EP0144031B1 - Vorrichtung zum Entkernen von Gussstücken durch Vibrationsschwingungen - Google Patents

Vorrichtung zum Entkernen von Gussstücken durch Vibrationsschwingungen Download PDF

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EP0144031B1
EP0144031B1 EP84113922A EP84113922A EP0144031B1 EP 0144031 B1 EP0144031 B1 EP 0144031B1 EP 84113922 A EP84113922 A EP 84113922A EP 84113922 A EP84113922 A EP 84113922A EP 0144031 B1 EP0144031 B1 EP 0144031B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
support
work support
receiving opening
longitudinal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP84113922A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0144031A1 (de
Inventor
Günter Jenzsch
Kurt Rauh
Hans Jürgen Wegscheider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mirbeth Rudolf
Original Assignee
Mirbeth Rudolf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mirbeth Rudolf filed Critical Mirbeth Rudolf
Priority to AT84113922T priority Critical patent/ATE32314T1/de
Publication of EP0144031A1 publication Critical patent/EP0144031A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0144031B1 publication Critical patent/EP0144031B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D29/00Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
    • B22D29/001Removing cores
    • B22D29/005Removing cores by vibrating or hammering
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S241/00Solid material comminution or disintegration
    • Y10S241/10Foundry sand treatment

Definitions

  • the invention relates to a device for coring castings by vibration vibrations of the specified in the preamble of claim 1 and by DE patent application Sch 4,896, 31 C; 32 of 10/31/1951 (Fig. 3) and by the type known from the company publication "Wheelabrator-Frye Inc.”, bulletin 130,000 from 1982.
  • the rubber bellows provided on the top and bottom of the casting clamping device are constantly subjected to high abrupt or jerky pressure and tensile loads due to the vibration vibrations introduced into them, which considerably affects their service life; the horizontally provided rubber bellows are also suddenly loaded. The lifespan of the rubber bellows is also reduced by the natural aging of the rubber.
  • the object of the invention is therefore to mount the receiving device of a coring device according to the preamble of claim 1 in the support frame such that it can be deflected completely unhindered in the direction of displacement of the casting, the vibration energy introduced into the receiving device should be used almost exclusively for the coring process , as well as hardly any signs of wear at the bearing points of the receiving device.
  • the casting Due to the freely oscillating mounting of the receiving device in the support frame with simultaneous loose arrangement of a casting in the receiving device and its relocability between two opposing stops within a defined range of motion, the casting is excited to natural vibrations when vibrations are introduced into the receiving device and are directed in its direction of displacement, by which the sand cores in it are dissolved in sand and thus destroyed.
  • An inclined mounting of the receiving device with a casting support formed on the back by individual support ribs has the advantage that the loosened core sand can trickle out of the casting by itself.
  • the loose insertion and removal of the casting into and out of the receiving device is not only quick, convenient and practically safe to do manually, but can also advantageously be carried out easily by a robot.
  • the shape of the receiving opening provided in the receiving device can be adapted in any way to the casting to be cored in each case (feature of claim 2).
  • casters of different sizes can be processed with the same receiving device.
  • a vibration generator equipped with a frequency converter has the advantage that the required number of vibrations can be adapted specifically to the number, size and hardness of the sand cores present in the casting and can thereby be reliably destroyed (feature of patent claim 3).
  • the vibration generators For cores of normal size and hardness, however, the vibration generators generate approx. 3,000 vibrations / min. initiated in the receiving device. Due to the direct attachment of the vibration generator to the receiving device, there are advantageously no wear-prone transmission elements or the like.
  • the device can be surrounded by a sound-absorbing, if necessary easily removable cabin, which carries a sound-absorbing insulating material on its inner wall.
  • the weight of the receiving device should be several times greater than the weight of the casting, the best effect being achieved if it has an approximately 7 to 10 times greater weight than the latter (feature of patent claim 7).
  • the receiving device 11 has an upper support arm 12 and a lower support arm 13, which are connected by two perpendicular, spaced-apart longitudinal arms 14 and 15. The spacing provided between them forms a rectangularly shaped receiving opening 16 which receives the casting a loosely (FIGS. 1 and 3).
