DE2953635C1

DE2953635C1 - Anlage zur Herstellung von Giessformen und Formkernen aus fliessfaehigen Formstoffen

Info

Publication number: DE2953635C1
Application number: DE2953635T
Authority: DE
Inventors: Igor Sergeevi&ccaron; &Ccaron;vetkov; Arnold Lvovi&ccaron; Moskva &Scaron;teinman; Petr Iosifovi&ccaron; Cholodenko; Valerij Markelovi&ccaron; Kuteinikov; Artur Genrichovi&ccaron; Ovodov; Vyacheslav Vasilievi&ccaron; Kaliningrad Moskovskaja oblast' Serebryakov; Grigorij Semenovi&ccaron; Moskva Taburinskij
Original assignee: VNI SKIJ I LITEJNOGO MASINOSTR
Current assignee: VNI SKIJ I LITEJNOGO MASINOSTR
Priority date: 1979-04-13
Filing date: 1979-04-13
Publication date: 1984-04-05
Also published as: JPS56500527A; JPS6410303B2; CH647433A5; WO1980002240A1

Description

Eine der Schwierigkeiten ist mit der Notwendigkeit einer genauen Dosierung des fließfähigen Formstoffes, das der Preßkammer zugeführt wird, verbunden, damit der gesamte zusammengepreßte Rest in der Düse (dem unteren Teil der Preßkammer) untergebracht und danach entfernt werden konnte.
Im Zuge der Weiterentwicklung des Maschinenbaues steigt der Bedarf an Gußerzeugnissen an, die eine hohe Maßgenauigkeit und eine qualitativ hochwertige Oberfläche bei großen Ausmaßen und einer komplizierten Form besitzen.
Die bekannten Anlagen zur Herstellung von Gießformen und Kernen aus fließfähigen Formstoffen werden den immer steigenden Anforderungen in bezug auf ihre Leistung, Lebensdauer, Verbesserung der Qualität der herzustellenden Erzeugnisse sowie einen sparsamen Verbrauch an fließfähigen Formstoffen nicht gerecht. Es lag also nahe, die genannten Anlagen wesentlich zu vervollkommnen.
Offenbarung der Erfindung Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Schwierigkeiten zu beseitigen.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Anlage zur Herstellung von Gießformen und Kernen aus fließfähigen Formstoffen mit einer konstruktiv derart ausgeführten Preßkammer zu schaffen, die es ermöglicht, die Qualität der herzustellenden Erzeugnisse zu verbessern, die Leistung und die Lebensdauer sowie die Betriebszuverlässigkeit der Anlage zu erhöhen und den Verbrauch an fließfähigem Formstoff unter Ausschluß von Formstoffverlusten zu vermindern.
Diese Aufgabe wurde durch die Schaffung einer Anlage zur Herstellung von Gießformen und Kernen aus fließfähigen Formstoffen gelöst, enthaltend einen Mischer mit Zuteilern für flüssige und feste Formstoffbestandteile und zumindest einen Antriebsplunger mit einer Preßkammer, die periodisch mit der Auslaßöffnung des Mischers in Verbindung gesetzt wird und aus einem oberen und einem unteren Teil besteht, und mit einem Antrieb zur Verstellung des unteren Teils der Preßkammer relativ zu ihrem oberen Teil versehen ist, dabei sind in der Anlage, gemäß der Erfindung an der Innenwand des oberen Teiles der Preßkammer Schaufeln befestigt, die in den unteren Teil hineingehen, der an dem oberen Teil befestigt und mit einem Antrieb zu seiner Drehbewegung relativ zu dem oberen Teil der Preßkammer kinematisch verbunden ist.
Durch eine solche konstruktive Ausführung der Preßkammer wird die Durchmischung des gesamten zusammengepreßten Restes des fließfähigen Formstoffes direkt in der Preßkammer gewährleistet. Dies ermöglicht es, auf Düsenreinigungsmechanismen und den Transport des zusammengepreßten Restes in den Mischer zu verzichten, die Verluste an dem fließfähigen Formstoff auszuschließen und den unproduktiven Zeitverlust zu vermindern. Die technologischen Eigenschaften des zusammengepreßten Restes werden dabei bedeutend früher wiederhergestellt und der Rest wird vollständig verbraucht, während sich die Oberfläche der Kerne als hochqualitativ erweist.
Dank der vorgeschlagenen Vervollkommnung wird die Anlage gedrängter, betriebssicherer und bedienungsfreundlicher.
