DE4128952C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen von Schuß­ köpfen mit Formstoffen, mit einem Vorratbehälter für den Form­ stoff, einem Auslaßorgan zum Auslassen des Formstoffes in den Schußkopf und einer Verschlußeinrichtung zum Schließen des Aus­ laßorgans. Desweiteren betrifft die Erfindung ein entsprechen­ des Verfahren zur Anwendung der in Rede stehenden Vorrichtung.

In der Gießereitechnik sind seit vielen Jahren Kernschießma­ schinen bekannt. Zum Gießen von Formstücken werden die Gieße­ reikerne oder Formen meist in getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gußform verbunden. Ein wesentlicher Bestandteil der Kernschießmaschinen sind die soge­ nannten Schußköpfe mit den die Schußdüsen tragenden Schußplat­ ten. Formstoff, insbesondere Kernsand, d. h. mit Bindemittel be­ reits vermengter bzw. beschichteter Quarzsand, wird bislang in die in Rede stehenden Schußköpfe eingefüllt und von dort aus mit sehr hohem Luftdruck durch die in der Schußplatte angeord­ neten Düsen in die jeweiligen Formen hineingeblasen bzw. hin­ eingeschossen.

Bei der aus der DE-PS 1 72 693 bekannten Vorrichtung zum Füllen von Schußköpfen mit Formstoffen wird der Schußkopf über einen in der Höhe nicht verstellbaren Trichter mit Kernsand gefüllt, wobei die Füllung des Schußkopfes ohne Rücksicht auf das erfor­ derliche Kernsandvolumen in der jeweiligen Form erfolgt. Auf­ grund der meist starken Füllung des Schußkopfes ist der zum Schießen erforderliche Druck - im vorliegenden Falle ein pul­ sierender Druck - extrem hoch. Dieser Druck liegt in der Regel zwischen vier und sechs bar und ist insbesondere deshalb erfor­ derlich, da zwischen den Schußdüsen und der Einströmstelle der zum Schießen dienenden Preßluft eine erhebliche Kernsandmenge vorhanden ist und da der vom Trichter herabfallende Kernsand aufgrund der relativ großen Höhe des Trichters bzw. der Trich­ teröffnung über den Schußdüsen bereits durch das Herabfallen und sein Eigengewicht leicht verdichtet. Zur Beschleunigung der Sandteilchen durch die Düse hindurch muß die Preßluft durch das gesamte im Schußkopf befindliche und bereits geringfügig vor­ verdichtete Sandvolumen hindurch blasen. Hinzu kommt eine stets ungleichmäßige Verteilung des Kernsandes im Schußkopf, wodurch der zum kontinuierlichen Schießen erforderliche Druck abermals sehr hoch sein muß.

Des weiteren ist aus der DE-OS 23 04 564 eine Vorrichtung zur automatischen Herstellung von Formen und Kernen für Gießerei­ zwecke bekannt, bei der der Formsand gemeinsam mit der zum Schießen erforderlichen Preßluft bzw. Schießluft in den Schuß­ kopf - aus einem in der Höhe starr angeordneten Trichter heraus - eingeleitet wird. Dadurch resultiert - wie bei der zuvor er­ örterten Vorrichtung - der erhebliche Nachteil, daß der Form­ sand bereits im Schußkopf - ungewollt - vorverdichtet wird, so daß zum eigentlichen Schießen erhebliche Drücke erforderlich sind. Im übrigen fällt der durch die Schußluft bereits be­ schleunigte Formsand aus erheblicher Höhe in den Schußkopf, wo­ durch nicht zuletzt auch aufgrund seines Eigengewichtes die un­ gewollte Vorverdichtung abermals begünstigt ist und wodurch der Formsand im Schußkopf ungleichmäßig verteilt ist.

Das aus den voranstehend genannten Gründen bislang zwingend er­ forderliche Kernschießen mit hohen und ggf. pulsierenden Luft­ drücken ist jedoch in der Praxis äußerst problematisch, da der aus den Schußdüsen austretende Sand stets auf Wandungen der zu füllenden Form auftrifft und dort extrem abrasiv wirkt. Mit an­ deren Worten wirken die Schußdüsen im Sinne einer Sandstrahlpi­ stolen, so daß der unter hohem Druck austretende Kernsand die zu füllende Form sukzessive beschädigt bzw. in ihrer Geometrie verändert. Ein weiterer Nachteil des Kernschießens mit hohen Luftdrücken ist darin zu sehen, daß die hohen Luftdrücke be­ reits beim Einschießen des Kernsandes in die Form zu Verdich­ tungen des Kernsandes im Einstrahl- bzw. Einschießbereich füh­ ren. Folglich wird insbesondere bei komplizierten Geometrien ein formschlüssiges Füllen der Form verhindert, zumindest ent­ stehen erhebliche Dichtegradienten.

