DE10248856A1

DE10248856A1 - To clean mold sand and core materials, from castings, they are held in a chamber with a high pressure water jet at a rotary jet head to remove the clinging materials

Info

Publication number: DE10248856A1
Application number: DE2002148856
Authority: DE
Inventors: Harald SPÄTH
Original assignee: Fsg Flurfoerderzeugezubehoer &; Fsg Flurforderzeugezubehor & Systeme - Handel und Service Friedrich GmbH
Current assignee: Fsg Flurfoerderzeugezubehoer &; Fsg Flurforderzeugezubehor & Systeme - Handel und Service Friedrich GmbH
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-04-29

Abstract

The equipment to clean a casting of molding sand and core material has a high pressure water jet unit (19) within a chamber, where the workpiece is held in position. The jet unit rotates, and works with a water pressure of up to 3000 bar. The jet unit has at least one high pressure jet (23) at a rotating jet head (21) or a rotating lance, with a rotary drive (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entkernen und Entsanden von formgebenden Materialien an Gusserzeugnissen.The invention relates to a device for pitting and desanding molding materials on castings.

Aus der Zeitschrift „Gießerei – Erfahrungsaustausch" 04/2002 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, welche zum Entkernen und Entsanden von Gussteilen Wasser verwendet. Über eine an einem Gehäuse einer Hochdruck-Kabine angeordnete Hochdrucklanze gelangt Hochdruckwasser unter rund 800 bar zum Werkstück. Ein Bediener kann die Lanze von außen bewegen, um den Wasserstrahl auf die zu bearbeitende Fläche zu richten. Bei dieser Vorrichtung ist nachteilig, dass bei aufwendigen Werkstücken, insbesondere mit Hinterschneidungen, eine saubere und vollständige Entkernung und Entsandung nicht ermöglicht ist. Darüber hinaus kann bei der manuellen Betätigung der starren Hochdrucklanze eine Beeinträchtigung der Werkstückoberfläche gegeben sein.From the magazine "Foundry - Exchange of Experience" 04/2002 is one Device has become known which for coring and desanding used by castings water. About one on a case High pressure lance arranged high pressure cabin gets high pressure water to the workpiece at around 800 bar. An operator can move the lance from the outside to the water jet on the surface to be processed to judge. The disadvantage of this device is that it is expensive Workpieces, especially with undercuts, a clean and complete gutting and desanding is not possible is. About that In addition, manual operation of the rigid high pressure lance an impairment given the workpiece surface his.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine vollständige Entkernung und Entsandung von Gusserzeugnissen prozesssicher und in einfacher Weise ermöglicht.The object of the invention is therefore to create a device that requires complete gutting and desanding of cast products in a process-safe and simple manner allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausgestaltung eines rotierenden Hochdruckwerkzeuges, welches mit vorgespanntem Wasser beaufschlagbar ist, wird ermöglicht, dass einerseits ein hinreichender Impuls durch das vorgespannte Wasser auf die an dem Gusserzeugnis vorhandenen formgebenden Materialien erzeugt wird, um diese zu lösen und andererseits eine Beschädigung der Oberfläche vermieden wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht auch die Entkernung und Entsandung von filigranen Werkstücken, ohne Beschädigungen hervorzurufen. Durch das rotierende Hochdruckwerkzeug wird ein sanftes Entfernen des an dem Gusserzeugnis noch anhaftenden formgebenden Materials erzielt. Gleichzeitig kann durch die rotierende Anordnung ein größerer Wirkungs- und Auftreffbereich erzielt werden. Dadurch können auch Hinterschneidungen einfach gereinigt werden.This object is achieved by the Features of claim 1 solved. By designing a rotating high pressure tool, which can be charged with pre-stressed water, that on the one hand a sufficient impulse through the biased Water on the molding materials present on the cast product is generated to solve this and on the other hand, damage the surface avoided becomes. This configuration also enables the gutting and sanding of filigree workpieces without damage cause. The rotating high-pressure tool makes it gentle Removal of the shaping still adhering to the cast product Material achieved. At the same time, due to the rotating arrangement a greater impact and impact area can be achieved. This can also result in undercuts easy to clean.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Hochdruckwerkzeug mit einem vorgespannten Wasser mit einem Druck bis zu 3.000 bar beaufschlagt wird. Das vorgespannte Wasser ist vorteilhafterweise ohne jegliche Zusätze. Durch diesen hohen Druck bis circa 3.000 bar, durch welchen das Hochdruckwerkzeug beaufschlagt wird, kann bei einem geringen Volumenstrom die Strahlintensität auf das Werkstück beziehungsweise Gusserzeugnis genau und individuell angepasst werden. Des weiteren weist dieser erhöhte Druck den Vorteil auf, dass der Wasserverbrauch aufgrund des geringeren Volumenstroms deutlich gesenkt werden kann, so dass diese Vorrichtung insbesondere unter ökologischen Gesichtspunkten einen wesentlichen Vorteil aufweist.An advantageous embodiment of the Invention provides that the high pressure tool with a preloaded Water is pressurized up to 3,000 bar. The biased Water is advantageously without any additives. Because of this high pressure up to approximately 3,000 bar, through which the high-pressure tool acts with a low volume flow, the beam intensity can be reduced to workpiece or cast product can be adjusted precisely and individually. Of further shows this increased Print the advantage that the water consumption due to the lower Volume flow can be significantly reduced, so this device especially under ecological Considerations has a significant advantage.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hochdruckwerkzeug eine rotierende Düsenanordnung mit wenigstens einer Hochdruckdüse umfasst, welche als rotierender Düsenkopf oder als rotierende Lanze ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Hochdruckwerkzeug mit einem rotierenden Düsenkopf und wenigstens ein Hochdruckwerkzeug mit einer rotierenden Lanze in der Vorrichtung vorgesehen, um unter schiedliche Geometrien bearbeiten zu können. Beispielsweise können kleine Bohrungen durch die Hochdrucklanze bearbeitet werden, wobei zusätzlich durch die Hochdrucklanze auch in das Innere eines Gusserzeugnisses eingefahren werden kann, um eine Entkernung und Entsandung durchzuführen. Der rotierende Düsenkopf wird bevorzugt zu einer flächigen Entkernung an der Außenseite eines Werkstückes eingesetzt.After another advantageous one Embodiment of the invention provides that the high pressure tool a rotating nozzle arrangement with at least one high pressure nozzle includes which as a rotating nozzle head or as a rotating Lance is formed. At least one high-pressure tool is advantageous with a rotating nozzle head and at least one high pressure tool with a rotating lance provided in the device to edit under different geometries to be able to. For example small holes are machined through the high pressure lance, with additional through the high pressure lance is also inserted into the inside of a cast product can be used to remove the stoning and sanding. The rotating nozzle head is preferred to a flat Gutting on the outside of a workpiece used.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein weiteres starres Hochdruckwerkzeug vorgesehen ist, welches mit vorgespanntem Wasser bis zu einem Druck von 3.000 bar beaufschlagbar ist. Durch das Vorhandensein von wenigstens einem starren Hochdruckwerkzeug in der Vorrichtung können beispielsweise Gussüberstände und Gussgrate entfernt werden.After another advantageous one An embodiment of the invention provides that at least one Another rigid high-pressure tool is provided, which with a biased Water can be pressurized up to a pressure of 3,000 bar. By the presence of at least one rigid high pressure tool can in the device for example, excess castings and Cast burrs are removed.

