EP3402622A1 - VORRICHTUNG ZUM GIEßEN - Google Patents

VORRICHTUNG ZUM GIEßEN

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EP3402622A1
EP3402622A1 EP17700931.3A EP17700931A EP3402622A1 EP 3402622 A1 EP3402622 A1 EP 3402622A1 EP 17700931 A EP17700931 A EP 17700931A EP 3402622 A1 EP3402622 A1 EP 3402622A1
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EP
European Patent Office
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mold
melt
casting
gravity
holding element
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EP17700931.3A
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Lothar Hartmann
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Kurtz GmbH
Original Assignee
Kurtz GmbH
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Publication date
Application filed by Kurtz GmbH filed Critical Kurtz GmbH
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Publication of EP3402622A1 publication Critical patent/EP3402622A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3402622B1 publication Critical patent/EP3402622B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/006—Casting by filling the mould through rotation of the mould together with a molten metal holding recipient, about a common axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/02—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by volume
    • B22D39/026—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by volume using a ladler

Definitions

  • the horizontally displaceable and pivotable retaining element may be a holding frame, as is known from conventional sliding tilting tables.
  • the platen 4 and thus the upper mold half 15 is raised.
  • the low-pressure mold 13 is opened.
  • the lower mold half 14 of the low-pressure mold is moved beyond the front edge of the base plate 2 by means of the horizontally displaceable holding frame 9.
  • the holding frame 9 is tilted a piece, so that an operator can easily take the casting from the lower mold half 14.
  • the casting can be removed by means of robots. For removal but the table does not have to be tilted.
  • the robot can remove 11 melt from the oven and fill in the pouring basin of the gravity mold 16.
  • the holding frame 9 is optionally arranged horizontally or vertically or at a different angle, so that the pouring basin is open at the top.
  • the gravity mold is preferably attached to the support frame 9 with corresponding fasteners, so that the gravity mold 16 is safe even during a pivoting operation the holding frame is held.
  • the mold can be rotated by up to 360 ° by means of the rotary table, preferably about 180 °. After the melt has hardened, the gravity mold 16 is removed from the mold.
  • melt supply device and pivotable holding frame 9 which serves as a holding element for the molds, it is possible to carry out a low-pressure casting process as well as a gravity casting process in a casting apparatus with both a low-pressure mold.
  • the holding frame 9 is not necessarily designed to be horizontally movable. In principle, it is also possible to arrange the gravity mold at the same location as the low-pressure mold during the casting process. However, it is advantageous if the holding frame or the holding element is horizontally displaceable, since this simplifies the arrangement of the melting furnace and the melt line.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Description

Vorrichtung zum Gießen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen von Metallkörpern, insbesondere nach einem Kokillengießverfahren. KokillengieBvorrichtungen sind hinlänglich bekannt. Eine Kokille begrenzt ein Formnest. In das Formnest wird flüssiges Metall eingeführt, das im Formnest aushärtet Beim Entformen wird das ausgehärtete Metallstück aus der Kokille entnommen.
Beim Niederdruckgießen wird oftmals eine Kokille mit zwei Formhälften verwendet, welche in einer vertikalen Presse angeordnet ist. Mit der Presse werden die zwei Formhälften der Kokille zusammengedruckt Die flüssige Metallschmelze wird mit geringem Druck von unten in die Kokille eingeführt.
Zum einfachen Entformen kann eine Presse mit einem Schiebetisch verwendet wer- den, Der Schiebetisch weist einen horizontal verschieblichen Rahmen auf, auf dem eine Formhälfte der Kokille angeordnet ist. Zum Entformen wird die andere Formhälfte angehoben, der Rahmen aus dem Bereich der Presse herausgefahren, sodass das Gussteil einfach entnommen werden kann. Aus der WO 2010/05 8 003 A1 ist ein Kokillengeißverfahren bekannt, bei dem die flüssige Metallschmelze durch Drehen der Kokille im Formnest verteilt wird. Dieses Gießverfahren nennt man auch Schwerkraftgießen.
