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Extraktionsvorriohtung für das Entformen von Rohren und anderen hohlen
WerkstUcken oder ähnliche Vorgänge Die Erfindung betrifft eine Extraktionsvorrichtung
zum Entformen von hohlen Werkstücken, und insbesondere von gußeisernen Rohren und
anderen röhrenförmigen Werkstticken, die in der Kokille in einer Schleudergießmasohine
gegossen werden.
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Es ist bekannt, daß bei einer Schleudergießmeschine mit erhöhter Produktionskadenz
die Extraktion der noch warmen Rohre aus der die Form bildenden Kokille sehr schnell
und unter absoluten Sicherheitsbedingungen erfolgen muß, Die Extraktion muß auch
selbsttätig erfolgen; Zeitverluste aufgrund von Extraktionsfehlern messen in Fortfall
kommen.
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Die bekannten Extrektionsvorrichtungen umfassen Backen, Klemmen bzw.
Zangen oder Greifer, die um eine geometrische Symmetrieachse verteilt und in der
Lage sind, geöffnet zu werden oder gegen diese Achse gespreizt zu werden, um gegen
die Innenfläche der Wandung des zu extrahierenden Rohrs zu greifen.
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Das Öffnen oder das Spreizen der Backen wird sichergestellt
durch
eine mechanische Steuereinrichtung mit translatorisch bewegbarer axialer Stange
oder mit Exzenter oder Gelenkrhombus. Im übrigen sind diese Spannbacken in der Lage,
sich um ihre geometrische Symmetrieachse zu drehen. Solche steifen, mechanisch betätigbaren
Spannbacken, die völlig symmetisch sind, können aber nicht win vollkommener Weise
gegen die Rohre greifen, welche noch Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweisen. Hieraus
resultieren also Schwierigkeiten bei der Extraktion der geformten Rohre.
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Erfindungsgemäß soll diesen Nachteilen abgeholfen werden, und zwar
durch eine verbesserte Extraktionsvorrichtung, die hochelastisch dreht und leicht
herstellbar ist und welche ohne Regelung es ermöglicht, sicher die Rohre zu extrahieren,
welche Oberflächenunregelmäßigkeiten oder unterschiedliche Innendurchmeser aufweisen.
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Diese verbesserte Extraktionsvorrichtung ist von der Bauart mit mehreren
Backen, welche von einem Backenträger getragen werden,und ist drehbar um einen festen
Träger mit symmetriacher Symmetrieschse gelagert, wobei die Backen in der Lage sind,
sich gegen diese Achse entgegen der Wirkung elastischer Rückstelleinrihctungen zu
spreizen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß auf Jedem Backenträger eine
Spreizvorrichtung ftir die Backen befestigt ist, gegen die die Backen sich einzeln
unter der Wirkung der elastischen Einrichtungen abstützen und die radial, wenigstens
in den Bereich des Abstützungspunktes Jeder Backe, unter der Wirkung eines komprimierten
Fluide expandierfäig ist.
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Es genügt also, die Expansion des Kerns hervorzurufen, um für das
individuelle Spreizen Jeder Backe zu sorgen, und zwar für eine Jede hiervon entsprechend
einem Intervall, welches zwigehen der versenkten Backe und dem entsprechenden Teil
der Innenfläche der Wandung des hohlen, gegossenen Werkstücks, welches aus seiner
Form gezogen werden soll, existiert.
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Die Backen können sich also gegebenenfalls symmetrisch spreisein,
und zwar nicht in Funktion einer mechanischen, axialen, symmetrischen Steuereinrichtung,
sondern als Funktion der Formfehler der Innenfläche der Wandung des zu extrahierenden
Werkstücks, welches also völlig diese Oberfläche einnimmt.
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Nach einer Ausführungsform besteht die Spreizeinrichtung für die Backen
aus einem expandierfähigen Kern.
