DE19959438B4

DE19959438B4 - Formmaschine für eine Formherstellung in Formkästen unterschiedlicher Größen

Info

Publication number: DE19959438B4
Application number: DE1999159438
Authority: DE
Inventors: Günter Voss; Werner Wosnitza; Johannes Grote
Original assignee: Kuenkel Wagner Prozesstechnologie GmbH
Current assignee: Kuenkel Wagner Germany GmbH
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: DE19959438A1; EP1106282A1

Abstract

Formmaschine mit einer Füllvorrichtung (F) und einer Verdichtungsvorrichtung (V), wobei Formkästen (10, 11, 20) unterschiedlicher lichter Kastenfläche, insbesondere mindestens zwei unterschiedlicher lichter Kastenflächen, mit Formstoff füllbar und verdichtbar sind;
(a) eine erste lichte Kastenlänge mindestens eines der verwendeten Formkästen sich von einer zweiten lichten Kastenlänge der anderen verwendeten Formkästen um mehr als 100 mm unterscheidet;
(b) die verwendeten Formkästen bis zu drei unterschiedliche Außenlängen und bis zu zwei unterschiedliche Außenbreiten aufweisen;
(c) die Summe der Außenlängen zweier kürzerer Formkästen (10, 11) im wesentlichen gleich der Außenlänge des längsten Formkastens (20) ist;
um in der Füllvorrichtung oder der Verdichtungsvorrichtung zwei kleinere Formkästen (10, 11) gleichzeitig zu befüllen bzw. zu verdichten.

Description

Es sind Formmaschinen und Formanlagen zur automatischen kastengebundenen Formherstellung mit tongebundenen Formstoffen bekannt. In diesen Anlagen werden stets Formkästen gleicher lichter Kastengröße bzw. identischer Innenmaße verwendet.

Die Formherstellung mit solchen Gießereiausrüstungen erreicht hohe Produktivität und sehr gute Form- bzw. Gussqualität. Durch die feste Formkastengröße (Länge × Breite des Formballens = lichtes Kastenmaß bzw. lichte Kastenfläche) erfolgt allerdings eine Einschränkung bezüglich der maximalen und der minimalen Gussstückabmessungen. Dies führt zur Einschränkung des Produktionsprogramms der betreffenden Gießerei.

Zum Erreichen einer hohen Produktionsflexibilität in einer Gießerei können mehrere (gesonderte) Formanlagen mit jeweils einer eigenen Kastengröße (unterschiedliche lichte Kastenmaße) eingesetzt werden, wobei die Kastengröße der einen Formanlage von derjenigen Kastengröße der zweiten Formanlage abweicht, so daß zwei verschiedene (unterschiedliche) lichte Kastenmaße in einer Gießerei bearbeitet werden können. Dafür sind in erster Linie sehr hohe Investitionen erforderlich. Um die Wirtschaftlichkeit der Produktion zu sichern, müssen solche Anlagen sehr gut ausgelastet sein. Dadurch steigt das erforderliche Gesamtproduktionsvolumen, wobei zwangsläufig auch die erforderliche Kapazitätserweiterung der restlichen Bereiche der Gießerei (Sandaufbereitung, Kernmacherei, Schmelzbetrieb etc.) mitberücksichtigt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirtschaftliche Formmaschine und Formanlage zu entwickeln, die weiterhin die Vorteile der automatischen kastengebundenen Formherstellung besitzt und unter Beibehaltung des Gesamtproduktionsvolumens und der Wirtschaftlichkeit das Spektrum an herstellbaren Gußstückgrößen zu erweitern Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der Anspruch 1 gelöst.

Die Summe der Außenlängsmaße von zwei kleineren Formkästen ist im wesentlichen gleich dem Außenlängsmaß des längsten Formkastens.

