DE102018123296A1 - Fertigungslinie zur Herstellung von Gießkernen - Google Patents

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Rolf Süßmann
Klaus Arnold
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fertigungslinie zur Herstellung von Gießkernen (G1,G2,G3), wobei mindestens drei Kernwerkzeuge (1" - 5") zum Abbilden jeweils eines Gießkerns (G1,G2,G3), eine Kernschießstation zum Einschießen von Formstoff in ein in der Kernschießstation bereitstehendes Kernwerkzeug (1" - 5"), eine Aushärtestation zum Aushärten von Formstoff, der in dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug (1" - 5") enthalten ist, eine Entnahmestation zum Entnehmen der durch das Aushärten des Formstoffs gebildeten Gießkerne (G1,G2,G3) und eine Kernwerkzeug-Fördereinrichtung (19) vorgesehen sind, die die Kernwerkzeuge (1"-5") im Umlauf von der Kernschießstation zur Aushärtestation, von dort zur Entnahmestation und von dort zurück zur Kernschießstation transportieren. Eine solche Fertigungslinie lässt sich besonders platzsparend dadurch verwirklichen, dass erfindungsgemäß die Kernschießstation in einer Kernschieß-Ebene (KE), in der auch eine Schusshauben-Fördereinrichtung (14) zum Bereitstellen jeweils einer dem in die Kernschießstation gelangenden Kernwerkzeug (1" - 5") individuell zugeordneten Schusshaube (1 - 5) vorgesehen ist, die Aushärtestation in einer räumlich versetzt zur Kernschieß-Ebene (KE) angeordneten Aushärte-Ebene (AE) positioniert ist, in der eine Begasungsadapter-Fördereinrichtung (17) an der Aushärtestation jeweils denjenigen Begasungsadapter (1' - 5') bereitstellt, der dem jeweils in die Begasungsstation gelangenden Kernwerkzeug (1" - 5") individuell zugeordnet ist, und die Entnahmestation in einer räumlich gegenüber der Kernschieß- (KE) und der Aushärte-Ebene (AE) versetzt und parallel dazu angeordneten Entnahme-Ebene (EE) positioniert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fertigungslinie zur Herstellung von Kernen, die für Gießformen zum Gießen von Gussteilen bestimmt sind, aus einem Formstoff, der aus einem Kernsand, einem Binder und einem optional zugegebenen Additiv gemischt ist.
  • Gießformen, die aus einer Vielzahl von separat vorgefertigten Gießkernen zusammengesetzt sind und in der Fachsprache auch als „Kernpaket“ bezeichnet werden, erlauben die Abbildung komplexer und filigraner Formen am jeweiligen Gussteil. Die Herstellung der Gießkerne nimmt dabei einen wesentlichen Anteil der Kosten und Zeiten ein, die für den Guss des jeweiligen Gussteils erforderlich sind. Als besonders problematisch erweist es sich dabei, wenn eine größere Zahl von individuell geformten Gießkernen erstellt werden muss, für die jeweils ein eigenes Werkzeug benötigt wird.
  • Um auch bei solchen Anforderungen die Herstellung von Gießkernen in großen Stückzahlen wirtschaftlich realisieren zu können, werden üblicherweise Kernfertigungslinien mit mehreren Kernschießmaschinen aufgebaut, die parallel die benötigten unterschiedlichen Kerne produzieren. Neben den hohen Investitionskosten, die für eine entsprechende Anzahl von Kernschießmaschinen erforderlich sind, ergibt sich aus der hohen Leistungsfähigkeit der heute auf dem Markt befindlichen Kernschießmaschinen die zusätzliche Problematik, dass hohe Stückzahlen pro Zeiteinheit gefertigt werden müssen, um eine wirtschaftlich sinnvolle Nutzung der Maschinen zu gewährleisten. Dies erweist sich immer dann als problematisch, wenn Gießkerne für die Herstellung von kleineren und mittleren (z.B. < 100.000 Stück) Losgrößen an Gussteilen produziert werden sollen.
  • In der WO 2005/061156 A1 ist vorgeschlagen worden, diese Problematik durch eine „Just-In-Time“-Produktion der Gießkerne zu umgehen. Dazu dient eine Fertigungslinie, bei der in einem kontinuierlichen Ablauf Gussteile hergestellt werden, wobei diese Fertigungslinie nicht nur eine Gießeinrichtung, sondern auch eine Station, an der Gießkerne hergestellt werden, eine Station, an der Gießformen aus den an der Kernfertigungsstation hergestellten Kernen montiert werden, und schließlich auch eine Station aufweist, an der sequentiell aufeinander folgende Schmelze in die aus den Kernen zusammengesetzten Kernpaket-Gießformen abgegossen wird. Die Kernherstellung, die Montage und das Abgießen sind dabei über eine Transporteinrichtung so miteinander verkoppelt, dass der Takt, mit dem die Fertigungslinie fertige Gussteile ausstößt, durch den Takt bestimmt ist, mit dem die Kernfertigungseinheit die von ihr erzeugten Gießkerne liefert. Zu diesem Zweck umfasst bei der bekannten Fertigungslinie die Kernfertigungsstation eine Kernschießstation, in der in an sich bekannter Weise aus einem Formstoff, der aus einem anorganischen Binder und Kernsand gemischt ist, Gießkerne geschossen werden.
  • Der Kernschießstation der bekannten Fertigungslinie ist dabei eine Schusshaubenwechseleinrichtung zugeordnet, die die in der Kernschießstation jeweils eingesetzte Schusshaube werkzeugspezifisch bereitstellt. Die die Kernschießstation verlassenden Kernwerkzeuge werden über die Förderstrecke zu einer Aushärtestation gefördert, in der durch Beaufschlagung mit Spülluft und Wärme der in das jeweilige Kernwerkzeug geschossene Formstoff ausgehärtet wird. Die aus der Aushärtestation austretenden Kernwerkzeuge gelangen über die Förderstrecke zu einer Entnahmestation, an der ihr Oberteil abgenommen und an der die in dem jeweiligen Kernwerkzeug gebildeten Gießkerne von Robotern einer Montagestation von dem Unterteil des Kernwerkzeugs abgenommen werden. Vor dem Eintreten in die Kernschießstation werden Ober- und Unterteil des jeweiligen Kernschießwerkzeugs wieder zusammengesetzt, so dass beim Eintreffen in der Kernschießstation ein fertig zusammengesetztes Werkzeug zur Verfügung steht. In dieses wird dann mittels der dem betreffenden Werkzeug individuell zugeordneten, von der Schusshaubenwechseleinrichtung in der Zwischenzeit in der Kernschießstation angeordneten Schusshaube neuer Formstoff in das Werkzeug geschossen.
  • Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik hat sich die Aufgabe ergeben, eine Fertigungslinie für die Herstellung von Gießkernen zu schaffen, bei der bei minimiertem Platzbedarf eine hohe Produktivität gewährleistet ist.
