DE3743667A1 - Sandfuellvorrichtung fuer formmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sandfüllvorrichtung für Formmaschinen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1.

Die moderne Technologie stellt immer höhere Anforderun­ gen an die Giessereibetriebe, auch in bezug auf die rationel­ le und technisch einwandfreie Herstellung von Giessformen.

Der Zufuhr von Sand und dem Füllprozess ist bisher keine allzugrosse Beachtung geschenkt worden. Wichtig war die rich­ tige Lagerlegung des Sandes sowie seine vorherige Aufberei­ tung. Es hat sich aber gezeigt, dass es vorteilhafter bzw. effizienter ist, den Sand kurz vor dem Einfüllen in den Form­ kasten nochmals aufzulockern und dadurch gleichmässigere Sandformen zu erzielen. Um eine möglichst homogene Sanddich­ te zu erreichen, sollte der Sand im Formkasten gleichmässi­ ger über die ganze Sandform gepresst werden.

Wie der DE-AS 28 23 378 entnommen werden kann, ist be­ reits erkannt worden, dass das Einbringen einer Sandanrei­ cherung im Aussenbereich des Formkastens insofern von Vor­ teil ist, als sich das Modell meist im Zentrum des Form­ kastens befindet und über dem Modell eine nur geringe Kom­ pressionsmöglichkeit besteht. Beabsichtigt dabei war, an­ stelle einer Kegelform der Oberfläche eine Trichterform an­ zustreben. Dieser Grundgedanke ist wohl richtig, sollen je­ doch kompliziertere Modelle, insbesondere Formen mit unre­ gelmässigen Kavernen geformt werden, ist das vorgenannte Vorgehen eher nachteilig. Die Vornahme einer gezielten Sand­ zufuhr ist nicht einfach.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist einerseits eine ein­ fache, nahe der Einfüllöffnung des Formkastens liegende Nachbearbeitungseinrichtung für den Sand und insbesondere dessen volumen- oder gewichtsmässige Präparierung sowie an­ dererseits die Möglichkeit der gezielten Verteilung des Sandes im Formkasten, je nach Aussenform des zu giessenden Modells.

Erfindungsgemäss wird dies mit einer Füllvorrichtung erreicht, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Pa­ tentanspruches 1 aufweist, insbesondere einerseits die Merk­ male des Anspruches 2 für die Verteilung über den Gesamtbe­ reich und andererseits die Merkmale des Anspruches 5 für die Zufuhr von aufgelockertem Sand.

Die Anordnung von Leitlamellen in zwei Ebenen gemäss Anspruch 3, wobei die Lamellen jeder Ebene untereinander pa­ rallel liegen, jedoch gegeneinander um 90° gedreht sind, er­ möglicht eine gezielte Zuweisung des Sandes.

Bei Fliessbandfertigung kann so die Stellung der Leit­ lamellen für jedes Modell individuell gssteuert werden.

Anspruch 7 betrifft die während dem Einfüllen des Form­ kastens erfolgende Vorbehandlung des Sandes. Der Sand wird gelockert; grössere Knollen können noch aufgelöst werden. Die Anordnung eines Gitters oder Siebeinsatzes an der unte­ ren Auslassöffnung dient einem letzten Auflockern des Sandes und der Teilung von Knollen.

Der Sand-Dosierbehälter steht auf einer Gewichtsmesseinrich­ tung. Nach Erreichen des vorbestimmten Gewichts im Sandbehäl­ ter wird die Sandtransportanlage automatisch abgeschaltet.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Schemaansicht einer Formmaschine im Ruhe­ zustand, mit aufgesetzter erfindungsgemässer Füllvorrichtung,

Fig. 2 in grösserem Massstabe die Füllvorrichtung, eingestellt für den Füllvorgang bei einem Positivmodell, und

Fig. 3 dieselbe Füllvorrichtung, eingestellt für den Füllvorgang bei einem Negativmodell.

