DE3123651C2

DE3123651C2 - Arbeitsverfahren und Vorrichtung zum Abtrennen des Gießsystems von Gußstücken

Info

Publication number: DE3123651C2
Application number: DE19813123651
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 5603 Wülfrath Zeh
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE3123651A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens für das Abtrennen des Gießsystems von Gußstücken die in Fließarbeit auf Formlagen für Kastenguß und kastenlose Gußformen für Gießereizwecke hergestellt werden, insbesondere von Serienteilen aus dem Fahrzeugbau und/oder ähnlichen Teilen aller vergleichbaren Sparten. Hierbei wird das Gießsystem von den Gußstücken vor der Ausschlagstelle, also noch vollständig im Formkasten oder in der kastenlosen Gußform umgeben vom Formstoff, getrennt. Die Trennung erfolgt durch eine elektronisch gesteuerte, hydraulische Abtrennmaschine, die bei Kastenguß für Unter- und Oberkasten aus einem im rechteckigen System, entsprechend der Kastengröße der Formanlage, von möglichst dicht nebeneinander angeordneten Zylindern, die nach der speziellen Charakteristik des vorhandenen Gießsystems mit den Gußstücken die Aufgaben des Abstützens oder des Abtrennens übernehmen. Ebenso erfolgt die Trennung des Gießsystems bei kastenloser Gußform, nachdem diese von der senkrechten Gießanlage mit Hilfe des Rahmens (6) und eines Industrieroboters in die Abtrennmaschine (Fig. 7) befördert wurde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren und Vorrichtung /um Abtrennen des Gießsystems von auf getakteten Form- und Gießanlagen für Kastenguß oder kastenlose Gießformen hergestellten Gußstücken wahrend des Verbleibens des¹ vom Formstoff umgebenen Gußstückes in der Gießform, bei dem mittels in die Gießform einführbarer PrcßwcrkzciigG und durch Rclalivverschiebung dieser Preßwerk/.eiige bezüglich des das Gußstück umgebenden Formstoffes das Gießsystem vom Gußstück abgetrennt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DD-PS I 11 bekannt, wobei die Abtrennung des Gießsystems erfolgt, ohne daß Maßnahmen zur Positionierung oder Halterung des Gußstückes getroffen sind, womit dieses Verfahren ungeeignet ist für eine Abtrennung des Gießsystem von Gußstücken mit konturenarmer Oberfläche, z. B. runden Gußstücken. Das Verfahren ist jedoch bei Gußstücken mit schwieriger Formgebung und damit verbundenem komplexem Gießsystem. das Angfssse und Steiger in verschiedenen Höhen der Gießform-Teilungsebene aufweist, ebenfalls nicht geeignet, da eine gleichmäßige und kontrollierbare Relativverschiebung der von zwei Seiten argreifenden Preßwerkzeuge in diesem Falle nicht möglich ist.
ίο Aus der DD-PS 1 28 927 ist eine Modifikation des Verfahrens nach der DD-PS 1 11 030 bekannt, mit der eine Abtrennung des Gießsystems von Gußstücken konturenarmer Oberfläche mittels einer kurzzeitigen hohen Beschleunigung der Relativverschiebung der is Preß werkzeuge doch noch ermöglicht werden soil. Auch dieses Verfahren ist für Gußstücke schwieriger Formgebung nicht geeignet.

Weiterhin ist aus der DD-PS 1 04 222 ein Abtrennverfahren bekannt, bei dem von einem Schwingsender beaufschlagte Übertragungsstücke an die abzutrennenden Teile des Gußsystems angekuppelt werden. Dieses Verfahren ist recht aufwendig, da für jedes Gußsystem die individuelle Resonanzbedingung ermittelt werden muß.