  • the receiving opening 16 has a freely accessible loading side e on the front, while a casting support is provided on its rear side, which is formed by a plurality of horizontally running, spaced-apart support ribs 17. These are each attached to the two longitudinal arms 14 and 15. At the lower end of the longitudinal arm 14 there is a support arm 18 which projects into the receiving opening 16 and carries a rubber pad 18 'on its upper side. The casting a inserted into the receiving opening 16 rests on the supporting ribs 17 and the supporting arm 18, the rubber covering 18 'serving for noise insulation during its coring process.
  • the rectangular receiving opening 16 also has, on its perpendicular, broad side formed by the longitudinal arm 15, a baffle plate 19 screwed to the inside thereof, while on the opposite longitudinal arm 14 two spaced apart, equally thick stop bars 20 are screwed tight (Fig. 3); instead of these, a stop plate, not shown, can also be screwed onto the longitudinal arm 14. Between the mutually facing contact sides of the baffle plate 19 and the stop strips 20 a clear width b is formed, the size of which is composed of the respective greatest width a 'of the cast piece a and a defined clearance c (FIG. 3). This is determined empirically and is approximately four times as large as the amplitude at the receiving device 11 caused by the vibration generators 23.
  • the amplitude is the distance from the rest position of the receiving device 11 to its maximum lateral deflection.
  • the defined clearance c is 6 mm.
  • the baffle plate 19 and the stop bars 20 or the stop plate can each be different have large thicknesses which are matched to castings of different widths and are therefore screwed to the receiving device 11, that is to say they are connected to the latter in an exchangeable manner. It is also conceivable that at least one loose intermediate part, not shown, which is matched to the respective casting width and is screwed onto the longitudinal arm 14 and / or 15, is provided. A plurality of reinforcing ribs 24 can also be provided on the outside of the latter.
  • vibration generators 23 are mounted one above the other, the vibrations generated by the latter being directed in the direction of displacement of the casting a between the baffle plate 19 and the stop bars 20 in the directions of the double arrow d.
  • vibration motors are provided as vibration generators 23; it is also conceivable to provide magnetic oscillators or the like for this.
  • the vibration generators 23 can also be assigned at least one frequency converter, not shown. In the present application, approximately 3,000 vibrations / min. introduced into the receiving device 11 at a frequency of 50 Hz.
  • the weight of the receiving device 11 is advantageously about 7 to 10 times the weight of the casting a.
  • the longitudinal arms 14 and 15 of the receiving device 11 and thus the support arm 18 extending at right angles to the longitudinal extension of the longitudinal arms 14, 15 are arranged on the loading side e of the receiving opening 16 at an angle a of approximately 15 ° in such a way that they are inclined to the vertical that the casting a rests with a mere arrangement in the receiving opening 16 only by its own weight on the rear support ribs 17.
  • the screw-type bearings 10 provided on the free ends of the upper and lower support arms 12 and 13 are each mounted at an angle to the longitudinal extension of the support arms 12 and 13.
  • the entire coring device 1 is expediently surrounded by a sound-absorbing cabin (not shown), which can be removed if necessary and carries a sound-absorbing insulating material on its inner walls.
  • the receiving device 11 When the receiving device 11 is in the rest position, the casting a is inserted manually or by a robot into its receiving opening 16 on the loading side e, whereby it rests completely freely between the baffle plate 19 and stop bars 20, merely by its own weight on the supporting ribs 17 and the supporting arm 18 ; no further securing of the casting a is required.
  • the vibration generator 23 After the vibration generator 23 has been started up, the receiving device 11 is displaced by the latter into vibrating vibrating plungers, which are directed in the direction of displacement of the casting a (directions of the double arrow d), as a result of which the receiving device 11 swings freely about 1.5 mm laterally in the supporting frame 2 .
  • the casting a within the defined range c which is to be matched to the respective casting a, with a mere support on the support ribs 17 and the support arm 18 with its own weight between the baffle plate 19 and the stop bars 20 very quickly and loosely back and forth relocated and strikes it abruptly; the casting a is also set in vibration.
  • the resin cores for example resin-bound sand cores, disintegrate into sand. This can then, as shown in FIG.
