DE4033887C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Formteilen für Gießereizwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 6.

Formteile, wie Sandkern oder -maskenteile oder dergleichen, für Gießereizwecke, die in der Regel ineinander verbunden werden, beispielsweise zusammengesteckt werden, um eine komplette Sandform, wie einen Sandkern oder eine -Masken­ form zu schaffen, sollen in der Regel zeitlich und räumlich so eng benachbart hergestellt werden, daß sie unmittelbar nach der Herstellung automatisch miteinander verbunden bzw. zusammengeführt werden, wobei eine hohe Fertigungs­ genauigkeit im Hinblick auf das automatische Verbinden notwendig ist.

Die gattungsgemäße CH-PS 3 16 854 betrifft eine Sandblas­ formmaschine. Bei einer Ausführungsform sind vier parallel arbeitende Sandvorratsbehälter mit einem gemeinsamen Deckel versehen. Die Sandvorratsbehälter sind über Anschlußorgane mit vier Kanälen verbunden, deren obere Mündungen mit den Mündungen der Vorratsbehälter übereinstimmen. Die vier Kanäle sind über eine Zuleitung an eine gemeinsame Preßluftleitung angeschlossen. Der untere Teil der Kanäle geht jeweils in einen Blaskopf mit Blasöffnungen über.

Mit der Sandblasformmaschine aus dieser Druckschrift soll ein Formteil über seine horizontale Erstreckung hin gleich­ mäßiger mit Sand und Druck beaufschlagt werden. Da sämt­ liche Blasköpfe aus der gleichen Druckluftquelle und damit lediglich aus einer Druckluftquelle versorgt werden, ist die Vorrichtung nicht dazu geeignet, gleichzeitig Formteile zu fertigen, bei denen zur Herstellung unter­ schiedliche Arbeitsdrücke erforderlich sind. Würde z. B. mit einem höheren Arbeitsdruck gearbeitet, weil dies für ein anderes Formteil erforderlich ist, so könnte sich für Formteile, bei denen ein geringer Arbeitsdruck er­ forderlich ist, ein erhöhter Verschleiß ergeben.

Aus der DE-OS 30 21 592 ist eine Vorrichtung zur Herstel­ lung von Formteilen für Gießereizwecke in Form einer Form­ maschine bekannt. Diese weist einen zweiteiligen Formka­ sten mit Oberteil und Unterteil auf, zwischen denen bei und zur Herstellung der Formteile eine Formplatte 39 mit an ihr befestigten Gußmodellen 48 entfernbar angeordnet ist.

Der oberen und der unteren Formkastenhälfte ist jeweils ein Formsandvorratsbehälter zugeordnet, die mit Blas­ platten in Verbindung bringbar sind, die den Formkasten­ hälften zugewandte, mit Durchbrüchen versehene Preßplat­ ten aufweisen.

Die Sandvorratsbehälter sind mit Drucklufteinlaßventilen versehen, die also mit einer gemeinsamen Druckluftquelle verbunden sind. Hierzu führt die Druckschrift weiterhin aus, daß zwar der obere und der untere Sandvorratsbehäl­ ter in der beschriebenen und dargestellten Ausführungs­ form getrennt angeordnet sind, diese Anordnung jedoch nicht die einzige denkbare Anordnung ist und es auch so sein kann, daß der Sand in die untere und obere Formka­ stenhälfte aus einem einzigen Sandvorratsbehälter zuge­ führt wird, der zwei Formsandaustrittsöffnungen aufweist.

Die bekannte Vorrichtung ist im Hinblick darauf, daß sie den Sand in die untere Formkastenhälfte von unten ein­ schießen will, kompliziert und aufwendig. Weiterhin ist es grundsätzlich nachteilig, Sand von unten in einen Form­ kasten einzuschießen, da hier die Gefahr eines Zurückfal­ lens besteht. Die bekannte Vorrichtung ist nicht geeignet, Formsandteile, die unterschiedliche Anforderungen stellen, d. h. aus unterschiedlichen Sandarten bei unterschiedlichen Drücken ohne Nachverdichtung hergestellt werden müssen, herzustellen, wie dies beispielsweise bei Wassermantel­ kernen und Sohlenkernen eines Verbrennungsmotors der Fall ist.

