ITVI970125A1 - Metodo e macchina per la realizzazione di forme di fonderia. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

Il presente trovato trova applicazione nel settore della fonderia ed ha per oggetto una macchina per la realizzazione di forme in terra verde mediante l'uso di staffe e di placche modello.

In particolare, la macchina secondo il trovato è del tipo comprendente una stazione di riempimento di terra di fonderia per il caricamento di staffe vuote associate ad una placca modello, una stazione di formatura per la costipazione delle staffe riempite, una tavola manipolatrice girevole attorno ad un asse sostanzialmente verticale atta a supportare alle estremità diametralmente opposte due placche modello accoppiabili a rispettive staffe, mezzi di rotazione agenti sulla tavola per ruotarla di 180° alla volta in entrambi i sensi di rotazione.

L'invenzione riguarda altresì un metodo per la realizzazione delle forme di fonderia mediante la macchina sopra citata.

Stato della Tecnica

Dal brevetto tedesco DE-C-2 220 276 è nota una macchina ed un impianto per la produzione di forme di fonderia che prevede una tavola girevole per la manipolazione delle staffe tra una stazione di caricamento costipazione della terra ed una stazione di sformatura e rilascio delle staffe. Questa nota macchina presenta l'inconveniente di una notevole complessità e lentezza dovuta al fatto che l'entrata l'uscita delle staffe avvengono in una medesima stazione ove è necessario arrestare ogni staffa per un tempo relativamente lungo.

Dal brevetto europeo n. 327 825 è nota una macchina formatrice del tipo comprendente una tavola girevole attorno ad un asse verticale di 180° in entrambi i sensi, con due bracci diametralmente opposti per lo spostamento delle staffe tra una stazione di riempimento ed una di costipazione diametralmente opposte. Su ogni braccio è posta una placca modello rispettivamente per una mezza forma superiore e per una mezza forma inferiore nonché per le rispettive staffe. Mentre una staffa è disposta insieme ad una placca modello nella stazione di riempimento, l'altra staffa viene posta insieme all'altra placca nella stazione di costipazione della terra.

Un inconveniente di questa nota macchina consiste nella lentezza del ciclo di formatura delle staffe dovuto al fatto che in ogni ciclo una staffa con la rispettiva placca modello deve essere prelevata dalla linea di alimentazione, quindi trasferita alla stazione di riempimento per essere caricata di terra, infine riportata nella stazione di costipazione per essere formata e trasportata verso la zona di colata. In tal modo, sia nella fase di trasferimento alla stazione di riempimento che quella di ritorno alla stazione di formatura la placca modello è tabilmente accoppiata ad una rispettiva staffa. Da un punto di vista strutturale, la linea di alimentazione delle staffe vuote e quella di alimentazione delle staffe formate sono una il prolungamento dell'altra, come evidenziato nel disegno schematico della Fig. 1. Questa disposizione e questo metodo di lavoro crea un ritardo nell'avanzamento del treno di staffe con un notevole allungamento del tempo di esecuzione di ogni ciclo tale da non consentire una portata superiore a circa 200 formature/h.

Così, per alimentare impianti di maggiore portata è necessario predisporre due macchine dotate di rispettive linee di alimentazione delle staffe in ingresso ed uscita, con evidente aumento dei costi di impianto e di produzione.

Presentazione dell'invenzione Scopo principale del presente trovato è quello di superare gli inconvenienti sopra lamentati realizzando un metodo ed una macchina formatrice che consentano un minor numero di fasi ed una conseguente riduzione dei tempi e costi di formatura.

Uno scopo particolare consiste nella realizzazione di un metodo e macchina formatrice di maggiore velocità nell'esecuzione del ciclo di formatura.

Un ulteriore scopo è quello di ridurre al minimo movimenti delle staffe associate alle placche modello, Questi scopi nonché altri che risulteranno maggiormente nel seguito sono raggiunti da un metodo di formatura comprendente la combinazione di caratteristiche di cui alla rivendicazione 1 e da una macchina formatrice comprendente la combinazione di caratteristiche di cui alla rivendicazione 6.

Le rivendicazioni secondarie presentano alcune forme di realizzazione specifiche e particolarmente vantaggiose del metodo e della macchina secondo il trovato .

I vantaggi di un metodo e di una macchina secondo il trovato sono i seguenti.

Il ciclo di lavoro prevede che ogni staffa venga associata ad una rispettiva placca modello ed entri immediatamente nella stazione di riempimento senza passare da quella di formatura. Dopo la costipazione della terra, la staffa formata esce immediatamente dalla stazione di formatura e solo la placca modello ritorna alla stazione di riempimento per essere associata ad una staffa vuota.

