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Die Erfindung betrifft eine prismenförmige, sich intermittierend drehende
Vorrichtung zum Tragen in äquidistanten Positionen einer Vielzahl unterer Formhälften
des Typs, der in automatischen Sandkernformmaschinen verwendet wird, um das
Ausstoßen eines oder mehrerer fertiggestellter Kerne gleichzeitig zum Gießen
eines weiteren Kerns mit einer einzigen oberen Formhälfte zu ermöglichen.
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Wie z. B. aus der US-A-4 204 569 bekannt ist, verwenden
Sandkernformmaschinen zu öffnende Formen, d. h. die Formen bestehen aus zwei einander in
vertikaler Richtung zugewandten Formhälften, die an Trägern befestigt sind. Die
Formhälften lassen sich durch paarweises miteinander Ineingriffbringen derart
schließen, daß sie mit Sand gefüllt werden können. Der Sand wird eingegossen
oder unter Druck durch einen Gießkopf eingestrahlt. Anschließend werden die
Formhälften geöffnet, normalerweise indem eine der Formhälften von der anderen
beabstandet wird, um den gegossenen Kern herausnehmen zu können.
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Die unteren Formhälften werden im allgemeinen von einem kastenähnlichen
Aufnahmegehäuse getragen, das gemeinhin als Kernkasten bezeichnet wird und das
von einer viereckigen Platte getragen wird und an dieser abnehmbar befestigt ist.
Die Platte hat in ihrem äußeren Bereich einen derart erhobenen Rand mit einem
viereckigen Querschnitt, daß ein ebener Rahmen zum Tragen und Befestigen des
Kernkastens gebildet wird. Der Rahmen wird im wesentlichen durch Trageplatten
gebildet, die eine begrenzte Breite haben.
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Bei allen Sandkernformmaschinen, die eine obere Formhälfte verwenden, die zu
der entsprechenden Formhälfte hin- und von dieser wegbewegbar ist, die in einer
festen Position auf dem Kernkasten befestigt ist, wird die obere Formhälfte nach
dem herkömmlichen Gießen und anschließenden Entgasen angehoben. Der in
der unteren, feststehenden Formhälfte ausgebildete Kern steht teilweise über den
Rand dieser Formhälfte über und wird mit Ausstoßstangen, die an zwei
Ausstoßplatten getragen werden, die in vertikaler Richtung mit einem Hydraulikzylinder
betätigt werden, angehoben und aus der Formhälfte herausgestoßen. Der Kern
wird dann mit Klammern oder ähnlichem ergriffen, seitlich bewegt und in einen
Entgratbehälter getaucht oder in eine andere Einrichtung, die den Grat entfernen
kann. Der derart gesäuberte Kern wird dann auf Förderkarren oder ähnlichem
wegbewegt.
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Praktisch bedingt diese Arbeitsmethode erhebliche Ausfallzeiten zwischen einem
Gußvorgang und dem nächsten. Das kommt dadurch, daß der Kern entnommen
werden muß, während sich die Maschine nicht bewegt und daß der Kern aus der
feststehenden Formhälfte entfernt werden muß. Ein weiterer Grund ist die
benötigte Zeit zum Schließen der oberen Formhälfte auf die untere Formhälfte vor dem
nachfolgenden Eingießen des Formsandes. Außerdem muß der fertiggestellte
Kern teilweise vorsichtig herausgezogen werden, und sein Entfernen erfordert
einzelne Greifmittel, die in ihrem Zugriff und ihrer Bewegung verhältnismäßig
langsam sind.
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Aus all diesen Gründen ist die Produktivität begrenzt und die Produktionskosten
sind verhältnismäßig hoch, besonders für die Herstellung einer begrenzten
Anzahl von Kernen unter Verwenden des gleichen Metallmusters in der unteren
Halbform.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die sich auf
vorgegeben intermittierende Weise dreht und die bei Sandkernformmaschinen
des Typs mit einer feststehenden unteren Formhälfte verwendet werden kann. Die
Vorrichtung soll die Nachteile der bekannten Systeme verhindern und sie soll vor
allem die Ausfallzeiten drastisch reduzieren, die bei bekannten Maschinen zum
Gießen und zum Entnehmen der fertiggestellten Kerne benötigt werden, was zu
augenscheinlichen und beträchtlichen ökonomischen und praktischen Vorteilen
führt.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung ist es, eine sich drehende Vorrichtung
anzugeben, die so aufgebaut ist, daß sie einfach bei bekannten Maschinen verwendet
werden kann, die vertikal zu öffnende Gußformen haben, ohne daß lästige und
komplizierte Modifikationen der Vorrichtung nötig sind.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Vorrichtung des vorstehend
angegebenen Typs anzugeben, die ein leichtes Entnehmen der fertiggestellten
Kerne ohne das Verwenden klammerähnlicher oder ähnlicher Greifmittel erlaubt,
welche die Kerne irreparabel beschädigen könnten.
