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Vorrichtung zum fortlaufenden Formen und Gießen von metallischen Werkstücken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum fortlaufenden Formen und Gießen
von metallischen Werkstücken, bei der im Kreislauf geführte Unter- und Oberkästen
an getrennten Stationen an Formmaschinen herangeführt, nach dem Einformen paarweise
zusammengeschlossen, unter Geschlossenhalten einer Gießeinrichtung zugeführt werden
und über eine Kühlstrecke einer Entleerungsstation zulaufen.
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Es ist bekannt, auf einer endlosen Standbahn Formkastenpaare zu führen,
wobei zunächst leere Unter- und Oberkästen paarweise aufeinandergesetzt sind, dann
jeweils der Oberkasten und anschließend der Unterkasten in getrennten Quertransporten
an die Formmaschinen herangeführt, auf die Standbahn zurückgebracht, dort
vor der Gießeinrichtung paarweise aufeinandergesetzt und nach dem Gießen und Durchlaufen
einer Kühlstrecke im Quertransport entleert und schließlich die losen Kästen zum
erneuten Einsatz wieder paarweise auf die Standbahn aufgesetzt werden. Die hierfür
erforderliche Anlage ist kostspielig. Außer der sehr teuren Standbahn für den Transport
der losen Formkästen sind umfangreiche Übersetz- und Wendeeinrichtungen sowie Quertransporte
und besondere Einrichtungen für das Beschweren der Forinkästen während des Gieß-
und Erstarrungsvorgangs erforderlich. Durch eine große Zahl von pneumatischen und
elektrischen Steuereinrichtungen ist die Anlage in hohem Maß störungsanfällig und
verlangt technisch gut geschultes Bedienungspersonal, das im Gießereibetrieb selten
ist. Die Leistungsgrenze solcher Anlagen liegt bei etwa 180 Abgüssen
je Stunde.
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Gemäß der Erfindung sind die Unter- und Oberkästen gesondert an zwei
übereinanderliegenden, gegenläufig angetriebenen, im wesentlichen waagerechten endlosen
Kettenbahnen aufgehängt, die sie den Formmaschinen zuführen und die mit ihren einander
zugekehrten gleichlaufenden Kettenzügen von Unilenkstellen aus zum paarweisen Zusammenschließen
der eingefonnten Kastenteile im spitzen Winkel zusammenlaufen, wobei von der Zusammenführungsstelle
aus bis zu einer zweiten Umlenkstelle der oberen Kettenbahn die Forinkastenpaare
auf einer waagerechten Förderstrecke geschlossen gehalten werden, an deren Anfang
die Gießvorrichtung und an deren Ende von oben her wirkende Mittel zum Lockern des
Inhalts der Oberkästen vorgesehen sind, während die untere Kettenbahn mit den Unterkästen
und dem ganzen Forminhalt über eine Umlenkstelle der Entleerungsstation zuläuft.
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Nunmehr vollziehen sich alle Arbeitsgänge, das getrennte Einformen
von Unter- und Oberkästen, das Zusammenführen der gefüllten Ober- und Unterkästen,
das Abgießen, das Kühlen und das Entleeren der Kästen in verschiedenen aufeinanderfolgenden
Abschnitten auf ein- und derselben Fördereinrichtung, mit der sie ständig verbunden
bleiben. Es sind somit weder Umsetzungen noch Quertransporte, die leistungsmindernd
wirken, notwendig. Während des Gießens und Erstarrens des Abgusses werden die Kastenpaare
geschlossen gehalten. Steuermittel werden nur für das taktweise Fortschalten der
beiden Kettenbahnen und die Formmaschine benötigt. Der Gießvorgang kann, wie bei
bekannten Anlagen, manuell, aber auch in noch zu beschreibender Weise selbsttätig
gesteuert werden. Die vor der Gießstation mit den einander zugekehrten Kettenzügen
zusammengeführten Kastenteile können in üblicher Weise mittels Stifte und Büchsen
in der Schließstellung gegen seitliches Verschieben gesichert werden. Die an dem
einen Kastenteil vorgesehenen Stifte treten beim Zusammenführen der beiden Kastenteile
selbsttätig in die an dem anderen Kastenteil vorgesehenen Büchsen ein. Auf dem Rückweg
von der Entleerungsstelle zu den Formmaschinen können die Formkästen durch geeignete
Einrichtungen, z. B. mittels Preßluft, gesäubert und mit einem Trennmittel besprüht
werden. Vor der Zusammenführungsstelle können in die Unterkästen etwaige Kerne eingelegt
werden. Das geschieht zweckmäßig von Hand, kann aber auch maschinell geschehen.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Form-
und Gießeinrichtung, F i g. 2 eine Seitenansicht im Bereich der Formmaschine
und der Gießstation, in größerem Maßstab,
F i g. 3 eine entsprechende
Seitenansicht im Bereich der Trennstelle und der Entleerungsstation, F i
g. 4 in noch größerem Maßstab eine teilweise Seitenansicht im Bereich der
waagerechten Förderstrecke, auf der die Formkastenpaare geschlossen gehalten werden,
F i g. 5 die zugehörige Draufsicht auf die untere Kettenbahn, F i
g. 6 im gleichen Maßstab einen Schnitt durch eine Forrn an der Gießstelle,
F i g. 7 eine Seitenansicht im Bereich der Zusammenführungsstelle, bei anderer
Gestaltung.
