WO2005014203A2

WO2005014203A2 - Vorrichtung zur fertigung von kernpaketen

Info

Publication number: WO2005014203A2
Application number: PCT/DE2004/001707
Authority: WO
Inventors: Jürgen BEYERER; Thomas Winkel
Original assignee: Hottinger Maschinenbau Gmbh
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2005-02-17
Also published as: MXPA06001439A; CA2529360A1; US20060117707A1; WO2005014203A3; DE10336917A1; JP2007501711A; EP1651371A2

Abstract

Eine Vorrichtung zur Fertigung von insbesondere zum Giessen von Motorblöcken und Zylinderköpfen dienenden Kernpaketen, mit einer Schiessstation, in der einzelne Kerne geschossen werden und einer Entnahmestation (1), in der die geschossenen Kerne entnommen und zur Paketierung an eine Montagestrecke (2) übergeben werden, wobei mit unterschiedlichen Werkzeugen (3) unterschiedliche Kerne herstellbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Montagestrecke (2) Manipulatoren (4, 5, 6) zur Entnahme des Kerns aus dem geöffneten Werkzeug (3), zur Handhabung und/oder Behandlung der Kerne und schliesslich zur Montage und zum Abtransport des Kernpakets zugeordnet sind.

Description

Vorrichtung zur Fertigung von Kernpaketen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fertigung von insbesondere zum Gießen von Motorblöcken und Zylinderköpfen dienenden Kernpaketen, mit einer Schießstation, in der einzelne Kerne geschossen werden und einer Entnahmestation, in der die geschossenen Kerne entnommen und zur Paketierung an eine Montagestrecke übergeben werden, wobei mit unterschiedlichen Werkzeugen unterschiedliche Kerne herstellbar sind.

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die Fertigung von Kernen, die zu einem Kernpaket komplettiert werden. Das Kernpaket dient als Form in der Gießereitechnik. Dort werden zum Gießen von Formstücken jedweder Art Gießereikerne oder -formen meist aus getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gussform bzw. zu einem Kempaket oder Formpaket verbunden. Diese Kernpakete werden dann zur Herstellung eines beispielsweise metallischen Werkstücks mit geschmolzenen Metall gefüllt, wobei in der Serienfertigung die mit geschmolzenen Metall zu füllenden Kernpakete hintereinander aufgereiht die Fertigungstrasse durchlaufen.

Kern- und Maskenschießmaschinen zur Fertigung der miteinander zu verbindenden Kerne sind seit Jahrzehnten aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird hier auf die DE 31 48 461 C1 verwiesen, die eine Kern- und Maskenschießmaschine offenbart.

Bei der bekannten Kern- und Maskenschießmaschine werden einzelne Kerne hergestellt und konventionell zu einer nachgeschalteten Montagestation verbracht, zu der auch Kerne von anderen Schießstationen gefördert werden. Dort findet - unabhängig von der Schießstation, die Montage des Kernpakets in mehreren Arbeitsschritten statt. Dies ist zeitaufwendig und von der Handhabung her gesehen umständlich. Eine automatische Fertigung ist nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine gattungsbildende Vorrichtung zur Fertigung von insbesondere zum Gießen von Motorblöcken und Zylinderköpfen dienenden Kernpaketen derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine automatische Fertigung kompletter Kernpakete bei kleinstmöglichem Raumbedarf dann jedenfalls möglich ist, wenn über die Schießstation unterschiedliche Kerne hergestellt bzw. bereitgestellt werden.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist eine gattungsbildende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Montagestrecke Manipulatoren zur Entnahme des Kerns aus dem geöffneten Werkzeug, zur Handhabung und/oder Behandlung der Kerne und schließlich zur Montage und zum Abtransport des Kernpakets zugeordnet sind.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine automatische Fertigung dadurch begünstigt wird, dass man der Schießstation bzw. der darauf folgenden Entnahmestation unmittelbar eine Montagestrecke zur Komplettierung der Kernpakete nachordnet und dieser Montagestrecke Manipulatoren zur Entnahme des Kerns aus dem geöffneten Werkzeug, zur Handhabung und/oder Behandlung der Kerne und schließlich zur Montage und zum Abtransport des Kernpakets zuordnet. Mit anderen Worten werden die mit unterschiedlichen Werkzeugen gefertigten Kerne in der Reihenfolge des Bedarfs in der Entnahmestation entnommen, werden der nachgeschalteten Montagestrecke zugeführt und können dort beliebig gehandhabt, zum Kernpaket komplettiert und schließlich abtransportiert werden.