Des weiteren wird am Sand haftendes Bindemittel aufgrund der hohen Luftdrücke und des daraus resultierenden starken Auf­ pralls des Sandes auf die Wandungen der jeweiligen Form regel­ recht abgesprengt bzw. losgelöst und es entsteht nicht zuletzt aufgrund der Dichteunterschiede zwischen Sand und Bindemittel eine ungleichmäßige Verteilung von Sand und Bindemittel. Die bei hohen Temperaturen aus den Bindemittelkonzentrationen frei­ werdenden Gase verhindern abermals eine gleichmäßige Verdich­ tung bzw. das Entstehen eines fehlerfreien Kerns.

Schließlich liegt beim herkömmlichen Kernschießen ein erheb­ liches Problem darin, daß die Schußköpfe ungeachtet der Vo­ lumina der zu schießenden Kerne über das zwingend erforderliche Maß hinaus gefüllt werden. Folglich muß die zum Schießen erfor­ derliche Druckluft auch bei sehr kleinen Abmessungen der zu schießenden Kerne durch das im Schußkopf gelagerte Kernsandde­ pot hindurchstrahlen bzw. die direkt an den Schußdüsen liegen­ den Kernsandteilchen beschleunigen. Einerseits die zum Schießen großer Kerne erforderlichen großen Abmessungen der Schußköpfe, andererseits das von der Preßluft zu durchdringende erhebliche Volumen an Kernsand, machen die zuvor als äußerst nachteilig dargelegten hohen und ggf. pulsierenden Drücke jedoch zwingend erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung und ein Verfahren zum Füllen von Schußköpfen und Formstof­ fen anzugeben, wodurch zur Verringerung der beim Kernschießen erforderlichen Preßluftdrücke der Schußkopf portionierbar und unter Vermeidung einer ungewollten Vorverdichtung bereits im Schußkopf gleichmäßig mit Formstoff füllbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die ein­ gangs genannte Vorrichtung zum Füllen von Schußköpfen mit Form­ stoffen ausgestaltet und weitergebildet, daß das Auslaßorgan zum Eintauchen in den zu füllenden Schußkopf an einem Maschi­ nengestell oder dgl. vertikal bewegbar gehaltert und im Bereich seiner vertikalen Bewegbarkeit beliebig festlegbar ist.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß der Schußkopf stets in Abhängigkeit des Volumens bzw. der Geometrie des zu schießenden Kerns gefüllt werden kann. Des weiteren wird eine quasi Vorverdichtung der durch die Schußdüsen zu beschleunigen­ den Formstoffe im Schußkopf dadurch vermieden, daß das Auslaßorgan zum Befüllen des Schußkopfes in diesen eingetaucht wird, daß also der Formstoff behutsam in den Schußkopf einge­ füllt wird. Dazu ist das Auslaßorgan an einem Maschinengestell bzw. einem Ständer oder dgl. vertikal bewegbar gehaltert und im Bereich seiner vertikalen Bewegbarkeit beliebig festlegbar. Mit anderen Worten lassen sich "Formstoffportionen" in den Schuß­ kopf hinein dosieren, wobei die Dosierung mittels der Verschlußeinrichtung zum Schließen des Auslaßorgans erfolgt.

Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, daß das Füllen des Schußkopfes stets in Abhängigkeit des zu schießenden Kerns zu erfolgen hat. Aufgrund der somit geringeren Füllmenge des Schußkopfes lassen sich die zur Beschleunigung der Formstoff- bzw. Sandteilchen bzw. die zum Schießen erforderlichen Drücke von maximal sechs bar auf unter drei bar reduzieren. Neben den geringen Schußdrücken wird eine minimale Durchlaufzeit des Formstoffes bzw. Sandes erreicht. Sowohl die zu füllenden For­ men als auch die Schußdüsen werden aufgrund des geringeren Schußdruckes wirksam geschont und weisen daher eine wesentlich längere Standzeit auf.

Hinsichtlich der Ausgestaltung des Auslaßorgans ist es von be­ sonderem Vorteil, wenn dieses rohrformig ausgeführt ist. Der Vorratbehälter ist in vorteilhafter Weise im wesentlichen trichterförmig ausgeführt, so daß zumindest dann, wenn das Aus­ laßorgan direkt an den Vorratbehälter anschließt, beide Bau­ teile gemeinsam eine Art Trichter mit Einfüllstutzen bilden. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung ist das Auslaßorgan durch den Vorratbehälter gehalten, so daß das Auslaßorgan gemeinsam mit dem Vorratbehälter vertikal bewegbar ist.

Ebenso wäre es jedoch denkbar, daß das Auslaßorgan über einen flexiblen Schlauch oder dgl. mit dem Vorratbehälter verbunden ist. In einem solchen Falle könnte der Vorratbehälter ortsfest angeordnet und lediglich das Auslaßorgan könnte vertikal beweg­ bar gehaltert sein.

