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Vollautomatisch arbeitende Drehtischforinmaschine zum Herstellen von
Sandformen für Gießereizwecke Die Erfindung betrifft eine vollautomatisch arbeitende
Drehtischforinmaschine zum Herstellen von Sandformen für Gießereizwecke in einer
auf mehrere Arbeitsstellen verteilten Folge unter Verwendung einer aufrecht stehenden
Säule, um deren Achse ein an ihr gehaltener Ringkörper mit Trägern für die Modellplatten
durch einen geeigneten Antrieb in waagerechter Ebene taktweise kreist, wobei mehrere
zur Durchführung der verschiedenen Arbeitsstufen erforderliche Vorrichtungen, wie
Preßluftzylinder, konzentrisch um die Säule angeordnet sind.
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Das Neue besteht darin, daß die Säule a) die taktartige Drehbewegung
ausführt und zu diesem Zweck am oberen Ende über ein Getriebe mit einem auf einem
von der Säule mitgebildeten Portal gelagerten Motor verbunden ist, b) in
mittlerer Höhe in fester Verbindung einen Ringkörper trägt, an dessen Umfang mehrere
mit offenen Lagerstellen versehene und als Modellplattenträger dienende Arinpaare
um waagerechte Achsen schwenkbar sind, c) im unteren Bereich eine Ringscheibe mit
mehreren Ausnehmungen am Außenumfang trägt, in die eine oder mehrere in der Ebene
der Ringscheibe schwenkbar gelaaerte und etwa tanaen-C g C
tial zur Ringscheibe
nachgiebige Sperrklinken eingreifen können, wobei den Endstellungen der Sperrklinken
Endschalter zum Steuern des Antriebsmotors für die Drehsäule und der an den einzelnen
Arbeitsstellen angeordneten Vorrichtungen zur Formherstellung zugeordnet sind.
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Eine bekannte Einrichtung gleichen Zweckes und von grundsätzlich ähnlichem
Aufbau arbeitet gleichfalls mit automatischer Steuerung. Diese ist mechanisch aufgebaut
und benötigt eine große Anzahl von Hebeln, Scheiben, Rollen, Anschlägen, Federn,
Zahnrädern, Wellen u. ä., wobei die Bewegungen der zahlreichen Teile von
einer ständig umlaufenden Kraftwelle abgeleitet werden. Die mittlere Säule steht
fest und trägt einen in taktweise Drehbewegung versetzten Tisch, der vier Preßzylinder,
entsprechende Rüttelzylinder und die Modellplattenträger nebst Modellplatten enthält
und mitnimmt. Sowohl die Organe für die Kraftübertrag gung als auch diejenigen der
Steuerung sind größtenteils in demselben Raum, nämlich unterhalb des Drehtisches,
untergebracht. Anderen bekannten Einrichtungen ähnlicher Ausführung fehlt die vollautomatische
Betriebsweise, sie benötigen also eine Bedienung. Teilweise sind, wie bei der vorher
beschriebenen Einrichtung, die an der Drehbewegung beteiligten Massen (Preßzylinder,
Vibratorvorrichtungen u. dgl.) recht erheblich. Bei einigen Konstruktionen ist eine
Sperre der Drehbewegung der Modellplattenträger vorgesehen, derart, daß erst bei
Einrasten eines Sperrgliedes in eine Ausnehmung des Modellplattenträgers das Arbeitsmittel
(Preßluft) zu den Arbeitsstellen gelangen kann. Es handelt sich also um eine Schutzschaltung,
die mit der Steuerung der Maschine nichts zu tun hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
angegebenen Gattung so zu gestalten, daß sie eine möglichst hohe Leistung aufweist
und trotzdem möglichst wenig Anlaß zu Betriebsstörungen gibt. Diese Forderungen
sind erfüllt bei vollautomatischer, d. h. bedienungsfreier Arbeitsweise,
bei Geringhaltung der bei jeder Taktbewegung des Drehmechanismus zu beschleunigenden
und wieder abzubremsenden Massen sowie bei klarer räumlicher gegenseitiger Trennung
des Antriebes, der Arbeitsstellen und der Steuerungsanlage. Die weiter oben in ihrer
Verbindung als neu angeführten Merkmale stellen die konkrete Verwirklichung dieser
Bedingungen dar, ihre gemeinsame Anwendung führt zu einem erheblichen Fortschritt
gegenüber dem bekannten Stand der Technik, der sich in der ungewöhnlich schnellen
Taktfolge der einzelnen Drehbewegungen des Modellplattenträgers und damit in einer
entsprechend hohen Kastenleistung der Einrichtunor ausdrückt.
