DD142431A1

DD142431A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von ueberschuessigem material

Info

Publication number: DD142431A1
Application number: DD20250177A
Authority: DD
Inventors: Hans-Michael Beier; Heinz-Ulrich Hoeltge; Lutz Lubitz; Hans-Joachim Michael; Siegfried Scherschmidt
Original assignee: Beier Hans Michael; Hoeltge Heinz Ulrich; Lutz Lubitz; Michael Hans Joachim; Siegfried Scherschmidt
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1980-06-25
Also published as: DE2852837A1; DD142431B1; GB2038675A

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum mechanisierten Trennen von Speiser- und Anschnittelementen von komplizierten Gußstücken und komplexen Gußstückanordnungen, insbesondere bei Armaturenguß, mittels thermischer Trennverfahren, insbesondere des Plasmaschmelζschneidens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für das Abtrennen des überschüssigen Materials vom Gußstück und das Herauslösen der einzelnen Stücke aus komplexen Gußstückanordnungen sind verschiedene Verfahren bekannt, die vom mechanischen Trennen mittels Sägen oder Trennschleifen über die Anwendung thermischer Trennverfahren bis hin zur Ausbildung von Bruchzonen zum Abbrechen der Speiser- und Anschnittelemente reichen. So wurde bereits eine Vorrichtung zum Abtrennen von Trichtern an Gußstücken dargestellt (DL AP 123 274), bestehend aus einem Drehtisch zum Aufspannen der Gußstücke und einem oder mehreren Schneidbrennern als Trennwerkzeuge, die von Hand oder automatisch gesteuert den'Trennschnitt ausführt.

Desweiteren ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallgußteilen bekannt (DT OS 2 363 940), bei dem leicht und

sauber abtrennbare Speiser erreicht werden mittels Ausbildung einer verengten Verbindung zwischen Hauptteil des Speisers und Formhohlraum.

Der Einsatz der bekannten thermischen Trennverfahren, wie des Gasbrennschneidens bei unlegiertem und niedrig legiertem Stahlguß, des Elektroden-Lichtbogenschneidens bei hochlegiertem Stahlguß, des Pulverbrennschneidens bei hochlegiertem Stahlguß und Buntmetallen sowie des Plasmaschmelz--Schneidens, erfolgt überwiegend manuell. Nur für die Bearbeitung von Gußstücken mit einfacher geometrischer Gestalt sind mechanisierte thermische Trennverfahren bekannt.

Im allgemeinen stellt sich die Mechanisierung des Trennvorganges von Speiser- und Anschnittelementen vom Gußstück so dar, daß vor dem eigentlichen Abtrennen des überschüssigen Materials das Gußstück aus der Gußstückanordnung an beliebiger Stelle innerhalb des Anschnittsystems vereinzelt und anschließend an definierter Stelle der Trennvorgang zwischen Gußstück und Speiser- bzw. Anschnittelernent durchgeführt wird. Bei den manuellen thermischen Trennverfahren dagegen werden die einzelnen Gußstücke sofort innerhalb der GußStückanordnung von den Speiser- und Anschnittelementen getrennt, ohne vorherige Vereinzelung. Mit den manuellen Trennverfahren wird eine ungenügende Qualität des Schnittes erreicht, begründet dadurch, daß bei der Führung des Brenners von Hand kein genau definierter Schnitt durchgeführt werden kann. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer nachfolgenden mechanischen Bearbeitung der Trennflächen, um ihre Resthöhe so zu gestalten, daß eine nachfolgende Bearbeitung auf mechanisierten und automatisierten Maschinen ermöglicht wird.

Bei der mechanisierten Form der thermischen' Trennverfahren wird die notwendige Qualität der Schnittfläche ohne mechanische: Nachbearbeitung erreicht. Nachteil der bekannten Verfahren ist die Notwendigkeit der vorherigen Vereinzelung,

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was zusätzliche Arbeit und damit Mehraufwand in der Fertigung bedeutet. Diese Notwendigkeit ist eine Folge der Positionierung der Gußstücke innerhalb der Gußstückanordnung, die nach gießtechnischen Bedingungen vorgenommen wird. Putztechnische und trenntechnische Erfordernisse werden dabei ungenügend berücksichtigt. Die Zentrierelemente für das Spannen zur mechanischen Bearbeitung befinden sich an den Gußstücken und können für' das Positionieren beim Trennvorgang nicht genutzt, werden, da dieses stets mit einer Über-•beStimmung verbunden ist. ' ·

Die Mechanisierung des thermischen Trennens des überschüssigen Materials vom Gußstück erfordert den Einsatz einer entsprechenden Vorrichtung zum Positionieren der Gußstücke, um einen definierten Schnittverlauf zu garantieren.

