-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und
-
zum Auswerfen von hohlen Gießereikernen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Herstellen und zum Auswerfen von hohlen Gießereikernen. Die Erfindung
betrifft darüber hinaus auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
-
Bei der Herstellung von Gießereikernen unter Verwendung des sogenannten
"Kalt"-Verfahrens sind bisher zwei bedeutungsvolle Probleme separat betrachtet worden
und dementsprechend auch unabhängig gelöst worden, wobei die Lösung des einen Problems
die Lösung des anderen ausgeschlossen hat.
-
Das erste Problem betrifft die Herstellung von hohlen Kernen, d.h.
-
von Kernen, die mit inneren Hohlräumen hergestellt werden, und zwar
zum Zwecke der Gewichtsreduzierung, der Verbesserung der Handhabbarkeit
und
der Einsparung von Formsand, der bekanntlich mit Bindemittelsubstanzen behandelt
wird, die unter der Einwirkung eines Gases, beispielsweise von CO2, das in die Form
geblasen wird, oder unter der Einwirkung eines Katalysators aushärten, und der folglich
mit Kosten verbunden ist, die einen bedeutungsvollen Einfluß auf die Herstellungskosten
für Kerne haben.
-
Bisher ist zur Herstellung hohler Kerne eine Anzahl paraleller Stangen
verwendet worden, die von einem bewegbaren Träger aus aufrecht vorstehen. Die Stangen
werden dabei in den Formgebungshohlraum der geschlossenen Form eingeführt; dann
erfolgt die Formgebung; hiernach wird die Form zur Entnahme der hergestellten Kerne
geöffnet; sodann werden der Träger, die Stangen und die Kerne aus der Form entnommen;
und schließlich werden der Träger und die Stangen von Hand von den Kernen entfernt.
Diese Verfahrensweise erfordert nötigerweise ein manuelles Herausziehen der Stangen
aus den hergestellten Kernen, was das automatische Herausziehen der Stangen aus
den Kernen ausschließt und selbstverständlich im Fall schwerer Kerne mit einer anstrengenden
Tätigkeit verbunden isc, Zum automatischen Auswerfen der Kerne aus der Form und
zu ihrer Anordnung auf einem Förderband sind bereits verschiedene Verfahren verwendet
worden. Diese Verfahren erfordern im allgemeinen, daß nach dem öffnen der Form die
Teile der Form, än denen die geformten Kerne befestigt sind, in eine Position bewegt
werden, in der sich die geformten Kerne über einem Förderband befinden, wonach die
geformten Kerne aus dem Formteil heraus auf das Förderband ausgeworfen werden. Diese
Verfahrensweise zum Auswerfen von Kernen ist, obwohl sie für das Auswerfen der Kerne
aus der Form brauchbar ist, mit dem Nachteil verbunden, daß sie nicht
für
die Herstellung von Hohlkernen geeignet ist, so daß die Herstellung derartiger Kerne
mittels der bekannten und vorstehend beschriebenen Verfahren offensichtlich sehr
kostspielig wäre.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der gleichzeitigen Lösung der
beiden Probleme derart, daß sie als Ergebnis sowohl das vollständig automatische
Herausziehen der Stangen aus den Kernen als auch die vollständig automatische Herstellung
hohler Kerne ermöglicht, das Ganze in Verbindung mit einer großen Kapazitätsrate
und einer beträchtlichen Materialeinsparung.
-
Einerseits sieht die Erfindung hierzu vor ein Verfahren zum Herstellen
eines hohlen Gießereikerns rund um ein Hohlformungsteil und zum automatischen Herausziehen
des Hohlformungsteils aus dem hergestellten Kern, indem in folgender Weise verfahren
wird: a) Schließen einander ergänzender Teile einer Form rund um ein Hohlformungsteil,
das in einen von den Teilen der geschlossenen Form gebildeten Raum vorsteht und
an einem Träger befestigt ist, b) Einblasen des Materials zur Herstellung des Kerns
in die geschlossene Form derart, daß der Kern rund um den in der geschlossenen Form
befindlichen Abschnitt des Hohlformungsteils herum hergestellt wird, c) Aushärten
des verwendeten Materials, d) öffnen der Form, e) Verschwenken des Trägers und damit
des ausgehärteten Kerns gleichzeitig mit der Öffnungsbewegung eines Teils der Form
zur Weitergabe des ausgehärteten Kerns auf einen Förderer
derart,
daß sich ein Ende des ausgehärteten Kerns in der Nähe eines Mitnehmers des Förderers
befindet, f) Weiterbewegen des Förderers, um den Mitnehmer gegen den ausgehärteten
Kern zu dessen Weiterbewegung zur Anlage zu bringen und dabei das Hohlformungsteil
aus dem Kern herauszuziehen.
