DE69701367T2

DE69701367T2 - Niederdruck-Kokillengiessanlage und Verfahren zu ihrem Betrieb

Info

Publication number: DE69701367T2
Application number: DE69701367T
Authority: DE
Inventors: Fabio Giolo
Original assignee: IMR SpA
Current assignee: IMR SpA
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: EP0811447B1; PT811447E; ATE190252T1; ITMI961138A1; DE69701367D1; ES2144812T3; ITMI961138A0; IT1283090B1; EP0811447A1; US6059011A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niederdruck-Druckgießanlage mit verbesserter Produktionskapazität.
Herkömmliche Niederdruck-Druckgießanlagen bestehen gewöhnlich aus einem Gießofen, in den ein Rohr eingetaucht wird, um das flüssige Metall in einer mit dem Metallansaugrohr verbundene Form zu verteilen, indem dem Ofen Druck zugeführt wird.
Eine im allgemeinen am Ofen vorgesehene Handhabungseinheit erlaubt das Durchführen der verschiedenen Arbeitsschritte beim Handhaben der Form, zum Laden der Kerne, Entladen des fertigen Gußteils und Durchführen von Graphitisierung und Abkühlen der Formen.
Soll bei solchen Anwendungen die Produktionskapazität erhöht werden, ist eine tiefgreifende Modifizierung der Öfen notwendig, verbunden mit erheblichen konstruktiven Schwierigkeiten und sehr hohem Energieaufwand.
Ein weiteres typisches Problem herkömmlicher Anlagen besteht darin, daß sie schlecht automatisiert werden können und keine schnelle Änderung der Art des verwendeten Gießmaterials erlauben.
Eine Einrichtung mit Merkmalen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 enthalten sind, ist aus Dokument US-A-3 804 152 bekannt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben angesprochenen Probleme durch eine Niederdruck-Druckgießanlage zu lösen, die trotz Öfen mit relativ niedrigem Energiebedarf eine hohe Produktionskapazität hat.
Im Rahmen dieses Ziels liegt eine besondere Aufgabe der Erfindung darin, eine Gießanlage mit optimierten Stillstandszeiten anzugeben, bei in einer Form ein Gießvorgang ausgeführt werden kann, während aus einer anderen Form das fertige Gußteil entladen wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gießanlage anzugeben, die voll automatisiert werden kann und außerdem extrem vielseitig und praktisch im Einsatz ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gießanlage anzugeben, die auf der Basis von handelsüblichen Elementen und Materialien leicht aufgebaut werden kann und darüber hinaus aus rein ökonomischer Sicht wettbewerbsfähig ist.
Dieses Ziel sowie diese und andere Aufgaben, die im folgenden deutlich werden, werden durch eine Niederdruck-Druckgießanlage gemäß der in den anliegenden Ansprüchen beschriebenen Erfindung erreicht.
Weitere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels einer Niederdruck- Druckgießanlage mit verbesserter Produktionskapazität, das als nicht einschränkendes Beispiel in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Druckgießanlage gemäß der Erfindung, mit dem ersten Ofen beim Gießvorgang;
Fig. 2 eine Darstellung der Druckgießanlage mit dem zweiten Ofen beim Gießvorgang;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der automatischen Steuerung des Drucks in den Öfen;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht beim Schritt zum Aufnehmen des Gußteils mit Bewegung zum Bediener hin;
Fig. 5 eine Ansicht des Schritts zum Handhaben des Gußteils, um es dem Bediener zu zeigen, der eine sofortige Sichtprüfung durchführt;
Fig. 6 eine Draufsicht des Schritts zum Entladen des Gußteils;
Fig. 7 eine Ansicht des Schritts zum Entfernen des Gußteils und Drehen desselben zu dem Bediener hin, damit dieser die Sichtprüfung durchführen kann;
Fig. 8 Ansicht der Bewegung der Handhabungseinheit zum Förderband hin;
Fig. 9 Ansicht des Schritts zum Entladen des Teils;
Fig. 10, 11 und 12 aufeinanderfolgende Ansichten des Schritts zur Sprüh-Graphitisierung der Form.
Wie in den oben erwähnten Figuren zu sehen ist, enthält eine Niederdruck-Druckgießanlage mit verbesserter Produktionskapazität gemäß der Erfindung einen ersten Ofen 1 und einen zweiten Ofen 2, die mit unterschiedlichen Drücken und unterschiedlichen Metallfüllständen arbeiten können, wobei zusätzlich auch zwei unterschiedliche Legierungen in ihnen enthalten sein können.
Die Öfen 1 und 2 sind jeweils seitlich zu einer Entladestation angeordnet, die allgemein mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet ist und die, wie später deutlich wird, das Entladen der Gußteile und Graphitisieren der Formen durchführt.
An dem Stützrahmen der Anlage sind zwei Handhabungseinheiten 5 und 6 vorgesehen, die lösbar miteinander gekoppelt werden können und sich entlang Führungsschienen, allgemein mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet, bewegen können, um mit einer translatorischen Bewegung wahlweise an einem Ofen und an der Entladestation 3 und/oder umgekehrt angeordnet zu werden.
