DE4323107C1 - Vorrichtung und Verfahren zur Werkzeugreinigung bei der Herstellung gießfertiger Masken bzw. Kernpakete - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Werkzeugreinigung bei der Herstellung gießfertiger Masken bzw. KernpaketeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Werkzeugreinigung
bei der Herstellung gießfertiger Masken bzw. Kernpakete mittels
vorzugsweise linear angeordneter Kernschießmaschinen bzw.
Schießstationen, wobei die Kernschießmaschinen jeweils aus
Werkzeugoberteil, Ausstoßplatte des Werkzeugoberteils und Werk
zeugunterteil bestehende Werkzeugsätze aufweisen und wobei die
Werkzeugsätze von den Kernschießmaschinen abkoppelbar und vor
zugsweise in ein Werkzeuglager ausstoßbar sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf das
Gebiet der Gießereitechnik. Zum Gießen von Formstücken werden
Gießereikerne oder -formen meist in getrennten Teilen herge
stellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gußform bzw.
zu einem Kernpaket verbunden. Diese Kernpakete werden dann zur
Herstellung eines bspw. metallischen Werkstücks mit geschmol
zenem Metall gefüllt, wobei in der Serienfertigung die mit ge
schmolzenem Metall zu füllenden Kernpakete hintereinander auf
gereiht die Fertigungsstraße durchlaufen.
Vorrichtungen zum Herstellen von Kernpaketen der in Rede ste
henden Art sind bereits aus zahlreichen Druckschriften bekannt.
Lediglich beispielhaft wird hier auf die DE-OS 23 04 564 ver
wiesen. Aus der Praxis ist es weiter bekannt, die zu einem
Kernpaket zu verbindenden Kerne in einer Fertigungslinie mit
mehreren Kernschießmaschinen bzw. Schießstationen zu fertigen,
wobei das Kernpaket an jeder Schießstation um einen weiteren
Kern ergänzt wird. Dazu werden die Kerne auf einem die einzel
nen Schießstationen durchlaufenden Transferteil abgelegt, wobei
dieses Transferteil meist gleichzeitig als Werkzeugunterteil
der ersten Schießstation dient.
Nun sind die zur Herstellung der Kernpakete verwendeten Kern
sande stets mit Bindemittel vermengt, wodurch eine erhebliche
Verschmutzung der Werkzeuge - Werkzeugoberteil mit Ausstoß
platte und Werkzeugunterteil - stattfindet. Entsprechend sind
die Werkzeuge nach einer bestimmten Anzahl von Takten zu reini
gen und dazu an den Schießstationen auszutauschen. Vorzugsweise
werden die ausgetauschten Werkzeuge - vor oder nach der eigent
lichen Reinigung - in ein Werkzeuglager verbracht. Ein solcher
Werkzeugwechsel bzw. die darauf folgende Reinigung der Werk
zeuge ist in der Praxis stets dann problematisch, wenn eine
vollautomatische Fertigung und somit auch eine vollautomatische
Werkzeugreinigung angestrebt ist. Einerseits bereitet die Hand
habung der Werkzeugteile Probleme und andererseits ist die Rei
nigung trotz der komplizierten Handhabung schnellstmöglich
durchzuführen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein entspre
chendes Verfahren anzugeben, wonach eine schnelle und dabei
vollautomatische Werkzeugreinigung möglich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe
hinsichtlich der beanspruchten Vorrichtung durch die Merkmale
des Patentanspruches 1. Danach ist die erfindungsgemäße Vor
richtung gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung, eine er
ste Spüleinrichtung, mindestens ein Ultraschallbad, eine zweite
Spüleinrichtung, ggf. eine Kühleinrichtung, eine Trockenein
richtung, ggf. eine Inspektionsstation und eine Abführeinrich
tung, wobei die Werkzeugsätze mittels der Zuführeinrichtung von
der Kernschießmaschine oder dem Werkzeuglager zu einem ersten
Manipulator, von diesem in die erste Spüleinrichtung, vorzugs
weise mittels eines zweiten Manipulators in das Ultraschallbad,
in die zweite Spüleinrichtung, ggf. in die Kühleinrichtung, von
dort aus in die Trockeneinrichtung, vorzugsweise mittels eines
dritten Manipulators, ggf. in die Inspektionsstation, zu der
Abführeinrichtung und mittels dieser wieder in das Werkzeugla
ger bzw. zur Kernschießmaschine verbringbar sind.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß eine automatische Rei
nigung der Werkzeugsätze - Werkzeugoberteil mit Ausstoßplatte
des Werkzeugoberteils, Werkzeugunterteil sowie ggf. das an der
ersten Schießstation als Werkzeugunterteil dienende Transfer
teil - bei linearer Anordnung der einzelnen Reinigungsstationen
möglich ist, nämlich durch Vorkehrung einer Zuführeinrichtung,
einer ersten Spüleinrichtung, mindestens eines Ultraschallba
des, einer zweiten Spüleinrichtung, ggf. einer Kühleinrichtung,
einer Trockeneinrichtung, ggf. einer Inspektionsstation und ei
ner Abführeinrichtung. In funktionaler Hinsicht ist dabei we
sentlich, daß die Werkzeugsätze nach Ausschleusen aus den Kern
schießmaschinen mittels der Zuführeinrichtung ggf. über ein
Werkzeuglager oder über eine Werkzeugsammelstell zu einem er
sten Manipulator verbracht werden. Dabei ist selbstverständ
lich, daß der Werkzeugtransfer von den Kernschießmaschinen, zu
der Zuführeinrichtung oder zu dem Werkzeuglager ebenfalls mit
tels Manipulatoren erfolgt, auf die hier jedoch nicht eingegan
gen wird.
