DE19945547A1 - Verfahren zum Vollformgießen mit nachfolgender Gasdruckbeaufschlagung - Google Patents

Abstract

Verkürzung der zeitlichen Verzögerung in der automatisierten Serienfertigung zwischen Einfüllen des flüssigen Gußmetalls und Start des Druckaufbaus, welcher bei bisherigem Einsatz von einem roboterbewegten Gießrichter entsteht. DOLLAR A Lösung durch Einsatz eines Gießtrichters/Gießtümpels, der während der Druckbeaufschlagung im Behälter verbleibt. DOLLAR A Anzuwenden beim Vollformgießen auf einer automatisierten Serienanlage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleunigung des Arbeitsvorgangs beim Vollformgießverfahren in der automatisierten Serienfertigung mit anschließender Gasdruckbeaufschlagung der abgegossenen Gußteile.

Gemäß dem Stand der Technik werden entsprechend Dipl. Ing. Ernst Brunhuber, Gießerei Lexikon 16. Auflage 1994, Verlag Schiele, Berlin (Fundstellenbegriffe daraus unterstrichen) beim Vollformgießverfahren einmalig verwendbare, aus Kunststoffschaum herausgeschnittene oder formgeschäumte, verlorene Gußteil-Modelle verwendet. Diese werden bei der Gußteile-Serienfertigung zu einer Gießtraube zusammengefaßt, welche aus Einguß, Gießlauf, Anschnitt und Gußteil-Modellen besteht. Die in einen Behälter eingebrachte, geschlichtete Gießtraube wird mit ungebundenem Sand so eingeformt, daß nur noch der Einguß aus dem Sand herausragt. Durch Aufgießen von flüssigem Metall, welches den Kunststoffschaum vergast, werden die Modelle abgegossen und damit die Gußteile hergestellt. Über den Einguß wird vor dem Gießvorgang üblicherweise ein Trichter aufgesetzt. Aufgabe des Trichters ist es das gesamte flüssige Metall aufzunehmen bis es den Kunststoffschaum durch seine Hitze vergast hat, das Metall den Platz des Kunststoffschaums eingenommen hat und deswegen der Trichter leergelaufen ist. Gleichzeitig wird durch Einsatz des Trichters ein gewisser Metalldruck auf den Kunststoffschaum erreicht, der den Vergasungsvorgang beschleunigt. Danach kann der Trichter beim Abguß des nächsten Behälters eingesetzt werden.

Ein Aufgießen des flüssigen Metalls direkt auf den aus dem Sand ragenden geschlichteten Einguß der Gießtraube aus Kunststoffschaum, welcher ebenfalls eine großvolumige Trichterform haben kann, hat sich nicht bewährt. Die auf den Kunststoffschaum aufgebrachte Schlichte ist nicht fest genug um sicher zu verhindern, daß der Druck des flüssigen Metall die Schlichteschicht nicht durchbricht und sich in den Sand ergießt oder sich damit vermengt, was zu Gußteilfehlern führt.

Bei der Serienfertigung von Vollformgußteilen sind die Arbeitsvorgänge weitgehend automatisiert um die Fertigungszeiten pro Gußteil aus Kostengründen abzukürzen. So wird u. a. des Aufsetzens und Abnehmens des Trichters sowie das Schöpfen des flüssigen Metalls aus dem Schmelztiegel und Ausgießen in den Trichter durch Roboter ausgeführt, an deren Arm ein Gießlöffel oder ein mehrfach verwendbarer Trichter aus Metall oder Keramik angebaut ist. Durch das Erfordernis des Leerlaufens des Trichters vor dem Abnehmen vom Gießbehälter und die Roboterbewegung an sich besteht ein zeitlicher Vorgang, dessen Beschleunigung durch die Schnelligkeit des verwendeten Robotersystems und die vergossene Metallmenge begrenzt wird. Allein das Leerlaufen des Trichters benötigt bei voluminösen Teilen nach bisheriger Praxiserfahrung ca. bis zu 1 Minute.