Es ist bevorzugt, jede Preßkammer mit einem Antrieb für deren hin- und hergehende Bewegung relativ zu den Standorten des Antriebsplungers und der Entleerungsöffnung des Mischers kinematisch zu verbinden. Dabei kann eine Mehrzahl an Plungern eingesetzt werden und es können auf einer Anlage mehrere Kernkästen eingepreßt werden, wodurch die Leistung der Anlage erhöht wird.
Es ist zweckmäßig, jede Preßkammer mit dem Mischer durch die Entleerungsöffnung, die sich in seinem Bodenteil befindet, zu verbinden.
In diesem Fall kann der fließfähige Formstoff aus dem Mischer in die Preßkammer schneller und vollständiger entleert werden, was zu einer weiteren Steigerung der Leistung der Anlage beiträgt.
Es ist wünschenswert, längs der Seitenflächen eines jeden Plungers Nuten vorzusehen, die für die Unterbringung der sich im unteren Teil der Preßkammer befindlichen Schaufeln beim Preßvorgang ausreichend groß sind.
Dies ermöglicht den Durchgang des Plungers praktisch durch die gesamte Preßkammer bei der Herstellung von großen Kernen. Es kann auch das Durchmischen von ihren Volumina nach großen Formstoffresten in der Preßkammer gewährleistet werden, die bei der Herstellung kleinerer Kerne entstehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Zur Erläuterung der Erfindung sind nachstehend konkrete Ausführungsbeispiele der Anlage unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Anlage gemäß der Erfindung, im Schnitt mit vertikaler Ebene durch die Längsachse des Mischers und bedingt einen Längsschnitt durch den Kernkasten; F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll in Fig. 1; F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 in Fig. 2.
Bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung Die Anlage zur Herstellung von Gießformen und Kernen aus fließfähigen Formstoffen stellt eine Metallkonstruktion 1 (Fig. 1) dar, bestehend aus einem Bunker 2 für feste Formstoffbestandteile, einem unter dem Bunker 2 angeordneten Bandzuteiler 3 und einer Rohrleitung 4 für die Zuführung von flüssigen Formstoffbestandteilen zu einem mit Schiebern 6 bestückten, kontinuierlich arbeitenden Mischer 5, bei dem die Schieber 6 die Entleerungsöffnungen 7, welche den Hohlraum des Mischers 5 mit Preßkammern 8 verbinden, periodisch verschließen.
Die Anlage hat mindestens einen Antriebsplunger 9 (F i g. 2) der mit einem pneumatischen bzw. hydraulischen senkrecht bewegbaren Antrieb 10 zum Herauspressen des Formstoffes aus der Preßkammer 8 in einen Kernkasten 11, der auf einem Hebetisch 12 steht, und zur Erzeugung eines Drucks auf den in diesem Kasten befindliche Formstoff versehen ist.
Jede Preßkammer 8 besteht aus einem oberen Teil 13, an dessen Innenseite Schaufeln 14, die in den unteren Teil 15 der Preßkammer 8 hineingehen, befestigt sind.
Der untere Teil 15 der Preßkammer 8 ist an dem oberen Teil 13 derart befestigt, daß er nicht herunterfallen kann, seine Drehung aber relativ zu dem mit ihm koaxial liegenden oberen Teil 13 nicht behindert wird.
Die Drehung des unteren Teils 15 wird mittels einer kinematischen Verbindung bewirkt, bestehend aus einem Zahnkranz 16 (Fig. 1) und einem Zahnrad 17, die mit einem Antrieb 18 für Drehbewegung zusammenarbeitet.
Zum Überdecken der Entleerungsöffnung ist in dem unteren Teil 15 der Preßkammer 8 ein Absperrschieber 19 mit einem Antrieb 20 für dessen Verstellung vorgesehen.
Der obere Teil 13 der Preßkammer läßt sich feststehend befestigen und kann periodisch mit dem Hohlraum des Mischers 5 über eine Seitenöffnung (nicht dargestellt) verbunden werden. In diesem Fall befinden sich über der Preßkammer 8 der Antriebsplunger 9 (Fig. 5) und unter der Preßkammer 8 der Kernkasten 11.