In einem nächsten Schritt gelangen die zu reinigenden Werkzeug
sätze in die erste Spüleinrichtung, wo der an den Werkzeugtei
len haftende Kernsand abgespült wird. Dabei handelt es sich um
eine Art Grobreinigung. In einem nächsten Schritt werden dann
die Werkzeugsätze in das Ultraschallbad verbracht, wo die Ul
traschallbeaufschlagung in Verbindung mit einem geeigneten Rei
nigungsmedium für eine optimale Reinigung sorgt. Im Falle der
Verwendung einer Lauge im Ultraschallbad ist diese in der zwei
ten Spüleinrichtung von den Werkzeugteilen abzuspülen. Von dort
aus werden die Werkzeugteile in die Trockeneinrichtung ver
bracht und gelangen vorzugsweise mittels eines dritten Manipu
lators ggf. in die Inspektionsstation und schließlich zu der
Abführeinrichtung, die die Werkzeugteile bzw. Werkzeugsätze
wieder in das Werkzeuglager bzw. zu den Kernschießmaschinen zu
rückführt.
Die die Werkzeugteile von der Kernschießmaschine oder dem Werk
zeuglager liefernde Zuführeinrichtung umfaßt einen Rollenförde
rer und kann darüber hinaus zahlreiche Manipulatoren aufweisen.
Im Falle einer parallelen Schußhaubenreinigung könnte der Rol
lenförderer für die Werkzeuge unter- oder oberhalb eines ent
sprechenden Rollenförderers für die Schußhauben angeordnet
sein. Somit ließe sich der Raum optimieren.
Der erste Manipulator dient zur Vereinzelung der aus Werkzeug
oberteil und Ausstoßplatte einerseits und Werkzeugunterteil an
dererseits bestehenden Werkzeugsätze. Unter Vereinzelung ist
hier zu verstehen, daß die ursprünglich zusammengefahrenen
Werkzeugteile voneinander getrennt werden, so daß die mit Kern
sand verunreinigten Flächen zur Reinigung allseitig zugänglich
sind.
Die erste Spüleinrichtung ist in vorteilhafter Weise als Becken
mit einem das Werkzeugoberteil mit der Ausstoßplatte und das
Werkzeugunterteil aufnehmenden Halter ausgeführt. Dabei muß ge
währleistet sein, daß die Werkzeugteile in dem Becken sicher
abgestellt werden können. Die erste Spüleinrichtung weist in
weiter vorteilhafter Weise Düsen zum Absprühen der Werkzeug
teile auf, wobei zum Abspülen zirkulierendes Kreislaufwasser
verwendet wird. Über eine Förderpumpe läßt sich ein hinreichen
der Sprühdruck erzielen, so daß Sandpartikel regelrecht abge
strahlt werden. Zur Realisierung der zuvor bereits genannten
Zirkulation des sog. Kreislaufwassers weist die erste Spülein
richtung einen in ein Sammelbecken führenden Ablauf und einen
von dem Sammelbecken in das zur Behandlung dienende Becken füh
renden Zulauf auf. Ferner weist das Sammelbecken die bereits
zuvor erwähnte Pumpe und eine Filtereinrichtung zum Ausfiltern
des aus der ersten Spüleinrichtung ausgespülten Sandes auf.
Hier könnte bspw. eine Zyklonierung stattfinden. Der ausgefil
terte Sand wird jedenfalls aus dem Sammelbecken herausgefördert
und in üblicher Weise entsorgt.
Das der Spüleinrichtung folgende Ultraschallbad ist in vorteil
hafter Weise als Becken mit einem das Werkzeugoberteil mit der
Ausstoßplatte und das Werkzeugunterteil aufnehmenden Halter
ausgeführt, wobei auch hier ein sicherer Stand der Werkzeug
teile gewährleistet sein muß. Das Ultraschallbad ist im konkre
ten als ein mit Ultraschall beaufschlagtes Laugenbad ausge
führt. Hinsichtlich einer besonders günstigen Abtaktung sind
bei acht zu reinigenden Werkzeugsätzen insgesamt vier linear
oder parallel angeordnete Ultraschallbäder vorgesehen, die zum
gleichzeitigen Behandeln von vier Werkzeugsätzen dienen.