Die Düse oder Düsenanordnung ist vorteilhafterweise austauschbar an dem Hochdruckwerkzeug angeordnet. Dadurch können in Abhängigkeit der Anwendungsfälle unterschiedliche Düsenquerschnitte vorgesehen sein. Es können beispielsweise Vollstrahldüsen, gebohrte Düsen, geschlitzte Düsen oder dergleichen zum Einsatz in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung gelangen.The nozzle or nozzle arrangement is advantageous arranged interchangeably on the high pressure tool. This allows in Dependence of use cases different nozzle cross-sections be provided. It can for example full jet nozzles, drilled nozzles, slotted nozzles or the like for use depending of the respective application.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Düsen oder Düsenöffnungen an dem Düsenkopf vorgesehen sind und auf demselben Kreisdurchmesser liegen. Dadurch können Abzeilungen der Oberfläche ermöglicht sein. Dadurch kann eine sehr präzise Säuberung der Oberfläche des Gusserzeugnisses gegeben sein. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit des Düsenkopfes die Verfahrgeschwindigkeit der Oberfläche bestimmt werden, wodurch eine vollständige Benetzung der Oberfläche mit Wasser ermöglicht ist. Durch Erhöhung der Anzahl der Düsen und der Rotationsgeschwindigkeit des Düsenkopfes kann die Verfahrgeschwindigkeit erhöht werden. Dadurch können kürzere Bearbeitungszeiten ermöglicht sein, wodurch die Kosten pro Bauteil gesenkt werden können.Another advantageous embodiment The invention provides that at least two nozzles or nozzle openings on the nozzle head are provided and lie on the same circle diameter. Thereby can The surface can be delaminated. This allows a very precise cleaning the surface of the cast product. For example, depending on the Speed of rotation of the nozzle head the travel speed of the surface can be determined, whereby a complete Wetting the surface made possible with water is. By increasing the number of nozzles and the speed of rotation of the nozzle head can change the travel speed elevated become. This allows shorter Processing times allowed be, whereby the cost per component can be reduced.

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Düsen konzentrisch zur Achse oder schraubenlinienförmig an dem Düsenkopf angeordnet sind. Die versetzte Anordnung der Düsen ermöglicht ein gleichmäßigeres Auftreffen der Wasserstrahlen über die gesamte Oberfläche des Werkstücks beim Verfahren des Hochdruckwerkzeuges entlang der Werkstückoberfläche.An alternative embodiment of the invention provides that at least two nozzles are arranged concentrically to the axis or helically on the nozzle head. The offset arrangement of the nozzles enables the water jets to hit the surface of the workpiece more evenly when moving the high-pressure unit stuff along the workpiece surface.

An einer Hochdrucklanze ist vorteilhafterweise zumindest eine radiale Düse oder Düsenöffnung und/oder wenigstens eine in axialer Richtung angeordnete Düse oder Düsenöffnung vorgesehen. Dadurch kann insbesondere in Bohrungen oder Innenräumen als auch bei Hinterschneidungen eine Entkernung ermöglicht werden. Durch die in axialer Austrittsrichtung angeordnete Düse können insbesondere Sacklochbohrungen einfach und schnell gesäubert werden.On a high pressure lance is advantageous at least one radial nozzle or nozzle opening and / or at least one nozzle arranged in the axial direction or Nozzle opening provided. This can be used especially in bores or interiors Coring can also be made for undercuts. By in Nozzles arranged in the axial outlet direction can in particular be blind holes can be cleaned easily and quickly.

