DE3011265B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Transportieren von kastenlosen Sandgiessformen - Google Patents

Description

• Um die Modellplattenbelegung vergrößern und damit das Sand/Guß-Verhältnis verbessern zu können ist man deshalb von den bisher überwiegend konischen Sandblockformen mit nach oben hin konvergierenden Seitenwänden, die nur mühsam irit entsprechend geformten blechernen Mänteln gegen Metalldurchbrüche gesichert werden konnten, zu Sandblockformen mit senkrechten Seitenwänden übergegangen.
• Solche Sandblockformen sind aus den deutschen Patentschriften 15 83 526, 17 83 120, 19 65 945 und 23 61 820 bekannt. Ihre Seitenwände können leicht und einfach abgestützt und gegen Metalldurchbrüche gesichert werden, wenn die aus der letztgenannten Patentschrift bekannte Einrichtung benutzt wird, bei der das zum Abgießen erforderliche Belastungsgewicht gleichzeitig selbsttätig die notwendige Anpreßkraft für die seitlichen Klemmplatten liefert. Die Stirnflächen der einzelnen Sandblockformen stützen sich bei diesem Transportverfahren gegenseitig ab, so daß damit zunächst einmal eine allseitige Abstützung der Formen erreicht worden war.
• Beim Betrieb diese Transportanlagen war jedoch ein erhöhter Anfall an Gußausschuß wegen Formballenversatzes in Förderrichtung zu beobachten. Dieser Ballenversatz kann hauptsächlich entstehen beim Abschieben einer neuen Gießform aus der Formmaschine und deren Anschluß an den Formenstrang mittels eines Schubschildes, sowie beim Wachsen einer abgegossenen Gießform unter Rückwirkung auf die benachbarte nachfolgende, noch leere Gießform bei Betriebsunterbrechungen, beispielsweise beim Pfannenwechsel.
• Um den Ausschußanteil zu senken, war man daher gezwungen, die Oberballen der Gießformen in Förderrichtung kürzer zu halten als deren Unterballen oder die ganzen Gießformen mit einem geringen Abstand voneinander zu transportieren.
• So ist aus der DE-AS 24 17 197 eine Transportvorrichtung für derartige kastenlose Sandformen bekannt, bei der die Gießformen auf jeweils einzelnen unmittelbar aneinanderstoßenden, auf Stützrollen laufenden und die von einem Antrieb aufgebrachte Förderkraft weiter übertragenden Transportplatten gefördert werden, die in Förderrichtung zumindest etwa so groß sind wie die Abmessung der einzelnen Sandform und diese höchstens mit einem 1 bis 2 mm breiten Rand überragen.
• Dadurch wird erreicht, daß die Stirnflächen der noch frischen Gießformen nicht unmittelbar aneinander anliegen und mit der Förderkraft beaufschlagt werden, sondern zwischen sich eine spaltförmige Fuge von 2 bis 4 mm Breite begrenzen, die gegebenenfalls an der Oberseite der Sandform durch leichtes Bearbeiten mit einem Fräskopf in diesem Bereich nahezu vollständig geschlossen werden kann, so daß flüssiges Metall hier nicht eindringen kann, und die sich dann beim Wachsen der abgeschlossenen Formen praktisch endgültig schließt.
• Der als Kompromißlösung in Kauf genommene Spalt zwischen den Stirnflächen der einzelnen Gießformen bewirkte, daß während des Gießvorganges, also zu dem Zeitpunkt, an dem die Gießform durch das einströmende Metall mechanisch und dynamisch am stärksten beansprucht wird, keine ausreichende Abstützkraft an diesen Stellen vorhanden war. Um Formdurchbrüche zu vermeiden, war man daher gezwungen, die Sandwand an diesen Stirnflächen wieder stärker zu machen.