Dem Ultraschallbad ist eine zweite Spüleinrichtung zum Abspülen
der die Werkzeugsätze benetzenden Lauge mittels Kreislaufwasser
nachgeordnet. Auch die zweite Spüleinrichtung ist als Becken
mit einem das Werkzeugoberteil mit der Ausstoßplatte und das
Werkzeugunterteil aufnehmenden Halter ausgeführt. Wie bereits
zuvor erwähnt, weist die zweite Spüleinrichtung - wie die erste
Spüleinrichtung - Düsen zum Absprühen des Werkzeugsatzes auf,
wobei auch hier Kreislaufwasser verwendet wird. Nun könnte das
in der zweiten Spüleinrichtung verwendete Kreislaufwasser aus
dem Sammelbecken der ersten Spüleinrichtung stammen. Hinsicht
lich einer besonders effizienten Reinigung ist es jedoch von
Vorteil, wenn die zweite Spüleinrichtung ein zweites Sammel
becken aufweist und demnach einen in das Sammelbecken führenden
Ablauf und einen von dem Sammelbecken in das die Düsen aufwei
sende Becken führenden Zulauf. Ferner könnte das Sammelbecken
mindestens eine Pumpe zur Zirkulation des Kreislaufwassers und
ggf. eine Filtereinrichtung aufweisen, wobei es sich bei der
Filtereinrichtung auf jeden Fall um einen Feinfilter handeln
müßte, vorzugsweise um einen nach dem Pervaporationsverfahren
arbeitenden Filter oder einen chemischen Filter.
Die sich an das Ultraschallbad anschließende Kühleinrichtung
dient zum Kühlen der im Ultraschallbad bzw. beim Spülen erwärm
ten Werkzeugsätze. Auch die Kühleinrichtung ist als Becken mit
einem vorzugsweise vier Werkzeugsätze - Werkzeugoberteil mit
der Ausstoßplatte und Werkzeugunterteil - aufnehmenden Halter
ausgeführt, wobei die Kühleinrichtung mit vorzugsweise zirku
lierendem Kühlwasser gefüllt ist. Auch die Kühleinrichtung
weist einen in ein Sammelbecken mit einem Kühlaggregat führen
den Ablauf sowie einen von dem Sammelbecken in das Becken füh
renden Zulauf auf. Auch hier kann zusätzlich eine Filterein
richtung vorgesehen sein, ist jedoch aufgrund der bereits
durchgeführten Reinigung nicht erforderlich. Ferner könnte das
Sammelbecken mindestens eine Pumpe zur Zirkulation des Kühlwas
sers aufweisen.
Die der Wasserkühlung nachgeordnete Trockeneinrichtung dient
zum Lufttrocknen der wassergekühlten Werkzeugsätze. Die Trock
nung erfolgt etwa bei 55°C und nutzt in ganz besonders vor
teilhafter Weise prozeßbedingte Abwärme aus. Die Warmluft wird
vorzugsweise über ein Gebläse auf die zu trocknenden Werkzeug
teile gerichtet. Zur Verringerung der Taktzeit können insgesamt
zwei lineare und parallel angeordnete Trockeneinrichtungen vor
gesehen sein.
Der eingangs bereits genannte dritte Manipulator dient zum Ver
bringen der Werkzeugsätze aus der Trockeneinrichtung in die In
spektionsstation. Diese Inspektionsstation könnte kontaktlose
Sensoren zur Abtastung der Oberfläche der Werkzeugsätze umfas
sen. Hier könnte einerseits eine Kontrolle der Reinigungsquali
tät und andererseits eine grundsätzliche Überprüfung der Werk
zeugteile stattfinden. Selbstverständlich ist auch eine her
kömmliche Prüfung durch eine Bedienungsperson möglich.
Der dritte Manipulator dient des weiteren zum Verbringen der
Werkzeugsätze auf die Abführeinrichtung und zum gleichzeitigen
Zusammenbau der Werkzeugsätze in die Arbeitsposition - mit zu
sammengefahrenem Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil. Mit
anderen Worten werden die mit Hilfe des ersten Manipulators
vereinzelten und im vereinzelten Zustand gereinigten Werkzeug
teile nach der Reinigung wieder im zusammengefahrenen Zustand
positioniert und können in diesem Zustand entweder dem Werk
zeuglager oder direkt den Kernschießmaschinen zugeführt werden.
Die dazu dienende Abführeinrichtung umfaßt jedenfalls wie auch
die Zuführeinrichtung einen Rollenförderer.