Beispiele erläutern und ergänzen das Verständnis der Erfindung.
1A, 1B veranschaulichen das Füllen und Verdichten von Formstoff in zwei kleinen Formkästen 10, 11, die in einer Fülleinrichtung zunächst befüllt und dann verdichtet werden.
1C, 1D veranschaulichen dieselbe Formmaschine mit einem Befüllungsvorgang und einem Verdichtungsvorgang, nur hier mit einem großen Formkasten 20, der zunächst befüllt (1A, 1C) und dann verdichtet wird (1B, 1D).
2A, 2B, 2C, 2D veranschaulichen dasselbe Prinzip der Befüllung von kleineren und größeren Formkästen sowie deren Verdichtung in einer einzigen Formmaschine bzw. Formanlage, wobei die Einzel-Hubvorrichtung 14 der 1 hier mit einer Doppel-Hubvorrichtung 15, 16 ersetzt worden ist.
1E, 2E veranschaulichen leicht motifizierte Verdichtungsvorrichtungen entsprechend der 1B bzw. 2B.
In einer ersten Ausführungsform arbeitet die Formmaschine mit zwei Füllrahmen 18, 19 kleineren lichten Kastenmaßes (1A und 1B), und einem Füllrahmen 29 des großen lichten Kastenmaßes (1C und 1D). Die Füllrahmen werden mittels eines Drehtisches oder mittels einer Shuttle-Vorrichtung ausgetauscht:

I. Füllrahmenaustausch mit Drehtisch (3, Bereich Formmaschine FM): Alle drei Füllrahmen 18, 19, 29 liegen auf einem Drehtisch D, wobei die zwei kleinen Füllrahmen nebeneinander und diametral gegenüber dem großen Füllrahmen 29 angeordnet sind. Zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels in der Formmaschine werden durch Einschwenken des Drehtisches die zwei Füllrahmen in die Formmaschine zwischen die Formkästen 10, 11 und das Preßhaupt an der Stelle des großen Füllrahmens eingeführt. Werden Modelle in einem großen Formkasten geformt, schwenkt der Füllrahmendrehtisch zurück und tauscht die beiden kleinen Füllrahmen gegen den großen Füllrahmen aus.
II. Füllrahmenaustausch mit Shuttle: Die zwei kleineren Füllrahmen sind nebeneinander und gegenüber dem großen Füllrahmen in einem Shuttle angeordnet. Zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels in der Formmaschine werden durch im wesentlichen lineares Verfahren des Shuttles die zwei kleinen Füllrahmen in die Formmaschine zwischen den Formkästen und dem Preßhaupt an der Stelle des großen Füllrahmens plaziert. Werden Modelle in großen Formkästen geformt, verfährt die Shuttlevorrichtung zurück und tauscht die beiden kleinen Füllrahmen gegen den großen Füllrahmen aus.

In einer zweiten Ausführungsform weist die Formmaschine zwei gleichgroße Füllrahmen auf. Einer der Füllrahmen ist mit Überbrückungsteilen versehen, die den Füllrahmen in zwei – an dem kleinen lichten Kastenmaß orientierten – Bereiche teilt. Die Montage der Überbrückungsteile kann manuell erfolgen.
Die Füllrahmen (der geteilte und der nicht geteilte) werden während des Formkastenwechsels mit einem Drehtisch oder mit einer Shuttle-Vorrichtung ähnlich wie oben beschrieben ausgetauscht. Wenn der erste Füllrahmen in der Maschine ist, befindet sich der zweite Füllrahmen in der Wartestellung.
In einer dritten Ausführungsform weist die Formmaschine nur einen Füllrahmen auf. Während des Formkastenwechsels wird der Füllrahmen mittels eines Drehtisches oder mittels einer Shuttle-Vorrichtung ähnlich wie oben beschrieben aus der Formmaschine ausgefahren und mit entsprechenden Überbrückungsteilen versehen bzw. die Überbrückungsteile werden schnell abmontiert. Danach wird der Füllrahmen wieder in die Formmaschine eingeführt.
Ausführungsformen der Formmaschine bezüglich der Ausbildung der Hubvorrichtungen:

I. Eine Einzel-Hubvorrichtung 14, 14a (1).
II. Eine Doppelhubvorrichtung 15, 16, 15a, 16a (2).

Ausführungsformen der Formmaschine bezüglich der Ausbildung der Verdichtungsvorrichtung V:

I. Vielstempelpreßhaupt mit mehreren einzeln gesteuerten Stempelgruppen 60, 61, die an die lichten Kastenflächen angepaßt sind, die gerade in der Maschine geformt werden sollen.
II. Luftimpulskopf.
III. Preßplatte mit verstellbaren Segmenten.

