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Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zum Herstellen von Sandkernen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen von Sandkernen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
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Zum Herstellen von Sandkernen, die zur Abbildung von Hohlräumen beim Metallguss dienen, werden üblicherweise sogenannte Kernschießanlagen verwendet. Hierbei wird ein Formsand, ein Binde- bzw. Härtemittel enthält, in eine Kernform eingeschossen und anschließend durch Wärmebehandlung, Begasung oder dergleichen festgehärtet. Nach erfolgter Aushärtung wird der fertige Sandkern entformt und der Gießerei zugeführt. Eine solche Fertigungsanlage ist beispielsweise aus der
DE 10 360 694 B3 bekannt.
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Auf Grund der Verwendung von Bindern und Härtern kann es sich in der Kernschießmaschine sowie in der Kernform Ablagerungen, die regelmäßig entfernt werden müssen. Übliche Fertigungsanlagen stehen während einer solchen Reinigungsphase still, so dass der regelmäßigen Reinigung hohe Kosten anfallen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Fertigungsanlage nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 4 bereitzustellen, welche eine verbesserte Fertigung von Sandkernen erlauben, geringere Ausfallzeiten auf Grund von Reinigungs- und Wartungsarbeiten aufweisen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fertigungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.
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Eine solche Fertigungsanlage zum Herstellen von Sandkernen umfasst eine erste Schießstation zum Einschießen von Sand in eine Kernform, eine erste Aushärtestation zum Aushärten des Sandes in der Kernform, eine erste Entformungsstation zum Entformen des ausgehärteten Kerns sowie eine erste Reinigungsstation zum Reinigen der Kernform. Erfindungsgemäß ist jeweils wenigstens eine zweite Schießstation, Aushärtestation, Entformungsstation und Reinigungsstation vorgesehen. In einer derartige Fertigungsanlage können somit mehrere Sandkerne zeitgleich parallel gefertigt und bearbeitet werden. Muss eine der Schießstationen auf Grund von Reinigungs- oder Wartungsarbeiten außer Betrieb genommen werden, so kann die Fertigung in der wenigstens zweiten Schießstation fortgeführt werden. Reinigung und Wartung führt somit nicht mehr zum vollständigen Stillstand der Fertigungsanlage, es ist vielmehr eine Weiterproduktion mit geringeren Stückzahlen möglich. Dies ermöglicht eine besonders ökonomische Fertigung von Sandkernen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Stationen um eine Rundfördervorrichtung herum angeordnet, mittels welcher eine Kernform sequentiell entlang aller Stationen förderbar ist. Dies kann zweckmäßig so ausgestaltet werden, dass zu jedem Zeitpunkt in jeder Station eine Kernform bearbeitet wird. Bei einer vollständigen Umdrehung der Rundfördervorrichtung werden somit acht Kerne gefertigt. Hierdurch ist die Fertigung von Sandkernen mit besonders kurzen Taktzeiten möglich, so dass die Herstellungskosten besonders niedrig ausfallen.
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An der Entformungsstation ist vorzugsweise ein Industrieroboter angeordnet, der zum Umformen des Kerns und zu dessen Transport auf eine weitere Fördervorrichtung vorgesehen ist. Hierdurch kann ein nahtloser Anschluss zwischen der Rundfördervorrichtung und beispielsweise einem Band, welches die Kerne zu einer Gießstation transportiert, geschaffen werden. Dies ermöglicht die problemlose Integration der Fertigungsanlage in den gesamten Gießprozess, so dass beispielsweise die Kerne ohne die Notwendigkeit einer Zwischenlagerung just in time zu einer Gießstation gefördert werden können.
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Vorzugsweise ist an den Reinigungsstationen eine Wechselvorrichtung zum Wechseln der Kernform vorgesehen. Sollen unterschiedliche Kerntypen in der gleichen Anlage gefertigt werden, so können die Kernformen ohne Stillstand der Anlage oder weitere Verzögerungen in den Reinigungsstationen ausgetauscht werden. Hierdurch wird eine besonders flexible Fertigungsanlage bereitgestellt.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Sandkernen für den Metallguss, bei welchem eine Kernform in eine erste Schießstation mit einem Kernsand gefüllt wird, der Kernsand in einer ersten Aushärtestation ausgehärtet wird, der Kernsand in einer ersten Entformungsstation entformt wird und die Kernform in einer ersten Reinigungsstation gereinigt wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass nach dem Reinigen der Kernform diese in eine zweite Schießstation mit Kernsand gefüllt wird, der Kernsand in einer zweiten Aushärtestation ausgehärtet wird, der ausgehärtete Kernsand in einer zweiten Entformungsstation entformt wird und die Kernform in einer zweiten Reinigungsstation gereinigt und anschließend wieder zur ersten Schießstation gefördert wird.
