DD145235A1 - Anlage zur herstellung von giesskernen - Google Patents

Abstract

Bie Erfindung bezweckt die Entwicklung einer Anlage, deren Kernkästen einen derartigen Aufbau aufweisen, der ein zuverlässiges Verspannen ihrer Hälften seit dem Moment vor dem Einpressen bis zu dem des Auseinandernehmens sichert., das Vibrieren der Oberhälfte des Kernkastens in senkrechter Ebene ausschließt und eine maximale Arbeitsleistung der Anlage, bei hoher Qualität der hergestellten Kerne, gewährleistet. Dies wird durch eine Anlage erzielt, die eine Vorrichtung zum Verspannen der Kernkästen, die vor der Wärmkammer aufgestellt ist, und eine Vorrichtung, montiert hinter^,.der Wärrakammer, zum Lösen der Kernkästen enthält. Jeder der Kernkästen enthält zwei waagerechte Stangen mit Kegelelementen, die an dessen Unterhälfte angebracht sind und mit den Vorrichtungen zum Verspannen und zum Lösen der Kernkästen in Wechselwirkung stehen, sowie zwei senkrechte Stangen, die an dessen Oberhälfte befestigt sind und an ihren Unterenden Schlitze und Kegelöffnungen aufweisen, die für das Wechselwirken mit den Kegelelementen*der waagerechten Stangen bestimmt sind. - Fig*1 -

Description

-A-- WP B 22 D/ 214 848 1.11.1979 55 953 27

Anläse zur Hersteilung von Gießkernen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Gießereiwesens, insbesondere auf Ausrüstungen zur Herstellung von Kernen in entsprechenden beheizbaren Einrichtungen.

Die Erfindung kann in Betrieben für sanitärtechnische und elektrotechnische Anlagen, im Kraftwagen- und Maschinenbau sowie anderen Industriezweigen eingesetzt werden, in denen eine serienmäßige Produktion bzw. eine Produktion von Massenartikeln erfolgt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In den letzten Jahren sind Produktionsverfahren zur Herstellung von Kernen direkt in Kernkasten weltweit zur Anwendung gekommen. Dies sind die sogenannten "hot-box"- und "cold-box"- Verfahren. ' "

Das."hot-box"-Verfahren sieht die Herstellung von Kernen vor, bei welchem der beheizte Kernkasten im Sandstrahlverfaferen mit einem Formstoff.aus Sand, Bindemittel und Katalysator gefüllt wird. Die Aushärtung des Formstoffes erfolgt unter Einwirkung von Wärme und eines Katalysators auf Kosten einer schnell vor sich gehenden Polymerisation des Bindemittels. Werke für den Gießereimaschinenbau^roduzieren verschiedenartige Mehrstationanlagen, die für das "hot-box"-Verfahren geeignet sind« Die" Anlage besteht aus einer Sandstrahlmaschine, einer Torrichtung zum Auseinandernehmen der Kernkasten und zur Freigabe von fertiggestellten Kernen, einer Vorrichtung zum Beheizen der Kernkasten und einem Fördermittel zu deren Vorschub von der einen Station zu der

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anderen·

Me Anlage funktioniert folgenderweise:

In der ersten Station wird der beheizte Kernkasten an die Sandstrahlplatte angedrückt und mit dem Formstoff gefüllt. Die zweite Station dient zum Besichtigen und Auswechseln der Kernkasten. In weiteren Stationen erfolgen das Aushärten des Formstoffes und das Beheizen der Kernkästen durch die Einwirkung von Erhitzern, die in diese eingebaut sind bzw. durch den Vorschub der Kernkasten innerhalb einer Wärmkammer. In der letztten Station erfolgt das öffnen des Kernkastens, das Herausnehmen des Kerns, dessen Freigabe außerhalb der Anlage und das Druckluftabblasen des Kastens·

Das ⁿeold-box'^f-Verfahren sieht vor, Kerne durch das Füllen des unbeheizten Kernkastens im Sandstrahlverfahren mit dem ForiHStoff und durch dessen nachfolgendes Aushärten herzustellen, wobei dies entweder im Ergebnis eines Durchblasens mit einem gasförmigen Katalysator (Ashland-cold-hot) oder ohne eines solchen Durchblasens auf Kosten der Anwendung eines hochreaktiven Bindemittels mit erhöhter Katalysatormenge (Fascold bzw. Gisag cold-box) erzielt wird.

