WO2016164955A1 - Entkernmaschine/rüttelmaschine mit verbessertem antrieb - Google Patents

Entkernmaschine/rüttelmaschine mit verbessertem antrieb Download PDF

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WO2016164955A1
WO2016164955A1 PCT/AT2016/050100 AT2016050100W WO2016164955A1 WO 2016164955 A1 WO2016164955 A1 WO 2016164955A1 AT 2016050100 W AT2016050100 W AT 2016050100W WO 2016164955 A1 WO2016164955 A1 WO 2016164955A1
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machine frame
entkernmaschine
vibrating
frame
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PCT/AT2016/050100
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Martin Boindecker
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Fill Gesellschaft M.B.H.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
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    • B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned

Definitions

  • the invention relates to a Entkernmaschine or vibrating machine, which comprises a first machine frame, a movable relative to the first machine frame and machine table for clamping a workpiece, two counter-driven and mounted on the machine table eccentric masses and at least one arranged on the first machine frame drive motor.
  • the Entkernmaschine / vibrating machine comprises coupling means for guiding a force or torque flow from at least one drive motor to the two eccentric masses.
  • AT 003 791 U1 discloses an apparatus for coring cast bodies with sand cores, consisting of a rotor mounted in a frame and having a horizontal axis of rotation, guided by a rotor displaceably guided on the rotor in the direction of the axis of rotation
  • Carriage with a housing for a cast body and a swing drive for the carriage has two counter-rotating imbalance shafts rotatably mounted in the carriage, which are drive-connected via toothed wheels and can be driven by two motors provided on both sides of the carriage on the rotor via a respective belt-shaped belt drive.
  • An object of the invention is therefore to provide an improved Entkernmaschine / vibrating machine. In particular, their life should be extended at the same or reduced production costs.
  • the object of the invention is achieved with a Entkernmaschine / vibrating machine of the type mentioned, in the
  • a branch and / or a merger in the power flow / torque flow respectively means for synchronizing the two eccentric masses are arranged on the first machine frame, and the power flow / torque flow between the first machine frame and the machine table is guided in each case via at least one belt leading to an eccentric mass. It is favorable in this context if the two eccentric masses can be driven by a motor whose driving force / drive torque is branched out to the two eccentric masses with the aid of a gear arranged on the first machine frame.
  • the two eccentric masses can be driven by two motors and the force flows / torque fluxes leading to the eccentric masses are coupled by means of a gear arranged on the first machine frame or a shaft arranged on the first machine frame.
  • the proposed measures means (especially gear) for synchronization of the two eccentric masses are arranged on the first machine frame and are therefore exposed to little or no vibration.
  • the life of Entkernmaschine / vibrating machine can thus be significantly extended by simply shifting the synchronization gear from the machine table to the first machine frame with virtually no additional costs.
  • synchronization means form a branch and / or a combination in the force flow / torque flow between drive motor (s) and eccentric masses. If a single motor is provided, then the power flow / torque flow is branched, if two (or more) motors are provided, the force flow / torque flow is merged and then branched again, or the force flows leading from the individual motors to the eccentric masses / Torque flows coupled.
  • the transmission which is displaced on the frame, also reduces the oscillating mass, as a result of which the drive line can be lowered. If a single engine is provided, then the manufacturing costs for the Entkernmaschine / vibrator can also be reduced, since a single engine is usually less expensive than two engines with the same overall performance.
  • gear transmissions in question in particular spur gear
  • a coupling shaft can generate several power flows / torque flows, in particular via crown gear or bevel gear couple gear.
  • a belt to the eccentric weights are in particular flat belt, round belt, V-belt or timing belt in question. It is also conceivable that the power transmission takes place on the two eccentric masses, each with a plurality of belts. Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description in conjunction with the figures.
  • the machine table is connected with the aid of leaf springs to the first machine frame, in particular only with the aid of leaf springs.
  • the leaf springs assume a dual function. On the one hand, they form the support element for the machine table, on the other hand, they also form the spring in the oscillatory system that includes the machine table. It is also advantageous that the leaf springs a
  • vibration can only be allowed in one direction, and in the normal direction due to its rigidity, in fact prevented or only allowed to a very limited degree.
  • the machine table can swing substantially only in one direction, even if no additional guide means are provided.
  • a first brake is arranged between the first machine frame and the machine table and / or a second brake is arranged between the first machine frame and the second machine frame.
  • a first brake is arranged between the first machine frame and the machine table and / or a second brake is arranged between the first machine frame and the second machine frame.
  • the first machine frame or, if present, the second machine frame is connected to a machine base via air-filled rubber bellows. In this way, the vibrations introduced by the decoring machine / vibrating machine into the ground can be kept low.
  • a desired spring constant or resonance frequency of the overall system can be set in a simple manner via the pressure in the rubber bellows.