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Wie bereits anhand der Fertigungsanlage geschildert, ermöglicht dies einen unterbrechungsfreien Fertigungsbetrieb von Sandkernen auch bei Ausfallzeiten einer Schießstation auf Grund von Reinigungs- oder Wartungsarbeiten. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, die Kernform mittels eines Umformwerkzeug zwischen den Station zu fördern, so dass sich ein zyklischer Prozess ergibt. Die geschilderte Anordnung mit insgesamt acht Stationen werden so während eines vollständigen Umlaufs des Rundförderzeuges acht Sandkerne gefertigt. Selbstverstandlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf eine höhere Anzahl von Bearbeitungsstationen ausgeweitet werden, so dass während eines vollständigen Umlaufes auch 12, 16 oder mehr Kerne gefertigt werden können.
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Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn in jeder Station gleichzeitig eine Kernform bearbeitet wird, da so ein besonders hoher Durchsatz erzielt wird.
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Vorteilhafterweise wird ferner ein Wechsel von Kernformen in der Reinigungsstation vorgenommen, so dass nahtlos Kernformen ausgetauscht werden können, um unterschiedliche Kerntypen zu fertigen.
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Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fertigungsanlage;
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2 eine Detailansicht einer Kernschießstation der Fertigungsanlage gemäß 1;
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3 eine schematische Darstellung einer Aushärtestation der Fertigungsanlage gemäß 1;
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4 eine schematische Darstellung einer Entformungsstation der Fertigungsanlage gemäß 1; und
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5 eine schematische Darstellung einer Reinigungs- und Formwechselstation der Fertigungsanlage gemäß 1.
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Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Fertigungsanlage für Sandkerne zum Metallguss umfasst eine erste Kernschießstation 12, in welcher Kernsand in Kernformen 14 eingeschossen wird. In einer darauffolgenden ersten Aushärtestation 16 wird der Kernsand in der Kernform 14 gehärtet und anschließend der fertige Sandkern in einer ersten Entformungsstation 18 aus der Kernform 14 entformt. Die Kernform 14 wird in der Folge in einer ersten Reinigungsstation 20 gereinigt. Die Funktionalität der Stationen 12, 16, 18, 20 wird durch eine zweite Kernschießstation 22, eine zweite Aushärtestation 24, eine zweite Entformungsstation 26 und eine zweite Reinigungsstation 28 dupliziert. Die Kernformen 14 werden dabei durch eine Rundfördervorrichtung 30 sequentiell durch die Stationen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28 transportiert. Hierbei befindet sich zu jedem Zeitpunkt eine Kernform 14 in jeder der genannten Station. Hierdurch kann eine besonders hohe Durchsatzrate erzielt werden, wobei beim Ausfall einer der Schießstationen 12, 22 zur Reinigungs- oder Wartungszwecken die Produktion fortgeführt werden kann. Selbstverständlich lässt sich das gezeigte Prinzip auch auf Anlagen mit einer höheren Anzahl von Stationen erweitern, so dass beispielsweise auch gleichzeitig 12, 16 oder 20 Kernformen 14 bearbeitet werden können.
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Die Kernschießstationen 12, 22 sind in 2 in größeren Detail dargestellt. In der Schießstation 12, 22 sind zwei Kernformen 14 auf einem Träger 32 angeordnet. Über eine im Detail nicht dargestellte Fördervorrichtung werden die Formen 14 zu einer Schießeinheit 34 transportiert. In der Schießeinheit 34 wird Kernsand über Trichter 36 in Schussrohre 38 abgefüllt, wozu die Schießeinheit 34 mittels einer Zahnschiene 40 in eine Ladeposition 42 transportiert wird. Nach dem Beladen der Schussrohre 38 wird die Schießeinheit 34 aus der Beladeposition 42 zurück in die Position oberhalb der Kernformen 14 transportiert. Die Schießeinheit 34 senkt sich nun ab, so dass eine Schießplatte 44 auf die Formen 14 angedrückt wird. Hierzu können die Formen 14 zudem durch eine Hubeinheit 46 angehoben werden. Der notwendige Schießdruck wird aufgebaut und der in den Schussrohren 38 enthaltene Kernsand in die Formen 14 gefüllt. Nach dem Schießen fährt die Schießeinheit 34 wieder nach oben, die Hubeinheit 46 senkt sich und die Schussrohre 38 der Schießeinheit 34 werden wieder befüllt. Parallel hierzu kann eine weitere Schießeinheit 48 auf die gleiche Weise befüllt werden und an der Mittelposition 50 einen weiteren Schuss durchführen, während die Schießeinheit 34 an der Position 42 neu befüllt wird. Hierdurch wird ein besonders schneller Schießzyklus ermöglicht.