-
Eine Abwandlungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Lösen
des Hohlformungsteils von dem ausgehärteten Kern im unmittelbaren Anschluß an das
Aushärten des verwendeten Materials vor.
-
Eine andere Abwandlungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht
vor, daß der Träger und damit das Hohlformungsteil eine RUckstellschwenkbewegung
ausführen, die von der Schließbewegung der Form ausgelöst wird.
-
Andererseits sieht die Erfindung vor eine Vorrichtung zum Herstellen
eines hohlen Gießereikerns rund um ein Hohlformungsteil und zum automatischen Herausziehen
des Hohlformungsteils aus dem hergestellten Kern, bei welcher Vorrichtung vorgesehen
sind a) eine mehrteilige, schließbare Form zur Bildung eines Raums, innerhalb dessen
ein Gießereikern herstellbar ist, bt mindestens ein Hohlformungsteil, c) ein Förderer
d) ein. quer zum Förderer vorstehender Mitnehmer, e) ein Träger für mindestens ein
Hohlformungsteil, und zwar zu dessen schwenkbewegbaren Bewegung zwischen einer ersten
und
einer zweiten Stellung, in welcher ersten Stellung das mindestens eine Hohlformungsteil
in den von den Teilen der Form gebildeten Raum vorsteht und in welcher zweiten Stellung
das mindestens eine Hohlformungsteil in Längsrichtung auf dem Förderer ausgerichtet
ist und mit einem Ende in der Nähe des Mitnehmers angeornet ist, f) Mittel zum Anschluß
des Trägers und mindestens eines Teils der Form zum Verschwenken mindestens des
einen Hohlformungsteils zwischen der ersten und der zweiten Stellung, wenn sich
das eine Formteil zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung der Form
bewegt, und g) Mittel zur Bewegung des Förderers und des einen Formteils derart,
daß sich dann, wenn sich das mindestens eine Hohlformungsteil in der zweiten Stellung
befindet, der Mitnehmer längs des mindestens einen Hohlformungsteils zur Entfernung
eines fertiggestellten Gießereikerns von dem Hohlformungsteil bewegt.
-
In bevorzugter Weise kann hierbei vorgesehen sein, daß die Anschluß
mittel an den Träger mittels einer Freilaufeinrichtung derart angeschlossen sind,
daß der Träger und das mindestens eine Hohlformungsteil zur Verschwenkung aus der
ersten in die zweite Stellung gezwungen werden, wenn sich das eine Formteil der
maximalen Trennung von dem anderen Formteil nähert, und wobei die Freilaufeinrichtung
unter Federvorspannung steht, um den Träger und das mindestens eine Hohlformungsteil
aus der zweiten Stellung in die erste Stellung zu drücken, wenn sich das eine Formteil
in Richtung auf das andere Formteil bewegt.
-
Im folgenen wird die Erfindung weiter ins Einzelne gehend anhand die
eines Beispiels und unter Bezugnahme auf/Sichnungen beschrieben;
in
diesen zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Teils einer
Vorrichtung zur Herstellung von Kernen in der öffnungsstellung, Fig. 2 eine Teilvorderansicht
der Vorrichtung der Fig. 1 in der Schließstellung, wobei der zentrale Teil einen
hergestellten Kern im Schnitt zeigt, Fig. 3 eine teilweise Vorderansicht der Vorrichtung
der Fig. 1 in teilweise geöffneter Stellung mit einem im Schnitt dargestellten Kern
und Fig. 4 eine teilweise Vorderansicht der Vorrichtung der Fig. 1 in der öffnungsstellung
und wiederum mit dem hergestellten Kern in Schnittdarstellung.