Weit bekannt sind Ausrüstungen zur Herstellung von Gießkernen nach dem "cold-box"-Verfahren.

Im großen und ganzen sind Ausrüstungen, die nach den "hot- -box"- und '¹cold-box"-Verfahren funktionieren, wobei sie zur Leietungssteigerung, zur Erhöhung der Formstoffestigkeit und zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen wesentlich beitragen, dazu nicht geeignet, das Problem einer effekti-

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ven-.Ventilation der Kerne positiv zu lösen, insbesondere solcher Kerne für Heizkessel oder Heizkörper, die von allen Seiten mit flüssigem Metall umgeben sind und außer zwei kleinen Markenstellen keinen anderen Kontakt mit der 3?orm anweisen. Da die Aushärtung des Formstoffes innerhalb des Kerns über dem gesamten Durchschnitt gleichmäßig erfolgt, werden die Kerne, damit sie in ihrem Inneren Ventilationskanäle haben, die mit der Umgebungsluft verbunden sind, aus zwei Hälften mit deren nachfolgendem Zusammenkleben hergestellt. Die Einführung von neuen technologischen Arbeitsgängen macht den Vorgang zur Herstellung von Kernen wesentlich komplizierter sowie zeit- und kraftraubend, senkt die geometrische und maßhaltige Genauigkeit der Kerne, stört bei der Durchführung einer komplexen Automatisierung deren Produktion.

Nach der DE-PS.2 239 057 (Kl. B 22 C 9/10) ist es darüber hinaus bekannt, daß der beweglich flüssige Formstoff in den beheizten Kernkasten unter Druck eingepreßt wird, wobei dieser hermetisch angeschlossen und nach Verlauf einiger für die Formstoffhärtung notwendigen Haltezeit wieder geöffnet wird, wonach man den Kern herausnimmt.

Das Verfahren gestattet es, ganze Kerne beliebiger Art herzustellen, denn während des Härtevorganges kommt es inmitten des Kerns zur Bildung eines naturgemäßen Kanals bzw. Poren, durch die eine effektive Ventilation der Gase erfolgen kann. Die Vorrichtung besteht aus Behältern und Dosiereinrichtungen für die Ausgangskomponenten des Formstoffes, einem Mischer mit Schieber, der die Einlaßöffnungen schließt, einem Preßzylinder mit Plunger, einer Dosierkammer, einer beweglichen Klappe mit auseinanderschiebbarem Aufsatz und einem Hebetisch» Die Vorrichtung funktioniert folgenderweise:

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Die Ausgangskomponenten des Formstoffes werden in den Mischer aufgegeben, darin vermengt und zum Auslaßfenster befördert, wo der beweglich-flüssige Formstoff gebildet wird, der zur Dosierkammer hinfließt, die von unten durch eine Klappe geschlossen ist. Nachdem die Dosierkammer vollgefüllt ist, schließt der Schieber die Auslaßöffnung des Mischers, die Klappe kommt in Bewegung, wobei dadurch der Aufsatz und die Dosierkammer sich decken, während der Tisch den beheizten Kernkasten hebt und diesen an den Aufsatz drückt. Der Plunger preßt unter Einwirkung des Preßzylinders den Formstoff in den Kernkasten ein. Uach dem erfolgten Einpressen wird der Kernkasten hermetisch abgedichtet, wodurch ein Auswurf des Formstoffes aus Einlaßöffnung des Kernkastens vorgebeugt wird. Nach einiger Zeit, die zur Entschäumung und Beruhigung des Formstoffes notwendig ist, kann der Kernkasten zur nachfolgenden Station geleitet werden. Die Klappe schließt wiederum die Bosierkammer von unten, der Aufsatz wird zur Entfernung der Formstoffreste auseinandergeschoben, der Plunger nimmt die Ausgangsstellung ein, und die Klappe öffnet die Einlaßöffnung des Mischers. Der Kreislauf wiederholt sich.

