AT517385A1

AT517385A1 - Vorrichtung zum Entkernen

Info

Publication number: AT517385A1
Application number: ATA50494/2015A
Authority: AT
Inventors: Dipl Ing Sumereder Stefan
Original assignee: Fill Gmbh
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-01-15
Also published as: CN107743424A; MX2017014896A; WO2016201475A1; EP3307459A1; EP3307459B1; AT517385B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Entkernen eines gegossenen Werkstückes, wobei die Vorrichtung (1) zumindest einen Hammer (2, 3, 4), aufweist, wobei die Vorrichtung (1) zumindest ein Stellmittel (5, 6) zur Einstellung einer Schlagfrequenz des zumindest einen Hammers (2, 3, 4) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entkernen eines gegossenen Werk-stückes, wobei die Vorrichtung zumindest einen Hammer aufweist.

Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entkernen eines gegossenen Werkstückes mit zumindest zwei Hämmern.

Zum Entkernen bzw. Entsanden von Werkstücken, die mittels eines Gießverfah-rens hergestellt worden sind, können die Werkstücke durch Schläge mit einem Hammer in Schwingung versetzt werden und auf diese Weise der Kern zertrüm-mert werden.

Eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art sind beispiels-weise aus der DE10136713 A1 bekannt geworden.

Nachteilig an den bekannten Lösungen ist vor allem, dass sich bei diesen bauart-bedingt keine definierte Schlagfrequenz des Hammers einstellen lässt. Dies hat den Nachteil, dass keine optimale Energieübertragung zur Zertrümmerung des Kerns möglich ist.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungs-gemäße dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zumindest ein Stellmittel zur Einstel-lung einer Schlagfrequenz des zumindest einen Hammers aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht auf einfache Weise die Einstellung einer definierten Schlagfrequenz. Unter einer definierten Schlagfrequenz wird hier- bei eine vorab festgelegte Schlagfrequenz verstanden. Die Schlagfrequenz kann je nach Erfordernis gewählt und eingestellt werden. Somit ermöglicht es die Erfin-dung, in einem weiten Bandbereich die Schlagfrequenz des Hammers frei zu wäh-len und eine optimale und definierte Energieübertragung auf den Kern zu realisie-ren.

Urn ein einfaches und zuverlässiges Betätigen des Stellmittels zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zumindest einen Aktor zur Betäti-gung des zumindest einen Stellmittels aufweist.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann der zumindest eine Hammer ein Drucklufthammer sein.

Als besonders günstig hat es sich herausgestellt, wenn das zumindest eine Stell-glied zumindest ein Ventil umfasst, das zwischen zumindest einem Kompressor und einer Kolben/Zylindereinheit des Drucklufthammers angeordnet ist.

Urn bei Verwendung eines Drucklufthammers auf zuverlässige Weise eine definierte Schlagfrequenz zu erzielen, können durch das zumindest eine Ventil ab-wechselnd an unterschiedlichen Seiten eines auf einen Hammerkopf wirkenden und in einer Längsrichtung eines Arbeitszylinders der Kolben/Zylindereinheit ver-schiebbar gelagerten Schlagkolbens gelegene Bereiche des Arbeitszylinders mit dem Kompressor verbunden sein.

Eine hohe Schlagfrequenz bei einer geringen mechanischen Belastung des Ven-tils lässt sich dadurch erzielen, dass das zumindest eine Ventil als Drehventil aus-geführt ist.

Urn auf einfache Weise eine Einstellung bzw. eine Vorauswahl der Schlagfrequenz zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zumindest eine mit dem zumindest einen Stellglied verbundene Steuerung zur Steuerung einer Schlagfrequenz des zumindest einen Hammers sowie eine mit der Steuerung verbundene Eingabeeinheit zur Eingabe von Werten für die Schlagfrequenz aufweist.

Die Energieübertragung auf das Werkstück lässt sich dadurch optimieren, dass die Vorrichtung zumindest zwei Hammer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit zueinander phasenverschobenen Schlagbewegungen aufweist.