Ausführungsformen der Formmaschine bezüglich der Ausbildung der Füllstation F:

I. Einzel-Füllvorrichtung mit beweglichen, verstellbaren Leitblechen 40, 41 und Verschlüssen 42, insbesondere im Winkel alpha (α) hinsichtlich der Leitbleche. Die Wände werden nach außen gekippt, um eine größere Fläche zu erreichen.
II. Doppel-Füllvorrichtung mit einzeln gesteuerten Füllvorrichtungshälften.

Nach der Formherstellung durchlaufen die Formkästen 10, 11, 20 unterschiedlicher lichter Kastengröße die einzelnen Bereiche der automatischen Formanlage nach 3. Die Formanlage ist mit Geräten (Ausstosser, Übersetzer, Formkastenreinigungsvorrichtung, Wender, Zusammenleger, Trichterbohrvorrichtung etc.) ausgestattet, die in der Lage sind, die unterschiedlichen Formkastengrößen zu erkennen und alle aus dem Stand der Technik bekannten erforderlichen Bewegungen und Manipulationen mit den unterschiedlichen Formkastengrößen zu verrichten.
Vorteile der erfindungsgemäßen Formmaschine und Formanlage gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Formmaschinen mit nur einem Formkastenformat:

I. Die Formanlage mit mehreren Formkastengrößen benötigt etwa die Hälfte des Aufstellungsplatzes von zwei Standardanlagen vergleichbarer Leistung.
II. Die Formanlage mit flexibler Formkastengröße ist wesentlich billiger, bei einer Hälfte des Aufstellungsplatzes von zwei Standardanlagen vergleichbarer Leistung.
III. Entsprechend den Produktionsanforderungen werden wahlweise große und kleine Formkästen eingesetzt.
IV. Der erforderliche Formkastenpark wird bei Beibehaltung der erforderlichen Kühlzeit und Formanlagenleistung stark reduziert.
V. Die Zahl des Bedienungs- und Instandhaltungspersonals entspricht der einer einzigen Formanlage.