Unter bestimmten Bedingungen steigt der Druck innerhalb des Kernkastens an und erreicht eine_ Größe» die dazu genügt, das Gewicht der Oberhälfte des Kernkastens zu überwinden. Daher, wenn der verspannte Kernkasten nach dem Einpressen und dem hermetischen Abdichten an der Preßstation die notwendige Haltezeit nicht einhält, kann es sum Aufheben von dessen Oberhälfte und dementsprechend zum Auswurf des Formstoffes durch die Fuge kommen, was unvermeidlich die Herstellung eines Ausschußkerns herbeiführt.

Im Vergleich zu. den "hot-box"- und "cold-box"-Verfahren

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nimmt die Härtedauer des Formstoffes im betrachteten Fall wesentlich zu. Dies erfolgt deshalb, weil die Härtung hauptsächlich auf Kosten der Verdampfung von Feuchtigkeit aus dem beweglich flüssigen Forms toff vor sich geht.

Die langwierige Haltezeit des Kernkastens nach dem Einpressen und die Dauerzunähme der Formstoffhärtung ergeben eine beträchtliche Verlängerung des Arbeitszyklus bei der Kernherstellung. Dieser Umstand setzt die Konkurrenzfähigkeit der Maschine im Vergleich zu den Ausrüstungen, die nach den "hot-box"- und ^I1cold-box"-Verfahren funktionieren, um ein Beträchtliches herab, was auch die Zweckmäßigkeit deren Einsatzes unter den Bedingungen einer Serien- und Massenproduktion fraglich erscheinen läßt.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Maschine besteht darin, daß sie mit keinen Vorrichtungen versehen ist, die ein konstantes Verspannen beider Hälften des Kernkastens seit dem Moment des Einpressens bis zu dem des Aufmachens gewährleisten. Eine relativ lange Haltezeit des Kernkastens, der zwischen dem Tisch und der Preßvorrichtung nach dem Einpressen verspannt ist, ist notwendig, um den Druck des Formstoffes darin so herabzusetzen, daß dieser nach dem lösen des Kernkastens dessen Oberhälfte nicht mehr heben kann, senkt die Leistung der Mehrstationmaschine und gibt letzten Endes keine vollständige Gewähr dafür, daß gewisse Schwingungen der Oberhälfte des Kernkastens in senkrechter Ebene unter Einwirkung des restlichen Drucks vollständig fehlen· I_nfolge solcher Schwingungen ergibt sich eine Verzerrung von geometrischen Maßen des Kerns und somit eine Verschlechterung von dessen Qualität.

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Ziel der Erfindung

Siel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Anlage zur Herstellung von Gießkernen, welche eine wirtschaftliche Herstellung von Gießkernen mit hoher Qualität gewährleistet.

Barlegun.% des Wesens der Erfindung

ler Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Herstellung von Gießkernen durch Einpressen eines beweglich flüssigen Formstoffes in beheizte Kernkasten zu entwickeln, deren Aufbau ein zuverlässiges Verspannen von deren Hälften seit dem Moment vor dem Einpressen bis zu dem des Auseinandernehmens gewährleistet, mögliche Schwingungen der Oberhälfte des Kernkastens in senkrechter Ebene ausschließt und eine maximal zu erreichende Arbeitsleistung der Anlage gewährt.