  • the vibrational vibrations (natural vibrations) introduced into the casting a by the receiving device 11 in the process explained can have a higher frequency than the frequency present on the receiving device 11; the optimum frequency can in each case be set in a targeted manner by means of a frequency converter assigned to the vibration generators 23.
  • the coring time for a casting a of a passenger car engine (cylinder head or the like) by means of the described device is about 3,000 vibrations / min. about 30 to 40 seconds.
  • the casting a is comparatively very carefully and evenly cored by its loose striking on the baffle plate 19 and stop bars 20, d. In other words, crack formation is largely ruled out compared to selective gutting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entkernen von Gußstücken durch Vibrationsschwingungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen und durch die DE-Patentanmeldung Sch 4 896, 31 C; 32 vom 31.10.1951 (Abb.3) und durch die aus der Firmenschrift "Wheelabrator-Frye Inc.", Bulletin 130.000 aus dem Jahr 1982 bekanntgewordenen Art.
  • Wie in Abb. 3 der genanten DE-Patentanmeldung Sch 4 896 ersichtlich, sind bei der bekannten Vorrichtung zur hängenden Lagerung der Aufnahmeeinrichtung vier senkrechte Auflageblocke vorgesehen, die jeweils im Mittelbereich ihrer Höhenerstreckung eine Auflageplatte haben. Auf diesen liegt jeweils eine von einem senkrechten Holm der Aufnahmeeinrichtung durchsetzte Druckfeder auf, auf denen ihrerseits jeweils eine an den Holmen angebrachte Tragplatte aufliegt. Ferner liegt auf deren Oberseite jeweils eine Druckfeder auf, welche sich andererseits am oberen Ende eines jeden Auflagebocks abstützt. Nachdem somit die Aufnahmeeinrichtung mit den Auflageböcken über die Druckfedern in Verbindung steht, kann sie in ihrer Längsrichtung und damit in Verlagerungsrichtung des Gußstücke nur entsprechend dem radial gerichteten Federungsvermögen der Druckfedern ausgelenkt werden. Dieses ist verhältnismäßig gering, wodurch insbesondere sehr schwere Gußstücke nicht mit hoher Schlagkraft gegen die Prallplatten der Aufnahmeeinrichtung geworfen werden. Da diese ferner neben den waagerechten, zum Verlagern des Gußstücks erforderlichen Vibrationsschwingungen auch lotrecht gerichtete Vibrationsschwingungen ausführt, wird die vorhandene Schwingungsenergie nicht ausschließlich für den Entkernvorgang ausgenützt. Schließlich wird auch die Schwingungsenergie von den Druckfedern selbst verzehrt.
  • Die aus der erwähnten Firmenschrift von "Wheelabrator-Frye Inc." bekannte Vorrichtung hat einen gestellfest und mittig angeordneten Schwingungserzeuger, von dem seitlich jeweils zwei Rüttelrohre abstehen, die jeweils im Mittelbereich ihrer Längserstreckung in einer gestellfesten Zwischenwand gelagert sind und von dieser zu einer Gußstück-Spanneinrichtung führen. Diese ist an ihrer Oberseite und Unterseite über jeweils einen Gummibalg gestellfest gehalten und an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten mit Spannelementen für jeweils ein Gußstück versehen, wobei an den Stirnseiten weitere gestellfeste, beidseits der Rüttelrohre liegende Gummibälge vorgesehen sind, gegen welche die Gußstück-Spanneinrichtung über einen Luftspalt wirkt. Diese Vorrichtung ist insgesamt sehr bauaufwendig ausgebildet und damit teuer herzustellen. Ferner entstehen durch das Spannen der Gußstücke mittels Spannelemente, das sich schlecht automatisieren läßt, hohe Verlußtzeiten. Darüber hinaus sind die an der Ober- und Unterseite der Gußstück-Spanneinrichtung vorgesehenen Gummibälge durch die in sie eingeleiteten Vibrationsschwingungen ständig hohen schlag- bzw. ruckartig angreifenden Druck- und Zugbelastungen unterworfen, was ihre Lebensdauer erheblich beeinträchtigt; dabei werden auch die waagrecht vorgesehenen Gummibälge fortwährend schlagartig belastet. Die Lebensdauer der Gummibälge wird ferner auch durch die natürliche Alterung des Gummis vermindert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Aufnahmeeinrichtung einer Entkernvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart im Traggestell zu lagern, daß sie vollkommen ungehindert in Verlagerungsrichtung des Gußstückes ausgelenkt werden kann, wobei die in die Aufnahmeeinrichtung eingeleitete Schwingungsenergie fast ausschließlich für den Entkernvorgang ausgenützt werden soll, sowie kaum Verschleißerscheinungen an den Lagerstellen der Aufnahmeeinrichtung entstehen können.
  • Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß vor allem das jeweilige Gußstück unter Verzicht auf Spannmittel und damit rasch und problemlos angeordnet werden kann, vergleichsweise einfach gestaltet ist und keine stark verschleißanfälligen Teile aufweist.
  • Zur Lösung der Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dargelegten Gestaltungsmerkmale vorgesehen.
  • Durch die frei schwingbare Lagerung der Aufnahmeeinrichtung im Traggestell bei gleichzeitiger loser Anordnung eines Gußstückes in der Aufnahmeeinrichtung und dessen Verlagerbarkeit zwischen zwei gegenüberliegenden Anschlägen innerhalb eines definierten Spielraumes wird bei in die Aufnahmeeinrichtung eingeleiteten und in ihrer Verlagerungsrichtung gerichteten Schwingungen das Gußstück zu Eigenschwingungen angeregt, durch welche die in ihm vorhandenen Sandkerne in Sand aufgelöst und damit zerstört werden.
  • Eine schräge Lagerung der Aufnahmeeinrichtung (Merkmale des Patentanspruchs 4) mit einer rückseitig durch einzelne Auflagerippen gebildeten Gußstückauflage hat dabei den Vorteil, daß der gelöste Kernsand von selbst aus dem Gußstück herausrieseln kann. Das lose Einsetzen und Entnehmen des Gußstücks in die bzw. aus der Aufnahmeeinrichtung ist nicht nur manuell rasch, bequem und nahezu gefahrlos durchführbar, sondern kann vorteilhafterweise auch unkompliziert durch einen Roboter vollzogen werden.
  • Bei hängender Lagerung der Aufnahmeeinrichtung im Traggestell über Schwenklenker unter Zuordnung von handelsüblichen Gummimetallagern entsteht in den Lagerstellen praktisch kein Verschleiß (Merkmale der Patentansprüche 1 und 8); ferner ist die Reibung in den Lagerstellen gering und damit der Wirkungsgrad optimal.
  • Die Form der in der Aufnahmeeinrichtung vorgesehenen Aufnahmeöffnung kann in beliebiger Weise an das jeweils zu entkernende Gußstück angepaßt werden (Merkmal des Patentanspruchs 2). Durch auswechselbar angebrachte Anschlagleisten bzw. eine Anschlagplatte in der Aufnahmeöffnung (Merkmale der Patentansprüche 5 und 6) können mit gteicher Aufnahmeeinrichtung jeweiis verschieden große Gußstücke bearbeitet werden.
  • Ein mit einem Frequenzwandler ausgerüsteter Schwingungserzeuger hat den Vorteil, daß die erforderliche Schwingungszahl speziell der Anzahl, Größe und Härte der jeweils im Gußstück vorhandenen Sandkerne angepaßt werden kann und diese dadurch zuverlässig zerstört werden können .(Merkmal des Patentanspruchs 3). Bei Kernen üblicher Größe und Härte werden jedoch von den Schwingungserzeugern ca. 3.000 Schwingungen/min. in die Aufnahmeeinrichtung eingeleitet. Durch die unmittelbare Befestigung der Schwingungserzeuger an der Aufnähmeeinrichtung sind vorteilhafterweise keine verschleißanfälligen Übertragungselemente oder dgl. vorhanden.
  • Zur Verminderung des von der Vorrichtung bei ihrem Betriebseinsatz erzeugten Lärms kann sie mit einer schalldämmenden, bedarfsweise leicht entfernbaren Kabine umgeben sein, die auf ihrer Innenwandung einen schallabsorbierenden Dämmstoff trägt.