In der DE 30 06 785 C2 ist eine Niederdruck-Kokillen-Gießmaschine offenbart. Diese Maschine umfasst einen Schmelzofen und einen Schichtladebehälter, wobei zwischen diesen beiden eine um ihre Vertikalachse drehbare Stützsäule angeordnet ist. An der Stützsäule ist eine Tragrahmen befestigt, der eine Führung aufweist, in der ein Lagerkopf vertikal verschiebbar ist. Im Lagerkopf ist ein, um eine horizontale be- züglich der Stützsäule radiale Achse, schwenkbares T-förmiges Traggestell gelagert. An einem Querbalken des Traggestells sind zwei Halter gelagert. Die Halter sind zum einen in einer Längsachse des Querbalkens verschiebbar und andererseits um diese Längsachse schwenkbar. In jedem der beiden zueinander parallelen Halter ist ein Tragarm gelagert, an welchen je eine Hälfte einer Kokille befestigt ist. Somit sind die Tragarme um ihre eigene Längsachse drehbar und zudem um, zu ihrer Drehachse und zur Längsachse der Halter, senkrechte Achsen schwenkbar. Auf diese Weise soll es möglich sein, die Kokillenhälften in jede beliebige Stellung zu verfahren und darüber hinaus in einer Trennebene zu gießen. Zudem soll es möglich sein, ein Gussstück zu entnehmen, da die Kokillen derart gedreht werden können, dass ein Gusszapfen nach vorne gerichtet ist, wodurch ein einfaches Greifen mittels einer üblichen Zange möglich ist. Dadurch, dass mittels der Vorrichtung die Kokille und auch ein Steigrohr gehalten kann, ist es möglich, dass auch wenn eine Trennfuge vertikal verläuft der Angusszapfen nicht abgerissen werden muss.
Aus der DE 4434258 A1 geht ein Schnellwechselrahmen für Kokillengießmaschinen hervor. Ein solcher Schnellwechselrahmen umfasst Führungsschienen, die um 90 Grad gegenüber der Horizontalen abkippbar ausgebildet sind. Weiterhin ist der Schnellwechselrahmen aus einer Kippkokillengießmaschine entfernbar, so dass nach dem Gießen ein weiterer Schnellwechselrahmen, in dem eine bereits auf Betriebstemperatur erhitzte Kokille aufgespannt ist, in die noch abgesenkten Führungsschienen eingesetzt werden kann. Durch Verwendung des Schnellwechselrahmens soll es möglich sein, den Platzbedarf einer Kokillengießmaschine zu verringern, da es nicht mehr notwendig ist, dass eine gesamte Gießeinrichtung nach oben gekippt werden muss. Zudem soll eine schnellere Bearbeitung durch die Verwendung mehrerer Schnellwechselrahmen mit entsprechend vorgeheizten Kokillen möglich sein.
In der DE 697 01 367 T2 sind Niederdruck-Kokillengießanlage sowie ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb der Anlage offenbart. Diese Niederdruck- Kokillengießanlage umfasst einen ersten Ofen und einen zweiten Ofen sowie zwei Handhabeeinheiten, die den Öfen wechselweise zugeordnet werden. Zwischen den Ofen ist eine Station zum Entladen der Gussteile und zum Durchführen einer Gra- phitJsierung der Gussform vorgesehen. Mittels dieser Station soll es möglich sein, die Ofen mit voneinander unabhängigen Betriebsdrücken und Metallfüllständen zu ver- wenden. Die Handhabeeinheiten sind mit einer Entnahmeeinheit zum Entnehmen des Gussteils versehen, wobei die Entnahmeeinheit zum Bewegen des Gussteils hin zu einem Bediener und zum Drehen des Gussteils um eine horizontale Achse vorgesehen ist. Auf diese Weise soll durch die wechselnde Zuordnung von Handhabeein- helten zu den Öfen eine Gießanlage mit optimierten Stillstandszeiten bereitgestellt werden. Auf diese Weise soll eine verbesserte Handhabung bzw. Zugänglichkeit einer Kokille ermöglicht werden, um die Produktionskapazität zu erhöhen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gießen nach dem Kokillengussverfahren zu schaffen, mit welcher unterschiedliche Gießverfahren ausführbar sind.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Gießen von Gussteilen nach dem Kokillengießverfahren umfasst
- zumindest ein schwenkbares, vorzugsweise horizontal verschiebliches Halteele- ment zum Aufnehmen einer Kokille,
- einen Schmelzofen, der mittels einer Schmelzeleitung mit einer Niederdruckkokille derart verbindbar ist, dass Schmelze gemäß dem Niederdruckverfahren der Niederdruckkokille zuführbar ist, und
- eine Schmelzzufuhreinrichtung, mit welcher Schmelze einer auf dem Halteelement befindlichen Schwerkraftkokille zuführbar ist.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine in dem Haltelement angeordnet Kokille von einem Ort, vorzugsweise in horizontaler Richtung, hin zu einem anderen Ort verschiebbar. Im Gegensatz dazu ist bspw. die in der DE 30 06 785 C2 beschrie- bene Vorrichtung vorgesehen, um eine Kokille zu drehen, zu wenden, zu heben und somit in alle Richtungen zu bewegen.