Zweckmäßig ist ein Ausführungsbeispiel der Anlage, bei dem jede Preßkammer 8 mit dem Hohlraum des Mischers 5 durch die im Bodenteil des Mischers befindliche Entleerungsöffnung 7 verbunden ist. Hierzu ist der obere Teil 13 der Preßkammer 8 an einem Wagen 21 befestigt, der sich auf eine Führungsstange 22 stützt und mit einem Antrieb 23 für eine hin- und hergehende Bewegung relativ zu den Standorten des Antriebsplungers 9 und der Entleerungsöffnung 7 des Mischers 5 kinematisch verbunden ist.
Bei einem der Ausführungsbeispiele der Anlage kann der Antriebsplunger 9 mit Längsnuten 24 (F i g. 3) an seinen Seitenflächen versehen werden, die zur Unterbringung von den Schaufeln 14 (Fig.2) darin beim Preßvorgang ausreichend groß sein müssen. Diese Nuten 24 sind nicht über die gesamte Höhe des Plungers 9 ausgebildet, sondern über eine Höhe, die der Höhe des unteren Teils 15 der Preßkammer 8 etwa gleich ist.
Dadurch kann ein Ausbruch des fließfähigen Formstoffes nach oben während des Preßvorganges vermieden werden.
Zur Verhinderung eines Formstoffausbruchs aus dem Kernkasten 11 ist dieser mit einem Schieber 25 versehen.
Die Anlage zur Herstellung von Gießformen und Kernen arbeitet wie folgt.
Aus dem Bunker 2 (Fig. 1) wird der Sand mittels des Bandzuteilers 3 kontinuierlich dem Mischer 5 zugeführt.
Gleichzeitig damit wird in den Mischer 5 durch die Rohrleitung 4 die flüssige Formstoffmischung zugeführt.
Beim Vermischen geht der Formstoff infolge Schaumbildung in einen fließfähigen Zustand über. Der fertige Formstoff wird im Mischer 5 gespeichert.
Die Preßkammer 8 wird auf dem Wagen 21 (F i g. 2) mittels des Antriebes 23 unter die Entleerungsöffnungen 7 des Mischers 5 gefahren; jetzt wird der Schieber 6 geöffnet und die Preßkammer 8 mit dem Formstoff gefüllt. Dabei überdeckt der Absperrschieber 19 (F i g. 1) mittels des Antriebes 20 die Entleerungsöffnung in dem unteren Teil 15 der Preßkammer 8.
Nach dem Füllen der Preßkammer 8 mit dem Formstoff überdeckt der Schieber 6 die Entleerungsöffnung 7 des Mischers 5, die Preßkammer 8 wird auf dem Wagen 21 (Fig.2) mittels des Antriebes 23 zu dem Kernkasten 11 gefahren und genau unter seiner geöffneten Beschickungsöffnung aufgestellt.
Der Hebetisch 12 drückt den Kernkasten 11 gegen die Entleerungsöffnung des unteren Teils 15 der Preßkammer 8 und der Absperrschieber 19 öffnet die genannte Entleerungsöffnung. Gleichzeitig damit wird der Antrieb 10 des Plungers 9 eingeschaltet und der Formstoff wird mittels des Plungers 9 in den vorgewärmten Kernkasten 11 eingepreßt.
Nach einer Haltezeit von 5 bis 20 s, während der sich auf dem Kern eine dichte Oberflächenkruste bildet, wird die Beschickungsöffnung des Kernkastens 11 mit dem Schieber 25 verschlossen. Die Entleerungsöffnung im unteren Teil 15 der Preßkammer 8 wird mit dem Absperrschieber 19 geschlossen.
Der Plunger 9 wird mittels des Antriebes 10 angehoben, und der Kernkasten 11 wird mittels des Hebetisches 12 in die Ausgangsstellung heruntergelassen.
Gleich nach dem Schließen des Absperrschiebers 19 wird der untere Teil 15 der Preßkammer mittels des Antriebes 18 zur Drehbewegung (Fig. 1) in Drehung versetzt. Da die Schaufeln 14, die im unteren Teil 15 der Preßkammer 8 angeordnet sind, in dieser Zeitperiode unbeweglich bleiben findet eine Durchmischung des zusammengepreßten Formstoffrestes statt.
Der Formstoff wird wieder fließfähig. Gleichzeitig mit dem Durchmischen des Formstoffrestes wird der Wagen 21 (F i g. 2) mit der Preßkammer 8 mittels des Antriebes 23 unter die Entleerungsöffnung 7 des Mischers 5 gefahren. Bei dem nachfolgenden Füllen der Preßkammer 8 wird der in ihr gebliebene wiederhergestellte Formstoff mit einer frischen Formstoffportion vermischt.
Die Preßkammer 8 der Anlage (die Anlage kann mehrere Preßkammern haben), die mit dem Antrieb 23 für eine hin- und hergehende Bewegung von einer Position in die andere versehen ist, kann mehrere ortsfest aufgestellten Kernkästen 11 bedienen.