  • Das Gewicht der Aufnahmeeinrichtung soll ein mehrfaches größer sein als das Gewicht des Gußstücks, wobei die beste Wirkung dann erreicht wird, wenn sie ein etwa 7- bis 10-fach höheres Gewicht als letzteres hat (Merkmal des Patentanpruchs 7).
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Gesamtansicht der Entkernvorrichtung in Vorderansicht,
    • Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 1.
  • Wie Fig. 1 zeigt, weist die Vorrichtung 1 zum Entkernen eines Gußstücks a ein portalartig gestaltetes Traggestell 2 auf, das sich aus einem U-förmigen Hauptrahmen 3 und zwei sich im Abstand (Fig. 2) von dessen beiden senkrechten Pfosten 4 - welche durch eine Traverse 4' verbunden sind - befindenden, senkrechten Tragböcken 5 zusammensetzt. Diese sind etwa ein Drittel so hoch wie die Pfosten 4 und samt diesen auf einem Grundrahmen 6 befestigt. an den freien Endabschnitten der Pfosten 4 und der Tragböcke 5 ist jeweils ein Traglager 7 angebracht. An den vier Traglagern 7 ist jeweils über einen Lagerbolzen 7' ein kurzer Schwenkhebel 9 schwenkbar gelagert, die mit ihrem anderen Ende über jeweils elnen Lagerbolzen 10' in einem Anschraublager 10 angelenkt sind. Diese sind außenseitig an einer das Gußstück a tragenden Aufnahmeeinrichtung 11 angebracht, die somit über die Schwenkhebel 9 im Traggestell 2 hängend und in einer Ebene pendelartig frei schwingbar gelagert ist. Die vier Schwenkhebel 9 sind sowohl traglagerseitig als auch anschraublagerseitig jeweils über Gummimetallager an den Lagerbolzen 7' bzw. 10' angelenkt und damit nahezu verschleißfrei gelagert. Die Aufnahmeeinrichtung 11 weist einen obenliegenden Tragarm 12 und einen untenliegenden Tragarm 13 auf, die über zwei lotrechte, im Abstand voneinander liegende Längsarme 14 und 15 verbunden sind. Durch den zwischen diesen vorgesehenen Abstand ist eine das Gußstück a lose aufnehmende, rechteckförmig gestaltete Aufnahmeöffnung 16 gebildet (Fig. 1 und 3). Die Aufnahmeöffnung 16 hat dabei frontseitig eine frei zugängliche Beschickungsseite e, während an ihrer Rückseite eine Gußstückäuflage vorgesehen ist, welche durch mehrere waagrecht verlaufende, jeweils im Abstand voneinander liegende Auflagerippen 17 gebildet ist. Diese sind jeweils an den beiden Längsarmen 14 und 15 befestigt. Am unteren Ende des Längsarms 14 ist ein in die Aufnahmeöffnung 16 ragender Auflagearm 18 angebracht, der an seiner Oberseite eine Gummiauflage 18' trägt. Auf den Auflagerippen 17 und dem Auflagearm 18 liegt das in die Aufnahmeöffnung 16 eingesetzte Gußstück a auf, wobei die Gummiauflage 18' zur Geräuschdämmung während seinem Entkernvorgang dient. Die rechteckförmige Aufnahmeöffnung 16 hat ferner an ihrer senkrecht verlaufenden, durch den Längsarm 15 gebildeten Breitseite eine an dessen Innenseite festgeschraubte Prallplatte 19, während am gegenüberliegenden Längsarm 14 zwei im Abstand nebeneinanderliegende, gleichdicke Anschlagleisten 20 festgeschraubt sind (Fig. 3); anstelle von diesen kann auch am Längsarm 14 eine nicht dargestellte Anschlagplatte festgeschraubt werden. Zwischen den einander zugewandten Anlageseiten von Prallplatte 19 und den Anschlagleisten 20 ist eine lichte Weite b gebildet, deren Größe sich aus der jeweiligen größten Breite a' des Gußstsücks a und einem definierten Spielraum c zusammensetzt (Fig. 3). Dieser ist empirisch ermittelt und etwa viermal so groß wie die jeweils durch die Schwingungserzeuger 23 hervorgerufene Amplitude an der Aufnahmeeinrichtung 11. Als Amplitude ist dabei der Abstand von der Ruhelage der Aufnahmeeinrichtung 11 bis zu ihrer maximalen seitlichen Auslenkung anzusehen. Bei einer Auslenkung der Aufnahmeeinrichtung 11 von beispielsweise 1,5 mm nach jeder Seite (insgesamt also 3 mm), beträgt der definierte Spielraum c dabei 6 mm.