Die vertikale Bewegbarkeit des Auslaßorgans und ggf. des Vor­ ratbehälters könnte in weiter vorteilhafter Weise über eine am Maschinengestell angelenkte und zwischen Maschinengestell und Auslaßorgan bzw. Vorratbehälter wirkende Hubmechanik erfolgen. Diese Hubmechanik könnte mindestens einen Antrieb und ggf. ver­ tikale Führungen bzw. Führungselemente aufweisen, so daß der Antrieb und die Führungen gemeinsam für die Hubbewegung des Auslaßorgans bzw. des Vorratbehälters verantwortlich sind. Der Antrieb selbst könnte als Zylinder-Kolben-Anordnung ausgeführt sein, so daß bereits durch die Vorkehrung der Zylinder-Kolben- Anordnung eine Führung, nämlich die Führung des Kolbens im Zy­ linder, gegeben wäre.

Insbesondere zur belastbaren Anordnung des Vorratbehälters bzw. des Auslaßorgans über dem zu füllenden Schußkopf, vor allem bei stark gefülltem Vorratbehälter, ist es von ganz besonderem Vor­ teil, wenn mindestens zwei, vorzugsweise drei, Antriebe bzw. Zylinder-Kolben-Anordnungen vorgesehen sind. Gesonderte Führun­ gen können dann entfallen.

Damit nun auch tatsächlich ein gezieltes Auffüllen des Schuß­ kopfes erfolgen kann, d. h. damit bei vorgegebenen Kerndimensio­ nen eine entsprechende Menge Kernsand in den Schußkopf gefüllt werden kann, ist die vertikale Bewegung des Auslaßorgans und ggf. des Vorratbehälters mittels eines Wegmeßsensors detektier­ bar. Dabei kann es sich um einen Wegmeßsensor handeln, der ei­ nerseits am Maschinengestell befestigt ist, andererseits über ein Gestänge mit dem Vorratbehälter oder dem Auslaßorgan wirk­ verbunden ist. Die Anordnung kann ebenso im umgekehrten Sinne vorgesehen sein. Wesentlich ist jedenfalls, daß der Wegmeßsen­ sor die Hubbewegung des Kolbens der Zylinder-Kolben-Anordnung relativ zu dem Maschinengestell detektiert. Der zur Detektion der Relativbewegung zwischen Auslaßorgan und Maschinengestell und somit auch relativ zum Schußkopf dienende Wegmeßsensor kann in weiter vorteilhafter Weise und alternativ zu der voranste­ hend erörterten Ausgestaltung kontaktlos ausgeführt sein. Dabei könnte der Wegmeßsensor induktiv, kapazitiv oder nach dem Wir­ belstromprinzip arbeiten. Auch eine lichtoptische Detektion wäre denkbar. In besonders vorteilhafter Weise könnte der Weg­ meßsensor mittels Ultraschall arbeiten und beispielsweise als integraler Bestandteil der den Hub des Auslaßorgans bewirkenden Zylinder-Kolben-Anordnung innerhalb dieser vorgesehen sein, so daß direkt die Bewegung des Kolbens detektiert wird.

Insbesondere hinsichtlich einer weitgehenden Gleichverteilung der Kernsande innerhalb des Schußkopfes ist es von ganz beson­ derem Vorteil, wenn das Auslaßorgan und ggf. der Vorratbehälter insgesamt um eine Schwenkachse im wesentlichen horizontal schwenkbar ist bzw. sind. Diese Schwenkbarkeit erfolgt bevor­ zugt um 360°, d. h. das Auslaßorgan und ggf. der Vorratbehälter lassen sich unendlich um eine Schwenkachse schwenken bzw. dre­ hen. Die Schwenkachse verläuft im wesentlichen parallel zum Auslaßorgan und zwar außerhalb des Auslaßorgans. Weiterhin ist wesentlich, daß das Auslaßorgan und die Schwenkachse derart auf den Schußkopf bzw. auf dessen Einlaßöffnung abgestimmt sind, daß die 360°-Schwenkung innerhalb des Schußkopfes möglich ist, ohne an dessen Wandungen anzustoßen. Folglich läßt sich der zu schießende bzw. durch die Schußdüsen zu blasende Formstoff bzw. Kernsand innerhalb des Schußkopfes durch beispielsweise mehrfa­ ches Schwenken des Auslaßorgans in etwa gleichverteilen, so daß die im Schußkopf sich einstellende Schüttdichte des Kernsandes keine oder nur unwesentliche Dichtegradienten aufweist.

Hinsichtlich der Schwenkbarkeit des Auslaßorgans bzw. des Vor­ ratbehälters um die Schwenkachse ist es weiter vorteilhaft, wenn dazu ein vorzugsweise elektrischer Antriebsmotor vorgese­ hen ist. Ebenso könnte es sich hier um einen sogenannten Stell­ motor handeln, der Bewegungen millimetergenau und mit beliebi­ gem Richtungswechsel realisieren kann.