La macchina presenta una linea per l'ingresso delle staffe vuote distinta e parallela a quella di uscita delle staffe formate, eliminando la necessità di un'andata ed un ritorno delle staffe e rendendo sufficiente il trasferimento di queste ultime da una linea all'altra per l'esecuzione della fase di riempimento e di formatura.

Descrizione sintetica dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una macchina e di un metodo secondo il trovato, descritti a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno nelle quali:

la FIG. 1 rappresenta un layout di una macchina della tecnica nota;

la FIG. 2 rappresenta un layout di una macchina secondo il trovato,·

la FIG. 3 rappresenta una vista ingrandita di una vista frontale di una macchina formatrice secondo il trovato presa secondo un piano di traccia III-III di Fig. 2;

la FIG. 4 rappresenta una vista in pianta della macchina di Fig. 3;

le FIGG. dalla 5a alla 5f rappresentano viste laterali in scala ridotta della macchina di Fig. 3, in successive fasi del ciclo di formatura.

Descrizione di un esempio di realizzazione Con riferimento allo schema in pianta Fig. 2, una macchina formatrice secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, può essere inserita in un impianto per la realizzazione continua di forme di fonderia mediante staffe e placche modello .

La macchina, che presenta una struttura portante 1' con un asse centrale V passante per la mezzeria longitudinale M, è alimentata a monte da una linea di ingresso 2 per il trasporto di staffe vuote 3", ad esempio costituita da rulliere di guida fisse 4 che si estendono lungo una prima direzione L sostanzialmente parallela alla mezzeria M, e scarica a valle le staffe formate 3 su una linea di trasporto 5 distinta dalla prima e costituita anch'essa da rulliere di guida 6 fisse che si estendono lungo una direzione L' parallela alla prima.

Con specifico riferimento alle Figure 3 e 4, la macchina 1 comprende una struttura portante 7 ancorata al suolo che supporta da un lato una stazione di riempimento 8 e dal lato opposto una stazione di formatura 9 delle staffe.

La stazione di riempimento 8 comprende una tramoggia 10 per il carico di terra in quantità controllata mediante una camera di dosaggio 10' di tipo in sé noto.

La stazione di formatura 9 comprende una testa costipatrice 11, ad esempio del tipo ad impatto con valvola di sparo descritta nella domanda di brevetto europea N. 0781 613 a nome della stessa richiedente.

Prima di entrare nella stazione di riempimento 8, ogni staffa vuota viene preventivamente ricoperta da un telaio di riempimento 13, proveniente dalla staffa 3 costipata nella stazione di formatura 9, mediante opportuni mezzi di trasferimento che verranno più chiaramente descritti nel seguito. Il telaio 12 serve a favorire il caricamento della terra e la costipazione della staffa.

Sulla struttura portante 7 è montata una tavola manipolatrice 13 ancorata ad una colonna 14 girevole attorno all'asse verticale V posto lungo la mezzeria M della macchina 1. Un meccanismo attuatore 15 a cilindri idraulici o pneumatici agisce sulla tavola 13 in modo da impartire a quest'ultima un brandeggio di 180° in entrambi i sensi.

Le dimensioni della tavola 13 sono tali da supportare alle due estremità diametralmente opposte rispettive placche modello 16, 16' in corrispondenza delle due stazioni 8, 9.

Un banco di riempimento 17 che supporta la placca modello 16 è posizionato sotto la tavola girevole 13, in corrispondenza della stazione di riempimento 8. Il banco 17 è azionato da un attuatore 18 in modo da portare la placca modello 16 a contatto con una staffa vuota 3 e con un rispettivo telaio di riempimento 12. Continuando a sollevare il banco 17, il pacco costituito dalla placca 16, dalla staffa 3 e dal telaio di riempimento 12 potrà essere avvicinato alla bocca della tramoggia di carico 10 per favorire il caricamento della terra.

Una rulliera di carico 19 è posta sul banco di riempimento 17 per consentire un agevole carico e scarico della placca 16 dal banco 17 in fase di cambio modello.

Analogamente, un banco di formatura 20 che supporta la placca modello 16' unitamente alla staffa riempita 3 è posto sotto la tavola girevole 13, in corrispondenza della stazione di formatura 9. Il banco 20 è azionato da attuatori 21 che servono a portare la placca 16' a contatto con la staffa riempita 3' e con il telaio di riempimento 12'.