In der DE-PS 199 719 wird ein Verfahren zum Abtrennen des Gießsystems von Stahlgußstücken angegeben. Dabei wird das Gießsystem mit einem elektrischen Schmelztransformator verbunden und solange im Schmelzzustand gehalten, bis das Gußstück ίο selbst weitgehtnd abgekühlt ist. woraufhin das Gießsystem ohne großen Kraftaufwand abgeschlagen oder abgebrochen werden kann. Von Nachteil ist hier vor allem, daß die Abtrennung außerhalb der Gußform erfolgen muß und daß auf diese Weise nur relativ r< unsaubere Trennstellen erzeugt werden können.

Außerdem ist es bekannt, die Gießsysteme nach Auspacken der Gußstücke durch Abschlagen von Hand unter zumeist großer körperlicher Anstengung oder mit Hilfe von einen geringeren manuellen Kraftaufwand ■'" erfordernden Abdruck- und Abbrechgeräten oder mit Hilfe von mit Schlagbolzen bewehrten Abschlaggeräten vorzunehmen (Fachschrift »Gießerei« 67. Nr. 19. Seite 605; 1980). Auch sogenannte Platzmanipulatoren können dabei zum Einsatz, kommen (Fachschrift »Gießerei« ■»'· 58, Nr. 3. Seiten 62—63: 1971). Weiterhin ist es bekannt, die Gießsysteme mit Hilfe einer Pistole und Patronen passenden Kalibers abzuschießen (DE-OS 26 34 57U>.

Alle diese Systeme weisen jedoch den Nachteil einer erhöhten Unfallgefahr für das Bedienungsperson;!! auf. •o Außerdem besteht bei diesem System die Gefahr, daß Gußstücke beschädigt werden oder zu Bruch g.ehen. Hinzu kommen Zeitverluste und zusätzliche Transportkosten, da ein Abschlagen des Gußsystems zumeist an räumlich entfernten Arbeitsplätzen durchgeführt wer- >^r> den muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren in einer Weise auszugestalten, daß unterschiedlichste und auch sehr komplizierte Gußstücke ohne Bcschädigungsgcw fahr von dem zugehörigen Gießsystem schnell, problemlos und vollautomatisch getrennt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß sowohl von der Oberseile als auch von der Unterseite mehrere Prcßwerk/euge bildende Zylinder "'' einerseits zur Fixierung des Gußstückes und andererseits zur einseiligen Beaufschlagung des abzutrennenden Gießsystems gleichzeitig in die Gießform eingeführt werden und daß nach der Blockierung der dem

Gußstück zugeordneten Abstützzylinder alle dem Gießsystem zugeordneten, in einer Richtung wirkenden Abtrennzylinder gleichzeitig mit einem im Vergleich zur Einführbewegung geringeren Vorschub bis zur Abtrennung des Gießsystems bewegt werden.

Da gemäß der - Erfindung- die beidseitig der Form vorgesehenen Preßwerkzeuge in Abhängigkeit von der jeweiligen Form des Gußstückes entweder als Abstützzylinder oder als Abtrennzylinder einsetzb&r sind, läßt sich eine gezielte, zu einer hohen Funktionssicherheit führende Arbeitsweise sowohl bei einfachen als auch bei komplizierten Gußstücken gewährleisten, wodurch bei der praktischen Realisierung des Verfahrens nach der Erfindung eine Vorrichtung entsteht bzw. zur Verfügung steht, die universell und damit äußerst wirtschaftlich eingesetzt werden kann.