  • Die Erfindung hat diese Aufgabe durch eine Fertigungslinie gelöst, die mindestens die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
  • In Übereinstimmung mit dem voranstehend erläuterten Stand der Technik weist eine erfindungsgemäße Fertigungslinie zur Herstellung von Gießkernen aus einem Formstoff, der aus einem Kernsand, einem Binder und einem optional zugegebenen Additiv gemischt ist, somit
    • - drei oder mehr Kernwerkzeuge, die jeweils mindestens einen Formhohlraum zum Abbilden eines Gießkerns und eine Öffnung zum Einschießen von Formstoff in den Formhohlraum aufweisen, wobei die Kernwerkzeuge aus mindestens zwei Teilen zusammengesetzt sind, die zum Öffnen des jeweiligen Kernwerkzeugs und zum Entnehmen des jeweils in dem Kernwerkzeug aus dem Formstoff gebildeten Gießkerns voneinander trennbar sind,
    • - eine Kernschießstation, die eine Kernschießmaschine zum Einschießen des Formstoffs in ein jeweils in der Kernschießstation bereitstehendes Kernwerkzeug und eine Einrichtung aufweist, die in der Kernschießstation für jedes der in die Kernschießstation gelangenden Kernwerkzeuge eine individuell zugeordnete Schusshaube zum Schießen des Formstoffs in das jeweilige Kernwerkzeug bereitstellt,
    • - eine Aushärtestation zum Aushärten von Formstoff, der in dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug enthalten ist,
    • - eine Entnahmestation zum Entnehmen der durch das Aushärten des Formstoffs gebildeten Gießkerne,
    und
    • - eine Kernwerkzeug-Fördereinrichtung zum sequentiell im Umlauf erfolgenden Transportieren der Kernwerkzeuge von der Kernschießstation zur Aushärtestation, von der Aushärtestation zur Entnahmestation und von der Entnahmestation zurück zur Kernschießstation auf,
    • - wobei jeweils optional an der Transportstrecke der Kernwerkzeug-Fördereinrichtung zwischen den genannten Stationen eine oder mehrere Zwischenstationen zur weiteren Behandlung des Kernwerkzeugs vorgesehen sind.
  • Erfindungsgemäß sind nun
    • - die Kernschießstation in einer Kernschieß-Ebene angeordnet, in der zusätzlich eine Schusshauben-Fördereinrichtung zum im Umlauf erfolgenden Transport einer Anzahl von Schusshauben vorgesehen ist, die der Anzahl der in der Fertigungslinie eingesetzten Kernwerkzeuge entspricht, wobei die Schusshauben-Fördereinrichtung an der Kernschießmaschine der Kernschießstation jeweils diejenige Schusshaube bereitstellt, die dem jeweils in die Kernschießstation gelangenden Kernwerkzeug individuell zugeordnet ist,
    • - die Aushärtestation in einer räumlich versetzt und parallel zur Kernschieß-Ebene angeordneten Aushärte-Ebene positioniert, in der zusätzlich eine Begasungsadapter-Fördereinrichtung zum im Umlauf erfolgenden Transport einer Anzahl von Begasungsadaptern vorgesehen ist, die der Anzahl der in der Fertigungslinie eingesetzten Kernwerkzeuge entspricht, wobei die Begasungsadapter-Fördereinrichtung an der Aushärtestation jeweils denjenigen Begasungsadapter bereitstellt, die dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug individuell zugeordnet ist,
    und
    • - die Entnahmestation in einer räumlich gegenüber der Kernschieß- und der Aushärte-Ebene versetzt und parallel dazu angeordneten Entnahme-Ebene positioniert.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie sind die Kernschießstation, die Aushärtestation und die Entnahmestation in unterschiedlichen Ebenen über oder nebeneinander angeordnet. Dabei ist der Begriff „Ebene“ hier nicht im streng mathematischen Sinne zu verstehen, sondern soll, angelehnt an die Verwendung des Begriffs „Ebene“ in der Architektur, ein sich über ein bestimmtes Volumen erstreckendes Raumgebilde beschreiben, dessen Grundfläche sich in einer bestimmten Raumrichtung erstreckt. Schon aus der erfindungsgemäßen Stapelung der Ebenen, in denen die funktionswesentlichen Stationen einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie angeordnet sind, ergibt sich eine äußerst kompakte Bauform, die eine Aufstellung einer solchen Fertigungslinie auch auf einer extrem begrenzten Baufläche ermöglicht.
  • Gleichzeitig ist dadurch, dass der Kernschieß- und der Aushärtestation jeweils eine eigene Transporteinrichtung zugeordnet ist, die die Schusshauben bzw. die Begasungsadapter im Umlauf fördern, ohne besonderen Steueraufwand bei minimalem Raumbedarf gewährleistet, dass an der jeweiligen Station zum richtigen Zeitpunkt, nämlich dann, wenn das jeweilige Kernwerkzeug, in der Fachsprache oft auch als „Kernkasten“ bezeichnet, in die betreffende Station gelangt, die diesem Werkzeug individuell zugeordnete Schusshaube (Kernschießstation) oder der diesem Werkzeug individuell zugeordnete Begasungsadapter (Aushärtestation) bereitsteht. Auf diese Weise können in einem Umlauf Kernwerkzeuge zur Herstellung unterschiedlich geformter Gießkerne hergestellt werden, ohne dass dazu besondere Rüstzeiten erforderlich sind.
  • Dabei nutzt die Erfindung die Möglichkeit der simultan erfolgenden Abwicklung einzelner Arbeitsschritte. So befindet sich nach dem Einfahren des in einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie ablaufenden Fertigungsprozesses an jeder Station jeweils ein Kernwerkzeug, an dem jeweils der in der jeweiligen Station erfolgende Prozessschritt „Kernschießen“, „Aushärten“, „Entnehmen“ vollzogen wird. Nach Abschluss der betreffenden Prozessschritte werden die Kernwerkzeuge zur nächst folgenden Station weitertransportiert. Der Gesamttakt, mit dem der Fertigungsprozess in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung abläuft, ist im Wesentlichen also nur noch durch denjenigen Prozessschritt bestimmt, der die längste Zeit einnimmt. Typischerweise ist dies in der Praxis der Aushärteschritt, da für die die Aushärtung bestimmende Reaktion des Binders ausreichend Zeit benötigt wird.
  • In einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie lässt sich auf diese Weise mit einer einzigen Kernschießmaschine (Kernschießstation) und einer einzigen Einrichtung zum Aushärten der Gießkerne (Aushärtestation) sowie einer einzigen Entnahmeeinrichtung (Entnahmestation) bei der Fertigung mehrerer unterschiedlicher Kerne und damit einhergehend niedrigen Investitionskosten eine Produktivität erreichen, die zwar niedriger ist als bei einer Parallelfertigung der Kerne, jedoch sicher ausreicht, um bei kleineren und mittleren Losgrößen den Bedarf zu befriedigen. Selbst im Fall, dass mit einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie nur ein einziges Gießkern-Modell gefertigt wird, lässt sich mit der erfindungsgemäßen Fertigungslinie auf minimierter Fläche eine Ausbringung erzielen, die bis zu doppelt so hoch ist wie die Ausbringung einer konventionellen Vorrichtung, die denselben Raum einnimmt. Dies wird erfindungsgemäß insbesondere dadurch erreicht, dass die Kernschießstation, die Begasungsstation und die Entnahmestation auf unterschiedlichen Horizontalebenen angeordnet sind.