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Mit dieser Aufgabe und diesen Gegenständen im Blick wird nach der Erfindung
eine Vorrichtung zum Tragen unterer Formhälften angegeben, die bei
automatischen Formmaschinen des Typs verwendet werden kann, die vertikal zu öffnende
Gußformen mit einer oberen Formhälfte haben, der ein Gußsandgießkopf
zugeordnet ist, die horizontal in wechselwirkender Weise zu der unteren Formhälfte
bewegbar angeordnet ist, welche in einer festen Position auf einem Kernkasten
angeordnet ist, und die Platten zum Herausziehen eines fertiggestellten Kerns
nach dem Anheben der oberen Formhälfte hat. Die Vorrichtung hat eine
prismatische Struktur mit ebenen Flächen, die innen hohl und mit voreingestellten
Haltepositionen um eine horizontale Achse rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des
Gießkopfes drehbar gelagert ist. Ein Kernkasten ist an jeder von mindestens zwei
einander gegenüberliegenden Flächen der rotierenden prismaförmigen Struktur
befestigt, und jeder Kernkasten trägt eine untere Formhälfte und zugeordnete
Platten zum Herausziehen des fertigen Kerns. Jede untere Formhälfte kann durch
Drehen der prismatischen Struktur nacheinander an der beweglichen oberen
Formhälfte angeordnet werden, um mit einer einzigen oberen Formhälfte einen
Kern in jeder unteren Formhälfte zu formen und gleichzeitig den zuvor
fertiggestellten Kern von der gegenüberliegenden Formhälfte zu entfernen. Die
Vorrichtung hat Mittel zum Aufnehmen jedes fertigen Kerns, die zu der zu entleerenden
Formhälfte und von dieser wegbewegbar sind, und es sind ebenfalls Mittel
vorgesehen, die horizontal und vertikal bewegbar sind, um den aus der zugeordneten
Formhälfte ausgestoßenen Kern zu entfernen.
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Im einzelnen ist die prismatische Struktur mit ebenen Flächen nach Art eines
innen hohlen kubischen Körpers ausgebildet, der an zwei einander
gegenüberliegenden Flächen zentral abstehende fluchtende Achsen hat, welche so befestigt
sind, daß sie in Lagern in den Säulen der Formmaschine drehen können. Die
kubische Struktur wird mittels einer Zahnstange in Eingriff mit einem starr an eine
der Achsen gekoppelten Zahnrad gedreht, das durch einen Hydraulikzylinder hin-
und herbewegt wird, um die Struktur in sukzessiven Schritten mit Stillsetzung
jeweils nach 180º zu drehen, d. h. wenn eine untere Formhälfte der oberen
Formhälfte gegenübersteht und wenn sich die gegenüberstehende Formhälfte in
Ausstoßposition befindet.
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Weiterhin ist ein konventioneller Kernkasten an mindestens zwei Flächen der
prismatischen Struktur angeordnet, die parallel zur Rotationsachse liegen. Eine
untere Formhälfte ist lösbar an dem Kernkasten befestigt, und konventionelle
Platten mit Auswerfstiften und zugeordneten Führungen sind an der Basis der
unteren Formhälfte vorgesehen. Jede Platte wird durch einen Hydraulikzylinder
betätigt, die in der hohlen prismatischen Struktur einander gegenüberliegend
angeordnet sind.
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In gleicher Weise werden die Mittel zum Aufnehmen und Entfernen des aus der
um 180º relativ zu der während des Gießens gegenüberliegenden gedrehten
Formhälfte ausgeworfenen Kerns von einem Rollenförderer gebildet, der eine
Serie freier Rollen mit parallelen Achsen und Rollen hat, die eine Auflagefläche oder
Palette zum Aufnehmen der fertiggestellten Kerne nach dem Auswerfen aus der
gewendeten Formhälfte trägt. Die Rollen sind an einem horizontalen, ebenen
Rahmen befestigt und werden gleichzeitig durch einen Hydraulikmotor oder
ähnliches gedreht. Der Rollenträgerrahmen kann außerdem durch Hydraulikzylinder
oder ähnliches wechselseitig zu den gewendeten Formhälften hin und von diesen
weg angehoben und abgesenkt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden,
detaillierten Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen deutlich, die als
Beispiel angegeben sind. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Vorderansicht einer bekannten Kernformmaschine, die eine
drehende Vorrichtung zum Tragen der Gußform und Mittel zum
Entfernen der fertiggestellten Kerne hat, die alle jeweils der Erfindung
entsprechen, und
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Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht durch die Mitte der Maschine nach Fig.