Eine vorteilhafte Weitergestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Abtrennzylinder beidseitig j>m Gießsystem angreifen. Eine beidseitige Beaufschlagung des Gießsystems kann dann notwendig werden, wenn bestimmte Teile eines kritisch geformten Gießsysterns von den zur Trennung bestimmten Zylindern von einer Seite her nicht oder nur schwierig über e^:nen langen Weg zu erreichen sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind blockierbare Teleskopfedern an den am Gußstück und am Gießsystem angreifenden Zylinderenden vorgesehen, wodurch die hydraulisch in die Gießform eingeführten Zylinder auf schonende Weise an das Gußstück und an das Gußsystem anlegbar sind. Sobald die mit Teleskopfedern versehenen Zylinderenden an den vorgesehenen Kontaktpunkten aufliegen, werden die Teleskopfedern blockiert, so daß sich eine spielfreie Abstützung des Gußstücks ergibt und andererseits die Abtrennzylinder in genau definierter Weise relativ auf das Gießsystem vorgeschoben werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden nach Aufbau und Wirkungsweise näher beschrieben.

Es zeigen für das erste Ausführungsbeispiel von Formanlagen mit Kastenguß

F i g. 1,2 und 3 einen senkrechten Längsschnitt durch

die aktuellen Teile des Unter- und Oberkastens auf einem Rollband vor, in und hinter der Abtrennmaschine.

Fig.2 veranschaulicht schematisch von dieser eine

erfindungsgemäße Ausführungsform.

F i g. 4 zeigt den Grundriß der beiden Gußstücke mit dem Gießsystem in der Formteilungsebene und der Anordnung der Zylinder als Abstütz-, Abtrenn- oder als passive Zylinder in Ausgangsstellung für den Unter- und Oberkasten.

In F i g. 1 bezeichnet 1 den Unterkasten auf Rollband 3, der gemeinsam mit Oberkasten 2 die in den Formstoff gegossenen Gußstücke 4 und die das Gießsystem bestehend aus Eingußtrichter 5, Schlackenlauf 6, Angüsse 7 und Steigern 8 umschließt.

Die Stirnwände 9 und 10 in F i g. 2 tragen Unterteil 11 und Oberteil 12. Im Unter- und Oberteil befindet sich die Hydraulik, welche die Abstützzylinder 13 und die Abtrennzylinder 14 mit deren Teleskopfederungen 15 in einer nicht näher gezeigten Weise vom Modul für die Charakteristik der Modellplatten auf der Steckkarte des Unter- und Ooerkastens steuert. Die pneumatischen Schlagwerke 17 aller Zylinder sind an ein Druckluft-Versorgungssystem 1J angeschlossen. In Fig.3 werden das abgetrennte Gießsystem, die Gußstücke und der Formstoff mit Hilfe des Stempels t9 ausgeschlagen. Dieser kann mittels einer Kolbenstange 20 in auf- und abgehende Bewegung versetzt werden, so wie es durch den Doppelpfeil 21 angedeutet ist.

Eine erfindungsgemäße Anlage des zweiten Ausfüh-

. rungsbeispiels für kastenlose Gußformen von Strangformmaschinen wird durch die teilweise schematische Zeichnung veranschaulicht Es zeigen Fig.5, 6, 7 und 8 einen senkrechten Längsschnitt

hi durch die aktuellen Teile einer Ausführungsform dieser Anlage. Die kastenlose Gußform befindet sich in einem schwenkbaren Rahmen, der mit seinen beiden Zapfen in den Lagern der gabelförmigen Halterung eines nicht näher gezeigten Industrieroboters gelagert ist in den Positionen am Ende des Sandform-Gleilrostes in F i g. 5, vor der Abtrennmaschine in F i g. 6, innerhalb derselben in F i g. 7 und hinter ihr über dem Ausschlag in F i g. 8.

F i g. 7 veranschaulicht von der Abtrennmaschine eine erfindungsgemäße Ausführungsform.

F i g. 9 zeigt den Grundriß des Gußstückes mit dem Gießsysterr. in der FcnnteÜungsebtR? und der Anordnung der Zylinder als Abstütz-, und Abtrennzylinder oder als passive Zylinder in Ausgangsstellung im Unter- und Oberteil der Abtrennmaschine.