Claims

Formmaschine mit einer Füllvorrichtung (F) und einer Verdichtungsvorrichtung (V), wobei Formkästen (10, 11, 20) unterschiedlicher lichter Kastenfläche, insbesondere mindestens zwei unterschiedlicher lichter Kastenflächen, mit Formstoff füllbar und verdichtbar sind; (a) eine erste lichte Kastenlänge mindestens eines der verwendeten Formkästen sich von einer zweiten lichten Kastenlänge der anderen verwendeten Formkästen um mehr als 100 mm unterscheidet; (b) die verwendeten Formkästen bis zu drei unterschiedliche Außenlängen und bis zu zwei unterschiedliche Außenbreiten aufweisen; (c) die Summe der Außenlängen zweier kürzerer Formkästen (10, 11) im wesentlichen gleich der Außenlänge des längsten Formkastens (20) ist; um in der Füllvorrichtung oder der Verdichtungsvorrichtung zwei kleinere Formkästen (10, 11) gleichzeitig zu befüllen bzw. zu verdichten.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formmaschinenhubtisch als Einzelhubtisch (13, 14) so ausgebildet ist, daß er entsprechend der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden Formkästen zwei kleine Modellplattenträger (12, 13) parallel bzw. einen großen Modellplattenträger (22) aufnehmen, heben und senken kann.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei separate Hubtische (15, 16) vorgesehen sind, die entsprechend der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden Formkästen zwei kleine Modellplattenträger (12, 13) gleichzeitig bzw. zusammen einen großen Modellplattenträger (22) aufnehmen, heben und senken können.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubtisch einer Modellwechselstation als Einzelhubtisch so ausgebildet ist, daß er entsprechend der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden Formkästen zwei kleine Modellplattenträger parallel bzw. einen großen Modellplattenträger aufnehmen, heben und senken kann.
Formmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Hubtisch einer Modellwechselstation aus zwei separaten Hubtischen besteht, die so ausgebildet sind, daß sie entsprechend der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden Formkästen zwei kleine Modellplattenträger gleichzeitig bzw. einen großen Modellplattenträger zusammen aufnehmen, heben und senken können.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehtisch zum Wechseln von Füllrahmen (19, 18) vorgesehen ist und der Drehtisch oberhalb der Formkästen und unterhalb der Füll- bzw. Verdichtungsvorrichtung betreibbar ist.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Shuttle-Vorrichtung zum Verfahren von Füllrahmen (19, 18) in bzw. aus der Formmaschine aufweist und die Schuttle-Vorrichtung oberhalb der Formkästen und unterhalb der Füll- bzw. der Verdichtungsvorrichtung betreibbar ist.
Formmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass (a) sie über zwei Füllrahmen (18, 19) kleinerer Fläche und einen Füllrahmen (29) großer Fläche verfügt; (b) die Füllrahmen auf dem Drehtisch so angeordnet sind, daß die zwei Füllrahmen kleinerer Fläche nebeneinander und diametral gegenüber dem Füllrahmen großer Fläche liegen; (c) die Füllrahmen auf dem Drehtisch durch Einschwenken zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels entsprechend der Anzahl bzw. der lichten Kastenfläche der sich in der Formmaschine befindenden Formkästen ein- bzw. ausgeschwenkt werden.
Formmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß (a) sie über zwei gleichgroße Füllrahmen verfügt; (b) der eine Füllrahmen mit Überbrückungsteilen versehen ist, die diesen Füllrahmen in zwei, an die lichten Kastenmaße der kleinen Formkästen angepaßte Bereiche aufteilt; (c) die Füllrahmen auf dem Drehtisch diametral angeordnet sind; (d) die Füllrahmen durch Drehen des Drehtisches zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels entsprechend der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden Formkästen ein- bzw. ausgeschwenkt werden.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) sie über einen Füllrahmen verfügt; (b) der Füllrahmen auf einem Drehtisch seitlich vom Drehpunkt des Tisches angeordnet ist; (c) in dem Füllrahmen schnell abnehmbare Überbrückungsteile montierbar sind, die den Füllrahmen in zwei – an das lichte Kastenmaß der kleinen Formkästen angepaßte – Bereiche teilen; (d) der Füllrahmen durch Drehen des Füllrahmen-Drehtisches zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels ein – bzw. ausgeschwenkt wird.
Formmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß (a) sie über zwei Füllrahmen (18, 19) kleinerer lichter Kastenfläche und einen Füllrahmen größerer lichter Kastenfläche (29) verfügt; (b) die zwei kleineren Füllrahmen nebeneinander und gegenüber dem größeren Füllrahmen auf einem Wagen angeordnet sind; (c) die gegenüberliegenden Füllrahmen durch Verfahren zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels entsprechend der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden bzw. dorthin bewegenden Formkästen (10, 11, 20) ausgetauscht werden.
