DE6811936U

DE6811936U - Formmaschine mit geradlinigem formkastendurchlauf

Info

Publication number: DE6811936U
Application number: DE6811936U
Authority: DE
Original assignee: Badische Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Badische Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1968-12-18
Publication date: 1971-02-04

Description

DR. INQ. HANS LIChTI · DIPL.-INC·. HEINER LICHTI

PATENTANWÄLTE

KARLSRUHE-DURLACH . QROTZINQER STRASSE 61

TELEFON (07t1) « 11 24

G 6 8ll 936.8 29. Oktober I97O

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Badische Maschinenfabrik GmbH, 7500 Karlsruhe - Durlach

Pfinztalstraße

Formmaschine mit geradlinigem Formkastendurchlauf.

Die Erfindung betrifft eine Formmaschine mit einem Preßhaupt in Zwillingsausführung und einem taktweise gesteuerten, geradlinigen Formkastendurchlauf.

Die Art und der Aufbau einer Formmaschine richtet sich praktisch stets nach den Gegebenheiten des jeweiligen Gießereibetriebs. Bei geringer Fertigungskapazität werden in der Regel Einzelwendemaschinen benutzt, auf denen sich jeweils nur ein Formkastenteil herstellen läßt. Bei etwas größerer Kapazität kommen Wendeplattenformaschinen in Frage, bei denen in einem Arbeitsgang beispielsweise gleichzeitig zwei Formkastenteile gefertigt werden. In allen Fällen ist bei diesen Maschinen ein kontinuierlicher Betrieb nicht möglich, da dieser wegen des Wendevorgangs, der von der Maschine selbst durchgeführt wird, stets unterbrochen wird.

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Für größte Stückzahlen geht das Bestreben deshalb dahin, eine kontinuierliche und weitgehend automatisierte Betriebsweise zu erhalten. Diese wird beispielsweise mit der eingangs genannten Formmaschine annähernd erreicht, indem die Formkastenteile auf einer geradlinigen Förderbahn durch die Formmaschine geführt werden. Die Formmaschine selbst besitzt ein Preßhaupt mit zwei Preßköpfen, unterhalb denen in fluchtender Lage zwei Verdichtereinrichtungen angeordnet sind. Jede Verdichtereinrichtung nimmt einen Formkastenteil auf und verdichtet den in dieser enthaltenen Sand nach Anfahren gegen den ihr jeweils zugeordneten Preßkopf, so daß die Formkastenteile paarweise fertiggestellt werden.

Eine solche Anlage ist naturgemäß gegenüber einer Einzelmaschine vergleichsweise kostenaufwendig. Hinzu kommt, daß die Betriebsweise der in doppelter Ausführung vorhandenen, aus Preßkopf und Verdichtereinrichtung bestehenden Einheiten genau aufeinander abgestimmt sein muß, was entsprechende steuertechnische Vorkehrungen erforderlich macht; dies insbesondere dann, wenn für die beiden Formkastenteile ein unterschiedlicher Verdichtungsgrad verwünscht ist.

Hier nun wirksam abzuhelfen und eine Formmaschine zu schaffen, die bei einem geringstmöglichen Kostenaufwand einen kontinuierlichen Betrieb gestattet und einen großen steuertechnischen Aufwand vermeidet, ist das mit der Erfindung verfolgte Ziel.

Dabei wird von einer bekannten Formmaschine mit einem Preßhaupt in Zwillingeausführung und einem taktweise ge steuerten, geradlinigen Formkastendurchlauf ausgegangen, die sich erfindungsgemäß durch lediglich eine Verdichtereinrich-

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tung auszeichnet, welche jeweils zwei in Durchlaufrichtung hintereinander angeordnete Formkastenteile gleichzeitig aufnimmt und nach Anfahren gegen beide Preßköpfe des Preßhauptes verdichtet.

Auf diese Weise können in einem Arbeitsgang mit Hilfe nur einer Verdichtereinrichtung gleichzeitig zwei Formkastenteile fertiggestellt werden, indem die Verdichtereinrichtung zwei ihr von der Förderbahn zugeführte Formkastenteile aufnimmt, diese nach Füllung mit Sand anschließend anhebt und gegen die hydraulischen Preßköpfe andrückt, wobei das in ihnen enthaltene Sandvolumen verdichtet wird. Es entfällt mithin die bisher erforderliche zweite Verdienteretnrichtung mit sämtlichem Zubehör, wie Antrieben, Steuerung etc., wobei darüberhinaus noch eine steuertechnische Vereinfachung möglich ist, da die Abstimmung zwischen den beiden bekannten Verdichtereinrichtungen gleichfalls in Fortfall kommt.

