Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ganz allgemein Fördern, und
insbesondere eine Kernkasten-Pendelvorrichtung für eine
Kernherstellungsmaschine.
Stand der Technik
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Kernherstellungsmaschinen werden verwendet, um Sandkerne
herzustellen, die ihrerseits dazu verwendet werden, um
Hohlräume oder Aussparungen von Gußteilen zu erzeugen.
Derartige Formmaschinen sprühen üblicherweise Formsand in
einen Kernkasten, der eine erste und eine zweite
Kernkastenhälfte aufweist, die zusammenpassen. Bei solchen
Maschinen ist es notwendig, den Kernkasten derart in die
Maschine zu transportieren, daß er eine Formposition
einnimmt, in welcher ein Extrudier- oder Spritzkopf mit dem
Kernkasten vor dem Einspritzen des Sandes in Berührung
gebracht werden kann. Im Anschluß an das Herstellen der
Kerne, in den Fällen, in welchen der Kernkasten von der
Bauart der horizontalen Abzugslinie ist, muß die untere
oder Zughälfte des Kernkastens vor der Formposition
entfernt werden, so daß die Kerne hieraus entfernt werden
können. Demgemäß muß irgendeine Art von
Transportmechanismus für den Kernkasten geschaffen werden,
der den Kernkasten rasch und wirksam entfernt, um eine
schnelle Kernproduktion zu ermöglichen.
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Beim Herstellen von Sandkernen ist es wichtig, daß der
Kernkasten relativ zum Extrudierkopf genau angeordnet wird.
Bisher wurde bei Kernherstellungsmaschinen ein Pendelwagen
oder eine Plattform verwendet, die den Kernkasten
unterstützt und die durch irgendeine Art von
Pendelantriebsmechanismus wie eine Kolben-Zylinder-
Vorrichtung bewegt wurde. Da jedoch Pendelwagen, Kernkasten
und die darin geformten Kerne eine erhebliche Masse
aufweisen, war es schwierig, den Wagen und den Kernkasten
mit dem notwendigen Maß an Genauigkeit bei Anwendung einer
solchen Vorrichtung rasch wegzubewegen.
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Zusätzlich zur Notwendigkeit des Transportes des Zugteiles
in Richtung auf die Formposition und von dieser hinweg muß
das Formteil in Eingriff mit dem oberen Kernkastenteil
verbracht oder unmittelbar vor dem Einspritzen von Formsand
vom oberen Formkastenteil abgesenkt und aus der
Formposition hinweggebracht werden. Bisher wurde dies durch
gemeinsames Abheben des Pendelwagens und Unterteiles
unmittelbar vor dem Bewegen des Extrusionskopfes gegen die
zusammenpassenden Kernkastenhälften bewirkt. Ein derartiger
Transportmechanismus unterlag großen Belastungen, die zu
Materialermüdungen beim Pendelwagen führten, und zwar
aufgrund der erheblichen Drücke, die durch den
Extrusionskopf gegen den Kernkasten und den Pendelwagen
ausgeübt werden mußten, um das Austreten von Sand bei
dessen Einspritzen in den Kernkasten zu vermeiden. Der
Actuator zum Anheben des Kernkastens und des Pendelwagens
mußte von relativ hoher Tragkraft sein, aufgrund des
gemeinsamen Gewichtes des Kernkastens und des Pendelwagens.
Eine relativ komplexe Verbindung war weiterhin zwischen dem
linearen Actuator, der den Pendelwagen bewegte, und dem
Pendelwagen selbst erforderlich, aufgrund des
Erfordernisses, den Wagen aufwärts und abwärts zu bewegen.
Die Erfindung
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Die Erfindung schafft eine Kernkasten-Pendelvorrichtung mit
einem Pendelwagen, der im gegenseitigen Abstand angeordnete
Hauptteile aufweist, wenigstens ein Querteil auf den
Hauptteilen sowie Mittel zum Tragen eines Kernkastenteiles;
Mittel zum Bewegen des Pendelwagens in Richtung auf eine
Formposition und von dieser hinweg; sowie Mittel, die dann
wirksain werden, wenn sich der Pendelwagen in Formposition
befindet, um den Kernkastenteil vom Pendelwagen abzuheben.
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Das einzelne oder jedes Querteil umfaßt am besten eine
untere Fläche zwischen den Hauptteilen, an oder oberhalb
eines Niveaus; das Hubmittel wird dadurch darin gehindert,
mit dem sich bewegenden Pendelwagen in Kollision zu
gelangen, daß es eine obere Fläche unterhalb des Niveaus
aufweist.