Me gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Anlage zur Herstellung von Gießkernen, bestehend aus einem Stützrahmen, der in Form von zwei Etagen ausgeführt ist, von denen auf der unteren ein Fördermittel und Übergabetische und auf der oberen eine Misch- und eine Preßvorrichtung für den Formstoff, ein Stößel mit Traverse, eine 7/ärmkammer und Vorrichtungen zum Auseinanderneiimen der Kernkasten und zur Freigabe des fertiggestellten Kerns angeordnet sind, erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Verspannen der Kernkasten, die sich vor der Wärmkammer befindet, und eine Vorrichtung, die hinter der Wärmkammer montiert und sum Lösen der Kernkasten bestimmt ist, vorgesehen sind, tsobei jeder der Kernkasten zwei waagerechte Stangen mit EegeIelementen, die an dessen Unterhälfte, angebracht sind

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und mit den erwähnten Vorrichtungen zum Verspannen und züin Lösen der Kernkasten in Wechselwirkung stehen, und zwei senkrechte Stangen enthält, die an dessen Oberhälfte befestigt sind und an ihren Unterenden Schlitze und Kegelöffnangen aufweisen, welche zur 7/echselwirkung mit Kegelelementen der wäagrechten Stangen bestimmt sind·

Es ist zweckmäßig, die Vorrichtung zum Verspannen der Kernkästen in Form von waagerechten Kolbenantrieben, die eine an der Traverse des Stößels angelenkt sind, und die Vorrichtung zum Lösen der Kernkasten in Form von einer Konsole mit regulierbaren Anschlägen auszuführen, die an der Vorrichtung zum Auseinandernehmen des Kernkastens montiert ist.

Das Wesen der Erfindung besteht in folgendem:

Der Tisch hebt den beheizten Kernkasten von dem Fördermittel ab und führt ihn der Preßvorrichtung zu. Die Vorrichtung zum Verspannen des Kernkastens wirkt auf dessen waagerechten Stangen derart ein, daß die Kegelelemente der waagerechten Stangen in die Kegelöffnungen der senkrechten Stangen hineingehen» Es kommt zum Verkeilen, was ein zuverlässiges Verspannen der beiden Hälften des Kernkastens bewirkt. Dieser Arbeitsgang gestattet es, die Haltezeit der Kernkasten nach dem Einpressen bis auf Null herabzusetzen und den Arbeitszyklus der Anlage dadurch wesentlich zu verkürzen. Me Vorrichtungen zum Verspannen des Kernkastens sind an der Traverse des Stößels angelenkt, was die Möglichkeit einer Havariesituation in dem Fall ausschließt, wenn bewegliche Elemente der Vorrichtung die Ausgangsstellung nicht eingenommen haben. Die Preßvorrichtung preßt den durch die Mischvorrichtung aufbereiteten' Formstoff in den Kernkasten

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ein, der Kernkasten wird hermetisch abgedichtet und mittels eines Stößels unverzüglich in die Wärmkammer geleitet, wo bereits mehrere Kernkasten stehen. Bei dem Vorschub des ersten Kernkastens in die Wärmkammer kommt der letzte aus dieser heraus, indem er in die Wirkungszone der Vorrichtung zur Freigabe des fertiggestellten Kerns gerät, die ihn bis auf den Übergabetisch befördert. Die waagerechten Stangen des Kernkastens stoßen am Hubende auf regulierbare Anschläge der Konsolen, die an der Vorrichtung zum Auseinandernehmen der Kernkasten vorgesehen sind; und kehren in die Anfangsstellung zurück. Es kommt zum Loskeilen und folglich zum lösen der beiden Kästenhälften. Die Kegelelemente der waagerechten Stangen werden aus den Kegelöffnungen der senkrechten Stangen herausgeführt. Gleichzeitig damit wird der Kernkasten undicht gemacht. Auf diese Weise wird die Förderung des Kernkastens auf den Übergabetisch genügend effektiv ausgenutzt, indem noch zwei zusätzliche Arbeitsgänge ausgeführt werden und die notwendige Vorschubgröße durch die regulierbaren Anschläge ermittelt wird, die an der Vorrichtung zum Auseinandernehmen vorgesehen sind. Die Vorrichtung zum Auseinandernehmen öffnet den Kernkasten, und die senkrechten Stangen werden dank der Schlitze aus dem Eingriff mit den waagerechten Stangen gebracht.

Räch dem Herausnehmen des Kerns und dessen Entfernen aus dem Kernkasten wird dieser mittels der Vorrichtung zum Auseinandernehmen wiederum zusammengebaut und durch den Übergabetisch auf das Fördermittel hinuntergebracht, wonach dieses den Kernkasten zur Station der Preßvorrichtung zurückbringt.