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Vorzugsweise ist dieser Kern in Form einer hohlen Birne mit elastischer
Wandung ausgebildet, die stirnseitig gegen eine Platte oder einen Sockel eines zylindrischen
Backenträgerkörpers befestigt ist, der drehbar auf dem festen, axialen Träger der
Extraktionsvorrichtung gelagert ist, wobei dieser Träger hohl ist, um eine Fluidleitung
zu bilden, die mit einer unter Druck stehenden Fluidquelle verbunden ist.
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Nach einer anderen Ausfüurungsform wird die Spreizeinrichtung für
die Backen gebildet aus so vielen radialen Arbeitszylindern, wie Backen vorhanden
sind, wobei die Zylinder dieser Arbeitszdinder am Ende des drehbaren Backenträgers
angebracht sind und ihre Böden parallel mit einer einigen, unter Druck stehenden
Fluidleitung in Verbindung stehen, die im Innern dieses Backenträgers angeordnet
ist.
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Nan sieht ein, daß die durch die Backen auf die Innenfläche der Wandung
des röhrenförmigen, su eitrahierenden Produktes ausgeübten Kräfte sehr groß, insbesondere
für große Rohrdurchmesser sein können, selbst wenn nur ein Fluid unter einem Druck
von nur etlichen Bar verwendet wird, da die auf die Backen ausgetbten Kräfte gleich
dem Produkt dieses Drucks durch den Querschnitt der Kolben sind, wobei dieser-Querachnitt
wesentlich größer als die Kontaktfläche der Kolben und der Backen ist, was zu einer
Multiplikation der Kraft gleich dem Verhältnis dieses Querschnitts und dieser Fläche
führt;
der Querschnitt der Radialkolben kann so groß gewählt werden, wie der Platzbedarf
für Rohre großen Durchmessers es erlaubt.
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Selbst dann aber, wenn die Extraktionsvorrichtung nicht völlig gegenüber
der Kokille zentriert ist, sind die durch die verschiedenen Backen ausgeübten Kräfte
einander gleich.
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Im übrigen werden aufgrund der teetsache, daß die Bachen nicht einfach
gegen die Kolben gedrückt werden, ohne daß sie mit diesen zwangsweise verbunden
sind und vielmehr mit den Extraktionahebeln verbunden sind, werden die axialen Extrektionskräfte
nicht durch die Eadialkolben der Zylinder aufgenemmen, sendern durhc die Scbel da4rart,
daß die kelben keinerlei Greifwirkung erleidon.
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Beispielsweise Ansführungsformen der Erfindung sellen nun anhand der
beilisgonde Zeichnungen mäher erläntert werden, in denen Fig. 1 eine Gesamtänrstellang
eimer Schaleudergießmaschine zeigt, die mit einer Extraktionsvorrichtung nach der
Erfindung ausgestattet ist; Fig. 2 sit ein Längeschnitt durhc diese ExtraktrionsterrichcLtno
hOO¼fL3OhO c\---r'O%O1i O) fttrtinvorrichtlung, die in ein asymmetrisches, zu extraheirendes
Werkstück greift; Fig. 4 ist eine schematische geesmtdarstellung einer Schleudergleßmaschine,
die mit einer Extraktiensvorrichtung nach der Erfindung ausgestattet ist;
Fig.
5 zeigt einen Längsschnitt durch diese Extraktionsvorrichtung in größerer Darstellung
als in Fig. 4, in Ruhestellung; Fig. 6 ist eine Teildarstellung im Schnitt längs
der Linie 6-6 in Fig. 5; Fig. 7 ist eine Teildarstellung analog der in Fig. 5, wobei
die Extraktionsvorrichtung in Arbeitsstellung sich befindet.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 iet die Erfindung in
inwendung auf eine Schlsudergießmaschine für das Gießen von Rohren durch Zentrifugierung
dargestellt. Diese Maschine umfaßt in an sich bekannter Weiae eine kippbare Gießpfanne
A, die das schmelzflüssige Metall in einen Kanal B ausschüttet. Dieser läßt seinerseits
das Metall in eine die Form bildende Kokille D einlaufen, welche durch einen Wagen
C getragen ist, der in einer Translationsbewegung zwischen den Punkten a und b einer
Rollbahn angetrieben wird. In der axilen Verlängerung der Kokille und der Rollbahn
ist die Estraktionsvorrichtung E nach der Erfindung beweglich, die durch einen Extraktionsträgerwagen
P getragen ist. Dieser bewegliche Wagen verschiebt sich auf einer Rollbahn zwischen
den extremen oberen und unteren Punkten c und d.