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Die Hubmittel umfassen vorzugsweise eine Ramme und ein
Gestell zum Tragen des Kastenteiles.
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Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt ferner
eine bewegliche Welle, Mittel zum Bewegen der Welle, eine
Führungsfläche, die von dem Pendelwagen getragen ist, und
die eine Längserstreckung quer zur Bewegungsrichtung des
Pendelwagens aufweist, sowie Mittel zum Schaffen einer
Schlupfverbindung zwischen der beweglichen Welle und der
Führungsfläche, wobei die Bewegung der beweglichen Welle
durch die Schlupfverbindung in die Bewegung des
Pendelwagens umgewandelt wird.
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Die beweglichen Mittel umfassen vorzugsweise einen
Drehactuator, der die bewegliche Welle auf einer
bogenförmigen Bahn bewegt.
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Ferner ist vorzugsweise eine Rolle vorgesehen, die drehbar
an einem Ende der beweglichen Welle gelagert ist und sich
mit der Führungsfläche in Kontakt befindet, wobei sich die
Rolle entlang der Führungsfläche in Abhängigkeit von der
Bewegung der beweglichen Welle bewegt.
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Die Führungsfläche ist vorzugsweise aus einer Schiene
gebildet, die sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des
Pendelwagens erstreckt.
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Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt ferner
wenigstens eine Führungsstange, auf welcher der Pendelwagen
beweglich angeordnet ist.
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Gemäß diesem Aspekt der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung erstrecken sich die Führungsschienen senkrecht
zum geradlinigen Weg. Der Hebelarm ist auf einem
bogenförmigen Weg zwischen einer ersten und einer zweiten
Position bewegbar, wobei der Pendelwagen an einem Ende des
linearen Wagens dann angeordnet ist, wenn sich der Hebelarm
in der ersten Position befindet, und in der Formposition
dann, wenn sich der Hebelarm in der zweiten Position
befindet.
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Das Pendelsystem der vorliegenden Erfindung ist einfach im
Aufbau, aber dennoch in der Lage, die Geschwindigkeit und
Genauigkeit zu schaffen, die bei der Anwendung bei einer
Kernformmaschine notwendig sind.
Die Zeichnungen
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Figur 1 ist eine Aufrißansicht einer Kernformmaschine mit
einem Pendelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei
verschiedene Schutz- und Rahmenteile der Maschine zum
Zwecke der Klarheit weggelassen sind.
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Figur 2 ist eine Schnittansicht der Kernformmaschine
entlang der Linie 2-2 in Figur 1.
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Figur 3 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des
Pendelsystems von Figur 2.
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Die Figuren 4-6 sind vereinfachte Draufsichten des
Pendelsystemes gemäß der vorliegenden Erfindung während des
Betriebes.
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Figur 7 ist eine schematische Draufsicht auf eine
alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Vorteilhaftestes Verfahren
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Wie man aus den Figuren 1-3 erkennt, umfaßt eine
Kernformmaschine 10 einen Extrusions- oder Spritzkopf 12,
der in einem stationären Rahmen 14 angeordnet ist sowie ein
Pendelsystem 16 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das
Pendelsystem 16 transportiert einen Kernkasten 18 - siehe
Figur 1 - in eine Formposition 20 und von dieser hinweg,
die unmittelbar unterhalb des Extrusionskopfes 12
angeordnet ist. Kernkasten 18 beinhaltet eine obere Hälfte
22 und eine untere Hälfte 24. Die Formmaschine 12 ist
derart dargestellt, daß sie einen Kernkasten 18 aufnimmt,
mit einer horizontalen Abzugslinie; es versteht sich, daß
die Formmaschine 12 statt dessen einen Kernkasten mit einer
vertikalen Abzugslinie aufweisen kann, falls gewünscht. Wie
man auch aus den Figuren 4-6 erkennt, ruht die untere
Kastenhälfte 24 auf einem Pendelwagen 26, der zwecks
Bewegung auf einer ersten und auf einer zweiten
Führungsschiene 28, 30 montiert ist, mittels Lagerblöcken
32a-32d (Lagerblock 32b ist lediglich in Figur 4
dargestellt).