Das Schwenken ist erfindungsgemäß zum Ausführen eines geregelten Gießprozesses vorgesehen im Gegensatz zu der in der DE 44 34 258 A1 offenbarten Vorrich- tung, bei der es durch das Schwenken des Schnellwechselrahmens möglich sein soll, den Schnellwechselrahmen mittels eines Kranhakens aus den Führungsschienen zu ziehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Gießen von Gussteilen umfasst zum Aus- führen von Kokillengießverfahren zumindest ein schwenkbares, vorzugsweise horizontal verschiebliches, Halteelement zum Aufnehmen einer Kokille, einen Schmelzofen, der mittels einer Schmelzleitung mit einer Niederdruckkokille derart verbindbar ist, dass Schmelze gemäß dem Niederdruckverfahren der Niederdruckkokille zuführ- bar ist und eine Schmelzezuführeinrichtung, mit welcher Schmelze einer auf dem Halteelement befindlichen Schwerkraftkokille zuführbar ist.
Somit ist erfindungsgemäß eine kombinierte Vorrichtung vorgesehen, mit der zum einen aus dem Schmelzofen mittels der Schmelzleitung eine Schmelze direkt einer Niederdruckkokille zuführbar ist und zum anderen mittels, bspw. einer der Schöpfeinrichtung Schmelze dem Schmelzofen entnommen und der Schwerkraftkokille zuführbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich mit einer einzigen Vorrichtung sowohl Niederdruck-, als auch Schwerkraft- als auch Kippguss auszuführen.
Das Kokillengießverfahren ist ein Gießverfahren, bei dem eine Schmelze über einen oben liegenden Einguss in eine Kokille genannte metallische Dauerform gegossen wird und deren Hohlraum allein infolge der Schwerkraft ausfüllt. Unter derartigen Ko- kilengießverfahren wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bspw. das Sturzgießen, das Schwerkraftgießen, das Kipptiegelgießen (durch Niveauverschiebung) und das Niederdruckgießen verstanden. Vorzugsweise weist die Gießvorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die zum Schwenken des Halteelements zum gleichmäßigen Verteilen der Schmelze in der Schwerkraftkokille ausgebildet ist.
Das horizontal verschiebliche und schwenkbare Halteelement kann ein Halterahmen sein, wie er von herkömmlichen Schiebe-Kipptischen bekannt ist.
Durch das Vorsehen der Schmelzzuführeinrichtung, mit welcher Schmelze einer Schwerkraftkokille zuführbar ist, welche sich auf dem Halteelement befindet, ist es möglich, die Schmelze in einer Schwerkraftkokille durch Schwenken des Halteele- ments und damit Drehen der Schwerkraftkokille gleichmäßig im Formnest der Schwerkraftkokille zu verteilen.
Das Halteelement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es aus einer horizontalen Stellung in eine geneigte Stellung um einen Winkel von zumindest 45°, vorzugs- weise zumindest 90°, insbesondere zumindest 180° und vorzugsweise360° geschwenkt bzw. gedreht werden kann. Das Halteelement weist vorzugsweise Halteeinrichtungen, wie z. B. Klemmen oder Bolzen auf, mit welchen die Schwerkraftkokille am Halteelement fixierbar ist, sodass sie auch bei einer geneigten Stellung fest mit dem Halteelement verbunden ist. Zum Schwenken der Kokille kann eine schwenkbar gelagerte Kippplatte vorgesehen sein. Das Halteelement ist ein vorzugsweise auf der Kippplatte verschiebbarer Halterahmen.
Der Ofen ist vorzugsweise ein kombinierter Niederdruck-ZSchöpfofen, sodass einer- seits aus dem Schmelzofen mittels einer Schmelzeleitung eine Schmelze vorzugsweise durch eine Niederdrucksteuerung direkt einer Niederdruckkokille oder einer Schwerkraftkokille zuführbar ist und andererseits mittels einer Schöpfeinrichtung Schmelze dem Schmelzofen entnommen und der Schwerkraftkokille zugeführt werden kann. Als Schöpfeinrichtung kann ein handelsüblicher Roboter vorgesehen sein.
