DE3802385A1 - Vorrichtung zum entkernen von gussstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von lnnenkernen aus Gußstücken nach dem Erhärten des Gießmetalls nach Patentanmeldung P 37 28 687.0-24 (Patent . . . ).

In der Hauptanmeldung P 37 28 687.0-24 wird eine Vor­ richtung zum Entfernen von Innenkernen aus Gußstücken nach dem Erhärten des Gießmetalls vorgeschlagen, die einen Klopftisch aufweist, über dem ein Preßlufthammer mit einem Stößel angeordnet ist. Das Gußstück wird auf den Klopftisch gesetzt und gehaltert. Anschließend wird mit dem Stößel des Preßlufthammers auf die Rückwandung des Gußstücks eine vorbestimmte Schlag- bzw. Klopfenergie aufgebracht. Die Impulse der Klopfenergie werden über die Wandung des Gußstücks auf den Kern, der an der lnnen­ wandung des Gußstücks haftet, übertragen, und erzeugen Risse im Kern, so daß der Kern in mehrere Teilstücke zerlegt wird. Gleichzeitig erfolgt aber auch wegen der unterschiedlichen Eigenresonanz von Gußstück und Kern ein Ablösen des Kernmaterials von der Innenwandung des Gußstücks, wobei Abrieb (loser Formsand) gebildet wird.

Aus der DE-OS 32 19 390 ist eine Vorrichtung zum Entfer­ nen des Kernsandes aus Gußstücken bekannt, wobei das Gußstück zwischen einem Vibrator und einer verstellbaren Auflage einspannbar ist. Der Vibrator ist ein Druckluft­ hammer, der sich an einem Rahmenträger der Vorrichtung über eine stoß- und schwingungsdämpfende Zwischenlage ortsfest abstützt. Die Hammerspitze des Drucklufthammers bildet mit einem am Rahmenträger über eine weitere stoß- und schwingungsdämpfende Zwischenlage abgestützten Amboß eine Einspanneinheit für das Gußstück. Bei dieser be­ kannten Vorrichtung können auch zwei oder mehr Hammer­ einrichtungen nebeneinander auf dem gleichen Maschinen­ gestell zur Bearbeitung des gleichen Gußstücks gleich­ zeitig durch alle Hammereinrichtungen oder mehrerer Guß­ stücke durch je eine Hammereinrichtung angeordnet sein. Die Möglichkeiten der Anordnung mehrerer Hammereinrich­ tungen ist jedoch räumlich begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Klopfvorrichtung zu schaffen, die an die Raumform eines Gußstücks und/oder an unterschiedliche Raumformen von Gußstücken anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeich­ nung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Entkernen von Gußstücken,

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht der Klopfvorrich­ tung,

Fig. 3 schematisch eine Frontansicht der Klopfvorrich­ tung,

Fig. 4 schematisch eine Draufsicht auf die Klopfvorrich­ tung,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Klopfhammer,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Klopfhammer gemäß Fig. 5 in einer anderen Stellung.