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In Fig. 1 sind die beiden in lotrechter Richtung übereinanderliegenden
endlosen Kettenbahnen strichpunktiert angedeutet und mit 1 und 2 bezeichnet.
Die obere Kettenbahn 1 ist an ihren beiden Enden über Umlenkräder
3 und 4 geführt. Die untere Kettenbahn 2 ist an ihren beiden Enden über Umlenkräder
5 und 6 und in ihrem oben laufenden Kettenzug außerdem im spitzen
Winkel über Umlenkräder 7 und 8 zu- und abgeführt. In der zwischen
den Umlenkrädern 7 und 8 befindlichen waagerechten Förderstrecke sind
die gemäß den Pfeilen 9 und 10
mit gleicher Geschwindigkeit gegenläufig
angetriebenen Kettenbahnen 1 und 2 zusammengeführt.
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An den beiden Kettenbahnen 1 und 2 sind in gleichen Abständen
Formkästen aufgehängt, und zwar trägt die obere Kettenbahn 1 die oberen Formkästen
11 und die Kettenbahn 2 die unteren Formkästen 12. In der waagerechten Förderstrecke
zwischen den Umlenkrädern 7 und 8 sind jeweils die oberen Formkästen
11 und die unteren Formkästen 12 zusammengeführt und durch eine Schließkraft
zusammengehalten. Beim Ausführungsbeispiel sind die Forrakästen 11 und 12
von ihrer Schließfläche aus verjüngt und haben die Gestalt von Pyramidenstumpfen.
In Ab-
schnitten der beiden Kettenbahnen vor der Zusammenführungsstelle im
Bereich des Umlenkrades 7
werden die oberen Kästen 11 und die unteren
Kästen 12 durch eine Fortschalteinrichtung der Kettenbahnen nacheinander an Formmaschinen
13 und 14 herangeführt, von denen in F i g. 1 nur die Modellplatten
angedeutet sind. Die beiden Formmaschinen arbeiten in an sich bekannter Weise von
unten nach oben und wirken daher unterhalb der unten laufenden Keitenzüge. Die über
den Formmaschinen befindlichen Kästen sind durch Widerlagerplatten abgestützt, welche
die von den Formmaschinen beim Arbeitshub ausgeübte Kraft aufnehmen.
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Am Anfang der waagerechten Förderstrecke, auf der die Formkästen zusammengehalten
sind, ist die in F i g. 1 als Ganzes mit 17 bezeichnete Gießeinrichtung
und an ihrem Ende eine Vorrichtung 18 zum Lockern des Inhalts der Oberkästen
11 vorgesehen. Die waagerechte Förderstrecke ist so lang bemessen, daß die
auf ihr stattfindende Abkühlung mindestens zum Erstarren des Gußstücks ausreicht.
An der durch das Umlenkrad 4 gebildeten Umlenkstelle der oberen Kettenbahn
1 werden die Oberkästen 11,
nachdem ihr Inhalt durch die Vorrichtung
18 gelockert ist, von den Unterkästen getrennt. Die unteren Formkästen 12
laufen mit dem, ganzen Forminhalt weiter und gelangen nach dem, Umlenken durch das
Kettenrad 6 in eine Entleerungsstellung über einem bekannten Trennrost 20,
auf dem die Gußstücke unter Abrütteln des Fonnsandes weggeführt werden. Die geneigte
Ablaufstrecke der unteren Kettenbahn zwischen den Umlenkrädern 8
und
6 ist beim Ausführungsbeispiel eine Kühlstrecke, auf der nach dem Abheben
der Oberkästen 11 besonders gute Kühlbedingungen gegeben sind.
