EP0652812B1

EP0652812B1 - Vorrichtung und verfahren zum aufbringen eines giesstümpels auf ein sandpaket

Info

Publication number: EP0652812B1
Application number: EP93912649A
Authority: EP
Inventors: Werner Landua
Original assignee: Adolf Hottinger Maschinenbau GmbH
Current assignee: Adolf Hottinger Maschinenbau GmbH
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1996-04-17
Anticipated expiration: 2013-07-06
Also published as: EP0652812A1; ES2086943T3; JPH07506054A; WO1994003293A1; DE59302287D1; DK0652812T3; DE4225577A1; JP2700952B2; CA2141687A1; DE4225577C2

Abstract

Zur Verlängerung der nutzbaren Gießzeit unter Vermeidung einer Erhöhung der Taktzeit beim Gießen eines Werkstücks in ein Formstoff- bzw. Sandpaket (2) wird eine Vorrichtung zum Aufbringen eines aus Formstoff, insbesondere Formsand, bestehenden Gießtümpels (1) oder Trichters auf ein Formstoff- bzw. Sandpaket (2) angegeben. Die Vorrichtung ist durch eine Einrichtung zum Schießen, Verfestigen, und direkten Aufbringen des geschossenen und verfestigten Gießtümpels (1) oder Trichters auf das Sandpaket (2) gekennzeichnet. Desweiteren wird ein entsprechendes Verfahren zum Schießen, Verfestigen, und direkten Aufbringen des geschossenen und verfestigten Gießtümpels (1) oder Trichters auf das Sandpaket (2) angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines aus Formstoff, insbesondere Formsand, bestehenden Gießtümpels oder Trichters auf ein Formstoff- bzw. Sandpaket. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen eines aus Formstoff, insbesondere Formsand, bestehenden Gießtümpels oder Trichters auf ein Form- bzw. Sandpaket unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Grundsätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Gebiet der Gießereitechnik. Zum Gießen von Formstücken werden Gießereikerne oder -formen meist in getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gußform bzw. einem Sandpaket verbunden. Diese Sandpakete werden dann zur Herstellung eines bspw. metallischen Werkstücks mit geschmolzenem Metall gefüllt, wobei in der Serienfertigung die mit geschmolzenem Metall zu füllenden Sandpakete hintereinander aufgereiht die Fertigungsstraße durchlaufen.
Die zum Füllen bzw. Eingießen des flüssigen Metalls in ein Sandpaket erforderliche Zeit bestimmt letztendlich die Taktzeit, zumal stets gewährleistet sein muß, daß ein jedes Sandpaket mit einer hinreichenden Menge an Metall - durch eine relativ kleine Gießöffnung hindurch - gefüllt ist. Erst nach Beendigung des Füllvorganges kann das gefüllte Sandpaket zur weiteren Bearbeitung an die nächste Station verbracht werden.
Die voranstehend genannte Vorgehensweise zum Befüllen eines Sandpaketes mit geschmolzenem Metall ist jedoch insoweit problematisch, als das zeitaufwendige Füllen des Sandpaketes stets als kritische Taktzeit anzusehen ist und somit die gesamte Fertigungszeit erheblich beeinflußt. Da die eigentlichen Taktzeiten an den übrigen Bearbeitungsstationen wesentlich geringer sind, wird durch das Füllen des Sandpaketes die tatsächliche Taktzeit und somit die gesamte Fertigungsdauer eines Gußteils erheblich verlängert.
Eine gattungsbildende Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren sind aus der US-A-2 198 498 bekannt, wonach nämlich bereits ein Gießtümpel auf ein Formstoff- bzw. Sandpaket aufbringbar ist. Der Gießtümpel besteht dabei aus einem hitzebeständigen Laminat. Dadurch soll eine besondere Steifigkeit bzw. Stabilität bei hinreichender Hitzebeständigkeit realisiert werden.