In konstruktiver Hinsicht könnte der Antriebsmotor über ge­ eignete Haltemittel und einen Drehkranz mit dem Auslaßorgan bzw. dem Vorratbehälter wirkverbunden sein. So könnte bei­ spielsweise der Motor über entsprechende Mittel in den äußeren Teil des Drehkranzes eingreifen. Entsprechend wäre dann der in­ nere Teil des Drehkranzes fest mit einer Aufbauscheibe oder dgl. verbunden.

Insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Raumeinsparung könnte in ganz besonders vorteilhafter Weise der Antriebsmotor zum Schwenken des Auslaßorgans und ggf. des Vorratbehälters sowie die Zylinder-Kolben-Anordnung zum Heben bzw. Senken des Auslaß­ organs bzw. des Vorratbehälters zu einer Baugruppe integriert sein. Mit anderen Worten wäre dann beispielsweise am unteren Ende der Zylinder-Kolben-Anordnung der Antriebsmotor zum Schwenken des Auslaßorgans angeordnet, d. h. am austretenden Kolben oder an dessen Verlängerung der Zylinder-Kolben-Anord­ nung fest montiert.

Hinsichtlich einer exakt definierbaren Füllmenge der in den Schußkopf zu füllenden Kernsande ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die Verschlußeinrichtung am Auslaßende des Aus­ laßorgans angeordnet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung wären die Kernsande vom unteren Ende des Auslaßorgans bis hin zum oberen Ende des Vorratbehälters füllbar bzw. speicherbar. Erst beim Öffnen der Verschlußeinrichtung gelangen die Kernsande - nach Eintauchen in den Schußkopf - in diesen hinein und vor­ zugsweise ausschließlich bis zur Eintauchtiefe des äußeren En­ des des Auslaßorgans.

Zu besonders einfachen und wirksamen Ausgestaltung der Ver­ schlußeinrichtung ist diese als vor das Auslaßende des Auslaß­ organs schwenkbare und dort zumindest weitgehend abdichtende Verschlußklappe ausgeführt. Die Verschlußklappe liegt also in etwa in der durch den unteren Rand des Auslaßorgans gebildeten Ebene und läßt sich in dieser für die Auslaßöffnung des Auslaß­ organs schwenken bzw. aus dem Bereich der Auslaßöffnung weg­ schwenken. Dabei sind das Auslaßorgan und die Verschlußklappe derart dimensioniert, daß die Verschlußklappe bei in den Schuß­ kopf eingetauchtem Auslaßorgan derart wegschwenkbar ist, daß das Auslaßende zumindest weitgehend unbehindert bzw. freigege­ ben ist.

Die Schwenkachse der Verschlußklappe verläuft im wesentlichen parallel zum Auslaßorgan und zwar außerhalb des Auslaßorgans. Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemä­ ßen Lehre stimmen die Schwenkachse des Auslaßorgans und die Schwenkachse der Verschlußklappe in geometrischer Hinsicht im wesentlichen überein, so daß die den eingefüllten Kernsand glättende bzw. einebnende Verschlußklappe die gleiche Schwenk­ bewegung wie das Auslaßorgan durchführt, wobei sich eine Glät­ tung bzw. Einebnung des in den Schußkopf eingefüllten Kernsan­ des in nahezu derselben Ebene ergibt.

Für die Schwenkbewegung der Verschlußklappe ist nun wesentlich, daß diese im gesamten Schwenkbereich in beliebigen Schwenkstel­ lungen festlegbar ist. Dies bedeutet, daß das Maß des Öffnens des Auslaßorgans eingestellt werden kann, wodurch sich einer­ seits die Schüttgeschwindigkeit, andererseits die Schüttmenge insgesamt wesentlich beeinflussen läßt.

Hinsichtlich der Betätigung der Verschlußklappe ist es von be­ sonderem Vorteil, wenn diese mittels einer Zylinder-Kolben-An­ ordnung geschwenkt wird. Zur Kraftübertragung bzw. Übertragung der linearen Bewegung der Zylinder-Kolben-Anordnung in eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung der Verschlußklappe greift die Zy­ linder-Kolben-Anordnung über einen Schwenkhebel und eine durch den Schwenkhebel drehbare Führungsstange an der Verschlußklappe an.