Hinsichtlich des beanspruchten Verfahrens wird die der Erfin
dung zugrunde liegende Aufgabe durch die Merkmale des Pa
tentanspruches 28 gelöst. Danach umfaßt das erfindungsgemäße
Verfahren folgende Verfahrensschritte:
Zunächst werden die an den Werkzeugmaschinen ausgetauschten
oder bereits in ein Werkzeuglager verbrachten Werkzeugsätze
mittels der Zuführeinrichtung von den Werkzeugmaschinen bzw.
dem Werkzeuglager zu einem ersten Manipulator verbracht. Die
Werkzeugsätze - Werkzeugoberteil mit Ausstoßplatte und Werk
zeugunterteil - werden dann durch diesen Manipulator verein
zelt, d. h. zum freien Zugriff auf alle Oberflächen
auseinandergenommen. Das Werkzeugoberteil mit Ausstoßplatte und
Werkzeugunterteil werden dann in die erste Spüleinrichtung ver
bracht und der dort vereinzelt positionierte Werkzeugsatz wird
vorzugsweise unter Druck gespült bzw. abgestrahlt. Werkzeug
oberteil mit Ausstoßplatte und Werkzeugunterteil werden dann
mittels eines zweiten Manipulators in ein Ultraschallbad ver
bracht und mittels Lauge und Ultraschallbeaufschlagung gerei
nigt. Von dort aus gelangt der Werkzeugsatz in eine Kühlein
richtung und wird auf Raumtemperatur bzw. die übliche Be
triebstemperatur wieder gekühlt. In einer Trockeneinrichtung
wird der mit Kühlwasser benetzte Werkzeugsatz getrocknet.
Schließlich wird der nunmehr gereinigte Werkzeugsatz vorzugs
weise mittels eines dritten Manipulators in eine Inspektions
station verbracht und an die Abführeinrichtung zum Rückführen
des Werkzeugsatzes in das Werkzeuglager bzw. direkt zu den
Kernschießmaschinen übergeben.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von ganz
besonderem Vorteil, wenn der erste Manipulator das Werkzeug
oberteil und die Ausstoßplatte und danach das Werkzeugunterteil
- oder umgekehrt - ergreift, anhebt, um 90° um eine horizontale
Achse dreht und in die erste Spüleinrichtung stellt. Dabei ist
es von weiterem Vorteil, wenn Werkzeugoberteil mit Ausstoß
platte und Werkzeugunterteil durch den ersten Manipulator vor
zugsweise hochkant und mit der Werkzeuginnenseite voneinander
abgewandt - nach außen gerichtet - in die Spüleinrichtung ge
stellt werden. Somit ist gewährleistet, daß die meist stark
verschmutzten Flächen auch tatsächlich wirksam abgestrahlt wer
den. Die nun erreichte Anordnung von Werkzeugoberteil mit Aus
stoßplatte und Werkzeugunterteil wird in den der ersten Spül
einrichtung nachgeordneten Einrichtungen bis zur Abführeinrich
tung beibehalten, wobei der jeweilige Manipulator die Werkzeug
teile in der nunmehr erreichten Anordnung greift und zur näch
sten Station verbringt.
Hinsichtlich einer verringerten Taktzeit ist es von Vorteil,
wenn gleichzeitig vier Werkzeugsätze in vier Ultraschallbädern
gereinigt werden, wobei die Werkzeugsätze nacheinander in das
Ultraschallbad verbracht werden. Ebenso begünstigt es die Takt
zeit, daß gleichzeitig vier Werkzeugsätze in der Kühleinrich
tung gekühlt werden, wobei auch hier die Werkzeugsätze nachein
ander in die Kühleinrichtung verbracht werden.
In der Trockeneinrichtung können in vorteilhafter Weise gleich
zeitig zwei Werkzeugsätze getrocknet werden, wobei die paral
lele Trocknung von lediglich zwei Werkzeugsätzen aufgrund der
dort unkritischen Prozeßdauer ausreicht.
Die Übergabe des Werkzeugsatzes an die Abführeinrichtung umfaßt
die der Arbeitsposition entsprechende Zuordnung von Werkzeug
oberteil mit Ausstoßplatte und Werkzeugunterteil - in zusammen
gefahrenem Zustand. Folglich werden die eingangs vereinzelten
Werkzeugteile wieder einander zugeordnet bzw. in ihre Arbeits
position zusammengefahren.