Genauer gesagt, werden die Öfen 1 und 2, die Standardabmessungen und daher einen relativ geringen Energiebedarf haben, wie das Diagramm in Fig. 3 zeigt, durch eine computergesteuerte Zentraleinheit 10 gesteuert, die eine Wandlervorrichtung 11 betätigt, welche mit einem Druckgeber 12 verbunden ist, der den Druck in jedem Ofen 1 oder 2 ermittelt.
Die Wandlervorrichtung betätigt ein Proportionalventil 14, das wiederum ein Hochleistungs-Druckventil 15 steuert, welches in der Leitung 16, die den Druck im Ofen steuert, zwischengeschaltet ist.
Des weiteren sind Meßdosen 17 vorgesehen, die das Vorhandensein von Material erfassen sollen, so daß die Kurve der erreichbaren Drücke eingestellt werden kann.
Beim Gießen selbst muß das Material durch gesteuertes Beaufschlagen des Ofens mit Druck entsprechend der verschiedenen Arbeitsschritte zugeführt werden können.
Die Computersteuerung der Anlage erlaubt jegliche Druckkurve, so daß es möglich ist, durch den ganzen Prozessablauf hindurch immer einen optimalen Gießvorgang zu erzielen.
Die Meßdosen für den Metallfüllstand in dem Ofen erlauben auch die automatische Änderung des Drucks, um immer den bei der Druckbeaufschlagung eingestellten Schwellenwert zu erreichen, gleich wie die Metallfüllstände in den Öfen sich geändert haben; das gleiche Ergebnis kann erzielt werden, wenn anstelle der Meßdosen Laserdetektoren eingesetzt werden, die einen Laserstrahl benutzen, welcher von der Oberfläche reflektiert wird, oder wenn Graphitschwimmer eingesetzt werden, die mit einem Instrument verbunden sind, welches analogen Ausgangssignale erzeugt.
Wie die Fig. 4 bis 9 zeigen, haben die Handhabungseinheiten 5 und 6 die Aufgabe, wechselnd das Gießen in den Formen an einem Ofen durchzuführen, während die jeweils andere Handhabungseinheit das Entladen an der Entladestation ausführt.
Insbesondere ist eine mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnete Entnahmeeinheit vorgesehen, die das Gußteil entnimmt, es zunächst nach vorne bewegt (Fig. 4) und dann dreht (Fig. 5), um es dem Bediener zu zeigen, der Fehler sofort erkennen kann.
Demgemäß ist über den Graphitisierungsbehältern 40 ein Ablagetisch 35 zum Auffangen eines möglicherweise herabfallenden Teils angeordnet.
Nach der Sichtprüfung des Teils durch den Bediener zieht sich die Entnahmeeinheit zurück und lädt das Teil nach einer Kippbewegung auf ein Entladeband 41 ab, wie in den Fig. 8 und 9 zu sehen ist.
Dann legt die Handhabungseinheit die Formen zwecks Behandlung und Abkühlung in die Graphitisierungsbehälter 40.
Wie die Fig. 10 bis 12 zeigen, kann der Graphitisierungsschritt fakultativ auch durch Sprühbeschichten mittels einer Sprühdüse 43 erfolgen, die vor dem Gerät angeordnet ist, so daß die vor dieser Düse angeordneten Formen behandelt werden.
Zu den obigen Ausführungen sei hinzugefügt, daß während der normalen Produktionsschritte Mittel zum vertikalen Anheben der Öfen vorgesehen sind, um diese mit der Form zu verbinden, oder daß fakultativ Mittel zum Absenken der Handhabungseinheit vorgesehen sind, um das Gießrohr mit der Form zu verbinden.
Bei der oben beschriebenen Anordnung ist also eine Form im Gießvorgang, während sich die jeweils andere Form im Schritt zum Entladen des Teils und Vorbereiten der Formen auf den nächsten Gießvorgang und zum Einsetzen der Kerne befindet.
Sobald die verschiedenen Arbeitsschritte abgeschlossen sind, beginnt der Zyklus erneut mit einer translatorischen Bewegung der Handhabungseinheit, welche die zuvor entladene Form zum Befüllen am Ofen anordnet, während die andere Form, in der der Gießvorgang stattgefunden hat, an der Entladeeinheit angeordnet wird.
Zu den obigen Ausführungen sei hinzugefügt, daß die Möglichkeit besteht, die Handhabungseinheiten voneinander zu entkoppeln, und so den Betrieb einer Handhabungseinheit zu sperren, wenn der Einsatz nur eines Ofen ausreicht, oder wenn beispielsweise der entsprechende Ofen gewartet wird.
Aus der vorangegangenen Beschreibung geht somit klar hervor, daß die Erfindung das Ziel und die Aufgaben löst, und es wird besonders hervorgehoben, daß eine automatische Gießanlage angegeben wird, die alle Gießvorgänge erheblich vereinfachen kann, und dabei eine hohe stündliche Produktionsrate bei geringerem Energieaufwand erreicht und die Möglichkeit bietet, nur einen Bediener zum Bedienen beider Öfen einzusetzen.
Die so verstandene Erfindung kann viele Modifikationen und Änderungen erfahren, die alle im Rahmen der Ansprüche liegen.
Alle Details können außerdem durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
In der praktischen Umsetzung können die eingesetzten Materialien sowie die entsprechenden Formen und Abmessungen gemäß den jeweiligen Erfordernissen gewählt werden.
Wo in den Patentansprüchen auf technische Merkmale Bezugszeichen folgen, dienen diese lediglich der besseren Verständlichkeit der Ansprüche und haben folglich keine einschränkende Wirkung auf den Zweck eines Elementes, das beispielhaft durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet wird.