Die MehrStationanlage ist in zwei Etagen ausgeführt, was die Möglichkeit bietet, deren Breite bis zum Mindestmaß zu reduzieren und bessere Bedingungen zu deren Einfügen in die

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bereits bestehenden Betriebsflächen zu gewährleisten. Sie gestattet es, die Arbeitsleistung fast um das Doppelte zu steigern und die Qualität der Kerne zu stabilisieren. Es ist zu betonen, daß ein zuverlässiges Verspannen der Kastenhälften seit dem Moment des Einpressens des beweglichflässigen Formstoffes bis zu dem des Auseinandernehmens dazu beiträgt, der Verschmutzung mechanischer Teile wesentlich vorzubeugen und den Herstellungsvorgang der Kerne in der Anlage sauberer zu gestalten.

Auaführungsbeispiel

Me Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Anlage zur Herstellung von Gießkernen;

Pig. 2 die Ansicht in Pfeilrichtung "A" in Mg. 1;

Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 2;

Fig. 4 den Schnitt IV-IV nach Fig. 3;

Fig. 5 den Schnitt V-V nach Fig. 3;

Fig· 6 die Ansicht in Pfeilrichtung "B" in Fig. 5*

Die Anlage zur Herstellung von Gießkernen (Fig. 1 bis 6) besteht aus einem Stützrahmen 1, ausgeführt in Form von zwei Etagen, von denen auf der unteren ein Fördermittel 2 und Übergabetische 3 und 4 und auf der oberen eine Misch-

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vorrichtung 5 und eine Preßvorrichtung 6, für den Formstoff ein Stößel 7 mit Traverse 8, an der Kolbenantriebe 9 angelenkt sind, eine liärmkammer 10, eine Vorrichtung 11 zum . Auseinandernehmen der Kernkasten mit Konsolen 12 und regulierbaren Anschlägen 13 und eine Vorrichtung 14 zur Freigabe des fertiggestellten Kerns angeordnet sind.

Der Kernkasten 15 besteht aus einer Oberhälfte 16 und einer Uiiterhälfte 17, die mittels Bolzen 18 und Hülsen 19 miteinander fixiert werden. An der Oberhälfte 16 sind senkrechte Stangen 20 mit Kegelöffnungen 21 und Schlitzen 22 von entgegengesetzten Seiten diagonalmäßig befestigt und Schieber 23 eingebaut/die zur hermetischen Abdichtung des Kernkastens 15 dienen. Die Unterhälfte 17 ist mit eingebauten Auswerfern 24 und Hülsen 25 versehen, die als Führungen für waagerechte Stangen 2δ mit Kegelelementen 27 dienen. Der Fprmetoff wird in den Kernkasten 15 durch Einlaßöffnungen 28 eingeführt. Die Anlage funktioniert folgenderweise.

Der Übergabetisch 4 nimmt den Kernkasten 15 von dem Fördermittel 2 ab und führt ihn zur Preßvorrichtung 6 zu. Die Kolbenantriebe 9 wirken auf die waagerechten Stangen 26 des Kernkastens 15 ein und versetzen diesen in den Hülsen 25 derart, daß die Kegelelemente 27 der waagerechten Stangen 26" in Kege!öffnungen 21 der senkrechten Stangen 20 hineingehen· Es kommt zum Verkeilen, was ein Verspannen der beiden Hälften des Kernkastens 15 gewährleistet. Die Preßvorrichtung 6 preßt durch die Einlaßöffnungen 28 den mittels der Mischvorrichtung 5 aufbereitete Formstoff ein. Mit Hilfe der Schieber 23 werden die Einlaßöffnungen 28 geschlossen, der Kernkasten 15 wird hermetisch abgedichtet und mittels des Stößels 7 in die Wärmkammer 10 geleitet, wo bereits mehrere Kernkasten 15 stehen. Bei dem Vorschub des ersten

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Kernkastens 15 in die Wärmkammer 10 kommt der letzte aus dieser heraus, indem er in die Wirküngszone der Vorrichtung