Es ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von vorzugsweise gegossenen und unregelmäßig gestalteten Bauteilen bekannt (DL WP 75 216), bei dem die Bauteile zusammen mit einem sie verbindenden Rahmen herge-r. stellt werden, mit dessen Hilfe die Teile auf der Maschine gespannt werden.

Desweiteren wurde bereits eine Vorrichtung zum Stützen von Werkstücken zwecks maschineller Bearbeitung dargestellt. (DL AP 83 506), die aus in regelmäßigem Muster auf einer Palette angeordneten Befestigungsstellen besteht. Ein Rahmen für größere Gußstücke, insbesondere für Armaturenguß, würde einen erheblichen Mehreinsatz von Material bedeuten. Die in der Patentschrift DL AP 83 506 beschriebene Stützvorrichtung eignet sich nicht für den Einsatz beim thermischen Trennen. · .

Ziel der Erfindung; -

Ziel der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum mechanisierten Trennen des überschüssigen Materials von

Gußstücken und zum Herauslösen von Gußstücken aus komplexen Gußstückanordnungen mittels thermischer Trennverfahren, insbesondere des Plasmaschmelzschneidens, die an den Trennflächen nacharbeitsarme bzw. -freie und maßgerechte Gußstücke gewährleisten. Für das Herauslösen von Gußstücken aus komplexen GußStückanordnungen soll dieses ohne vorhergehende Vereinzelung ermöglicht werden.

'Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zugrunde, die das mechanisierte thermische Trennen, insbesondere mittels Plasmatrennschneiden, des überschüssigen Materials von Gußstücken und komplexen GußStückanordnungen ermöglichen, wobei nacharbeitsarme bzw. -freie und maßgerechte Trennflächen ohne vorheriges Vereinzeln der Gußstücke und ohne zusätzliche mechanische Nachbearbeitung erzielt werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Speiser- und Anschnittsystem zur Positionierung und Zentrierung des Gußstückes bzw, der komplexen Gußstückanordnung mit speziellen Zentriereleraenten versehen und/ oder selbst als Zentrierelement ausgebildet ist, und eine Einheit Szentriervorrichtung eingesetzt wird, deren zwei Aufnahmeelemente die jeweils entgegengesetzte geometrische Gestalt zu den entsprechenden Zentrierelementen der Gußstückanordnung aufweisen, wobei eines der Aufnahmeelemente als Durchbruch und das zweite entsprechend der Querschnittsform des Speiser- und Anschnittsystems ausgebildet sind. Diese Vorrichtung ist auf einer Grundplatte schwimmend gelagert und vor dem Trennvorgang zu zentrieren. Der Trennvorgang selber erfolgt stets so, daß als letzter Schnitt der zwischen Gußstück und Zentrierstelle bzw* dem mit ihr verbundenen Speiser- und Anschnittelement ausgeführt wird. Die Positionierung und Zentrierung der Gußstücke bzw."GußStückanordnungen

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erfolgt nur mittels der formschlüssigen Verbindung ihrer Zentrierelernente mit den entsprechenden Aufnahmeelementen der Vorrichtung und ihre Eigenmasse. Zusätzliche Spannkräfte von außen v/erden nicht eingesetzt.

Ausführungsbeispiele

Figur 1: Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gestaltetes Speiser- und Anschnittsystem mit kreisförmigem Querschnitt

Figur 2: Seitenansicht eines erfindungsgemäß gestalteten Speiser- und Anschnittsystems mit kreisförmigem Querschnitt

Figur 3* Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gestaltetes Speiser- und Anschnittsystem mit rechteckigem Querschnitt

Figur 4-; Seitenansicht eines erfindungsgemäß gestalteten Speiser- und Anschnittsystems mit rechteckigem Querschnitt

Figur 5: Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gestaltetes Speiser- und Anschnittsystem mit dreieckigem Querschnitt

Figur 6: Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gestaltetes Speiser- und Anschnittsystem, bei dem der Zu- . lauf gleichzeitig die Funktion des Speisers erfüllt

Figur 7s Seitenansicht eines erfindungsgemäß gestalteten Speiser- und Anschnittsystems, bei dem der Zulauf gleichzeitig die Funktion des Speisers erfüllt

Figur 8: Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gestaltetes Speiser- und Anschnittsystern, bei dem der Zulauf selber nicht als Zentrierelement genutzt werden kann

Figur 9i Seitenansicht eines erfindungsgemäß gestalteten Speiser- und Anschnittsystems, bei dem der Zulauf selber nicht als Zentrierelement genutzt werden kann

Figur 10: Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gestaltetes Speiser- und Anschnittsystern, bei dem eine Kernmarke die Zentrierstelle belegt

Figur 11: Seitenansicht eines erfindungsgemäß gestalteten Speiser- und Anschnittsystems, bei dem eine Kernmarke die Zentrierstelle belegt

Figur 12: Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung

Im Folgenden sollen die Ausführungsbeispiele im einzelnen näher erläutert werden.