• Außerdem hat sich gezeigt, daß die während des normalen Gießbetriebes ausreichende Spaltbreite bei Gießunterbrechungen infolge Pfannenwechsels oder Ofenstörung nicht mehr genügt, um Einwirkungen durch Wärmeausdehnung der abgegossenen Formen auf die folgende leere Fcrm zu verhüten.
• Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Transportverfahren und eine Transportvorrichtung für Sandblockformen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der diese Gießformen mit einem gegenüber herkömmlichen Sandblockformen günstigeren Sandi Guß-Verhältnis mittels Paletten auf investitionsgünstigen und wenig störanfälligen Rollengängen von einer Formstation über eine Vorrats-, Gieß- und Kühlstrecke zu einer Auspackstation transportiert werden können, wobei die Gefahr des Versetzens des Oberballens gegenüber dem Unterballen der Gießformen durch in oder gegen die Förderrichtung auf die Gießformen einwirkende Kräfte ausgeschaltet ist Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahrensweise mit Hilfe der in den Ansprüchen 8 bis 14 gekennzeichneten Vorrichtungen gelöst.
• Damit sind die auf die Gießformen einwirkenden Horizontalkräfte zumindest in den Bereichen der Vorrats-, Gieß- und Kühlstrecke, in denen noch Versatzgefahr besteht, auf einem unkritischen Wert zu halten, der kleiner ist als die Reibungskraft zwischen den Unterballen und den darauf aufliegenden Oberbalien der betroffenen Gießformen.
• Die in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichneten Maßnahmen dienen dabei speziell einer Verhütung von Versatz bei der Zusammenstellung und Ergänzung des Formenstranges durch frische Gießformen, während die in den Ansprüchen 4 bis 6 gekennzeichneten Maßnahmen Metalldurchbruch und Versatz beim bzw. nach dem Gießen verhindern. Die Maßnahme nach Anspruch 7 schließlich ermöglicht eine optimale Bemessung der Horizontalkräfte, vor allem der auf dl n Formenstrang aufzubringenden Spannkraft.
• Die Reibungskraft, die überwunden Werden muß, um den Oberballen einer Gießform auf ihrem Unterballen zu verschieben, läßt sich verhältnismäßig leicht errechnen oder mit Hilfe einer Federwaage messen. Damit wird die maximal zulässige Größe der in Förderrichtung wirkenden Vorschub- bzw. Bremskraft ermittelt Diese Kraft wird über in ihrer Übertragungskraft einstellbare Kupplungen, und zwar bevorzugt krafteinstellbare magnetostatische Hysteresekupplungen mit berührungslos verstellbaren Kupplungsshälften, die zwischen den Treib- bzw. Bremsrollen und ihren jeweiligen Antriebsystemen - in der Regel drehzahleinstellbare und steuerungsmäßig gekoppelte Elektromotoren - eingeschaltet sind, aufgebracht, in dem die Übertragungskraft der Kupplungen auf einen entsprechenden Wert, in dem ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt ist, eingestellt wird. Dabei werden zweckmäßig die Übertragungskräfte der Kupplungen an den Treibrollen eine zwischen Formstation und Vorratsstrecke eingeschalteten Zufuhrrollenganges, von dem aus die jeweils frischen Gießformen an den Formenstrang auf der Vorrats- und Gießstrecke herangeführt werden, sowie der Kupplungen an den Bremsrollen am Ende des Rollenganges auf einen niedrigeren Übertragungswert eingestellt als der der Kupplung an den Treibrollen am Anfang des Rollenganges der Vorratsstrecke.