  • the first machine frame is mounted rotatably about a horizontal axis in a second machine frame. As a result, the clamped workpiece on the machine table can be rotated, in particular by 180 °, so that the dissolved molding sand can fall out of the workpiece.
  • the first machine frame is arranged between two pivot bearings arranged on the second machine frame.
  • the storage of the first machine table is thus particularly stable.
  • a further motor is arranged, which is coupled to the first machine frame via a drive rack gear.
  • a drive rod gear is comparatively robust and insensitive to contamination. It is therefore particularly well suited for use with the presented decoring machine / vibrating machine.
  • the resonance frequency of the system which is formed by the (leaf) springs and the mass mounted therewith, is around 20 Hz (in particular between 18 Hz and 22 Hz). This frequency has proven to be advantageous for the coring of workpieces. In a real machine, the deflection is around +/- 15 mm.
  • the eccentric masses are rotated during operation of the decoring machine / vibrating machine substantially at the resonant frequency of said oscillating system. As a result, only a comparatively low drive power is required for the movement of the machine table.
  • the resonance frequency of the system which is formed by the air-filled rubber bellows and the mass stored therewith, is around 7 Hz (in particular between 5 Hz and 9 Hz).
  • the storage of the Entkernmaschine / vibrating machine on the one hand sufficiently soft, on the other hand, a sufficiently large distance to the resonant frequency of the machine table comprehensive vibration system (preferably 20 Hz) is given.
  • Figure 1 is a first exemplified Entkernmaschine / vibrating machine in an oblique view with a drive motor and a first machine frame, which is rotatably mounted in a second machine frame.
  • FIG. 2 shows a second example of a Entkernmaschine / vibrating machine with two drive motors and only a first machine frame.
  • Fig. 3 shows two coupled to a shaft drive pulleys
  • Fig. 4 shows another example of a Entkernmaschine / vibrating machine, wherein the
  • Machine table with linear guides and coil springs is mounted and
  • Fig. 1 shows a first example of a Entkernmaschine or vibrating machine 101 in an oblique view.
  • the Entkernmaschine / vibrating machine 101 comprises a first machine frame 2, an opposite the first machine frame 2 movably mounted machine table 3 for clamping a workpiece, two counter-driven and mounted on the machine table 3 eccentric masses 4, at least one arranged on the first machine frame 2 drive motor. 5 and two belts 6, which form a part of the coupling means for guiding a force or torque flow from the drive motor 5 to the two eccentric masses 4.
  • the belts 6 are arranged on two pulleys 7 and 8 and serve to guide the flow of force / torque flow between the first machine frame 2 and the machine table 3.
  • Another part of the coupling means is formed by the gear 9.
  • the transmission 9 forms a branch in the power flow / torque flow and means for synchronizing the two eccentric masses 4 and is arranged on the first machine frame 2.
  • the machine table 3 is connected to the first machine frame 2 by means of leaf springs 10. Further means for connecting the machine table 3 with the first machine frame 2 are possible, but these are not necessary. That is, the machine table 3 can - as shown in FIG. 1 - be connected only with leaf springs 10 with the first machine frame 2.
  • a brake 12 is arranged between the first machine frame 2 and the machine table 3, which in this example comprises a brake block connected to the machine table 3 and two outer brake shoes connected to the first machine frame 2.
  • first machine frame 2 is mounted rotatably about a horizontal axis in a second machine frame 13, as shown in FIG.
  • a further motor 14 is provided, which transmits its rotational movement via a mounted on the motor shaft pinion 15 on a connected to the first machine frame 2 gear 16.
  • a further brake may be arranged between the first machine frame 2 and the second machine frame 13 (not shown).
  • the second machine frame 13 is connected via air-filled rubber bellows 17 with a machine foundation. If no second machine frame 13 is provided, then a storage of the first machine frame 2 on air-filled rubber bellows 17 would be conceivable
  • a workpiece for example, a cast workpiece with a cast core, clamped on the machine table 3.
  • the eccentric masses 4 are rotated in opposite directions, whereby the spring-mounted machine table 3 is excited to vibrate, and whereby the sand core is destroyed or discharged.
  • the machine table 3 thereby swings substantially without the provision of additional guide means (compare the linear guide 22 in FIG. 4) only in one direction.
  • the resonant frequency of the system formed by the leaf springs 10 and the mass supported thereon is about 20 Hz, and preferably the eccentric masses 4 are rotated substantially at this resonant frequency during operation of the decoring machine 101.
  • the brake 12 is advantageously activated during startup and prevents or at least inhibited movement between the machine table 3 and the first machine frame 2.
  • the resonant frequency of the system which is formed by the air-filled rubber bellows 17 and the mass mounted therewith, is around 7 Hz. Said mass is essentially formed by the entire mass of Entkernmaschine 101 (optionally plus the mass of the workpiece).