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Die Extraktionsvorrichtung E ist mit dem Wagen F über einen steifen,
axialen, festen Träger 1 von der Achse X-X verbunden, der beispielsweise die allgemeine
Form einer zylindrischen Muffe oder Hülse aufweist. Dieser Träger ist rohrförmig
und beläßt so eine axiale Leitung 2 zur Zuführung von Fluid unter Druck, beispielsweise
von Druckluft. Die Leitung 2 verbreitert sich an einem Ende in Form einer mit Gewinde
versehenen Kammer 3 zum Anschluß an ein nicht dargestelltes Rohrleitungesystem zur
Zuführung von Druckluft. iuf dem Träger
1 ist drehbar ein zylindrischer
Backenträger 4 über ein Kegellager 5 und ein Kugeldrucklager 6 gelagert. Auf dem
Backenträgerkörper 4 sind bei 7 an einem Ende gelenkig eine gewisse Anzahl von Backen
8 angebracht, die untereinander am anderen Ende über Federn 9 verbunden sind, welche
in Ruhestellung sich gegen die jußenfläche des Körpers 4 abstützen.
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Gegen das Ende dieses Körpers ist durch Schrauben oder auf andere
Weise eine Scheibe 11 oder ein Sockel angesetzt. Auf der Scheibe ist dicht, beispielsweise
gegen eine Schulter 12, ein in Form einer hohlen, elastischen Birne 13 expandierfahiger
Kern befestigt. Dieser Kern wird in geeigneter Weise, beispielsweire zusammengesetzt,
mit einer Innenwandung 14 aus Gummi oder einem anderen verformbaren Material hergestellt,
welche von einer isolierenden Schichtwandung 15, die gegen Wärme schützt, überdeckt
ist und die beispielsweise aus Mineralwolle besteht.
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Eine Dichtungsgarnitur 16 ist zwischen den Sockel 11 und das röhrenförmige
Ende 17 eingeschaltet, welches den Träger 1 verlängert und im Innern des Kerns 13
mündet.
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In Ruhestellung hat dieser Kern einen Außendurchmesser, der höchstens
gleich dem des Backenträgerkörpers 4 ist. Wenn dieser dagegen gebläht ist, hat der
Kern 13 einen Maximaldurchmesser größer als der dieses Körpers 4.
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Die Backen 8 haben eine ausreichende Länge, um sich mit ihren den
Gelenkverbindungen 7 gegenüberliegenden Enden gegen den Kern 13 abzustützen, was
nicht dann geschieht, wenn dieser abgeschwollen ist, aondern wenigstens dann, wenn
er einen Expansionsbeginn erlitten hat.
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Die Funktionsweise ist die folgendet Am Ende des Gießvorgangs wird
zu di e Extraktionsvorrichtung E in üblicher Weise in das Innere des Schleudergießrohre,
welches in der Kokille enthalten
ist, eingeführt. Luft oder ein
anderes unter Druck stehendes Medium wird dann in das Innere des Kerns 13 eingeleitet,
der sich bläht. Seine Expansion sorgt für das Spreizen der Backen, die aus der geschlossenen
oder versenkten, in ausgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellten Position 8 in die
strichpunktiert angedeutete Lage 9 übergehen. Kommen die Backen 8 in Kontakt mit
der Innenfläche des Rohres, so wird die Extraktionsvorrichtung, die frei um den
Träger 1 sich drehen kann, in Drehung durch dieses Rohr mitgenommen, welches selbst
durch die Durehkokille D angetrieben wird. Der Kontakt und die aufhängung des Rohrs
erfolgen also ohne Stoß oder Aufprall und ohne zu plötzlichen Beanspruchungen am
Ende des Rohrs zu führen.