1 auf einen Schnitt entlang der Ebene II-II in Fig. 1.
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Unter Bezug auf die vorstehend genannten Figuren werden die drehende
Vorrichtung nach der Erfindung und die zugeordneten Mittel zum Entnehmen des
fertiggestellten Kernes bei einer Sandkernformmaschine bekannten Typs verwendet.
Genauer ist das eine vertikal angeordnete Maschine des Typs, bei dem eine
untere Formhälfte feststeht und die obere Formhälfte zu der darunterliegend
feststehenden vertikal hin- und von dieser wegbewegt werden kann.
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In Bezug auf die vorstehend genannten Figuren wird eine Maschine dieses Typs
im wesentlichen durch kastenähnliche vertikale Seiten 1 und 1a gebildet, an
deren Oberseite zwei parallele horizontale Rahmen 2, 2a angeordnet sind, die zwei
parallele zylindrische Führungen 3, 3a tragen. Eine zylindrische Kammer 4 oder
ein Kopf zum Einstrahlen des Formsandes unter Druck ist entlang den Führungen
bewegbar befestigt. Die Kammer wird von einem oberen Vorratsbehälter 5
gespeist, der einen Hydraulikzylinder 6 hat, welcher den Vorratsbehälter und den
Gießkopf während des Gießens verschließen kann. Der Gießkopf 4 ist entlang
einem Rahmen 7 (verschiebbar auf den horizontalen Führungen 3, 3a) vertikal
bewegbar angeordnet und er kann aus einer Position, in der er mittig in Bezug auf
die Maschine angeordnet ist, d. h. aus der Gußposition, mittels eines
Hydraulikzylinders 8 in eine Position verschoben werden, in der er seitlich von der Maschine
angeordnet ist. Ein viereckiger, glockenförmiger Körper 9 ist mit der Basis
verbunden und ist koaxial zu dem Gießkopf 4. Der Körper ist nach unten hin mit einer
Gußplatte 9a verschlossen, die konventionelle Öffnungen zum Durchlassen des
Sandes unter Druck in die obere Formhälfte 10 hat, bei der ebenfalls
Sanddurchlaßöffnungen vorgesehen sind.
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Ein viereckiger Rahmen 11 ist unter der Gußplatte 9a angeordnet und hat an
seinen Ecken Hülsen 12, die entlang der Vertikalführungen 13 verschiebbar sind
(Fig. 2).
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Zwei Gabeln 14, 14a sind an zwei einander zugewandten Seiten des Rahmens
11, genauer an den beiden Verschiebehülsen 12, angeordnet und werden von
Zylindern 15, 15a jeweils betätigt, wodurch die obere Formhälfte 10 durch Einführen
von Stiften verschlossen werden kann, die von der Formhälfte in die Gabeln
vorstehen. Nach dem Absenken der Gußplatte 9a und bis zum Berühren der
Formhälfte 10, verschließen andere Stifte 16, 16a, die von ihrem eigenen Kolben
betätigt werden und an der Außenseite der Gußplatte angeordnet sind, die Glocke
und die Gußplatte an der Formhälfte. Die durch die Gußplatte, durch die obere
Formhälfte 10 und durch den zugeordneten Rahmen 11 gebildete Anordnung wird
dann mittels zweier Hydraulikzylinder 17, 17a (Fig. 2) auf die untere Formhälfte
geschlossen.
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Die vorstehend beschriebene bekannte Maschine wird weiterhin durch eine
Ausgasplatte 18 vervollständigt, die aus einer Position, in der sie axial zu der
Gußform angeordnet ist, in eine seitlich abgerückte Position verschoben werden kann.
Die Platte läßt sich mit einem Motor 19 entlang der Führungen 20 und 20a
absenken, um sie nötigenfalls auszutauschen. Ein Motor 21 ist darüber hinaus an der
der Ausgasplatte gegenüberliegenden Seite vorgesehen, und mittels der
vertika
len Führungen 22, 22a kann die Gußplatte 9a abgesenkt werden, wenn sie
ausgetauscht werden muß oder zum Durchführen von Wartungsarbeiten.