  • the spring constant of the oscillating system results from the spring constant of the rubber bellows 17th
  • the machine table 3 can be rotated by 180 ° and the jogging can be done overhead. It is also conceivable that the machine table 3 is rotated only after shaking, whereby the sand dissolved by the shaking falls down. It is also conceivable that the machine table 3 and the first machine frame 2 has recesses through which the cast sand can fall through.
  • a particular advantage of the coring machine / vibrating machine 101 is that the gear 9 is exposed to no or only comparatively low vibrations because of the mounting location on the first machine frame 2. As a result, the life of the transmission 9 is significantly increased over known arrangements.
  • Fig. 3 shows a detail of another Entkernmaschine / vibrating concrete the two pulleys 8 with underlying crown gears 18, which are coupled by means of spur gears 19 and a shaft 20 with each other to synchronize the rotational movements of the two eccentric masses 4.
  • FIG. 4 shows a further embodiment variant of a decoring machine / vibrating machine 103, which is similar to the decoring machine / vibrating machines 101 and 102 shown in FIGS. 1 and 2.
  • leaf springs 10 instead of leaf springs 10 but now coil springs 21 are provided, which are each arranged between a fixed on the machine table 3 block and a block fixed on the first machine frame 2.
  • the machine table 3 is displaceably mounted on the first machine frame 1 by means of linear guides 22. Otherwise, what has already been said about FIGS. 1 to 3 applies.
  • the illustrated coring machine / vibrators 101..104 may in reality also comprise more or fewer components than shown.

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Abstract

Es wird eine Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) angegeben, welche einen ersten Maschinenrahmen (2) umfasst, einen gegenüber dem ersten Maschinenrahmen (2) beweglich gelagerten Maschinentisch (3) zum Aufspannen eines Werkstücks, zwei gegenläufig angetriebene und auf dem Maschinentisch (3) gelagerte Exzentermassen (4) sowie zumindest einen auf dem ersten Maschinenrahmen (2) angeordneten Antriebsmotor (5). Ein Kraft- beziehungsweise Drehmomentflusses vom zumindest einen Antriebsmotor (5) zu den beiden Exzentermassen (4) ist dabei so geführt, dass eine Verzweigung und/oder eine Zusammenführung im Kraftfluss/Drehmomentfluss respektive Mittel zur Synchronisierung der beiden Exzentermassen (4) am ersten Maschinenrahmen (2) angeordnet sind. Zudem wird der Kraftfluss/Drehmomentfluss zwischen dem ersten Maschinenrahmen (2) und dem Maschinentisch (3) jeweils über zumindest einen zu einer Exzentermasse (4) führenden Riemen (6) geführt.

Description

Entkernmaschine/Rüttelmaschine mit verbessertem Antrieb
Die Erfindung betrifft eine Entkernmaschine beziehungsweise Rüttelmaschine, welche einen ersten Maschinenrahmen umfasst, einen gegenüber dem ersten Maschinenrahmen beweglich und federnd gelagerten Maschinentisch zum Aufspannen eines Werkstücks, zwei gegenläufig angetriebene und auf dem Maschinentisch gelagerte Exzentermassen sowie zumindest einen auf dem ersten Maschinenrahmen angeordneten Antriebsmotor. Darüber hinaus umfasst die Entkernmaschine/Rüttelmaschine Koppelmittel zur Führung eines Kraft- beziehungsweise Drehmomentflusses vom zumindest einen Antriebsmotor zu den beiden Exzentermassen.
Eine Entkernmaschine/Rüttelmaschine der genannten Art ist grundsätzlich bekannt. Beispielsweise offenbart die AT 003 791 Ul dazu eine Vorrichtung zum Entkernen von Gusskörpern mit Sandkernen, bestehend aus einem in einem Gestell gelagerten Rotor mit liegender Drehachse, aus einem auf dem Rotor in Richtung der Drehachse verschiebbar geführten
Schlitten mit einer Aufnahme für einen Gusskörper und aus einem Schwingantrieb für den Schlitten. Der Schwingantrieb weist zwei gegenläufige, im Schlitten drehbar gelagerte Unwuchtwellen auf, die über Zahnräder antriebsverbunden und von zwei beidseits des Schlittens am Rotor vorgesehene Motoren über je einen zugelastischen Riementrieb antreibbar sind.