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aufgrund der Elastizität des blähbaren Kerns 13 können die Backen
8 sich entweder symmetrisch bezüglich der Achse X-X (Fig. 2) oder nicht-symmetrisch
(Fig. 3) spreizen und nehmen völlig die Innenfläche der zu enftormenden Rohrwandung
ein und greifen also vollkommen gegen dieses Rohe, so daß dieses auf alle Fälle
her herausgezogen wird, Natürlich ist die Extraktionskraft proportional zum Druck
das zugeführten Fluids. Die Steuerung des Luftein- und -auslasses erfolgt selbsttätig.
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Ist daa Rohr völlig entformt, so wird der Auslaß des unter Druck stehenden
Fluids gesteuert, der Kern schwillt ab und die Backen nehmen ihre Ausgangerühestellung
unter der Wirkung der Rückstellfedern 9 wieder ein.
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Diese Vorrichtung ton sehr einfacher Konzeption und Ausführung ermöglicht
es, Rohre ohne Stöße und ohne Gefahren eines Hängenbleibens mit erhöhter kadenz
herauszuziehen, wobei es sich um die Fabrikationskadenz dieser Rohre selbst handelt.
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Für den Fall, wo die Extraktionsvorrichtung nicht einer großen Wärme
ausgesetzt wird, kann die Schutzmatratze 15 in Fortfall kommen.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bis 7 findet die Erfindung
ihre Anwendung auf die gleiche Schleudergießmaschine wie bei dem ersten Beispiel.
In Fig. 4 sind die Bezugs zeichen also die gleichen wie in Fig. 1.
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Die Extraktionsvorrichtung N' ist mit dem Wagen 2 über einen axialen
steilfen, röhrenförmigen Träger 4a von der achse X-X verbunden, der frei drehbar
an seinem hinteren knde im Innern einer jTrägermuffe 1a gelagert ist, beispielsweise
über ein Wälzlager 21 und ein Stirnrollen- oder Zugellager 22 (Fig, 5).
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Der röhrenförmige Trägor 4a trägt innen an seinen verderen Ende eine
Ringscheibe 23, die von beispielsweise seche gleichmäßig werteilten Radialbehrungen
24 durchsetzt ist. In jeder dieser Behrungen 24 gleitet ein Radialkelben 25. In
der Achse der Ringscheibe 23 ist ein zentroler Verteiler 26 gelagert, in den die
Döden der Dohrumgen 24 münden und der sie parallel mit einer axialen Druckfluidspelseleitung
2a in Verbindung setzt. Diese mit den röhrenförmigen Träger 4a Drehbare Leitung
2a ist über eine nicht dargestellte Drehdichtung mit einer festen Speiseleitung
verbunden, die außerhalb der Zeichnungsgrenzen vorhanden ist.
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Der röhrenförmige Träger 4a bildet einen Backenträger. Auf dem Träger
sind tatsächlich um Transversalachsen 7a die hinteren Enden der longitudinalen Extraktionchebel
27 gelenkig gelagert, deren Anzahl gleich der der Radialkolben 25 ist.
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Diese Hebel befinden sich am Ort der verschiedenen Erzeugenden des
TRägers 4a, welche die Achsen der Kolben 25, jeweils einer pre Kolben, schneiden.
