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Kasten-Formanlagen finden in Gießereien Verwendung
und dienen der Herstellung von Formteilen aus metallischen Werkstoffen
im Gussverfahren.
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Die Außenkontur der Formteile wird
durch die Innenkontur des jeweiligen Formkastens bestimmt. Sollen
die Gussteile Hohlräume
aufweisen, so ist das Einlegen von Kernen notwendig, um die Hohlräume der
Gussteile abzubilden. Die Kerne bestehen in der Regel aus verdichtetem
Sand und werden manuell oder maschinell in dem Formkasten abgelegt.
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Es ist bekannt, zum maschinellen
Ablegen Roboter zu verwenden. Diese entnehmen die abzulegenden Kerne
Rundttakttischen oder Shuttle-Systemen, mittels welcher die Kerne
in den von dem Roboter erreichbaren Bereich transportiert werden.
Während
des Transports ruhen die Kerne in an ihrer Außenkontur angepassten Kernmatrizen
um eine Beschädigung
der Kerne während
des Transports zu verhindern.
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Nachteilig ist es, dass für den Betrieb
dieser Vorrichtungen eine Vielzahl von Kernmatrizen für die Bereitstellung
der Kerne mittels der Transportsysteme notwendig sind, da die Kernmatrizen
aufwendig in ihrer Herstellung sind und eine Vielzahl derselben
einen hohen logistischen Aufwand erfordert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein Ablegen von
Kernen in Formkästen
unter reduziertem Aufwand möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch
1 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.
Die Ansprüche 2
bis 6 betreffen bevorzugte Ausführungsformen
der Vorrichtung.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
das folgende durchgeführt
werden:
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- – Einlegen
mindestens eines Kernes vom Bedienpersonal in eine Halteeinrichtung
eines Roboters;
- – Aktivieren
der Halteeinrichtung;
- – Verlagerung
der Halteeinrichtung in eine Position oberhalb mindestens eines
Formkastens sowie
- – Ablegen
des mindestens einen Kernes in den mindestens einen Formkasten.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik
erfolgt die Beladung der Halteeinrichtung mit dem mindestens einen
Kern aus Lagereinrichtungen – sogenannten
Kernregalen – direkt
am Roboter. Die Zufuhr der Kerne über Transportvorrichtungen
entfällt
daher vollständig.
Aufwendungen für
letztere erübrigen
sich daher. Bei dem Verfahren ist darüber hinaus nur eine Kernmatrize
erforderlich, nämlich
diejenige der Halteeinrichtung selbst. Auf eine Vielzahl von Kernmatrizen,
wie sie beim Stand der Technik notwendig sind, kann daher ebenfalls
verzichtet werden.
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Die Halteeinrichtung kann – wie bevorzugt – mit pneumatischem
Unterdruck aktiviert werden.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des
Verfahrens, bei der der mindestens eine Kern von der Halteeinrichtung
angesaugt wird. Durch diese Maßnahme
kann die Anzahl der notwendigen, beweglichen Teile der Halteeinrichtung
und die Gefahr, dass die Kerne durch die Halteeinrichtung beschädigt werden,
minimiert werden.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des
Verfahrens, bei dem die Halteeinrichtung zunächst zum Einlegen des mindestens
einen Kernes dem Bedienpersonal zugewandt ist und nach dem Aktivieren
um eine etwa horizontale Achse um einen Winkel größer 90° so verschwenkt
wird, dass der mindestens eine Kern nach unten weist, mit anderen Worten:
hängt.
Der mindestens eine Kern kann dann vom Bedienpersonal durch eine
Verlagerung mit einer nach unten gerichteten Bewegungskomponente in
die Kernmatrize der Halteeinrichtung eingelegt werden, was den Vorteil
hat, dass der Kern bereits aufgrund der Schwerkraft in der Halteeinrichtung
verbleibt und der Einlegevorgang von dem Bedienpersonal in einer
angenehmen Körperhaltung
beobachtet werden kann. Erst anschließend erfolgt das Aktivieren
der Halteeinrichtung und das erforderliche Verschwenken der Halteeinrichtung
derart, dass der mindestens eine Kern nach unten an den Formkasten
abgegeben werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens umfasst einen neben oder über der Kasten-Formanlage angeordneten
Roboter und eine Halteeinrichtung für mindestens einen Kern, die
mittels des Roboters zwischen der Einlegeposition, in der der mindestens
eine Kern vom Bedienpersonal in die Halteeinrichtung eingelegt wird, und
der Abgabeposition, in der der mindestens eine Kern an mindestens
einen Formkasten abgegeben wird, verlagerbar ist.
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Die Haltevorrichtung kann mechanisch
wirkend ausgebildet sein, wobei ihre Betätigung beispielsweise ebenfalls
mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch erfolgen kann.
Sie ist vorzugsweise als pneumatisch betätigter Sauggreifer ausgestaltet.
Wenn sie – wie
besonders bevorzugt – um
eine etwa horizontale Achse verschwenkbar an dem Roboter angeordnet
ist, kann das Einlegen des mindestens einen Kernes – wie bereits
oben beschrieben – durch
das Bedienpersonal auf besonders einfache Weise erfolgen.
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Zur Verringerung der Fertigungstoleranzen der
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgestatteten Kasten-Formanlage hergestellten Gussteile sind vorzugsweise
Führungsmittel
zur Positionierung der Halteeinrichtung während des Abgabevorganges des
mindestens einen Kernes an den mindestens einen Formkasten vorgesehen.