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Eine Sandkernformmaschine des vorstehend nur als nicht beschränkendes
Beispiel beschriebenen Typs hat vorzugsweise eine Einrichtung zum Tragen unterer
Formhälften, die mit einer einzelnen oberen Formhälfte, die in Bezug auf die
untere Formhälfte bewegbar ist, das Gießen eines Kerns in einer Formhälfte
ermöglicht, während gleichzeitig ein oder mehrere fertiggestellte Kerne ausgeworfen
und entfernt werden, die vorher in anderen unteren Formhälften erzeugt worden
sind.
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Die drehende Vorrichtung nach der Erfindung wird deshalb von einem hohlen
prismatischen Körper 23 (Fig. 2) gebildet, der ebene und parallele Flächen hat
und grundsätzlich einen kubischen, hohlen Körper bildet. Der Körper hat an zwei
einander gegenüberliegenden Seiten zwei Achsen 24, 24a, die koaxial
zueinander sind und zentral relativ zu den Flächen sind, von denen sie nach außen hin
abstehen. Die beiden Achsen 24, 24a sind so befestigt, daß sie frei in
Lagerpaaren 25, 25a und 26, 26a drehbar sind, die an einander gegenüberliegenden
Seiten 1 und 1a der Maschine festgekeilt sind. Ein viereckiger Kernkasten 27 und 28
mit erhobenen Seiten ist an mindestens zwei weiteren einander
gegenüberliegenden Flächen des kubischen Körpers festgekeilt, die parallel zu der Drehachse der
Achsen 24 und 24a sind. Zwei konventionelle Ausstoßplatten 28a sind in jedem
der gegenüberliegenden Kernkästen angeordnet und haben vorstehende Stifte.
Sie werden von zylindrischen Stangen 29 und 29a geführt und können mit ihren
eigenen Hydraulikzylindern 30 und 30a betätigt werden, die auf einander
gegenüberliegenden Positionen in den Hohlraum des kubischen Körpers eingeführt
sind.
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Jeweils eine untere Formhälfte 32 und 33 ist abnehmbar in bekannter Weise an
einem der gegenüberliegenden Kernkästen 27 befestigt, z. B. mittels eines in die
Löcher des Kernkastens einführbaren Zentrierstiftes. Beide untere Formhälften
passen zu der darüberliegenden beweglichen oberen Formhälfte 10.
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An der Außenseite jedes Kernkastens 27 und 28 sind zwei koaxiale
Verschlußstifte oder Zapfen 34, 34a (Fig. 2) angeordnet, die mit gegenüberliegend
angeordneten Zylindern 35, 35a betätigt werden und dazu geeignet sind, Mittel zum
Zentrieren der Formhälfte auf dem jeweiligen Kernkasten zu bilden. Zwei Zentrierstifte
23a für den kubischen Körper 23 sind außerdem an zwei gegenüberliegenden
Seiten desselben vorgesehen.
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Der zwei gegenüberliegend angeordnete untere Formhälften tragende kubische
Körper wird mit vorbestimmter Stillsetzung nach jeder Drehung um 180º mittels
eines Zylinders mit einer Zahnstange 37 (Fig. 2) gedreht, die mit einem Zahnrad
36 in Eingriff steht, das starr an die Achse 24a gekoppelt ist, wobei die
Zahnstange 37 in beide Richtungen mit einem Zylinder bewegt wird, der insgesamt mit
dem Bezugszeichen 38 in Fig. 1 bezeichnet ist. Mittels geeigneter Hubbegrenzer
und vorbestimmter Eingriffe für den die Zahnstange betätigenden Zylinder läßt
sich das Drehen des drehenden Körpers, der die unteren Formhälften trägt, so
einstellen, daß sich eine Formhälfte in Gußposition befindet und daß die
gegenüberliegende Formhälfte um 180º in eine Position gedreht ist, in der der
fertiggestellte Kern ausgeworfen werden kann, der in dem vorangegangenen Gußschritt
bereits gegossen worden ist. Dies führt zu deutlichen signifikanten praktischen
und ökonomischen Vorteilen vor allem in Form einer Verringerung der Ausfallzeit,
weil die Maschine kontinuierlich arbeiten kann, ohne daß sich lange
Stillstandszeiten ergeben, die für das Entnehmen des fertiggestellten Kerns nach jedem
Gießvorgang benötigt werden.
