DE4341122A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung gießfertiger Masken bzw. Kernpakete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung gieß­ fertiger Masken bzw. Kernpakete, mit mindestens zwei linear an­ geordneten Kernschießmaschinen bzw. Schießstationen, wobei die Kernschießmaschinen zwei jeweils aus Werkzeugoberteil und Werk­ zeugunterteil bestehende, sich zumindest geringfügig unter­ scheidende Werkzeugsätze aufweisen und identische Transferteile einerseits als Werkzeugunterteil der ersten Kernschießmaschine und andererseits zum Transport des Kerns bzw. Kernpakets auf einem Transferpfad durch die Vorrichtung hindurch dienen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung gießfertiger Masken bzw. Kernpakete mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Grundsätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung 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. 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 und Werkzeugun­ terteil - stattfindet. Entsprechend sind die Werkzeuge nach ei­ ner bestimmten Anzahl von Takten zu reinigen und dazu an den Schießstationen auszutauschen. Ein solcher Werkzeugwechsel ist in der Praxis jedoch äußerst problematisch, da die Werkzeuge der einzelnen Schießstationen und somit die dort gefertigten Kerne exakt auf einander abgestimmt sind. Mit anderen Worten sind die Konturen der zu stapelnden Kerne eines Werkzeugsatzes derart aufeinander abgestimmt, daß diese beim Stapeln form­ schlüssig aneinanderliegen. Bei bereits geringsten Abweichungen in den Konturen aneinanderliegender Oberflächen der zu stapeln­ den Kerne würden beim Stapeln so erhebliche Spannungen auftre­ ten, daß die Kerne mit höchster Wahrscheinlichkeit brechen wür­ den.

Wird nun bei der bekannten Vorrichtung ein Werkzeugsatz auf­ grund aufgetretener Verunreinigungen ausgetauscht, so müssen die sich in der Linie befindlichen Transferteile mit den darauf befindlichen, bereits gefertigten Kernen insgesamt als Ausschuß entfernt werden, da nämlich eine weitere Paketierung mit durch den ausgetauschten Werkzeugsatz gefertigten Kernen aufgrund ge­ ringster Abweichungen in den Konturen der Werkzeugoberflächen und somit auch der Oberflächen der dann gefertigten Kerne zu den bereits gefertigten Kernen aus den bereits zuvor genannten Gründen nicht mehr möglich ist. Mit anderen Worten ist es bei der bekannten Vorrichtung stets erforderlich, nach erfolgtem Werkzeugwechsel die gesamte Fertigungsstraße erneut anzufahren und in der Fertigungsstraße befindliche Kerne zu entfernen bzw. auszusondern. Dies verursacht abgesehen von der durch die Aus­ schußteile bedingten Materialverschwendung einen erheblichen Zeitverlust und verringert somit die Kapazität der Fertigungs­ straße ganz erheblich, was wiederum die Kosten je Kernpaket er­ heblich erhöht.