Anstelle einer Schöpfeinrichtung kann auch eine Schöpfleitung bzw. Dosierleitung vorgesehen sein, mit welcher aus dem Ofen Schmelze der Schwerkraftkokille mittels Beaufschlagung von Niederdruck zuführbar ist. Vorzugsweise ist eine Hubeinrichtung zum Anheben des Ofens vorgesehen. Mit dieser Hubeinrichtung kann der Ofen mit seiner Oberseite unmittelbar unterhalb einer Basisplatte angeordnet werden, welche die Kokille trägt. Hierdurch kann die Höhendifferenz zwischen der Kokille und dem Schmelzofen verringert werden. Anstelle eines kombinierten Niederdruck-/Schöpfofens können auch zwei Ofen vorgesehen sein, wobei einer zum Versorgen der Niederdruckkokille mit Schmelze und der andere zum Versorgen der Schwerkraftkokille mit Schmelze dient.
Die Schwerkraftkokille weist zum Aufnehmen der Schmelze einen Gießtümpel auf, der ein nach oben offener Abschnitt der Kokille ist, wobei durch Drehen der Kokille um eine vorbestimmte Drehachse die Schmelze aus dem Gießtumpel in das Formnest der Kokille fließt
Vorzugsweise weist die Gießvorrichtung eine Presse, insbesondere eine Säulen- presse, auf.
Eine solche Säulenpresse kann aus einer ortsfesten Basisplatte, einem ortsfesten Oberrahmen und einer beweglichen Aufspannplatte ausgebildet sein, wobei an den Eckbereichen der Platten und an den Eckbereichen des Oberrahmens jeweils Säulen angeordnet sind. Die Säulen sind in der Regel ortsfest. Es ist jedoch auch möglich, dass zwei vordere Säulen vertikal beweglich ausgebildet sind, wie es in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 119 243.8 beschrieben ist. Auf diese Patent- anmeldung wird deshalb voll inhaltlich Bezug genommen.
Die Presse weist vorzugsweise am Oberrahmen einen Hubmechanismus auf, mit dem die bewegliche Aufspannplatte in Vertikalrichtung bewegt werden kann. Die Presse ist vor allem zum Zusammendrücken zweier Formhälften einer Niederdruckkokille vorgesehen, sodass der Niederdruckkokille Schmelze unter Druck zuführbar ist. Die obere Formhälfte der Niederdruckkokille kann an der beweglichen Aufspannplatte fixiert sein, sodass mittels der beweglichen Aufspannplatte nach dem Gießvorgang die Kokille durch Anheben der Aufspannplatte und damit Anheben der oberen Formhälfte der Kokille geöffnet werden kann.
Die Schwerkraftkokille kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Ist die Schwer- kraftkokille mehrteilig ausgebildet, dann sind die einzelnen Teile mittels Klemmen, Bolzen oder anderer geeigneter Fixiereinrichtungen während des Gießvorganges miteinander befestigt. Zum Entformen können die mehreren Teile der Schwerkraftkokille voneinander getrennt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße GieBvorrichtung mit einer Niederdruckkokille,
Figur 2 die Vorrichtung aus Figur 1 mit einer Schwerkraftkokille, wobei die
Schwerkraftkokille auf einem horizontal angeordneten Halteelement befestigt ist,
Figur 3 die Vorrichtung nach Figur 1 mit der Schwerkraftkokille, wobei das Halteelement und die Schwerkraftkokille gekippt sind, und
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen GieBvorrichtung. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gießvorrichtung 1 weist eine horizontal angeordnete Basisplatte 2, einen Oberrahmen 3 und eine dazwischen angeordnete bewegliche Aufspannplatte 4 auf. An den Eckbereichen der Platten 2, 4 und des Oberrahmens 3 sind jeweils Säulen 5 vorgesehen, welche sich grundsätzlich von der Basisplatte 2 bis zum Oberrahmen 3 erstrecken und diese auf Abstand halten. Die Basisplatte 2, der Oberrahmen 3 und die bewegliche Aufspannplatte 4 sind zueinander parallel angeordnet
Die Säulen 5 erstrecken sich durch entsprechende Durchgangsöffnungen in der be- weglichen Aufspannplatte 4 und dienen zum Führen der beweglichen Aufspannplatte 4, sodass die bewegliche Aufspannplatte 4 immer parallel zur Basisplatte 2 und zum Oberrahmen 3 angeordnet ist.