  • In einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie sind jeweils mindestens drei Kernwerkzeuge gleichzeitig im Einsatz, so dass sich in jeder der Arbeitsstationen (Kernschießstation, Begasungsstation, Entnahmestation) einer solchen Fertigungslinie gleichzeitig jeweils ein Kernwerkzeug in Bearbeitung befindet. Dabei kann die Zahl von im Umlauf sequenziell durch die einzelnen Stationen geförderten Kernwerkzeugen ohne Weiteres an die Anzahl der Gießkerne angepasst werden, die zum Bestücken jeweils einer Gießform benötigt werden. Hierzu kann die Fördereinrichtung, die die Kernwerkzeuge durch die Fertigungslinie fördert, mit einer entsprechenden Anzahl von Zwischenpositionen versehen sein, an denen sich die Kernwerkzeuge aufhalten, bevor sie in die jeweilige Verarbeitungsstation einrücken. Auf diese Weise kann in einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie eine den jeweiligen Anforderungen entsprechende Zahl von Gießkernen im Durchlauf sukzessive erzeugt werden. Die jeweiligen Zwischenpositionen werden dabei so in der Fertigungslinie verteilt, dass ein die jeweilige Arbeitsstation verlassendes Kernwerkzeug unmittelbar anschließend durch ein Kernwerkzeug ersetzt wird, das für den in der jeweiligen Station absolvierten Arbeitsschritt vorbereitet ist.
  • Auf diese Weise können beispielsweise bis zu sieben, acht oder neun Kernkästen gleichzeitig im Umlauf durch die Fertigungslinie gefördert werden, um eine Anzahl von Gießkernen zu fertigen, wie sie beispielsweise heute für die Zusammenstellung einer Gießform für den Guss von schweren Motorblöcken für Verbrennungsmotoren von Lastkraftwagen benötigt werden. Im Fall von neun Kernkästen kann sich dann jeweils einer dieser Kernkästen in der Kernschießstation, jeweils ein weiterer in der Begasungsstation und jeweils ein dritter in der Entnahmestation befinden. Gleichzeitig können sich beispielsweise zwei weitere Kernkästen an zwei Zwischenpositionen zwischen der Kernschieß- und der Begasungsstation, zwei weitere Kernkästen zwischen der Begasungs- und der Entnahmestation sowie zwei weitere Kernkästen zwischen der Entnahme- und Kernschießstation an dafür vorgesehenen Zwischenpositionen aufhalten, bevor sie schrittweise, gegebenenfalls über jeweils eine weitere Zwischenposition, zur jeweils nächsten Arbeitsstation gefördert werden.
  • Dabei ist es nicht erforderlich, dass zwischen den einzelnen Arbeitsstationen jeweils eine gleiche Anzahl von Zwischenpositionen vorhanden ist. Vielmehr kann beispielsweise auch eine geeignete größere Anzahl von Zwischenpositionen zwischen der Entnahmestation und der Kernschießstation vorgesehen sein, an der die nach der Entnahme der in ihnen erzeugten Gießkerne leeren und gegebenenfalls aufbereiteten Kernkästen in bestimmter Reihenfolge warten, bis sie nacheinander zur Kernschießstation gefördert werden. Genauso können zwischen der Kernschieß- und der Begasungsstation mehrere Zwischenpositionen für die Kernkästen vorgesehen sein, die, nachdem Formstoff in sie eingeschossen worden ist, darauf warten, in der Begasungsstation behandelt zu werden. Bei Verwendung entsprechender Förderer ist es möglich, die Ebenen, in denen erfindungsgemäß die Kernschießstation, die Aushärtestation und die Entnahmestation angeordnet sind, nach Art von vertikal ausgerichteten Scheiben nebeneinander anzuordnen. Eine besonders einfach zu realisierende Bauform einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie ergibt sich, wenn die Kernschieß-, die Aushärte- und die Entnahme-Ebene Horizontalebenen sind.
  • Dabei erlaubt die erfindungsgemäße Anordnung der Stationen einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie in mindestens drei räumlich verteilten Ebenen eine einander überlagernde Anordnung der Fördereinrichtungen derart, dass bei einer Projektion in eine parallel zur Kernschieß-, Aushärte- und Entnahme-Ebene angeordneten Projektionsebene die Förderwege der Schießhauben-, der Begasungsadapter- und der Kernwerkzeug- Fördereinrichtungen einander überlagern. Auch diese Möglichkeit trägt zur Kompaktheit bei, in der eine erfindungsgemäße Fertigungslinie realisiert werden kann.
  • Für die praktische Nutzung der Erfindung von besonderem Vorteil ist es, wenn die in einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie eingesetzten Kernwerkzeuge eine lösbare Verriegelungseinrichtung aufweisen, die die voneinander trennbaren Teile, aus denen die Kernwerkzeuge zusammengesetzt sind, während ihres Transports durch die Kernwerkzeug-Transporteinrichtung sowie während ihres Aufenthalts in der Kernschießstation und ihres Aufenthalts in der Aushärtestation gegeneinander fest verriegelt. Die feste Verriegelung der Kernwerkzeuge hat den Vorteil, dass die Kernwerkzeuge geschlossen gehalten werden, ohne dass dazu zusätzliche Einrichtungen an den jeweiligen Stationen benötigt werden. Dies erweist sich insbesondere bei der Erzeugung von besonders großen Gießkernen als vorteilhaft, wie sie für die gießtechnische Erzeugung von Motorblöcken für Verbrennungsmotoren für schwere Lastkraftwagen benötigt werden. Die beim Kernschießen solcher Gießkerne auftretenden Drücke sind beträchtlich und würden ohne die erfindungsgemäß vorgesehene Verriegelung des Kernwerkzeugs erhebliche Aufwendungen für das Zuhalten des Werkzeugs in der Kernschießmaschine erforderlich machen. Geeignete Verriegelungseinrichtungen sind am Markt erhältlich (s. Katalog „SpannTechnik - CyDock - CyDim - CyTrac“, herausgegeben von der CyTec Zylindertechnik GmbH, Jülich, Deutschland, http://www.cytec.de/germany/spanntechnik/index.htm).
  • Eine erfindungsgemäße Fertigungslinie lässt sich für die Herstellung von Gießkernen aus Formstoffen mit organischen oder anorganischen Bindern nutzen.
  • Im Fall, dass der Binder, der im Formstoff für die Gießkerne enthalten ist, ein organischer Binder ist, ist die Aushärtestation einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie dazu eingerichtet, über den jeweils zugeordneten Begasungsadapter ein Reaktionsgas in das jeweils in die Aushärtestation gelangende Kernwerkzeug zu leiten.
  • Im Fall, dass der Binder, der im Formstoff für die Gießkerne enthalten ist, ein anorganischer Binder ist, ist die Aushärtestation dazu eingerichtet, dem in dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug enthaltenen Formstoff Wärme zuzuführen. Die der Aushärtestation zugeordneten, für die einzelnen Kernwerkzeuge vorgesehenen Begasungsadapter dienen in diesem Fall dazu, in an sich bekannter Weise das Kernwerkzeug mit Luft oder desgleichen zu spülen, um Feuchtigkeit auszutreiben und die in Folge von Wärmezufuhr ablaufende Reaktion des Binders zu beschleunigen.