Der aus der US-A-2 198 498 bekannte Gießtümpel ist jedoch in der Praxis ganz besonders problematisch, da er in Verbindung mit Formstoff- bzw. Sandpaketen gesondert entsorgt werden muß. Der aus schmelzfähigem Material bestehende Gießtümpel wird zumindest teilweise angeschmolzen und neigt bereits aus diesem Grunde zu einem Verlust an Stabilität bzw. Festigkeit. Der aus Laminat hergestellte Gießtümpel muß auf jeden Fall einer besonderen Entsorgung bzw. Abfallbehandlung unterzogen werden, zumal dieser Gießtümpel in der Regel asbesthaltig ist. Jedenfalls muß das Material des Gießtümpels stets von dem Formstoff- bzw. Formsand wieder getrennt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Gießtümpels oder Trichters auf ein Formstoff- bzw. Sandpaket anzugeben, die einerseits ein schnelles und somit die Taktzeit minimierendes Gießen und andererseits eine einfache Entsorgung des Gießtümpels ermöglicht. Des weiteren soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen eines aus Formstoff, insbesondere Formsand, bestehenden Gießtümpels oder Trichters auf ein Formstoff- bzw. Sandpaket löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Schießen, Verfestigen und direkten Aufbringen des geschossenen und verfestigten Gießtümpels oder Trichters auf das Sandpaket, wobei die Einrichtung einen mindestens eine Schußdüse und eine der Schußdüse nachgeordnete Schußform aufweisenden Schußkessel, einen Schuß- und Spannkopf sowie eine Gegenhalteeinrichtung umfaßt und die Schußdüse bzw. Schußdüsen in einem als Schuß, Preß- und Ausstoßrahmen dienenden Arbeitsrahmen ausgebildet ist bzw. sind und wobei der Gießtümpel nach Abheben der Gegenhalteeinrichtung aus der Schußform ausstoßbar und dabei direkt auf das Sandpaket aufdrückbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen eines aus Formstoff, insbesondere Formsand, bestehenden Gießtümpels oder Trichters auf ein Form- bzw. Sandpaket unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Gießtümpel bzw. Trichter geschossen und in der Schießform verfestigt wird, löst die voranstehende Aufgabe - in verfahrensmäßiger Hinsicht - durch die Merkmale des Patentanspruches 10. Danach ist das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch ein direktes Aufbringen des geschossenen und verfestigten Gießtümpels auf das Sandpaket, wobei in der Ausstoßposition der Gießtümpel ausgestoßen und durch die Ausstoßkraft gleichzeitig auf das Sandpaket aufgepreßt wird, und wobei beim Ausstoßen des Gießtümpels der Schußkessel gemeinsam mit der Schußform vom Sandpaket hochgefahren wird.
In erfindungsgemäßer Weise ist in Abwendung von dem bisherigen Stand der Technik der Gießtümpel aus Formstoff, insbesondere aus Formsand, hergestellt. Zur Herstellung und zum Aufbringen des Gießtümpels auf ein Formstoff- bzw. Kernpaket ist in weiter erfindungsgemäßer Weise eine besondere Einrichtung vorgesehen, nämlich eine Einrichtung zum Schießen, Verfestigen und direkten Aufbringen des geschossenen oder verfestigten Gießtümpels oder Trichters auf das Sandpaket. Mit anderen Worten wird der Gießtümpel analog dem Formstoff- bzw. Sandpaket hergestellt, nämlich aus Formstoff bzw. Kernsand. Dazu wird der Gießtümpel in an sich bekannter Weise geschossen, verfestigt und - in einem weiteren Schritt - direkt auf das zuvor bereits geschossene und verfestigte Sandpaket aufgebracht.
Folglich ist hier zunächst erkannt worden, daß der Vorgang des Eingießens geschmolzenen Metalls in das Sandpaket aufgrund der in aller Regel nur einen geringen Durchmesser aufweisenden Gießöffnung stets eine enorme Zeitdauer beansprucht. Diese Zeitdauer war das Sandpaket bislang an der Gießstation festgelegt, so daß dadurch die Taktzeit insgesamt vorgegeben war. In erfindungsgemäßer Weise wird die zum Gießen erforderliche Zeitdauer von der eigentlichen Gießstation entkoppelt, indem nämlich um die Gießöffnung des Sandpakets herum ein für sich bereits bekannter Gießtümpel bzw. eine Art Trichter herumgelegt wird. Dieser Gießtümpel bzw. Trichter weist eine enorme Gießöffnung auf und bildet quasi ein Becken für die Schmelze, so daß das geschmolzene Metall sehr schnell in den die eigentliche Gießöffnung des Sandpakets umgebenden Gießtümpels gegossen werden kann. Von dort aus gelangt das flüssige Metall durch die engere Gießöffnung hindurch in das Innere des Sandpakets.
Nach hinreichendem Füllen des Gießtümpels mit geschmolzenem Metall kann jedoch das Sandpaket bereits zur nächsten Arbeitsstation gefördert werden, so daß das flüssige Metall während des Transports zur nächsten Arbeitsstation vollends in das Innere des Sandpakets fließen kann. Folglich ist hier die zum Füllen des Sandpakets erforderliche Zeit im Hinblick auf die Taktzeit nicht mehr kritisch, bestimmt demnach nicht mehr die üblicherweise sehr lange Taktzeit pro Arbeitsstation.