In Analogie zu den auf einem Kreisdurchmesser am Düsenkopf angeordneten Düsen oder Düsenöffnungen ist bei einer Lanze vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Düsen oder Düsenöffnungen in einer Radialebene angeordnet sind. Die Hochdrucklanze kann diese Anordnung auch mehrmals mit mehr oder weniger großem axialen Abstand aufweisen.In analogy to that on a circle diameter on the nozzle head arranged nozzles or nozzle openings is advantageously provided with a lance that the nozzles or orifices are arranged in a radial plane. The high pressure lance can do this Arrangement several times with more or less large axial Distance.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Hochdruckwerkzeug einen Drehantrieb mit einer Drehdurchführung aufweist, welche das vorgespannte Wasser zur Düsenanordnung führt. Dadurch kann eine einfache und langlebige Anordnung für einen dauerhaften Einsatz des Hochdruckwerkzeuges geschaffen sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Zuführung in dem Hochdruckwerkzeug gegeben ist und ein rotierender Kopf abwechselnd mit der Zuführung korrespondiert, wodurch das Wasser zu den Düsen gelangt.Another advantageous embodiment The invention provides that the high-pressure tool has a rotary drive with a rotating union has, which leads the biased water to the nozzle arrangement. Thereby can be a simple and durable arrangement for permanent use of the High pressure tool be created. Alternatively, it can be provided be a feeder is given in the high pressure tool and a rotating head alternately with the feeder corresponds, whereby the water reaches the nozzles.

In der Vorrichtung ist vorteilhafterweise eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche zumindest einen Anschluss für ein Hochdruckwerkzeug aufweist. Dadurch können die einzelnen Hochdruckwerkzeuge in Abhängigkeit der zu behandelnden Gusserzeugnisse wahlweise angeschlossen und mit vorgespanntem Wasser versorgt werden. Des weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass über Hochdruckventile, welche vorzugsweise für jedes Hochdruckwerkzeug getrennt regelbar sind, eine spezifische Abstimmung für die Entkernung und Entsandung des Gusserzeugnisses erfolgen kann. Bei einem automatischen Prozess sind diese Hochdruckventile getrennt elektrisch ansteuerbar und regelbar ausgebildet.In the device is advantageous a biasing device is provided which has at least one connection for a Has high pressure tool. This allows the individual high pressure tools dependent on of the cast products to be treated optionally connected and be supplied with pre-stressed water. Furthermore, it is advantageous provided that via high pressure valves, which preferably for each high pressure tool can be regulated separately, a specific one Vote for the casting and desanding of the cast product can take place. In an automatic process, these high pressure valves are separated electrically controllable and adjustable.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorspanneinrichtung eine Hochdruckpumpe umfasst und der Druck durch einen Frequenzumrichter oder eine Abspanneinrichtung einstellbar ist. Durch diese Ausgestaltung können die hohen Drücke für das vorgespannte Wasser bis zu ^{circa 3.000 bar erzeugt
und gesteuert werden.} According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the pretensioning device comprises a high-pressure pump and the pressure can be adjusted by a frequency converter or a tensioning device. This configuration enables the high pressures for the pre-stressed water to be ^{generated and controlled} up to ^{approximately 3,000 bar.}

Die Vorspanneinrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform derart ausgelegt, dass sowohl gepulstes vorgespanntes Wasser als auch vorgespanntes Wasser mit konstantem Druck zur Verfügung gestellt werden kann. In Abhängigkeit der zu bearbeitenden Materialien und Geometrien als auch in Abhängigkeit des verwendeten formgebenden Materials weist der gepulste Einsatz des Wasserstrahles oder der konstante Wasserstrahl eine schonende und sorgfältige Säuberung auf.The pretensioner is according to one preferred embodiment designed so that both pulsed biased water as also pre-stressed water with constant pressure can be. Dependent on the materials and geometries to be machined as well as depending of the shaping material used shows the pulsed insert of the water jet or the constant water jet a gentle one and careful cleaning on.

Die Vorrichtung ist gemäß einer Weiterbildung mit einer Handhabungseinrichtung ausgestattet, durch welche das zumindest eine Hochdruckwerkzeug betätigt und geführt ist. Die Handhabungseinrichtung wird über eine frei programmierbare Rechen- und Steuereinheit angesteuert, so dass eine prozessautomatisierte Entkernung und Säuberung ermöglicht ist. Die Handhabungseinrichtung ist beispielsweise durch einen mehrachsigen Roboter ausgebildet, deren Bewegung vorteilhafterweise sämtliche Freiheitsgrade umfasst.The device is according to one Training equipped with a handling device, by which the at least one high-pressure tool is actuated and guided. The handling device is over controlled a freely programmable computing and control unit, so that process-automated gutting and cleaning is possible. The handling device is, for example, a multi-axis Robots trained, their movement advantageously all Includes degrees of freedom.