• Die auf den Formenstrang einwirkende Spannkraft entsteht zwischen den Treibrollen am Anfang und den Bremsrollen am Ende des Rollenganges. Störend auf eine konstante Spannkarft wirken sich die Reibungskräfte im Transportsystem aus, die in dem dazwischenliegenden Bereich der Stützrollen entstehen. Um die Summe der Reibungskräfte in diesem Bereich, die von den Antriebskräften der Treibrollen überwunden werden müssen, zu eliminieren, wird der gesamte Rollengang in Förderrichtung derart geneigt eingestellt, daß der Formenstrang unter der Einwirkung der Schwerkraft bei vollkommen ausgeschalteten Antrieb und Bremskräften an den Treib- und Stützrollen gerade noch nicht selbsttätig in Förderrichtung läuft. Daher kann auch die Antriebskraft, die den Formenstrang auf die Vorschubgeschwindigkeit beschleunigen muß, verhältnismäßig klein und die Spannkraft damit optimal sein, zumal gleichzeitig mit den Treibrollen auch die Bremsrollen in Förderrichtung angetrieben werden und die Transportgeschwindigkeit des Formenstranges verhältnismäßig niedrig ist.
• Die kinetische Energie, mit der eine frische Gießform beim Anschluß an den Formenstrang auf dessen jeweils letzte Gießform aufprallt, bestimmt sich nach m aus 2 der Differenz der Fördergeschwindigkeit der betreffenden Gießform und der jeweiligen Geschwindigkeit des Formenstranges. Um diese kinetische Energie auf jeden Fall unter einem für die Versatzentstehung kritischen Grenzwert zu halten, wird die frische Gießform daher nur mit einer geringfügig größeren Geschwindigkeit an den Formenstrang herangefördert als dessen jeweilige Transportgeschwindigkeit beträgt. In der Praxis hat sich dabei eine um 10% über der Transportgeschwindigkeit des Farmenstranges liegende Fördergeschwindigkeit der frischen Gießform als unkritisch und brauchbar erwiesen.
• Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise die an den Kupplungen der Treibrollen einzustellenden Übertragungskräfte erheblich niedriger gehalten werden können als die ermittelte Reibungskraft zwischen den Ballenteilen der Gießformen, so daß beim Transport zwar immer die sich aus der Antriebs-und Brennkraft ergebende Spannkraft erhalten bleibt, und zwar sowohl beim Transport als auch beim Stillstand des Formenstranges. Bei Überschreiten dieser Spannkraft, beispielsweise beim Wachsen abgegossener Formen bei Betriebsunterbrechung können die Paletten mit den Formen aber ausweichen, so daß Ballenversatz in der Teilungsfuge der noch nicht abgegossenen Gießformen mit Sicherheit vermieden wird.
• Ein erfindungsgemäß mit über krafteinstellbaren Kupplungen an den Treib- und Bremsrollen versehener Rollengang ist geradlinig ausgebildet. Wenn Richtungsänderungen erforderlich sind, werden mehrere Rollengänge benutzt, die winklig oder parallel zueinander angeordnet sein können, wobei an den Stellen einer Änderung der Förderrichtung Übersetzgeräte zwischen den einzelnen Rollengängen vorgesehen werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Prinzipskizzen dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung mit Sandblockformen in Seitenansicht, F i g. II die teilweise mit Gießformen beladene Transporteinrichtung nach F i g. I in Draufsicht und F i g. III einen betrieblichen Lageplan einer erfindungsgemäßen Transporteinrichtung, die aus mehreren Rollengängen mit unterschiedlicher Förderrichtung besteht.