In weiter erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, daß der zumindest indirekt zur Verringerung der Taktzeit dienende Gießtümpel oder Trichter zweckmäßigerweise aus dem gleichen Material herstellbar ist wie das Sandpaket selbst. Entsprechend läßt sich der Gießtümpel - wie auch das Sandpaket - mittels einer Kernschießmaschine herstellen bzw. schließen, verfestigen und nach der Herstellung direkt auf das Sandpaket aufbringen, so daß zwischen dem Gießtümpel und dem Sandpaket zumindest eine mechanische Verzahnung und somit ein hoher Reibungskoeffizient vorhanden ist, wodurch ein Verrutschen des Gießtümpels beim Füllen mit schmelzflüssigem Metall wirksam vermieden ist. Ein Einstecken des Gießtümpels zur Fixierung ist hier nicht erforderlich. Erfindungswesentlich ist jedenfalls, daß der Gießtümpel oder Trichter selbst aus Formstoff, insbesondere aus Formsand, hergestellt ist und ebenso wie das Formstoff- bzw. Sandpaket geschossen und verfestigt wird.
Nach Aufbringen des Gießtümpels auf das Formstoff- bzw. Sandpaket bzw. nach dem Gießen läßt sich der Gießtümpel gemeinsam mit dem Formstoff- bzw. Sandpaket entsorgen bzw. recyclen, da es sich hier um gleiche Materialien handelt.
Gleiches gilt für das erfindungsgemäße Verfahren, wonach der Gießtümpel bzw. Trichter aus Formstoff bzw. Formsand geschossen und anschließend auf das Sandpaket aufgebracht wird.
In vorteilhafter Weise handelt es sich bei dem Gießtümpel um eine Art Trichter mit einer in etwa kreisringförmig ausgebildeten oder mittels gerader Kanten über Ecken geschlossenen Wandung. Die äußere Geometrie des Gießtümpels - ob rund oder bspw. quadratisch - spielt eine nur untergeordnete Rolle. In besonders vorteilhafter Weise erweitert sich die Wandung des Gießtümpels zu dem dem Sandpaket zugeordneten Ende hin im Querschnitt derart, daß sich der Innenquerschnitt des Gießtümpels verjüngt und so zumindest im Innenbereich die Form eines Trichters aufweist. Dadurch wird in besonders geeigneter Weise gewährleistet, daß das auf das Sandpaket und in den Gießtümpel gegossene Metall tatsächlich durch die Gießöffnung des Sandpakets in das Innere des Sandpakets gelangt und dort den Innenraum vollends ausfüllt. Im übrigen drückt das in den Gießtümpel gefüllte flüssige Metall den Gießtümpel aufgrund der abgeschrägten Innenflächen auf das Sandpaket, wodurch die Betriebssicherheit des Gießtümpels enorm gesteigert ist. Hinzu kommt ein weiterer Vorteil dahingehend, daß der Gießtümpel als eine Art verlängerter Steiger od.dgl. wirkt.
Die Schußform gibt die Form des herzustellenden Gießtümpels vor, wobei diese zum freien Ende des Schußkessels hin, d.h. nach unten, offen ist. Des weiteren ist ein Schuß- und Spannkopf sowie eine Gegenhalteeinrichtung vorgesehen, so daß der Schußkessel zwischen dem Schuß- und Spannkopf und der Gegenhalteeinrichtung in einer Schuß- und Preßposition zumindest weitgehend abdichtend einspannbar ist. Die Gegenhalteeinrichtung bildet dabei die untere Begrenzung der Schußform, so daß in der Arbeitsstellung lediglich ein Einströmen bzw. Einschießen des Formstoffes durch die Schußdüsen möglich ist.
Die Schußdüsen können als Lochdüsen oder als Schlitzdüsen ausgebildet sein, wobei im Falle der Ausgestaltung der Schußdüsen als Lochdüsen stets mehrere Schußdüsen zum Erhalt eines mehr oder weniger homogen zu schießenden Gießtümpels erforderlich sind.
Der die Schußdüse bzw. Schußdüsen aufweisende Arbeitsrahmen ist abdichtend an der Innenwandung des Schußkessels, vorzugsweise im Bereich des der Gegenhalteeinrichtung zugewandten Endes, in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Folglich läßt sich der Gießtümpel nach dem Schießen durch den Arbeitsrahmen zusätzlich verpressen bzw. nachkalibrieren und nach Abheben von der Gegenhalteeinrichtung aus der Schußform ausstoßen bzw. auf das Sandpaket aufdrücken.
Damit nun der Arbeitsrahmen die ihm zugedachten Aufgaben wirksam erfüllen kann, ist dieser in weiter vorteilhafter Weise mit einer sich mittig in etwa quer zur Bewegungsrichtung des Arbeitsrahmens erstreckenden Mitnehmerplatte wirkverbunden. Über die Mitnehmerplatte ist nun der Arbeitsrahmen einerseits zum Pressen, andererseits zum Ausstoßen des Gießtümpels sowie zum Aufpressen auf das Sandpaket axial verschiebbar. Des weiteren ist der Arbeitsrahmen zwischen der Innenwandung des Schußkessels und der Außenwandung eines in etwa mittig im Schußkessel angeordneten Innenblocks abdichtend - verschiebbar - angeordnet.