Des weiteren kann die Handhabungseinrichtung auch automatisch die Hochdruckwerkzeuge wechseln, so dass eine vollständige Säuberung des Gusserzeugnisses gegeben ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Hochdruckwerkzeuge an einer Behandlungskammer des Gehäuses angeordnet sind, um eine manuelle Betätigung zu ermöglichen.Furthermore, the handling device also automatically change the high pressure tools so that a complete cleaning of the cast product is given. Alternatively, it can be provided that the high-pressure tools are arranged on a treatment chamber of the housing, manual operation to enable.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Abstand und Düseneinstellwinkel zwischen dem Hochdruckwerkzeug und den Gusserzeugnissen in Abhängigkeit der Materialeigenschaften und Materialstärke des Gusserzeugnisses einstellbar ist. Dadurch kann eine schonende und zerstörungsfreie Reinigung gegeben sein. Bei der prozessautomatisierten Reinigung können bestimmte Parameter hinterlegt werden, so dass beispielsweise durch Sensoren der entsprechende Abstand und Anstellwinkel durch die Handhabungseinrichtung zum Gusserzeugnis eingehalten wird. Alternativ kann der Bahn verlauf auch manuell oder durch ein Teach-in-Verfahren einprogrammiert werden, um eine Serie von Gusserzeugnissen prozessautomatisiert zu säubern.After another advantageous one Embodiment of the invention provides that a distance and Düseneinstellwinkel depending on the high pressure tool and the castings the material properties and thickness of the cast product adjustable is. This allows gentle and non-destructive cleaning his. Certain parameters can be stored in process-automated cleaning be, so that the corresponding, for example, by sensors Distance and angle of attack through the handling device to the cast product is observed. Alternatively, the path can also be done manually or can be programmed into a series through a teach-in procedure to automatically clean cast products.

Zusätzlich kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Materialstärke auch der Druck anpassbar ist, mit welchem das vorgespannte Wasser auf die Oberfläche des Gusserzeugnisses auftrifft.In addition, advantageously be provided that depending the material thickness too the pressure with which the pre-stressed water is adjustable the surface of the cast product.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Be- und Entladeöffnung in der Behandlungskammer aufweist. Diese Be- und Entladeöffnung umfasst Dichtungselemente oder einen Schließmechanismus, so dass beim Einsatz von vorgespanntem Wasser unter hohem Druck eine drucksichere Behandlungskammer gegeben ist.After another advantageous one Embodiment of the invention provides that the device a loading and unloading opening has in the treatment chamber. This loading and unloading opening includes Sealing elements or a locking mechanism, so that when Use of pre-stressed water under high pressure is a pressure-proof Treatment chamber is given.

Zur Prozessautomatisierung kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine Fördereinrichtung die Behandlungskammer durchläuft, so dass die Gusserzeugnisse taktweise durch die Behandlungskammer hindurchgeführt werden können. Alternativ kann durch eine Zuführeinrichtung eine Bereitstellung der Gusserzeugnisse erfolgen, wobei durch die Handhabungsrichtung eine Be- und Entladung der Behandlungskammer erfolgt. Eine manuelle Be- und Entladung der Werkstücke kann ebenso vorgesehen sein, so dass der Werker, der für die Überwachung der Vorrichtung zuständig ist, diese Be- und Entladung durchführt.For process automation, it can advantageously be provided that a conveyor device passes through the treatment chamber, so that the cast products can be passed through the treatment chamber in cycles. Alternatively, the cast products can be made available by means of a feed device, the handling chamber loading and unloading the treatment chamber. Manual loading and unloading of the workpieces can also be provided be so that the worker who is responsible for monitoring the device carries out this loading and unloading.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die Handhabungseinrichtung das zumindest eine Hochdruckwerkzeug auf einer vorbestimmten frei programmierbaren Bahn entlang des Gusserzeugnisses führt. Dadurch wird die Prozesssicherheit erhöht. Alternativ hierzu kann die Handhabungseinrichtung ein Gusserzeugnis aufnehmen und dieses Gusserzeugnis entlang einer oder mehreren Hochdruckwerkzeugen entlang führen. Bei geometrisch aufwendigen Gusserzeugnissen, deren Entkernung und Säuberung sehr aufwendig ist, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass sowohl das zumindest eine Hochdruckwerkzeug als auch das Werkstück durch eine Handhabungseinrichtung verfahrbar aufgenommen werden, um diese relativ zueinander zu positionieren. Somit kann die Vorrichtung einerseits als werkzeuggeführte Anlage als auch als werkstückgeführte Anlage ausgebildet sein.An advantageous development of The device provides that the handling device at least a high pressure tool on a predetermined freely programmable Path runs along the cast product. This makes process security elevated. Alternatively, the handling device can be a cast product record and cast this product along one or more high pressure tools run along. For geometrically complex cast products, their coring and cleaning is very expensive, it can advantageously be provided that through both the at least one high pressure tool and the workpiece a handling device can be moved to accommodate this to position relative to each other. Thus, the device on the one hand as tool-guided System as well as a workpiece-guided system be trained.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im folgenden anhand dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The invention and other advantageous embodiments and further developments of the same are described below with the aid of the the example shown described and explained in more detail. The The description and the drawing features can be taken individually for themselves or applied to several in any combination according to the invention become. Show it:

1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Entkernen und Entsanden eines Gusserzeugnisses, 1 1 shows a perspective illustration of a device for coring and desanding a cast product,

2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 2 is a schematic side view of the device according to

1, 1 .