In vorteilhafter Weise ist zur Entnahme des Kerns bei in der Entnahmestation geöffnetem Werkzeug das Werkzeugunterteil ausfahrbar und ist der Kern aus dem Werkzeugunterteil ausstoßbar. Nach Ausstoßen des Kerns lässt sich dieser der nachgeschalteten Montagestrecke zuführen und mittels Manipulatoren handhaben. Im Konkreten könnte zur Entnahme des Kerns eine Gabelentnahmeeinrichtung vorgesehen sein. Die Entnahme des Kerns kann grundsätzlich mittels Manipulator erfolgen, der den Kern nach dessen Entnahme aus dem Werkzeug an die Montagestrecke übergibt.

Ebenso ist es denkbar, dass zur Übergabe der Kerne an die Montagestrecke eine Palettenentnahmeeinrichtung vorgesehen ist. Eine solche Palettenentnahmeein- richtung umfasst kernspezifische Paletten mit entsprechend ausgebildeten Auf- nahmen für den jeweiligen Kern. So wird der Kern unmittelbar aus dem Werkzeug entnommen und auf die Palette aufgesetzt. Aufgrund der Aufnahmen lässt sich der Kern in seiner Position justieren, wodurch in den nachgeschalteten Behandlungsstationen die automatische Behandlung vereinfacht ist.

Wie bereits zuvor erwähnt, ist der jeweilige Kern auf die kernspezifische Palette aufsetzbar und ist gemeinsam mit der Palette der Montagestrecke übergebbar und entlang der Montagestrecke förderbar. Die Montagestrecke umfasst in vorteilhafter Weise einen Linearförderer für die Paletten bzw. Kerne. Im Konkreten könnte der Linearförderer eine geschlossene Förderstrecke um die Entnahmestation bilden, so dass die Paletten mit den jeweiligen Kernen entlang der Bearbeitungsstationen gefördert und an geeigneter Stelle zur Komplettierung des Kernpakets entnommen werden. Die frei gewordenen Paletten sind aufgrund der geschlossenen Förderstrecke der Entnahmestation wieder zuführbar, so dass die Paletten insgesamt entlang der Förderstrecke zirkulieren. Nach Entnahme des jeweiligen Kerns ist es möglich, eine Reinigung der Palette vorzusehen. Dazu könnte die Palette eine eigens dafür geschaffene Reinigungsstation durchlaufen.

Die auf den Paletten befindlichen Kernen durchlaufen unterschiedliche Arbeitstationen und werden schließlich zur Komplettierung des Kernpakets nach einer vorzugsweise zentral angeordneten Montagestation entnommen. Diese Entnahme erfolgt mittels Manipulator, der die Kerne in der Montagestation miteinander kombiniert.

Auf dem Weg bis hin zur Montagestation sind in weiter vorteilhafter Weise weitere Manipulatoren entlang des Linearförderer angeordnet, um nämlich die Kerne zu unterschiedlichen Zwecken handhaben zu können. Diese Manipulatoren können auf einer Seite, vorzugsweise auf der Außenseite des Linearförderers, angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass Manipulatoren beidseits des Linearförderers positioniert sind, um Wegstrecken und somit Taktzeiten zu minimieren.

Wie bereits zuvor erwähnt, können entlang des Linearförderer Bearbeitungsstationen für die Kerne vorgesehen sein. Diese Bearbeitungsstationen umfassen mindestens eine Entratungseinrichtung zum Entgraten der einzelnen Kerne. Ebenso kann eine Reinigungsstation zum Reinigen bzw. Ausblasen der Kerne vorgesehen sein. In ganz besonders vorteilhafter Weise umfassen die Bearbeitungsstationen eine besondere Einlegestation zum Einlegen extern gefertigter Kerne bzw. Kernteile oder sonstiger Teile. Dabei kann es sich beispielsweise um eine am Kern zu positionierende Laufbüchse handeln, die dort obendrein zu fixieren ist. Mittels Manipulator lassen sich unterschiedlichste Bearbeitungen beschicken.

