DE3715997A1 - Kopf zum laden und einfuellen von giessereierde in formmaschinen fuer gepresste kerne und dergleichen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kopf zum Laden und Einfüllen von Gießereierde (Sand und entsprechende Zusätze) mittels Druckluft in Formmaschinen zum Formen von Erdkernen in Preßformen oder Kernkästen des teilbaren Typs (welcher geöffnet werden kann).

Wie bekannt ist, sind die Köpfe zum Laden von Gießereierde für die Herstellung von Erdkernen in teilbaren Preßformen im allgemeinen durch eine zylindrische Kammer mit vertikaler Achse gebildet, welche am unteren Ende mit einem Behälter oder Rahmen zum Füllen eines Kernkastens gekuppelt ist und durch welchen die Gießereierde bei Einfüllung von oben bis zu einer innerhalb dieser Kammer liegenden, vorbestimmten Einfüllhöhe eingespeist wird. Wenn die Einfüllhöhe erreicht ist, wird die Erde durch Einlassen von Druckluft in die Kammer schnell und heftig ins Innere des Kernkastens ge­ trieben oder praktisch geschossen und dort komprimiert und verdichtet. Am Ende der Operation des Einfüllens und Ver­ dichtens der Erde wird dieser Kasten entfernt und sodann ge­ öffnet; der gepreßte Kern wird mittels unterschiedlicher Ent­ nahme- und Abführeinrichtungen entnommen und abgeführt.

Es ist auch bekannt, daß die Verwendung von Druckluft zum Werfen der Erde längs durch die zylindrische Kammer bis in den Kernkasten hinein vor allem innerhalb der Füllkammer er­ hebliche, mit den zum Einblasen der Luft bestimmten Systemen verbundene Probleme schafft, und zwar im Hinblick auf ihre Verteilung in der Kammer und auf die Entleerung derselben nach dem Einfüllvorgang. In der Tat bestehen die Probleme, die hier erwachsen, darin, daß sich schädliche Luftblasen in der eingespeisten Erde bilden, daß sich eine verwirbelte Luftströmung ausbildet, welche eine ungenügende Dichte der Erde zur Folge hat und daß sich eine unregelmäßige oder un­ gleichmäßige Dichteverteilung in dieser Erde einstellt, ab­ hängig von der Anordnung der Öffnung oder der Öffnungen zum Ablas­ sen der Luft nach dem Einfüllvorgang.

Um diesen ernstlichen Nachteilen vorzubeugen, sind schon ver­ schiedene Lösungen vorgeschlagen worden, darunter auch die, die Luft über Ablaßöffnungen abzulassen, die zum oberen Be­ reich des Kopfes hin angeordnet und ausgerichtet sind, sowie die, eine größere Menge der Druckluft axial in die Füllkammer, eine kleinere Menge hingegen radial zu dieser Kammer einzu­ blasen, und zwar durch an ihrem Ende ausgebildete Öffnungen.

Auch diese Lösungen, obwohl sie den Füllvorgang und die Quali­ tät der gepreßten Kerne verbessert haben, haben in der Praxis das Problem der Bildung von Luftblasen und der regelmäßigen Verdichtung der Erde nicht vollständig lösen konnen.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kopf zum Laden von Gießereierde in Formmaschinen für gepreßte Kerne mittels Druckluft zu schaffen, der so aufgebaut ist, daß die durch die Einführung von Druckluft gemäß den bekannten Techniken bewirkten Nachteile vollständig vermieden werden, und insbesondere so, daß sowohl die Bildung von Luftblasen im Inneren der Füllkammer als auch die Wirbelbewegungen die­ ser Luft vermieden werden, mit offensichtlichen Vorteilen, was die regelmäßige Verteilung und gleichmäßige Dichte der Erde im Inneren der Kammer und die erwünschte Verdichtung des gepreßten Endproduktes betrifft.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, einen Füllkopf für Formmaschinen zum Formen von Kernen aus Gießereierde zu schaffen, welcher mit programmgesteuerten Antriebsmitteln versehen ist, welche ein horizontales oder vertikales Ver­ fahren des gesamten Kopfes von dem darunterstehenden Kern­ kasten weg und zu diesem hin ermöglichen und damit die Formapparatur baulich einfach und zuverlässig zu machen sowie in die Lage zu versetzen, dicht gepreßte, fehlerfreie Endprodukte in kürzerer Zeit herzustellen.