Bei einer vollautomatischen Herstellung gießfertiger Masken
bzw. Kernpakete mit acht Schießstationen ist es schließlich
hinsichtlich einer automatischen Werkzeugreinigung von Vorteil,
wenn jeweils acht Werkzeugsätze hintereinander von den Kern
schießmaschinen oder aus dem Werkzeuglager ausgeschleust und
gereinigt werden. Die Bearbeitung an den einzelnen Einrichtun
gen bzw. Stationen erfolgt in weiter vorteilhafter Weise im 45-
Sekunden-Takt. Schließlich sei an dieser Stelle hervorgehoben,
daß die Reinigung der Werkzeugsätze ohne weiteres in zwei oder
mehreren parallelen Linien mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen
erfolgen kann.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie
genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei
terzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1
und 28 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol
gende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an
hand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläute
rung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand
der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestal
tungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeich
nung zeigt
Fig. 1 in einem Blockdiagramm, schematisch, eine erfindungs
gemäße Vorrichtung zur Werkzeugreinigung bei der Her
stellung gießfertiger Masken bzw. Kernpakete bzw. die
einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens im Sinne eines Ablaufdiagramms,
Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht eine Zuführein
richtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem
ersten Manipulator,
Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht eine erste Spül
einrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4 in einer schematischen Seitenansicht vier Ultra
schallbäder der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 5 in einer schematischen Seitenansicht einerseits eine
zweite Spüleinrichtung und andererseits eine Kühlein
richtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 6 in einer schematischen Seitenansicht die Anordnung
zweier Trockeneinrichtungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und
Fig. 7 in einer schematischen Seitenansicht eine Inspek
tionsstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit
drittem Manipulator sowie eine Abführeinrichtung.
Fig. 1 zeigt im Rahmen eines schematischen Blockdiagramms ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Werkzeugreinigung bei der Herstellung gießfertiger Masken bzw.
Kernpakete mittels linear angeordneter Kernschießmaschinen bzw.
Schießstationen, wobei die in Fig. 1 nicht gezeigten Kern
schießmaschinen jeweils aus Werkzeugoberteil 1, Ausstoßplatte 2
des Werkzeugoberteils 1 und Werkzeugunterteil 3 bestehende
Werkzeugsätze 4 aufweisen. Die Werkzeugsätze 4 sind von den
nicht gezeigten Kernschießmaschinen abkoppelbar und in ein le
diglich angedeutetes Werkzeuglager 5 oder direkt zu den Reini
gungsstationen ausschleusbar.
In erfindungsgemäßer Weise sind eine Zuführeinrichtung 6, eine
erste Spüleinrichtung 7, vier Ultraschallbäder 8, eine zweite
Spüleinrichtung 9, eine Kühleinrichtung 10 mit vier Kühlplätzen
11, zwei Trockeneinrichtungen 12, eine Inspektionsstation 13
und eine Abführeinrichtung 14 vorgesehen.
Gemäß der in den Figuren gewählten Darstellung ist erkennbar,
daß die Werkzeugsätze 4 mittels der Zuführeinrichtung 6 von den
Kernschießmaschinen oder dem Werkzeuglager 5 zu einem ersten
Manipulator 15 verbracht werden. Von diesem werden die Werk
zeugsätze 4 wiederum in die erste Spüleinrichtung 7 verbracht.
Mittels eines zweiten Manipulators 16 gelangen dann die Werk
zeugsätze 4 in die Ultraschallbäder 8 und danach in die zweite
Spüleinrichtung 9, in die Kühleinrichtung 10, von dort aus in
die Trockeneinrichtungen 12, vorzugsweise mittels eines dritten
Manipulators 17 in die Inspektionsstation 13 und schließlich zu
der Abführeinrichtung 14 und mittels dieser wieder in das Werk
zeuglager 5 bzw. zu den in den Figuren nicht gezeigten Kern
schießmaschinen.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Teil
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich die Zuführeinrich
tung 6 mit einem Rollenförderer 18. Der erste Manipulator 15
dient zur Vereinzelung der Werkzeugsätze 4 - Werkzeugoberteil 1
und Ausstoßplatte 2 einerseits und Werkzeugunterteil 3 anderer
seit.
Fig. 3 zeigt ebenfalls in einer schematischen Seitenansicht,
daß die erste Spüleinrichtung 7 als Becken 19 ausgeführt ist.
Ein Halter 20 dient zur Aufnahme der Werkzeugsatzes 4. Fig. 3
zeigt weiter deutlich, daß die erste Spüleinrichtung 7 Düsen 21
zum Absprühen bzw. Abstrahlen des Werkzeugsatzes 4 mit
Kreislaufwasser aufweist. Des weiteren weist die erste Spülein
richtung 7 einen in ein Sammelbecken 22 führenden Ablauf 23 und
einen von dem Sammelbecken 22 in das Becken 19 führenden Zulauf
24 auf. Das Sammelbecken 22 weist zwei Pumpen 25 und eine
Filtereinrichtung 26 zum Ausfiltern des aus der ersten Spülein
richtung 7 ausgespülten Sandes 27 auf.
Fig. 4 zeigt schematisch vier linear angeordnete Ultraschallbä
der 8, die als Becken 28 mit einem das Werkzeugoberteil 1 mit
der Ausstoßplatte 2 und das Werkzeugunterteil 3 aufnehmenden
Halter 29 ausgeführt sind. Das Ultraschallbad 8 ist als ein mit
Ultraschall beaufschlagtes Laugenbad ausgeführt, wobei die vier
linear angeordneten Ultraschallbäder 8 zum gleichzeitigen Be
handeln von vier Werkzeugsätzen 4 dienen.