Die für das Entkernen erforderliche Zeit lässt sich dadurch wesentlich reduzieren, dass die Vorrichtung mehrere miteinanderzu phasenverschobenen Schlagbewegungen gekoppelte Hammer aufweist, wobei die Schlagbewegungen jedes Hammers zu jeder der Schlagbewegungen der anderen Hämmer phasenverschoben ist.

Die oben genannte Aufgabe lässt sich auch mit einem Verfahren der eingangs genannte Art erfindungsgemäß dadurch lösen, dass in einem Schritt i) für jeden Hammer eine Schlagfrequenz und in einem Schritt ii) eine Phasenverschiebung zwischen Schlagbewegungen der zumindest zwei Hammer festgelegt wird, wobei in einem den Schritten i) - ii) zeitlich nachfolgendem Schritt iii) die zumindest zwei Hammer mit derfestgelegten Schlagfrequenz und Phasenverschiebung eine Schlagbewegung ausfiihren und einen in dem Werkstück vorhandenen Kern zer-tmmmern.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Hammer aus Fig. 1 mit einem Drehventil im näheren Detail;

Fig. 3 einen Querschnitt des Hammers und des Ventils aus Fig. 2 in einer ers-ten Schaltstellung des Drehventils;

Fig. 4 einen Querschnitt des Hammers und des Ventils aus Fig. 2 in einer zweiten Schaltstellung des Drehventils.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfüh-rungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbe- zeichnungen versehen werden, wobei die in dergesamten Beschreibung enthal-tenen 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 sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

Gemäß Fig. 1 weist eine Vorrichtung 1 zum Entkernen eines gegossenen Werk-stückes einen Oder mehrere Hammer 2, 3, 4 auf. Weiters weist die Vorrichtung 1 ein Oder mehrere Stellmittel 5, 6 zur Einstellung einer Schlagfrequenz der Hammer 2, 3, 4 auf. Die Hammer 2, 3, 4, können ortsfest montiert sein und beispielsweise auf eine hier nicht näher dargestellte Aufspannplatte, auf welcher das Werkstück eingespannt ist, einwirken und diese in Schwingung versetzen. Alternativ können die Hämmer aber auch direkt auf das Werkstück einwirken. Durch die von dem Hämmern 2, 3, 4 übertragene Energie wird ein üblicherweise aus Sand hergestell-ter Formkern des Werkstückes zertrümmert. Zur Betätigung der Stellglieder 5, 6 kann ein Aktor 7 vorgesehen sein. Bei dem Aktor kann es sich beispielsweise urn einen elektromechanischen Aktor handeln, insbesondere in Form eines Elektro-motors mit steuerbarer Drehzahl.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. kann als Hammer 2, 3, 4 ein Drucklufthammer 9 zum Einsatz kommen. Das zur Steuerung des Drucklufthammers 9 verwendete Stell-glied 5, 6 kann ein Ventil 8 umfassen, welches zwischen einem in Fig. 1 mit Bezugszeichen 10 versehenen Kompressor und einer Kolben/Zylindereinheit 11 des Drucklufthammers 9 angeordnet ist.

Durch das Ventil 8 können abwechselnd an unterschiedlichen Seiten eines auf einen Hammerkopf 12 wirkenden und in einer Längsrichtung eines Arbeitszylin-ders 13 einer Kolben/Zylindereinheit 11 des Drucklufthammers 9 verschiebbar ge-lagerten Schlagkolbens 14 gelegene Bereiche des Arbeitszylinders 13 mit dem Kompressor 10 verbunden werden.

Bei dem Ventil 8 handelt es sich, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, beson-ders bevorzugt urn ein Drehventil. Das Drehventil kann einen von Kanälen durch- setzten Ventilkörper aufweisen, der von einem Ventilmantel umgeben ist. In dem Ventilmantel sind Öffnungen 17, 18,19, 20 angeordnet, welche mitden Ausgän-gen der Kanäle des Ventilkörpers zur Deckung gebracht werden können. Der Ven-tilkörper kann auf einer Welle sitzen, welche mittels des Aktors 7 angetrieben wird. Durch die Drehung des Ventilkörpers werden die Kanäle wechselweise mit der mit dem Kompressor 10 verbundenen Öffnung 19 des Ventils 8 und mit den Öffnun-gen 17 und 18 des Ventils 8 verbunden. Die Öffnung 20 des Ventils 8 dient der Entlüftung und kann mit der Umgebung verbunden sein. Die Öffnungen 17 und 18 des Ventils 8 sind mit den beiden Öffnungen 21 und 22 der Kolben/Zylindereinheit 11 verbunden.