Voranstehendes Problem wurde seitens der Anmelderin bereits da­ durch angegangen, daß gemäß der deutschen Patentanmeldung P 43 18 259.3-24 - es handelt sich hier um einen nachveröffentlich­ ten Stand der Technik - eine Vorrichtung und ein Verfahren vor­ geschlagen wurde, wonach die Werkzeuge eines Werkzeugsatzes ge­ meinsam, d. h. zeitgleich, an allen Schießstationen gegen Werk­ zeuge eines zweiten Werkzeugsatzes getauscht werden. Die zu der hier beanspruchten Lehre alternative Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß jeder Kernschießmaschine mindestens eine Park­ station für das Transferteil mit den darauf befindlichen Kernen zugeordnet ist und daß die Parkstation zur Aufnahme eines bei einem ersten Werkzeugwechsel aus dem Transferpfad ausschleusba­ ren und bei abermaligem Werkzeugwechsel wieder in den Transfer­ pfad einschleusbaren Transferteils dient, so daß sich auf dem Transferpfad ausschließlich mit dem im Einsatz befindlichen Werkzeugsatz gefertigte Kerne bzw. Kernpakete tragende Trans­ ferteile und in den Parkstationen ausschließlich mit dem nicht im Einsatz befindlichen Werkzeugsatz gefertigte Kerne bzw. Kernpakete tragende Transferteile befinden. Gemäß dieser alter­ nativen Ausgestaltung ist bereits erkannt worden, daß bei zwei an jeder Kernschießmaschine zum Einsatz kommenden Werkzeugsät­ zen es insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Fertigungsko­ sten nicht sinnvoll ist, beide Werkzeugsätze exakt zu "matchen" bzw. derart aufeinander abzustimmen, daß so gut wie keine Fertigungstoleranzen zwischen den mit unterschiedlichen Werkzeugsätzen an den jeweiligen Schießstationen hergestellten Kernen auftreten. Vielmehr ist es wesentlich sinnvoller, nach einem Werkzeugwechsel die weitere Produktion mit Kernen fortzu­ fahren, die mit dem eingewechselten Werkzeugsatz bereits gefer­ tigt sind.

Dazu ist bei der alternativen Vorrichtung jeder Kernschießma­ schine eine Parkstation für das Transferteil zugeordnet, so daß bei einem ersten Werkzeugwechsel - Wechsel zu dem zweiten Werk­ zeugsatz - die sich gerade an den jeweiligen Schießstationen befindlichen Kerne bzw. Kernpakete - statt zu entsorgen - in die Parkstation verbracht werden. Lediglich bei einem ersten Werkzeugwechsel ist die Fertigungsstraße dann im geleerten Zu­ stand neu anzufahren. Wird dagegen ein zuvor bereits ausgewech­ selter und gereinigter Werkzeugsatz wieder eingewechselt, so werden die dann in der Fertigungsstraße befindlichen Kerne bzw. Transferteile mit den darauf befindlichen Kernen in die Park­ station verbracht und die geparkten Kerne, die mit dem gerei­ nigten und nunmehr wieder einzutauschenden Werkzeugsatz zuvor bereits gefertigt wurden, können wieder an entsprechenden Stel­ len in den Transferpfad eingeschleust werden. Folglich befinden sich auf dem Transferpfad ausschließlich mit dem im Einsatz be­ findlichen Werkzeugsatz gefertigte Kerne bzw. Kernpakete tra­ gende Transferteile und in den Parkstationen ausschließlich mit dem nicht in Einsatz befindlichen Werkzeugsatz gefertigte Kerne bzw. Kernpakete tragende Transferteile. Durch den Trick des Austauschs der jeweils gefertigten Kerne bzw. Kernpakete mit dem entsprechenden Werkzeugsatz ist ein erneutes Anfahren der Fertigungsstraße nach einem Wechsel des Werkzeugsatzes nicht erforderlich. Vielmehr kann mit dem erneut eingewechselten Werkzeugsatz die Fertigung genau dort fortgeführt werden, wo sie zum Zwecke des Wechsels unterbrochen wurde. Folglich wird mit der alternativen Vorrichtung die Fertigung nur solange un­ terbrochen, bis der Wechsel des Werkzeugsatzes einerseits und der Transferteile andererseits vollzogen ist.