Diese und weitere Aufgaben, die aus der folgenden Beschrei­ bung klarer hervorgehen, werden erfindungsgemäß gelöst durch einen Kopf zum Einfüllen der Gießereierde in Formmaschinen für gepreßte Kerne, welcher aus einem Halterahmen gebildet ist, der eine zylindrische, vertikale Kammer zum Einfüllen der Gießereierde in einen am Fußende dieser Kammer gehalte­ nen Kernkasten trägt und im oberen Bereich mit einem äußeren zylindrischen, Druckluft enthaltenden Behälter versehen ist, wobei die Luft entweder axial oder quer in dieser Kammer über eine beweg­ liche, koaxial zur Kammer angeordnete Verschlußeinrichtung einge­ lassen werden kann; dieser Füllkopf weist gemäß der vor­ liegenden Erfindung Stütz- und Führungsmittel auf, die die abwechselnde Bewegung der zylindrischen Kammer in vertikaler Richtung von einem im unteren Bereich dieser Kammer angeord­ neten Kernkasten weg oder zu diesem hin ermöglicht, sowie Antriebsmittel, im wesentlichen in der Form eines hydrau­ lisch angesteuerten Schiebers, welche koaxial zu dieser Kammer angeordnet und der genannten Verschlußeinrichtung zur Verteilung der Druckluft zugeordnet sind; sie ermöglichen die Steuerung der vertikalen Bewegungsphasen der Kammer und der zugehörigen Verschlußeinrichtung in beiden Richtungen, wobei die genannten Mittel für den hydraulischen Antrieb ein­ stückig mit dem genannten Halterahmen sind, während am oberen Ende der Kammer und koaxial zu dieser ein zylin­ drisches Rohrelement angeordnet ist, welches so dimensioniert ist, daß zwischen der Innenfläche der Kammer und der Außen­ fläche des Rohrelementes ein ringförmiger Zwischenraum ge­ schaffen wird, welcher geeignet ist, sowohl die am Scheitel der Kammer zugeführte Druckluft als auch die radial in diese Kammer eingeführte Druckluft in die axiale Richtung der Kammer zu leiten.

Weitere bauliche und funktionale Kennzeichen des Füllkopfes gemäß der Erfindung werden anhand der folgenden Beschrei­ bung, die sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, näher erläutert; sie gilt nur beispielhaft und die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt. Die einzige Figur zeigt in einem axial-diametralen Schnitt einen Füllkopf gemäß der Erfindung, welcher getrennt von den Kernkästen und den zugehörigen Ent­ nahme- und Abführeinrichtungen für die gepreßten Kerne dar­ gestellt ist.

Der in dieser Figur dargestellte Füllkopf gemäß vorliegender Erfindung ist von der Art, welche eine vertikale, zylindri­ sche Kammer 1 aufweist, bei der oben Gießereierde, im all­ gemeinen Sand und entsprechende Zusätze, bis zu einer Füll­ standsgrenze eingeführt wird, die durch die Linie B gekenn­ zeichnet ist, und von der aus diese mittels Druckluft in die herkömmlichen Kernkästen (nicht dargestellt) eingefüllt oder eingeschossen wird, welche am Fußende und in engem Kontakt mit dem unteren Ende der Kammer 1 angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Füll­ kopftyp, welcher in axialer Richtung von dem darunterstehen­ den Kernkasten weg und auf diesen zu beweglich montiert ist, wobei in diese zylindrische Kammer 1 die Druckluft, die durch die Öffnung 2 a eingespeist und in einem zum oberen Teil dieser Kammer koaxialen Behälter 2 aufgenommen wird, zum größeren Teil von oben durch Zuführöffnungen 5 und axial zur Kammer gerichtet, zu einem kleineren Teil radial zu dieser Kammer durch radiale Öffnungen 3, welche durch ein zylindrisches Gitter oder ein zylindrisches Netz 4 geschützt sind, zugeführt wird. Der Übertritt der Druckluft aus dem ringförmigen Behälter 2 zum Inneren der Kammer 1 erfolgt über eine zu dieser Kammer 1 koaxiale Verschluß­ einrichtung 6, 7. Diese Verschlußeinrichtung wird von einem zylindrischen Muffenkörper mit zwei unterschiedlichen Durchmessern gebildet; der Körper 6 ist gleitend und ab­ dichtend auf der äußeren Oberfläche der Kammer 1 montiert, während der Körper 7, welcher gleitend im Inneren des Be­ hälters 2 angeordnet ist, einen ringförmigen Zwischenraum 8 mit dieser Kammer bildet.