Die Prüfungen haben ergeben, daß auf einer Anlage mit der beweglichen Preßkammer 8, die den unteren sich drehenden Teil 15 und die Schaufeln 14 besitzen, eine große Nomenklatur von Kernen hergestellt werden kann, weil dabei die Notwendigkeit in einer genauen Dosierung des Formstoffes entfällt. Der zurückgebliebene Formstoff stellt nach der Durchmischung direkt in der Preßkammer 8 seine Eigenschaften vollständig wieder her und wird bei dem nachfolgenden Arbeitszyklus der Anlage verlustlos weiterverwendet.
Dabei entfallen Arbeitsgänge zum Entfernen von Formstoffresten aus der Preßkammer 8, zum Rückführen des Formstoffes und zu dessen wiederholter Durchmischung im Mischer und zum Reinigen der Düse.
Eine hohe Leistung der Anlage wird dadurch erreicht, daß die Arbeitsgänge zum Rückführen der Formstoffreste in einen Zwischenbehälter oder Mischer unnötig sind, sowie dadurch, daß der Arbeitsgang zum Füllen der Preßkammer 8 mit dem Formstoff und der Arbeitsgang zur Durchmischung des Formstoffrestes in der Preßkammer 8 vereinigt sind.
Das Vorhandensein von zusammengesetzten Preßkammern mit den sich drehenden unteren Teilen vermindert die Anzahl der Mechanismen in der Anlage, es entfällt z. B. der Mechanismus für die Rückführung der Formstoffreste, wodurch die Konstruktion der Anlage vereinfacht und die Betriebszuverlässigkeit erhöht werden.
Der nach dem vorgehenden Arbeitszyklus zurückgebliebene Formstoff (bis zu 30%-40% des Preßkammervolumens) wird zur Herstellung des nächstfolgenden Kernes verwendet, weil die Fließfähigkeit des Formstoffes direkt in den Preßkammern wiederhergestellt wird.
Die verstellbaren Preßkammern gestatten die Verwendung von ortsfesten Kernkästen mit einem zuverlässigen autonomen System der Vorwärmung und Wärmeisolierung, wodurch die Anlage weniger energieaufwendig (10 bis 12% weniger als bei der bekannten Anlage) wird.
Gewerbliche Anwendbarkeit Die Anlage zur Herstellung von Gießformen und Kernen aus fließfähigen Formstoffen kann beim Herstellen von großen Kernen, die eine entwickelte Oberfläche und dünne Körperteile aufweisen, zum Herstellen von Gußstücken bei der Massen- und Großserienproduktion, z.B. zum Herstellen von Zylinderblöcken für Fahrzeugmotoren und Heizeinrichtungen eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Anlage zur Herstellung von Gießformen und Kernen aus fließfähigen Formstoffen, enthaltend einen Mischer mit Zuteilern für flüssige und feste Formstoffbestandteile und mindestens einen Antriebsplunger mit einer Preßkammer, die mit der Entleerungsöffnung des Mischers periodisch in Verbindung gesetzt wird und aus einem oberen und einem unteren Teil besteht, und einen Antrieb für die Verstellung des unteren Teils der Preßkammer relativ zu deren oberem Teiles hat, d a d u r c h gekennzeichnet, daß an der Innenseite des oberen Teils (13) der Preßkammer (8) Schaufeln (14) befestigt sind, die in den unteren Teil (15) hineingehen, welcher an dem oberen Teil (13) befestigt und mit einem Antrieb (18) zu seiner Drehbewegung relativ zu dem oberen Teil (13) der Preßkammer (8) kinematisch verbunden ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Preßkammer (8) mit einem Antrieb (23) für deren hin- und hergehende Bewegung relativ zu den Standorten des Antriebsplungers (9) und der Entleerungsöffnung (7) des Mischers (5) kinematisch verbunden ist.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Preßkammer (8) mit dem Mischer (5) durch die in deren Bodenteil vorgesehenen Entleerungsöffnung verbunden ist.
4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Seitenflächen eines jeden Plungers (9) Nuten (24) vorgesehen sind, die für die Unterbringung der im unteren Teil (15) der Preßkammer (8) befindlichen Schaufeln (14) beim Preßvorgang ausreichend groß ist.