  • Damit in der Aufnahmeöffnung 16 auch Gußstücke mit jeweils unterschiedlicher Breite angeordnet werden können, können die Prallplatte 19 und die Anschlagleisten 20 bzw. die Anschlagplatte jeweils eine unterschiedlich große, auf verschieden breite Gußstücke abgestimmte Dicke haben und sind daher mit der Aufnahmeeinrichtung 11 verschraubt, also mit dieser auswechselbar verbunden. Es ist auch denkbar, daß hierfür wenigstens ein loses, auf die jeweilige Gußstückbreite abgestimmtes, nicht dargestelltes Zwischenteil vorgesehen wird, das am Längsarm 14 und/oder 15 festgeschraubt ist. An der Außenseite von letzterem können auch mehrere Verstärkungsrippen 24 vorgesehen sein.
  • An der der Aufnahmeöffnung 16 abgewandten Außenseite des Längsarms 14 sind zwei Schwingungserzeuger 23 übereinanderliegend angebracht, wobei die von diesem erzeugten Schwingungen in der Verlagerungsrichtung des Gußstücks a zwischen Prallplatte 19 und Anschlagleisten 20 also in den Richtungen des Doppelpfeils d, gerichtet sind. Als Schwingungserzeuger 23 sind in vorliegendem Falle Vibrationsmotore vorgesehen; es ist auch denkbar, hierfür Magnetschwinger oder dgl. vorzusehen. Zur Erzielung einer optimal wirkungsvollen Frequenz für den Entkernvorgang kann den Schwingungserzeugern 23 auch wenigstens ein nicht dargestellter Frequenzumwandler zugeordnet sein. Von den beiden Schwingungserzeugern 23 werden in vorliegendem Anwendungsfall ca. 3.000 Schwingungen/Min. bei einer Frequenz von 50 Hz in die Aufnahmeeinrichtung 11 eingeleitet. wodurch diese und das von ihr getragene Gußstück a bei dessen im folgenden näher erläuterten Entkernung in Vibrationsschwingungen versetzt werden, durch welche die im Gußstück a vorhandenen Kerne in Sand zerfallen. Das Gewicht der Aufnahmeeinrichtung 11 beträgt zweckmäßigerweise das etwa 7- bis 10-fache des Gewichts des Gußstücks a. Wie empirisch ermittelt, läßt sich mit diesen Gewichtsverhältnissen am günstigsten die für den Entkernvorgang optimale Beschleunigung der Aufnahmeeinrichtung 11 von g = 12 bis 15 mittels den Schwingungserzeugern 23 erreichen.
  • Wie in Fig. 2 ersichtlich, sind die Längsarme 14 und 15 der Aufnahmeeinrichtung 11 und damit der rechtwinklig zur Längserstreckung der Längsarme 14, 15 verlaufende Auflagearm 18 an der Beschickungsseite e der Aufnahmeöffnung 16 unter einem Winkel a von etwa 15° derart zur Lotrechten geneigt angeordnet, daß das Gußstück a bei bloßer Anordnung in der Aufnahmeöffnung 16 lediglich durch sein Eigengewicht auf den rückseitigen Auflagerippen 17 aufliegt. Hierzu sind die an den freien Enden von obenliegendem und untenliegendem Tragarm 12 und 13 vorgesehenen Anschraublager 10 jeweils entsprechend schräg zur Längserstreckung der Tragarme 12 und 13 angebracht.