Damit nun die im Vorratbehälter befindlichen Kernsande nicht an weniger steilen Wandungen des Vorratbehälters aufgrund von Ad­ häsion haften bleiben, ist dem Vorratbehälter in vorteilhafter Weise eine die Wandung des Vorratbehälters in Schwingung ver­ setzende Vibrationseinrichtung zugeordnet. Sofern das Auslaßor­ gan fest mit dem Vorratbehälter verbunden ist, überträgt sich die Vibrationsbewegung selbstverständlich auch auf das Auslaß­ organ, so daß die Kernsande insgesamt mühelos in den Schußkopf verbringbar sind. Gerade aufgrund der Vibrationseinrichtung ist es jedoch von weiterem Vorteil, wenn zwischen dem Vorratbehäl­ ter bzw. dem Auslaßorgan und dem Maschinengestell, vorzugsweise zwischen Vorratbehälter bzw. Auslaßorgan und dem Drehkranz, mindestens ein Schwingelement zur Verhinderung einer Schwin­ gungsübertragung auf das Maschinengestell angeordnet ist. Als Vibrationseinrichtung könnte beispielsweise ein Elektromotor mit einem exzentrischen Dreh- bzw. Masseteil verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende Aufgabe durch Patentanspruch 27. Danach ist ein Verfahren zum Füllen von Schußköpfen mit Kernsanden, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, durch fol­ gende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

Zunächst einmal wird das Auslaßorgan und - bei direkter Verbin­ dung zwischen Auslaßorgan und Vorratbehälter - auch der Vorrat­ behälter in die Ruhestellung, d. h. in die obere Stellung, ver­ bracht. Diese Stellung gewährleistet, daß der Schußkopf unter das Auslaßorgan gefördert werden kann. In der Ruhestellung wird der Vorratbehälter mit Kernsand gefüllt, wobei die Verschluß­ klappe geschlossen ist. Folglich läßt sich einerseits das Aus­ laßorgan, andererseits der Vorratbehälter bis zum oberen Rand hin entsprechend der Fülldichte des Kernsandes füllen. An­ schließend wird der Schußkopf unter dem Auslaßorgan positio­ niert. An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Positionierung des Schußkopfes unter dem Auslaßorgan auch zu einem früherem Zeitpunkt erfolgen kann, beispielsweise bereits vor dem Füllen des Vorratbehälters mit Kernsand. Es muß lediglich sicherge­ stellt sein, daß unter dem Auslaßorgan hinreichend Platz zur Positionierung des Schußkopfes vorhanden ist.

Im nächsten Schritt wird das Auslaßorgan in den Schußkopf ein­ getaucht, wobei die Eintauchtiefe durch die erforderliche Be­ füllung des Schußkopfes mit Kernsand vorgegeben ist. Diese Be­ füllung richtet sich wiederum nach dem Volumen und der reali­ sierbaren Dichte des zu schießenden Kerns. Im eingetauchten Zu­ stand befindet sich das Auslaßorgan in seiner Arbeitsstellung. Im nächsten Schritt wird die Verschlußklappe zumindest teil­ weise - zum partiellen Füllen des Schußkopfes auf vorgegebene Füllhöhe - geöffnet. Aufgrund der Eintauchtiefe erfolgt die Füllung im wesentlichen bis zum unteren Rand des Auslaßorgans. Im Bedarfsfalle wird das Auslaßorgan durch die Verschlußklappe geschlossen, wodurch die Verschlußklappe den eingefüllten Kern­ sand in etwa glattstreicht. Das Auslaßorgan wird im Rahmen der insgesamt möglichen 360°-Drehung bzw. Schwenkung in eine wei­ tere Arbeitsposition bei vorgegebener Eintauchtiefe verbracht, so daß auch der Bereich neben der zuvor gefüllten Stelle inner­ halb des Schußkopfes weiter gefüllt werden kann. Also wird in einer weiteren Position das Auslaßorgan durch die Verschluß­ klappe wieder geöffnet und der Füllvorgang kann sich so bei un­ terschiedlichen Positionierungen des Auslaßorgans beliebig wie­ derholen, bis die gewünschte Füllhöhe erreicht ist. Ebenso kann das Auslaßorgan beim Füllen des Schußkopfes allmählich nach oben gezogen werden, so daß eine vorgebbare Füllhöhe bei insge­ samt möglichst geringer Fallhöhe der Kernsandpartikel reali­ sierbar ist. Somit ergibt sich innerhalb des Schußkopfes ledig­ lich eine gewisse Schüttdichte der Kernsande, keinesfalls aber eine der Klopfdichte oder gar einer höheren Dichte entspre­ chende Verdichtung.

Des weiteren erfolgt ein Glattstreichen des eingefüllten Kern­ sandes sowohl durch die Schwenkbewegung der Verschlußklappe, als auch durch die Schwenkbewegung des Auslaßorgans selbst. Da­ durch kann ein genaues Füllmaß realisiert werden. Wiederholtes Schwenken bzw. Füllen ermöglicht die Realisierung beliebiger Füllhöhen.

Schließlich wird das Auslaßorgan bei hinreichender Füllung des Schußkopfes durch die Verschlußklappe geschlossen und aus dem Schußkopf in seine Ruhestellung herausgezogen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung zum Füllen von Schußköpfen mit Kernsanden, wobei sich die Vorrichtung in ihrer Arbeitsposition befindet und

Fig. 2 in schematischer Darstellung den Gegenstand aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II.