Auf dem Führungspfeiler 18 ist der Presstisch 9 unter der Wirkung des Hydraulikzylinders 19 auf- und abbewegbar ge­ lagert und weist nebst einem Unwuchterreger 14 bis 17 vier Stütz-Druckfedern 11 auf, auf welchen die Tragplatte 8 für die gefederte Aufnahme des Modellträgers 1 mit dem Modell­ körper 2 liegt. Im vorliegenden Fall handelt es sich um ei­ nen Positiv-Modellkörper 2 mit relativ hohem Mittelteil und einen Negativ-Modellkörper 2 a mit höheren Randpartien. Die beiden Modellkörper befinden sich auf der Schwenkvorrichtung 3, mit der das gewünschte Modell in die Formmaschine einge­ fahren werden kann. Oberhalb des eingefahrenen Modellkörpers ist der auf einer Rollenbahn 4 liegende Formkasten 5 und darüber der an der Füllrahmenhalterung 7 befestigte Füll­ rahmen 6 angeordnet. Ergänzt wird die Maschine durch den in den Bereich des Formkastens 5 einschwenkbaren Pressstempel 27 für das Nachpressen der Sandform und die Modellwechsel­ vorrichtung 32 für das Ändern der zu formenden Modelle. Oberhalb von Presstisch 9, Tragplatte 8 mit Modell 2, Form­ kasten 5 mit Füllrahmen 6, ist am Maschinengestell 31 die Füllvorrichtung montiert. Diese besteht aus einem oberen Teil, d.h. einem Sand-Dosierbehälter 25 mit dem Endlosband der Sandtransportanlage 41 für die Sandzuführung und einem darunter angeordneten Sandlüftergehäuse 20, dessen untere Auslassöffnung gegen den Füllrahmen 6 gerichtet ist.

Der Sand-Dosierbehälter 25 weist eine sich konisch er­ weiternde, das ungehinderte Abfliessen des Sandes fördernde Innenform auf. Der gegen das Sandlüftergehäuse zu gerichte­ te untere Auslass ist durch einen Schieber 26 schliessbar. Prinzipiell steht der Sand-Dosierbehälter auf einer Ge­ wichtsmesseinrichtung 42, über die das Einfüllgewicht bzw. die Einfüllmenge des Sandes festgestellt wird.

Wie Fig. 2 beispielsweise zeigt, kann der Sand-Dosier­ behälter 25 um die Achse 43 schwenkbar gelagert sein, wobei anlässlich der Schwenkung des Gehäuses eine Auflage 44 als Einzelpunkt entgegen der Kraft der Gewichtsmesseinrichtung 42 zu liegen kommt. Das durch die Gewichtsmesseinrichtung aufzunehmende Sandgewicht wird für jedes zu formende Modell festgelegt. Bei Erreichen des vorbestimmten Gewichts wird die Zufuhr des Sandes durch die Sandtransportanlage 41 von der Messeinrichtung 42 abgestellt. Das Dosier-Sandgehäuse 25 ist für ein erneutes Sandeinfüllen in einen Formkasten 5 bereit. Die Gewichtsmesseinrichtung 42 wird entlastet und die untere Auslassöffnung vom Schieber wieder geschlos­ sen.

Das unterhalb des Sand-Dosierbehälters 25 angeordnete Sandlüftergehäuse hat drei Funktionen: es verbindet den Sand-Dosierbehälter 25 mit dem Formkasten 5; lockert den vorgängig vorbereiteten Sand nochmals auf, damit dieser feinverteilt und ohne Knollen in den Formkasten gelangt; der Sand wird dem Formkasten gezielt in je nach Modell vorbestimmte Bereiche zugeleitet.

Im oberen Bereich des Sandlüftergehäuses 20 sind quer zur Fliessrichtung des Sandes mit radial vorstehenden Schlagmessern 21 versehene Wellen 34 angeordnet, welche in derartigem Abstand nebeneinanderliegen, dass keine Sand­ knollen ungelockert in den Formkasten gelangen.

In den beiden Ebenen a und b sind zusätzlich drehbare Leitlamellen 22 bzw. 23 angeordnet, wobei jede Lamelle von zwei in der Wand des Gehäuses 20 drehbar gelagerten Zapfen 40 gehalten ist. Die Leitlamellen 22, 23 jeder Ebene a und b liegen parallel zueinander; diejenigen 22 der oberen Ebene a verlaufen senkrecht zu denjenigen 23 der unteren Ebene b. Jede Leitlamelle ist dreh- und einstellbar, so dass der durchfliessende Sand nach der einen oder anderen Richtung des Formkastens geleitet werden kann. Mit der gegenseitigen Einstellung der Leitlamellen 22, 23 kann der ganze Bereich des Formkastens 5 individuell mit mehr oder weniger Sand gefüllt werden.