Deshalb kann bei der in der Figur dargestellten Stellung die Druckluft aus dem Behälter 2 nicht in den Zwischenraum 8 übertreten, während dann, wenn die Verschlußeinrichtung in Richtung nach unten zurückgezogen ist, sich zwischen dem Ende 7 a des Körpers 7 und der Unterseite des dünnen Verschlußdeckels 9 eine Öffnung bildet, die es der Luft er­ laubt, in den Zwischenraum 8 einzutreten und von dort über die Öffnungen 5 in die Kammer 1 überzutreten, so daß sie dieser Kammer axial zufließt, sowie auch über die Öffnungen 3 in radialer Richtung in die Kammer einzutreten. Die Ver­ schlußeinrichtung wird durch eine Einrichtung mit hydrau­ lischer Betätigung gesteuert, welche aus einer mit der Kammer 1 fest verbundenen Ringkammer 10 für das Druckfluid und einem der Verschlußeinrichtung 7 zugeordneten, ring­ förmigen Steuerschieberkörper 11 gebildet; dieser kann in zwei Richtungen verstellt werden, wobei er das Druckfluid alternativ durch die Eingänge 12 und 13 einläßt.

Das Ablassen der Luft nach dem Füllvorgang und nach Schließen der Verschlußeinrichtung erfolgt über die Öffnung 14, die im Deckel der Kammer 1 ausgebildet ist.

Um die Steuerung der axialen Verstellungen sowohl der Kam­ mer 1 als auch der Verschlußeinrichtung zu automatisieren, ist erfindungsgemäß die Kammer 1 in vertikaler Richtung und mit einem vorbestimmten Weg verschiebbar auf einem Halte­ rahmen (nicht dargestellt, da im wesentlichen von bekannter Bauart) montiert, so daß sie mit der herkömmlichen Kasten­ form eines Kernkastens von bekannter Art mit zwei trennbaren Kastenteilen (ebenfalls nicht dargestellt) passend verbunden werden kann, und daß sie von diesem Kernkasten nach Bildung des Kerns abgehoben werden kann. Die alternativen axialen Verstellungen der Kammer 1 werden dadurch erzielt, daß an dieser Kammer koaxial eine Einrichtung zur hydraulischen Verstellung angebracht ist, vorzugsweise ein Steuerschieber, welcher aus einer zylindrischen Muffe 15 gebildet ist, die koaxial an der Außenseite der Kammer 1 befestigt und mit dem Körper der Kammer 10 der Verschlußeinrichtung fest ver­ bunden ist. Außen auf der Muffe 15 ist koaxial und fluid­ dicht eine zweite Muffe 16 montiert, welche so profiliert ist, daß zwischen ihrer Innenfläche und der Muffe 15 ein ringförmiger Zwischenraum 17 geschaffen wird, in den das unter Druck stehende Steuerfluid alternativ über die Einlaß- Auslaßöffnungen 18 und 19 eingeführt wird. Im Inneren des ringförmigen Zwischenraumes 17 ist ein in diesen ragender Ringkörper 20 bzw. Kolben montiert, welcher mit der Muffe 15 verbunden und mit Dichtungen versehen ist, die gegen die innere Zylinderfläche des äußeren Ringkörpers 16 an­ liegen. Der äußere Ringkörper 16 ist fest auf einem seit­ lichen Support 21 befestigt, welcher seinerseits entlang rohrförmiger Führungen 22, 23 horizontal verschiebbar mon­ tiert ist, so daß die gesamte Baueinheit des Füllkopfes aus der Arbeitsposition in eine seitliche Position verschoben werden kann, wie im Falle der bekannten Füllköpfe.

Es sei angenommen, daß die Kammer 1 mit der zugehörigen Verschlußeinrichtung 6, 7, 10 starr mit dem Ringkörper 15 verbunden ist, welcher den Kolben-Ringkörper 20 trägt; es sei weiter angenommen, daß in der Figur die Kammer 1 in einer Position dargestellt ist, in der sie von dem darunter befindlichen Kernkasten abgehoben ist; der Vorgang des Ein­ füllens der Gießereierde in den Kernkasten läuft dann wie folgt ab:

Nachdem mit bekannten Mitteln der Füllstand B der Erde innerhalb der Kammer 1 festgestellt worden ist, läßt man Druckfluid über den Eingang 18 in den Zwischenraum 17 ein; das Fluid verstellt den Ringkolben 20 nach unten und nimmt auf diese Weise die Kammer 1 (und die zugehörige Verschlußeinrichtung 6, 7) in Richtung nach unten mit bis zum Anschlag an den Kernkasten. In diesem Augenblick wird Druckfluid über den Eingang 12 in die Kammer 10 eingelassen, was ein Zurückfahren der Verschlußeinrich­ tung und einen Übertritt der Druckluft vom Behälter 2 in die Kammer 1 über die Öffnungen 7 a und 3 zur Folge hat. Am Ende des Füllvorganges wird der Kammer 10 Druck­ fluid über den Eingang 13 zugeführt; auf diese Weise wird die Verschlußeinrichtung gezwungen, in die Ver­ schließposition zurückzukehren. Wenn diese Verschließung erfolgt ist, wird durch Einlassen von Druckfluid in den Zwischenraum 17 über den anderen Eingang 19 ein Ab­ heben des gesamten Kopfes von dem darunter befindlichen Kernkasten bewirkt. Das Ablassen der Luft erfolgt durch die obere Auslaßöffnung 14.