Die Basisplatte 2 und die bewegliche Aufspannplatte 4 sind als plattenförmige Ele- mente ausgebildet. Sie können jedoch auch als rahmenförmiges Gestell ausgebildet sein. Der Oberrahmen 3 ist im Ausführungsbeispiel als rahmenförmiges Gestell ausgebildet. Er kann jedoch auch ein plattenförmiges Element sein.
Ein Hubmechanismus 6 ist am Oberrahmen 3 angeordnet. Der Hubmechanismus ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Hydraulikzylinder. Der Hubmechanismus 6 ist mit einer Hubstange 7 an die bewegliche Aufspannplatte 4 gekoppelt und kann diese in Vertikalrichtung verstellen. Es kann auch zweckmäßig sein, mehrere Hubmechanismen zur Bewegung der beweglichen Aufspannplatte 4 vorzusehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hubmechanismus 6 zentral am Oberrahmen 3 angeordnet. Sind mehrere Hubmechanismen vorgesehen, dann können diese an den Randbereichen des Oberrahmens 3 angeordnet sein.
Auf der Basisplatte 2 sind Schienen 8 vorgesehen, die sich von einem rückwärtigen Rand der Basisplatte 2 über einen vorderen Rand der Basisplatte 2 hinaus erstre- cken. Die Schienen 8 dienen zum Führen eines Halterahmens 9, der mittels eines Koppelelements 10 an die Schienen 8 gekoppelt ist. Das Koppelelement 10 dient zum Verfahren des Halterahmens 9 in Längsrichtung der Schienen 8 und auch zum Drehen bzw. Schwenken des Halterahmens 9. Der bis hierher beschriebene Teil der Gießvorrichtung 1 bildet somit eine Säulenpresse mit einem Schiebe-/Kipptisch. Im Bereich unterhalb der Basisplatte 2 ist ein Ofen 11 vorgesehen. Der Ofen 11 weist eine Schmelzeleitung 12 auf, welche durch die Basisplatte 2 nach oben hindurchgeführt ist und zum Ankoppeln einer Niederdruckkokille 13 ausgebildet ist. Die Niederdruckkokille 13 ist aus einer unteren Formhälfte 14 und einer oberen Formhälfte 15 ausgebildet. Die untere Formhälfte 14 ist auf dem Halterahmen 9 angeordnet. Im Betrieb wird die obere Formhälfte 15 von der Aufspannplatte 4 beaufschlagt, sodass die untere Formhälfte 14 und die obere Formhälfte 15 fest zusammengedrückt sind. Die obere Formhälfte 15 ist vorzugsweise lösbar an der beweglichen Aufspannplatte 4 befestigt. Bei dem in Figur 1 gezeigten Zustand kann Schmelze aus dem Schmelz- ofen 11 gemäß dem Niederdruckverfahren der Niederdruckkokille 13 über die Schmelzeleitung 12 zugeführt werden.
Ist die Schmelze zu einem Gussteil ausgehärtet, dann wird die Aufspannplatte 4 und damit auch die obere Formhälfte 15 angehoben. Hierdurch wird die Niederdruckkokil- le 13 geöffnet. Die untere Formhälfte 14 der Niederdruckkokille wird mittels des horizontal verschieblichen Halterahmens 9 über den vorderen Rand der Basisplatte 2 hinaus bewegt. Der Halterahmen 9 wird ein Stück gekippt, sodass ein Bediener einfach das Gussteil aus der unteren Formhälfte 14 nehmen kann. Auch kann das Gussteil mittels Roboter entnommen werden. Zur Entnahme kann aber muss der Tisch nicht gekippt werden.
Anstelle einer Niederdruckkokille 13 kann auch eine Schwerkraftkokille 16 auf dem Halterahmen 9 angeordnet werden. Die Schwerkraftkokille 16 kann in ihrem oberen Bereich einen Gießtümpel (nicht dargestellt) aufweisen, der ein nach oben offenes, wannenförmiges oder rinnenförmkjes Element ist. Der Gießtümpel kann mit Schmelze gefüllt werden. Zum Füllen der Schwerkraftkokille mit Schmelze ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Roboter 17 vorgesehen, welcher mit mehreren Gelenken 18 ausgebildet ist. Der Roboter 17 weist ein freies Ende auf, an dem eine Schöpfkelle 19 befestigt ist.