3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen rotierenden Hochdruckwerkzeuges, 3 2 shows a perspective view of a rotating high-pressure tool according to the invention,

4 eine perspektivische Ansicht eines alternativen erfindungsgemäßen rotierenden Hochdruckwerkzeuges, 4 2 shows a perspective view of an alternative rotating high-pressure tool according to the invention,

5 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Vorrichtung zu 1 und 5 a perspective view of an alternative device 1 and

6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß 1. 6 a perspective view of another alternative embodiment of a device according to 1 ,

In den 1 und 2 ist eine Vorrichtung 10 zum Entkernen und Entsanden von formgebenden Materialien an Gusserzeugnissen 11 oder Werkstücken dargestellt. Die Vorrichtung 10 beziehungsweise Anlage umfasst eine Behandlungskammer 12, in der eine Aufnahmeeinrichtung 14 zur Positionierung und Fixierung des Gusserzeugnisses vorgesehen ist. Diese Aufnahmeeinrichtung 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Drehteller ausgebildet, um für die Entkernung das Werkstück 11 rotierend aufzunehmen. Zusätzlich kann die Aufnahmeeinrichtung auch als Dreh-/Hubtisch ausgebildet sein, so dass das Werkstück 11 in Bezug auf zwei Raumrichtungen in seiner Position veränderbar ist. Die Behandlungskammer 12 weist in einem unteren Abschnitt ein Schmutzaustragesystem 16 auf, von dem beispielsweise eine Auffangwanne 17 dargestellt ist. Des weiteren umfasst dieses Schmutzaustragesystem eine Fördereinrichtung, um den Abbruch aus der Behandlungskammer 12 herauszufördern.In the 1 and 2 is a device 10 for pitting and desanding molding materials on castings 11 or workpieces. The device 10 or plant comprises a treatment chamber 12 in which a reception facility 14 is provided for positioning and fixing the cast product. This recording facility 14 is designed in this embodiment as a turntable for the coring of the workpiece 11 rotating. In addition, the receiving device can also be designed as a rotating / lifting table, so that the workpiece 11 its position can be changed with respect to two spatial directions. The treatment chamber 12 has a dirt discharge system in a lower section 16 on, of which for example a drip pan 17 is shown. Furthermore, this dirt discharge system comprises a conveyor device for demolition from the treatment chamber 12 herauszufördern.

Die Entkernung des Werkstückes 11 wird in der Anlage gemäß 1 durch eine Handhabungseinrichtung 18 durchgeführt. Diese Handhabungseinrichtung 18 ist beispielsweise als mehrachsiger Roboter aufgeführt und nimmt ein Hochdruckwerkzeug 19 auf, welches gemäß einem vorgegebenen Bahnverlauf oder einer Entkernungs- oder Entsandungsstrategie in Bohrungen des Werkstücks 11 eintaucht und in den Innenraum des Werkstücks 11 entsandet sowie entlang der Oberfläche des Werkstückes 11 geführt wird. Zur Ansteuerung der Handhabungseinrichtung 18 ist eine Rechen- und Steuereinheit mit einer entsprechenden Software vorgesehen, um die Entkernungsstrategie für das zu bearbeitende Werkstück 11 festzulegen und auszuführen. Das Hochdruckwerkzeug 19 wird mit vorgespanntem Wasser, welches einen Druck von bis zu 3.000 bar aufweisen kann, durch eine nicht näher dargestellte Vorspanneinrichtung versorgt. Diese Vorspanneinrichtung weist Hochdruckventile auf, welche über die Steuerung separat ansteuerbar sind, so dass für das jeweilige zum Einsatz kommende Hochdruckwerkzeug 19 ein entsprechender Arbeitsdruck für das vorgespannte Wasser einstellbar ist. Durch die Drehbewegung und gegebenenfalls Hubbewegung der Aufnahmeeinrichtung 14 und die Flexibilität der Handhabungseinrichtung 18 ist ermöglicht, dass auch geometrisch aufwendige Werkstücke 11 mit Hinterschneidungen vollständig von dem formgebenden Material befreit werden.The coring of the workpiece 11 is in accordance with 1 by a handling device 18 carried out. This handling device 18 is listed as a multi-axis robot, for example, and uses a high-pressure tool 19 on, which according to a predetermined path or a gutting or sanding strategy in holes in the workpiece 11 dips and into the interior of the workpiece 11 sanded and along the surface of the workpiece 11 to be led. To control the handling device 18 a computing and control unit with appropriate software is provided in order to implement the coring strategy for the workpiece to be machined 11 define and execute. The high pressure tool 19 is supplied with pre-stressed water, which can have a pressure of up to 3,000 bar, by means of a pre-stressing device, not shown. This prestressing device has high-pressure valves which can be controlled separately via the control, so that for the respective high-pressure tool used 19 a corresponding working pressure for the pre-stressed water can be set. By the rotary movement and possibly the lifting movement of the receiving device 14 and the flexibility of the handling device 18 enables geometrically complex workpieces 11 with undercuts to be completely freed from the shaping material.