Zwecks zusätzlicher Auflockerung des Sandes und zur Verhinderung des Austrittes eines festen Stückes oder Knol­ lens, weist die untere Austrittsöffnung des Sandlüfterge­ häuses 20 ein Sieb 24 auf, welches jedoch auch durch zwei auf übereinanderliegenden Ebenen angeordnete Drahtverspan­ nungen ersetzt werden kann, wobei die Drähte der beiden Ebe­ nen quer zueinander verlaufen. Durch die Anordnung der Dräh­ te in zwei Ebenen wird verhindert, dass sich am Sieb ein Stau in Form einer örtlichen Ansammlung von Sand bildet oder der Sanddurchfluss auf andere Weise blockiert wird.

In der Praxis hat es sich gezeigt, dass sich im Innen­ bereich des Sandlüftergehäuses 20, trotz den Schlagmessern 21 und dem Sieb 24 bzw. den das Sieb ersetzenden Drähten, an den Leitlamellen und am Sieb oder an den Drähten, zur Verstopfung führende Sandansammlungen bilden können, was im Prinzip z.B. durch Vibration der einzelnen Elemente verhin­ dert werden könnte. Dies erfordert jedoch einen nicht unbe­ trächtlichen technischen Aufwand. Gute Ergebnisse sind durch Beheizen der Elemente, insbesondere der Lamellen 22 bzw. 23 und des quer angeordneten Siebes 24 bzw. der im Bereich der unteren Öffnungen quer gespannten Drähte des Sandlüfters oder des Sandlüftergehäuses 20 selbst, erzielt worden. Eine Behinderung des Sandflusses durch entlang der Leitlamellen anhaftenden Sand wird verhindert.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird nachstehend die Funktion der Leitlamellen näher erläutert. Über die Zapfen 40 ist der Neigungswinkel jeder Leitlamelle verstellbar. Wird, wie Fig. 2 zeigt, ein Positivmodell 2 geformt, zeigen die Leit­ lamellen nach den Aussenbereichen des Formkastens. Die Ober­ fläche des eingefüllten Sandes 35 bildet eine Mulde. Beim nachfolgenden Hochdruckpressen mit Hydraulikzylinder 19 oder Pressstempel 27 wird unter gleichem Druck die höher liegen­ de Sandschicht mehr zusammengepresst als die untere Schicht über dem Modell 2, was eine gleiche Sanddichte über den gan­ zen Bereich des Formkastens ergibt.

Soll, wie Fig. 3 zeigt, ein Negativmodell 2 a geformt werden, muss die Form im Zentrum des Formkastens mehr Sand 35 aufweisen. Die Leitlamellen zeigen nach dem Zentrum des Form­ kastens 5. Die Oberfläche des Sandes bildet eine Kuppe. Auch hier ergibt sich nach dem Hochdruckpressen eine gleiche Sanddichte.

Erwähnt sei noch, dass während dem Sandeinfüllen, durch das Rütteln des Vibriermasse-Systems 8 bis 13 mit den Lager­ ungen der Tragplatte 8 auf den beiden Federsystemen 11 und 17, eine Vorverdichtung des Sandes erfolgt.

Die beschriebene Sand-Füllvorrichtung kann sowohl ein­ zeln, als auch in Kombination von Sand-Dosierbehälter 25 und Sandlüftergehäuse 20 verwendet werden, wobei eine Vollauto­ matisierung von Sandeinfüllen und spezifizierter Sandzufüh­ rung in bezug auf das eingesetzte Modell möglich ist. Das Verstellen der Leitlamellen kann aber auch jederzeit von Hand von ausserhalb des Gehäuses erfolgen.