In der in Fig. 2 oberen Stellung des Ventils 8, welche der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Ventils 8 entspricht, wird Luft von Kompressor 10 iiber die Öffnung 21 in den Arbeitszylinder 13 der Kolben/Zylindereinheit 11 gepresst und der Schlagkolben 14 in Richtung des Hammerkopfes 15 bewegt. Die Öffnung 22 des Arbeitszylinders 13 ist hierbei über die Öffnungen 18 und 20 des Ventils 8 zur Ent-lüftung eines zwischen dem Schlagkolben 14 und dem Hammerkopf 15 gelegenen Bereichs des Arbeitszylinders 13 mit der Umgebung verbunden.

In der in Figur 2 unteren Stellung des Ventils 8, welche der in Fig. 4 dargestellten Stellung des Ventils 8 entspricht, ist die Öffnung 22 des Arbeitszylinders 13 mit dem Kompressor 10 verbunden und der Schlagkolben 14 durch die Pressluft von dem Hammerkopf 15 wegbewegt. Die Öffnung 21 des Arbeitszylinders 13 ist hierbei über die Öffnungen 17 und 20 des Ventils 8 zur Entlüftung eines zwischen dem Schlagkolben 14 und einer dem Hammerkopf 15 gegenüberliegenden Stirn-wand des Arbeitszylinders 13 gelegenen Bereichs des Arbeitszylinders 13 mit der Umgebung verbunden. Die Bewegungsrichtung des Schlagkolbens 14 ist in den Figuren 3 und 4 durch Pfeile angedeutet. Die Drehgeschwindigkeit der Welle, auf welcher der Ventilkörper sitzt, gibt hierbei die Schlagfrequenz des Hammerkopfes 15 vor. Zwischen den beiden Öffnungen 21 und 22 des Arbeitszylinders 13 kann noch eine weitere, zur Entlüftung dienende Öffnung 23 vorgesehen sein.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, können bei Verwendung mehrerer Hämmer 3, 4 auch ein einziges Ventil 8 zu deren Steuerung verwendet werden, wobei die Anzahl der Öffnungen 17 - 20 in dem Ventilmantel und der Kanäle in dem Ventilkörper sowie die Länge des Ventilkörpers entsprechend erhöht werden müssen. Alternativ zur Anordnung eines langen Ventilkörpers im Fall der Verwendung eines einzigen Ventils 8 zur Steuerung mehrerer Hämmer 3, 4 können aber auch mehrere einzel-ne Ventilkörper an der von dem Aktor 7 angetriebenen Welle test angeordnet werden.

Falls mehrere Hämmer 2, 3, 4 mit einem Ventil 8 gesteuert werden, so können die den einzelnen Hämmern 2, 3, 4, zugeordneten Kanäle in dem Ventilkörper bzw. den Ventilkörpern so angeordnet sein, dass sich ein fester Phasenversatz zwi-schen den Schlagbewegungen der Hämmer 2, 3, 4 ergibt. Die Hämmer 2, 3, 4 bewegen sich in dieser Anordnung mit der gleichen Frequenz und phasenver-schoben mit einem festen Phasenversatz zueinander.