In den 1 und 2 ist des weiteren eine nicht näher dargestellte Wechselstation für Hochdruckwerkzeuge vorgesehen. Die Handhabungseinrichtung 18 kann in Abhängigkeit der Werkstückgeometrie und den Bearbeitungsaufgaben vor oder während dem Säuberungsprozess das Hochdruckwerkzeug auswählen und wechseln. Derartige gemäß den 1 und 2 dargestellte Vorrichtungen 10 beziehungsweise Anlagen 10 können als vollautomatische Einheit in einen Automatisierungsprozess eingebunden werden. Zusätzlich können auch Hochdruckwerkzeuge in der Behandlungskammer 12 vorgesehen sein, um eine manuelle Entkernung vorzunehmen. Diese manuelle Entkernung kann für Sonderaufgaben erfolgen, welche selten erforderlich sind oder einen hohen Aufwand für die Prozessautomatisierung darstellen.In the 1 and 2 a change station for high pressure tools, not shown, is also provided. The handling device 18 can select and change the high-pressure tool depending on the workpiece geometry and the machining tasks before or during the cleaning process. Such according to the 1 and 2 shown devices 10 or plants 10 can be integrated as a fully automatic unit in an automation process. In addition, high-pressure tools can also be used in the treatment chamber 12 be provided to perform a manual gutting. This manual gutting can be carried out for special tasks that are rarely required or represent a high level of effort for process automation.

In 3 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochdruckwerkzeuges 19 dargestellt. Dieses Hochdruckwerkzeug weist einen Düsenkopf 21 auf, der über einen Drehantrieb 22 in Drehung versetzt ist, um über Düsen 23, welche an dem Düsenkopf 21 angeordnet sind, das hochgespannte Wasser auf das mit formgebendem Material überzogenen Werkstück 11 zu richten. Die Düsen 23 sind vorteilhafterweise austauschbar an einem Düsenkopf 21 vorgesehen und können beispielsweise in Form einer Punktstrahldüse oder Flachstrahldüse ausgebildet sein. Die Düsen 23 sind vorteilhafterweise auf einem gemeinsamen Kreisdurchmesser angeordnet. Durch die Veränderung in der Größe des Düsenkopfes 21 und der Anzahl der Düsen 23 als auch der Rotationsgeschwindigkeit des Düsenkopfes 21 kann die Vorschubgeschwindigkeit und somit die flächige Bearbeitung eines Werkstückes 11 bestimmt werden.In 3 is a first embodiment of a high pressure tool according to the invention 19 shown. This high pressure tool has a nozzle head 21 on that via a rotary drive 22 is rotated to over nozzles 23 which on the nozzle head 21 are arranged, the high-tension water on the with molding material coated workpiece 11 to judge. The nozzles 23 are advantageously interchangeable on a nozzle head 21 provided and can be designed, for example, in the form of a point jet nozzle or flat jet nozzle. The nozzles 23 are advantageously arranged on a common circular diameter. By changing the size of the nozzle head 21 and the number of nozzles 23 as well as the speed of rotation of the nozzle head 21 can the feed rate and thus the flat machining of a workpiece 11 be determined.

In 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Hochdruckwerkzeuges 19 dargestellt. Dieses Hochdruckwerkzeug 19 weist eine rotierende Hochdrucklanze 24 auf, die als rotierender Stab ausgebildet ist. An seinem vorderen freien Ende ist wenigstens eine Düsenöffnung oder eine Düse 23 vorgesehen. Zusätzlich kann an einer Stirnseite 25 des Düsenkopfes 24 wenigstens eine Düse vorgesehen sein, um in axialer Richtung einen Wasserstrahl aufzubringen, um beispielsweise in einer Sacklochbohrung den Grund der Bohrung zu reinigen. Bevorzugt wird eine derartige Hochdrucklanze 24 für Innenbereiche eines Werkstückes oder Bohrungen als auch für Hinterschneidungen eingesetzt. Bevorzugt sind auch hier in einer Radialebene mehrere Düsenöffnungen 23 angeordnet, wobei in mehreren Radialebenen hintereinander mehrere Düsenreihen vorgesehen sein können.In 4 is an alternative embodiment of a high pressure tool 19 shown. This high pressure tool 19 has a rotating high pressure lance 24 on, which is designed as a rotating rod. At its front free end is at least one nozzle opening or a nozzle 23 intended. In addition, on one end 25 of the nozzle head 24 at least one nozzle can be provided in order to apply a water jet in the axial direction, for example to clean the bottom of the hole in a blind hole. Such a high pressure lance is preferred 24 used for the interior of a workpiece or bores as well as for undercuts. Here too, a plurality of nozzle openings are preferred in a radial plane 23 arranged, wherein several rows of nozzles can be provided in a row in several radial planes.

Die Hochdruckwerkzeuge 19 gemäß den 3 und 4 können mit einem Arbeitsdruck von beispielsweise zwischen 500 und 3.000 bar beaufschlagt werden. Die Drehzahl des rotierenden Düsenkopfes 21 beträgt zwischen 300 und 1.000 Umdrehungen pro Minute. Die Drehzahl der Hochdrucklanze 24 liegt beispielsweise bei 300 bis 1.500 Umdrehungen pro Minute. Der Wasserverbrauch liegt je nach Gussteil und Gussart zwischen 5 bis 130 Litern pro Minute. Bei filigranen Gussteilen, welche mit höherem vorgespanntem Wasser beaufschlagt werden, ist der Wasserverbrauch wesentlich niedriger wie bei Gussteilen, welche in weiche formgebende Materialien gegossen werden.The high pressure tools 19 according to the 3 and 4 can be subjected to a working pressure of between 500 and 3,000 bar, for example. The speed of the rotating nozzle head 21 is between 300 and 1,000 revolutions per minute. The speed of the high pressure lance 24 is, for example, 300 to 1,500 revolutions per minute. Depending on the casting and type of casting, water consumption is between 5 and 130 liters per minute. With filigree castings that are exposed to higher pre-stressed water, the water consumption is significantly lower than with castings that are poured into soft shaping materials.