  • Am Förderweg der der Kernschießstation, der Aushärtestation oder den Kernwerkzeugen zugeordneten Fördereinrichtungen können erforderlichenfalls weitere Stationen vorgesehen sein, an denen eine zusätzliche Behandlung der in sie gelangenden Kernwerkzeuge vorgenommen wird. Beispielsweise kann das Kernwerkzeug an einer Zusatzstation einer Reinigung unterzogen werden, bevor es einem neuen Kernschießvorgang zugeführt wird. Ebenso kann an der für die Schusshauben in der Ebene der Kernschießstation vorgesehenen Förderstrecke in Förderrichtung der Schusshauben vor der Kernschießmaschine eine Dosiereinrichtung zum Einbringen einer definierten Portion von Formstoff in die im Zulauf zu der Kernschießmaschine befindlichen Schusshauben angeordnet sein. Über die Dosiereinrichtung kann die jeweilige Schusshaube mit der erforderlichen Formstoffmenge befüllt werden, so dass die Schusshaube im schon befüllten Zustand in die Kernschießanlage gelangt und dort keine weitere Zeit für das Befüllen benötigt wird. Stattdessen kann nach der Positionierung der Schusshaube über dem ihr zugeordneten, in der Kernschießmaschine anwesenden Kernwerkzeug unmittelbar der „Schuss“ ausgelöst werden, der in der Praxis üblicherweise durch Beaufschlagung der in der Schusshaube vorhandenen Formstoffportion mit Druckluft erfolgt.
  • Die betriebssichere zerstörungsfreie Entnahme auch besonders filigran geformter Gießkerne kann bei einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie auf einfache Weise dadurch gewährleistet werden,
    • - dass an der Entnahmestation eine Einrichtung zum Öffnen des jeweils in die Entnahmestation gelangenden Kernwerkzeugs vorgesehen ist, welche mindestens eines der Teile des Kernwerkzeugs von dem Kernwerkzeug und dem in ihm geformten Gießkern trennt, so dass der Gießkern in dem jeweils anderen Teil des Kernwerkzeugs verbleibt,
    • - dass eine Fördereinrichtung zum Bewegen des den Gießkern enthaltenen Teils des Kernwerkzeugs an eine Übergabeposition vorgesehen ist,
    • - dass an der Übergabeposition eine Einrichtung zum Entnehmen des Gießkerns vorgesehen ist,
    und
    • - dass die Transporteinrichtung nach der Entnahme des Gießkerns den betreffenden Teil des Kernwerkzeugs zu einer Einrichtung zum Schließen und Verriegeln des Kernwerkzeugs bewegt.
  • Bei der an der Übergabeposition angeordneten Einrichtung zur Entnahme der Gießkerne kann es sich um einen für diese Zwecke aus dem Stand der Technik an sich bekannten Roboterarm oder desgleichen handeln. Indem sich die Übergabeposition an einer von der Entnahmestation abgesetzten Stelle befindet, ist der ungehinderte Zugang durch eine solche Entnahmeeinrichtung zu dem zu entnehmenden Gießkern trotz der kompakten Bauform einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie ermöglicht.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
    • 1 eine erfindungsgemäße Fertigungslinie in einer Ansicht von oben;
    • 2 die erfindungsgemäße Fertigungslinie in einem Schnitt entlang der in 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A;
    • 3 ein Diagramm, in dem die Bewegungsabläufe in der Fertigungslinie gemäß 1 und 2 dargestellt sind;
    • 4a - 4d Diagramme, die die Positionen der in der Fertigungslinie gemäß den 1 und 2 vorgesehenen Schusshauben zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Fertigung darstellen;
    • 5a - 5d Diagramme, die die Positionen der in der Fertigungslinie gemäß den 1 und 2 vorgesehenen Schusshauben zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Fertigung darstellen;
    • 6a - 6d Diagramme, die die Positionen der in der Fertigungslinie gemäß den 1 und 2 vorgesehenen Schusshauben zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Fertigung darstellen.
  • Die in den Figuren beispielhaft gezeigte Fertigungslinie 11 ist dazu eingerichtet, in fünf Kernwerkzeugen 1" - 5" unterschiedliche Kerne für den Zusammenbau einer als Kernpaket ausgebildeten Gießform herzustellen. Dazu ist jedem der fünf Kernwerkzeuge 1" - 5" eine individuell an das jeweilige Kernwerkzeug 1" - 5" angepasste Schusshaube 1 - 5 und ein an das jeweilige Kernwerkzeug 1" - 5" ebenso individuell angepasster Begasungsadapter 1' - 5' zugeordnet.
  • Die Kernwerkzeuge 1" - 5" sind jeweils aus einem Kernwerkzeugunterteil 3a" und einem Kernwerkzeugoberteil 3b" zusammengesetzt. In an sich bekannter Weise umgrenzen die Kernwerkzeugober- und -unterteile 3b",3a" gemeinsam beispielsweise drei separate Formhohlräume zum Abbilden von Gießkernen G1,G2,G3 und sind mit Öffnungen zum Einbringen von Formstoff, aus dem die Gießkerne G1 - G3 geformt werden, und zum Begasen des eingebrachten Formstoffs mit einem Reaktionsgas versehen.
  • Die Kernwerkzeuge 1" - 5" können jeweils mittels eines an ihnen jeweils montierten, hier nicht gezeigten Verriegelungsmechanismus so fest gegeneinander verriegelt werden, dass beim Kernschießen oder Begasen der Kernwerkzeuge 1" - 5" keine zusätzlichen Spann- oder Zuhaltekräfte erforderlich sind, um die Kernwerkzeuge 1" - 5" sicher geschlossen zu halten.
  • Die Fertigungslinie 11 weist ein in seiner Grundfläche nahezu quadratisches Gerüst 12 mit drei in vertikaler Richtung V übereinander gestapelten, in horizontaler Richtung X,Y sich erstreckenden Geschossen auf, von denen das zuoberst angeordnete eine Kernschieß-Ebene KE, das mittlere eine Aushärte-Ebene AE und das zuunterst angeordnete eine Entnahme-Ebene EE bildet.
  • Gleichzeitig sind in dem Gerüst 12 drei in der ersten horizontalen Richtung X nebeneinander angeordnete Scheiben X1,X2,X3 und in der zweiten horizontalen Richtung Y nebeneinander ebenfalls drei Scheiben Y1,Y2,Y3 gebildet, so dass in den quaderförmigen Kreuzungsbereichen zwischen den Ebenen KE, AE, EE und den Scheiben X1,Y1;X2,Y2;X3,Y3 jeweils Raumvolumina gebildet sind, in denen eine Einrichtung der Fertigungslinie 11 angeordnet werden kann.
  • Wie aus 2 ersichtlich, sind bei einer erfindungsgemäßen, hier nur beispielhaft dargestellten Fertigungslinie 11 im Bereich der Scheibe Y2 die Einrichtungen 13, 16, 18 angeordnet, an denen die Funktionen „Kerne schießen“, „Begasen“ und „Entnehmen“ absolviert werden.
  • So ist an einer Position S1 in der Kernschieß-Ebene KE im Bereich der Kreuzung der Scheiben X3,Y2 des Gerüsts 12 eine Kernschießstation mit einer Kernschießmaschine 13 vorgesehen, die auf einer konventionellen Maschine dieser Art aufbaut, jedoch deutlich vereinfacht ist, da sie beispielsweise keine Einrichtungen zum Zuhalten der Kernkästen 1" - 5" und daher nur einen deutlich geringeren Bauraum beansprucht.