Nella stazione di riempimento 8 è prevista una coppia di rulliere mobili 22, che possono essere selettivamente avvicinate reciprocamente in direzione trasversale rispetto alla direzione L della linea 2 per consentire l'entrata delle staffe vuote, ovvero allontanate per consentire il sollevamento di ogni staffa 3 ad opera del banco mobile 17. Analogamente, nella stazione di formatura 9 è predisposta una seconda coppia di rulliere mobili 23, avvicinabili reciprocamente in direzione trasversale rispetto alla linea 5 per allinearsi alle rulliere fisse 6, ovvero allontanabili reciprocamente per consentire il sollevamento del pacco formato dalla placca modello 16', dalla staffa 3' e dal telaio di riempimento 12' per avvicinarlo alla testa costipatrice 11 della stazione di formatura 9.

E' previsto un dispositivo di trasferimento a pinza, indicato globalmente con il numero di riferimento 24, che serve a prelevare il telaio 12' sovrapposto alla staffa formata 3', a traslare il telaio 12' inizialmente nella direzione longitudinale F e successivamente nella direzione trasversale T fino a sovrapporlo ad una staffa vuota 3 in entrata nella stazione di riempimento 8.

Il metodo di lavoro della macchina 1 è illustrato passo passo nelle Figure dalla 5a alla 5f ed è caratterizzato dal fatto che le staffe vuote entrano una alla volta nella stazione di riempimento 8 lungo la linea di ingresso 2 ed escono dopo la formatura nella stazione di costipazione 9 per avanzare direttamente lungo la linea di uscita 5.

Come visibile dalla Fig. 5a, inizialmente un telaio di riempimento 12 viene sovrapposto ad una staffa vuota 3" che non è ancora entrata nella stazione di riempimento, mentre una staffa 3 già riempita ed accoppiata ad un telaio 12 è sul punto di essere trasferita nella stazione di formatura 9. Contemporaneamente, nella stazione di formatura 9 una staffa formata 3' è scaricata sulla linea di uscita 5 e si allontana dalla macchina.

La Fig. 5b illustra la fase successiva in cui la tavola 13 è stata ruotata di 180°: così, la staffa riempita 3' è stata portata nella stazione di formatura 9 mentre soltanto la placca modello 16' ritorna alla stazione di riempimento 8. Contemporaneamente, la staffa vuota 3" è entrata nella stazione di riempimento 8 per essere accoppiata al telaio 12", mentre la staffa riempita 3 si trova sotto la testa di costipazione 11 con la placca modello 16 sovrapposta al banco 17'.

Nella fase successiva illustrata nella Fig. 5c il banco 17 viene sollevato dal cilindro 18 portando la placca modello 17' a contatto con la staffa 3", mentre nella stazione di formatura il banco 17' viene sollevato dagli attuatori 21 dopo aver allontanato reciprocamente le rulliere mobili 23, portando il pacco formato dalla staffa 3 e dal telaio 12 contro la testa di costipazione 11.

Venendo alla Fig. 5d si osserva che nella stazione di riempimento 8 la staffa 3" viene riempita, mentre nella stazione di formatura 9 la staffa 3 viene sottoposta allo sparo della testa 11 ed alla conseguente costipazione della terra.

La Fig. 5e mostra che nella stazione di riempimento 8 la staffa 3 " è stata riempita ed abbassata dopo che le rulliere mobili 232 sono state allontanate reciprocamente. Contemporaneamente, nella stazione di formatura 9 il banco 17' viene abbassato allontanando la placca modello 16 dalla staffa formata 3. In questa fase le rulliere mobili 23 sono avvicinate sostenendo la staffa 3 e separandola dal telaio di riempimento che viene traslato dal dispositivo di trasferimento nel senso della freccia F.

Nella Fig. 5f viene illustrata la situazione finale in cui, nella stazione di riempimento 8 la staffa riempita 3" è ancora ferma, mentre nella stazione di formatura il banco 17' si abbassa completamente portando la placca modello 16 sulla tavola girevole 13. Contemporaneamente, inizia il moto di trasferimento del telaio 12 nella direzione della freccia T mentre la staffa formata 3 viene scaricata sulla linea di trasporto 5.

A questo punto inizia un nuovo ciclo a partire dalla situazione illustrata nella Fig. 5a.

Grazie a questo metodo di lavoro ed alla disposizione della macchina nel layout, è possibile realizzare portate di formatura di oltre 320 cicli/ora, nettamente superiori a quelle delle macchine tradizionali. In tal modo, è possibile utilizzare in una fonderia una sola macchina invece di due per soddisfare le esigenze di una elevata produttività.