Fig. 5 zeigt die zweite Spüleinrichtung 9, die zum Abspülen der
die Werkzeugsätze 4 benetzenden Lauge mittels Kreislaufwasser
dient. Auch die zweite Spüleinrichtung 9 ist als Becken 30 mit
einem den Werkzeugsatz 4 aufnehmenden Halter 31 ausgeführt. Die
zweite Spüleinrichtung 9 weist Düsen 32 zum Absprühen des Werk
zeugsatzes 4 mit Kreislaufwasser auf, wobei diese auch zwischen
dem Werkzeugoberteil 1 und dem Werkzeugunterteil 3 angeordnet
sind.
Gemäß der Darstellung in Fig. 5 ist die zweite Spüleinrichtung
9 mit der nachfolgenden Kühleinrichtung 10 hinsichtlich der
Wasserversorgung bzw. des Kreislaufwasser gekoppelt. Eine unab
hängige Wasserversorgung einerseits der zweiten Spüleinrichtung
9 und andererseits der Kühleinrichtung 10 ist jedoch ebenso
möglich.
Die ebenfalls in Fig. 5 dargestellte Kühleinrichtung 10 dient
zum Kühlen der im Ultraschallbad 8 erwärmten Werkzeugsätze 4.
Die Kühleinrichtung 10 ist als Becken 33 mit einem insgesamt
vier Werkzeugsätze 4 aufnehmenden Halter 34 ausgeführt. Diese
Kühleinrichtung 10 ist mit zirkulierendem Kühlwasser gefüllt.
Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf den allgemeinen
Teil der Beschreibung verwiesen.
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Seitenansicht die Anordnung
zweier Trockeneinrichtungen 12 zum Lufttrocknen der zuvor was
sergekühlten Werkzeugsätze 4. Die Trocknung erfolgt etwa bei
550°C mittels schematisch angedeutetem Gebläse 35.
Gemäß der Darstellung in Fig. 7 folgt der zuvor erörterten
Lufttrocknung die Inspektionsstation 13 zur entweder vollauto
matischen oder durch Bedienungspersonen durchzuführenden In
spektion der Reinigungsqualität einerseits und/oder zur grund
sätzlichen Überprüfung der Werkzeugsätze 4 andererseits. Der
dritte Manipulator 17 dient zum Verbringen der Werkzeugsätze 4
auf die Abführeinrichtung 14 und zum gleichzeitigen Zusammenbau
der Werkzeugsätze 4 in die Arbeitsposition, d. h. mit zusammen
gefahrenem Werkzeugoberteil 1 und Werkzeugunterteil 3. Fig. 7
zeigt schließlich weiter, daß die Abführeinrichtung 14 einen
Rollenförderer 36 umfaßt.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermei
dung von Wiederholungen auf die Beschreibungseinleitung verwie
sen.
Abschließend sei hervorgehoben, daß das voranstehend lediglich
beispielhaft genannte Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße
Lehre lediglich erläutert, jedoch nicht auf das Ausführungsbei
spiel einschränkt.
Claims (38)
1. Vorrichtung zur Werkzeugreinigung bei der Herstellung
gießfertiger Masken bzw. Kernpakete mittels vorzugsweise linear
angeordneter Kernschießmaschinen bzw. Schießstationen, wobei
die Kernschießmaschinen jeweils aus Werkzeugoberteil (1), Aus
stoßplatte (2) des Werkzeugoberteils (1) und Werkzeugunterteil
(3) bestehende Werkzeugsätze (4) aufweisen und wobei die
Werkzeugsätze (4) von den Kernschießmaschinen abkoppelbar und
vorzugsweise in ein Werkzeuglager (5) ausschleusbar sind,
gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung
(6), eine erste Spüleinrichtung (7), mindestens ein Ultra
schallbad (8), eine zweite Spüleinrichtung (9), ggf. eine Kühl
einrichtung (10), eine Trockeneinrichtung (12), ggf. eine In
spektionsstation (13) und eine Abführeinrichtung (14), wobei
die Werkzeugsätze (4) mittels der Zuführeinrichtung (6) von der
Kernschießmaschine oder dem Werkzeuglager (5) zu einem ersten
Manipulator (15), von diesem in die erste Spüleinrichtung (7),
vorzugsweise mittels eines zweiten Manipulators (16) in das Ul
traschallbad (8), in die zweite Spüleinrichtung (9), ggf. in
die Kühleinrichtung (10), von dort aus in die Trockeneinrich
tung (12), vorzugsweise mittels eines dritten Manipulators (17)
ggf. in die Inspektionsstation (13), zu der Abführeinrichtung
(14) und mittels dieser wieder in das Werkzeuglager (5) bzw. zu
den Kernschießmaschinen verbringbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführeinrichtung (6) einen Rollenförderer (18) umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der erste Manipulator (15) zur Vereinzelung der Werk
zeugsätze (4) - Werkzeugoberteil (1) und Ausstoßplatte (2) ei
nerseits und Werkzeugunterteil (3) andererseits - dient.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Spüleinrichtung (7) als Becken (19)