In Figur 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführung der Zentrierung an einem Speiser- und Anschnittsystem mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt. Der Einguß 1 ist dabei für die Zentrierung ohne Bedeutung,, Als Zentrierelemente werden der Zentrierzapfen 3 und der Zulauf 2 genutzt, wobei der Zentrierzapfen 3 i& einen entsprechenden Durchbruch 11 an der Vorrichtung (Figur 12) eingreift, während der Zulauf 2 mit kreisförmigem Querschnitt auf einem Prisma 10 gelagert wird. Der Zentrierzapfen 3 liegt in diesem Falle außerhalb des eigentlichen Speiser-r und Ans chnitt sy stems. Figur 3 und 4 zeigen eine

erfindungsgemäße Ausführung der Zentrierung an einem Speiserund Anschnittsystem mit rechteckigem Querschnitt. Der Zentrierzapfen 3 liegt in diesem Falle innerhalb des Speiser- und Anschnittsyatems und greift wieder in den entsprechenden Durchbruch 11 der Vorrichtung (Figur 12) ein. Die Lagerung des Zulaufes 2 erfolgt in diesem Fall in einem seiner Form entsprechenden Prisma anstelle des Prismas 10. - ' . . ...

Die Darstellung in Figur 5 zeigt analog zu dem in Figur 3 und 4 dargestellten Fall eine erfindungsgemäße Zentrierung, wobei der Zulauf einen dreieckigen Querschnitt aufweist, dessen Lagerung auf einem Walzenprisma anstelle des Prismas 10 der Vorrichtung (Figur 12) erfolgt.

In Figur 6 und 7 ist eine erfindungsgemäße Ausführung einer Zentrierung an einem Speiser- und Anschnittsystem dargestellt, bei der der Zulauf 2 gleichzeitig die Funktion eines Speisers erfüllt. Der Zentrierzapfen 3 ist unterhalb des Zulaufes 2 angeordnet. Das Speiserund Anschnittsystem selbst kann in diesem Fäll nicht als zweites Zentrierelement genutzt v/erden, da bei der Doppelfunktion Zulauf und Speiser eine entsprechende Geometrie gießtechnisch nicht erreichbar ist. Aus diesem Grund ist unterhalb des Zulaufes 2 in einem entsprechenden Abstand zum Zentrierzapfen 3 ein. zusätzliches Zentrierelement 4 angeordnet, dessen Querschnitt in Abhängigkeit von der Querschnittsform des Zulaufes 2 kreisförmig, rechteckig oder dreieckig ausgeführt sein kann.

Figur 8 und 9 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführung der Zentrierung, bei der analog der in Figur 6 und 7 dargestellten Art der Zulauf 2 selber nicht als Zentrierelement nutzbar ist. Das zusätzliche Zentrierelement 4- ist ,jedoch nicht unterhalb des Zulaufes 2,

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sondern in diesem Fall unterhalb des Speisers 5 angeordnet, wobei seine Querschnittsfοrm entsprechend der des Zulaufes ausgeführt ist.

Ein in der Praxis häufig auftretendes Problem ist in Figur

10 und 11 dargestellt. Desöfteren tritt der Fall ein, daß Modellteile die Zentrierstelle belegen. Die Darstellung in Figur 10 und 11 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung der Zentrierung, Dazu wird die Kernmarke 7 so umgestaltet, daß sie im Unterkästen der Form teilweise verkürzt und im Kernkasten verschlossen wird, am Modell aber ausgebildet bleibt. Es wird vom Zulauf 2 aus angeschnitten, damit sich der Hohlraum 8 mit Metall füllt und als Zentrierstelle eingesetzt werden kann.

Figur 12 zeigt den erfindungsgemäßen Aufbau der Vorrichtung zum Zentrieren von GußStückanordnungen beim mechanisierten Trennen des überschüssigen Materials von den Gußstücken. Die Vorrichtung besteht aus der Grundplatte 9j die mittels der Lagerungen 12 auf der auf einem Rollenband umlaufenden Platte 13 aufgesetzt ist. Auf der Grundplatte 9 sind parallel zueinander zwei Aufnahmeelemente mit Durchbruch

11 und zwei Aufnahmeelemente in Form eines Prismas 10 angeordnet. Diese Parallelanordnung ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung von zwei Gußstückanordnungen.