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Um die Vorrichtung für die Verwendung
verschiedener Kerne auf einfache Weise umrüstbar zu gestalten, ist vorzugsweise
ein Schnellwechselsystem vorgesehen, über das die Halteeinrichtung
an- beziehungsweise von dem Roboter abkoppelbar ist. Es versteht
sich, dass das Schnellwechselsystem sowohl manuell, als auch automatisch
betätigbar
ausgestaltet sein kann.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der Roboter als Knickarm-Roboter ausgebildet.
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Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sollen nun anhand der beigefügten Zeichnung
erläutert
werden. Es zeigen:
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1
– schematisch – eine mit
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgerüsteten
Kasten-Formanlage in einer Ansicht von oben sowie
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2
dieselbe
Kasten-Formanlage in einer Seitenansicht (Ansicht A in 1).
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Die in der Zeichnung mit 100 bezeichnete Kasten-Formanlage
umfasst eine Fertigungsstraße 1,
mit der Formkästen 2 in
Richtung des Pfeiles P einer Kerneinlegestation 3 zugeführt und
von dieser abtransportiert werden.
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Die Kerneinlegestation 3 umfasst
eine als Ganzes mit 4 bezeichnete Vorrichtung zum Einlegen von
in der Zeichnung nicht dargestellten Kernen in die Formkästen 2,
die einen Knickarm-Roboter 5 aufweist. Letzterer trägt am freien
Ende 6 seines Armes 7 eine Halteeinrichtung 8,
die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als pneumatisch betriebener Sauggreifer ausgestaltet ist. Der Erzeugung
des für seine
Betätigung
benötigten
Unterdrucks dient ein Aggregat 9, das über eine Unterdruckleitung 10 mit der
Halteeinrichtung 8 wirkverbunden ist.
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In 2 sind
verschiedene Positionen des Knickarm-Roboters 5 dargestellt,
anhand derer die Funktionsweise der Vorrichtung und der Verfahrensablauf
erläutert
werden soll.
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Bei der mit 1 bezeichneten
Position handelt es sich um eine Ruhestellung. In dieser ist der
Zugang zum Formkasten 2 freigegeben, so dass die Bestückung desselben
mit einem Kern manuell erfolgen kann.
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Die Durchführung eines Verfahrensschrittes mit
den erfindungsgemäßen Roboter
beginnt mit der mit II bezeichneten Position. In dieser ist die
Halteeinrichtung 8 durch Verschwenken um eine horizontale Achse
A mit ihrer Kernauf- beziehungsweise Kernabgabeseite 11 Bedienpersonal 12 zugewandt,
dass manuell in der Zeichnung nicht dargestellte Kerne aus Kernregalen 13 in
die Halteeinrichtung 8 einlegt. Nach dem Einlegen wird
das Aggregat 9 zur Erzeugung des Unterdrucks aktiviert
beziehungsweise die Unterdruckleitung 10 durch eine in
der Zeichnung nicht dargestellte Ventilanordnung bei laufendem Aggregat 9 mit
der Halteeinrichtung 8 wirkverbunden und anschließend durch
Verschwenken und Knicken des Armes 7 des Knick-Roboters 8 sowie
durch Verschwenken der Halteeinrichtung 8 um die Achse
A in die Position III verlagert, um dort durch Entkoppeln des Unterdrucks
von der Halteeinrichtung 8 den Kern an den Formkasten 2 abzugeben.
Zur Positionierung dienen an der Halteeinrichtung 8 vorgesehene
Führungsbolzen 14,
die zusammen mit an den Formkästen 2 vorgesehenen
Führungsbuchsen 15 Führungsmittel 16 bilden.
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Zum Schutze des Bedienpersonals ist
die Kerneinlegestation 3 von Schutzzäunen 17 umgeben. Der
Absicherung des das Einlegen der Kerne in die Halteeinrichtung 8 bewerkstelligenden
Bedienpersonals 12 dient eine Lichtschrankenanordnung 18.
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Der jeweilige Betriebszustand der
Vorrichtung wird mittels einer Signalampel 19 angezeigt.
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Die Halteeinrichtung 8 ist über ein
Schnellwechselsystem 20 an dem Arm 7 angebracht,
so dass zur Bestückung
von Formkästen 2 mit
unterschiedlichen Kernen auf einfache Weise Halteeinrichtungen 8 mit
in der Zeichnung nicht dargestellten, an unterschiedliche Kerne
angepassten Kernmatrizen montierbar sind.
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- 1
- Fertigungsstrasse
- 2
- Formkästen
- 3
- Kerneinlegestation
- 4
- Vorrichtung
- 5
- Knickarm-Roboter
- 6
- Ende
- 7
- Arm
- 8
- Halteeinrichtung
- 9
- Aggregat
- 10
- Unterdruckleitung
- 11
- Seite
- 12
- Bedienpersonal
- 13
- Kernregale
- 14
- Führungsbolzen
- 15
- Führungsbuchse
- 16.
- Führungsmittel
- 17
- Schutzzäune
- 18
- Lichtschrankenanordnung
- 19
- Signallampe
- 20
- Schnellwechselsystem
- 100
- Kasten-Formanlage
- P
- Pfeil
- A
- Achse
- I,
II, III.
- Betriebszustände