Mit der Schöpfkelle 19 kann der Roboter aus dem Ofen 11 Schmelze entnehmen und in den Gießtümpel der Schwerkraftkokille 16 einfüllen. Hierbei ist der Halterahmen 9 wahlweise horizontal oder vertikal oder in einem anderen Winkel angeordnet, sodass der Gießtümpel nach oben hin offen ist. Durch Drehen des Halterahmens 9 und da- mit der Schwerkraftkokille 16 fließt die Schmelze in ein in der Schwerkraftkokille 16 ausgebildetes Formnest und verteilt sich darin gleichmäßig. Die Schwerkraftkokille ist vorzugsweise am Halterahmen 9 mit entsprechenden Befestigungselementen befestigt, sodass die Schwerkraftkokille 16 auch bei einem Schwenkvorgang sicher auf dem Halterahmen gehalten wird. Zur besseren Verteilung der Schmelze und zum besseren Nachspeisen des Gussteils, kann die Kokille mittels des drehbaren Tisches, um bis zu 360° gedreht werden, vorzugsweise etwa 180°. Nachdem die Schmelze ausgehärtet ist, wird die Schwerkraftkokille 16 entformt. Zum Entformen kann sie in eine geeignete Schwenkposition geschwenkt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schwerkraftkokille 16 aus einer unteren Formhälfte 20 und einer oberen Formhälfte 21 ausgebildet, welche mit Klammem 22 zusammengehalten werden. Zum Entformen werden die Klammem 22 gelöst und die beiden Formhälften 20, 21 voneinander getrennt Das Gussteil kann dann der unteren Formhälfte entnommen werden.
Der Roboter 17 kann an seinem freien Ende mit einer Wechseleinrichtung vorgesehen sein, sodass unterschiedliche Werkzeuge wie Schöpflöffel, Greifeinrichtungen oder dergleichen am Roboter 17 befestigbar sind. Mit einer solchen Greifeinrichtung kann auch mittels des Roboters das Gussteil aus der unteren Formhälfte 14 der Niederdruckkokille 13 oder der unteren Formhälfte 20 der Schwerkraftkokille 16 automatisch entnommen werden. Der Roboter 17 dient als Schmelzzuführeinrichtung zum Zuführen von Schmelze zur Schwerkraftkokille. Es können auch andere Schmelzzuführeinrichtungen, wie z. B. eine Schmelzeleitung bzw. Niederdruckleitung, welche im Bereich oberhalb des GieBtümpels der Schwerkraftkokille endet, vorgesehen sein. Mit der Kombination aus Schmelzzuführeinrichtung und schwenkbarem Halterahmen 9, der als Halteelement für die Kokillen dient, ist es möglich, in einer GieBvorrichtung sowohl mit einer Niederdruckkokille ein Niederdruckgießverfahren als auch mit einer Schwerkraftkokille ein Schwerkraftgießverfahren durchzuführen. Der Halterahmen 9 ist nicht notwendigerweise horizontal verfahrbar ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Schwerkraftkokille am selben Ort wie die Niederdruckkokille während des Gießvorgangs anzuordnen. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn der Halterahmen bzw. das Halteelement horizontal verschiebbar ist, da sich hierdurch die Anordnung des Schmelzofens und der Schmelzeleitung vereinfacht.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gießvorrichtung 1 , welche wiederum eine Basisplatte 2, einen Oberrahmen 3, eine bewegliche Aufspannplatte 4, Säulen 5, welche sich zwischen der Basisplatte 2 und dem Oberrahmen 3 erstredten. Unterhalb der Basisplatte 2 ist wiederum ein Ofen 11 vorgesehen und die Aufspannplatte 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mittels zweier Hubmechanismen 6, welche als Hydraulikzylinder zum Betätigen jeweils einer Hubstange 7 ausgebildet sind, vorgesehen. Ein Halterahmen 9 ist horizontal ver- schieblich auf Schienen 8 angeordnet, so dass der Halterahmen auf der Basisplatte 2 im Bereich innerhalb der Säulen 5 sich befinden kann. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Kipptisch 23 an der Basisplatte 2 befestigt ist, der eine vom Halterahmen 9 unabhängig ausgebildete Kippplatte 24 aufweist. Der Kipptisch 23 um- fasst zwei stabile Haltearme 25, welche sich vom vorderen Rand der Basisplatte 2 leicht ansteigend nach vorne erstrecken. An den freien Enden der Haltearme 25 ist jeweils ein Schwenkgelenk 26 vorgesehen, mit welchem die Kippplatte 24 schwenkbar an den Haltearmen 25 gelagert ist. Weiterhin ist an einem der beiden Haltearme 25 ein Schwenkmotor 27 angeordnet, mit welchem die Kippplatte 24 zum Schwen- ken um eine horizontale Achse betätigt werden kann.