Auch die voranstehend erörterte alternative Vorrichtung ist je­ doch in der Praxis problematisch, da die Vorkehrung der Park­ stationen einerseits konstruktiv aufwendig ist und andererseits einen erheblichen Platzbedarf mit sich bringt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein entspre­ chendes Verfahren anzugeben, wonach durch den Werkzeugwechsel bedingte Ausschußkerne und Anfahrzeiten zum "Befüllen" der Fertigungsstraße bei einfachster Konstruktion und geringstem Platzbedarf wirksam vermieden sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die er­ findungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet, daß die im Ein­ satz befindlichen Werkzeuge eines ersten Werkzeugsatzes gegen Werkzeuge eines zweiten Werkzeugsatzes an der ersten Kern­ schießmaschine wechselbar sind, und zwar nachdem das Transfer­ teil mit dem ersten Kern die erste Kernschießstation verlassen hat, daß die im Einsatz befindlichen Werkzeuge des ersten Werk­ zeugsatzes gegen Werkzeuge des zweiten Werkzeugsatzes an der zweiten Kernschießmaschine wechselbar sind, nachdem das Trans­ ferteil mit dem ersten und zweiten Kern die zweite Kern­ schießstation verlassen hat, usw., bis hin zum Wechseln des letzten Werkzeugsatzes an der letzten Kernschießstation, so daß auf einem Transferteil ausschließlich mit demselben Werkzeug­ satz gefertigte Kern ablegbar sind.

Erfindungsgemäß ist hier erkannt worden, daß die Problematik auszutauschender Werkzeugsätze ohne Vorkehrung von Parkstatio­ nen für auszuschleusende Transferteile mit darauf befindlichen Kernen gelöst werden kann, nämlich dadurch, daß die im Einsatz befindlichen Werkzeuge an den verschiedenen Kernschießstationen nicht zeitgleich, sondern zeitlich versetzt ausgetauscht wer­ den. Folglich wird in erfindungsgemäßer Weise ein einen ersten Kern tragendes Transferteil sämtliche Schießstationen durchlau­ fen und zu einem Kernpaket komplettiert. Nach Durchlaufen der jeweiligen Kernschießstation wird dann das jeweilige Werkzeug bzw. der jeweilige Werkzeugsatz ausgetauscht, so daß das nach­ folgende Transferteil ausschließlich Kerne trägt, die bereits mit dem eingewechselten Werkzeugsatz gefertigt sind. Ein Aus­ schleusen von Transferteilen mit darauf befindlichen Kernen erübrigt sich somit, so daß keine besonderen Parkstationen für die Transferteile mit den darauf befindlichen Kernen erforder­ lich sind. Vielmehr wird ein mit einem ersten Kern belegtes Transferteil an jeder Kernschießstation mit weiteren Kernen be­ legt bzw. komplettiert, die mit Werkzeugen des gleichen Werk­ zeugsatzes hergestellt sind. In jeder Kernschießstation wird das Werkzeug des zu wechselnden Werkzeugsatzes erst dann gegen ein Werkzeug des anderen Werkzeugsatzes ausgetauscht, wenn der zur Paketierung erforderliche Kern hergestellt und auf das Transferteil bzw. die anderen Kerne gestapelt ist. Jedenfalls ist hier wesentlich, daß weder ein Ausschleusen von Transfer­ teilen noch die Bereitstellung sog. Parkstationen erforderlich ist.

Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der sich linear durch die Schießstationen hindurcherstreckende Transferpfad durch die Transferteile tragende Rollen gebildet. Die Rollen können die Transferteile oder entsprechende Auskragungen der Transferteile seitlich untergreifen. Hinsichtlich detaillierter konstruktiver Ausgestaltungen wird hier ausdrücklich auf die Patentanmeldung P 43 18 259.3-24 verwiesen, deren diesbezügli­ cher Offenbarungsgehalt hier ausdrücklich beansprucht wird.

Hinsichtlich einer konkreten Kernschießanlage könnten bei­ spielsweise acht Kernschießmaschinen bzw. Schießstationen mit zugeordneten Werkzeugsätzen und Transferteilen vorgesehen sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voran stehende Aufgabe durch die Merkmale-des Patentanspruches 5. Danach handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung gießfertiger Masken bzw. Kernpakete, wobei an einer ersten Kernschießstation ein erster Kern geschossen und auf dem als Werkzeugunterteil der ersten Kernschießmaschine dienenden Transferteil zu der nächsten Schießstation verbracht, an einer zweiten Kernschießstation ein zweiter Kern geschossen, das Werkzeugunterteil der zweiten Schießstation abgesenkt, das Transferteil mit dem ersten Kern unter das Werkzeugoberteil der zweiten Schießstation verbracht und der zweite Kern auf dem auf dem Transferteil befindlichen ersten Kern abgesetzt wird, usw. Erfindungsgemäß sind folgende weitere Verfahrensschritte vorgesehen:

