ zur Blasplatte (70) zum Reinigen zu positionieren.

10. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch

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a) eine Druckluftzufuhr (56, 50) am Oberteil des Blaskopfes

(37) und durch
b) ein laminares Rührwerk zum Einleiten einer laminaren Luftströmung über die Blasplatte (70) in das untere Ende des Blaskopfes (37) .

11. Kernformmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das laminare Rührwerk am unteren Ende des Blaskopfes (37) einen Ring (60) aufweist, in dem mehrere Düsen

(71) angeordnet sind, deren Auslaßenden (72) im wesentlichen horizontal über die Blasplatte (70) gerichtet sind.

12. Kernformmaschine nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung (73, 74) zum sequentiellen Einleiten von Luftstößen in die Düsen (71).

13. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch

a) vertikale, vom Maschinenrahmen (30) herabhängende Stangen, die zur Halterung der Blasplatte (70) mit dieser verbunden sind,

b) Trenneinrichtungen (83, 84) an zumindest den unteren Abschnitten (82) der Stangen, um diese von den oberen Abschnitten (81) zu lösen, wobei die unteren Abschnitte mit ihren unteren Enden zwischen einer oberen und einer unteren Stellung verschwenkbar sind, und durch

c) Einrichtungen (150) zum Verbinden der unteren Abschnitte mit dem Maschinentisch (23) , um mit diesem zum Entfernen von Sandgemisch von dem Blaskopf die Blasplatte

(70) nach unten zu ziehen.

14. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch

a) einen auf dem Maschinentisch (23) befestigten Kernkasten mit einem Oberteil (92) und einem Unterteil (93) und durch

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■j b) eine Einrichtung (24) zum Anheben und Absenken des Maschinentischs (23), wobei der Kernkasten beim Anheben in Eingriff mit der Blasplatte (70) kommt, um diese in Eingriff mit dem Blaskopf (37) zu bringen.

15. Kernformmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Blasplatte (70) ein normalerweise feststehendes Gestell und eine zwischen diesem und der Blasplatte (70) vorgesehene Federanordnung (78) aufweist,

■jQ um die Blasplatte (70) nach unten vorzuspannen, so daß die Blasplatte (70) gegen die Vorspannung anhebbar und in Eingriff mit dem Blaskopf (37) bringbar ist, indem der Kernkasten nach oben in Eingriff mit der Blasplatte (70) bewegt wird.

»16. Kernformmaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Blaskopf (37) nach unten vorspringende Klammern(101) in Eingriff mit dem Oberteil (92) des Kernkastens bringbar sind,um die Abwärtsbewegung des Oberteils beim Absenken des Maschinentischs (23) zu blockieren und das Oberteil (92) vom Unterteil (93) beim Absenken des Maschinentisches (23) zu trennen.

17. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen Vibrator (146) am Blaskopf (37) zum Vermindern der Haftneigung des Sandgemisches an den vertikalen Wänden des Blaskopfes.

18. Kernformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasplatte (70) mehrere herabhängende Blasrohre (90) aufweist, deren Mittenabstände etwa dem zweifachen Innendurchmesser der Rohre (90) entsprechen.

19. Verfahren zum automatischen Herstellen von Kernen in Kernformmaschinen mit einem Blaskopf und einer Blasplatte

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mit von dieser herabhängenden Blasrohren, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Einblasen des Sandgemisches aus dem Blaskopf (37) durch die Blasrohre (90) in einen Kernkasten, b) Trennen der Blasplatte (70) vom Blaskopf (37) und

c) Abschaben des restlichen Sandes von der Oberseite der Blasplatte (70).

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man durch die Blasrohre (90) zum Entfernen des verbliebenen Sandes Stäbe (130) bewegt.

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