  • In der Kernschieß-Ebene KE ist zudem eine Schusshauben-Fördereinrichtung 14 montiert, die Schusshauben 1,2,3,4,5 entlang eines Förderwegs SW in der Kernschieß-Ebene KE fördert. Die Fördereinrichtung 14 umfasst dazu vier Linear-Drehtellerförderer 14a, 14b, 14c, 14d, die jeweils in den Eckbereichen der Kernschieß-Ebene KE an den Positionen S2, S3, S5 und S6 angeordnet sind. Die Linear-Drehtellerförderer 14a - 14d sind jeweils handelsüblich und weisen jeweils einen um eine Vertikalachse verschwenkbaren Drehteller 14' auf, der einen Linearförderer 14" trägt. Zwischen den Eckpositionen S3 und S5 ist gegenüberliegend zur Kernschießmaschine 13 ein weiterer Linearförderer 14e positioniert, der die vom benachbarten, an der Position S3 angeordneten Linear-Drehtellerförderer 14b jeweils übergebene Schusshaube 1 - 5 zum Linear-Drehtellerförderer 14c an der Position S5 fördert. Ein entsprechender Linearförderer 14f ist der Kernschießmaschine 13 zugeordnet. Er positioniert die jeweils von dem an der Position S6 angeordneten Linear-Drehtellerförderer 14d übergebene Schusshaube 1 - 5 in der Kernschießmaschine 13 und fördert die betreffende Schusshaube 1 - 5 nach dem Schuss zum Linear-Drehtellerförderer 14a an der Position S2. Die Linierarförderer 14", der Linear-Drehtellerförderer 14a-14d und die Linearförderer 14e, 14f sind jeweils so ausgelegt, dass sie die ihnen jeweils übergebene Schusshaube 1 - 5 an ihren Längsseiten greifen und in einer geradlinigen Bewegung in Förderrichtung FS der Schusshauben 1 - 5 zur nächstfolgenden Position S1 - S6 fördern.
  • Auf diese Weise werden die Schusshauben 1 - 5 von dem jeweiligen Linearförderer 14e,14f an den auf ihn jeweils in Förderrichtung FS folgenden Linear-Drehtellerförderer 14a,14c übergeben, der dazu jeweils mit seinem Linearförderer 14" fluchtend zum übergebenden Linearförderer 14e, 14f ausgerichtet ist. Anschließend verschwenkt der übernehmende Linear-Drehtellerförderer 14a, 14c um seine Vertikalschwenkachse um 90° zum jeweils in Förderrichtung FS auf ihn folgenden Linear-Drehtellerförderer 14b, 14d. Dieser ist dabei mit seinem Linearförderer 14" jeweils quer zur Förderrichtung der Linearförderer 14e, 14f ausgerichtet, so dass er die von dem jeweiligen Linear-Drehtellerförderer 14a, 14c übergebene Schusshaube 1 - 5 übernehmen kann. Nach der Übergabe verschwenken die Linear-Drehtellerförderer 14b, 14d, so dass sie die von ihnen zuvor jeweils übernommene Schusshaube 1 - 5 an den jeweils auf sie folgenden Linearförderer 14e, 14f übergeben können.
  • Die Schusshauben-Fördereinrichtung 14 umfasst somit sechs Positionen S1 - S6, an denen jeweils einer der Förderer 14a - 14f positioniert ist.
  • Wie anhand der 4a - 4d nachvollziehbar, erlaubt dies bei fünf von der Schusshauben-Fördereinrichtung 14 geförderten Schusshauben 1 - 5 einen sequentiellen Bewegungsablauf, bei dem die Schusshauben 1 - 5 sukzessive auf den jeweils frei werdenden Förderer 14a - 14f nachrücken, während in der Kernschießmaschine 13 über die dort jeweils positionierte Schusshaube 1 - 5 Formstoff in das dort ebenso bereitstehende Kernwerkzeug 1" - 5" geschossen wird. Bei Abschluss des Kernschießvorgangs ist folglich der Platz an der Position S2 frei, so dass im nächsten Schritt zuerst die zuvor in der Kernschießmaschine 13 positionierte Schusshaube 1 - 5 mittels des Linearförderers 14f an den an der Position S2 vorgesehenen Linear-Drehtellerförderer 14a übergeben werden kann und die Kernschießmaschine 13 sofort bereit ist für die Positionierung der auf dem Linear-Drehtellerförderer 14d wartenden Schusshaube 1-5.
  • Die Befüllung der Schusshauben 1 - 5 mit der jeweils in das zugeordnete Kernwerkzeug 1" - 5" zu schießenden, nach der zum jeweils zu schießenden Gießkern passenden Rezeptur gemischte Formstoffmenge erfolgt an der Position S6. Dazu ist oberhalb des dort vorgesehenen Linear-Drehtellerförderers 14d eine konventionelle Dosier-, Füll- und Mischeinrichtung 15 montiert, in der die jeweils vorgesehene Sandmischung aus dort bevorrateten Kernsanden erstellt und mit einem konventionellen organischen Binder sowie ebenso zu diesem Zweck üblicherweise optional vorgesehenen Additiven vermischt wird, die beispielsweise zur Einstellung der Fließfähigkeit der Mischung zugegeben werden. Die entsprechend gemischte Formstoffportion wird in die jeweils auf dem Linear-Drehtellerförderer 14d an der Position S6 bereitstehende Schusshaube 1 - 5 gefüllt, so dass die betreffende Schusshaube 1 - 5 die für den folgenden Kernschuss benötigte Formstoffmenge bereits enthält, wenn sie zur Kernschießmaschine 13 gelangt.
  • In der Aushärte-Ebene AE ist im Kreuzungsbereich der Scheiben X2,Y2 des Gerüsts 12 an einer Position H1, die in vertikaler Richtung V mit Abstand unmittelbar unterhalb der in der Kernschieß-Ebene KE vorgesehenen Position S4 angeordnet ist, eine Aushärtestation vorgesehen, die eine an der Position H1 montierte Begasungseinrichtung 16 umfasst. Die Begasungseinrichtung 16 ist dazu eingerichtet, das an der Begasungseinrichtung 16 jeweils bereitstehende Kernwerkzeug 1" - 5" mit einem Reaktionsgas zu begasen. Bei dem Reaktionsgas handelt es sich beispielsweise um temperierte Luft, in die ein fein zerstäubtes aminhaltiges Reaktionsmittel eingedüst worden ist.
  • Ebenso ist in der Aushärteebene AE eine Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 gebildet, in der die Begasungsadapter 1' - 5' über einen Förderweg AW in Förderrichtung FA im Umlauf gefördert werden. Die Begasungs-Förderstrecke 17 ist prinzipiell gleich aufgebaut wie die Schusshauben-Förderstrecke 14. Sie weist dementsprechend vier Linear-Drehtellerförderer auf, von denen jeweils einer an den Positionen H2,H3,H5,H6 der Aushärte-Ebene AE angeordnet ist. Zwischen den in den Eckbereichen an den Positionen H2,H6 und H3,H5 angeordneten Linear-Drehtellerförderern ist an den Positionen H1 und H4 jeweils ein Linearförderer angeordnet. In 1 sind wegen der dort gewählten Darstellung nur die an den Positionen H3 und H5 angeordneten Linear-Drehteller-Förderer 17b, 17c und der an der Position H4 vorgesehene Linearförderer 17e sichtbar. Ein an der Position H1 der Begasungseinrichtung 16 angeordneter Linearförderer 17f ist entsprechend dem Linearförderer 14f der Schusshauben-Förderstrecke 14 dazu eingerichtet, die jeweils zu ihm gelangenden Begasungsadapter 1' - 5' in der Begasungseinrichtung 16 so zu positionieren, dass er für die Begasung des jeweils zur Begasungseinrichtung 16 gelangenden Kernwerkzeugs 1" - 5" bereitsteht.