Die im Einsatz befindlichen Werkzeuge eines ersten Werkzeug­ satzes werden gegen Werkzeuge eines zweiten Werkzeugsatzes an der ersten Kernschießmaschine gewechselt, nachdem das Transfer­ teil mit dem ersten Kern die erste Kernschießstation verlassen hat. Anschließend werden die im Einsatz befindlichen Werkzeuge des ersten Werkzeugsatzes gegen Werkzeuge des zweiten Werkzeug­ satzes an der zweiten Kernschießmaschine gewechselt, nachdem auch hier das Transferteil mit dem ersten und zweiten Kern die zweite Kernschießstation verlassen hat. Dieser Vorgang wieder­ holt sich entsprechend der Anzahl der insgesamt vorgesehenen Kernschießstationen, nämlich solange, bis der letzte Werkzeug­ satz an der letzten Kernschießstation gewechselt ist, so daß auf einem Transferteil ausschließlich Kerne abgelegt werden, die mit Werkzeugen des gleichen Werkzeugsatzes hergestellt sind.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die Patentansprüche und andererseits auf-die nachfolgende kurze Erläuterung eines Aus­ führungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verwei­ sen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
die einzige Figur in einem Blockdiagramm, schematisch, eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit insgesamt acht Kern­ schießmaschinen bzw. Kernschießstationen und zwei komplet­ ten Werkzeugsätzen.

Die einzige Figur zeigt eine linear angeordnete Kernschießan­ lage mit insgesamt acht Kernschießmaschinen 1 bzw. Schießsta­ tionen, wobei die Kernschießmaschinen 1 zwei jeweils aus Werk­ zeugoberteil 2 und Werkzeugunterteil 3 bestehende, sich zumin­ dest geringfügig unterscheidende Werkzeugsätze 4 aufweisen und identische Transferteile 5 einerseits als Werkzeugunterteil 2 der ersten Kernschießmaschine 1 und andererseits als zum Trans­ port des Kerns 6 bzw. Kernpakets auf einem Transferpfad 7 durch die Vorrichtung hindurch dienen.

Erfindungsgemäß werden hier die im Einsatz befindlichen Werk­ zeuge 2, 3 eines ersten Werkzeugsatzes 4a gegen Werkzeuge 2, 3 eines zweiten Werkzeugsatzes 4b an der ersten Kernschießma­ schine 1 gewechselt, und zwar nachdem das Transferteil 5 mit dem ersten Kern 6 die erste Kernschießstation verlassen hat. Anschließend werden die im Einsatz befindlichen Werkzeuge 2, 3 des ersten Werkzeugsatzes 4a gegen Werkzeuge 2, 3 des zweiten Werkzeugsatzes 4b an der zweiten Kernschießmaschine 1 gewech­ selt, und zwar ebenfalls nachdem das Transferteil 5 mit dem er­ sten und zweiten Kern 6 die zweite Kernschießstation verlassen hat. Dieser Vorgang wiederholt sich bis hin zu der letzten Kern­ schießstation, nämlich solange, bis die Werkzeuge 2, 3 des aus­ zuwechselnden Werkzeugsatzes 4 an der letzten Kernschießstation gewechselt sind, so daß auf ein Transferteil 5 ausschließlich mit demselben Werkzeugsatz 4 gefertigte Kerne 6 ablegbar sind.