Nachteilig ist an dieser Anordnung, dass das Getriebe zur Synchronisierung der beiden Unwuchtwellen respektive Exzentermassen starken Vibrationen ausgesetzt ist und die Entkernmaschine/Rüttelmaschine daher nur eine vergleichsweise geringe Lebensdauer aufweist. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Entkernmaschine/Rüttelmaschine anzugeben. Insbesondere soll deren Lebensdauer bei gleichen oder verringerten Herstellungskosten verlängert werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Entkernmaschine/Rüttelmaschine der eingangs genannten Art gelöst, bei der
eine Verzweigung und/oder eine Zusammenführung im Kraftfluss/Drehmomentfluss respektive Mittel zur Synchronisierung der beiden Exzentermassen am ersten Maschinenrahmen angeordnet sind und der Kraftfluss/Drehmomentfluss zwischen dem ersten Maschinenrahmen und dem Maschinentisch jeweils über zumindest einen zu einer Exzentermasse führenden Riemen geführt ist. Günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn die beiden Exzentermassen von einem Motor antreibbar sind, dessen Antriebskraft/ Antriebsmoment mit Hilfe eines auf dem ersten Maschinenrahmen angeordneten Getriebes zu den beiden Exzentermassen hin verzweigt ist.
Günstig ist es in diesem Zusammenhang weiterhin, wenn die beiden Exzentermassen von zwei Motoren antreibbar sind und die zu den Exzentermassen führenden Kraftflüs- se/Drehmomentflüsse mit Hilfe eines auf dem ersten Maschinenrahmen angeordneten Getriebes oder einer auf dem ersten Maschinenrahmen angeordneten Welle gekoppelt sind.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen werden Mittel (insbesondere Getriebe) zur Synchro- nisierung der beiden Exzentermassen am ersten Maschinenrahmen angeordnet und sind daher keinen oder nur sehr geringen Vibrationen ausgesetzt. Die Lebensdauer der Entkernmaschine/Rüttelmaschine kann somit durch einfache Verlagerung des Synchronisationsgetriebes vom Maschinentisch auf den ersten Maschinenrahmen praktisch ohne Zusatzkosten deutlich verlängert werden. Je nach Aufbau bilden solche Synchronisationsmittel eine Verzweigung und/oder eine Zusammenführung im Kraftfluss/Drehmomentfluss zwischen Antriebsmo- tor(en) und Exzentermassen. Ist ein einziger Motor vorgesehen, so wird der Kraftfluss/Drehmomentfluss verzweigt, sind zwei (oder auch mehr) Motoren vorgesehen, so wird der Kraftfluss/Drehmomentfluss zusammengeführt und dann wieder verzweigt, beziehungsweise werden die von den einzelnen Motoren zu den Exzentermassen führenden Kraftflüs- se/Drehmomentflüsse verkoppelt. Durch das auf den Rahmen verlagerte Getriebe wird auch die schwingende Masse reduziert, wodurch die Antriebsleitung gesenkt werden kann. Ist ein einziger Motor vorgesehen, so können zudem die Herstellungskosten für die Entkernmaschine/Rüttelmaschine gesenkt werden, da ein einzelner Motor in der Regel kostengünstiger ist als zwei Motoren mit der gleichen Gesamtleistung.
Als Getriebe kommen alle Arten von Zahnradgetrieben in Frage (insbesondere Stirnradgetriebe), jedoch beispielsweise auch Riemengetriebe oder Kettengetriebe. Eine Koppelwelle kann mehrere Kraftflüsse/Drehmomentflüsse insbesondere über Kronenradgetriebe oder Kegelrad- getriebe koppeln. Als Riemen zu den Exzentermassen kommen insbesondere Flachriemen, Rundriemen, Keilriemen oder Zahnriemen in Frage. Denkbar ist auch, dass die Kraftübertragung auf die beiden Exzentermassen mit jeweils mehreren Riemen erfolgt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Maschinentisch mit Hilfe von Blattfedern mit dem ersten Maschinenrahmen verbunden ist, insbesondere nur mit Hilfe von Blattfedern. Insbesonde- re wenn der Maschinentisch nur mittels der Blattfedern mit dem ersten Rahmen verbunden ist, übernehmen die Blattfedern eine Doppelfunktion. Einerseits bilden sie das Tragelement für den Maschinentisch, andererseits bilden sie aber auch die Feder in dem schwingfähigen System, das den Maschinentisch beinhaltet. Vorteilhaft ist auch, dass die Blattfedern eine
Schwingung im Wesentlichen nur in einer Richtung zulassen, und in den dazu normalen Rich- tung wegen ihrer Steifigkeit de facto verhindern oder nur in sehr geringem Maß zulassen. Demzufolge kann der Maschinentisch im Wesentlichen nur in einer Richtung schwingen, auch wenn keine zusätzlichen Führungsmittel vorgesehen sind.
Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen dem ersten Maschinenrahmen und dem Maschinen- tisch eine erste Bremse und/oder zwischen dem ersten Maschinenrahmen und dem zweiten Maschinenrahmen eine zweite Bremse angeordnet ist. Auf diese Weise können übermäßige Auslenkungen des Maschinentischs beim Hochfahren der Antriebsmotoren vermieden werden. Diese treten insbesondere dann auf, wenn beim Hochlauf ein kritischer Bereich mit einer markanten Resonanzfrequenz durchfahren wird. Mit Hilfe der Bremse ist es nun möglich, diesen Bereich gefahrlos zu durchfahren und den Maschinentisch erst danach loszulassen, das heißt die Bremse zu lösen/lüften.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der erste Maschinenrahmen oder - sofern vorhanden - der zweite Maschinenrahmen über luftgefüllte Gummibälge mit einem Maschinenfun- dament verbunden ist. Auf diese Weise können die von der Entkernmaschine/Rüttelmaschine in den Boden eingeleiteten Vibrationen gering gehalten werden. Über den Druck in den Gummibälgen kann zudem auf einfache Weise eine gewünschte Federkonstante respektive Resonanzfrequenz des Gesamtsystems eingestellt werden. Günstig ist es darüber hinaus, wenn der erste Maschinenrahmen um eine horizontale Achse drehbar in einem zweiten Maschinenrahmen gelagert ist. Dadurch kann das auf dem Maschinentisch eingespannte Werkstück gedreht werden, insbesondere um 180°, sodass der gelöste Formsand aus dem Werkstück herausfallen kann.
Besonders günstig ist es in obigem Zusammenhang, wenn der erste Maschinenrahmen zwischen zwei am zweiten Maschinenrahmen angeordneten Drehlagern angeordnet ist. Die Lagerung des ersten Maschinentisches ist somit besonders stabil.
Günstig ist es dabei auch, wenn auf dem zweiten Maschinenrahmen ein weiterer Motor angeordnet ist, welcher mit dem ersten Maschinenrahmen über ein Trieb Stockgetriebe gekoppelt ist. Ein Trieb Stockgetriebe ist vergleichsweise robust und unempfindlich gegen Verschmutzung. Für den Einsatz bei der vorgestellten Entkernmaschine/Rüttelmaschine ist es daher be- sonders gut geeignet.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Resonanzfrequenz des Systems, das durch die (Blatt)federn und der damit gelagerten Masse gebildet ist, bei rund 20 Hz liegt (insbesondere zwischen 18 Hz und 22 Hz). Diese Frequenz hat sich als vorteilhaft für das Entkernen von Werkstücken herausgestellt. In einer real ausgeführten Maschine beträgt die Auslenkung dabei rund +/- 15 mm.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Exzentermassen im Betrieb der Entkernmaschine/Rüttelmaschine im Wesentlichen mit der Resonanzfrequenz des genannten Schwingsys- tems gedreht werden. Dadurch ist für die Bewegung des Maschinentisches eine nur vergleichsweise geringe Antriebsleistung vonnöten.
Besonders vorteilhaft ist es schließlich, wenn die Resonanzfrequenz des Systems, das durch die luftgefüllten Gummibälge und der damit gelagerten Masse gebildet ist, bei rund 7 Hz liegt (insbesondere zwischen 5 Hz und 9 Hz). Dadurch ist die Lagerung der Entkernmaschine/Rüttelmaschine einerseits ausreichend weich, andererseits ist auch ein ausreichend großer Abstand zur Resonanzfrequenz des den Maschinentisch umfassenden Schwingsystems (vorzugsweise 20 Hz) gegeben. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine erste beispielhaft dargestellte Entkernmaschine/Rüttelmaschine in Schrägansicht mit einem Antriebsmotor und einem ersten Maschinenrahmen, der in einem zweiten Maschinenrahmen drehbar gelagert ist;
Fig. 2 ein zweites Beispiel für eine Entkernmaschine/Rüttelmaschine mit zwei Antriebsmotoren und nur einem ersten Maschinenrahmen;
Fig. 3 zwei mit einer Welle gekoppelte Antriebs-Riemenscheiben;
Fig. 4 ein weiteres Beispiel für eine Entkernmaschine/Rüttelmaschine, bei welcher der
Maschinentisch mit Linearführungen und Spiralfedern gelagert ist und
Fig. 5 eine Entkernmaschine/Rüttelmaschine mit einem ersten Maschinenrahmen, der zwischen zwei Drehlagern in einem zweiten Maschinenrahmen drehbar gelagert ist.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel einer Entkernmaschine beziehungsweise Rüttelmaschine 101 in Schrägansicht. Die Entkernmaschine/Rüttelmaschine 101 umfasst einen ersten Maschinenrahmen 2, einen gegenüber dem ersten Maschinenrahmen 2 beweglich gelagerten Maschinentisch 3 zum Aufspannen eines Werkstücks, zwei gegenläufig angetriebene und auf dem Ma- schinentisch 3 gelagerte Exzentermassen 4, zumindest einen auf dem ersten Maschinenrahmen 2 angeordneten Antriebsmotor 5 und zwei Riemen 6, welche einen Teil der Koppelmittel zur Führung eines Kraft- beziehungsweise Drehmomentflusses vom Antriebsmotor 5 zu den beiden Exzentermassen 4 ausbilden. Konkret sind die Riemen 6 auf zwei Riemenscheiben 7 und 8 angeordnet und dienen der Führung des Kraftflusses/Drehmomentflusses zwischen dem ersten Maschinenrahmen 2 und dem Maschinentisch 3. Ein weiterer Teil der Koppelmittel wird durch das Getriebe 9 gebildet. Das Getriebe 9 bildet eine Verzweigung im Kraft- fluss/Drehmomentfluss sowie Mittel zur Synchronisierung der beiden Exzentermassen 4 und ist am ersten Maschinenrahmen 2 angeordnet. Der Maschinentisch 3 ist mit Hilfe von Blattfedern 10 mit dem ersten Maschinenrahmen 2 verbunden. Weitere Mittel zur Verbindung des Maschinentischs 3 mit dem ersten Maschinenrahmen 2 sind möglich, notwendig sind diese aber nicht. Das heißt, der Maschinentisch 3 kann - wie in der Fig. 1 dargestellt - nur mit Blattfedern 10 mit dem ersten Maschinenrahmen 2 verbunden sein.