Bei der Entkernung- und Entsandungsstrategie wird das Hochdruckwerkzeug 19 mit einem Abstand zum Werkstück 11 in Abhängigkeit des Werkstückmaterials und der Materialstärke bemessen, um eine zerstörungsfreie und vollständige Entkernung zu erzielen. Bei der Entkernung einer Bohrung kann beispielsweise vor gesehen sein, dass eine Lanze 24 zunächst in die Bohrung entlang einer vorbestimmten Wegstrecke eintaucht und vorgespanntes Wasser in die Bohrung eindringt. Im Anschluss daran wird die Lanze 24 teilweise aus der Bohrung herausgeführt und es erfolgt ein Spülvorgang, um im Anschluss daran bei weiterem Eintauchen gegenüber dem ersten Schritt wiederum vorgespanntes Wasser in die Bohrung einzutragen. Dadurch kann eine schonende aber effektive Reinigung auch von hartnäckig an der Oberfläche verbleibenden formgebenden Materialien ermöglicht sein. Dieser Vorgang kann auch sensorgesteuert und überwacht erfolgen.The high pressure tool is used for the coring and sanding strategy 19 at a distance from the workpiece 11 dimensioned depending on the workpiece material and the material thickness to achieve a non-destructive and complete gutting. When gutting a hole, it can be seen, for example, that a lance 24 first immersed in the bore along a predetermined distance and pre-stressed water penetrates into the bore. Then the lance 24 partially led out of the borehole and a rinsing process is carried out, in order to subsequently enter pre-stressed water into the borehole when immersed further than the first step. This allows gentle but effective cleaning even of stubborn molding materials that remain on the surface. This process can also be sensor-controlled and monitored.

In der Vorrichtung 10 gemäß den 1 und 2 kann des weiteren wenigstens ein Hochdruckwerkzeug 19 vorgesehen sein, welches einen starren Düsenkop^f aufweist.In the device 10 according to the 1 and 2 can also at least one high pressure tool 19 be provided, which has a rigid nozzle head ^f .

In 5 ist eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Transportfördereinrichtung 26 vorgesehen, welche taktweise Werkstücke 11 der Behandlungskammer 12 zuführt und gleichzeitig aus der Behandlungskammer 12 zur weiteren Bearbeitung abführt. Vorteilhafterweise sind Be- und Entladeöffnungen vorgesehen, welche nach dem Beund Entladen der Behandlungskammer 12 für die Bearbeitung druck- und wasserdicht schließen, so dass die Außenwelt durch spritzendes Wasser, Wassernebel als auch Lärm nicht beeinträchtigt ist.In 5 is an alternative embodiment of the device 10 shown. In this embodiment there is a transport conveyor 26 provided which cyclic workpieces 11 the treatment chamber 12 feeds and at the same time from the treatment chamber 12 for further processing. Advantageously, loading and unloading openings are provided, which after loading and unloading the treatment chamber 12 close pressure and watertight for processing so that the outside world is not affected by splashing water, water mist or noise.

In 6 ist eine weitere alternative Vorrichtung 10 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform greift die Handhabungseinrichtung 18 das Werkstück 11 und führt dieses entlang wenigstens einem Hochdruckwerkzeug 19, welches in der Behandlungskammer 12 stationär vorgesehen ist. Alternativ kann die Handhabungseinrichtung 18 auch durch zwei oder mehr mehrachsige Roboter ausgebildet sein, so dass sowohl das Werkstück 11 als auch zumindest ein Hochdruckwerkzeug 19 relativ zueinander bewegt werden, um die Entkernung durchzuführen.In 6 is another alternative device 10 intended. In this embodiment, the handling device engages 18 the workpiece 11 and guides it along at least one high pressure tool 19 which is in the treatment chamber 12 is provided stationary. Alternatively, the handling device 18 also be formed by two or more multi-axis robots, so that both the workpiece 11 as well as at least one high pressure tool 19 can be moved relative to each other to carry out the coring.

Die Vorrichtung 10 kann mit Frischwasser versorgt werden oder weist einen geschlossenen Wasserkreislauf auf, welcher bedarfsmäßig mit Frischwasser ergänzt wird. Der über das Schutzauftragesystem 16 abgeführte Abbruch wird separiert, so dass einerseits das Wasser in ein Wasserreservoir zurückgeführt wird, um wieder verwendet zu werden und andererseits der Abbruch entsorgt werden kann.The device 10 can be supplied with fresh water or has a closed water circuit, which can be supplemented with fresh water as required. The one about the protection order system 16 removed demolition is separated so that on the one hand the water is returned to a water reservoir for reuse and on the other hand the demolition can be disposed of.

