PL185126B1 - Maszyna do ubijania piaskowych form odlewniczych impulsami sprężonego powietrza i ubijakami udarowymi - Google Patents

Abstract

1. Maszyna do ubijania piaskowych form odlew- niczych impulsami sprezonego powietrza i ubijakami udarowymi zawierajaca zbiornik sprezonego powietrza i dyfuzor, znamienna tym, ze ma pierscieniowy kanal (16) tuz przed dyfuzorem ( 2) dla doprowadzanego po- wietrza z membrana ( 1 1 ) trwale zamocowana swoimi brzegami do korpusu zaworowego (7), tworzac z po- wierzchnia wewnetrzna korpusu zaworowego (7) komore otulajaca (12) o zmiennym cisnieniu w jej wnetrzu, przy czym membrana na calym obwodzie jest docisnieta przy zwiekszonym cisnieniu do gniaz- da zaworowego (14) usytuowanego w rdzeniu (15), który wyznacza wewnetrzna scianke pierscieniowego kanalu (16) stanowiaca kierownice wydmuchiwanego powietrza omywajacego obrzeza skrzynki formier- skiej (3). FIG-1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest maszyna do ubijania piaskowych form odlewniczych impulsami sprężonego powietrza i ubijakami udarowymi. Maszyna ta została ulepszona, a zwłaszcza jej układ zaworowy, w celu powiązania zbiornika zawierającego sprężone powietrze z dyfuzorem, który kieruje strumień powietrza w stronę masy piaskowej, bezpośrednio lub poprzez ubijaki udarowe.

Zgodnie z powyższym, celem niniejszego wynalazku jest ulepszenie właściwości funkcjonalnych zaworu spustowego, poprawiając jednocześnie warunki ubijania oraz zasadniczo ulepszając funkcjonalność i uniwersalność maszyny.

Znane są maszyny do ubijania piasku w skrzynkach formierskich udarem powietrza, które wykorzystują zawór spustowy umieszczony pomiędzy stożkiem i dyfuzorem, zawierający sztywny krążek lub płytkę, która jest utrzymywana w pozycji zamkniętej przez działanie nadciśnienia w komorze, w której wspomniana płytka działa, a więc po zniknięciu nadciśnienia w tej komorze, zgromadzone powietrze w stożku może przesunąć płytkę na pozycję otwartą, gwałtownie wkraczając do dyfuzora i uderzając w piasek. Gdy powietrze pod większym ciśnieniem zostanie wprowadzone ponownie do wspomnianej komory, w której działa zawór spustowy, płytka cofa się w stronę pozycji zamkniętej.

Rozwiązanie takie powoduje gwałtowne udary, a w konsekwencji powstanie hałasu w momencie, gdy pozycja zamknięta zmienia się na pozycję otwartą, ale co najważniejsze, po uwolnieniu strumienia powietrza, reszta powietrza musi zostać przeprowadzona przez boczne kanały przewidziane w korpusie lub obok wylotu dyfuzora, co powoduje porywanie cząstek piasku, które mogą znacząco uszkadzać maszynę, ponieważ działają niezwykle ciernie.

Inne znane rozwiązanie polega na wykorzystaniu zaworów motylkowych, które, jako że są typu mechanicznego, posiadają wolną reakcję otwierania i zamykania, a pozostałe powietrze musi, jak w poprzednim przypadku, zostać usunięte poprzez kanały boczne w obudowie, co pociąga takie same jak wyżej wspomniane problemy.

Bardziej postępowe rozwiązanie jest opisane w dokumencie ES 88008859, który przewiduje wykorzystanie bardzo elastycznej membrany jako zaworu tłocznego, bezpośrednio zamocowanej za pomocą dwóch pierścieniowych współśrodkowych kołnierzy do, płyty wspierającej wewnątrz korpusu stożka, aby w ten sposób dokładnie uszczelnić pierścieniową komorę, która ma zostać uformowana pomiędzy tą membraną i jej poparciem, do której to komory prowadzi kanał doprowadzający sprężone powietrze, zaś membrana jest tak umieszczona, aby działała w kierunku wąskiego pierścieniowego gniazda, tak że, gdy jest w stanie nieczynnym, tworzone jest pierścieniowe przejście pomiędzy membraną i gniazdem, natomiast gdy wspomniana pierścieniowa komora znajdzie się pod ciśnieniem, membrana ta jest odkształcana i dociskana szczelnie do swojego gniazda.

Główną wadą takiego rozwiązania, która łączy je z poprzednimi przypadkami, jest niedostateczne ubijanie zewnętrznego obrysu formy piaskowej, lub innymi słowy, wewnętrznego obrysu skrzynki formierskiej. Zasadniczo stosowane sądeflektory, w celu rozwiązania tego problemu, nakierowujące strumień powietrza w stronę narożników lub krawędzi skrzynki formierskiej, ale pociąga to za sobą zasadniczy spadek efektywności, a ponadto niekorzystne stosowanie bardzo wysokich ciśnień udaru, w celu uzyskania skutecznego ubijania na krawędziach skrzynki.