Formmaschine nach Anspruch 1 und Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß (a) sie über zwei gleichgroße Füllrahmen verfügt; (b) die beiden Füllrahmen in einem Shuttle gegenüber angeordnet sind; (c) der eine Füllrahmen mit Überbrückungsteilen versehen ist, um ihn in zwei – an die Formkästen mit kleinerem lichten Kastenmaß angepaßte – Bereiche zu teilen; (d) die Füllrahmen durch Verfahren des Shuttles zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels entsprechend der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden bzw. dorthin bewegten Formkästen (wechselseitig) ausgetauscht werden.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) sie über einen Füllrahmen verfügt; (b) der Füllrahmen in einem Shuttle angeordnet ist; (c) in dem Füllrahmen schnell abnehmbare Überbrückungsteile montiert sind, die den Füllrahmen in zwei – an die Formkästen mit kleinerem lichten Kastenmaß angepaßte – Bereiche teilen; (d) der Füllrahmen durch Verfahren zum Zeitpunkt des Formkastens- und Modellwechsels aus der Formmaschine aus- und zurückgeführt wird.
Formmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Verdichtungsvorrichtung als ein Vielstempelpreßhaupt mit mehreren, insbesondere mindestens drei, voneinander unabhängigen Preßstempelgruppen ausgebildet ist; (b) die mehreren Preßstempelgruppen unabhängig voneinander nach Preßdruck, Preßbeginn und Preßende gesteuert werden.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsvorrichtung als ein Impulskopf für Impulsverdichtung mit mindestens einem Impulsventil ausgebildet ist.
Formmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Verdichtungsvorrichtung als eine Preßplatte ausgebildet ist; (b) die Preßplatte aus einzelnen Segmenten besteht, die in Abhängigkeit von der Anzahl der sich in der Formmaschine befindenden Formkästen verstellbar sind.
Formmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Füllvorrichtung als Einzel-Füllvorrichtung ausgebildet ist; (b) die Füllvorrichtung mit beweglichen verstellbaren Leitblechen (40, 41) und Verschlüssen (42) versehen ist, die entsprechend ihrer momentanen Position, insbesondere Winkellage: (aa) das gleichzeitige gleichmäßige Befüllen von zwei kleineren Formkästen (10, 11) ermöglichen; oder (bb) das gleichmäßige Befüllen von einem großen Formkasten (20) ermöglichen.
Formmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Füllvorrichtung als eine Doppel-Füllvorrichtung ausgebildet ist; (b) die beiden Hälften der Doppel-Füllvorrichtung einzeln gesteuert werden.
Automatische Formanlage zur Gußherstellung in kastengebundenen Formen, wobei (a) Formkästen mit unterschiedlichen lichten Kastenflächen, insbesondere mindestens zwei unterschiedlichen lichten Kastenflächen, parallel verdichtet, transportiert, passend zu Formpaketen zusammengelegt, vergossen, gekühlt, entleert und gereinigt werden; (b) die lichten Kastenlänge mindestens eines (10, 11) der verwendeten Formkästen sich von der lichten Kastenlänge der anderen verwendeten Formkästen (20) um mehr als 100 mm unterscheidet; (c) die Summe der Außenlängen zwei kürzerer Formkästen (10, 11) nahezu gleich der Außenlänge des längsten Formkastens (20) ist; (d) zwei Formkästen kleinerer lichter Kastenfläche (10, 11) in der Füllvorrichtung (F) gleichzeitig gefüllt bzw. in der Verdichtungsvorrichtung (V) gleichzeitig verdichtet werden.
Automatische Formanlage nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß (a) eine Formkastenrollenbahn der Anlage als Doppelrollenbahn ausgebildet ist; (b) auf der Doppel-Rollenbahn Formkästen mit zwei unterschiedlichen Laufleistenabständen transportiert werden.
Automatische Formanlage nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß Transport- und Dämpfungszylinder einer Form- und einer Kerneinlegestrecke mindestens zwei unterschiedlich lange Formkasten-Schübe ausführen.
Formanlage nach Anspruch 19, wobei die verwendeten Formkästen bis zu drei unterschiedliche Außenlängen (Außenlänge = maximales Längsmaß) und bis zu zwei unterschiedliche Außenbreiten (Außenbreite = Laufleistenabstand des Formkastens) aufweisen.
Verfahren zur kastengebundenen Formherstellung, wobei Formkästen (10, 11, 20) unterschiedlicher lichter Kastenfläche mit Formstoff füllbar und verdichtbar sind, mit einer Füllvorrichtung (F) und einer Verdichtungsvorrichtung (V), wobei (d) eine erste lichte Kastenlänge mindestens eines der verwendeten Formkästen sich von einer zweiten lichten Kastenlänge der anderen verwendeten Formkästen um mehr als 100 mm unterscheidet; (e) die verwendeten Formkästen bis zu drei unterschiedliche Außenlängen und bis zu zwei unterschiedliche Außenbreiten aufweisen; (f) die Summe der Außenlängen zweier kürzerer Formkästen (10, 11) im wesentlichen gleich der Außenlänge des längsten Formkastens (20) ist; und in der Füllvorrichtung oder der Verdichtungsvorrichtung zwei kleinere Formkästen (10, 11) gleichzeitig befüll und verdichte, werden.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei mindestens zwei unterschiedlicher lichte Kastenflächen verwendet werden.