Innerhalb des Innenblocks ist mindestens ein als Preß- und Ausstoßzylinder dienender, hydraulisch oder pneumatisch beidseitig beaufschlagbarer Zylinder ausgebildet. Die Mitnehmerplatte ragt im Sinne eines Kolbens durch den Zylinder hindurch und der Arbeitsrahmen ist derart dimensioniert und verschiebbar angeordnet, daß er bzw. seine zur Außenwandung des Innenblocks hin gerichteten Dichtungen den Durchgang der Mitnehmerplatte durch den Innenblock stets abdichten. Mit anderen Worten läßt sich die Mitnehmerplatte im Sinne eines Kolbens je nach Beaufschlagung des in Rede stehenden Zylinders aufwärts oder abwärts bewegen, wodurch wiederum der Arbeitsrahmen zum Pressen bzw. Verdichten des Gießtümpels oder zum Ausstoßen bzw. Aufpressen des Gießtümpels auf das Sandpaket beaufschlagbar ist.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Schuß- und Spannkopfes ist es von besonderem Vorteil, wenn dieser einen Schußluftanschluß und einen Schußluftfilter aufweist, wobei der Schußluftfilter insbesondere zum Filtern der nach dem Schießen möglicherweise zurückströmenden Luft dient. Durch den Schußluftfilter wird ein Rückströmen von Formsand in die Druckluft erzeugenden Aggregate der Vorrichtung wirksam verhindert.
Der Schuß- und Spannkopf ist insbesondere im Hinblick auf einen reibungslosen Verfahrensablauf über einen oberen Spannzylinder vertikal verfahrbar, so daß dieser zum Schießen des Gießtümpels auf den Schußkessel automatisch aufsetzbar ist.
Die Gegenhalteeinrichtung weist eine durch einen unteren Spannzylinder vertikal verfahrbare untere Druckplatte auf, wobei diese Druckplatte während des Schießens des Gießtümpels die Schutzform nach unten hin abschließt. Nach dem eigentlichen Schießen und Pressen bzw. Nachkalibrieren des Gießtümpels wird die Druckplatte über den Spannzylinder nach unten verfahren und hebt der Schuß- und Spannkopf von dem Schußkessel ab, so daß dieser aus dem Bereich zwischen dem Schuß- und Spannkopf und der Gegenhalteeinrichtung, d.h. aus der Schuß- und Preßposition, herausgeschwenkt werden kann. Die Reibung zwischen dem geschossenen und gepreßten Gießtümpel und der Innenwandung der Schußform ist ausreichend, daß der Gießtümpel nicht nach unten aus der Schußform herausrutschen bzw. herausfallen kann.
Im Hinblick auf eine wirksame Verringerung der Taktzeit ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn mindestens ein weiterer Schußkessel vorgesehen ist. In besonders vorteilhafter Weise sind dazu zwei Schußkessel vorgesehen. Die Schußkessel sind mittels einer Dreheinrichtung wechselseitig aus der Schuß- und Preßposition zwischen dem Schuß- und Spannkopf in eine Ausstoß- und ggf. Nachfüllposition zwischen dem Sandpaket und ggf. einem Sandbunker verbringbar, wobei sich das Sandpaket unterhalb des dort zu positionierenden Schußkessels und der Sandbunker oberhalb des Schußkessels befindet.
Die in Rede stehende Dreheinrichtung weist in weiter vorteilhafter Weise einen die Schußkessel haltenden Schwenkarm auf, der vorzugsweise etwa mittig zwischen den Schußkesseln über eine Säule und eine Zylinder-Kolben-Anordnung an ein Maschinengestell vertikal und drehbewegbar angelenkt ist.
Die vertikale Bewegbarkeit der Schußkessel dient grundsätzlich zum optimalen Aufbringen des Gießtümpels auf das Sandpaket. Während nämlich der verdichtete Gießtümpel mittels der Bewegung des Arbeitsrahmens aus der Schußform herausgedrückt und auf das Sandpaket gepreßt wird, wird zur Vermeidung eines Zerdrückens bzw. einer Zerstörung des Gießtümpels der gesamte Schußkessel vom Sandpaket abgehoben, so daß sich die Bewegungen des Arbeitsrahmens und des Schußkessels zur Vermeidung eines übergroßen Druckes auf den Gießtümpel oder gar auf das Sandpaket in einem gewissen Maße kompensieren.