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Die 3 zeigt eine Aushärtestation 16, 24 der Fertigungsanlage 10 gemäß 1 im Detail. Die Formen 14 werden auch hier mittels eines Trägers 32 durch die Fördervorrichtung 30 in die Stationen 16 bzw. 24 eingebracht. Nach verriegeln des Trägers in der gewünschten Position wird eine Begasungsplatte 52 durch Hubzylinder 54 auf die Formen 14 aufgepresst. Über Zuleitungen 56 wird das zum Aushärten der Sandkerne benötigte Gas die Formen 14 gefällt und anschließend der entstandene Kern im oberen Bereich durch Auswerfer 58 aus der Form gelöst. Anschließend wird die Begasungsplatte 52 wieder gehoben und die Formen 14 zur Entformungsstation 18, 26 weitertransportiert. Die Aushärtestationen 16, 24 umfassen dabei zwei Begasungseinheiten 60, 62 die im Wesentlichen identisch aufgebaut sein können, oder aber auch unterschiedliche Formen zugeschnitten werden können, um die Herstellung verschiedener Typen von Sandkernen zu erleichtern.
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In der in 4 im Detail dargestellten Entformungsstation 18, 26 werden die fertigen Kerne 60 aus den Formen 14 entformt. Über Hydraulikzylinder 62 wird ein Oberteil 64 der Form 14 vom Kern 60 abgehoben. Mittels weiterer Hydraulikzylinder 66 werden Auswerfer 68 in die Unterteile 70 der Formen 14 eingefahren, so dass der Kern 60 aus den Formen 14 vollständig befreit wird. Nun kann der Kern mittels eines Industrieroboters entnommen und auf ein weiteres, nicht im Detail dargestelltes Förderband oder dergleichen gelegt und zur Gießerei transportiert werden.
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Anschließend werden die Formoberteile 64 wieder abgesenkt und mit dem Formunterteilen 70 kombiniert. Die zusammengesetzten Formen 14 werden dann in die in 5 dargestellte Reinigungsstation 20, 28 transportiert. Über einen Hubtisch 72 können die Formen 14 zusammen mit dem Träger 32 zu dem vom Förderzeug 30 abgehoben und auf eine Rollenbahn 74 transportiert werden. Über die Rollenbahn 74 können auch alternative Formen 14 zugeführt werden, so dass die Reinigungsstation 20, 28 gleichzeitig den Formwechsel in der Anlage 10 übernimmt.
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Insgesamt kann so eine Kernfertigung mit besonders hohen Durchsatz und geringen Standzeiten realisiert werden, was die Herstellungskosten von Sandkernen und damit auch die Herstellungskosten von im verlorenen Guss dargestellten Metallbauteilen beträchlich reduziert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fertigungsanlage
- 12
- Kernschießstation
- 14
- Kernform
- 16
- Aushärtestation
- 18
- Entformungsstation
- 20
- Reinigungsstation
- 22
- Kernschießstation
- 24
- Aushärtestation
- 26
- Entformungsstation
- 28
- Reinigungsstation
- 30
- Fördervorrichtung
- 32
- Träger
- 34
- Schießeinheit
- 36
- Trichter
- 38
- Schussrohre
- 40
- Zahnschiene
- 42
- Ladeposition
- 44
- Schießplatte
- 46
- Hubeinheit
- 48
- Schießeinheit
- 50
- Mittelposition
- 52
- Begasungsplatte
- 54
- Hubzylinder
- 56
- Zuleitungen
- 58
- Auswerfer
- 60
- Begasungseinheiten
- 62
- Hydraulikzylinder
- 64
- Formoberteile
- 66
- Hydraulikzylinder
- 68
- Auswerfer
- 70
- Formunterteilen
- 72
- Hubtisch
- 74
- Rollenbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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