In der Vorrichtung zum Entfernen von Innenkernen aus Gußstücken 1 werden die Gußstücke 1 in Reihe hinterein­ ander positioniert automatisch auf einem Transportmittel 2 in eine Kammer 3 in Pfeilrichtung 4 transportiert und gelangen zunächst auf den Klopftisch 6. Dort wird eine bestimmte Schlag- bzw. Klopfenergie auf die Wandung des Gußstücks 1 aufgebracht, so daß die Innenkerne in Teil­ stücke zerbrochen werden und ein Ablösen des Kernmaterials von der lnnenwandung des Gußstücks erfolgt. Nach dem Klopfen wird das Gußstück 1 in eine Vibriervorrichtung 7 befördert, in der zunächst eine Vibration erzeugt wird, die den beim Klopfen erzeugten Abrieb rieselfähig macht. Gleichzeitig wird das Gußstück gedreht, so daß der Sand die Möglichkeit hat, aus allen Vertiefungen durch die Kanäle und Öffnungen aus dem Innenraum des Gußstücks nach außen zu fließen. Nach dem Entfernen des Abriebs wird das Gußstück 1 gerüttelt, d.h. in Schwingungen hoher Beschleunigung und geringer Frequenz versetzt, wobei Amplituden gewählt werden, deren Höhe größer ist, als der Abstand zwischen Innenwandung des Gußstücks und Reststücken des Kerns beträgt. Die lnnenwandung trifft somit vor dem oberen und dem unteren Wendepunkt der Amplitude auf die Kernstücke und zerkleinert sie weiter. Wesentlich ist, daß die Amplitudenhöhe dem sich ver­ größernden Abstand zwischen Kernreststücken und Innen­ wandung des Gußstücks angepaßt wird. Vorzugsweise wird während des Rüttelns des Gußstücks gedreht und zweck­ mäßigerweise zwischenzeitlich das Rütteln unterbrochen und Rieselenergie, wie vorgehend beschrieben, eingelei­ tet, damit der durch das Rütteln entstandene Abrieb abfließen kann. Auf diese Weise wird die Pufferwirkung, die der Abrieb zwischen der Innenwandung des Gußstücks und den Kernreststücken bewirkt, ausgeschaltet und die Rüttelenergie optimiert. Das Rütteln und gegebenenfalls Rieselvibrieren wird solange fortgesetzt, bis die Kern­ bruchstücke so klein sind, daß sie durch die Kanäle und Öffnungen des Gußstücks passen. Die gleichzeitige Drehung des Gußstücks während des Rüttelns und Rieselvibrierens bewirkt, daß Kernstücke sich nicht in Schwingungsknoten festsetzen und dort unzerkleinert übrig bleiben.

Die erfindungsgemäße Klopfvorrichtung 6 weist ein Gestell 8 mit einem - in der Draufsicht betrachtet (Fig. 4) - rechteckigen Bodenrahmen 11 auf, wobei in jedem Eckbe­ reich 9 des Bodenrahmens 11 eine aufrechtstehende Lager­ säule 10 angeordnet ist. Im freien Endbereich der Säulen 10 ist ein Drehlager 12 vorgesehen, wobei zwei Drehlager jeweils eine gemeinsame Achse 13 haben. In den korres­ pondierenden Lagern 12 steckt jeweils ein Wellenstumpf 14 einer Welle 15, so daß zwischen den beiden Wellen 15 im Gestell 8 ein Durchgang 16 vorhanden ist.

Die Wellen 15 tragen revolverartig in drei parallelen Reihen 17, 18 und 19 jeweils vier Klopfhämmer 20, deren Stößel 21 senkrecht zur Achse der Wellen 15 ausgerichtet sind. Die Hammerreihen 17, 18, 19 sind um 90° zueinander versetzt an der Welle 15 angeordnet, wobei Verstrebungen 22 zwischen den Hämmern 20 benachbarter Reihen zur Ver­ steifung der Anordnung beitragen.

Die Wellen 15 stehen mit einem Antrieb (nicht darge­ stellt) in Verbindung, der die Wellen um die Achse 13 jeweils um 90° drehen kann, so daß jede Reihe derart zum Durchgang 16 hin geschwenkt werden kann, daß die Stößel 21 der sich gegenüberliegenden Reihen sich gegenüberliegend angeordnet sind (Fig. 3, 4). Zwischen den Stößeln der sich gegenüberliegenden Reihen ist so­ viel Zwischenraum, daß ein Gußstück 1 dazwischen paßt.

Im Durchgang 16 befindet sich auf einem Gestell 23 eine Rollenbahn 24 mit Transportrollen 25. Die Transportrollen 25 sind mit einer Kolbenzylinderanordnung 26 in Doppel­ pfeilrichtung 27 auf- und abverfahrbar am Gestell 23 gelagert, so daß die Rollen 25 vom antransportierten Gußstück 1 nach unten weggezogen werden können, wenn das Gußstück 1 von den Stößeln 21 der sich gegenüberlie­ gend angeordneten Klopfhämmer 20 festgeklemmt wird und wieder nach oben an das Gußstück gefahren werden können, wenn das Klopfen beendet ist und das Gußstück 1 weiter­ befördert werden soll.