Im Hinblick auf eine optimale Anordnung der beiden Schußkessel ist es von besonderem Vorteil, wenn sich die Schuß- und Preßposition und die Ausstoß- und ggf. Nachfüllposition einander diametral gegenüberliegen. Folglich ist es entsprechend von Vorteil, wenn die Dreheinrichtung um etwa 180° drehbar ist, so daß die dann ebenfalls einander diametral gegenüberliegenden Schußkessel in die beiden Arbeitspositionen durch Schwenken der Dreheinrichtung verbringbar sind.
Ebenso könnte die Dreheinrichtung insgesamt in ihrer horizontalen Lage veränderbar sein, wodurch die Schußkessel wiederum höhenverstellbar sind. Der Schwenkarm der Dreheinrichtung könnte über eine Zylinder-Kolben-Anordnung vorzugsweise drehbar bzw. schwenkbar an dem Schußkessel angelenkt sein, so daß der Schußkessel insbesondere beim Ablegen bzw. Aufpressen des Gießtümpels vertikal verstellbar ist. Folglich könnten die Schußkessel sowohl über die Zylinder-Kolben-Anordnung zwischen Schwenkarm bzw. Säule und dem Maschinengestell als auch über die Zylinder-Kolben-Anordnung zwischen Schwenkarm und Schußkessel in ihrer Höhe verstellt werden.
Des weiteren könnte eine obere Quertraverse des Maschinengestells eine automatische Verschiebeachse der Zylinder-Kolben-Anordnung bzw. der den Schwenkarm tragenden Säule haltern. Mittels dieser automatischen Verschiebeachse könnte die Ausstoßposition des Schußkessels exakt auf die Gießöffnung beliebiger Sandpakete abgestimmt bzw. auf deren Position eingestellt werden. Folglich könnten unterschiedliche Sandpakete mit Gießtümpeln versehen werden, ohne ein umständliches Umrüsten der Vorrichtung durchzuführen. Die automatische Verschiebeachse müßte jedenfalls mit die Position des Sandpakets bzw. mit dessen Geometrie betreffenden Parametern gespeist werden.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von besnderem Vorteil, wenn die Verfestigung des Gießtümpels mechanisch, nämlich durch einaxiales Pressen bzw. Nachkalibrieren, erfolgt. Ebenso könnte jedoch eine bindende Substanz beigefügt werden, wie dies üblicherweise bei der Herstellung von Gießereikernen der Fall ist.
Im Hinblick auf eine vollautomatische Fertigung, insbesondere im Hinblick auf ein vollautomatisches Versehen unterschiedlicher Sandpakete mit Gießtümpeln sowie auf ein nachfolgendes Eingießen schmelzflüssiger Metalle, ist es von besonderem Vorteil, wenn die in den Sandpaketen vorgesehenen Eingießöffnungen detektierbar und der Schußkessel entsprechend der Position der Eingießöffnungen exakt in seiner Ausstoßposition positionierbar ist, so daß auch unterschiedlichste Sandpakete nacheinander mit Gießtümpeln versehbar sind, ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung umrüsten zu müssen. Auch hierdurch wird die gesamte Bearbeitungs- bzw. Fertigungszeit erheblich verringert. Die Detektion der Eingießöffnungen kann über Steuerungsparameter beim Pressen oder Fördern der Sandpakete unter Zugrundelegung der Maße der Sandpakete sowie der individuellen Position der Eingießöffnung im Sandpaket erfolgen.
Schließlich ist es im Hinblick auf eine vollautomatische Fertigung bei kürzester Taktzeit von besonderem Vorteil, wenn während des Schießens und anschließenden Pressens des in Schuß- und Preßposition befindlichen Schußkessels der in der Ausstoß- und Nachfüllposition befindliche zweite Schußkessel in etwa gleichzeitig den Gießtümpel ausstößt, dabei auf das Sandpaket preßt und ggf. mit Formstoff nachgefüllt wird. Die einerseits in der Schuß- und Preßposition, andererseits in der Ausstoß- und Nachfüllposition vorgegebene Taktzeit beträgt dabei weniger als 10 Sekunden.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1: in einer Seitenansicht, schematisch, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufbringen eines aus Formsand bestehenden Gießtümpels auf ein Sandpaket, wobei insgesamt zwei Schußkessel vorgesehen sind,
Fig. 2: in einer schematischen Darstellung, vergrößert und teilweise geschnitten, den Gegenstand aus Fig. 1,
Fig. 3: in einer schematischen Darstellung, vergrößert und geschnitten, das Innenleben eines Schußkessels in der in den Figuren 1 und 2 gewählten Ansicht und
Fig. 4: den Gegenstand aus Fig. 3 um 90° gedreht, wobei der Gießtümpel bereits aus der Schußform herausgedrückt ist.