mit einem das Werkzeugoberteil (1) mit der Ausstoßplatte (2)
und das Werkzeugunterteil (3) aufnehmenden Halter (20) ausge
führt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Spüleinrichtung (7) Düsen (21) zum
Absprühen des Werkzeugoberteils (1) mit der Ausstoßplatte (2)
und des Werkzeugunterteils (3) mit Kreislaufwasser aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Spüleinrichtung (7) einen in ein Sammelbecken (22)
führenden Ablauf (23) und einen von dem Sammelbecken (22) in
das Becken (19) führenden Zulauf (24) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sammelbecken (22) mindestens eine Pumpe (25) und eine Fil
tereinrichtung (26) zum Ausfiltern des aus der ersten Spülein
richtung (7) ausgespülten Sandes (27) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Ultraschallbad (8) als Becken (28) mit
einem das Werkzeugoberteil (1) mit der Ausstoßplatte (2) und
das Werkzeugunterteil (3) aufnehmenden Halter (29) ausgeführt
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Ultraschallbad (8) als ein mit Ultra
schall beaufschlagtes Laugenbad ausgeführt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß insgesamt vier linear oder parallel angeord
nete Ultraschallbäder (8) vorgesehen sind, die zum gleichzeiti
gen Behandeln von vier Werkzeugsätzen (4) dienen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zweite Spüleinrichtung (9) zum Abspülen
der die Werkzeugsätze (4) benetzenden Lauge mittels Kreislauf
wasser dient.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Spüleinrichtung (8) als Becken (30) mit einem das
Werkzeugoberteil (1) mit der Ausstoßplatte (2) und das
Werkzeugunterteil (3) aufnehmenden Halter (31) ausgeführt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zweite Spüleinrichtung (9) Düsen (32) zum
Absprühen des Werkzeugsatzes (4) mit Kreislaufwasser aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Spüleinrichtung (9) einen in ein
Sammelbecken führenden Ablauf und einen von dem Sammelbecken in
das Becken führenden Zulauf aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sammelbecken mindestens eine Pumpe zur Zirkulation des
Kreislaufwassers und ggf. eine Filtereinrichtung aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (10) zum Kühlen der im
Ultraschallbad (8) bzw. beim Spülen erwärmten Werkzeugsätze (4)
dient.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühleinrichtung (10) als Becken (33) mit einem vorzugsweise
vier Werkzeugsätze (4) - Werkzeugoberteil (1) mit der Ausstoß
platte (2) und das Werkzeugunterteil (3) - aufnehmenden Halter
(34) ausgeführt ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (10) mit vorzugsweise
zirkulierendem Kühlwasser gefüllt ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (10) einen in ein Sam
melbecken mit einem Kühlaggregat führenden Ablauf sowie einen
von dem Sammelbecken in das Becken führenden Zulauf aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sammelbecken mindestens eine Pumpe zur Zirkulation des
Kühlwassers und ggf. eine Filtereinrichtung aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Trockeneinrichtung (12) zum Lufttrocknen
der wassergekühlten Werkzeugsätze (4) dient.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
Trocknung bei etwa 55°C erfolgt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeich
net, daß insgesamt zwei linear oder parallel angeordnete
Trockeneinrichtungen (12) vorgesehen sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß der dritte Manipulator (17) zum Verbringen
der Werkzeugsätze (4) aus der Trockeneinrichtung (12) in die
Inspektionsstation (13) dient.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Inspektionsstation (13) vorzugsweise kon
taktlose Sensoren zur Abtastung der Oberflächen der Werkzeug
sätze (4) umfaßt.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß der dritte Manipulator (17) zum Verbringen
der Werkzeugsätze (4) auf die Abführeinrichtung (14) und zum
gleichzeitigen Zusammenbau der Werkzeugsätze (4) in die Ar
beitsposition - mit zusammengefahrenem Werkzeugoberteil (1) und
Werkzeugunterteil (3) - dient.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abführeinrichtung (14) einen Rollenförde
rer (36) umfaßt.