Claims (11)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per la realizzazione di forme di fonderia mediante staffe (3) e placche modello (16), in cui le staffe vuote (3) vengono associate ad una placca m dello (16), riempite di terra presso una stazione di riempimento (8) e quindi trasferite ad una stazione di formatura (9) ove la terra è sottoposta a costipazione per dar luogo ad una forma finita, caratterizzato dal fatto che le staffe vuote (3") entrano una alla volta nella stazione di riempimento (8) lungo una prima linea di ingresso (2) ed escono dopo la formatura da detta stazione di formatura (9) per avanzare direttamente lungo una seconda linea di uscita (5) distinta ed indipendente dalla prima, la placca modello (16') essendo separata dalla rispettiva staffa formata (3) ed essendo riportata alla stazione di riempimento (8) da sola per essere accoppiata ad una nuova staffa vuota (3").
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il trasferimento di ogni staffa formata (3) a detta linea di uscita (5) avviene immediatamente dopo la fase di costipazione della terra in detta stazione di formatura (9).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il trasferimento di ogni staffa (3") dalla stazione di riempimento (8) a quella di formatura (9) avviene contemporaneamente all'uscita di una staffa formata (3) dalla stazione di formatura (9) e contemporaneamente al trasferimento della sola placca modello (16’) senza staffa (3) dalla stazione di formatura (9) a quella di riempimento (8).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prima di entrare nella stazione di riempimento (8) ogni staffa vuota (3") viene ricoperta con un telaio di riempimento (12") separato da una staffa (3) in uscita dalla stazione di formatura (9).
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le placche modello (16, 16 ') con le rispettive staffe (3, 3") posizionate alle estremità diametralmente opposte della tavola girevole (13) sono traslate verso l'alto per essere avvicinate rispettivamente ad una tramoggia di riempimento (10) ed alla testa di costipazione (11) per favorire le fasi di riempimento e di costipazione della terra.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il telaio (12") separato da ogni staffa formata (3) è traslato mediante opportuni mezzi di trasferimento (24) sulla staffa vuota (3") immediatamente a monte della zona di entrata nella stazione di riempimento (8).
7. 7. Macchina formatrice per la realizzazione di forme di fonderia mediante staffe e placche modello, per l'attuazione del metodo di cui alle rivendicazioni precedenti, comprendente una stazione di riempimento (8) per il riempimento con terra di fonderia di una staffa vuota alla volta (3) associata ad una rispettiva placca modello (16), una stazione di formatura (9) per la costipazione delle staffe riempite, una tavola manipolatrice (13) girevole attorno ad un asse sostanzialmente verticale (V) atta a supportare alle estremità diametralmente opposte due placche modello (16, 16') accoppiabili a rispettive staffe (3, 3'), mezzi di rotazione (15) agenti su detta tavola (13) per impartire alla stessa rotazioni di 180° alla volta in entrambi i sensi di rotazione, caratterizzata dal fatto di prevedere una linea di entrata (2) di staffe vuote (3") nella stazione di riempimento (8) ed una linea di uscita (5) delle staffe formate (3) dalla stazione di formatura (9), dette linee (2, 5) essendo distinte e sostanzialmente tangenziali alla traiettoria circolare delle estremità diametralmente opposte di detta tavola girevole (13).
8. 8. Macchina formatrice secondo la rivendicazione 7 , caratterizzata dal fatto che dette linee di entrata (2 ) e di uscita (5) sono sostanzialmente parallele e costituite da rispettive coppie di rulliere fisse (4, 6) .
9. 9 . Macchina formatrice secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto di prevedere primi mezzi di presa (22) per supportare, rispettivamente liberare una staffa vuota (3") in detta stazione di riempimento (8) e secondi mezzi di presa (23) per supportare, rispettivamente liberare una staffa formata (3) dalla rispettiva placca modello (16).
10. 10. Macchina formatrice secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detti primi (22) e detti secondi (23) mezzi di presa comprendono rispettive coppie di rulliere mobili, avvicinabili ed allontanab li a comando rispetto all'asse di detta stazione di riempimento (8), rispettivamente di detta stazione di formatura (9).
11. 11. Macchina formatrice secondo la rivendicazione 7, in cui un telaio di riempimento (12) è selettivamente accoppiabile ad ogni staffa vuota (3") prima del suo riempimento, caratterizzata dal fatto di prevedere mezzi di trasferimento (24) per separare il telaio di riempimento (12) da ogni staffa formata (3) e per portare detto telaio (12) verso detta linea di ingresso (2) immediatamente a monte della stazione di riempimento {8).