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Zugteil 24 beinhaltet einen Basisflansch 34 mit einem Paar
Positionierbohrungen 36a, 36b. Pendelwagen 26 hat ein Paar
Positionierstifte 38a, 38b, die sich von Tragklötzen 39a,
39b aus durch die Positionierbohrungen 36a, 36b dann
hindurch erstrecken, wemm Zugteil 24 einwandfrei am
Pendelwagen 26 positioniert ist. Zu diesem Zeitpunkt ruht
das Zugteil auf den Tragklötzen 39a, 39b sowie auf
entsprechenden Tragklötzen 39c, 39d.
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Pendelwagen 26 weist ein erstes und ein zweites
Haupttragteil 40, 42 auf, auf welchem die Tragklötze 39a-
39d angeordnet sind, ferner ein erstes bis drittes
paralleles Querteil 44, 46, 48, die miteinander sowie mit
den Tragblöcken 32a-32d durch Schweißen oder anderweitig
verbunden sind. An der Unterseite der Tragblöcke 32a, 32c
ist mittels einer Anzahl von Schrauben 49 (Figur 3) oder
anderer Befestigungsmittel ein Führungsmittel in Gestalt
eines Paares von Führungsschienen 50, 52 an einer
Basisplatte 54 befestigt. Die Führungsschienen 50, 52
weisen Führungsflächen 56, 58 auf, die ihrerseits einen
Kanal 60 zwischen sich bilden. Die Führungsschienen 50, 52
verlaufen zu den Führungsstangen 28, 30 quer; genauer
gesagt sind sie am besten senkrecht hierzu angeordnet,
obgleich dies nicht notwendig ist.
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Ein Drehactuator 70 (lediglich in den Figuren 1-4 gezeigt)
ist unterhalb der Schienen 28, 30 angeordnet und an einem
Ende an einen Ständer befestigt, der außerdem jeweils ein
Ende einer jeden Schiene 28, 30 trägt. Der Drehactuator 70
ist mit seinem zweiten Ende am Rahmen 14 der Formmaschine
10 befestigt. Actuator 70 beinhaltet eine Abtriebswelle 74,
die ihrerseits an einem ersten Ende 76 eines Hebelarmes 78
befestigt ist. Das Betätigen des Actuators 70 läßt die
Abtriebswelle 74 umlaufen, so daß Hebelarm 78 einen
bogenförmigen Weg durchläuft. An einem zweiten Ende 80 des
Hebelarmes 78 ist eine drehbare Rolle 82 befestigt, die
ihrerseits im Kanal 60 angeordnet ist. Der Durchmesser der
Rolle 82 ist geringer, als der Abstand zwischen den
Führungsflächen 56, 58 (am besten 0,0762 mm).
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Im folgenden soll insbesondere auf die Figuren 1 und 3
eingegangen werden. Die Führungsschienen 28, 30 werden
weiterhin von einer Stütze 90 unterstützt, die ihrerseits
am Rahmen 14 befestigt ist. Die Lagerblöcke 32a-32d weisen
zylindrische Bohrungen 92a-92d auf, durch welche die
Führungsstangen 28, 30 hindurchgeführt sind.
Gleitdichtungen 94 schaffen eine dichtende Verbindung
zwischen den Führungsstangen 28, 30 und den Lagerblöcken
32a-32d. Die Stangendichtungen sind durch Endringe 96 an
Ort und Stelle gehalten (von denen nur zwei in Figur 3
gezeigt sind), die ihrerseits an den Lagerblöcken 32a-32d
verschraubt sind.
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Auf den Lagerblöcken 32a, 32b aufgeschraubt und diese
übergreifend befindet sich ein erster Basisblock 98a. Ein
zweiter Basisblock 98b ist auf den Lagerblöcken 32c, 32d
aufgeschraubt und übergreift diese. Auf die Basisblöcke
98a, 98b sind Haupttragteile 40, 42 aufgeschraubt, die
- wie in Figur 3 erkennbar -, im Querschnitt C-förmig sind.
Sechs Abstandsblöcke 100 sind auf den oberen Flansch der
Haupttragteile 40, 42 aufgeschweißt, und die Querteile 44,
46 und 48 sind auf die Abstandsblöcke 100 aufgeschweißt.
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Wie man aus Figur 3 erkennt, umfaßt Querteil 44 eine untere
Fläche 102, die in einer ersten Erstreckung angeordnet ist.