Auf dem Maschinentisch 3 sind mehrere Spannpratzen 11 zum Spannen eines (nicht dargestellten) Werkstücks angeordnet. Zwischen dem ersten Maschinenrahmen 2 und dem Maschinentisch 3 ist darüber hinaus eine Bremse 12 angeordnet, die in diesem Beispiel einen mit dem Maschinentisch 3 verbundenen Bremsblock sowie zwei außenliegende und mit dem ers- ten Maschinenrahmen 2 verbundene Bremsbacken umfasst.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der erste Maschinenrahmen 2 um eine horizontale Achse drehbar in einem zweiten Maschinenrahmen 13 gelagert ist, so wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Zur Drehung des ersten Maschinenrahmens 2 (und somit des Maschinentisches 3) gegenüber dem zweiten Maschinenrahmen 13 ist ein weiterer Motor 14 vorgesehen, welcher seine Drehbewegung über ein auf der Motorwelle befestigtes Ritzel 15 auf ein mit dem ersten Maschinenrahmen 2 verbundenes Zahnrad 16 überträgt. Zum Blockieren einer Drehung kann zwi- schen dem ersten Maschinenrahmen 2 und dem zweiten Maschinenrahmen 13 eine weitere Bremse angeordnet sein (nicht dargestellt).
Der zweite Maschinenrahmen 13 ist über luftgefüllte Gummibälge 17 mit einem Maschi- nenfundament verbunden. Wenn kein zweiter Maschinenrahmen 13 vorgesehen ist, dann wäre auch eine Lagerung des ersten Maschinenrahmens 2 auf luftgefüllten Gummibälgen 17 denkbar
Die Funktion der in der Fig. 1 dargestellten Entkernmaschine/Rüttelmaschine 101 ist nun wie folgt:
Mit Hilfe der Spannpratzen 11 wird ein Werkstück, beispielweise ein gegossenes Werkstück mit einem Gusskern, auf dem Maschinentisch 3 aufgespannt. Über den Motor 5 werden die Exzentermassen 4 gegenläufig gedreht, wodurch der federnd gelagerte Maschinentisch 3 zu Schwingungen angeregt wird, und wodurch der Sandkern zerstört beziehungsweise ausgetragen wird. Wegen der Blattfedern 10 schwingt der Maschinentisch 3 dabei auch ohne das Vorsehen zusätzlicher Führungsmittel (vergleiche die Linearführung 22 in der Fig. 4) im Wesentlichen nur in einer Richtung. Vorzugsweise liegt die Resonanzfrequenz des Systems, das durch die Blattfedern 10 und der damit gelagerten Masse gebildet ist, bei rund 20 Hz, und vorzugsweise werden die Exzentermassen 4 im Betrieb der Entkernmaschine 101 im Wesentlichen mit dieser Resonanzfrequenz gedreht. Die genannte Masse setzt sich dabei im Wesentlichen aus der Masse des Maschinentischs 3 und der Exzentermassen 4 zusammen. Die Masse des Werkstücks, für welche die Entkernmaschine 101 spezifiziert ist, kann hinzugerechnet werden. Die Federkonstante des Schwingsystems ergibt sich aus den Federkonstanten der Blattfedern 4. Um eine übermäßig hohe
Schwingungsamplitude beim Hochlauf des Systems zu vermeiden, wird während des Hoch- laufs vorteilhaft die Bremse 12 aktiviert und eine Bewegung zwischen Maschinentisch 3 und dem ersten Maschinenrahmen 2 verhindert oder wenigstens gehemmt. Die Resonanzfrequenz des Systems, das durch die luftgefüllten Gummibälge 17 und der damit gelagerten Masse gebildet ist, liegt bei rund 7 Hz. Die genannte Masse wird dabei im Wesentlichen durch die gesamte Masse der Entkernmaschine 101 (gegebenenfalls zuzüglich der Masse des Werkstücks) gebildet. Die Federkonstante des Schwingsystems ergibt sich aus der Federkonstante der Gummibälge 17.