Ebenso ist es denkbar, dass entlang der Montagestrecke eine Zuführstation zum Einschleusen von Kernen aus einem Lager oder einer beigeordneten Kernschießanlage vorgesehen ist. Diese Zuführung externer Kerne könnte in besonders vorteilhafter Weise dazu dienen, einen konkreten Kerntyp zu ersetzen, dessen Werkzeug zum Zwecke der Reinigung oder Reparatur ausgeschleust werden muss. Jedenfalls könnte die Montagestrecke über eine Art Kernreservoir bei Bedarf bedient werden. Des Weiteren lassen sich insbesondere kleine Kernteile von außerhalb zuführen, die vom Kerntyp her nicht in die jeweilige Produktion passen.

Des Weiteren ist es denkbar, dass entlang der Montagestrecke eine weitere Zuführstation oder die bereits erörterte Zuführstation für ganz besondere Zwecke vorgesehen ist, nämlich dafür, dass außerhalb der Montagestrecke vormontierte Kerneinheiten eingeschleust werden. So lassen sich insbesondere kleine Kerne außerhalb der eigentlichen Montagestrecke miteinander kombinieren und in Kombination einschleusen.

Die eigentliche Komplettierung des Kernpakets erfolgt in der Montagestation. Zur besseren Handhabung, insbesondere in Bezug auf eine einfache Bedienung durch die Manipulatoren, umfasst die Montagestation einen Drehtisch. Die Drehung des Drehtischs könnte automatisch erfolgen, und zwar in Anpassung an die jeweilige Kernposition und die zur Handhabung erforderlichen Manipulatoren. Auch hier lassen sich Wege optimieren, wobei dazu eine ganz besondere Steuerung vorgesehen ist. In vorteilhafter Weise lässt sich der Drehtisch endlos, d. h. um 360 Grad, drehen, so dass eine optimale Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten möglich ist.

Schließlich ist für den Abtransport des fertigen Kernpakets, vorzugsweise von dem voranstehend genannten Drehtisch, ein weiterer Manipulator vorgesehen, der das komplettierte Kernpaket aus der eigentlichen Montagestrecke ausschleust und dieses - falls erforderlich - weiteren Bearbeitungsstationen zuführt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige

Fig. schematisch und teilweise, eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei der Einfachheit halber lediglich die der Kernfertigung nachgeschaltete Montagestrecke zur Komplettierung des Kernpakets dargestellt ist.

Die einzige Fig. lässt erkennen, dass die geschossenen Kerne in einer Entnahmestation 1 nach der eigentlichen Kemfertigung bereitgestellt werden. Dieser Entnahmestation 1 werden die Kerne mittels Manipulator entnommen und zur Paketierung an eine Montagestrecke 2 übergeben. Dabei ist wesentlich, dass an der Entnahmestation 1 mit unterschiedlichen Werkzeugen 3 hergestellte Kerne entnehmbar sind, nämlich genau in der Reihenfolge, wie sie zur Paketierung des Kernpakets erforderlich sind.

Erfindungsgemäß sind der Montagestrecke 2 unterschiedliche Manipulatoren zugeordnet, nämlich ein Manipulator 4 zur Entnahme des Kerns aus dem geöffneten Werkzeug 3, Manipulatoren 5 zur Handhabung und/oder Behandlung der Kerne und schließlich Manipulatoren 6 zur Montage des Kernpakets 7 und ein Manipulator 8 zum Abtransport des komplettierten Kernpakets 7.

Der einzigen Fig. ist andeutet, dass die geschossenen Kerne in der Entnahmestation 1 mittels Manipulator 4 an die Montagestrecke 2 übergeben werden. Dort ist eine Palettenentnahmeeinrichtung 9 vorgesehen, die Paletten 10 mit kernspezifischen Aufnahmen für den jeweiligen Kern umfasst. Entsprechend ist der Kern auf die kern- spezifische Palette 10 aufsetzbar und gemeinsam mit der Palette 10 der Montagestrecke 2 übergebbar und dort förderbar.

Die Montagestrecke 2 umfasst einen Linearförderer 11 für die Paletten 10 bzw. die darauf positionierten Kerne. Der Linearförderer 11 bildet eine geschlossene Förderstrecke um die Entnahmestation 1 , so dass die Paletten 10 von der Entnahmestation 1 ausgehend über die jeweiligen Bearbeitungsstationen hinweg zurück zur Entnahmestation 1 zirkulieren.