Claims (11)

1. Füllvorrichtung, insbesondere zum Einfüllen des Sandes (35) in Formkästen (5) einer Formmaschine, zur automatischen Herstellung von Giesserei-Sandformen, welche Füllvorrichtung aus einem Sandbehälter (25) und darunter angeordnetem Sand­ lüftergehäuse (20) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Sandbehälter (25) und Sandlüftergehäuse (20) ein Schieber (26) zum Auffangen der Einfüllmenge bzw. zur Steue­ rung des Einfüllzeitpunktes angeordnet ist.

2. Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass das Sandlüftergehäuse (20) in seinem oberen Be­ reich Elemente (21, 34) zum Lockern des durchrieselnden San­ des und in seinem unteren Bereich den Sandstrom leitende Elemente (22, 23, 40) aufweist.

3. Füllvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die den Sandstrom dem Formkasten gezielt zuleiten­ den Elemente drehbar gelagerte Leitlamellen (22, 23) sind, wobei je ein Teil dieser Lamellen in einer oberen (a) bzw. unteren (b) Ebene angeordnet ist, die Lamellen je einer Ebene parallel zueinander verlaufen, sich je annähernd über die ganze Sehne ihrer Lage erstrecken, und dass die Leitla­ mellen (22) der oberen Ebene (a) annähernd senkrecht zu den Leitlamellen (23) der unteren Ebene (b) verlaufen; ferner dass die Leitneigung der Lamellen (22, 23) durch Drehen der­ selben von ausserhalb des Gehäuses einstellbar ist.

4. Füllvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, dass die Leitlamellen (22, 23) je an zwei seitlich an­ geordneten, in der Wandung des Gehäuses (20) drehbar gela­ gerten Zapfen (40) befestigt sind, an welchen Zapfen steuer­ bare Mittel angreifen, von welchen die Stellung der Leitla­ mellen in Winkelgraden, je nach zu formendem Modell bzw. je nach Ort, an welchen der Sand hingeleitet werden soll, ge­ steuert wird.

5. Füllvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die dem Lockern des Sandes dienenden Elemente quer zur Fliessrichtung des Sandes im Gehäuse angeordnete, über den ganzen Querschnitt verteilte, mit radial abstehen­ den Schlagmessern (21) versehene, rotierbare Wellen (34) sind, welche Wellen mit ihren Schlagmessern durch ihre Ro­ tationsbewegung den einzufüllenden, in Fallrichtung durch­ rieselnden Sand (35) auflockern.

6. Füllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, dass die untere Auslassöffnung des Sandlüftergehäuses ein Drahtsieb (24) oder in zwei übereinan­ derliegenden Ebenen angeordnete Drähteverspannungen auf­ weist, wobei die Drähte der einen Ebene quer zu den Drähten der anderen Ebene verlaufen.

7. Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der Sandbehälter (25), der für das Dosieren bzw. Portionieren des Sandes für jeden Formherstellungsprozess ausgebildet ist, eine obere Einfüllöffnung aufweist, zu welcher vorzugsweise das Ende einer Sandtransportanlage (41) führt; dass der Behälter auf einer Gewichtsmesseinrichtung (42) derart abgestützt und mit einer automatischen Steuer­ einrichtung verbunden ist, dass nach Erreichen des vorbe­ stimmten Sandgewichtes die Sandtransportanlage abstellt und nach Freigabe des Einfülltaktes die Öffnung des Schiebers auslöst.

8. Füllvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, dass der Dosier-Sandbehälter (25) auf der einen Seite drehbar (43) abgestützt ist und auf der anderen Seite, vor­ zugsweise auf einem Einzelpunkt (44) der Gewichtsmessein­ richtung (42) z.B. einem Messwertaufnehmer, aufliegt.

9. Füllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge­ kennzeichnet durch eine automatische Steuerung bzw. Programm­ steuerung zur Regelung der Einfüllmenge und des Einfüllzeit­ punktes des Sandes, sowie der Stellung der Leitlamellen, je nach zu formendem Modell.

10. Füllvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass die Leitlamellen (22, 23) und/oder das Drahtsieb (24) bzw. die verspannten Drähte des Sandlüfter­ gehäuses (20) eine Heizeinrichtung aufweisen.

11. Füllvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Sandlüfterge­ häuses (20) heizbar ist.