Gebiet der Technik Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Gießereiproduktion, und betrifft insbesondere die Konstruktionen der Anlagen zur Herstellung von Gießformen und Formkernen aus in beheizte Kästen eingepreßten fließfähigen Formstoffen.

Bisheriger Stand der Technik Allgemein bekannt sind zur Zeit Sandstrahlgebläseanlagen zur Herstellung von Kernen mit deren Aushärtung in beheizten Kästen. Diese Anlagen bestehen aus einem mit dem Sandstrahlkopf verbundenen Aufnahmebunker und einem Tisch zum Andrücken des Kernkastens gegen den Sandstrahlkopf. Weiterhin gibt es ein System zur Vorwärmung der Ausrüstung und entsprechende Mechanismen zum Öffnen des Kern kastens und Herausnehmen des Formkernes.

Mit diesen Anlagen lassen sich kleine und der Form nach einfache Kerne mit hoher Maßgenauigkeit herstellen, wobei der Zeitaufwand für deren Herstellung gering ist.

Bedeutende Schwierigkeiten entstehen jedoch bei der Herstellung von großen, der Form nach komplizierten Kernen, welche dünne Körperteile und eine entwickelte Oberfläche besitzen. Diese Anlagen können das Füllen der Kernkästen sogar beim Vorhandensein von zusätzlichen Einblasöffnungen nicht gewährleisten. Für die Baugruppe Aufblasen und Ausrüstung bedarf es außerdem eines komplizierten Ventilationssystems und einer ständigen Überwachung, weil infolge eines Kontaktes zwischen dem Sandstrahlkopf und der vorgewärmten Ausrüstung der hitzehärtbare Kernsand in den Pfropfen mit Sieb und den Einblaseöffnungen erstarrt.

Hierdurch wird die Konstruktion der Anlage verwickelt und im Betrieb nicht zuverlässig genug sein, Neuerdings kommen fließfähige Formstoffe mit Erfolg zum Einsatz, die sich besonders bei der Herstellung von Gießformen und Kernen bewährt haben. So wurde z. B. eine Reihe von Patenten für eine Anlage zur Herstellung von Gießformen und Kernen aus fließfähigen Formstoffen erteilt, darunter die FF-Patentschrift 21 97 674, Kl. B22c 15/00, 5/00 und die DE-Patentschrift 22 39 057, Kl. B22c 9-10. Diese Anlage besteht aus einem Mischer mit Zuteilern für flüssige und feste Formstoff-Bestandteile sowie aus Antriebsplungern mit Preßkammern zum Einpressen des genannten Formstoffes in beheizte Kernkästen, jede der Preßkammern der Anlage besteht gemäß den Patentschriften aus einem oberen und einem unteren Teil und wird mit einer in der Seitenwand des Mischers ausgebildeten Auslaßöffnung periodisch in Verbindung gesetzt. Der obere zylindrische Teil der Preßkammer ist feststehend gelagert und arbeitet mit dem Plunger zusammen, während der untere Teil in Form einer Düse ausgebildet und mit einem Antrieb kinematisch verbunden ist, der die Düse relativ zu dem oberen Teil der Preßkammer hin- und herbewegt und sie zu der Reinigungsstelle bringt, wo die Düse von den darin zusammengepreßten Formstoffresten nach dem Füllen des Kernkastens gereinigt wird. Diese Reinigung ist gegebenenfalls erforderlich, damit in der Düse kein Pfropfen entsteht, der den nachfolgenden Arbeitszyklus der Anlage behindert. Um die zusammengepreßten Formstoffreste aus der Düse entfernen und die Düse zu dem oberen Teil der Preßkammer und die Formstoffreste in den Mischer zurückbringen zu können, ist die Anlage mit entsprechenden Mechanismen. darunter auch mit einem Elevator ausgestattet.

Diese Anlage bietet die Möglichkeit, Großkerne mit komplizierter Form aus fließfähigen Formstoffen in beheizten Kernkästen herzustellen.

Es ergaben sich jedoch beim Einsatz der Anlage manche Schwierigkeiten. So ist z. B. der für die Reinigung der Düse nach jedem Arbeitszyklus der Anlage erforderliche Zeitaufwand ziemlich hoch. Aus diesem Grunde kann die Leistung der Anlage als unzureichend angesehen werden.

Es gelingt auch nicht, die Düse von den Resten des darin zusammengepreßten Formstoffes vollständig zu reinigen, und diese Reste gelangen schließlich in den beheizten Kern kasten und verschlechtern dadurch die Oberflächengüte der herzustellenden Kerne. Die aus der Düse entfernten zusammengepreßten Formstoffreste gehen teilweise auf dem Rückweg zu dem Mischer verloren. Dadurch entstehen unerwünschte Verluste an fließfähigem Formstoff, die Luft in der Halle wird verunreinigt und es kommt letztenendes zu einer Verteuerung der Produktion von Gießformen und Kernen.

Das Vorhandensein von zusätzlichen Mechanismen zum Reinigen der Düse und zur Rückführung der Formstoffreste in den Mischer wirken sich ungünstig auf die Lebensdauer der Anlage aus, überdies bedarf es eines zusätzlichen Bedienungspersonals für die Instandsetzung und Überwachung dieser Mechanismen.