Um eine kompakte Bauweise und möglichst zentrische Belastung für die Verdichtereinrichtung zu erhalten, sind die Formkastenteile mit ihrer Längsachse quer zu ihrer Durchlaufrichtung, auf der Verdichtereinrichtung angeordnet.

Wird für die beiden gleichzeitig fertigzustellenden Fornikastenteile trotz unterschiedlicher Modellform, also unterschiedlichen Sandvolumens ein gleicher Verdichtungsgrad angestrebt, so ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die beiden Preßköpfe über eine hydraulische Balanceschaltung miteinander in Verbindung stäien. Diese Balanceschaltung sorgt während des Anpressens der Formkastenteile an die Preßköpfe stets für einen Druckausgleich zwischen deren Hydraulikzylindern, gleichviel ob der eine

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Formkasten ein größeres oder kleineres Sandvolumen als der andere enthält* In jedem Fall wird auf bei-de Sandvolumina der gleiche Druck ausgeübt* Gleichzeitig wird hierdurch vermieden, daß auf die Verdichtereinrichtung ein Kippmoment übertragen wird.

In bevorzugten Ausführung dieses Erfindungsmerkmals weist die Balanceschaltung einen hydraulischen Ausgleichezylinder auf, der mit den Hubräumen beider Preßkopfzylinder verbunden ist. Entspricht dabei gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Hubraum des Ausgleichszylinders etwa dem Hubraum eines Preßkopf»ylinders, so befinden sich die Preßköpfe nach Zurücklegen etwa des halben Arbeitshubes in der Balancestellung, in welcher unter der zuvor angegebenen Voraussetzung eines gleichen Verdichtungsgrades in beiden Formkastenteilen der Verdichtungsvorgang beendet ist.

In bestimmten Fällen, z.B. bei gleichzeitiger Fertigung von Ober— und Unterkasten, sind unterschiedliche Verdichtungsgrade erwünscht; so soll aus gieftechnischen Gründen beispielsweise der UnterkasLeu In der Regel dichter sein, als der Oberkasten. Um auch dieser Anforderung trotz der nur einen Verdichtereinrichtung mit der von ihr erzeugten bestimmten Verdichterkraft Rechnung zu tragen, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Preßkopfkolben doppelt« wirkend ausgebildet, wobei jeweils gleiche Hubräume der Preßkopfzylinder an die hydraulische Balanceschaltung angeschlossen, sind, während die jeweils anderen Hubräume zur Einstellung unterschiedlicher Drucke zwischen ihnen mit einer hydraulischen Steuerschaltung verbunden sind. Hierbei weist die Steuerschaltung mit Vorteil Steuerglieder zur Einstellung bestimmter und begrenzter Druckdifferenzen auf, um einerseits durch entsprechend unterschiedliche Druckkraft den jeweils erwünschten Verdichtungsgrad in jedem Foi-mkas tent eil zu erhalten, andererseits ein auf die Verdichtereinrichtung wirkendes unzulässig hohes Kippmoment zu vermeiden.

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Beispielsweise kann die Steuerschaltung zwei voreinstellbare Druckbegrenzungsventile aufweisen, von denen jeweils eines dem einen Hubraum jedes Preßkopfs zugeordnet ist« und die bei Unterschreiten des voreingestellten Drucks eine Leitung zum Hydrauliksystem, bei Überschreiten desselben ,eine Entlastungsleitung freigeben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die an die Steuerschaltung angeschlossenen Hubräume bzw. die diesen zugekehrten Kolbenflächen so gering bemessen, daß bei größtmöglichem Druckunterschied zwischen diesen beiden Hubräumen das auf die'Verdichtereinrichtung wirkende Kippmoment einen zulässigen Wert nicht überschneidet* Auf diese Weise ergibt sich eine jedes sicherheitstechnische Risiko ende Ausbildung.

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Er findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung, die eine schematische Seitenansicht der Formmaschine zeigt, wobei alle nicht zur Erfindung gehörigen Bestandteile der Formanlage nicht dargestellt sind.

Die Formmaschine weist einen portalartigen Rahmen 1 auf, der mittels Stützen 2 am Boden gelagert ist. Im oberen Bereich des Portairahmens 1 befindet sich das insgesamt mit 3 bezeichnete Preßhaupt mit den beiden Preßköpfen k. Unterhalb dieser Preßköpfe ist innerhalb des Portalrahmens 1 die Verdichtereinrichtung 5 wiedergegeben, die einen Hubtisch 6 zur Aufnahme der Modellplatte 7 mit den beiden auszuformenden Modellen 8 aufweist. Die innerhalb des Portals angedeuteten Formkästen 9 für je ein Modell durchlaufen die Formmaschine auf einer geradlinigen Förderbahn. Vor dem Befallen der Form-

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kästen 9 mit Form«and wird auf diese ein Füllrahmen 10 zur Aufnahme des für die Verdichtung erforderlichen Überschußsandes aufgesetzt« Nach dem Verdichten verlassen die Formkästen ohne Füllrahmen bei 11 die Formmaschine.