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Die weiteren Merkmale der Erfindung gehen aus dem im folgendenbeschriebenenAusführungsbeispiel
hervor.
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Fig. 1 zeigt die Drehformeinrichtung gemäß der Erfindung im
Grundriß,
F i g. 2 und 3 in Seitenansicht, und zwar
einmal in Richtung des Pfeiles II und das andere Mal in Richtung des Pfeiles
111 der F i g. 1;
F i g. 4 enthält in schematischer Darstellung
ein Schaltbild.
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Die Formeinrichtung besteht aus dem Drehmechanismus 1 mit der
senkrecht stehenden Säule 2 und einer ringförmigen Verstärkung 3, an welcher
vier Armpaare 4 um die Achsen 5 nach oben schwenkbar gelagert sind. Die vier
Armpaare 4 nehmen normalerweise die waagerechte Lage ein und besitzen
je vier Lagerstellen 6 zur Aufnahme von Zapfen 7 der lose aufgelegten
Modellplatten 8, die dadurch in den Armpaaren 4 genau geführt sind. Die Drehsäule
2 mit den Armpaaren 4 wird absatzweise an den einzelnen Arbeitsstellen vorbeibewegt.
Ihr Antrieb erfolgt durch den Elektromotor 9 über das Getriebe
10,
die Magnetkupplung 11 und das Zahnräderpaar 12. Entsprechend der
Anzahl der Modellplatten sind vier Arbeitsstellen A bis D vorhanden.
In A erfolgt das Aufsetzen des leeren Formkastens 13, in B wird der
Formkasten mit Sand gefüllt, wobei eine Vorverdichtung des Sandes durch Vibration
vorgenommen wird. In C erfolgt das Pressen und falls notwendig das Rütteln
der Form, und in D wird der geformte Kasten von dem Modell abgehoben und
ausgefahren. Als Arbeitsmaschinen an den Stellen B, C und
D
dienen stehende Preßluftzylinder, die vor Beginn des eigentlichen Arbeitsganges
die Modellplatte mit dem Formkasten aus ihren Lagerstellen 6 in den Armpaaren
4 um einen geringen Betrag anheben, damit keine Beanspruchungen in den Drehmechanismus
gelangen. Die einzelnen Preßluftzylinder sind außerdem, wie aus den F i
g. 2 und 3 hervorgeht, auf besonderen Fundamenten gelagert, damit
keine Erschütterungen sich auf die übrigen Teile der Formeinrichtung übertragen.
Die dargestellte Konstruktion gestattet, einerseits das Gewicht des eigentlichen
Drehmechanismus sehr gering zu halten, so daß eine schnelle Taktfolge möglich ist
und trotzdem der Energiebedarf durch das dauernde Anfahren und Abbremsen in vertretbaren
Grenzen bleibt, andererseits die maschinellen Arbeitseinrichtungen sehr stabil und
leistungsfähig auszubilden, so daß der Zeitaufwand für den einzelnen Arbeitsvorgang
kurz bemessen werden kann und trotzdem dem rauhen Gießereibetrieb Rechnung getragen
ist. Der Hubzylinder 14 an der Arbeitsstelle B besitzt einen rahmenartigen Tisch
15, der auf Federn 16 gelagert ist. Oberhalb des Zylinders 14 ist
in der Trägerkonstruktion 17 ein Blechtrichter 18 für das Einfüllen
des Sandes in den Formkasten 13 über Federn 19 aufgehängt. Die Unterkante
des Trichters 18 liegt um einen geringen Betrag höher als die Oberkante des
Formkastens 13
vor Beginn des Arbeitsganges. Der Kolben des Zylinders 14 hebt
also zunächst bei seinem Aufwärtsgang die Modellplatte 8 und den Formkasten
13 aus den Lagerstellen 6, bis der Formkasten 13
gegen den Trichter
18 anschlägt. Unterhalb des Tisches 15 befindet sich eine Vibrationsvorrichtung
20, die zugleich mit dem Zulauf des Sandes in Tätigkeit gesetzt wird und den Sand