Die Reihen 17, 18, 19 können jeweils mit der gleichen Anzahl von Klopfhämmern 20 besetzt sein; es kann aber auch eine unterschiedliche Anzahl pro Reihe vorhanden sein, so daß z.B. unterschiedlich lange Gußstücke be­ handelt werden können. Zudem kann vorgesehen sein, daß pro Reihe unterschiedliche Klopfhämmer 20 vorhanden sind, so daß mit jeder Reihe eine andere Klopfenergie übertragen werden kann. Zweckmäßigerweise sind die Klopfhämmer 20 auswechselbar an der Welle 15 angeordnet.

Zum Klopfen eines Gußstücks 1 werden die Stößel 21 der Klopfhämmer 20 der sich gegenüberliegenden Reihen 18 gegen das Gußstück gefahren, so daß das Gußstück fest­ geklemmt ist. Dann werden die Rollen 25 nach unten weggezogen und mit den Stößeln Klopfenergie in das Gußstück eingeleitet. Dabei können die Klopfhämmer derart ausgelegt sein, daß benachbarte Klopfhämmer einer Reihe oder sich gegenüberliegende Klopfhämmer die gleiche oder eine unterschiedliche Klopfenergie in das Gußstück einleiten.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das Gestell 23 eine feste Auflage für das Gußstück 1 auf; im Oberflächenbereich der Auflage lagern die Rollen 25 derart, daß sie während des Transports etwas höher angeordnet sind als die Auflageebene der Auflage und unter die Auflageebene gezogen werden können, damit das Gußstück auf die Auflage gesetzt werden kann.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform eines Klopf­ hammers 20 zeigen die Fig. 5 und 6.

Der Klopfhammer 20 weist einen Hohlzylinder 28 auf, in dem ein Kolben 29 geführt wird. Der Kolben 29 ist hohl­ zylindrisch und steht vorderendig mit einer hohlzylin­ drischen Kolbenstange 40 in Verbindung, die einen klei­ neren Durchmesser hat, als der Innendurchmesser des Hohl­ zylinders 28 beträgt, so daß ein Zylinderringraum 41 verbleibt. Hinterendig weist der Kolben 29 eine massive Kolbenstange 38 auf. Die Kolbenstange 38 ist als geson­ dertes Teil ausgebildet und in ein Innengewinde des Kolbens 29 eingeschraubt, wobei das das Außengewinde 42 tragende Ansatzstück 37 der Kolbenstange 38 eben­ falls hohlzylindrisch ist. Unmittelbar hinter dem Ge­ winde 42 ist eine nach außen abstehende Ringstufe 31 auf der Kolbenstange 38 vorgesehen, die einen Dichtring 32 in einer entsprechenden Nut 33 trägt, wobei der Dicht­ ring 32 an der Innenzylinderfläche 34 des Hohlzylinders 28 anliegt. Die Ringstufe 31 bildet eine vordere, an der Endkante des Hohlzylinders 29 anliegende Ringkante 35 und eine radial tieferspringende hintere Ringkante 36.

Die hintere Ringkante 36 wird von einer auf der Kolben­ stange 38 aufsitzenden, radial ausgerichteten, in Hohl­ zylinder 28 angeordneten Ringstufe 30 hintergriffen, wobei unmittelbar hinter der Ringstufe 30 ein Dichtring 39 in einer entsprechenden Ringnut 43 sitzt.

Die Kolbenstange 38 schließt den Zylinder 28 nach hinten ab. Eine radial ausgerichtete Bohrung 44 am freien Ende der Kolbenstange 38 geht in eine axial ausgerichtete Bohrung 45 über, die in den Innenraum 46 des Kolbens 29 mündet. Durch die Bohrungen 44 und 45 kann ein Druck­ mittel in den Innenraum 46 geleitet werden. In die Boh­ rung 44 kann ein Anschlußelement 47 z.B. ein Druckmittel­ schlauch gesteckt werden, der eine achsparallele, schlitzförmige Ausnehmung 48 im Zylinder 28, die bis etwa zum Dichtring 39 reicht, durchgreift.