Die Prismen 10 sind in Abhängigkeit von der •Querscnnittsform· -des Zulaufes 2 bzw; des zusätzlichen Zentrierelementes 4 im konkreten Anwendungsfall durch anders gestaltete Aufnahmeelemente zu ersetzen.

Für alle aufgezeigten Ausführungsbeispiele ergibt sich folgender allgemeiner verfahrenstechnischer Ablauf des Trennens des überschüssigen Materials bzw. des Herauslösens der Gußstücke aus einer komplexen Gußstückanordnung.

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Es werden je zwei Gußstückanordnungen, mit Hilfe ihres Zen trierzapfens 3 und ihres Zulaufes 2 bzw. eines zusätz lichen Zentrierelementes 4· an den Aufnahme elementen 10 und 11 auf der Vorrichtung positioniert, die umlaufende Platte 13 in den Arbeitsbereich der jeweiligen Brennschneidmaschine mittels Rollenförderer gebracht, die Vorrichtung zentriert und dann erfolgt das Trennen des gesam ten Speiser- und Anschnittsystems von den Gußstücken voll mechanisiert, da stets die gleiche Lage der komplexen GußStückanordnungen garantiert ist. Die Trennanlage ist dabei so zu programmieren, daß als letzter Schnitt der zwischen Gußstück und Zentrierstelle bzw. dem mit ihr verbundenen Speiser- und Anschnittelement ausgeführt wird. · -

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Claims

Erfindungsansprüche

1. Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssi- gern Material, insbesondere zum mechanisierten Trennen von Speiser- und Anschnittelementen von komplizierten Gußstücken und komplexen GußStückanordnungen mittels thermischer Trennverfahren, vorzugsweise des Plasmaschmelzschneidens, gekennzeichnet dadurch, daß das Speiser- und Anschnittsystem zur Positionierung und Zentrierung des Gußstückes (6) bzw. der komplexen Guß- Stückanordnung mit speziellen Zentrierelementen (3j A-) versehen ist und/oder selbst als Zentrierelement ausgebildet ist, wobei die Zentrierelemente (3/A-) sowohl innerhalb als auch außerhalb des Anschnittsystems liegen können.

2. Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Zentrierelemente ein Zentrierzapfen (3)» bei dem das Verhältnis Durchmesser zur Länge gleich 1 : = 1 ist, und der Zulauf (2) im Anschnittsystern vorgesehen sind.

3. Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß als zweites Zentrierelement anstelle des Zulaufes (2) ein zusätzliches Zentrierelement (A-) unterhalb des Zulaufes (2) oder unterhalb des Speisers (5) vorgesehen ist.

4. Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß zum Erzeugen des zweiten Zentrierelementes ein durch am Modell befindliche Kernmarken (7) ausgeformter und durch das Anschnittsystem mit Metall gefüllter Hohlraum (8) genutzt wird.

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5· Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material nach Punkt 1, 2, 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Querschnitt des Anschnittsystems kreisförmig, rechteckig, dreieckig oder trapezförmig ist.

6« Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material nach Punkt 1, 2, 3» 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung aus einer mittels der Lagerung (12) auf einer auf einem Rollenband umlaufenden Platte (13) schwimmend gelagerten Grundplatte (9) besteht, auf der parallel zueinander zwei Aufnähmeelemente mit Durchbruch (11) und zwei Aufnähmeelemente (10), die entsprechend der Querschnittsform des Zentrierelementes (4) bzw. des Zulaufes (2) gestaltet sind, angeordnet sind.

7. Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Aufnahmeelemente (10, 11) so auf der Grundplatte (9) angeordnet sind, daß zwei komplexe Gußstückanordnungen gleichzeitig zentriert und synchron bearbeitet werden können, wobei die Zentrierung der Gußstücke (6) bzw. Gußstückanordnungeη nur mittels der formschlüssigen Verbindung der Zentrierelemente (3, 4) mit den entsprechenden Aufnähmeelernenten (10, 11) der Vorrichtung und mit Hilfe ihrer Eigenmasse erfolgt, so daß zusätzliche Spannkräfte von außen nicht notwendig sind.

8. Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von überschüssigem Material nach Punkt 1 bis 7> gekennzeichnet dadurch, daß der Trennvorgang zwischen Gußstück (6) bzw. komplexer Gußstückanordnung und Speiser- und Anschnittsystem so abläuft, daß als letzter Schnitt stets der zwischen Gußstück (6) und Zentrierelement -(3, 4·) bzw. dem damit verbundenen Speiser- und Anschnittelement ausgeführt wird»

Seften Zeichnungen