in dem Kasten 13
vorverdichtet. Durch die Federn 19 kann dafür gesorgt
werden, daß bei dem Vibrieren keine Leerschläge auftreten. Selbstverständlich kann
dieselbe Wirkung durch Preßluftzylinder erreicht werden. An der Arbeitsstelle
C ist eine Preßluftforinpresse 21 vorgesehen, die von bekannter Bauart sein
kann und ebenfalls aus einem aufrecht stehenden Preßluftzylinder besteht. über ihr
ist ortsfest das Preßhaupt 22 angebracht, welches in einem Portal ruht, das einerseits
von der Drehsäule 2, andererseits von den zusätzlichen Säulen 23 und der
Querkonstruktion 24 besteht. Diese Querkonstruktion dient gleichzeitig zur Aufnahme
des schon beschriebenen Antriebes der Drehsäule 2. Zu Beginn des aufwärts gerichteten
Preßhubes wird auch hier die Modellplatte 8 mit dem Formkasten
13 in den Lagerstellen der Tragarme 4 gelüftet, bevor der Formkasten zur
Anlage an das Preßhaupt 22 kommt. Da vorzugsweise synthetischer Sand verwendet wird,
kann eine sehr weitgehende Verdichtung in dem Formkasten erfolgen. Falls, wie gezeichnet,
Forinkästen mit Schoren 25 verwendet werden, besitzt das Preßhaupt entsprechende
Ausnehmungen 26, in deren Grund Röhrchen 27 untergebracht sind, welche
zahlreiche kleine Bohrungen besitzen und an das Preßluftnetz angeschlossen sind.
Zwischen den einzelnen Arbeitsgängen kann auf diese Weise durch Preßluftstöße ein
Sauberblasen der Ausnehmungen 26 erfolgen, falls sich in ihnen Sand festgesetzt
haben sollte. Bei der weitgehenden Verdichtung der Formmasse könnte es unter Umständen
vorkommen, daß beim Absinken des Preßkolbens der Forinkasten sich nicht ohne weiteres
von dem Preßhaupt 22 löst. Aus diesem Grunde sind seitlich des letzteren zwei Preßluftzylinder
28 vorgesehen, welche, wenn sie mit dem Preßluftnetz verbunden werden, mit
ihren Kolben einen nach unten gerichteten Druck auf den Formkasten ausüben, so daß
dieser mit Sicherheit die Abwärtsbewegung des Preßkolbens der Presse mitmacht. An
der Arbeitsstelle D
ist ein Teleskopylinder 29 verwendet, der den Zweck
hat, erstens die Modellplatte mit dem Formkasten aus den Tragarinen zu lüften und
zweitens die Trennung der Form von dem Modell vorzunehmen. Durch eine besondere
Steuerung ist es möglich, zu Beginn des Abhebens der Form von dem Modell mit geringerer
Geschwindigkeit zu fahren, damit die Form nicht beschädigt wird, und anschließend
die Geschwindigkeit zu steigern. Das Abheben des Formkastens von der Modellplatte
erfolgt mit Hilfe der Stifte 30, die sich durch Ausnehmungen der Modellplatte
8 hindurchbewegen und von unten gegen den Formkasten legen, um ihn abzuheben.
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Die Drehsäule 2 trägt im unteren Teil, wie aus F i
g» 4 ersichtlich ist, eine Scheibe 31, die mit vier Ausnehmungen
32 versehen ist, um Einrastpunkte für die Sperrklinke 33 zu bilden
und damit den Drehmechanismus bei jeder Taktbewegung genau um 901 zu drehen.
An Stelle einer Sperrklinke werden in der Praxis zweckmäßig zwei einander am Umfang
gegenüberliegende Sperrklinken verwendet. Die bei 34 gelenkig gelagerte Sperrklinke
33 ist in Drehrichtung durch teleskopartige Gestaltung nachgiebig ausgebildet,
so daß übermäßige Stöße vermieden werden. Die Sperrklinke 33 steht einerseits
unter der Wirkung der Feder 35 und andererseits unter dem Einfluß des Preßluftzylinders
36.