In seiner horizontalen Position fluchtet die Kippplatte 24 mit ihrer Oberfläche mit der Oberfläche der Basisplatte 2. Auf der Kippplatte 24 sowie auf der Basisplatte 2 sind zueinander fluchtende Schienenabschnitte 8 vorgesehen, so dass der Halterahmen 9 in der horizontalen Position der Kippplatte 24 auf den Schienen 8 zwischen der Kippplatte 24 und der Basisplatte 2 hin- und herfahrbar ist. Der Halterahmen 9 wird mittels hydraulischer Kolben-/Zylindereinheiten (nicht dargestellt) bewegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die bewegliche Aufspannplatte 4 nicht an den Säulen 5 geführt, sondern es ist ein separater Führungsmechanismus 28 vorgesehen, der vier Führungsstangen 29 umfasst, welche jeweils mit einem Ende im Bereich einer Ecke der Aufspannplatte 4 und mit dem anderen Ende an einem Führungsrahmen 30 befestigt sind. Die Führungsstangen 29 erstrecken sich jeweils durch eine Durchgangsöffnung am Oberrahmen 3, wobei hier Gleitbuchsen 31 zum Führen der Führungsstangen 29 am Oberrahmen 3 vorgesehen sind. Der Führungsmechanismus 28 kann durch die zwei hydaulischen Hubmechanismen 6 bewegt werden oder in seiner jeweiligen vertikalen Position gehalten werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist unterhalb der Basisplatte 2 eine Bodenplatte 32 vorgesehen, auf welcher sich der Ofen 11 befindet. Die Basisplatte 2 wird mittels vier Bodensäulen 33 auf Abstand zur Bodenplatte 32 gehalten. Die Bodensäulen 33 sind unabhängig von den Säulen 5 ausgebildet. Der Schmelzofen 11 ist auf Rollen 34 verschiebbar gelagert, so dass der Schmelzofen 11 aus dem Bereich zwischen der Bodenplatte 32 und der Basisplatte 2 herausgefahren und wieder eingefahren wer- den kann. Der Ofen 11 ist auf einer Hubeinrichtung (nicht dargestellt) angeordnet, mit welcher der Ofen 11 ein Stück angehoben werden kann. Der Hubweg ist derart ausgebildet, dass der Ofen 11 mit seiner Oberseite in der angehobenen Position sich mit geringem Abstand unmittelbar unter der Basisplatte 2 befindet.
Diese Gießvorrichtung 1 weist wiederum einen Roboter auf, der in Figur 4 zur einfacheren zeichnerischen Darstellung weggelassen ist. Figur 4 zeigt auch keine Kokille und keine Schmelzeleitung. Mit der Gießvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann genauso wie mit dem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Niederdruckkokille ein Niederdruckgießverfahren und mit einer Schwerkraftkokille ein Schwerkraftgießverfahren ausgeführt werden. Beim Schwerkraftgießverfahren ist vorzugsweise die Schwerkraftkokille immer außerhalb des Bereichs der Basisplatte beziehungsweise des Bereiches oberhalb des Schmelzofens 11 angeordnet, so dass die Schwerkraftkokille nach dem Befüllen mit Schmelze nicht linear bewegt werden muss, sondern lediglich geschwenkt wird. Eine lineare Bewegung würde einerseits den Beginn des Schwenkvorganges verzögern, wodurch Schmelze bereits teilweise ausgehärtet sein kann, und kann aufgrund sich in der Kokille bewegender Schmelze zu Verunreinigungen der Schmelze führen, welche unerwünscht sind. Beim Schwerkraftgießverfahren wird die Kokille vorzugsweise aus der horizontalen Stellung um einen vorbestimmten Schwenkwinkel, der im Bereich von etwa 0° bis 360° und vorzugsweise zwischen 45° und 360° liegen kann, geschwenkt und dann wieder in die Ausgangsposition zurückgeschwenkt. Das Befüllen der Schwerkraftkokille erfolgt wiederum mit dem Roboter.