Inne rozwiązanie, mające na celu ulepszenie ubijania brzegu formy, jest opisane w dokumencie ES 8803220, w którym maszyna do formowania udarem powietrza jest wyposażona w dostarczający piasek lej samowyładowczy ustawiony osiowo wewnątrz stożka uwalniającego powietrze, a zatem oba elementy posiadają bezpośredni dostęp do komory formierskiej, przy czym obszar wylotu powietrza ze stożka jest wyposażony w zawór membranowy o kształcie rurowym, który jest osiowo odkształcany, w celu otwierania i zamykania przepływu ubijającego powietrza ze stożka w kierunku formy piaskowej. Poza tym, że maszyna taka jest bardziej skomplikowana ze względu na wprowadzenie leja wprowadzającego piasek w jej centralnym obszarze, ponadto całkowicie uniemożliwione jest zastosowanie pomocniczych układów ubijania, takich jak na przykład ubijaki hydrauliczne, które znane są z opisu patentowego ES 9600122 i mogą być stosowane w rozwiązaniu według niniejszego wynalazku.

Maszyna do ubijania piaskowych form odlewniczych udarem lub dmuchem strumienia powietrza, która jest przedmiotem niniejszego wynalazku, całkowicie rozwiązuje wyżej wspomniane problemy, ponieważ umożliwia bezpośrednie skierowanie powietrza na zewnętrzne obrzeże lub obrys formy, to znaczy obszar, gdzie ubijanie jest najbardziej efektywne, pozostawiając ponadto centralny obszar maszyny wolny, co umożliwia wprowadzenie w to miejsce pomocniczych zespołów do ubijania, takichjak na przykład ubijaki hydrauliczne lub udarowe.

W tym celu, w oparciu o tradycyjnie zbudowaną maszynę tego typu na bazie bębna ciśnieniowego i dyfuzora, który nakierowuje strumień powietrza w stronę skrzynki formierskiej, podstawowe właściwości maszyny będą przedmiotem niniejszego wynalazku.

Maszyna do ubijania piaskowych form odlewniczych impulsami sprężonego powietrza i ubijakami udarowymi zawierająca zbiornik sprężonego powietrza, i dyfuzor, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze ma pierścieniowy kanał tuż przed dyfuzorem dla doprowadzanego powietrza, z membraną trwale zamocowaną swoimi brzegami do korpusu zaworowego, tworząc z powierzchnią wewnętrzną korpusu zaworowego komorę okalającą, o zmiennym

185 126 ciśnieniu w jej wnętrzu, przy czym membrana na całym obwodzie jest dociśnięta przy zwiększonym ciśnieniu do gniazda zaworowego usytuowanego w rdzeniu, który wyznacza wewnętrzną ściankę pierścieniowego kanału stanowiącą kierownicę przedmuchiwanego powietrza omywającego obrzeża skrzynki formierskiej.

Membrana zaworowa ma kształt kwadratowy lub prostokątny, zaś jej wymiary są dopasowane do wymiarów skrzynki formierskiej, która ma zostać poddana ubijaniu, oraz zawiera cztery niezależne sektory zamocowane ich brzegami do korpusu zaworowego za pomocą takich samych śrub, którymi zamocowany jest korpus zaworowy do górnej ramy wsporczej i spodniego dyfuzora.

Maszyna ma kanał odprowadzający zużyte powietrze usytuowany w wolnym obszarze centralnym maszyny, przy czym w tym obszarze centralnym znajdują się pomocnicze mechaniczne układy ubijania w postaci ubijaków hydraulicznych i/lub taranów udarowych.

Maszyna według wynalazku ma układ ubijania w postaci taranów udarowych usytuowanych w korpusie ceowym, którego wewnętrza ścianka stanowi prowadnicę jezdną dla taranów udarowych i połączonej z tymi taranami płyty, przy czym korpus ceowy jest umocowany do spodu dyfuzora.

W innym wykonaniu maszyna ma zawory skierowane w stronę każdego z sektorów membrany przy odpowiadających im ściankach korpusu zaworowego, przy czym wylot zaworu usytuowany jest w odpowiadającym mu sektorze membrany, a wszystkie cztery zawory znajdujące się w czterech sektorach membrany mają zsynchronizowane otwieranie i zamykanie w tym samym czasie.