Die hohlzylindrische Kolbenstange 40 wird formschlüssig in einem Zylinderdeckelring 48 gelagert, der auf dem Zylinder 28 sitzt und in einer Ringnut 49 einen Dicht­ ring 50 lagert, der auf der Außenmantelfläche der Kol­ benstange 40 aufsitzt. In den Ringraum 41 kann durch eine Bohrung 51 oder 52 ein auf die Kolbenfläche 53 oder 36 wirkendes Druckmedium gegeben werden, so daß der Kol­ ben 29 mit den Kolbenstangen 40 und 38 im Zylinder 28 verfahren werden kann, bis er gegen die Ringstufe 54 oder die Ringstufe 30 stößt. Im Innenraum 46 des Kol­ bens 29 lagert in an sich bekannter Weise der Stößel 21 mit einem Ringkolben 54, der nach vorne eine Hubbe­ grenzungskante 55 und nach hinten eine Hubbegrenzungs­ kante 56 im Innenraum 46 vorfindet, wobei das über die Bohrung 44, 45 periodisch in den Innenraum 46 einge­ brachte Druckmedium gegen die Fläche 57 des Kolbenrings 54 wirken kann und den Kolbenring 54 z.B. gegen einen elastischen Puffer 58 drückt, der sich vor dem Kolben­ ring 54 befindet und sich gegen die Ringstufe 55 ab­ stützt, so daß die erforderlichen oszillierenden Bewe­ gungen auf den Stößel 21 übertragen werden können.

Der Stößel 21 ragt zentral aus der Mündung 59 des Zylinders 28 heraus, wobei die Stößelstange 60 einen geringeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser der zylindri­ schen Kolbenstange 40 und der Mündung 59 beträgt. Ein radial ausgerichteter, im Mündungsbereich angeordneter Stützring 61 stützt die Stößelstange 60 formschlüssig ab. Die hintere Abstützung der Stößelstange 61 übernimmt der Kolbenring 54.

Die Fig. 6 zeigt den bis zum vorderen Anschlag 62 aus­ gefahrenen Stößel bzw. Kolben 29. Zwischen diesen beiden dargestellten Stellungen kann der Stößel jede Zwischen­ stellung einnehmen. Die jeweilige Zwischenstellung ist mit geeigneten Mitteln arretierbar. In der jeweiligen Stellung des Stößels kann dann auf den Stößel die os­ zillierende Bewegung übertragen werden, die als Klopf­ energie auf das Gußstück einwirken soll.

Claims (23)

1. Vorrichtung zum Entfernen von Innenkernen aus Guß­ stücken nach dem Erhärten des Gießmetalls mit einer Klopfvorrichtung nach Patent . . . (Patentanmeldung P 37 28 687.0-24), dadurch gekennzeich­ net, daß die Klopfvorrichtung (6) ein Gestell (8) aufweist, in dem eine Welle (15) lagert, die revolver­ artig in mindestens zwei parallelen Reihen nebenein­ ander angeordnete Klopfhämmer (20) lagert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gestell (8) einen recht­ eckigen Bodenrahmen (11) aufweist, wobei in jedem Eckbereich (9) eine aufrechtstehende Lagersäule (10) angeordnet ist, im freien Endbereich der Säulen (10) ein Drehlager (12) vorgesehen ist, in denen jeweils ein Wellenstumpf (14) einer Welle (15) lagert, wobei zwischen den beiden Wellen (15) im Gestell (8) ein Durchgang (16) vorhanden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (15) revolverartig in drei parallelen Reihen (17, 18, 19) jeweils vier Klopfhämmer (20) tragen, deren Stößel (21) senkrecht zur Achse der Wellen (15) ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hammerreihen (17, 18, 19) um 90° zueinander versetzt an der Welle (15) angeord­ net sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Verstrebungen (22) zwischen den Hämmern (20) benachbarter Reihen angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (15) mit einem Antrieb in Verbindung stehen, der die Wellen um die Achse (13) jeweils um 90° drehen kann.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchgang (16) auf einem Gestell (23) eine Rollenbahn (24) mit Transportrollen (25) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transportrollen (25) mit einer Kolbenzylinderanordnung (26) in Doppelpfeil­ richtung (27) auf- und abverfahrbar am Gestell (23) gelagert sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Reihen (17, 18, 19) jeweils mit der gleichen Anzahl von Klopfhämmern (20) und/oder mit einer unter­ schiedlichen Anzahl pro Reihe besetzt sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß pro Reihe (17, 18, 19) unterschiedliche Klopf­ hämmer vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klopfhämmer (20) auswechselbar an der Welle (15) angeordnet sind.