  • Die Linearförderer der Linear-Drehtellerförderer, von denen hier nur die Linear-Drehtellerförderer 17b, 17c sichtbar sind, und die Linearförderer 17e,17f der Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 sind so ausgebildet, dass sie die Begasungsadapter 1' - 5' mit einem ausreichenden Abstand zu den jeweils unterhalb von ihnen angeordneten Bauteilen halten, so dass eine Beschädigung der an der Unterseite der Begasungsadapter 1' - 5' jeweils vorstehenden empfindlichen Begasungsdüsen sicher vermieden wird.
  • Die Positionen H2,H3,H5,H6, an denen die Linear-Drehtellerförderer der Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 angeordnet sind, sind in den Kreuzungsbereichen vorgesehen, in denen sich die Scheiben X1,X2;Y1 ,Y3 jeweils in der Aushärte-Ebene AE des Gerüsts 12 schneiden. Die Position H2 befindet sich dabei in vertikaler Richtung V mit Abstand unmittelbar unterhalb der Position S3 der Kernschieß-Ebene KE. Genauso befindet sich die Position H6 in vertikaler Richtung V mit Abstand unmittelbar unterhalb der Position S5 der Kernschieß-Ebene KE, so dass sich die Schusshauben-Förderstrecke 14 und die Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 bei einer Projektion auf die Grundfläche des Gerüsts 12 im Bereich der Positionen S5,S4,S3 / H6,H1,H2 überlagern (1). Die Positionen H3,H4,H5 sind dagegen in Horizontalrichtung X versetzt in den Kreuzungsbereichen vorgesehen, in denen sich die Scheibe X1 in der Aushärte-Ebene AE jeweils mit den Scheiben Y1,Y2,Y3 des Gerüsts 12 schneidet.
  • Auch die Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 umfasst somit sechs Positionen H1 - H6, an denen jeweils einer der Förderer positioniert ist, von denen in den Figuren allerdings nur die Linear-Drehtellerförderer 17b,17c und der Linearförderer 17e,17f sichtbar sind.
  • Wie anhand der 5a - 5d nachvollziehbar, erlaubt dies entsprechend dem Bewegungsablauf in der Schusshauben-Fördereinrichtung 14 bei fünf von der Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 geförderten Begasungsadapter 1' - 5' einen sequentiellen Bewegungsablauf, bei dem die Begasungsadapter 1' - 5' nacheinander auf den jeweils frei werdenden Förderer nachrücken, während in der Begasungseinrichtung 16 über den dort jeweils positionierte Begasungsadapter 1' - 5' Reaktionsgas in das dort ebenso bereitstehende Kernwerkzeug 1" - 5" eingebracht wird. Bei Abschluss des Begasungsvorgangs ist folglich der Platz an der Position H2 frei, so dass im nächsten Schritt zuerst der zuvor in der Begasungseinrichtung 16 jeweils verwendete Begasungsadapter 1' - 5' mittels des Linearförderers 17f an den an der Position H2 vorgesehenen Linear-Drehtellerförderer übergeben werden kann und die Begasungseinrichtung 16 sofort wieder bereit ist für die Positionierung des auf dem Linear-Drehtellerförderer an der Position H6 wartenden Begasungsadapters 1' - 5'.
  • In der Entnahme-Ebene EE ist im Kreuzungsbereich der Scheiben X3,Y2 des Gerüsts 12 an einer Position K3, die in vertikaler Richtung V mit Abstand unmittelbar unterhalb der in der Aushärte-Ebene AE vorgesehenen Position H4 angeordnet ist, eine Entnahmestation mit einer Entnahmeeinrichtung 18 montiert.
  • Der Entnahmeeinrichtung 18 ist in eine Kernwerkzeug-Fördereinrichtung 19 eingebunden, die die Kernwerkzeuge 1" - 5" im Umlauf sequentiell von der Kernschießmaschine 13 zur Begasungseinrichtung 16, von der Begasungseinrichtung 16 zur Entnahmeeinrichtung 18 und von der Entnahmeeinrichtung 18 wieder zur Kernschießmaschine 13 fördert.
  • Dazu umfasst die Kernwerkzeug-Fördereinrichtung 19 ausgehend von der Entnahmeeinrichtung 18 in Förderrichtung FE aufeinander folgend
    • - einen Linear-Drehtellerförderer, der an einer Position K4 der Entnahme-Ebene EE unterhalb der Position H5 der Aushärte-Ebene AE im Kreuzungsbereich der Scheiben X1, Y1 angeordnet ist und das jeweilige Kernwerkzeug 1" - 5" von der Entnahmeeinrichtung 18 übernimmt,
    • - einen Linearförderer, der an einer Position K5 der Entnahme-Ebene EE unterhalb der Position H6 der Aushärte-Ebene AE im Kreuzungsbereich der Scheiben X2,Y1 angeordnet ist und das jeweilige Kernwerkzeug 1" - 5" vom an der Position K4 angeordneten Linear-Drehtellerförderer übernimmt,
    • - einen hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Hubförderer, der das jeweils von dem an der Position K5 angeordneten Linearförderer an ihn übergebene Kernwerkzeug 1" - 5" an einer Übergabeposition K6', die sich im Kreuzungsbereich der Scheiben X3,Y1 in der Entnahme-Ebene EE befindet, übernimmt und in vertikaler Richtung V in eine Position K6 in der Kernschieß-Ebene KE hebt, die sich unterhalb des in der Position S6 in der Kernschieß-Ebene KE angeordneten Linear-Drehtellerförderers 14d befindet,
    • - eine Positioniereinrichtung 19d, die das jeweils vom Hubförderer an der Position K6 bereitgestellte Kernwerkzeug 1" - 5" an einer Position K1 in der Kernschießmaschine 13 für das Einschießen von Formstoff positioniert, wobei das Andocken an die jeweils in der Kernschießmaschine 13 bereitstehende Schusshaube 1 - 5 durch Hub an die entsprechenden durch Dichtungen ausgekleideten Medienöffnungen der Kernschießmaschine 13 erfolgt;
    • - einen Hubförderer 19e, der nach Abschluss des Kernschießvorgangs das jeweils mit Formstoff befüllte Kernwerkzeug 1" - 5" von der Positioniereinrichtung 19d übernimmt und in vertikaler Richtung V zu einer Übergabeposition K1' bewegt, die sich in vertikaler Richtung V unterhalb der Position K1 in der Aushärte-Ebene AE befindet,
    • - eine Positioniereinrichtung 19f, die das vom Hubförderer 19e an der Position K1' jeweils bereitgestellte Kernwerkzeug 1" - 5" übernimmt und an einer Position K2 in der Begasungseinrichtung 16 für das Begasen mit dem Reaktionsgas positioniert, wobei auch hier das Andocken an den jeweils in der Begasungseinrichtung 16 bereitstehenden Begasungsadapter 1' - 5' durch Hub an die entsprechenden durch Dichtungen ausgekleideten Medienöffnungen der Begasungseinrichtung 16 erfolgt;
    und
    • - einen Hubförderer 19g, der nach dem Begasen das jeweilige Kernwerkzeug 1" - 5" von der Positioniereinrichtung 19f übernimmt und an eine in vertikaler Richtung in einer Übergabeposition K2' unterhalb der Position K2 bereitstellt, an der es von der Entnahmeeinrichtung 18 übernommen wird.