Fig. 1 zeigt in geschnittener schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Füllen von Schußköpfen 1 mit Formstoffen, wobei es sich bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel um Kernsand handelt. Wesentliche Bestandteile der Vorrichtung sind ein Vor­ ratbehälter 3 für Kernsand 2, ein Auslaßorgan 4 zum Auslassen des Kernsandes 2 in den Schußkopf 1 und eine Verschlußeinrich­ tung 5 zum Schließen des Auslaßorgans 4.

Erfindungsgemäß ist das Auslaßorgan 4 zum Eintauchen in den zu füllenden Schußkopf 1 an einem Maschinengestell 6 vertikal be­ wegbar gehaltert und im Bereich der vertikalen Bewegbarkeit be­ liebig - stufenlos - festlegbar.

Fig. 1 zeigt in Verbindung mit Fig. 2 daß das Auslaßorgan 4 im wesentlichen rohrförmig ausgeführt ist. Der Vorratbehälter 3 ist trichterförmig ausgeführt. Fig. 1 zeigt des weiteren deut­ lich, daß das Auslaßorgan 4 direkt an den Vorratbehälter 3 an­ schließt, so daß das Auslaßorgan 4 durch den Vorratbehälter 3 gehalten und gemeinsam mit dem Vorratbehälter 3 vertikal beweg­ bar ist.

Die vertikale Bewegbarkeit des Auslaßorgans 4 bzw. des Auslaß­ organs 4 gemeinsam mit dem Vorratbehälter 3 erfolgt über eine am Maschinengestell 6 angelenkte und zwischen dem Maschinenge­ stell 6 und dem Auslaßorgan 4 bzw. dem Vorratbehälter 3 wir­ kende Hubmechanik 7. Die Hubmechanik 7 weist bei dem hier ge­ wählten Ausführungsbeispiel zwei Antriebe auf, die gleichzeitig als vertikale Führungen dienen. Genauer gesagt handelt es dabei um Zylinder-Kolben-Anordnungen 8.

Die vertikale Bewegung des Auslaßorgans 4 bzw. des Vorratbehäl­ ters 3 ist mittels eines kontaktlos arbeitenden Wegmeßsensors 9 detektierbar. Dieser Wegmeßsensor 9 detektiert die Hubbewegung des Kolbens 10 der Zylinder-Kolben-Anordnung 8 relativ zu dem Maschinengestell 6. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel arbeitet der Wegmeßsensor 9 mittels Ultraschall.

Die Fig. 1 und 2 lassen gemeinsam erkennen, daß das Auslaßorgan 4 und der Vorratbehälter 3 insgesamt um eine Schwenkachse 11 endlos, d. h. um 360° und mehr, horizontal schwenkbar sind. Die Schwenkachse 11 verläuft dabei parallel zum Auslaßorgan 4 und zwar außerhalb des Auslaßorgans 4. Fig. 2 läßt sich entnehmen, daß das Auslaßorgan 4 und die Schwenkachse 11 derart auf den Schußkopf 1 bzw. auf dessen Einlaßöffnung 12 abgestimmt sind, daß die 360°-Schwenkung innerhalb des Schußkopfes 1 ohne wei­ teres möglich ist.

Hinsichtlich der Schwenkbewegung des Auslaßorgans 4 bzw. des Vorratbehälters 3 ist wesentlich, daß das Auslaßorgan 4 gemein­ sam mit dem Vorratbehälter 3 mittels eines elektrischen An­ triebsmotors 13 geschwenkt werden. Dieser ist in Fig. 1 ledig­ lich schematisch angedeutet. Der Antriebsmotor 13 ist über ent­ sprechende Haltemittel 14 und einen Drehkranz 15 mit dem Aus­ laßorgan 4 bzw. dem Vorratbehälter 3 wirkverbunden. Fig. 1 zeigt des weiteren, daß der Antriebsmotor 13 zum Schwenken des Auslaßorgans 4 bzw. des Vorratbehälters 3 und die Zylinder-Kol­ ben-Anordnung 8 zum Heben und Senken des Auslaßorgans 4 zu ei­ ner Baugruppe integriert sind.

Fig. 1 zeigt des weiteren deutlich, daß die Verschlußeinrich­ tung 5 am Auslaßende 16 des Auslaßorgans 4 angeordnet ist. Ge­ nauer gesagt ist die Verschlußeinrichtung 5 als vor das Auslaß­ ende 16 des Auslaßorgans 4 schwenkbare und dort weitgehend ab­ dichtende Verschlußklappe 17 ausgeführt. Das Auslaßorgan 4 und die Verschlußklappe 17 sind dabei gemäß der Darstellung in Fig. 2 derart dimensioniert, daß die Verschlußklappe 17 bei in den Schußkopf 1 eingetauchtem Auslaßorgan 4 derart wegschwenkbar ist, daß das Auslaßende 16 insgesamt unverdeckt ist.