28. Verfahren zur Werkzeugreinigung bei der Herstellung gieß
fertiger Masken bzw. Kernpakete mittels vorzugsweise linear an
geordneter Kernschießmaschinen bzw. Schießstationen, wobei die
Kernschießmaschinen jeweils aus Werkzeugoberteil (1), Ausstoß
platte (2) des Werkzeugoberteils (1) und Werkzeugunterteil (3)
bestehende Werkzeugsätze (4) aufweisen und wobei die Werkzeug
sätze (4) von den Kernschießmaschinen abkoppelbar und in ein
Werkzeuglager (5) ausschleusbar sind, unter Anwendung der Vor
richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrens
schritte:
Verbringen der Werkzeugsätze (4) mittels der Zuführ einrichtung (6) von der Kernschießmaschine oder dem Werkzeugla ger (5) zu einem ersten Manipulator (15),
Vereinzeln der Werkzeugsätze (4) - Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und Werkzeugunterteil (3) - durch den ersten Manipulator (15),
Verbringen von Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und Werkzeugunterteil (3) in die erste Spüleinrichtung (7) und Spülen des vereinzelten Werkzeugsatzes (4),
Verbringen von Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und Werkzeugunterteil (3) mittels eines zweiten Manipula tors (16) in ein Ultraschallbad (8) und Reinigen des Werkzeug satzes (4) mittels Lauge und Ultraschallbeaufschlagung, Verbringen des Werkzeugsatzes (4) in eine Kühlein richtung (10) und Kühlen des Werkzeugsatzes (4), Verbringen des Werkzeugsatzes (4) in eine Trockenein richtung (12) und Trocknen des mit Kühlwasser benetzten Werk zeugsatzes (4),
Verbringen des Werkzeugsatzes (4) vorzugsweise mit tels eines dritten Manipulators (17) in eine Inspektionsstation (13),
Übergabe des Werkzeugsatzes (4) an die Abführeinrich tung (14) und Rückführen des Werkzeugsatzes (4) in das Werk zeuglager (5) oder zu der Kernschießmaschine.
Verbringen der Werkzeugsätze (4) mittels der Zuführ einrichtung (6) von der Kernschießmaschine oder dem Werkzeugla ger (5) zu einem ersten Manipulator (15),
Vereinzeln der Werkzeugsätze (4) - Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und Werkzeugunterteil (3) - durch den ersten Manipulator (15),
Verbringen von Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und Werkzeugunterteil (3) in die erste Spüleinrichtung (7) und Spülen des vereinzelten Werkzeugsatzes (4),
Verbringen von Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und Werkzeugunterteil (3) mittels eines zweiten Manipula tors (16) in ein Ultraschallbad (8) und Reinigen des Werkzeug satzes (4) mittels Lauge und Ultraschallbeaufschlagung, Verbringen des Werkzeugsatzes (4) in eine Kühlein richtung (10) und Kühlen des Werkzeugsatzes (4), Verbringen des Werkzeugsatzes (4) in eine Trockenein richtung (12) und Trocknen des mit Kühlwasser benetzten Werk zeugsatzes (4),
Verbringen des Werkzeugsatzes (4) vorzugsweise mit tels eines dritten Manipulators (17) in eine Inspektionsstation (13),
Übergabe des Werkzeugsatzes (4) an die Abführeinrich tung (14) und Rückführen des Werkzeugsatzes (4) in das Werk zeuglager (5) oder zu der Kernschießmaschine.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Manipulator (15) das Werkzeugoberteil (1) und die
Ausstoßplatte (2) und danach das Werkzeugunterteil (3) er
greift, anhebt, um 90° um eine horizontale Achse dreht und in
die erste Spüleinrichtung (7) stellt.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und Werkzeugunter
teil (3) durch den ersten Manipulator (15) vorzugsweise hoch
kant und mit der Werkzeuginnenseite voneinander abgewandt -
nach außen gerichtet - in die Spüleinrichtung (7) gestellt wer
den.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anordnung von Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2)
und Werkzeugunterteil (3) in den nachfolgenden Einrichtungen
bis zur Abführeinrichtung (14) beibehalten wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch ge
kennzeichnet, daß gleichzeitig vier Werkzeugsätze (4) in vier
Ultraschallbädern (8) gereinigt werden.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch ge
kennzeichnet, daß gleichzeitig vier Werkzeugsätze (4) in der
Kühleinrichtung (10) gekühlt werden.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch ge
kennzeichnet, daß gleichzeitig zwei Werkzeugsätze (4) in zwei
Trocknungseinrichtung (12) getrocknet werden.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Übergabe des Werkzeugsatzes (4) an die
Abführeinrichtung (14) die der Arbeitsposition entsprechende
Zuordnung von Werkzeugoberteil (1) mit Ausstoßplatte (2) und
Werkzeugunterteil (3) - im zusammengefahrenen Zustand - umfaßt.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch ge
kennzeichnet, daß jeweils acht Werkzeugsätze (4) hintereinander
aus dem Werkzeuglager (5) ausgeschleust und gereinigt werden.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 36, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bearbeitung an den einzelnen Einrichtun
gen bzw. Stationen im 45-Sekunden-Takt erfolgt.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Reinigung der Werkzeugsätze (4) in zwei
oder mehreren parallelen Linien mit Vorrichtungen nach den An
sprüchen 1 bis 27 erfolgt.
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