Die DE-OS 30 21 644 zeigt bei ansonsten gleicher Ausge­ staltung der Vorrichtung wie bei der DE-OS 30 21 592 le­ diglich die schon erwähnte Realisierung mit einem einzi­ gen Sandvorratsbehälter. Für sie gilt das vorstehend Ge­ sagte.

Die DE-AS 15 83 526 zeigt ein Verfahren und eine Forman­ lage zum Herstellen waagerecht geteilter kastenloser Sand­ formen mittels doppelseitiger horizontaler Modellplatte, Formrahmen und vertikal beweglichem Preßstempel. Die Vor­ richtung weist eine gemeinsame Formsandeinschießeinrich­ tung mit einem gemeinsamen Hohlraum auf. Hier gilt im wesentlichen ebenfalls das vorstehend Gesagte.

Die CH-PS 3 16 854 zeigt zwar nebeneinander angeordnete Sandvorratsbehälter, die aber durch einen gemeinsamen Deckel überdeckt und an eine gemeinsame Preßluftleitung angeschlossen sind. Mit dem Gegenstand dieser Druck­ schrift soll nur ein Formteil über seine horizontale Er­ streckung hin gleichmäßiger mit Sand und Druck beauf­ schlagt werden.

Die DE-PS 7 12 531 befaßt sich mit dem Einfüllen und Ver­ dichten pulverförmigen Schüttguts in Behälter, insbesondere in Behälter außergewöhnlicher Form. Hierzu ist vorgesehen, daß koaxial um die Schüttgutzufuhröffnungen Druckluftöff­ nungen angeordnet sind, die beim Einfüllen des Schüttguts dieses in dem Behälter verteilen.

Bei der DE-OS 24 52 204 werden Formteile in völlig separa­ ten, auch räumlich getrennten Vorrichtungen hergestellt.

Die DE-AS 10 57 293 betrifft Kernbüchsen zur Verwendung an Kernformmaschinen. Die Kernbüchse schließt mehrere Reihen von Kernformen ein und besteht aus einem in ver­ tikale Ebenen geteilten Kernkasten sowie einer besonde­ ren Unterlagen. Die Kerne werden der Kernbüchse entnommen, indem durch eine Öffnungsbewegung einer Spann- und Trenn­ vorrichtung diese von allen sie umgebenden Formwandungen gelöst werden.