  • Die Entnahmeeinrichtung 18 ist dazu eingerichtet, das jeweils zu ihr gelangende Kernwerkzeug 1" - 5" zu öffnen, das Kernwerkzeugoberteil 3b" vom Kernwerkzeugunterteil 3a" des jeweiligen Kernwerkzeugs 1" - 5" abzunehmen und das Kernwerkzeugunterteil 3a" an eine Übergabeposition K3' zu bewegen, die in Richtung X neben dem Gerüst 12 auf Höhe der Entnahme-Ebene EE vorgesehen ist. An der Übergabeposition K3' steht ein für diese Zwecke aus dem Stand der Technik bekannter Roboterarm 20, der die Gießkerne G1 - G3 aus dem zur Übergabeposition K3' gelangenden Kernwerkzeugunterteil 3a" des jeweiligen Kernwerkzeugs 1" - 5" entnimmt und der Weiterverarbeitung zuführt.
  • Auch in der Kernwerkzeug-Fördereinrichtung 19 ist die Anzahl der Positionen K1 - K6', die von den Kernwerkzeugen 1" - 5" auf ihrem Umlauf durch die Fertigungslinie 11 eingenommen werden, um mindestens eins größer als die Anzahl der Kernwerkzeuge 1" - 5", so dass auch die Fortbewegung der Kernwerkzeuge 1" - 5" durch die Fördereinrichtung 19 sukzessive nacheinander entsprechend dem Takt erfolgen kann, in dem die Gießkerne G1 - G3 in der Fertigungslinie 11 gefertigt werden. Aufgrund dessen, dass in der Fertigungslinie 11 die Arbeitsschritte „Kernschießen“, „Begasen“ und „Entnehmen“ parallel zueinander durchgeführt werden, wird dieser Takt maßgeblich durch denjenigen Arbeitsschritt bestimmt, der die längste Zeit benötigt. In der Praxis ist dies der Begasungsschritt, der typischerweise um das Fünf- bis Zwölffache länger dauert als der Kernschieß- oder Entnahmeschritt.
  • Durch eine Erweiterung der Schusshaubenfördereinrichtung 14 und der Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 jeweils in Y-Richtung beispielsweise um jeweils zwei Positionen, d.h. Zwischenpositionen, an denen sich jeweils ein Kernwerkzeug aufhält, bevor es zur nächsten Station (Kernschießstation, Begasungsstation, Entnahmestation) vorrückt, sowie der Ausdehnung der Kernwerkzeug-Fördereinrichtung 19 in X-Richtung um eine entsprechende Anzahl von Zwischenpositionen, kann die Kapazität der Fertigungslinie 10 beispielsweise auf neun Kernwerkzeuge erweitert werden, so dass innerhalb der Fertigungslinie 10 eine dem jeweiligen Bedarf angepasste Anzahl von beispielsweise neun unterschiedlichen Gießkernen hergestellt werden kann.
  • Mit der Erfindung steht somit eine Fertigungslinie zur Herstellung von Gießkernen G1,G2,G3 zur Verfügung, bei der mindestens drei Kernwerkzeuge 1" - 5" zum Abbilden jeweils eines Gießkerns G1,G2,G3, eine Kernschießstation zum Einschießen von Formstoff in ein in der Kernschießstation bereitstehendes Kernwerkzeug 1" - 5", eine Aushärtestation zum Aushärten von Formstoff, der in dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug 1" - 5" enthalten ist, eine Entnahmestation zum Entnehmen der durch das Aushärten des Formstoffs gebildeten Gießkerne G1,G2,G3 und eine Kernwerkzeug-Fördereinrichtung 19 vorgesehen sind, die die Kernwerkzeuge 1"-5" im Umlauf von der Kernschießstation zur Aushärtestation, von dort zur Entnahmestation und von dort zurück zur Kernschießstation transportiert. Eine solche Fertigungslinie lässt sich besonders platzsparend dadurch verwirklichen, dass erfindungsgemäß die Kernschießstation in einer Kernschieß-Ebene KE, in der auch eine Schusshauben-Fördereinrichtung 14 zum Bereitstellen jeweils einer dem in die Kernschießstation gelangenden Kernwerkzeug 1" - 5" individuell zugeordneten Schusshaube 1 - 5 vorgesehen ist, die Aushärtestation in einer räumlich versetzt zur Kernschieß-Ebene KE angeordneten Aushärte-Ebene AE positioniert ist, in der eine Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17 an der Aushärtestation jeweils denjenigen Begasungsadapter 1' - 5' bereitstellt, der dem jeweils in die Begasungsstation gelangenden Kernwerkzeug 1" - 5" individuell zugeordnet ist, und die Entnahmestation in einer räumlich gegenüber der Kernschieß- KE und der Aushärte-Ebene AE versetzt und parallel dazu angeordneten Entnahme-Ebene EE positioniert ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1 - 5
    Schusshauben
    1' - 5'
    Begasungsadapter
    1" - 5"
    Kernwerkzeuge
    3a"
    Kernwerkzeugunterteil
    3b"
    Kernwerkzeugoberteil
    11
    Fertigungslinie
    12
    Gerüst der Fertigungslinie 10
    13
    Kernschießmaschine
    14
    Schusshauben-Fördereinrichtung
    14a - 14d
    Linear-Drehtellerförderer
    14'
    Drehteller der Linear-Drehtellerförderer 14a - 14d
    14"
    Linearförderer der Linear-Drehtellerförderer 14a - 14d
    14e
    Linearförderer
    14f
    Linearförderer (Einrichtung, die in der Kernschießstation für jedes der in die Kernschießstation gelangenden Kernwerkzeuge eine individuell zugeordnete Schusshaube zum Schießen des Formstoffs in das jeweilige Kernwerkzeug bereitstellt)
    15
    Dosier-, Füll- und Mischeinrichtung
    16
    Begasungseinrichtung
    17
    Begasungsadapter-Fördereinrichtung
    17b,17c
    Linear-Drehtellerförderer
    17e,17f
    Linearförderer
    18
    Entnahmeeinrichtung
    19
    Kernwerkzeug-Fördereinrichtung
    19d
    Positioniereinrichtung
    19e
    Hubförderer
    19f
    Positioniereinrichtung
    19g
    Hubförderer
    20
    Roboterarm
    AE
    Aushärte-Ebene
    AW
    Förderweg der Begasungsadapter 1' - 5' in der Aushärte-Ebene AE
    EE
    Entnahme-Ebene
    FA
    Förderrichtung der Begasungsadapter-Fördereinrichtung 17
    FE
    Förderrichtung der Kernwerkzeug-Fördereinrichtung 19
    FS
    Förderrichtung der Schusshauben-Fördereinrichtung 14
    G1 - G3
    Gießkerne
    K1 - K6'
    von den Kernwerkzeugen 1" - 5" in der Kernwerkzeug-Fördereinrichtung 20 eingenommene Positionen
    K3'
    Übergabeposition
    KE
    Kernschieß-Ebene
    S1 - S6
    von den Schusshauben 1 - 5 in der Schusshauben-Fördereinrichtung 14 eingenommene Positionen
    H1 - H6
    von den Begasungsadaptern 1' - 5' in der Schusshauben-Fördereinrichtung 14 eingenommene Positionen
    SW
    Förderweg der Schusshauben 1 - 5 in der Kernschieß-Ebene KE
    V
    vertikale Richtung
    X,Y
    horizontale Richtungen
    X1 - X3
    in Richtung X nebeneinander angeordnete Scheiben des Gerüsts 12
    Y1 - Y3
    in Richtung Y nebeneinander angeordnete Scheiben des Gerüsts 12
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/061156 A1 [0004]