Claims

1. Niederdruck-Druckgießanlage mit verbesserter Produktionskapazität mit einem ersten Ofen (1) und einem zweiten Ofen (2) und Handhabeeinheiten (5, 6), wobei die Öfen (1, 2) wechselnd mit entsprechenden Druckgußformen, die den Handhabeeinheiten (5, 6) zugeordnet sind, verbunden werden können, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine zwischen den Öfen (1, 2) angeordnete Station (3) zum Entladen der Gußteile und zum Durchführen der Graphitisierung der Gußformen hat, daß die Öfen (1, 2) voneinander unabhängige Betriebsdrücke und Metallfüllstände haben, und daß die Handhabeeinheiten (5, 6) lösbar gekoppelt sind zum synchronen Verfahren durch translatorische Bewegung zwischen der Gießposition und der Entladeposition und/oder umgekehrt.

2. Gießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine computergesteuerte Zentraleinheit (10) enthält, die eine Wandlervorrichtung (11) betätigt, die mit einem den Druck innerhalb jedes Ofens (1, 2) ermittelnden Druckgeber (12) verbunden ist, wobei die Wandlervorrichtung ein Proportionalventil (14) betätigt, das ein Hochleistungs-Druckventil (15) steuert, weiches in der Leitung (16) zum Zuführen von Druck in jeden Ofen (1, 2) zwischengeschaltet ist.

3. Gießanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie Meßdosen (17) enthält, die an jedem Ofen zum Erfassen des Vorhandenseins von Material wirken zwecks Einstellen der Kurve der Drücke, die in jeden Ofen (1, 2) zugeführt werden können.

4. Gießanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Handhabeeinheit (5, 6) mit einer Entnahmeeinheit (30) zum Entnehmen des Gußteils versehen ist, wobei die Entnahmeeinheit (30) zum Bewegen des Gußteils zum Bediener hin und zum derartigen Drehen des Teils, daß es dem Bediener gezeigt wird, geeignet und mit Manipulatorvorrichtungen zum Ablegen des Gußteils auf ein Entladeband (41) verbunden ist.

5. Gießanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Ablagetisch (35) enthält, der während des Entnehmens des Gußteils über Graphitisierungsbehältern (40) angeordnet werden kann.

6. Gießanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabeeinheiten (5, 6) zum Einbringen der Gußformen in die Graphitisierungsbehälter (40) geeignet sind.

7. Gießanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Sprühdüsen (43) zur Sprüh-Graphitisierung der Gußformen enthält.

8. Gießanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum vertikalen Anheben der Öfen (1, 2) zwecks Verbinden des Gießrohres mit der Form enthält.

9. Gießanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Absenken der Handhabeeinheiten (5, 6) zwecks Verbinden des Gießrohres mit der Form enthält.

10. Gießanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabeeinheiten (5, 6) zwecks Benutzung eines einzelnen Ofens entkoppelt werden können.

11. Verfahren zum Betreiben einer Niederdruck-Druckgießanlage mit einem ersten Ofen (1) und einem zweiten Ofen (2) mit voneinander unabhängigen Betriebsdrücken und Metallfüllstände, einer zwischen den Öfen angeordneten Entladestation (3) und Handhabeeinheiten (5, 6), wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

- lösbares Koppeln der Handhabeeinheiten (5, 6) miteinander und deren synchrones Verfahren durch translatorische Bewegung, um eine der Handhabeeinheiten (5, 6) an einem der Öfen (1, 2) in einer Gießposition anzuordnen, während die andere Handhabeeinheit an der Entladestation (3) angeordnet wird und/oder umgekehrt;

- wechselndes Verbinden der Öfen (1, 2) mit entsprechenden Gußformen, die den in der Gießposition angeordneten Handhabeeinheiten (5, 6) zugeordnet sind;

- Endladen der Gußteile an der Entladestation (3); und

- Durchführen der Graphitisierung der Gußformen.