Zgodnie ze wspomnianym innym wykonaniem, sektory membrany mają leżeć bezpośrednio na ściankach korpusu zaworowego, co, jak odkryto, zmniejsza hałas i wydłuża okres trwałości wspomnianych membran, ponieważ muszą one być przesuwane na mniejsze odległości spełniając swoją funkcję.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój pionowy maszyny do ubijania form piaskowych impulsami sprężonego powietrza, wykonanej z uwzględnieniem ulepszeń według niniejszego wynalazku, razem z odpowiadając^ej skrzynką formierską, fig . 2 - przekrój poziomy maszyny do ubijania form piaskowych impulsami sprężonego powietrza, pokazujący membranę zaworową, która zawiera cztery niezależne sektory, przy czymjest to przykład wykonania, zgodnie z którym membrana zaworowa i odpowiadający je korpus mają kształt prostokątny, fig. 3 - cykl działania maszyny z fig. 2, a zwłaszcza jego cztery zasadnicze etapy, fig. 4 - przekrój, podobny do przedstawionego na fig. 1, maszyny wyposażonej w układ zaworowy, którego niniejszy wynalazek dotyczy szczególnie, wyposażony dodatkowo w pomocniczy układ ubijania zawierający zestaw ubijaków udarowych, fig. 5 - przekrój podobny do przedstawionego na fig. 1 i 3, z takim samym układem zaworowym, zawierającym jednakże dodatkowo pomocniczy układ ubijania zawierający ubijaki hydrauliczne, fig. 6 - przekrój podobny do przedstawionego na fig. 1, przy czym zgodnie z tym przykładem wykonania, każdy odcinek membrany jest powiązany z zaworem, zaś odpowiadająca maszynie skrzynka formierska nie została tu pokazana, a fig. 7 - poprzeczny końcowy przekrój podobny do przedstawionego na fig. 2, ale przedstawiający przykład wykonania z fig. 6.

Odnośnie rysunku, a zwłaszcza fig. 1, na której przedstawiono maszynę według niniejszego wynalazku, w której przewidziano, jak we wszelkich tego typu maszynach do ubijania form, zbiornik 1, w którym jest przechowywana wystarczająca ilość sprężonego powietrza, dające impuls udarowy po otwarciu zaworu. Sprężone powietrze przechodzi przez dyfuzor 2 do skrzynki formierskiej 3 zawierającej model 4 oraz masę piaskową5, które są ukształtowane odpowiednio dla uzyskania pożądanej części, oraz mogą być łączone i rozłączane z dyfuzorem 2, za pomocą mechanizmu podnoszącego 6, który nie został pokazany.

Następnie, poczynając od podstawowej i tradycyjnej budowy takiej maszyny, ulepszenia według niniejszego wynalazku przewidują przede wszystkim, że urządzenie zaworowe zawiera korpus zaworowy 1 posiadający obrys kwadratowy lub prostokątny, dopasowany do obrysu

185 126 skrzynki formierskiej 3, którego spodni koniec jest zamocowany do dyfuzora 2, podczas gdy koniec wierzchni jest zamocowany, za pośrednictwem ramy wsporczej 8, do wylotu 9 zbiornika 1, przy czym dyfuzor 2 oraz rama wsporcza 8 posiadają skierowane do siebie skrzydełka mocujące, przy zastosowaniu śrub 10 lub jakichkolwiek innych odpowiednich elementów, cztery obszary brzegowe stanowiące membranę 11 zaworową tak, aby pomiędzy membraną 11 i korpusem zaworowym 1 została utworzona komora okalająca 12, do której doprowadzane jest powietrze pod odpowiednim ciśnieniem, poprzez przewód 13, tak aby membrana 11 została odkształcona i dociśnięta do gniazda zaworowego 14 wykonanego na wewnętrznym rdzeniu 15, który w dużym stopniu zamyka podstawę zbiornika 1, oraz który, razem z ramą wsporczą 8, korpusem zaworowym 7 i spodem dyfuzora 2, ogranicza pierścieniowy kanał 16 dla powietrza, ze zbiornika 1 do skrzynki formierskiej 3, poprzez dyfuzor 2.

Jak pokazano w kolejnych etapach na fig. 3, a rozpoczynając od etapu pierwszego, w którym skrzynka formierska 3 jest, jak pokazano, odłączona od maszyny, przesunięcie skrzynki do góry, zgodnie z drugim etapem pokazanym na fig. 3, powoduje, że skrzynka formierska 3 zostaje ściśle połączona z dyfuzorem 2. W tym samym czasie, istniejące ciśnienie w komorze okalającej 12 jest regulowane tak, aby przez to odsunąć rurową membranę 11 od gniazda 14, powodując otwarcie zaworu i w związku z tym gwałtowne doprowadzenie przedmuchiwanego powietrza ze zbiornika 1, a następnie jego dotarcie przez dyfuzor 2 do skrzynki formierskiej 5, w celu uderzenia w jej brzegowy lub obwodowy obszar, jak to pokazano w trzecim etapie pokazanym na fig. 3. Gdy zostanie zakończony etap przedmuchiwania, skrzynka formierska 3 zostaje odłączona od maszyny, jak to pokazano na czwartej i ostatniej ilustracji fig. 3, tak, aby usunąć odpowiadającą jej ukończoną formę piaskową.