Sowohl Fig. 1 als auch Fig. 2 läßt erkennen, daß die Verschluß­ klappe 17 um eine im wesentlichen parallel zum Auslaßorgan 4 verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist. Die Figuren zeigen insgesamt, daß die Schwenkachse 11 des Auslaßorgans 4 und die Schwenkachse 18 der Verschlußklappe 17 geometrisch in etwa übereinstimmen. Des weiteren ist wesentlich, daß die Verschluß­ klappe 17 im gesamten Schwenkbereich in beliebigen Schwenkstel­ lungen festlegbar ist, wobei bei der in Fig. 2 gewählten Dar­ stellung zwei Schwenkstellungen angedeutet sind.

Des weiteren ist in Fig. 1 angedeutet, daß die Verschlußklappe 17 mittels einer Zylinder-Kolben-Anordnung 19 geschwenkt wird. Diese Zylinder-Kolben-Anordnung 19 ist über einen Schwenkhebel 20 und eine Führungsstang 21 mit der Verschlußklappe 17 wirk­ verbunden. Somit läßt sich die lineare Bewegung der Zylinder- Kolben-Anordnung 19 - über den Schwenkhebel 20 und die Füh­ rungsstange 21 - in eine Schwenkbewegung der Verschlußklappe 17 transformieren.

Fig. 1 zeigt des weiteren, daß dem Vorratbehälter 3 eine die Wandung 22 des Vorratbehälters 3 in Schwingung versetzende Vi­ brationseinrichtung 23 zugeordnet ist. Damit sich die zum Ein­ rütteln des Kernsandes in das Auslaßorgan 4 dienende Vibration nicht auf das Maschinengestell 6 fortpflanzt, ist zur Verhinde­ rung einer Schwingungsübertragung auf das Maschinengestell 6 ein Schwingelement 24 vorgesehen, welches zwischen dem Auslaß­ organ 4 bzw. dem Vorratbehälter 3 und dem Drehkranz 15 einge­ baut ist.

Schließlich sei hier lediglich darauf hingewiesen, daß zur ex­ akten Bestimmung der Füllmenge des Schußkopfes 1 der Vorratbe­ hälter 3 und das Auslaßorgan 4 mit einer Wägeeinrichtung verse­ hen sein kann. Diese Wägeeinrichtung würde in besonders vor­ teilhafter Weise die Gewichtsdifferenz zwischen leerem Vorrat­ behälter bzw. leerem Auslaßorgan und mit Kernsand gefülltem Vorratbehälter bzw. Auslaßorgan ermitteln. Auch könnte man über einen Gewichtsverlust das Füllen des Schußkopfes genau überwa­ chen, wobei über das Gewicht und bei bekannter Dichte bzw. Schüttdichte mühelos der Soll-Schüttstand vorgebbar ist.

Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die Aus­ führungen im allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß der Kern der vorliegenden Erfindung - genaues Einstellen der zur Herstellung eines Kerns benötigten Füllmenge an Formstoff bei annährend gleicher Verteilung des Formstoffes innerhalb des Schußkopfes - auch bei anderen Füllvorrichtungen bzw. Schußköpfen realisisert werden kann. Das voranstehend lediglich beispielhaft genannte Ausführungsbeispiel dient lediglich dem Verständnis der erfindungsgemäßen Lehre, schränkt diese jedoch nicht ein.

Claims (27)