Entsprechende untere Flächen der Querteile 46 und 48 sind
in gleicher Weise im wesentlichen in derselben Erstreckung
angeordnet. Diese Erstreckung befindet sich über einer
oberen Fläche 104 einer Liftplatte 106, wenn sich die
Platte in der voll zurückgezogenen Position befindet, so
wie in Figur 3 gezeigt. Es soll auch besonders auf Figur 1
eingegangen werden. Die Liftplatte 106 ist an eine
Abtriebswelle 107 einer hydraulischen Ramme 108
angeschlossen. Das Gehäuse der hydraulischen Ramme 108 ist
seinerseits durch irgendein geeignetes Mittel an Rahmen 14
befestigt, so daß die Ramme dahingehend betätigt werden
kann, daß sie die Hubplatte 106 anhebt oder zurückzieht.
Zwei Führungsstangen 110, 112 sind an der Hubplatte 106
befestigt und in einer ersten bzw. zweiten Lagerbuchse 114,
116 gleitbar. Die Lagerbuchsen 114, 116 sind ihrerseits
mittels Seitenplatten 120, 122, unterer Verbindungsplatten
124, 126 sowie einer zugehörenden Platte 130, die
zusammengeschweißt oder anderweitig aneinander befestigt
sind, am Rahmen 14 befestigt.
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Die Figuren 4-6 veranschaulichen die Bewegung des
Pendelwagens zwischen einem ersten Ende seines Weges (in
Figur 4 veranschaulicht), und einem zweiten Ende (in Figur
6 veranschaulicht). Befindet sich der Pendelwagen am ersten
Ende des Weges, so befindet sich Rolle 82 in einer ersten
Endposition 140 innerhalb des Kanales 60. Das Betätigen des
Drehactuators 70 führt dazu, daß Hebelarm 78 sich auf einem
bogenförmigen Weg bewegt, wie zuvor beschrieben. Dies führt
wiederum dazu, daß Rolle 82 an Führungsfläche 58 anliegt
und somit Pendelwagen 26 nach rechts bewegt, wie in den
Figuren gesehen. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich Rolle 82
aus der ersten Endposition 140 gegen eine zweite
Endposition 92 innerhalb des Kanales 60.
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Figur 5 veranschaulicht die relative Positionierung des
Hebelarmes 78 und der Rolle 82 in Kanal 60, wenn sich
Hebelarm 78 im wesentlichen parallel zu den Führungsflächen
56, 58 befindet, die den Kanal 60 bilden. Zu diesem
Zeitpunkt befindet sich Rolle 82 von der Endposition 140 am
weitesten entfernt. Rolle 80 befindet sich zu diesem
Zeitpunkt an oder nahe bei der zweiten Endposition 142 in
Kanal 60, obgleich dies nicht notwendig ist.
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Die weitere Arbeit von Actuator 70 führt dazu, daß sich
Pendelwagen 26 weiter gegen die Formposition 20 hinbewegt,
die dann erreicht wird, wenn Ausgangswelle 74 des
Drehactuators 70 eine vorgegebene Winkelposition erreicht.
Hebelarm 78 ist am besten - wenn auch nicht
notwendigerweise - derart angeordnet, daß seine
Längserstreckung senkrecht zu den Führungsflächen 56, 58
verläuft, die den Kanal 60 bilden, wenn sich Pendelwagen 26
in der Formposition 20 befindet.
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Hat sich Pendelwagen 26 in die Formposition 20 bewegt, so
wird Hubplatte 106 von Rainme 108 angehoben, so daß sich
Hubplatte 106 durch eine Öffnung 150 in den Querelementen
46, 48 und in den Hauptelementen 40, 42 hindurch erstreckt.
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Die obere Fläche 104 der Hubplatte 106 berührt schließlich
die untere Fläche des Zugteiles 24, und die fortgesetzte
Anhebung der Platte 106 hebt den Zugteil 24 gegen den
oberen Teil 22. Schließlich gelangt Zugteil 24 in Berührung
mit dem oberen Teil 22, so daß das Einspritzen von Formsand
stattfinden kann.