Claims (8)

  1. Fertigungslinie zur Herstellung von Gießkernen (G1,G2,G3) aus einem Formstoff, der aus einem Kernsand, einem Binder und einem optional zugegebenen Additiv gemischt ist, wobei die Fertigungslinie (11) - drei oder mehr Kernwerkzeuge (1" - 5"), die jeweils mindestens einen Formhohlraum zum Abbilden eines Gießkerns (G1,G2,G3) und eine Öffnung zum Einschießen von Formstoff in den Formhohlraum aufweisen, wobei die Kernwerkzeuge (1" - 5") aus mindestens zwei Teilen (3a",3b") zusammengesetzt sind, die zum Öffnen des jeweiligen Kernwerkzeugs (1" - 5") und zum Entnehmen des jeweils in dem Kernwerkzeug (1" - 5") aus dem Formstoff gebildeten Gießkerns (G1 ,G2,G3) voneinander trennbar sind, - eine Kernschießstation, die eine Kernschießmaschine (13) zum Einschießen des Formstoffs in ein jeweils in der Kernschießstation bereitstehendes Kernwerkzeug (1" - 5") und eine Einrichtung (14f) aufweist, die in der Kernschießstation für jedes der in die Kernschießstation gelangenden Kernwerkzeuge (1" - 5") eine individuell zugeordnete Schusshaube (1 - 5) zum Schießen des Formstoffs in das jeweilige Kernwerkzeug (1" - 5") bereitstellt, - eine Aushärtestation zum Aushärten von Formstoff, der in dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug (1" - 5") enthalten ist, - eine Entnahmestation zum Entnehmen der durch das Aushärten des Formstoffs gebildeten Gießkerne (G1,G2,G3), und - eine Kernwerkzeug-Fördereinrichtung (19) zum sequentiell im Umlauf erfolgenden Transportieren der Kernwerkzeuge (1" - 5") von der Kernschießstation zur Aushärtestation, von der Aushärtestation zur Entnahmestation und von der Entnahmestation zurück zur Kernschießstation aufweist, wobei jeweils optional an der Transportstrecke der Kernwerkzeug-Fördereinrichtung (19) zwischen den genannten Stationen eine oder mehrere Zwischenstationen zur weiteren Behandlung des Kernwerkzeugs (1" - 5") vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kernschießstation in einer Kernschieß-Ebene (KE) angeordnet ist, in der zusätzlich eine Schusshauben-Fördereinrichtung (14) zum im Umlauf erfolgenden Transport einer Anzahl von Schusshauben (1 - 5) vorgesehen ist, die der Anzahl der in der Fertigungslinie (11) eingesetzten Kernwerkzeuge (1" - 5") entspricht, wobei die Schusshauben-Fördereinrichtung (14) an der Kernschießmaschine (13) der Kernschießstation jeweils diejenige Schusshaube (1 - 5) bereitstellt, die dem jeweils in die Kernschießstation gelangenden Kernwerkzeug (1" - 5") individuell zugeordnet ist, - die Aushärtestation in einer räumlich versetzt und parallel zur Kernschieß-Ebene (KE) angeordneten Aushärte-Ebene (AE) positioniert ist, in der zusätzlich eine Begasungsadapter-Fördereinrichtung (17) zum im Umlauf erfolgenden Transport einer Anzahl von Begasungsadaptern (1' - 5') vorgesehen ist, die der Anzahl der in der Fertigungslinie (11) eingesetzten Kernwerkzeuge (1" - 5") entspricht, wobei die Begasungsadapter-Fördereinrichtung (17) an der Aushärtestation jeweils denjenigen Begasungsadapter (1' - 5') bereitstellt, die dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug (1" - 5") individuell zugeordnet ist, und - die Entnahmestation in einer räumlich gegenüber der Kernschieß- (KE) und der Aushärte-Ebene (AE) versetzt und parallel dazu angeordneten Entnahme-Ebene (EE) positioniert ist.
  2. Fertigungslinie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschieß- (KE), die Aushärte- (AE) und die Entnahme-Ebene (EE) Horizontalebenen sind.
  3. Fertigungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Projektion in eine parallel zur Kernschieß- (KE), Aushärte- (AE) und Entnahme-Ebene (EE) ausgerichtete Projektionsebene die Förderwege (AW,SW) der Schießhauben- (14), der Begasungsadapter- (17) und der Kernwerkzeug-Fördereinrichtungen (19) einander überlagern.
  4. Fertigungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernwerkzeuge (1" - 5") eine lösbare Verriegelungseinrichtung aufweisen, die die voneinander trennbaren Teile (3a",3b"), aus denen die Kernwerkzeuge (1" - 5") zusammengesetzt sind, während ihres Transports durch die Kernwerkzeug-Transporteinrichtung (19) sowie während ihres Aufenthalts in der Kernschießstation und ihres Aufenthalts in der Aushärtestation gegeneinander fest verriegelt.
  5. Fertigungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder, der im Formstoff für die Gießkerne enthalten ist, ein organischer Binder ist, und die Aushärtestation dazu eingerichtet ist, über den jeweils zugeordneten Begasungsadapter (1' - 5') ein Reaktionsgas in das jeweils in die Aushärtestation gelangende Kernwerkzeug (1" - 5") zu leiten.
  6. Fertigungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder, der im Formstoff für die Gießkerne (G1 - G3) enthalten ist, ein anorganischer Binder ist, und die Aushärtestation dazu eingerichtet ist, dem in dem jeweils in die Aushärtestation gelangenden Kernwerkzeug (1" - 5") enthaltenen Formstoff Wärme zuzuführen.
  7. Fertigungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t, dass an der Kernschießstation in Förderrichtung (FS) der Schusshauben (1 - 5) vor der Kernschießmaschine (13) eine Dosiereinrichtung (15) zum Einbringen einer definierten Portion von Formstoff in die im Zulauf zu der Kernschießmaschine (13) befindlichen Schusshauben (1 - 5) vorgesehen ist.
  8. Fertigungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Entnahmestation eine Einrichtung zum Öffnen des jeweils in die Entnahmestation gelangenden Kernwerkzeugs (1" - 5") vorgesehen ist, welche mindestens eines der Teile (3a",3b") des Kernwerkzeugs (1" - 5") von dem Kernwerkzeug (1" - 5") und dem in ihm geformten Gießkern trennt, so dass der Gießkern (G1 - G3) in dem jeweils anderen Teil (3a") des Kernwerkzeugs (1" - 5") verbleibt, dass eine Fördereinrichtung (FE) zum Bewegen des den Gießkern (G1-G3) enthaltenen Teils (3a") des Kernwerkzeugs (1" - 5") an eine Übergabeposition (K3') vorgesehen ist, dass an der Übergabeposition (K3') eine Einrichtung (20) zum Entnehmen des Gießkerns (G1 - G3) vorgesehen ist, und dass die Kernwerkzeug-Fördereinrichtung (19) nach der Entnahme des Gießkerns (G1 - G3) das betreffende Teil (3b") des Kernwerkzeugs (1" - 5") zu einer Einrichtung zum Schließen und Verriegeln des Kernwerkzeugs (1" - 5") bewegt.
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