Um das Herausrieseln des Gusssands aus dem Werkstück zu begünstigen, kann der Maschinentisch 3 um 180° gedreht werden und das Rütteln über Kopf erfolgen. Denkbar ist aber auch, dass der Maschinentisch 3 erst nach dem Rütteln gedreht wird, wodurch der durch das Rütteln gelöste Sand herabfällt. Denkbar ist weiterhin, dass der Maschinentisch 3 und der erste Maschinenrahmen 2 Ausnehmungen aufweist, durch welche der Gusssand hindurch fallen kann.
Ein besonderer Vorteil der Entkernmaschine/Rüttelmaschine 101 besteht darin, dass das Ge- triebe 9 wegen des Montageorts auf dem ersten Maschinenrahmen 2 keinen oder nur vergleichsweise geringen Vibrationen ausgesetzt ist. Dadurch wird die Lebensdauer des Getriebes 9 gegenüber bekannten Anordnungen maßgeblich gesteigert.
In der Fig. 1 werden die Exzentermassen 4 durch einen einzigen Motor 5 angetrieben, dessen Antriebsmoment über das Getriebe 9 verzweigt wird, was vergleichsweise kostengünstig ist. Denkbar ist aber auch, dass die Exzentermassen 4 von zwei gesonderten Motoren 5 angetrieben werden, so wie dies bei der in der Fig. 2 dargestellten Entkernmaschine/Rüttelmaschine 102 der Fall ist. Grundsätzlich kann eine Synchronisierung der Drehzahl der beiden Motoren 5 elektronisch erfolgen, vorteilhaft ist es aber, wenn die zu den Exzen- termassen 4 führenden Kraftflüsse/Drehmomentflüsse mit Hilfe eines auf dem ersten Maschinenrahmen 2 angeordneten Getriebes 9 gekoppelt sind, so wie dies in der Fig. 2 der Fall ist. Das Getriebe 9 bildet somit sowohl eine Zusammenführung als auch eine Verzweigung im Kraftfluss/Drehmomentfluss zwischen den Motoren 5 und den beiden Exzentermassen 4. Auch dieses Getriebe 9 ist wiederum am ersten Maschinenrahmen 2 angeordnet. Auch wenn die Entkernmaschine/Rüttelmaschine 102 ohne zweiten Maschinenrahmen 13 und Drehantrieb 14, 15, 16 dargestellt ist, kann der zweite Maschinenrahmen 13 so wie bei der Entkernmaschine/Rüttelmaschine 101 drehbar gelagert sein. Anstelle des Getriebes 9 kann auch eine Welle zur Kopplung der zu den Exzentermassen 4 führenden Kraftflüsse/Drehmomentflüsse vorgesehen sein. Dazu zeigt die Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer weiteren Entkernmaschine/Rüttelmaschine konkret die beiden Riemenscheiben 8 mit darunter angeordneten Kronenrädern 18, welche mit Hilfe von Stirnrädern 19 und einer Welle 20 miteinander gekoppelt sind, um die Drehbewegungen der beiden Exzentermassen 4 zu synchronisieren.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer Entkernmaschine/Rüttelmaschine 103, welche ähnlich den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Entkernmaschi- nen/Rüttelmaschinen 101 und 102 ist. Anstelle von Blattfedern 10 sind nun aber Spiralfedern 21 vorgesehen, die jeweils zwischen einem auf dem Maschinentisch 3 befestigten Block und einem auf dem ersten Maschinenrahmen 2 befestigen Block angeordnet sind. Zudem ist der Maschinentisch 3 mit Hilfe von Linearführungen 22 auf dem ersten Maschinenrahmen 1 verschiebbar gelagert. Ansonsten gilt das bereits zu den Figuren 1 bis 3 Gesagte.