14 zur Freigabe des fertiggestellten Kerns gerät. Diese befördert den Kernkasten 15 aus der Wärmkammer 10 bis auf den Übergabetisch 3» der sich in der oberen Stellung befindet. Die waagerechten Stangen 26 stoßen am Ende dieses Hubes auf die regulierbaren Anschläge 13 der Vorrichtung 11 zum Auseinandernehmen der Kernkasten 15 und bewegen sich in den Hülsen 25 in Richtung der Ausgangsstellung. Es kommt zum Loskeilen und folglich zum Lösen von beiden,Halften des Kernkastens 15» Die Kegelelemente 27 der waagerechten Stangen 26 werden aus den Kegelöffnungen der waagerechten Stangen 26 herausgeführt. Gleichzeitig damit wird der Kernkasten

15 undicht gemacht und durch die Schieber 23 in die Ausgangsstellung gebracht. Durch die Vorrichtung 11 zum Auseinandernehmen der Kernkasten 15 wird der Kernkasten 15 geöffnet, und die senkrechten Stangen 20 werden mittels der Schlitze 22 aus dem Eingriff mit den waagerechten Stangen 26 gebracht. Fach dem Herausnehmen des Kerns mit Hilfe der Auswerfer 24 und dessen Entfernen aus dem Kernkasten 15 wird der letztere wiederum zusammengebaut und durch den übergabetisch 3 auf das Fördermittel 2 gesenkt, wonach dieses ihn zum Übergabetisch 4 bewegt. Mit dem Hochgang des Übergabetisches 3 mit dem Kernkasten 15 beginnt der nachfolgende Arbeitszyklus der Anlage.

Die erfindungsgemäße Anlage gestattet es, die Arbeitsleistung fast um das Doppelte zu steigern sowie eine hohe geometrische und maßhaltige Genauigkeit der Kerne aufrechtzuerhalten.

Claims (2)

1. ' : 2 f 4 848 .-. 12 ·.: - - . '.:. '

   "' WPB 22 D/ 214

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   Erfindungsanspruch
2. 1. Anlage zur Herstellung von Gießkernen durch das Einpressen eines beweglichflüssigen Formstoffes in beheizte

   ^ Kernkasten, bestehend aus einem Stützrahmen, der in Form von zwei Etagen ausgeführt ist, von denen auf der unteren ein Fördermittel und Übergabetische und auf der oberen eine Misch- und eine Preßvorrichtung für den Formatoff, ein Stößel mit Traverse, eine Wärmkammer, Vorrichtungen zum Auseinandernehmen der Kernkasten und zur Freigabe des fertiggestellten Kerns angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß eine Vorrichtung zum Verspannen der Kernkasten (15), die vor der Wärmkammer (10) aufgestellt ist, und eine Vorrichtung, die hinter der Wärmkammer (10) montiert und zum Auseinandernehmen der Kernkasten (15) bestimmt ist; vorhanden sind, wobei jeder der Kernkasten (15) zwei waagerechte Stangen (26) mit Kegelelementen (27),: die an dessen Unterhälfte (17) angebracht sind und mit den genannten Vorrichtungen zum Verspannen und zum Auseinandernehmen der Kernkästen (15) in Wechselwirkung stehen, und zwei senkrechte Stangen (20) enthält, die an dessen Ofeerhälfte (16) befestigt sind und an ihren Unterenden Schlitze (22)

   . und Kegelöffnungen (21) aufweisen, die zur Wechselwirkung mit den Kegelelementen (27) der waagerechten Stangen (26) bestimmt sind.

   2· Anlage nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung zum Verspannen der Kernkasten (15) in Form von waagerechten Kolbenantrieben (9), die an der Traverse (8) des Stößels (7) angelenkt sind, und die Vorrichtung zum Auseinandernehmen der Kernkasten (15) in Form von Konsolen (12) mit regulierbaren Anschlägen

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   (13), montiert an der Vorrichtung (11) zum Auseinandernehmen des Kernkastens (15)» ausgeführt sind.

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