12. Vorrichtung insbesondere für eine Klopfvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Klopf­ hammer (20), der von einer Kolbenzylinderanordnung umgeben ist, in der der Klopfhammer vor- und zurück­ verfahrbar lagert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Klopfhammer (20) einen Hohlzylinder (28) aufweist, in dem ein Kolben (29) geführt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (29) hohlzylindrisch ist und vorderendig mit einer hohlzylindrischen Kol­ benstange (40) in Verbindung steht, die einen klei­ neren Durchmesser hat, als der Innendurchmesser des Hohlzylinders (28) beträgt, so daß ein Zylinderring­ raum (41) verbleibt und daß hinterendig der Kolben (29) eine massive Kolbenstange (38) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolbenstange (38) als ge­ sondertes Teil ausgebildet ist und in ein Innenge­ winde des Kolbens (29) eingeschraubt ist, wobei ein ein Außengewinde (42) tragendes Ansatzstück (37) der Kolbenstange (38) ebenfalls hohlzylindrisch ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unmittelbar hinter dem Gewinde (42) eine nach außen abstehende Ringstufe (31) auf der Kolbenstange (38) vorgesehen ist, die einen Dicht­ ring (32) in einer entsprechenden Nut (33) trägt, wobei der Dichtring (32) an der Innenzylinderfläche (34) des Hohlzylinders (28) anliegt und die Ring­ stufe (31) eine vordere, an der Endkante des Hohl­ zylinders (29) anliegende Ringkante (35) und eine radial tieferspringende, hintere Ringkante (36) bildet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hintere Ringkante (36) von einer auf der Kolbenstange (38) aufsitzenden, radial ausgerichteten, im Hohlzylinder (28) angeordneten Ringstufe (30) hintergriffen wird, wobei unmittelbar hinter der Ringstufe (30) ein Dichtring (39) in einer entsprechenden Ringnut (43) sitzt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolbenstange (38) den Zy­ linder (28) nach hinten abschließt, eine radial aus­ gerichtete Bohrung (44) am freien Ende aufweist, die in eine axial ausgerichtete Bohrung übergeht, die in den Innenraum (46) des Kolbens (29) mündet, und daß im Zylinder (28) im Bereich der Bohrung (44) eine schlitzförmige Ausnehmung (48) im Zylinder (28) angeordnet ist, die bis etwa zum Dichtring (39) reicht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hohlzylindrische Kolben­ stange (40) formschlüssig in einem Zylinderdeckel­ ring (48) lagert, der auf dem Zylinder (28) sitzt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zylinderdeckelring (48) in einer Ringnut (49) einen Dichtring (50) lagert, der auf der Außenmantelfläche der Kolbenstange (40) aufsitzt.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringraum (41) Bohrungen (51 und/oder 52) münden.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (46) des Kolbens (29) in an sich bekannter Weise der Stößel (21) mit einem Ringkolben (54) lagert, der nach vorne eine Hubbegrenzungskante (55) und nach hinten eine Hubbegrenzungskante (56) im Innenraum (46) vorfindet, wobei das über die Bohrung (44, 45) periodisch in den Innenraum (46) einströmende Druckmedium gegen die Fläche (57) des Kolbenrings (54) wirken kann und sich im Kolben­ ringraum (54) ein elastischer Puffer (58) befindet, der sich gegen die Ringstufe (55) abstützt.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (21) zentral aus der Mündung (59) des Zylinders (28) herausragt, wobei die Stößel­ stange (60) einen geringeren Durchmesser hat, als der Innendurchmesser der zylindrischen Kolbenstange (40) und der Mündung (59) beträgt, und daß ein radial ausgerichteter, im Mündungsbereich angeordneter Stützring (61) die Stößelstange (60) formschlüssig abstützt, wobei die hintere Abstützung der Stößel­ stange (61) der Kolbenring (54) übernimmt.