1. Vorrichtung zum Füllen von Schußköpfen (1) mit Formstoffen (2), mit einem Vorratbehälter (3) für Formstoff (2), einem Aus­ laßorgan (4) zum Auslassen des Formstoffes (2) in den Schußkopf (1) und einer Verschlußeinrichtung (5) zum Schließen des Aus­ laßorgans (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßor­ gan (4) zum Eintauchen in den zu füllenden Schußkopf (1) an ei­ nem Maschinengestell (6) oder dgl. vertikal bewegbar gehaltert und im Bereich seiner vertikalen Bewegbarkeit beliebig festleg­ bar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßorgan (4) im wesentlichen rohrförmig ausgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vorratbehälter (3) im wesentlichen trichterförmig ausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Auslaßorgan (4) direkt an den Vorratbe­ hälter (3) anschließt, so daß das Auslaßorgan (4) ggf. durch den Vorratbehälter (3) gehalten und gemeinsam mit dem Vorratbe­ hälter (3) vertikal bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vertikale Bewegbarkeit des Auslaßorgans (4) und ggf. des Vorratbehälters (3) über eine am Maschinenge­ stell (6) angelenkte und zwischen Maschinengestell (6) und Aus­ laßorgan (4) bzw. Vorratbehälter (3) wirkende Hubmechanik (7) erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmechanik (7) mindestens einen Antrieb und ggf. vertikale Führungen aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb als Zylinder-Kolben-Anordnung (8) ausgeführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vertikale Bewegung des Auslaßorgans (4) und ggf. des Vorratbehälters (3) mittels eines vorzugsweise kontaktlos arbeitenden Wegmeßsensors (9) detektierbar ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wegmeßsensor (9) die Hubbewegung des Kolbens (10) der Zylinder-Kolben-Anordnung (8) relativ zu dem Maschi­ nengestell (6) detektiert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wegmeßsensor (9) induktiv, kapazitiv oder nach dem Wirbelstromprinzip arbeitet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wegmeßsensor (9) lichtoptisch arbeitet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wegmeßsensor (9) mittels Ultraschall arbeitet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Auslaßorgan (4) und ggf. der Vorratbehäl­ ter (3) insgesamt um eine Schwenkachse (11), vorzugsweise um 360°, im wesentlichen horizontal schwenkbar ist bzw. sind und daß die Schwenkachse (11) im wesentlichen parallel zum Auslaß­ organ (4) außerhalb des Auslaßorgans (4) verläuft.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßorgan (4) und die Schwenkachse (11) derart auf den Schußkopf (1) bzw. auf dessen Einlaßöffnung (12) abgestimmt sind, daß die 360°-Schwenkung innerhalb des Schußkopfes (1) möglich ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich­ net, daß das Auslaßorgan (4) und ggf. der Vorratbehälter (3) mittels eines vorzugsweise elektrischen Antriebsmotors (13) ge­ schwenkt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (13) über Haltemittel (14) und einen Dreh­ kranz (15) mit dem Auslaßorgan (4) bzw. dem Vorratbehälter (3) wirkverbunden ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antriebsmotor (13) zum Schwenken des Aus­ laßorgans (4) und ggf. des Vorratbehälters (3) und die Zylin­ der-Kolben-Anordnung (8) zum Heben bzw. Senken des Auslaßorgans (4) bzw. des Vorratbehälters (3) zu einer Baugruppe integriert sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (5) am Auslaßende (16) des Auslaßorgans (4) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (5) als vor das Auslaßende (16) des Auslaßorgans (4) schwenkbare und dort zumindest weitgehend ab­ dichtende Verschlußklappe (17) ausgeführt ist und daß das Aus­ laßorgan (4) und die Verschlußklappe (17) derart dimensioniert sind, daß die Verschlußklappe (17) bei in den Schußkopf (1) eingetauchtem Auslaßorgan (4) derart wegschwenkbar ist, daß das Auslaßende (16) zumindest weitgehend freigebbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe (17) um eine im wesentlichen parallel zum Auslaßorgan (4) verlaufende Schwenkachse (18) schwenkbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (11) des Auslaßorgans (4) und die Schwenkachse (18) der Verschlußklappe (17) geometrisch in etwa übereinstim­ men.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe (17) im gesamten Schwenkbereich in beliebigen Schwenkstellungen festlegbar ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe (17) mittels einer Zy­ linder-Kolben-Anordnung (19) geschwenkt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Kolben-Anordnung (19) über einen Schwenkhebel (20) und eine Führungsstange (21) an der Verschlußklappe (17) an­ greift.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorratbehälter (3) eine die Wandung (22) des Vorratbehälters (3) in Schwingung versetzende Vibrati­ onseinrichtung (23) zugeordnet ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorratbehälter (3) bzw. Auslaßorgan (4) und dem Ma­ schinengestell (6), vorzugsweise zwischen Vorratbehälter (3) bzw. Auslaßorgan (4) und dem Drehkranz (15), mindestens ein Schwingelement (24) zur Verhinderung einer Schwingungsübertra­ gung auf das Maschinengestell (6) angeordnet ist.

27. Verfahren zum Füllen von Schußköpfen mit Kernsanden unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens­ schritte:
Verbringen des Auslaßorgans und ggf. des Vorratbehälters in die Ruhestellung, d. h. in die obere Stellung;
Füllen des Vorratbehälters mit Formstoff, wobei die Ver­ schlußklappe geschlossen ist;
Positionieren des Schußkopfes unter dem Auslaßorgan;
Eintauchen des Auslaßorgans in den Schußkopf entsprechend der zu realisierenden Füllhöhe im Schußkopf in die Ar­ beitsstellung;
Öffnen der Verschlußklappe zum partiellen Füllen des Schußkopfes auf vorgegebene Füllhöhe;
ggf. Schließen des Auslaßorgans durch die Verschlußklappe;
Schwenken des Auslaßorgans um weniger als 360°;
ggf. erneutes Öffnen des Auslaßorgans durch die Ver­ schlußklappe;
ggf. teilweises Hochziehen des Auslaßorgans beim Füllen oder zwischen einzelnen Fülletappen;
Glattstreichen des eingefüllten Formstoffes durch die Schwenkbewegung der Verschlußklappe und/oder durch die Schwenk­ bewegung des Auslaßorgans;
ggf. Wiederholen des Schwenk- und Füllvorganges;
Schließen des Auslaßorgans bei hinreichender Füllung;
Herausziehen des Auslaßorgans in die Ruhestellung.