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Die beiden Kettenbahnen 1 und 2 sind beim Ausführungsbeispiel
je durch zwei Kettenstränge la und lb bzw. 2a und 2b gebildet, denen
die Umlenkräder 3 bis 8 gemeinsam sind (F i g. 5). Die Formkästen
11 und 12 sind zwischen den beiden Ketten-#trängen an den Kettengliedern
aufgehängt. Beim Ausführungsbeispiel sind die beiden Kettenstränge la und lb bzw.
2a und 2b jeder Kettenbahn als Laschenketten aus durch Bolzen 22 aneinandergelenkten
Blechlaschen 21 ausgebildet. An den Laschen21 sind die Formkästenll und 12 mittels
seitlicher Tragzapfen23 befestigt. Die Gelenkbolzen 22 tragen Führungsrollen25.
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Beim Ausführungsbeispiel F i g. 2 und 3 sind die Formkästenll
und 12 mit den Laschen21 der Kettenglieder starr verbunden und behalten ihre relative
Lage zu den Kettengliedern ständig bei. Die Kettenzüge sind zwischen den Umlenkrädern
gegen Durchhängen mit den Führungsrollen25 auf Führungsschienen 26 abgestützt.
Von der Zusammenführungsstelle im Bereich des Umlenkrades 7 bis zur Trennstelle
bei den Umlenkrädern 4 und 8 laufen die beiden einander zugekehrten Kettenzüge
zwischen Führungsschienen 27 und 28, wodurch die Formkästen unter
der Gießeinrichtung 17 und auf der anschließenden waagerechten Kühlstrecke
zusammengehalten werden. Vorzugsweise ist die obere Führungsschiene 27 federnd
angeordnet.
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Die Formmaschine 13 für die Oberkästen 11 ist in Laufrichtung
der oberen Kettenbahn 1 unmittelbar nach dem Umlenkrad 3 und die Formmaschine
14 für die Unterkästen in Laufrichtung der unteren Kettenbahn 2 unmittelbar vor
dem Umlenkrad 5 angeordnet. Die beiden von unten nach oben arbeitenden Formmaschinen
sind gleich ausgebildet. Sie haben einen feststehenden Druckzylinder 30 mit
einem darin verschiebbaren Kolben 31, dessen nach oben herausgeführte Kolbenstange
32 eine Preßplatte 33 trägt. Auf dieser ist die Modellplatte 34 mit
dem zu den Oberkästen und den Unterkästen gehörenden Modellteil 35 bzw.
36 innerhalb eines Füllrahmens 37 befestigt. Der Füllrahmen
37 wird beim Arbeitshub der Formmaschine bis zum Anliegen an der Schließfläche
des Formkastens mit der Preßplatte 33
nach oben bewegt. Alsdann drückt die
Preßplatte 33
mit der Modellplatte 34 den in den Füllrahmen eingebrachten
Formsand in die Formkästen hinein, die, wie schon erwähnt, von oben her durch eine
Widerlagerplatte 15 bzw. 16 abgestützt und geschlossen sind. Die Widerlagerplatte
15 für die Oberkästen 11
hat an ihrer Unterseite Ansätze zur Bildung
eines Eingußtrichters 38 und eines Steigtrichters 39 (F i
g. 6).
Die Widerlagerplatten 15 und 16 sind für das Weiterschalten
der Kettenbahnen heb- und senkbar. Die Füllrahmen 37 werden in der tiefsten
Betriebsstellung, die an der Formmaschine 13 gezeigt ist, mit dem Formsand
gefüllt. Dier hierzu verwendeten Einrichtungen sind bekannt und in F i
g. 2 nicht dargestellt. Die Formmaschine 14 ist in ihrer oberen Betriebsstellung
am Ende des Arbeitshubs gezeigt.
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Auf dem Weg von dem Umlenkrad 5 bis zur Zusammenführungsstelle
im Bereich des Umlenkrades 7
steigt die untere Kettenbahn mit den Unterkästen
12 an, während die obere Kettenbahn darüber waagerecht verläuft. Die Unterkästen
12 liegen daher auf
diesem Wege mit ihrem Formhohlraum nach oben
frei, und es können in sie etwaige Kerne K eingesetzt werden.
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Die von den Formmaschinen 13 und 14 eingeformten Ober- und
Unterkästen 11 und 12 werden in der schon beschriebenen Weise an der Zusammenführungsstelle
im Bereich des Umlenkrades 7 mit ihren Schließflächen aufeinandergesetzt
und auf der waagerechten Förderstrecke zwischen den Umlenkrädern 7 und
8 zusammengehalten. Beim Zusammenführen sichern sich die beiden Kastentelle
selbsttätig gegen seitliches Verschieben dadurch, daß beispielsweise an den Oberkästen
11 Stifte 40 vorgesehen sind, die in an den Unterkästen 12 vorgesehene Büchsen
41 eingleiten (F i g. 4).