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Die vollautomatische Steuerung bzw. Bewegung der gesamten Drehformeinrichtung
geht auf folgende Weise vor sich: Sobald die Sperrklinke 33 (bzw. die Sperrklinken)
in eine Ausnehmung 32 einrastet, betätigt sie einen Endschalter
53, der die drei Magnetventile 37, 38 und 39 verstellt sowie
die Magnetkupplung 11 für den Antrieb der Drehsäule 2 einschaltet. Durch die Verstellung
der Ventile 37, 38
und 39 werden die Kolben der Preßluftzylinder
14, 21 und 29 an den Arbeitsstellen B, C und D auf der
Unterseite beaufschlagt, so daß sie sich aufwärts bewegen und die verschiedenen
Arbeitsgänge ausführen. Sobald der Arbeitstisch 15 des Zylinders 14 an der
Sandeinfüllstelle die obere Endlage erreicht hat, betätigt er den Endschalter 40,
der seinerseits das auf eine bestimmte Zeit eingestellte Zeitrelais 41 zum Ansprechen
veranlaßt. über das Zeitrelais 41 erfolgt die Einschaltung des Antriebsmotors für
die Sandzuteilung und entweder gleichzeitig oder um einige Sekunden später die Einschaltung
der Vibrationsvorrichtung 20 am Arbeitstisch 15 des Preßluftzylinders 14.
Nach Ablauf der eingestellten Zeit, die beispielsweise 8 Sekunden betragen
kann, schaltet das Zeitrelais 41 den Motor für den Sandzulauf und die Vibrationsvorrichtung
ab und verstellt die Magnetventile 37, 38 und 39 wieder in die Ursprungslage.
Dadurch senken sich die Kolben in den Hubzylindem14,21 und 29. Wenn die Kolben die
untere Endstellung erreichen, werden die Endschalter 42, 43 und 44 eingeschaltet.
Diese, die gegenseitig verriegelt sind, verstellen das Magnetventil 45, wodurch
der Preßluftzylinder 36 mit dem Netz verbunden wird, so daß der Kolben entgegen
der Wirkung der Feder 35 die Sperrklinke 33 aus der Ausnehmung
32 verschiebt. Die Sperrklinke 33 gelangt in ihre andere Endlage,
in welcher sie den Endschalter 46 betätigt, der den Antriebsmotor 9 der Drehsäule
2 einschaltet. Nunmehr dreht sich mit der Säule 2 auch die Scheibe 31 in
Pfeilrichtung, so daß der zuerst zur Wirkung kommende Nocken 47 zunächst den Endschalter
48 betätigt. Dabei werden der Motor 9 und die Magnetkupplung 11 abgeschaltet
sowie die Magnetbremse 49 eingeschaltet. Anschließend betätigt derselbe Nocken 47
den Endschalter 50
und verstellt damit das Magnetventil 45 im entgegengesetzten
Sinne, so daß der Preßluftzylinder 36 vom Netz abgeschaltet wird und die
Feder 35 allein auf die Sperrklinke 33 wirkt. Die Sperrklinke
33 kann also in die nächste Ausnehmung 32 einrasten. Der Nocken 47
betätigt schließlich noch den Endschalter 51, wodurch die Bremse 49 wieder
gelüftet wird. Mit dem Einrasten der Sperrklinke 33 ist ein Arbeitsspiel
beendet und das nächste beginnt in der gleichen Weise.
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Um auch das Absetzen der leeren Formkästen auf den Drehmechanismus
und das Abnehmen der abgeformten Kästen zu automatisieren, können erfindungsgemäß
besonders konstrierte, nach Art von Greifem wirkende Preßlufthebezeuge verwendet
werden, die auf einer Schiene aufgehängt und verfahrbar sind und deren Bewegungen
durch elektrische Steuerungs- und Schaltelemente voll automatisiert sein können.
In den F i g. 2 und 3 sind diese Hebezeuge 52 schematisch dargestellt.
Will man das Ab-
legen der leeren Kästen und das Aufgreifen der vollen Kästen
in Abstimmung auf die Stellung bzw. die Bewegungen des Drehmechanismus bzw. der
ver-. schiedenen maschinellen Arbeitseinrichtungen bewerkstelligen, müssen elektrische
Steuer- bzw. Schaltgeräte vorgesehen werden, welche den Zeitpunkt des Absetzens
des leeren Forrnkastens auf die Modellplatte an der Arbeitsstelle A bzw.
den Zeitpunkt des Ergreifens und Abhebens des abgeformten Kastens an der Arbeitsstelle
D in der gewünschten Weise festlegen.