Hinsichtlich der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß das voranstehend lediglich beispielhaft genannte Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Lehre lediglich erläutert, jedoch nicht auf das Ausführungsbei­ spiel einschränkt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Herstellung gießfertiger Masken bzw. Kern­ pakete, mit mindestens zwei linear angeordneten Kernschießma­ schinen (1) bzw. Schießstationen, wobei die Kernschießmaschinen (1) zwei jeweils aus Werkzeugoberteil (2) und Werkzeugunterteil (3) bestehende, sich zumindest geringfügig unterscheidende Werkzeugsätze (4a, 4b) aufweisen und identische Transferteile (5) einerseits als Werkzeugunterteil (2) der ersten Kernschießmaschine (1) und andererseits zum Transport des Kerns (6) bzw. Kernpakets auf einem Transferpfad (7) durch die Vorrichtung hindurch dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ein­ satz befindlichen Werkzeuge (2, 3) eines ersten Werkzeugsatzes (4a) gegen Werkzeuge (2, 3) eines zweiten Werkzeugsatzes (4b) an der ersten Kernschießmaschine (1) wechselbar sind, und zwar nachdem das Transferteil (5) mit dem ersten Kern (6) die erste Kernschießstation verlassen hat, daß die im Einsatz befindli­ chen Werkzeuge (2, 3) des ersten Werkzeugsatzes (4a) gegen Werkzeuge (2, 3) des zweiten Werkzeugsatzes (4b) an der zweiten Kernschießmaschine (1) wechselbar sind, nachdem das Transfer­ teil (5) mit dem ersten und zweiten Kern (6) die zweite Kern­ schießstation verlassen hat, usw., bis hin zum Wechseln der Werk­ zeuge (2, 3) des auszuwechselnden Werkzeugsatzes (4) an der letzten Kernschießstation, so daß auf einem Transferteil (5) ausschließlich mit demselben Werkzeugsatz (4) gefertigte Kerne (6) ablegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich linear durch die Schießstationen (1) hindurch erstrec­ kende Transferpfad (7) durch die Transferteile (5) tragende Rollen gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die rollen die Transferteile (5) oder entsprechende Auskragungen der Transferteile (5) seitlich untergreifen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß insgesamt acht Kernschießmaschinen (1) bzw. Schießstationen mit zugeordneten Werkzeugsätzen (4a, 4b) und Transferteilen (5) vorgesehen sind.

5. Verfahren zur Herstellung gießfertiger Masken bzw. Kernpa­ kete, wobei an einer ersten Kernschießstation ein erster Kern (6) geschossen und auf dem als Werkzeugunterteil (2) der ersten Kernschießmaschine (1) dienenden Transferteil (5) zu der näch­ sten Schießstation verbracht, an einer zweiten Kernschießsta­ tion ein zweiter Kern (6) geschossen, das Werkzeugunterteil (3) der zweiten Schießstation abgesenkt, das Transferteil (5) mit dem ersten Kern (6) unter das Werkzeugoberteil (2) der zweiten Schießstation verbracht und der zweite Kern (6) auf dem auf dem Transferteil (5) befindlichen ersten Kern (6) abgesetzt wird, usw., insbesondere zur Anwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende weitere Ver­ fahrensschritte:
Wechseln der im Einsatz befindlichen Werkzeuge (2, 3) eines ersten Werkzeugsatzes (4a) gegen Werkzeuge (2, 3) eines zweiten Werkzeugsatzes (4b) an der ersten Kernschießmaschine (1), nachdem das Transferteil (5) mit dem ersten Kern (6) die erste Kernschießstation verlassen hat;
Wechseln der im Einsatz befindlichen Werkzeuge (2, 3) des ersten Werkzeugsatzes (4a) gegen Werkzeuge (2, 3) des zwei­ ten Werkzeugsatzes (4b) an der zweiten Kernschießmaschine (1), nachdem das Transferteil (5) mit dem ersten und zweiten Kern (6) die zweite Kernschießstation verlassen hat; usw., bis hin zum Wechseln der Werkzeuge (2, 3) des auszuwechselnden Werk­ zeugsatzes (4) an der letzten Kernschießstation, so daß auf ei­ nem Transferteil (5) ausschließlich Kerne (6) abgelegt werden, die mit Werkzeug (2, 3) des gleichen Werkzeugsatzes (4) herge­ stellt sind.