Diene Hebel 27 können also Winkelausschläge
in Radialebenen aufweisen,
welche durch diese Erzeugenden und durch die Achsen der Radialbohrungen 24 gehen,
Ihr Ausschlag erfolgt entgegen der Wirkung gegenläufiger Rückstellfedern 9a, die
beispielsweise an den Hebeln 27 und der Acialeitung 2a aufgehängt sind und die Wandung
des röhrenförmigen Trägers 4a durchsetzen. Äm freien Ende Jedes Hebels 27 ist eine
Extraktionsbacke 8a gelenkig gelagert, die durch die entsprechende Feder 13a auf
dem Radialkolben 25 angedrückt wird. Die Enden der Kolben 25 sind vorzugsweise gewölbt
und sorgen für einen punktfdrmigen Kontakt mit den Backen Sa.
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Die Arbeitsweise ist die folgende: Ist ein Rohr T gerade gegossen,
so wird die Extraktionsvorrichtung E' in das Innere des durch Schleudergießen hergestellten
und in der Kokille D enthaltenen Rohrs eingeführt. Das Fluid unter Druck wird in
die Axialleitung 2a, den Verteilter 26 und die Radialbohrungen 24 gegeben. Die Kolben
25 spreizen sich und spreizen auch die Backen Sa, indem sie die Federn 9a spannen.
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Wenn die Backen 8a in Kontakt mit der Innenwandung des Rohre kommen,
wird die Extrktionsvorrihctung, die sich frei gegenüber der Muffe 1 a drehen kann,
in Drehung durch das Rohr mitgenommen, welches selbst durch die-Drehkokille D bis
zu deren vollständigem Stillstand mitgenommen wird.
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Jede Backe 8a wird gegen die Wandung des Rohrs mit einer Kraft- proportional
zum Druck des Fluids und zum Querschnitt der Bohrung 24 gedrückt. Diese Kraft ist
an allen Backen Sa die gleiche, selbst wenn die Extraktionsvorrichtung E' sich nicht
völlig in der Achse der Kokille befindet oder wenn die Innenwandung des Rohre X
nicht völlig kreisförmig augebildet ist oder Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweist.
Die Backen 8a greifen also völlig gegen da. rchr, derart, daß dieses sicher extrahiert
werden kann.
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Wird der Wagen F nach hinten gezogen, d.h. von c nach d, so nimmt
die Extraktionsvorrichtung E' das Rohr X mit und trennt es von der Kokille D.
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Bei der Extraktion werden die Extraktionskräfte allein von den Hebeln
27 aufgenommen, während die Radialkolben 25 nur radiale Spannkräfte ausüben. Diese
Kolben 25 werden also keiner Biegebeanspruchung ausgesetzt und erleiden keinerlei
Greifwirkung. Sie arbeiten als unter idealen Bedingungen minimalen Verschleisses.
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Wird das Rohr T entformt, so wird die Leitung 2a auf Auslaß geschaltet.
Die Federn 9a stellen die Backenträgerhebel 27 zurück, welche die Kolben 25 gegen
die Achse X-X zurückdrücken0 Die Extraktionsvorrichtung E' wird ihrerseits vom Innern
des Rohrs, welches evakuiert werden kann, freigegeben.
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Die Anzahl der Kolben 25 und der entsprechenden Backen 8a kann beliebig
sein: klein für Rohre kleinen Durchmessers, groß für Rohre großen Durchmessers.
Wie bereits ausgeführt, kann die Andrückkraft jeder Backe 8a auf das Rohr für einen
gegebenen Fluiddruck gesteigert werden, indem man-den Querschnitt der Bohrungen
24 und der Kolben 25 erhöht.
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Selbstverständlich ist die Erfindung anwendbar auf die Extraktion
von Rohren aus Kunststoffmaterial, Beton, Asbest-Zement oder anderen organischen
Materialien oder Mineralmaterialien aus ihren Schlsudergießferm-Kokillen. Sie ist
ebenfalls brauchbar bei der Extraktion geformter, teilweise als Vollkörper ausgebildeter
Werkstücke, die einen Hohlkeil besitzen.
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P a t e n t a n p r ü c h e :