Der Erfindung liegt daher unter Vermeidung der genannten Nachteile die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vor­ richtung und bin gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen derartiger Formteile derart auszubilden, daß bei einfacher Ausgestaltung der Herstellungsvorgang verbessert wird bzw. die Herstellung unter Verwendung von gießereispezi­ fischen unterschiedlichen Formstoffen sowie der damit verbundenen formstoffspezifischen Verarbeitungsparameter ermöglicht und insbesondere der Arbeits- und Zeitaufwand reduziert wird.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Vor­ richtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 durch des­ sen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird also eine Werkzeugeinheit vorgesehen, in der vorzugsweise zwei, gegebenenfalls auch mehrere Sand-Formteile gleichzeitig hergestellt werden können, vorzugsweise solche Formteile, die zur Bildung der Gesamt­ form miteinander verbunden, beispielsweise zusammenge­ steckt werden müssen. Die Erfindung bildet die Voraus­ setzung für ein automatisches Zusammenstecken, da die Formteile einerseits räumlich eng benachbart zur Verfü­ gung gestellt, andererseits mit hoher Präzision aneinan­ der angepaßt sein können. Die Erfindung bietet sich ins­ besondere an, wenn die herzustellenden Formteile relativ klein sind, so daß die Herstellung jedes einzelnen Form­ teils in einer eigenen Form eine Vervielfachung der Ar­ beitsvorgänge und damit einen erhöhten Arbeits- und Zeit­ aufwand bedingen würde. Wesentlich ist, daß die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung bei einer gemeinsamen Schußhaube mit aber unterschiedlichen Ausschußbereichen und gegebe­ nenfalls einer gemeinsamen Schießplatte für jedes Formteil mit einer eigenen Schießluftquelle versehen ist. Hier­ durch ist es möglich, zwar mit den jeweils größtmöglichen, aber unterschiedlichen Arbeitsdrücken zu arbeiten. Es gibt Formteile, bei denen zur Herstellung ein geringerer Arbeitsdruck erforderlich ist. Würde hier mit einem höhe­ ren Arbeitsdruck gearbeitet werden, weil ein anderes Form­ teil einen solch höheren Arbeitsdruck erfordert, so könn­ te sich ein erhöhter Verschleiß ergeben, der durch die Möglichkeit der Anpassung des Schießluftdrucks reduziert werden kann, so daß in bevorzugter Ausgestaltung vorge­ sehen ist, daß die Sandmagazine über die Schießköpfe mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, daß meh­ rere Sandbunker derart angeordnet sind, daß die Sandma­ gazine aus ihnen getrennt, aber gleichzeitig befüllbar sind. Hierdurch wird ermöglicht mit unterschiedlichen Sandarten zu arbeiten, die ebenfalls an die entsprechen­ den Formteile angepaßt werden können. Eine weitere Aus­ gestaltung sieht vor, daß die Niveausensoren in den Sand­ magazinen auf unterschiedlicher Höhe angeordnet sind. Hierdurch können auch für die einzelnen Formteile unter­ schiedliche Sandmengen in die Sandmagazine eingefüllt werden und nicht nur gleiche Mengen, die dann im Grunde nur die Herstellung gleicher Formteile oder aber von Formteilen mit gleichem Volumen in einer Werkzeugeinheit erlauben würden. Die eigenen den entsprechenden Formtei­ len zugeordneten Schießluftquellen erlauben im übrigen auch unterschiedliche Schußzeiten.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sehen vor, daß Sand aus verschiedenen Sandbunkern bis auf un­ terschiedliche Höhen in miteinander verbundene Sandmaga­ zine eingefüllt wird und daß der Sand mit unterschied­ lichen Schußzeiten in die Werkzeugeinheit-Hohlräume für die Formteile eingeblasen wird.

Insgesamt bietet die Erfindung eine variable Lösung für schwierige Formteile, d. h. schwierige Sandkerne und -mas­ ken unter individueller Einstellung der Füllhöhe der Formstoffe im Schießaggregat vor dem Schuß. Die Erfin­ dung bietet weiterhin kürzere Sandwege und damit eine bessere und höhere Verdichtung der Formteile. Gegenüber bekannten Vorrichtungen kann eine Reduzierung der Schieß­ drücke vorgenommen werden, wodurch sich wiederum eine Verlängerung der Standzeit der Werkzeuge ergibt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt die einzige Figur:
eine erfindungsgemäße Vorrichtung in in schematischer Darstellung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung von Formteilen, wie Kernen und Masken für Gießereizwecke weist eine gemeinsame Werkzeugeinheit 2 für die entspre­ chenden Formteile auf. Die Werkzeugeinheit kann dabei aus einem horizontal geteilten Ober- und einem Unterwerk­ zeug gebildet sein oder einem vertikal geteilten Werk­ zeugvorder- und einem Werkzeughinterteil, die aber zum Befüllen fest verbunden und gemeinsam bewegbar sind. In einer derartigen Werkzeugeinheit können beispielsweise gleichzeitig zwei Form- oder Kernteile einer aus diesen (und gegebenenfalls weiteren Teilen) zu erstellenden Form, in der das entsprechende Werkstück später abgegossen wird, hergestellt werden. So können in der Werkzeugeinheit 2 beispielsweise gleichzeitig Wassermantelkern und Sohlenkern eines Verbrennungsmotors hergestellt werden.

Die Hohlräume des Werkzeugs 2 stehen zum Einschießen des Sandes über eine gemeinsame Schießplatte 3, die in einer gemeinsamen Schußhaube 4 mit zwei separaten Ausschußbe­ reichen 4a, 4b mit letzteren zugeordneten getrennten und unabhängigen Sandmagazinen 6a, 6b in Verbindung. Jedes der Sandmagazine 6a, 6b ist mit einem Schießkopf 7a, 7b ver­ sehen, der jeweils über eine Druckluftleitung 8a, 8b über Ventile 9a, 9b mit jeweils einem Druckluftvolumen bzw. -reservoir 11a, 11b in Verbindung steht. Oberhalb der Schießköpfe 7a, 7b sind Sandbunker 12a, 12b angeordnet, aus denen die Sandzufuhr zu den Sandmagazinen 6a, 6b über Absperrorgane 13a, 13b gesteuert werden kann. An den Sand­ magazinen 6a, 6b sind Niveausonden 14a, 14b angeordnet, die auf unterschiedlicher Höhe vorgesehen sein können und die die Absperrorgane 13a, 13b steuern.