Oprócz umożliwienia uzyskania optymalnych warunków przedmuchiwania, jak to opisano powyżej, oraz ponieważ pierścieniowy kanał 16 dla powietrza jest, jak przewidziano, skierowany na brzegowy lub obwodowy obszar skrzynki formierskiej, wyżej opisana budowa pozwala ponadto na pozostawienie centralnego obszaru maszyny całkowicie pustego, a dzięki temu w tym obszarze umieszczony będzie kanał wylotowy dla pozostałego powietrza 17, przy czym jednocześnie dyfuzor 2 może być zamocowany, za pomocą wspornika ceowego 18 umieszczonego pomiędzy nim a skrzynką formierską, do grupy ubijaków udarowych 19, takich jak pokazano na fig. 4, lub sam rdzeń 15 może zostać użyty jako podparcie dla licznych dodatkowych hydraulicznych ubijaków ubijających 20, jak to pokazano na fig. 5.

Zgodnie z innym przykładem wykonania, który pokazano na fig. 6 i 7, każdy sektor korpusu zaworowego 7, jak przewidziano, zawiera zawór 21, wylot 22, który prowadzi bezpośrednio do odpowiadającego mu sektora membrany 11, tak aby, gdy wspomniane zawory 21 działająjednocześnie, sektory membrany 11 także pracowały jednocześnie, co powoduje optymalne działanie maszyny.

Jest możliwe wyposażenie maszyny w pomocnicze zespoły do ubijania, na przykład ubijaki udarowe, znane ze stanu techniki. W tym celu, korpus ceowy, którego wewnętrzna ścianka służy jako prowadnica jezdna dla gumowej lub metalowej płyty spoczywającej na głowicach taranów udarowych, zostaje połączony ze spodem dyfuzora, a zatem udar powietrza nie działa bezpośrednio na piasek, ale na płytę, która z kolei popycha, ubijaki do ubijania piasku.

Claims (5)

1. Maszyna do ubijania piaskowych form odlewniczych impulsami sprężonego powietrza i ubijakami udarowymi zawierająca zbiornik sprężonego powietrza i dyfuzor, znamienna tym, że ma pierścieniowy kanał (16) tuż przed dyfuzorem (2) dla doprowadzanego powietrza z membraną (11) trwale zamocowaną swoimi brzegami do korpusu zaworowego (7), tworząc z powierzchnią wewnętrzną korpusu zaworowego (7) komorę otulającą (12) o zmiennym ciśnieniu w jej wnętrzu, przy czym membrana na całym obwodzie jest dociśnięta przy zwiększonym ciśnieniu do gniazda zaworowego (14) usytuowanego w rdzeniu (15), który wyznacza wewnętrzną ściankę pierścieniowego kanału (16) stanowiącąkierownicę wydmuchiwanego powietrza omywającego obrzeza skrzynki formierskiej (3).

2. Maszyna, według zastrz. 1, znamienna tym, że membrana (11) zaworowa ma kształt kwadratowy lub prostokątny, zaś jej wymiary są dopasowane do wymiarów skrzynki formierskiej, która ma zostać poddana ubijaniu, oraz zawiera cztery niezależne sektory zamocowane ich obszarami brzegowymi do korpusu zaworowego (7) za pomocą takich samych śrub (10), którymi zamocowany j est korpus zaworowy do górnej ramy wsporczej (8) i spodu dyfuzora (2).

3. Maszyna, według zastrz. 1, znamienna tym, że ma kanał (17) odprowadzający zużyte powietrze usytuowany w wolnym obszarze centralnym maszyny, przy czym w tym obszarze centralnym znajdują się pomocnicze mechaniczne układy ubijania, w postaci ubijaków hydraulicznych (20) i/lub taranów udarowych (19).

4. Maszyna, według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, że ma układ ubijania w postaci taranów udarowych (19) ustyuowany w korpusie ceowym (18), którego wewnętrzna ścianka stanowi prowadnicę jezdnądla taranów udarowych (19) i połączonej z tymi taranami płyty, przy czym korpus ceowy (18) jest umocowany do spodu dyfuzora (2).

5. Maszyna, według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że ma zawory (21) skierowane w stronę każdego z sektorów membrany (11), przy odpowiadających im ściankach korpusu zaworowego (7), przy czym wylot (22) zaworu (21) usytuowany jest w odpowiadającym mu sektorze membrany (11), a wszystkie cztery zawory (21) znajdujące się w czterech sektorach membrany (11) mają zsynchronizowane otwieranie i zamykanie w tym samym czasie.