Zur Steuerung einer Schlagfrequenz des Hammers 2, 3, 5 kann die Vorrichtung ein mit dem Stellglied 5, 6 verbundene Steuerung 15, beispielsweise ein entsprechend programmierter Prozessor, sowie eine mit der Steuerung verbundene Ein-gabeeinheit 16, beispielsweise eine Tastatur, zur Eingabe von Werten fürdie Schlagfrequenz aufweisen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einem Schritt i) für jeden Hammer eine Schlagfrequenz und in einem Schritt ii) eine Phasenverschiebung zwi-schen Schlagbewegungen der Hammer festgelegt. In einem den Schritten i) - ii) zeitlich nachfolgendem Schritt iii) führen die Hammer 2, 3, 4 mit der festgelegten Schlagfrequenz und Phasenverschiebung eine Schlagbewegung aus und zer-trümmern einen in dem Werkstück vorhandenen Kern.

Das Auswählen der Frequenz kann wie bereits oben erwähnt mittels einer ent-sprechenden Eingabeeinheit 16 erfolgen. Die Festlegung des Phasenversatzes kann durch eine entsprechende Anordnung der Ventilkörper auf der mit dem Aktor 7 verbundenen Welle bzw. eine entsprechende Anordnung der Kanäle erfolgen. Alternativ hierzu können aber auch mehrere Ventile 8 mit einem entsprechenden Phasenversatz der Öffnungen 17, 18, 19, 20 vorgesehen sein.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung 2 Hammer 3 Hammer 4 Hammer 5 Stellmittel 6 Stellmittel 7 Aktor 8 Ventil 9 Drucklufthammer 10 Korn pressor 11 Kolben/Zylindereinheit 12 Hammerkopf 13 Arbeitszylinder 14 Schlagkolben 15 Steuerung 16 Eingabeeinheit 17 Öffnung 18 Öffnung 19 Öffnung 20 Öffnung 21 Öffnung 22 Öffnung 23 Öffnung

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Entkernen eines gegossenen Werkstückes, wobei die Vorrichtung (1) zumindest einen Hammer (2, 3, 4), aufweist, dadurch gekenn-zeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest ein Stellmittel (5, 6) zur Einstellung einer Schlagfrequenz des zumindest einen Hammers (2, 3, 4) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Aktor (7) zur Betätigung des zumindest einen Stellmittels (5, 6) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 Oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Hammer (2, 3, 4) ein Drucklufthammer (9) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Stellglied (5, 6) zumindest ein Ventil (8) umfasst, dass zwischen zumindest einem Kompressor (10) und einer Kolben/Zylindereinheit (11) des Druck-lufthammers (9) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch das zumindest eine Ventil (8) abwechselnd an unterschiedlichen Seiten eines auf einen Hammerkopf (12) wirkenden und in einer Längsrichtung eines Arbeitszylin-ders (13) der Kolben/Zylindereinheit (11) verschiebbar gelagerten Schlagkolbens (14) gelegene Bereiche des Arbeitszylinders (13) mit dem Kompressor (10) ver-bunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Ventil (8) als Drehventil ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine mit dem zumindest einen Stellglied (5, 6) verbundene Steuerung (15) zur Steuerung einer Schlagfrequenz des zumindest einen Hammers sowie eine mit der Steuerung verbundene Eingabeeinheit (16) zur Eingabe von Werten für die Schlagfrequenz aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest zwei Hämmer (2, 3, 4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit zueinan-der phasenverschobenen Schlagbewegungen aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mehrere miteinander zu phasenverschobenen Schlagbewegungen gekoppelte Hammer (2, 3, 4) aufweist, wobei die Schlagbewegungen jedes Hammers (2, 3, 4) zu jeder der Schlagbewegungen der anderen Hammer (2, 3, 4) phasenverschoben ist.
10. Verfahren zum Entkernen eines gegossenen Werkstückes mit zumindest zwei Hämmern (2, 3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt i) für jeden Hammer 2, 3, 4) eine Schlagfrequenz und in einem Schritt ii) eine Phasen-verschiebung zwischen Schlagbewegungen der zumindest zwei Hämmer festge-legt werden, wobei in einem den Schritten i) - ii) zeitlich nachfolgendem Schritt iii) die zumindest zwei Hammer 2, 3, 4) mit der festgelegten Schlagfrequenz und Phasenverschiebung eine Schlagbewegung ausfiihren und einen in dem Werk-stück vorhandenen Kern zertrümmern.