Um die Bildung von Luftblasen und Wirbelströmungen im Inneren der Kammer 1 zu vermeiden, wird weiterhin gemäß der Erfindung am Scheitel dieser Kammer 1 koaxial ein zylindrischer, rohrförmiger Körper 24 angeordnet, und zwar innerhalb der Kammer und befestigt am Deckel. Zwischen der Kammer 1 und der äußeren Zylinderfläche des zylindrischen Körpers 24 entsteht ein ringförmiger Zwischenraum 25 gegenüber der Reihe der radialen Öffnun­ gen 3. Auf diese Weise wird eine ringförmige Führung für die eintretende Luft geschaffen, die gewährleistet, daß die gesamte eingelassene Luftmenge keine schädlichen Wirbelbewegungen und/oder Luftblasen in der Kammer 1 erzeugt, wodurch die Arbeitsbedingungen und die Qualität der gepreßten Produkte verbessert werden.

Es ist offensichtlich, daß in der praktischen Ausführung bei der Erfindung, die oben in einer bevorzugten Ausgestaltung beschrieben wurde, äquivalente bauliche und funktionsmäßige Änderungen und Varianten durchgeführt werden können, ohne daß damit der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ver­ lassen wird.

Claims (4)

1. Kopf zum Laden und Einfüllen von Gießereierde in Form­ maschinen zum Formen von gepreßten Erdkernen, wobei der Kopf aus einem Halterahmen gebildet ist, welcher eine vertikale, zylindrische Kammer zum Einfüllen der Erde in einen am unteren Ende dieser Kammer angeordneten Kernkasten hält, und am oberen Ende mit einem äußeren, zylindrischen Behälter versehen ist, welcher Druckluft ent­ hält, die entweder axial oder quer in diese Kammer mit­ tels einer verstellbaren, koaxial zu dieser Kammer an­ geordneten Verschlußeinrichtung eingelassen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß er an einem Haltrahmen Halte- und Führungsmittel aufweist, die eine Hin- und Herbewegung der zylindrischen Kammer (1) in vertikaler Richtung von einem Kernkasten weg und auf diesen zu ermöglichen, sowie Betätigungsmittel, vorzugsweise als hydraulisch gesteuerter Steuerschieber (16, 17) ausgebildet, die ko­ axial zu dieser Kammer (1) angeordnet und dieser Verschluß­ einrichtung (6, 7) zur Verteilung der Druckluft zugeord­ net sind und die die Phasen der vertikalen Bewegungen der Kammer (1) sowie der zugehörigen Verschlußeinrichtung (6, 7) in den beiden Richtungen steuern können, wobei die hydraulischen Betätigungsmittel (16, 17) mit dem Halterahmen fest verbunden sind, während am Scheitel der Kammer (1) und koaxial zu dieser ein zylindrisches Rohr­ element (24) vorgesehen ist, welches so dimensioniert ist, daß zwischen der inneren Oberfläche der Kammer (1) und der äußeren Oberfläche des Rohrelementes (24) ein ringförmiger Zwischenraum (25) entsteht, welcher sowohl die am Scheitel der Kammer (1) als auch die radial in diese Kammer (1) eingelassene Druckluft in Richtung axial zu dieser Kammer leitet.

2. Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel zu axialen Verstellung der Kammer (1) aus zwei koaxialen, zylindrischen Körpern gebildet sind, von denen einer mit der Kammer (1) fest verbunden ist und der andere mit dem Halterahmen, wobei zwischen diesen beiden koaxialen zylindrischen Körpern ein ring­ förmiger Zwischenraum (17) für das Betätigungsfluid gebildet ist, welches alternativ durch zwei verschiedene Eingänge (18, 19) eingelassen wird und auf einen Kolben (20) oder einen von dem mit der Kammer verbundenen Körper vor­ stehenden Schieber wirkt, welcher abdichtend gegen den äußeren, die Eingänge (18, 19) aufweisenden zylindri­ schen Körper (16) anliegend montiert ist.

3. Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der obere zylindrische Körper (24) innerhalb der Kammer (1) eine derartige Länge hat, daß sie zumindest der Länge des Teils der Kammer (1) entspricht, die mit radialen Eintrittsöffnungen (3) für die Druckluft ver­ sehen ist.

4. Kopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er entsprechend den weiter oben näher spezifizierten Aufgaben gemäß der Beschreibung und der Zeichnung ausgeführt ist.