Des Weiteren ist in der einzigen Fig. angedeutet, dass die Paletten 10 mit den darauf befindlichen Kernen einer zentral angeordneten Montagestation 12 zuführbar sind, wobei entlang dem Linearförderer 11 die weiteren Manipulatoren 5 und 6 angeordnet sind. Diese Manipulatoren 5, 6 sind beidseits des Linearförderers 11 positioniert, wobei entlang dem Linearförderer 11 verschiedene Bearbeitungsstationen 13 vorgesehen sind. Dabei kann es sich um Entgratungseinrichtungen, um eine Einlegestation zum Einlegen extern gefertigter Kerne oder sonstiger Teile, um eine Zuführstation zum Einschleusen von Kernen aus einem Lager oder aber auch um eine Zuführstation für außerhalb der Montagestrecke vormontierte Kerneinheiten oder dergleichen handelt.

Die Montagestation 12 umfasst einen Drehtisch 14 zum Auflegen der Kerne bzw. Komplettieren des Kernpakets. Das dort komplettierte Kernpaket 7 wird mittels eines weiteren Manipulators 8 der Montagestrecke 2 entnommen und kann von dort aus weiteren Bearbeitungsstationen bzw. der Gießerei zugeführt werden.

Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Hinblick auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, die in der Figur nicht gezeigt sind, auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Schließlich sei angemerkt, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel der beispielhaften Beschreibung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Fertigung von insbesondere zum Gießen von Motorblöcken und Zylinderköpfen dienenden Kernpaketen, mit einer Schießstation, in der einzelne Kerne geschossen werden und einer Entnahmestation (1), in der die geschossenen Kerne entnommen und zur Paketierung an eine Montagestrecke (2) übergeben werden, wobei mit unterschiedlichen Werkzeugen (3) unterschiedliche Kerne herstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagestrecke (2) Manipulatoren (4, 5, 6) zur Entnahme des Kerns aus dem geöffneten Werkzeug (3), zur Handhabung und/oder Behandlung der Kerne und schließlich zur Montage und zum Abtransport des Kempakets (7) zugeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entnahme des Kerns das Werkzeugunterteil ausfahrbar und der Kern aus dem Werkzeugunterteil ausstoßbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entnahme des Kerns eine Gabelentnahmeeinrichtung vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entnahme des Kerns dieser mittels Manipulator (4) an die Montagestrecke (2) übergebbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übergabe der Kerne an die Montagestrecke (2) eine Palettenentnahmeein- richtung (9) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Palettenent- nahmeeinrichtung (9) kernspezifische Paletten (10) mit Aufnahmen für den jeweiligen Kern umfasst.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kern auf die kernspezifische Palette (10) aufsetzbar und gemeinsam mit der Palette (10) der Montagestrecke (2) übergebbar und dort förderbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagestrecke (2) einen Linearförderer (11) für die Paletten (10) bzw. Kerne umfasst.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearförderer (11) eine geschlossenen Förderstrecke um die Entnahmestation (1) bildet, so dass die freigewordenen Paletten (10) der Entnahmestation (1) zuführbar und insgesamt zirkulierbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Paletten (10) mit den darauf befindlichen Kernen einer vorzugsweise zentral angeordneten Montagestation (12) zuführbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass entlang dem Linearförderer (11) die weiteren Manipulatoren angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulatoren auf einer Seite, vorzugsweise auf der Außenseite oder beidseits des Linearförderers (11) positioniert sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass entlang dem Linearförderer (11) Bearbeitungsstationen (13) für die Kerne vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstationen (13) mindestens eine Entgratungseinrichtung umfassen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstationen (13) eine Einlegestation zum Einlegen extern gefertigter Kerne oder sonstiger Teile umfasst.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Montagestrecke (2) eine Zuführstation zum Einschleusen von Kernen aus einem Lager oder einer beigeordneten Kernschießanlage vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Montagestrecke (2) eine Zuführstation für außerhalb der Montagestrecke (2) vormontierte Kerneinheiten vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die/eine Montagestation (12) zur Komplettierung des Kernpakets (7) einen vorzugsweise um 360 Grad drehbaren Drehtisch (14) für die Kerne bzw. für das dort entstehende Kernpaket (7) umfasst.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für den Abtransport des fertigen Kernpakets (7), vorzugsweise vom Drehtisch (14), ein weiterer Manipulator (8) vorgesehen ist.