In F i g. 5 bezeichnet 1 das Ende des Sandform-Gleitrostes, welches auf Bock 3 aufliegt. An diesem Gleitrost ist die Auflage 2 befestigt, in deren Vertiefung der Rahmen 6 vom Roboter aufgesetzt wird um die Sandform mit Gußstück 4 und Gießsystem 5 durch den

jo Schub vom Preßkolben der Strangformmaschine und der automatischen Sandform-Transporteinrichtung aufzunehmen. Nach Beendigung des Schubes werden die Klemmleisten 7 in den Führungen 8 von allen vier Seiten gleichzeitig auf eine hier nicht näher gezeigte Weise in die Sandform eingedrückt.

Danach zieht der Roboter den Rahmen 6 mit der durch die Klemmleisten gesicherte Gußform in senkrechter Lage von Position A in F i g. 5 in die gestrichelt gezeichnete Position ßin Fi g. 6.

Anschließend schwenkt er den Rahmen um die Achse

c'jr Zapfen 22 in den Lagern der gabelförmigen

Halterung um 90° in eine horizontale Lage von Position S nach Position Cin F i g. 6. Der Roboter zieht nun den Rahmen horizontal weiter

in die Abtrennmaschine von Position C nach Position D in F i g. 7. In der Abtrennmaschine liegt der Rahmen mit der Gießform auf einem Gleitblech 23 auf. das für den Durchlaß der Zylinder des Unterteils die gleiche Anzahl von Bohrungen 24 aufweist

In F i g. 7 tragen die Stirnwände 9 und 10 Unterteil 11 und Oberteil 12 der Abtrennmaschine. Im Unter- und Oberteil befindet sich die Hydraulik, welche die Abstützzylinder 13 und die Abtrennzylinder 14 mit deren Teleskopfederungen IS in einer nicht näher gezeigten Weise vom Modul für die Charakteristik der beiden Modellplatten auf der Steckkarte steuert. Die pneumatischen Schlagwerke 17 aller Zylinder sind an ein Druckluft-Versorgungssystem 18 angeschlossen.

Nach dem Abtrennen des Gießsystems 5 zieht der

Roboter den Rahmen 6 mit Gußstück 4, und dem abgetrennten Gießsystem 5 im Formstoff über das Gleitblech 23 zur Ausschlagstelle von Position D nach Position fin F i g. 8. Hierbei fahren die Klemmleisten 7 in ihren Führungen 8 in einer hier nicht näher gezeigten Weise in ihre Ausgangsstellung zurück. Das Gleitblech 23 hat über der Ausschlagstelle einen rechteckigen Durchlaß 25 von der Größe des Gießformquerschnittes. Hierdurch werden das abgetrennte Gießsystem, das

Gußstück und der Formstoff mit Hilfe des Stempels 19 ausgeschlagen. Dieser kann mittels einer Kolbenstange 20 in auf- und abgehende Bewegung versetzt werden, so wie es durch den Doppelpfeil 21 angedeutet ist. 'Nach dem Ausschlagen schiebt der Roboter den. s leeren Rahmen 6 wieder zurück über das Gleitblech 23, durch die Abtrennmaschine hindurch nach Position C in F i g. 6.

Dann schwenkt er den Rahmen 6 um die Achse der Zapfen 22 in den Lagern der gabelförmigen Halterung um 90° in eine senkrechte Lage in die gestrichelt gezeichnete Position B der Fig.6 und schiebt anschließend den Rahmen 6 in senkrechter Lage von Position B nach Position A in F i g. 5 auf die Vertiefung der Auflage 2 am Ende des Sandform-Gleitrostes. Der is leere Rahmen 6 ist wieder zu Beginn des neuen Taktes für die nächste Sandform aufnahmebereit.

Die Fi g. 10,11,12,13,14,15,16 und 17 verdeutlichen im einzelnen die Bewegungen des Rahmens 6 mit Hilfe des hier nicht näher gezeigten Industrieroboters in den Lagern seiner gabelförmigen Halterung innerhalb eines Taktes. Hierbei gibt die gestrichelte Lage die jeweils vorletzte Position an.