• Die aus Unterballen 2 und Oberballen 3 zusammengesetzten Gießformen 1 liegen auf Paletten 4 auf, die eine in Förderrichtung gesehen etwas kürzere Länge haben als die Gießformen und von diesen beidseitig überkragt werden. Die Paletten laufen auf Rollen eines Rollengan- ges 5, der, wie F i g. l zeigt, in Förderrichtung gegen die Horizontale leicht geneigt ist.
• Ein Teil der Rollen dieses Rollenganges ist dabei als Treibrollen 6 und ein anderer Teil als Bremsrollen 7 ausgebildet. Zwischen den Treib- und Bremsrollen sind leer mitlaufende Stützrollen 8 angeordnet. Sowohl die Treib- als auch die Stützrollen werden über zwischengeschaltete krafteinstellbare Kupplungen 9, die aus zwei berührungslos verstellbaren Kupplungshälften bestehen, von drehzahlregel- bzw. drehzahleinstellbaren Motoren 10 angetrieben. Dabei können gegebenenfalls mehrere Rollen mittels Antriebsketten zu einem Antriebs- bzw. Bremssystem zusammengefaßt sein.
• An beiden Enden des Rollenganges sind als kurze Rollengangstücke ausgebildete Übersetzgeräte 11 bzw.
• 11 a vorgesehen, die winklig zueinander angeordnete Rollen haben, von denen wenigstens ein Teil vertikal verstellbar sind. Das in den F i g. 1 und II am rechten Ende des Rollenganges 5 dargestellte Übersetzgerät 11a dient zur Überführung der mit einer abgeschlossenen Gießform beladenen Palette auf einen weiteren, als Kühlstrecke fungierenden Rollengang. Das am linken Ende des Rollenganges 5 vorgesehene Übersetzgerät 11 dient dagegen zum Übersetzen einer am Ende der Kühlstrecke abgeräumten Palette, die mit einer frischen Gießform aus der Formstation beladen wird. Danach fungiert dieses Übersetzgerät 11 als Zufuhrrollengang zur Vorratsstrecke.
• F i g. III zeigt schematisch den Transportablauf. Aus der Formstation 12 wird eine zugelegte frische Gießform auf eine auf dem Übersetzgerät 11 liegende Palette abgesetzt und mit Beschwereisen und seitlichen Klemmplatten armiert. Von diesem als Zufuhrrollengang wirkenden Übersetzgerät wird die Gießform sodann in Pfeilrichtung auf die Vorratsstrecke des Rollenganges gefördert und an den sich ebenfalls in Pfeilrichtung langsam fortbewegenden Formenstrang angeschlossen. Auf diesem Rollengang werden die einzelnen Gießformen aus einer verfahrbaren Gießpfanne 13 abgegossen und gelangen nach einer gewissen Kühlzeit schließlich über das Übersetzgerät 1 ia und einen weiteren, als abgedeckte Kühlstrecke fungierenden gegenläufigen Rollengang zum Übersetzgerät 11, wobei die Beschwereisen und Klemmplatten umgelastet, die Gießformen mittels eines Schubschildes 14 von den Paletten in eine Auspackstation - im dargestellten Fall eine rotierende Kühltrommel 15 -abgeschoben und die durch Abbürsten vom Sand gereinigten Paletten zu einem neuen Zyklus wieder an den Anfang der Förderstrecke übergesetzt werden.
• Bezugszeichenliste 1 Gießform 2 Unterballen 3 Oberballen 4 Palette 5 Rollengang 6 Treibrolle 7 Bremsrolle 8 Stützrolle 9 Kupplung 10 Motor