Die Figuren zeigen gemeinsam eine Vorrichtung zum Aufbringen eines aus Formsand bestehenden Gießtümpels 1 auf ein Sandpaket 2. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Schießen, Verfestigen und direkten Aufbringen des geschossenen und verfestigten Gießtümpels 1 auf das Sandpaket 2 auf.
Der hier gewählte Gießtümpel 1 weist eine in etwa rechteckige Form auf, wobei die geraden Kanten des Gießtümpels über Ecken zu einer umlaufenden Wandung geschlossen sind. Die Wandung des Gießtümpels 1 ist zu dem dem Sandpaket 2 zugeordnetem Ende hin im Querschnitt erweitert, so daß sich der Gießtümpel 1 im freien Innenquerschnitt verjüngt.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen besonders deutlich, daß die Einrichtung zum Schießen, Verfestigen und direkten Aufbringen des Gießtümpels einen eine Schußdüse 3 und einen der Schußdüse 3 nachgeordneten Schußform 4 aufweisenden Schußkessel 5 aufweist. Des weiteren sind ein Schuß- und Spannkopf 6 sowie eine Gegenhalteeinrichtung 7 vorgesehen. Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 ist der Schußkessel 5 zwischen dem Schuß- und Spannkopf 6 und der Gegenhalteeinrichtung 7 in einer Schuß- und Preßposition weitgehend abdichtend eingespannt, wobei die Gegenhalteeinrichtung 7 die untere Begrenzung der Schußform 4 bildet.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen besonders deutlich, daß die Schußdüse 3 in einem als Schuß-, Preß- und Ausstoßrahmen dienenden Arbeitsrahmen 8 ausgebildet ist. Die Schußdüse 3 ist hier als umlaufende Schlitzdüse ausgebildet.
Der die Schußdüse 3 aufweisende Arbeitsrahmen 8 ist abdichtend an der Innenwandung 9 des Schußkessels 5, und zwar im Bereich des der Gegenhalteeinrichtung 7 zugewandten Endes, in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Der die Schußdüse 3 aufweisende Arbeitsrahmen 8 ist mit einer sich mittig in etwa quer zur Bewegungsrichtung des Arbeitsrahmens 8 erstreckenden Mitnehmerplatte 10 wirkverbunden. Der Arbeitsrahmen 8 ist über die Mitnehmerplatte zum Pressen und anschließenden Ausstoßen des Gießtümpels 1 sowie zum Aufpressen des Gießtümpels 1 auf das Sandpaket 2 axial verschiebbar und zwischen der Innenwandung 9 des Schußkessels 5 und der Außenwandung 11 eines in etwa mittig im Schußkessel 5 angeordneten Innenblocks 12 abdichtend verschiebbar angeordnet.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen weiterhin besonders deutlich, daß innerhalb des Innenblocks 12 zwei als Preß- und Ausstoßzylinder dienende, hydraulich oder pneumatisch beidseitig beaufschlagbare Zylinder 13 ausgebildet sind. Die Mitnehmerplatte 10 ragt durch den Zylinder 13 hindurch und wirkt dort im Sinne eines Kolbens. Der Arbeitsrahmen 8 ist derart dimensioniert und verschiebbar angeordnet, daß er bzw. seine zur Außenwandung 11 des Innenblocks 12 hin gerichtete Dichtungen 14 den Durchgang 15 der Mitnehmerplatte 10 durch den Innenblock 12 stets abdichten.
In Fig. 2 ist angedeutet, daß der Schuß- und Spannkopf 6 einen Schußluftanschluß 16 und einen Schußluftfilter 17 zum Filtern der nach dem Schießen möglicherweise zurückströmenden Luft aufweist. Des weiteren zeigen die Fig. 1 und 2 gemeinsam, daß der Schuß- und Spannkopf 6 über einen oberen Spannzylinder 18 vertikal verfahrbar ist.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Gegenhalteeinrichtung 7 umfaßt eine durch einen unteren Spannzylinder 19 vertikal verfahrbare untere Druckplatte 20, die die Schußform 4 nach unten abschließt.
Im Rahmen des hier gewählten Ausführungsbeispiels ist ein zweiter, identischer Schußkessel 5 vorgesehen. Beide Schußkessel 5 sind mittels einer Dreheinrichtung 21 wechselseitig aus der Schuß- und Preßposition zwischen dem Schuß- und Spannkopf 6 in eine Ausstoß- und ggf. Nachfüllpositionen zwischen dem Sandpaket 2 und einem Sandbunker 22 verbringbar. Der Sandbunker 22 ist wiederum über eine Ringklappe 23 verschließbar, so daß über deren Öffnungsgrad eine Dosierung stattfinden kann bzw. der Sandbunker 22 völlig verschließbar ist. Lediglich am Rande sei hier erwähnt, daß der Schußkessel 5 mit einer Niveausonde 24 ausgestattet ist, die ein hinreichendes Befüllen des Schußkessels 5 mit Formsand anzeigt, so daß bei Erreichen des durch die Niveausonde 24 vorgebenen Niveaus die Ringklappe 23 des Sandbunkers 22 schließt.