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Sobald der Einspritzprozess vollendet ist, wird ein
herkömmlicher Begasungsprozess vorgenommen, um die Kerne in
den Kernkästen 18 aushärten zu lassen. Ein in den Figuren 1
und 3 gezeigtes Abzugssystem mit Hauptabzugsleitungen 156,
158 und Eingangs-Leitungen 160, 162, die innerhalb der
Hauptabzugsleitungen 156, 158 teleskopierbar sind, führt
Gase aus dem Kernkasten 50 ab. Nicht gezeigte Dichtungen
wie O-Ringe können zwischen den Leitungen 156, 160 sowie
zwischen den Leitungen 158, 162 vorgesehen werden, um das
Entweichen von Abzugsgasen zu unterbinden. Zugteil 24 und
Hubplatte 106 werden sodann von Ramme 108 so lange
zurückgezogen, bis Basisflansch 34 des Zugteiles 24 auf den
Tragblöcken 39a-39d ruht, und bis sich die
Positionierstifte 38a, 38b durch die Positionierbohrungen
36a bzw. 36b hindurch erstrecken. Die Hubplatte 106 wird
sodann weiterhin mittels der Ramme 108 zurückgefahren, bis
deren obere Fläche 104 unterhalb der unteren Fläche 102 des
Querteiles 44 und der entsprechenden unteren Flächen der
Querteile 46, 48 angeordnet ist. Pendelwagen 26 kann sodann
von der Formposition 20 durch betätigen des Actuators 70
hinwegbewegt werden, derart, daß Abtriebswelle 74 in
Gegenrichtung umläuft. Dieser Umlauf führt weiterhin dazu,
daß Rolle 80 an der Führungsfläche 56 anliegt und somit den
Pendelwagen - in den Figuren 4-6 gesehen - nach links
bewegt. Zu diesem Zeitpunkt können die erzeugten Kerne in
Zugteil 24 ausgestoßen und von entsprechenden (nicht
gezeigten) Vorrichtungen entfernt werden, und Zugwagen 24
kann in die Formposition 20 je nach Wunsch zwecks Erzeugens
weiterer Kerne zurückgebracht werden.
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Die Schlupfverbindung aufgrund des Hebelarmes 78, der Rolle
82 und der Führungsschienen 50, 52 erlaubt es, daß die
Drehbewegung der Abtriebswelle 74 in eine lineare Bewegung
entlang der durch die Führungsstangen 28, 30 definierten
Bahn umgewandelt wird, derart, daß Pendelwagen 26 rasch in
die Formposition 20 bewegt und aus dieser zurückgezogen
werden kann. Pendelwagen 26 wird sanft und kontinuierlich
so lange beschleunigt, bis er die in Figur 5 dargestellte
Position erreicht hat, worauf Pendelwagen 26 sanft und
kontinuierlich so lange verzögert wird, bis er das Ende
seiner Bewegungsbahn erreicht hat. Pendelwagen 26 wird
außerdem genau in der Formposition 20 positioniert, so daß
ein rasches und wirkungsvolles Arbeiten stattfinden kann.
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Man beachte, daß die Ausrichtung des Drehactuators 70, des
Hebelarmes 78 und der Führungsschienen 50, 54 verändert
werden kann, so daß sich Hebelarm 78 in einer Ebene
senkrecht zu der durch die Führungsstangen 28, 30
definierten Ebene bewegt, statt in einer hierzu parallelen
Ebene. Alternativ hierzu kann auch der Drehactuator durch
eine andere Art eines Actuators ersetzt werden, wie eine
Kolben-Zylinder-Einheit mit einer Kolbenstange, die über
eine Gleitverbindung mit dem Pendelwagen verbunden ist,
falls gewünscht. Wie in Figur 7 gezeigt, kann ferner die
Gleitverbindung durch einen Drehactuator 180 ersetzt
werden, der mittels eines Verbindungsgliedes 182, aus einem
Paar von Gelenkgliedern 184, 186 gebildet ist, an den
Pendelwagen 26 angekoppelt ist. Auch hier wieder wird die
Drehbewegung, die vom Actuator 180 bereitgestellt wird, in
eine lineare Bewegung des Pendelwagens 26 umgewandelt, mit
ausgezeichneter Beschleunigung und Verzögerung an den Enden
der Bewegungsbahn. Die Führungsschienen lassen sich
außerdem von einer einzigen Führungsfläche jeglicher
geeigneter Art ersetzen, die sich quer zur
Bewegungsrichtung des Pendelwagens 26 erstreckt.
Zahlreiche Abwandlungen und alternative Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Hinblick auf
die vorausgehende Beschreibung. Diese Beschreibung ist
deshalb lediglich zur Veranschaulichung gedacht und als
Lehre für den Fachmann für die vorteilhafteste Art der
Ausführung der Erfindung. Die Einzelheiten der Konstruktion
lassen sich erheblich abwandeln, ohne von der Erfindung
abzuweichen.