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Unmittelbar nach dem Zusammenführen der Ober- und Unterkästen ist
die Gießeinrichtung vorgesehen. Diese hat einen feststehenden Zwischenbehälter 44,
in den sich eine kippbare Gießpfanne 45 entleert. Der Zwischenbehälter 44 ist beheizt,
damit das flüssige Metall in ihm nicht erstarrt. Die Beheizung kann durch einen
Temperaturregler gesteuert sein. Die Ausflußöffnung im Boden des Zwischenbehälters
44 ist durch einen Stopfen 46 verschließbar, wenn die Form gefüllt ist. Nach F i
g. 6 geschieht die Steuerung des Verschlußstopfens selbsttätig durch eine
lichtempfindliche Zelle 47, die beim Gießvorgang oberhalb des Steigtrichters
39 liegt. Wenn in den Steigtrichter das flüssige Metall eindringt, bringt
es an der lichtempfindlichen Zelle eine Helligkeitszunahme hervor, bei der die lichtempfindliche
Zelle Steuerungsvorgänge zum Schließen des Stopfens 46 auslöst.
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Die am Ende der an die Gießeinrichtung 17 anschließenden waagerechten
Förderstrecke vorgesehene Vorrichtung 18 zum Lockern des Inhalts der Oberkästen
ist in F i g. 3 als Preßplatte 48 angedeutet. Im Bereich dieser Vorrichtung
hat bereits das Abheben der Oberkästen 11 von den Unterkästen 12 begonnen.
Von dem Spalt zwischen den beiden Umlenkrädern 4 und 8 her ragt zwischen
die beiden Kettenzüge eine Keilplatte 49 hinein, welche die die Oberkästen tragende
Kettenbahn 1 vor dem Auflaufen auf das Umlenkrad 4 etwas nach oben abweist.
Beim Auflaufen der oberen Kettenbahn 1 auf das Umlenkrad 4 werden die Oberkästen
11 von den Unterkästen 12 abgehoben. Alsdann laufen die Unterkästen 12 mit
dem ganzen Forminhalt bis zum Umlenkrad 6 weiter. Bei der Umlenkung der Kettenbahn
durch das Umlenkrad 6 werden die Unterkästen zum Entleeren des Forininhalts
auf den Trennrost 20 gekippt. In F i g. 3 ist an der Umlenkstelle eine pneumatisch
betätigte Vorrichtung 50
zum Herausdrücken des Forminhalts aus den Unterkästen
12 vorgesehen.
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Auf dem Rückweg bis zu den Formmaschinen 13
und 14 können die
Formkästen der beiden Kettenbahnen an nicht dargestellten Reinigungsvorrichtungen
und Vorrichtungen zum Besprühen mit einem Trennmittel vorbeigeführt werden.
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Nach F i g. 7 bestehen die Kettenbahnen 1 und 2 aus
längeren Laschengliedern 51, an denen die Formkästen 11 und 12 befestigt
sind, und kürzeren Laschengliedern 52 zwischen den Fonnkästen. Die Formkästen
können in der gleichen Weise wie oben beschrieben an den Laschen 51 mit Tragzapfen
53
befestigt sein. Auf die Zusammenführungsstelle hin laufen die beiden Kettenbahnen
1 und 2 mit Gefälle bzw. Anstieg aufeinander zu. Im Bereich der Zusammenführungsstelle
greifen die Kästen mit seitlichen Zapfen 54 in Führungen 55 ein, die derart
verlaufen, daß die Kästen kurz vor der Zusammenführung sich mit den sie tragenden
Laschengliedern 51 in eine waagerechte Lage einstellen. Das wird durch die
kurzen Laschen 52 ermöglicht. Durch dieses Waagerechtstellen der Formkästen
wird erreicht, daß die Forinkästen in paralleler Lage aufeinandergesetzt werden.
Das kann dann von Vorteil sein, wenn in die Unterkästen weit über die Schließfläche
vorstehende Kerne K eingesetzt sind.
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Man könnte auch die Formkästen mit ihrem Tragezapfen 53 schwenkbar
an den Kettengliedern aufhängen. Dann können die kurzen Kettenglieder wegfallen,
aber die die Zapfen 54 der Formkästen aufnehmende Führung 55 muß sich über
die ganze Kettenbahn erstrecken, damit die Kästen während des Transports nicht unkontrollierbar
kippen können.