Die Entkernungsanlage 10 kann zusätzlich mit einer Absaugeinrichtung 29 ausgestattet sein, so dass der während dem Entkernen entstandene Wassernebel beziehungsweise das Gemisch aus formgebenden Materialien und Wasser abgesaugt wird. Die Absaugeinrichtung 29 kann mit einem Schwadenkondensator ausgestattet sein, um den Wassernebel abzuscheiden. Durch die Absaugeinrichtung 29 kann der Vorteil erzielt werden, dass beim Öffnen der Behandlungskammer 12 nach dem Entkernungsprozess kein Wassernebel austritt.The coring system 10 can also be equipped with a suction device 29 be equipped so that the water mist or the mixture of shaping materials and water formed during the coring is sucked off. The suction device 29 can be equipped with a steam condenser to separate the water mist. Through the suction device 29 The advantage can be achieved that when opening the treatment chamber 12 no water mist escapes after the coring process.

Des weiteren kann eine Abblaseeinrichtung in der Entkernungsanlage 10 vorgesehen sein, durch welche stark schöpfende Werkstücke nach dem Entkernen getrocknet werden können. Weiterhin kann dadurch die Anforderung erfüllt werden, dass tropffreie Werkstücke für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess bereitgestellt werden können,A blow-off device can also be installed in the coring system 10 be provided, through which strong workpieces can be dried after coring. Furthermore, the requirement can be met that drip-free workpieces can be made available for a subsequent machining process.

Claims

Device for coring and desanding of shaping materials on cast products ( 11 ) with a treatment chamber ( 12 ) and a receiving device arranged therein ( 14 ) on which a cast product ( 11 ) is positioned and with at least one high pressure tool working with water ( 19 ), characterized in that at least one rotating high pressure tool ( 19 ) is provided and can be charged with pre-stressed water.

Device according to claim 1, characterized in that the at least one high pressure tool ( 19 ) with pre-stressed water at a pressure of up to 3,000 bar.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one high-pressure tool ( 19 ) a rotating nozzle arrangement with at least one high-pressure nozzle ( 23 ) which, as a rotating nozzle head ( 21 ) or as a rotating lance ( 24 ) is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one further rigid high-pressure tool is provided, which can be acted upon with pre-stressed water is.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one nozzle ( 23 ), the nozzle head ( 21 ) and / or the lance ( 24 ) are arranged interchangeably on the high pressure tool.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two nozzles ( 23 ) or nozzle openings on the nozzle head ( 21 ) are provided and arranged on the same circle diameter.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lance ( 24 ) at least one radially and / or axially arranged opening or nozzle ( 23 ) having.

Apparatus according to claim 7, characterized in that at least two nozzles ( 23 ) or nozzle openings on the lance ( 24 ) are provided and arranged on the same radial plane.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the high pressure tool ( 19 ) a rotary drive ( 22 ) with a rotary feedthrough, which feeds the prestressed water to the nozzle arrangement.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a pretensioning device is provided which has at least one connection for a high-pressure tool ( 19 ) having.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the pressure of the pre-stressed water through high pressure valves the prestressing device, preferably separately for each high-pressure tool, is adjustable and controllable.

Device according to claim 10 or 11, characterized in that that the pretensioner comprises a high pressure pump and the Pressure from a frequency converter or shut-off device is adjustable.

Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the biasing device and the at least one high-pressure tool ( 19 ) is designed for a pulsed prestressed water and for a prestressed water with constant pressure.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one high-pressure tool ( 19 ) manually or with a handling device ( 18 ) can be actuated.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a distance and / or a nozzle angle between the at least one high pressure tool ( 19 ) and the cast product ( 11 ) depending on the material properties and / or the material thickness of the cast product ( 11 ) is adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a loading and unloading opening ( 27 ) in a treatment chamber ( 12 ) is provided, by means of which the at least one cast product ( 11 ) fed to a working position and out of the treatment chamber ( 12 ) is removed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a transport conveyor ( 26 ) for loading and unloading the treatment chamber ( 12 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the handling device ( 18 ) the at least one high pressure tool ( 19 ) on a freely programmable path along the cast product ( 11 ) leads or the handling device ( 18 ) the cast product ( 11 ) relative to at least one stationary high pressure tool ( 19 ) moves or that a relative movement between the cast product ( 11 ) and the at least one high pressure tool ( 19 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device ( 14 ) of the cast product ( 11 ) stationary, as part of the transport conveyor ( 26 ) or as a handling device ( 18 ) is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the treatment chamber ( 12 ) a dirt discharge system ( 16 ) is provided, which has at least one drip pan ( 17 ) and preferably has a conveyor.

Apparatus according to claim 20, characterized in that the dirt discharge device ( 16 ) includes a filter and separates a stop from the used water and supplies the water to a water reservoir for a pretensioner.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the handling device ( 19 ) is designed as a multi-axis robot and is preferably surrounded by a protective cover which has a ventilation unit.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the treatment chamber ( 12 ) a suction device ( 29 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the treatment chamber ( 12 ) a blow-off device is provided which is operated manually or by a handling device ( 18 ) can be actuated.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a programmable computing and control unit is provided, by means of which at least one handling device ( 18 ) for pitting and desanding the cast product ( 11 ) controllable and on a path along a geometry of the cast product ( 11 ) is customizable.