  11 a } Übersetzgerät

  12 Formstation 13 Gießpfanne 14 Schubschild 15 Kühltrommel

Claims (14)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Transportieren von horizontal geteilten kastenlosen Sandgießformen mit senkrechten Seitenwänden in Art eines Formenstranges von einer Formstation über eine Vorrats-, Gieß- und Kühlstrecke zu einer Auspackstation auf angetriebenen Paletten, die auf einem Rollengang laufen, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Gießformen die Paletten zumindest an deren quer zur Förderrichtung liegenden Endflächen überkragen und sich dabei an ihren Stirnflächen gegenseitig abstützen, und b) die Antriebs- bzw. Bremskräfte auf Treib- bzw.

   Bremsrollen des Rollenganges über krafteinstellbare Kupplungen aufgebracht werden, wobei die Übertragungskraft der Kupplungen auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden als er der Reibungskraft zwischen den Unterballen und den auf ihnen aufliegenden Oberballen der Gießformen entspricht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zusammenstellung des Formenstranges die jeweils neu an den Strang heranzuführende Gießform mit solch niedrigem Fördergeschwindigkeits-Unterschied an die jeweils letzte Gießform des Formenstranges angeschlossen wird, daß die aus der Differenz der Fördergeschwindigkeit der Gießform und der Transportgeszhwindigkeit des Formenstranges resultierende kinetische Energie im plastischen Bereich des Sandes aufgenommen wird und zum Versetzen des Oberballens gegenüber dem Unterballen der Gießform nicht ausreicht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die neuen Gießformen mittels eines eigenen Antriebs mit krafteinstellbarer Kupplung an den Formenstrang herangeführt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den einzelnen Gießformen gebildete Formenstrang sowohl bei seiner Bewegung in Fördereinrichtung als auch bei seinem Stillstand unter einer von den Treib- und Bremsrollen aufgebrachten Spannkraft gehalten wird, die kleiner ist als die Reibungskraft zwischen den Unterballen und den darauf liegenden Oberballen der Gießformen.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit den Treibrollen auch die Bremsrollen angetrieben werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsrollen mit niedrigerer Drehzahl als die Treibrollen angetrieben werden.
7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollengangsystem im Bereich des Formenstranges in Förderrichtung so geneigt wird, daß die Reibungskräfte im System durch die auf den Formenstrang einwirkende Schwerkraft nahezu oder vollständig egalisiert werden.
8. 8. Vorrichtung zum Transportieren von horizontal geteilten kastenlosen Sandgießformen mit senkrechten Seitenwänden, bestehend aus einem zwischen einer Formstation und einer Auspackstation angeordneten, eine Vorrats-, Gieß- und Kühlstrecke bildenden Rollengangsystem mit Treib-, Stütz- und Bremsrollen, auf denen die Gießformen tragenden Paletten laufen, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- schen den Treibrollen (6) und Bremsrollen (7) und den ihnen jeweils zugeordneten Antriebsaggregaten in ihrer Übertragungskraft einstellbare Kupplungen (9) vorgesehen sind, und daß die die Gießformen (1) tragenden Paletten (4) eine in Förderrichtung gesehen geringere Längenabmessung haben als die auf ihnen aufliegenden Gießformen (1), so daß sie von diesen beidseitig überkragt werden.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (9) als krafteinstellbare Magnetkupplungen ausgebildet sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die krafteinstellbaren Magnetkupplungen aus magnetostatischen Hysteresekupplungen bestehen.
11. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (10) der die Treibrollen (6) antreibenden Aggregate mit den Motoren (10) der die Bremsrollen (7) antreibenden Aggregate steuerungsmäßig gekoppelt sind.
12. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollengangsystem in Förderrichtung geneigt ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Formstation (12) und dem die Vorratsstrecke bildenden Rollengang (5) ein Zufuhrrollengangstück mit eigenem Antrieb vorgesehen ist, dessen Treibrollen (6) mit höherer Drehzahl antreibbar sind als die Treibrollen (6) des übrigen Rollenganges (5), dessen Kupplungen (9) aber auf einen niedrigeren Kraftübertragungswert eingestellt sind als die Kupplungen (9) an den Treibrollen des übrigen Rollenganges (5).
14. 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollengangsystem aus mehreren geradlinigen einzelnen Rollengängen (5) besteht, die parallel und/oder winklig zueinander angeordnet sind, wobei an den Stellen einer Änderung der Förderrichtung Übersetzgeräte (11, 11a) zwischen den einzelnen Rollengängen (5) vorgesehen sind.

    Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Gießereiwesens, speziell der Maschinenformerei und betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Transportieren horizontal geteilter kastenloser Gießformen auf Transporteinrichtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

    Horizontal geteilte kastenlose Gießformen, sogenannte Sandblockformen, haben gegenüber Gießformen in rahmenförmigen stählernen oder gußeisernen Formkästen den Vorteil erheblich niedrigerer Anlage-und Betriebskosten, sowie eines geringeren Flächenbedarfs der Formanlage. Ihr Nachteil liegt demgegenüber hauptsächlich in einer ungünstigeren Modellplattenbelegung, also einem ungünstigeren Sand/Guß-Verhältnis.

    Wegen des fehlenden metallenen Stützrahmens in Gestalt des Formkasten muß nämlich die bei kastenlosen Formen ausschließlich aus verdichtetem Formsand bestehende Formwand stärker sein, um Metalldurchbrüche zu vermeiden.