Alternativ kann jedoch auch eine Schöpfleitung zum Befüllen der Schwerkraftkokille vorgesehen sein, welche ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Schmelzeleitung 12 vom Bereich unterhalb der Basisplatte 2 nach oben bis in den Bereich oberhalb der Schwerkraftkokille führt, und dort über dem Gießtümpel der Schwerkraftkokille endet. Um diesen Höhenunterschied möglichst gering zu halten ist es zweckmäßig, die oben erläuterte Hubeinrichtung für den Ofen 11 vorzusehen, mit welchem dieser bis unmittelbar unter die Basisplatte 2 angehoben werden kann. Wenn eine solche Schöpfleitung vorgesehen ist, dann ist kein Roboter zum Befüllen der Schwerkraftkokille notwendig. Der Roboter kann dann weggelassen werden oder er kann zum Handhaben der Kokille eingesetzt werden. BezuQszeichenllste
1. Gießvorrichtung 18 Gelenk
5 2 Basisplatte 19 Schöpfkelle
3 Oberrahmen 20 untere Formhälfte
4 Aufspannplatte 21 obere Formhälfte
5 Säule 25 22 Klammer
6 Hubmechanismus 23 Kipptisch
0 7 Hubstange 24 Kippplatte
8 Schiene 25 Haltearm
9 Halterrahmen 26 Schwenkgelenk
10 Koppelelement 30 27 Schwenkmotor
11 Ofen 28 Führungsmechanismus 5 12 Schmelzeleitung 29 Führungsstange
13 Niederdruckkokille 30 Führungsrahmen
14 untere Formhälfte 31 Gleitbuchse
15 obere Formhälfte 35 32 Bodenplatte
16 Schwerkraftkokille 33 Bodensäule
0 17 Roboter 24 Rollen

Claims

Internationale Patentanmeldung Kurtz GmbH KUR1034PWO Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Gießen von Gussteilen nach dem Kokillen-Gießverfahren umfassend:
- ein schwenkbares Halteelement (9) zum Aufnehmen einer Kokille (13, 16),
- einen Ofen (11), welcher mit einer Niederdruckkokille (13) derart verbindbar ist, dass Schmelze gemäß dem Niederdruckverfahren der Niederdruckkokille (13) zuführbar ist, und
- eine Schmelzezuführeinrichtung (17), mit welcher Schmelze einer Schwerkraftkokil- le (16) zuführbar ist, wobei die Schwerkraftkokille (16) auf dem Halteelement (9) anordbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Haltelement (9) horizontal verschieblich ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die zum Schwenken des Halteelements ausgebildet ist, um gleichmäßig Schmelze in der Schwerkraftkokille (16) zu verteilen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement als Halterahmen (9) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (9) vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass es aus einer horizontalen Stellung in eine geneigte Stellung, um einen Winkel von zumindest 45°, vorzugsweise zumindest 90°, insbesondere zumindest 180° und vorzugsweise um 360° geschwenkt werden kann.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Halteeinrichtungen vorgesehen sind, um zumindest eine Schwerkraftkokille (16) am Halteelement (9) zu fixieren.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine schwenkbar gelagerte Kippplatte (24) aufweist und das Halteelement (9) als ein auf der Kippplatte verschiebbarer Halterahmen ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen als kombinierter Niederdruck-/Schöpfofen ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Säulenpresse umfasst
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schmelzeleitung (12) zum Befüllen einer Niederruckkokille (13) oder eine Schöpf leitung zum Befüllen einer Schwerkraftkokille mit Schmelze aus dem Ofen (11) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Hubeinrichtung zum Anheben des Ofens (11 ) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schöpfeinrichtung zum Schöpfen von Schmelze aus dem Ofen (11 ) vorgesehen ist, um eine Schwerkraftkokille mit Schmelze zu füllen, wobei die Schöpfeinrichtung vorzugsweise einen Roboter umfasst.
13. Kokillen-Gießverfahren zum Gießen von Gussteilen, wobei eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendet wird.
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