In Fig. 10 findet keine Bewegung des Rahmens 6 statt. Der leere Rahmen steht senkrecht auf der Vertiefung der Auflage 2. Er wird vom Preßkolben der Strangformmaschine und der automatischen Sandform-Transporteinrichtung mit einer neuen Gießform gefüllt. Die vorletzte gestrichelte Position deckt sich mit der ausgezogenen Position A.

In F i g. 11 erfolgt die Ziehung des Rahmens 6 in senkrechter Lage durch den Roboter von Position A nach Position B.

In F i g. 12 wird durch eine Schwenkung des Rahmens 6 um die Achse der Zapfen 22 um 90° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn mittels des hier nicht näher gezeigten Schwenkflügelmotors des Roboters die Horizontallage von Position Cerreicht.

In Fi g. 13 wird der Rahmen horizontal von Position Cnach Position D vom Roboter in die Abtrennmaschine *o gezogen. In dieser liegt er auf Gleitblech 23 auf. Es erfolgt die Abtrennung des Gießsystems durch die Abtrennzylinder 14 bei gleichzeitiger Abstützung des Gußstückes durch die Abstützzylinder 13.

In Fig. 14 befindet sich Rahmen 6 mit Gußstück und abgetrennten Gießsystem im Formstoff über der Ausschlagstelle, nachdem ihn der Roboter aus der Abtrennmaschine von Position D nach Position E gezogen hat. M>> Hilfe des Stempels 19 und der auf- und abgehenden Kolbenstange 20 wird der Ausschlag getätigt

In Fig. 15 ist der entleerte Rahmen 6 wieder in Position C Der Roboter hat ihn durch eine horizontale Rückwärtsbewegung auf dem Gleitblech 23 durch die Abtrennmaschine hindurch von Position Eaus nach dort befördert.

In Fig. 16 erreicht der leere Rahmen 6 durch eine Schwenkung von 90° im Uhrzeigersinn um die Achse der Zapfen 22 mittels des hier nicht näher gezeigten Schwenkflügelmotors des Roboters die senkrechte Lage von Position Cnach Position B.

In Fig. 17 steht Rahmen 6 auf der Vertiefung der Auflage 2 nach einer Horizontalbewegung in senkrechter Lage durch den Roboter von Position B nach Position A und ist wieder zu Beginn des neuen Taktes für die nächste Sandform aufnahmebereit.

Ein Industrieroboter mit elektropneumatischem Translations- und Schwenkantrieb für die Handhabung der Bewegungen des Rahmens 6 in den Figuren von 10 bis 17 wird durch die teilweise schematische Zeichnung in den F i g. 18 und 19 veranschaulicht Es zeigt

Fig. 18 die Vorderansicht der aktuellen Teile einer Ausführungsform des Roboters mit Rahmen 6 im Zusammenhang mit der Auflage 2 am Ende des Sandform-Gleitrostes, der Abtrennmaschine und dem Ausschlag und

F i g. 19 eine Draufsicht von dieser Anlage.

In Fig. 19 bezeichnet 26 den Pneumatikzylinder in dem die beschleunigenden Kräfte erzeugt werden und dessen zugehöriges Pneumatikventil 25 je nach Bewegungsrichtung geschaltet wird. Die hin- und herfahrenden Massen werden über ein Führungsrohr 35 in Wälzlagern 36 geführt. Die mechanische Verkopplung von Kolben 27 über Kolbenstange 28 mit Führungsrohr 35 und der gabelförmigen Halterung 31 für den Rahmen 6 mit den beiden Zapfen 22 geschieht durch die Traverse 29 und die beiden Verbindungsbolzen 30. Zusätzlich werden die-hin- und herfahrenden Massen nach unten hin durch die beiden Prismenrollen 33, die mit der Halterung 31 über die beiden Achsen 32 verbunden sind, auf den zwei Prismenschienen 34 abgestützt und geführt. Sie werden von den Prismenstützen 46 getragen.