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Die beiden Achsen 24, 24a zum Drehen des kubischen Körpers sind außerdem
axial hohl, wodurch alle schädlichen Gase, wie z. B. die zum Härten des
Formsandes verwendeten Lösungsmittel, aus dem Hohlraum des drehenden kubischen
Körpers abgesaugt werden können.
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Unter dem drehenden kubischen Körper 23, d. h. in dem Bereich unter der
gewendeten Formhälfte mit dem auszuwerfenden, fertiggestellten Kern, gibt es einen
Rollenförderer, der eine Serie horizontaler und paralleler Achsen hat, die an ihren
voneinander abgewandten Enden Rollen 40 haben, welche starr mit den
jeweiligen Achsen 39 verbunden sind, und die gleichzeitig gesteuert von dem Anwender
mit einem Hydraulikmotor 41 mittels Übertragungsketten oder Riemen (Fig. 2)
betätigt werden. Der Rollenförderer wird von einem horizontalen Rahmen 42
getragen, der mittels zweier Hydraulikzylinder 43 relativ zu der gewendeten oberen
Formhälfte 33 angehoben und abgesenkt werden kann. Während seiner
wechselseitigen vertikalen Bewegung wird der Rollenförderer entlang vertikaler
zylindrischer Stangen 44 geführt.
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Eine ruhende Auflagefläche oder Palette ist frei auf den Endrollen 40 der Achsen
39 angeordnet und kann durch Drehen der Rollen zum Rand des Rollenförderers
bewegt werden, bis sie aus den nachfolgend gegebenen Gründen auf einem
ähnlichen Rollenförderer liegt, der in Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 45
bezeichnet ist.
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Tatsächlich werden der darunterliegende Rollenförderer und der zugehörigen
Rahmen 42 jedesmal, wenn eine untere Formhälfte mit dem daraus nach unten
hin vorstehenden fertiggestellten Kern in gewendeter Position angehalten wird,
mit dem Zylinder 43 zu der entsprechenden Formhälfte hin angehoben und dann
angehalten, wenn die Palette (nicht in den Figuren gezeigt) sich in einem kurzen
Abstand von dem Kern befindet. Dann stoßen die Auswerfplatten 28a den Kern
aus der Formhälfte und lagern ihn auf der darunterliegenden Palette. Der
Rollenförderer wird dann wieder mittels des Zylinders 43 abgesenkt. In dieser Position
bewegen sich die Rollen 40 nicht, wenn der Kern manuell entnommen wird. Wird
hingegen der ausgeworfene Kern durch automatisch eingreifende Mittel entfernt,
werden die Rollen 40 mit dem Zylinder 41 so gedreht, daß die Palette und der
entsprechende Kern auf den seitlichen Rollenförderer 45 geschoben werden. Der
Rollenförderer 45 wird dann mittels seiner eigenen Zylinder in eine komfortable
manuelle Zugriffshöhe angehoben, um ein manuelles Entnehmen des Kerns
erforderlichenfalls zu erlauben. Wird der Kern hingegen mittels seitlicher Förderer
entfernt, werden die Rollen 40a mit dem zugehörigen Zylinder 41a gedreht,
wodurch die Palette und der zugehörige Kern in eine Entnahmeeinrichtung befördert
werden.
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Weil in diesem Fall auch die Palette von dem Rollenförderer entfernt wird, hat die
Vorrichtung eine bekannte Einrichtung zum Aufbringen von Paletten auf den
ersten Rollenförderer.
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Nach der Erfindung können auch anstelle von zwei unteren Formhälften weitere
Formhälften auf den übrigen ebenen Flächen des drehenden hohlen Körpers 23
so aufgebracht werden, daß der Körper nach jeder Drehung um 90º angehalten
wird.
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Bei der praktischen Ausführung der vorstehend als nicht beschränkendes
Beispiels beschriebenen Erfindung können weitere strukturell und funktionell
gleich
wertige Modifikationen und Abwandlungen durchgeführt werden, ohne daß der
Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche verlassen wird.
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Wenn in einem Patentanspruch erwähnte technische Merkmale von einem
Bezugszeichen gefolgt sind, wurden diese Bezugszeichen zum Zweck des leichteren
Verstehens der Patentansprüche eingefügt, und dementsprechend haben diese
Bezugszeichen keinen begrenzenden Einfluß auf den Schutzumfang eines jeden
Elementes, das beispielhaft mit solchen Bezugszeichen bezeichnet ist.