Zur Verbesserung der Gußteilequalität ist die Beaufschlagung der abgegossenen Gußteiltraube mit einem Gasdruck aus US-Patent Nr. 5,161,595 vom 10. Nov. 1992 und US-Patent Nr. 5,058,653 vom 22. Okt. 1991 bekannt. Dieser Gasdruck kann nach US-Patent Nr. 5,161,595 Spalte 2, Zeile 11 fortfolgende unmittelbar nach dem Füllen mit flüssigem Metall oder später aufgebracht werden. In der Praxis der automatisierten Serienfertigung besteht hier ein zeitliches Problem. Erst wenn der aufgesetzte Trichter leergelaufen, durch den Roboter ausgeschwenkt und der Behälter mit einem Deckel druckdicht verschlossen ist, kann der Druckaufbau starten, welcher bis zum Erreichen des erforderlichen Nenndrucks auf das eingegossene Metall ebenfalls Zeit benötigt. Eine nach US Patent Nr. 5,161,595 beschriebene unmittelbare Druckbeaufschlagung nach dem Füllen ist bei diesem Verfahrenablauf nicht zu erzielen. Folge dieser Zeitverzögerung ist, daß zum Beispiel bei dünnwandigen Gußteilen die Metallerstarrung schon soweit fortgeschritten sein kann, daß die qualitätsverbessernde Wirkung der Gasdruckbeaufschlagung nicht eintritt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde den zeitlichen Ablauf in der automatisierten Serienfertigung durch ein geeignetes Verfahren zu beschleunigen, so daß die Druckbeaufschlagung unmittelbar nach dem Einfüllen des flüssigen Metalls und druckdichten Verschließen des Behälters erfolgen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der zeitlichen Beschleunigung durch den Einsatz eines Trichters gelöst, welcher nicht nach dem Ausgießen und Leerlaufen aus dem Behälter entfernt wird, sondern der während der Druckbeaufschlagung im Behälter verbleibt. Damit kann sofort nach dem Ausgießen des flüssigen Metalls in den Trichter der Deckel geschlossen und der Druckaufbau gestartet werden. Das Leerlaufen des Trichters und seine Entfernung braucht für den Start der weiteren Arbeitsschritte nicht abgewartet zu werden.

Eine Verwendung von mehrfach verwendbaren metallenen oder keramischen Trichtern, wie sie auch üblicherweise beim Roboterbetrieb verwendet werden, ist möglich. Nachteil dabei ist, daß diese Trichter teuer sind, sie in mehrfacher Anzahl benötigt würden und sie beim Auskippen des Behälters zur Trennung von gegossener Gießtraube und Sand beschädigt werden könnten oder sie selbst die Aussiebeinrichtung für den Sand beschädigen könnten. Außerdem ist das Einsammeln der vom Gießvorgang noch heißen Trichter ein zusätzlicher Arbeitsgang.

Diese Nachteile werden durch Einsatz eines aus verfestigtem Sand hergestellten Trichters vermieden, wie er vergleichbar beim Sandgußverfahren unter dem Fachbegriff Aufbautrichter und Gießtümpel zum Stand der Technik gehört. Auch in US Patent 5,755,271 ist in Spalte 12, Zeile 3 fortfolgende und Zeile 23-25 für das Vollformgußverfahren ein derartiger Trichter aus verfestigtem Sand beschrieben, jedoch ohne Zusammenhang zum Einsatz der Druckbeaufschlagung. Zur Sandverfestigung eignen sich die in der Industrie nach Stand der Technik angewandten Kernformverfahren mit Kernbindern.

Dieser Trichter kann entweder wie in US Patent 5,755,271 Fig. 1 dargestellt in den Sand vertieft oder wie in der Zeichnung des US Patent 4.520,858 dargestellt auf die Sandoberfläche aufgesetzt verwendet werden.

Der Sandtrichter ist nur einmalig verwendbar und kann nach dem Ausleeren des Behälters zusammen mit anderem Sand einer Sandaufbereitung zugeführt werden.

Bild I zeigt einen Behälter 1 mit druckdicht verschließbaren Deckel mit Druckanschluß 2 in den die Gießtraube 3 mit ungebundenem Sand 4 eingeformt ist und über den Einguß 5 der Gießtraube ist auf die Sandoberfläche ein Aufbautrichter 6a oder ein Gießtümpel 6b aufgesetzt. Bild II zeigt die gleiche Anordnung mit in die Sandoberfläche versenkt eingesetztem Aufbautrichter 6a oder Gießtümpel 6b.

Claims (3)

1. Verfahren zum Vollformgießen in der automatisierten Serienfertigung mit Start der Gasdruckbeaufschlagung direkt im Anschluß an das Einfüllen des gesamten für den Guß benötigten flüssigen Gußmetalls in einen Gießtrichter/Gießtümpel und druckdichtem Verschließen des Gießbehälters dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Gießtrichter/­ Gießtümpel bei der Gasdruckbeaufschlagung im Gießbehälter verbleibt, nicht entfernt zu werden braucht und so den Zeitverlust beim Start der Druckbeaufschlagung durch Leerlaufenlassen und Entfernen eines robotergeführten Trichters nach dem Ausgießen des flüssigen Gußmetalls vermeidet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Gußmetall in einen nur einmal verwendbaren Gießtrichter 1 Gießtümpel aus verfestigtem Sand gegossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Gießtrichter/Gießtümpel aus keramischen Material oder aus Metall ist.