Der Betrag der Bremsgeschwindigkeit wird über Zahnstange 38 und Ritzel 39 mit Hilfe einer Elektromagnetbremse 40 kontrolliert, indem das Bremsmcnient gerade so geregelt wird, daß der spielfrei angekoppelte Tachogenerator 41 die gewünschte Drehzahl anzeigt. Die Position des Systems wird der Steuerung über ein Präzisions-Potentiometer 42 mitgeteilt.

Zur Schwenkung von 90° des Rahmens 6 um die Achse der Zapfen 22 von Position B nach Position C in Fig. 12 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn und von Position Cnach Position Bin Fig. 16 im Uhrzeigersinn dient der elektropneumatische Schwenkflügelmotor 44 mit dem Drehpotentiometer 45. Er ist durch die Kupplung 43 mit Zapfen 22 von Rahmen 6 verbunden.

Um eine Schwenkung zu ermöglichen, gleitet die Grundplatte 47 des Schwenkflügelmotors in der Führung der horizontalen Schiene 49. Diese wird von den beiden Stützen 49 getragen.

In der gezeigten Situation befindet sich Rahmen 6 mit seinen Zapfen 22 in der gabelförmigen Halterung 31 des Roboters auf der Vertiefung der Auflage 2 am Ende des Sandform-Gleitrostes nach Beendigung der Füllung mit einer neuen Sandform und deren Sicherung durch die Klemmleisten 7 und der linken Extremlage (F i g. 10).

Die gestrichelt gezeichneten Prismenrollen 33 auf der Prismenschiene 34 deuten die rechte Extremlage an. In dieser Position befindet sich Rahmen 6 über dem Ausschlag (F i g. 14).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Arbeitsverfahren zum Abtrennen des Gießsystems von auf getakteten Form- und Gießanlagen für Kastenguß oder kastenlose Gießformen hergestellten Gußstücken während des Verbleibens des vom Formstoff umgebenen Gußstückes in der Gießform, bei dem mittels in die Gießform einführbarer Preßwerkzeuge und durch Relativverschiebung dieser Preßwerkzeuge bezüglich des das Gußstück umgebenden Formstoffes das Gießsystem vom Gußstück abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite mehrere Preßwerkzeuge bildende Zylinder (13, 14) einerseits zur Fixierung des Gußstückes (4) und andererseits zur einseitigen Beaufschlagung des abzutrennenden Gießsystems (5, 6, 7, 8) gleichzeitig in die Gießform (1, 2) eingeführt werden, und daß nach der Blockierung der dec* Gußstück zugeordneten Abstützzylinder (13) alle dem Gießsystem zugeordneten, in einer Richtung wirkenden Abtrennzylinder (14) gleichzeitig mit einem im Vergleich zur Einführbewegung geringeren Vorschub bis zur Abtrennung des Gießsystems bewegt werden.

2. Arbeitsverfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennzylinder (14) beidseitig am Gießsystem (5,6,7,8) angreifen.

3. Abtrennvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, uaß für das Einführen der Zylinder (13,14) in die Gießform (i, 2) eic- hydraulische Steuerung vorgesehen ist.

4. Abtrennvorrichtung iv -h einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die am Gußstück und am Gießsystem (5, 6, 7, 8) angreifenden Zylinderenden mit blockierbaren Teleskopfedern (15) versehen sind.

5. Abtrennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den mit Teleskopfedern (15) versehenen Enden gegenüberliegenden Enden der Zylinder (13,1*) mit pneumatischen Schlagwerken (17) in Verbindung stehen.

6. Abtrennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (13, 14) hohl ausgeführt sind und am schlagwerkscitigen Ende einen Schußautomaten mit Selbstladeeinrichtung tragen.