Von den Sandbunkern 12a, 12b können je nach den unter­ schiedlichen Anforderungen zur Herstellung der Formteile bzw. Kernteile unterschiedliche Sandarten, z. B. groberer oder weniger grober Sand in die Sandmagazine 6a, 6b mit gegebenenfalls unterschiedlicher Menge entsprechend der zur Herstellung des gemeinsamen Werkzeugs 2 zu bildenden einzelnen Formteils eingefüllt werden. Nach Erreichen der gewünschten Menge, die durch die Niveausensoren 14a, 14b festgestellt wird, werden die Absperrorgane 13a, 13b abgesperrt.

Parallel hierzu werden die Druckluftreservoirs 11a, 11b auf den gewünschten, gegebenenfalls unterschiedlichen Druck gebracht. Anschließend werden die Ventile 9a, 9b geöffnet. Die unter hohem Druck in den Reservoirs 11a, 11b stehende Druckluft dringt über die Schießköpfe 7a, 7b in die Sandmagazine 6a, 6b ein und treibt den dort be­ findlichen Sand über die entsprechenden Ausschußbereiche 4a, 4b der gemeinsamen Schußhaube 4 sowie die Schieß­ platte 3 mit unterschiedlichen Schießdrücken in die Hohl­ räume der Werkzeugeinheit 2.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen für Gieße­ reizwecke, wie Sandkerne, -masken oder dergleichen, mit jeweils mindestens zwei Schießköpfen und Sandma­ gazinen mit separaten Schußhauben-Ausschußbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schießköpfe (7a, 7b) jeweils mit einer Druckluftquelle (11a, 11b) verbun­ den sind, daß beide Ausnehmungen von oben mit Sand befüllbar sind, daß die Sandmagazine (6a, 6b) neben­ einander angeordnet sind und daß die unterhalb der Sandmagazine (6a, 6b) vorgesehenen Schußhauben-Aus­ schußbereiche (4a, 4b) an ihrer Unterseite mit höch­ stens zwei gemeinsamen Schießplatten (3) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Sandbunker (12a, 12b), die derart angeordnet sind, daß die Sandmagazine (6a, 6b) aus ihnen gleich­ zeitig, aber separat befüllbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Niveausensoren (14a, 14b) in den Sand­ magazinen (6a, 6b) auf unterschiedlicher Höhe ange­ ordnet sind und unterschiedliche Sandmengen verarbei­ tet werden können.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sandmagazine (6a, 6b) über die Schießköpfe (7a, 7b) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußhauben-Ausschußbereiche (4a, 4b) an ihrer Unterseite mit einer gemeinsamen Schießplatte (3) versehen sind.

6. Verfahren zur Herstellung von Formteilen für Gieße­ reizwecke, wie Sandkerne, -masken oder dergleichen, mittels zweier Schießköpfe und Sandmagazinen mit separaten Schießhauben-Ausschußbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeug mit nebeneinander angeordneten Formhohlräumen für mindestens zwei Formteile unter nebeneinander angeordnete Schießhau­ ben-Ausschußbereiche einer Schießstation verfahren wird und daß aus den Sandmagazinen Sand in die Werk­ zeug-Ausnehmungen mit unterschiedlichem Druck und unterschiedlicher Sandzusammensetzung eingeschossen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sand aus verschiedenen Sandbunkern bis auf unter­ schiedliche Höhen zur Bereitstellung unterschiedli­ cher Sandmengen in miteinander verbundene Sandmagazi­ ne eingefüllt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sand mit unterschiedlichen Schuß­ zeiten in die Werkzeugeinheit-Hohlräume für die Formteile eingeschossen wird.