  • Die gesamte Entkernvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise von einer nicht dargestellten, schalldämmenden Kabine umgeben, die bedarfsweise entfernbar ist und auf ihren Innenwandungen einen schallabsorbierenden Dämmstoff trägt.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Entkernvorrichtung 1 ist folgende:
  • Bei sich in Ruhelage befindender Aufnahmeeinrichtung 11 wird in deren Aufnahmeöffnung 16 an der Beschickungsseite e das Gußstück a manuell oder durch einen Roboter eingesetzt, wobei es vollkommen frei zwischen Prallplatte 19 und Anschlagleisten 20, lediglich durch sein Eigengewicht auf den Auflagerippen 17 und dem Auflagearm 18 aufliegt; dabei ist keine weitere Sicherung des Gußstücks a erforderlich. Nach Inbetriebnahme der Schwingungserzeuger 23 wird die Aufnahmeeinrichtung 11 von diesen in Vibrationsschwingupgen - welche in Verlagerungsrichtung des Gußstücks a (Richtungen des Doppelpfeils d) gerichtet sind - versetzt, wodurch die Aufnahmeeinrichtung 11 im Traggestell 2 seitlich jeweils etwa 1,5 mm frei hin- und herschwingt. Hierdurch wird auch das Gußstück a innerhalb des definierten Spielraums c, der auf das jeweilige Gußstück a abzustimmen ist, bei bloßer Auflage auf den Auflagerippen 17 und dem Auflagearm 18 mit seinem Eigengewicht zwischen der Prallplatte 19 und den Anschlagleisten 20 sehr rasch sowie lose hin- und herverlagert und schlägt dabei an diesen jeweils schlagartig an; ferner wird das Gußstück a dabei auch in Vibrationsschwingungen versetzt. Durch diese und vor allem durch das jeweils harte, schlagartige Anschlagen des Gußstücks a an Prallplatte 19 und Anschlagleisten 20 innerhalb des hierfür klein bemessenen, definierten Spielraums c (der 6 mm beträgt), zerfallen die in ihm vorhandenen, beispielsweise harzgebundenen Sandkerne zu Sand. Dieser kann dann, wie in Fig. 2 mit einer Anzahl von Punkten f dargestellt, nach unten herausrieseln, wobei die günstigste Ableitung des Kernsands natürlich dann der Fall ist, wenn die Kernöffnungen den Auflagerippen 17 zugewandt sind. Die beim erläuterten Vorgang von der Aufnahmeeinrichtung 11 in das Gußstück a eingeleiteten Vibrationsschwingungen (Eigenschwingungen) können eine höhere Frequenz haben als die dabei an der Aufnahmeeinrichtung 11 vorhandene Frequenz; durch einen den Schwingungserzeugern 23 zugeordneten Frequenzwandler kann dabei die optimale Frequenz jeweils gezielt eingestellt werden.
  • Die Entkernungszeit für ein Gußstück a eines Personenkraftwagen-Motors (Zylinderkopf oder dgl.) mittels der beschriebenen Vorrichtung beträgt bei ca. 3.000 Schwingungen/Min. ca. 30 bis 40 Sekunden. Dabei wird das Gußstück a durch sein loses Anschlagen an Prallplatte 19 und Anschlagleisten 20 vergleichsweise sehr schonend und auch gleichmäßig entkernt, d. h., gegenüber einer punktuellen Entkernung ist eine Rissbildung weitgehend ausgeschlossen.