Fig. 5 zeigt schließlich eine detailliertere Ausführungsform einer Entkernmaschine/Rüttelmaschine 104, welche ähnlich aufgebaut ist wie die Entkernmaschine/Rüttelmaschine 101 aus der Fig. 1. Konkret sind in der Fig. 5 der erste Maschinenrahmen 2, der Maschinentisch 3 und der zweite Maschinenrahmen 13 dargestellt. Der erste Ma- schinenrahmen 2 ist wiederum drehbar im zweiten Maschinenrahmen 13 gelagert. Anders als bei den bisher dargestellten Entkernmaschinen/Rüttelmaschinen 101..103 ist der erste Maschinenrahmen 2 nun zwischen zwei am zweiten Maschinenrahmen 3 angeordneten Drehlagern angeordnet. Für die Drehung des ersten Maschinenrahmens 3 ist das Zahnrad 16 mit Hilfe einer Trieb Stockverzahnung realisiert.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Entkernmaschine/Rüttelmaschine 101..104, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten unterei- nander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen
Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarianten möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
Insbesondere wird festgehalten, dass die dargestellten Entkernmaschine/Rüttelmaschinen 101..104 in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Entkernmaschine/Rüttelmaschine 101..104 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Bezugszeichenaufs Entkernmaschine/Rüttelmaschine erster Maschinenrahmen
Maschinentisch
Exzentermasse
Antriebsmotor Riemen
Riemenscheibe
Riemenscheibe
Getriebe
Blattfeder Spannpratze
Bremse
zweiter Maschinenrahmen
Motor (für Drehantrieb)
Ritzel Zahnrad
Gummibalg/Gummipuffer
Kronenrad
Stirnrad
Koppelwelle
Spiralfeder
Linearführung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104), umfassend - einen ersten Maschinenrahmen (2),
einen gegenüber dem ersten Maschinenrahmen (2) beweglich und federnd gelagerten Maschinentisch (3) zum Aufspannen eines Werkstücks,
zwei gegenläufig angetriebene und auf dem Maschinentisch (3) gelagerte Exzentermassen (4),
- zumindest einen auf dem ersten Maschinenrahmen (2) angeordneten Antriebsmotor (5) und
Koppelmittel (6..9) zur Führung eines Kraft- beziehungsweise Drehmomentflusses vom zumindest einen Antriebsmotor (5) zu den beiden Exzentermassen (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Verzweigung und/oder eine Zusammenführung im Kraftfluss/Drehmomentfluss respektive Mittel zur Synchronisierung der beiden Exzentermassen (4) am ersten Maschinenrahmen (2) angeordnet sind und
der Kraftfluss/Drehmomentfluss zwischen dem ersten Maschinenrahmen (2) und dem Maschinentisch (3) jeweils über zumindest einen zu einer Exzentermasse (4) führenden Rie- men (6) geführt ist.
2. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Exzentermassen (4) von einem Motor (5) antreibbar sind, dessen Antriebskraft/ Antriebsmoment mit Hilfe eines auf dem ersten Maschinenrahmen (2) angeord- neten Getriebes (9) zu den beiden Exzentermassen (4) hin verzweigt ist.
3. Entkernmaschine/Rüttelmaschine ( 101..104) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Exzentermassen (4) von zwei Motoren (5) antreibbar sind und die zu den Exzentermassen (4) führenden Kraftflüsse/Drehmomentflüsse mit Hilfe eines auf dem ersten Maschinenrahmen (2) angeordneten Getriebes (9) oder einer auf dem ersten Maschinenrahmen (2) angeordneten Welle (20) gekoppelt sind.
4. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinentisch (3) mit Hilfe von Blattfedern (10) mit dem ersten Maschinenrahmen (2) verbunden ist.
5. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Maschinenrahmen (2) und dem Maschinentisch (3) eine Bremse (12) angeordnet ist.
6. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Maschinenrahmen (2) über luftgefüllte Gummibälge (17) mit einem Maschinenfundament verbunden ist.
7. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Maschinenrahmen (2) um eine horizontale Achse drehbar in einem zweiten Maschinenrahmen (13) gelagert ist.
8. Entkernmaschine/Rüttelmaschine ( 101..104) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Maschinenrahmen (2) zwischen zwei am zweiten Maschinenrahmen (3) angeordneten Drehlagern angeordnet ist.
9. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem zweiten Maschinenrahmen (13) ein weiterer Motor (14) angeordnet ist, welcher mit dem ersten Maschinenrahmen (2) über ein Triebstockgetriebe (16) gekoppelt ist.
10. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Maschinenrahmen (2) und dem zweiten Maschinenrahmen (13) eine Bremse angeordnet ist.
11. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Maschinenrahmen (13) über luftgefüllte Gummibälge (17) mit einem Maschinenfundament verbunden ist.
12. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz des Systems, das durch die Blattfedern (10) und der damit gelagerten Masse gebildet ist, bei rund 20 Hz liegt.
13. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentermassen (4) im Betrieb der Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) im Wesentlichen mit der Resonanzfrequenz des genannten Systems gedreht werden.
14. Entkernmaschine/Rüttelmaschine (101..104) nach einem der Ansprüche 6 o- der 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz des Systems, das durch die luftgefüllten Gummibälge (17) und der damit gelagerten Masse gebildet ist, bei rund 7 Hz liegt.
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