Die zuvor bereits erwähnte Dreheinrichtung 21 weist gemäß der Darstellung in Fig. 1 einen die Schußkessel 5 haltenden Schwenkarm 25 auf, der in etwa mittig zwischen den Schußkesseln 5 über eine Säule 26 und eine Zylinder-Kolben-Anordnung 27 an ein Maschinengestell 28 vertikal und drehbewegbar angelenkt ist. Die Schuß- und Preßposition sowie die Ausstoß- und Nachfüllposition der Schußkessel 5 liegen einander diametral gegenüber. Die Dreheinrichtung 21 ist um 180° drehbar. Des weiteren ist die Dreheinrichtung 21 insgesamt und sind somit die Schußkessel 5 in ihrer horizontalen Lage veränderbar. Dazu ist der Schwenkarm 25 über eine Zylinder-Kolben-Anordnung 29 drehbar und schwenkbar an den Schußkessel 5 angelenkt, so daß der Schußkessel 5 insbesondere beim Ablegen bzw. Aufpressen des Gießtümpels 1 vertikal verstellbar ist.
Eine obere Quertraverse 30 des Maschinengestells 28 haltert eine automatische Verschiebeachse 31 der Zylinder-Kolben-Anordnung 27 bzw. Säule 26. Das Maschinengestell 28 ist als Maschinenrahmen ausgeführt und sowohl der Sandbunker 22 als auch die Gegenhalteeinrichtung 7 sind an dem Maschinengestell 28 angelenkt.
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen eines aus Formstoff bzw. Formsand bestehenden Gießtümpels auf ein Sandpaket wird auf die diesbezüglichen Ausführungen im allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Claims

Vorrichtung zum Aufbringen eines aus Formstoff, insbesondere Formsand, bestehenden Gießtümpels (1) oder Trichters auf ein Formstoff- bzw. Sandpaket (2),
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Schießen, Verfestigen und direkten Aufbringen des geschossenen und verfestigten Gießtümpels (1) oder Trichters auf das Sandpaket (2), wobei die Einrichtung einen mindestens eine Schußdüse (3) und eine der Schußdüse (3) nachgeordnete Schußform (4) aufweisenden Schußkessel (5), einen Schuß- und Spannkopf (6) sowie eine Gegenhalteeinrichtung (7) umfaßt und die Schußdüse bzw. Schußdüsen (3) in einem als Schuß-, Preß- und Ausstoßrahmen dienenden Arbeitsrahmen (8) ausgebildet ist bzw. sind und wobei der Gießtümpel nach Abheben der Gegenhalteeinrichtung (7) aus der Schußform (4) ausstoßbar und dabei direkt auf das Sandpaket aufdrückbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießtümpel (1) eine in etwa kreisringförmig oder mittels gerader Kanten über Ecken geschlossene Wandung aufweist und daß sich die Wandung des Gießtümpels (1) zu dem dem Sandpaket (2) zuzuordnenden Ende hin im Querschnitt erweitert, so daß sich der Gießtümpel (1) im freien Innenquerschnitt verjüngt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schußkessel (5) zwischen dem Schuß- und Spannkopf (6) und der Gegenhalteeinrichtung (7) in einer Schuß- und Preßposition zumindest weitgehend abdichtend einspannbar ist, wobei die Gegenhalteeinrichtung (7) die untere Begrenzung der Schußform (4) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußdüsen (3) als Lochdüsen oder als Schlitzdüsen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schußdüse bzw. Schußdüsen (3) aufweisende Arbeitsrahmen (8) abdichtend an der Innenwandung des Schußkessels (9), vorzugsweise im Bereich des der Gegenhalteeinrichtung (7) zugewandten Endes, in axialer Richtung verschiebbar angeordnet und mit einer sich mittig in etwa quer zur Bewegungsrichtung des Arbeitsrahmens (8) erstreckenden Mitnehmerplatte (10) wirkverbunden ist, und daß der Arbeitsrahmen (8) über die Mitnehmerplatte (10) zum Pressen und anschließenden Ausstoßen des Gießtümpels (1) sowie zum Aufpressen auf das Sandpaket (2) axial verschiebbar ist, wobei der Arbeitsrahmen (8) zwischen der Innenwandung des Schußkessels (5) und der Außenwandung (11) eines in etwa mittig im Schußkessel (5) angeordneten Innenblocks (12) abdichtend verschiebbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Innenblocks (12) mindestens ein als Preß- und Ausstoßzylinder dienender, hydraulisch oder pneumatisch beidseitig beaufschlagbarer Zylinder (13) ausgebildet ist, daß die Mitnehmerplatte (10) im Sinne eines Kolbens durch den Zylinder (13) hindurchragt und daß der Arbeitsrahmen (8) derart dimensioniert und verschiebbar angeordnet ist, daß er bzw. seine zur Außenwandung (11) des Innenblocks (12) hin gerichteten Dichtungen (14) den Durchgang (15) der Mitnehmerplatte (10) durch den Innenblock (12) stets abdichten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuß- und Spannkopf (6) einen Schußluftanschluß (16) und einen Schußluftfilter (17), insbesondere zum Filtern der nach dem Schießen rückströmenden Luft, aufweist und über einen oberen Spannzylinder (18) vertikal verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Schußkessel (5) vorgesehen ist, daß die Schußkessel (5) mittels einer Dreheinrichtung (21) wechselseitig aus der Schuß- und Preßposition zwischen dem Schuß- und Spannkopf (6) in eine Ausstoß- und ggf. Nachfüllposition zwischen dem Sandpaket (2) und ggf. einem Sandbunker (22) verbringbar sind und daß die Dreheinrichtung (21) einen die Schußkessel (5) haltenden Schwenkarm (25) umfaßt, der vorzugsweise in etwa mittig zwischen den Schußkesseln (5) über eine Säule (26) und eine Zylinder-Kolben-Anordnung (27) an ein Maschinengestell (28) vertikal und drehbewegbar angelenkt ist, wobei die Schuß- und Preßposition und die Ausstoß- und ggf. Nachfüllposition ggf. einander diametral gegenüberliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (25) über eine Zylinder-Kolben-Anordnung (27), vorzugsweise drehbar bzw. schwenkbar, an den Schußkessel (5) angelenkt ist, so daß der Schußkessel (5) insbesondere beim Ablegen bzw. Aufpressen des Gießtümpels (1) vertikal verstellbar ist, daß eine obere Quertraverse (30) des Maschinengestells (28) eine automatische Verschiebeachse (31) der Zylinder-Kolben-Anordnung (29) bzw. der Säule (26) haltert und daß das Maschinengestell (28) als Maschinenrahmen ausgeführt ist und daß sowohl der Sandbunker (22) als auch die Gegenhalteeinrichtung (7) an das Maschinengestell (28) angelenkt sind.
Verfahren zum Aufbringen eines aus Formstoff, insbesondere Formsand, bestehenden Gießtümpels (1) oder Trichters auf ein Form- bzw. Sandpaket (2) unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Gießtümpels (1) bzw. Trichter geschossen und in der Schießform (4) verfestigt wird,
gekennzeichnet durch ein direktes Aufbringen des geschossenen und verfestigten Gießtümpels (1) auf das Sandpaket (2), wobei in der Ausstoßposition der Gießtümpel (1) ausgestoßen und durch die Ausstoßkraft gleichzeitig auf das Sandpaket (2) aufgepreßt wird, und wobei beim Ausstoßen des Gießtümpels (1) der Schußkessel (5) gemeinsam mit der Schußform (4) vom Sandpaket (2) hochgefahren wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung des Gießtümpels (1) mechanisch, vorzugsweise durch einaxiales Pressen bzw. Nachkalibrieren, und daß das Schießen und Verfestigen in einer Schuß- und Preßposition und das Ausstoßen und Aufbringen auf das Sandpaket (2) in einer Ausstoßposition erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausstoßposition ein Nachfüllen des Schußkessels (5) mit Formstoff, vorzugsweise mit Kernsand, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Sandpaket (2) vorgesehenen Eingießöffnungen detektierbar und der Schußkessel (5) entsprechend der Position der Eingießöffnungen exakt in seiner Ausstoßposition positionierbar ist, so daß auch unterschiedliche Sandpakete (2) nacheinander mit Gießtümpeln (1) versehbar sind, wobei die Detektion der Eingießöffnungen über Steuerungsparameter beim Pressen oder Fördern der Sandpakete (2) unter Zugrundelegung der Maße der Sandpakete (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei zwei Schußkessel (5) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schießens und anschließenden Pressens des in der Schuß- und Preßposition befindlichen Schußkessel (5) der in der Ausstoß- und Nachfüllposition befindliche Schußkessel (5) den Gießtümpel (1) ausstößt, dabei auf das Sandpaket (2) preßt und ggf. mit Formstoff nachgefüllt wird, wobei die Taktzeit einerseits in der Schuß- und Preßposition, andererseits in der Ausstoß- und Nachfüllposition weniger als 10 Sekunden beträgt.