  • Auch besteht im Bereich der Aufnahmeeinrichtung 11 durch deren geringfügige seitlich, Auslenkung nämlich jeweils etwa 1,5 mm, selbst wenn Vibrationsschwingungen eingeleitet werden, kaum eine Unfallgefahr.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Entkernen von Gußstücken durch Vibrationsschwingungen, im wesentlichen bestenend aus einem Traggestell (2) und mindestens einer von diesem gehaltenen Aufnahmeeinrichtung (11), die wenigstens ein Gußstück (a) aufnimmt und so gelagert ist, daß sie und dieses von wenigstens einem Schwingungserzeuger (23) in Vibrationsschwingungen versetzt werden kann, wodurch die Sandkerne in Sand zerfallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (11) im Traggestell (2) frei schwingbar hängend und im wesentlichen in nur einer Ebene pendelartig frei schwingbar gelagert ist und das Gußstück (a) derart lose verschiebbar trägt, daß es während des Entkernvorganges zwischen einander gegenüberliegenden Anschlägen unter Wahrung eines definierten Spielraumes (c) verlagerbar und dabei in Verlagerungsrichtung (d) geführt ist, wobei die Schwingungen des Schwingungserzeugers (23) in letzterer gerichtet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (11) je einen obenliegenden und untenliegenden, waagrecht verlaufenden Tragarm (12, 13) aufweist, die über zwei lotrechte, im Abstand voneinander liegende Längsarme (14,15) unter Bildung einer das Gußstück (a) lose aufnehmenden Aufnahmeöffnung (16) verbunden sind, wobei an deren Rückseite eine Gußstückauflage vorgesehen ist, während die beiden Tragarme an ihren freien Enden über jeweils einen hängenden Schwenklenker (9) an jeweils einem Traglager (7) des portalartig gestalteten Traggestells (2), schwenkbar gelagert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Längsarm (14) der Aufnahmeeinrichtung (11) zwei Schwingungserzeuger (23), wie Vibrationsmotore, Magnetschwinger, übereinanderliegend angebracht sind, denen bedarfsweise wenigstens ein Frequenzwandler zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (11) geneigt zur Lotrechten durch entsprechend schräge Anordnung ihrer Anschraublager (10) gelagert ist, wobei die frei zugängliche Beschickungsseite (e) ihrer Aufnahmeöffnung (16) frontseitig liegt, während die rückseitig vorgesehene Gußstückfluflage durch mehrere waagrechte, jeweils im Abstand voneinander liegende und an den beiden Längsarmen (14,15) befestigten Auflagerippen (17) gebildet wird, sowie ferner am unteren Ende wenigstens eines Längsarms (14) ein in die Aufnahmeöffnung ragender Auflagearm (18) vorgesehen ist, der an seiner Oberseite eine Gummiauflage (18') trägt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Längsarm (15), der eine senkrecht verlaufende Breitseite der rechteckförmigen Aufnahmeöffnung (16) bildet, eine Prallplatte (19), am gegenüberliegenden Längsarm (14) dagegen zwei nebeneinanderliegende, gleichdicke Anschlagleisten (20) oder eine Anschlagplatte jeweils lösbar befestigt sind, wobei sich die Größe der lichten Weite (b) zwischen letzteren und der Prallplatte aus der jeweiligen größten Breite (a') des Gußstücks (a) und dem definierten Spielraum (c) zusammensetzt, der etwa viermal so groß ist wie die jeweils durch die Schwingungserzeuger (23) hervorgerufene Amplitude an der Aufnahmeeinrichtung (11).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (19) und Anschlagleisten (20) bzw. Anschlagplatte jeweils eine unterschiedlich große, auf verschieden breite Gußstücke (a) abgestimmte Dicke haben oder dass hierfür wenigstens ein loses, auf das jeweilige Gußstück abgestimmtes Zwischenteil vorgesehen ist und an einem der Längsarme (14, 15) lösbar befestigbar ist und an dem seinerseits die Prallplatte oder die Anschlagleisten lösbar befestigt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch .gekennzeichnet, daß das Gewicht der Aufnahmeeinrichtung (11) ein mehrfaches, zweckmäßigerweise jedoch das etwa 7-1 Ofache des Gewichts des Gußstückes (a) beträgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das portalartig gestaltete Traggestell (2) aus einem U-förmigen Hauptrahmen (3) und zwei sich im Abstand vor dessen beiden senkrechten Pfosten (4) befindenden, senkrechten Tragböcken (5) besteht, die etwa ein Drittel so hoch wie die Pfosten sind und samt diesen auf einem Grundrahmen (6) ruhen, wobei an den freien Endabschnitten der Pfosten und der Tragböcke jeweils ein Traglager (7) angebracht ist, an denen jeweils ein an seinem anderen Ende in einem Anschraublager (10) der Aufnahmeeinrichtung (11) gelagerter kurzer Schwenkhebel (9) - über an allen Lagerstellen vorgesehene Gummimetallager - angelenkt ist.
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