Wie ferner erkennbar, werden die beiden in Zwillingsanordnung vorgesehenen Preßköpfe 4 von Zylindern gebildet, die an von einem Wagen getragenen Kolben gelagert sind. Auch der Hubtisch 6 wird von einem Hydraulikmotor 12 getragen, der einen Teil der Verdichtereinrichtung 5 bildet.

Die Funktionsweise der Formmaschine ist folgende:

Nachdem die Modellplatte 7 zunächst mit dem Hydraulikmotor 12 durch Einspeisen von Druckmittel durch die Leitung 13 bis zur Aufnahme der Formkasten 9 auf der Modellplatte hochgefahren worden ist, wird durch das in dieser Betriebsphase über den Formkasten befindliche Doppelfüllgefäß 40 Sand in die Formkästen gefüllt, und zwar bis zum oberen Rand des Füllrahmens 10. Anschließend wird das Füllgefäß 40 aus- und gleichzeitig das PreßhaUpt eingefahren. Bei weiterer Aufwärtsbewegung erreichen dann die Formkasten 9 schließlich die beiden Preßkopfzylinder 4, die bis zu diesem Zeitpunkt drucklos oder aber auf einem nur geringen Druck gehalten sind. Bei Fortsetzung der Aufwärtsbewegung des Hubtischs 5 bewegen sich die Zylinder 4 gleichfalls nach oben, bis die in den beiden Hubräumen 14, 15 erreichten Druckkräfte der Druckkraft des Hubtischs 6 entsprechen..

Wie in Figur 1 angedeutet, sind häufig unterschiedliche Modellformen 8 vorgesehen, so daß auch das in jedem Formkasten 9 enthaltene Sandvolumen verschieden groß ist. Um trotz der dadurch vorhandenen unterschiedlichen Kompressibilität einen gleich hohen Verdichtungsgrad in beiden Form-

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kästen zu erhalten, ist die insgesamt mit 16 bezeichnete Balance¹ schaltung vorgesehen. Jeder untere Hubraum 14 bzw. 15 der beiden Preßköpfe ist über eine Leitung 17 bzw. l8 an einen Ausgleichszylinder 19 angeschlossen. Sie münden beispielsweise in den rechts angedeuteten Hubraum 2O dieses Zylinders ein. In der Ruhestellung des Hubtisch« 5, also der untersten Lage der Preßkopf zylinder 4, befindet sich der Ausgleichskolben 21 in seiner rechten *l Grenzstellung.. Bei Anheben des Hubtisxshs und der darauf folgenden Aufwärtsbewegung der Preßkopfzylinder 4 strömt das Druckmittel in den Hubraum 20 des AusgleicheZylinders 19 ein, so daß der Ausgleichskolben 21 in der Zeichnung nach links verschoben wird bis er seine linke Grenzstellung erreicht. In dieser Grenzstellung ist der Hubraum 20 vorzugsweise genau so groß, wie der Hubraum 14 oder 15 eines Preßkopfzylinders 4, so daß in der Balancestellung die Preßkopf zylinder l4, 15 sich etwa in ihrer Mittellage befinden. Dabei richtet sich die genaue Stellung beider Zylinder nach den in den Formkästen 9 enthaltenen Sandvolumina, so daß beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sich der linke Preß« kopfzylinder 4 in einer etwas niedrigeren Stellung befindet als der Rechte.

Für den Fall, daß in den beiden Formkästen 9 ein unterschiedlicher Verdichtungsgrad erwünscht ist, - beispielsweise bei gleichzeitiger Fertigung von Unterkasten und Oberkasten -, ist außer der hydraulischen Balanceschaltung 16 eine insgesamt mit 23 bezeichnete Steuerschaltung vorgesehen. Zu dem gleichen Zweck sind die die Preßkopfzylinder 4 führenden Kolben 24 doppeltwirkend ausgebildet, so daß ein Steuerhubraum 25 bzw. 26 entsteht. Diese Steuerhubräume 25, 26 sind jeweils über eine Steuerleitung 27, 28 an die Steuerschaltung 23 angeschlossen. Diese Steuerschaltung weist Steuerglieder 29,

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30 auf, welche zwischen die Steuerleitungen 27, 2β einerseits, und dem Hydrauliksystem 31 andererseits eingeaohaltet sind.

Beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind die St euer glieder 2$, 30 als voreinstellbare Druekbegreasunge^ ventile 32, 33 ausgebildet. Diesen ist ferner jeweils ein Bypass 34, 35 zugeordnet, in welchem sich ein ventil 36 bzw. 37 befindet.

Für den Fall des gleichen Verdichtungsgrade« in den Formkästen 9, also der Balancestellung der Preßkopfzylinder 4 besitzen die beiden Druckbegrenzungsventile 32, 33 gleiche Stellung. Wird hingegen beispielsweise für den in der Zeichnung links wiedergegebenen Formkasten 9 ein höherer Verdichtungsgrad gewünscht, so wird das Druckbe-grenzungsventil 33 auf einen niedrigeren Druck eingestellt ,· so daß der Gegendruck im Hubraum 26 entsprechend geringer ist als im Hubraum 25. Ist dieser Druck erreicht,: so wird das Hydraulikmittel über den Zweig 38 in die Leitung 39 entlastet.

Da aufgrund der Balance schaltung l6 in den beiden Hub·· räumen 14 bzw. 15 der Preßkopfzylinder 4 stets der gleiche Druck herrscht, führt ein durch die Steuerschaltung 23 erhaltener unterschiedlicher Druck in den Hubräumen, 25, 26 zu einer unterschiedlichen Entlastung der beiden Preßkopf zylinder, so daß sich verschiedene Preßkräfte und mithin Verdichtungsgrade für die Formkastenteile ergeben.

In der Zeichnung sind die Balance- und Steuerschaltung nur schematisch wiedergegeben, wobei auf die Darstellung aller jener Teile, die für die Erfindung nicht wesentlich sind, verzichtet worden ist.

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i -9- * Schutzansprüche

1φ Formmaschine mit einem Preßhaupt in Zwillingsaueführung und einem taktweise gesteuerten geradlinigen Formkastendurchlauf, gekennzeichnet, durch lediglich eine Verdichtereinrichtung, die jeweils zwei in Durchlaufrichtung hintereinander angeordnete Formkastenteile (9) gleichzeitig aufnimmt und nach Anfahren gegen die Preßköpfe (4) des Preßhauptes (3) verdichtet.

2. Formmaschine nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Formkastenteile (9) mit ihrer Längsachse quer zu ihrer Durchlaufrichtung auf der Verdichtereinrichtung (5) angeordnet sind.

3. Formmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Preßköpfe (4) des Preßhauptes über eine hydraulische BalancesehaItuag (16) miteinander verbunden sind.

k. Formmaschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Balanceschaltung (16) einen hydraulischen Ausgleichszylinder (19) aufweist, der mit den Hubräumen (1Λ, 15) beider Preßkopfzylinder (k) in Verbindung steht.

5* Formmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubraum (20) des Ausgleichszylinders (19) etwa dem Hubraum (l4 bzw. 15) oines PreßkopfZylinders (4) entspricht.

6. Formmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5« dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (24) der Preßkopf-

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zylinder (4) doppeltwirkend auegebildet «lud, wobei jeweils zwei gleiche Hubräume (14,15) der Preßkopfzylinder (4) en die hydraulische Balanceschaltung (16) angeschlossen sind, während die anderen Hubräume (25,26) mit einer hydraulischen Steuereinrichtung (23) zur Einstellung unterschiedlich hoher Drücke in diesen beiden Hubräumen der Preßkopfzylinder verbunden sind·

7« Formmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekenst— zeichnet _t daß die hydraulische Steuerschaltung (23) Steuer*· glieder (30) zur Einstellung bestimmter und begrenzter Druckdifferenzen aufweist.

8. Formmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (23) zwei voreinstellbare Druckbegrenzungsventile (32, 33) aufweist, von denen jeweils eines dem einen Hubraum (25 bzw. 26) jedes Preßkopf zylinders (4) zugeordnet ist, und die bei Unterschreiten des voreingestellten Drucks eine Leitung zum Hydrauliksystem, bei Überschreiten desselben eine Ent1astungsleitung (39) freigeben.

9* Formmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an. die Steuerschaltung angeschlossenen Hubräume bzw. die diesen zugekehrten Kolben·· flächen so gering bemessen sind, daß bei. größtmögliches Druckunterschied zwischen diesen beiden Hubräumen das auf die Verdichtereinrichtung wirkende Kippmoment einen zulässigen, vorbestimmten Wert nicht überschreiten.

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