-
In Fig. 1 ist mit 1' ein Teil eines Paares von Formteilen 1' und 1''(wegen
des Formteilsl'7siehe Fig. 2, 3 und 4) einer mehrteiligen Formpresse 1 bezeichnet,
die an einem Gestell 1''' angebaut ist und für die Herstellung von Gießereikernen
verwendet wird. Das Formteil 1' verfügt über vier sJrmgebungshohlräume 2 mit teilkreisförmigem
Querschnitt, die die Gestalt einer Seite der herzustellenden Kerne definieren. Gemäß
Fig. 2, 3 und 4 verfügen auch die Formteile 1'' über vier teilkreisförmige Formgebungshohlräume
2, von denen lediglich einer dargestellt ist und die mit den Formgebungshohlräumen
2 in dem ersten Formteil 1' zusammenfallen.
-
Das Formteil 1' ist an seinem rückwärtigen Bereich mit einem hohlen
Teil 3 bekannter Art ausgestattet, in dem bekannte Auswerfeinrichtungen (nicht dargestellt)
zum Auswerfen der Kerne nach ihrer Herstellung untergebracht sind. Das Formteil
1'' besitzt ebenfalls einen hohlen Teil 3.
-
In erfindungsgemäßer Weise stehen zwei Stangenpaare 4 und 5 bzw. 6
und 7 von den beiden Seiten des hohlen Teils 3 aus vor, das an dem Formteil 1' befestigt
ist. Der rückwärtige Bereich der Stangen ist durch Löcher in dem hohlen Teil 3 des
Formteils 1' hindurch geführt, wobei nur die Löcher 4', 6' und 7' für die Stangen
4, 6 und 7 dargestellt sind. Die Stangen 4, 5, 6 und 7 sind von Schraubenfedern
8, 9, 10 und 11 umgeben, die eine Druckwirkung längs der Stangen und gegen das Formteil
1' ausüben.
-
Die Stangen 4 und 5 sind an einen vertikalen Arm 12 angeschlossen;
die Anordnung der Stangen an diesem Arm 12 ist einstellbar, und zwar mit Hilfe von
zwei Muttern 13 und 14. Die Stangen 6 und 7 sind an einem entsprechenden vertikalen
Arm 15 angeschlossen, und ihre Anordnung ist ebenfalls in der gleichen Weise mit
Hilfe von zwei Muttern 16 und 17 einstellbar.
-
Wegen der Anordnung und Ausbildung der Stangen 4, 5, 6 und 7 nehmen
die Arme 12 und 15 nicht an der Bewegung der Formteile 1' und 1'' (nicht dargestellt)
nicht teil, und können sich daher die Formteile 1' und 1'' frei zwischen der Schließstellung
(Fig.2) und der öffnungsstellung (Fig. 4) bewegen.
-
Die unteren Enden der Arme 12 und 15 sind mit Hilfe von Zapfen 12'
und 15' an den kurzen Arm einer Klammer 18 gelenkig befestigt, die parallel zu den
einander gegenüberliegenden Flächen der Formteile 1' und 1''und unterhalb dieser
Flächen verläuft. Die Klammer 18 läßt sich somit um die Arme 12 und 15 verschwenken.
-
Unter der Klammer 18 ist eine fluidbetätigte, d.h. eine hydraulisch
oder mit Hilfe von Luft betätigte Einheit 19 vorgesehen, die an der Klammer 18 gelagert
ist. Die Einheit 19 besitzt einen Stempel 20, der durch die Klammer 18 hindurch
geführt ist, um an seinem Ende eine Träger stange 21 zu tragen, deren Längsachse
parallel
zu derjenigen der Klammer 18 verläuft. Die Trägerstange
21 besitzt vier stangenartige Hohlformungsteile 22, die an ihr derart befestigt
sind, daß ihre Achsen mit den Längsachsen der teilkreisförmigen Formgebungshohlräume
2 an den Formteilen 1' und 1" fluchten.
-
Die Trägerstange 21 liegt dann, wenn sie sich in ihrer höchsten oder
ersten Stellung befindet, unter der Unterseite des Formteils 1', und die Teile 22
besitzen eine derartige Höhe, daß sie sich in die teilkreisförmigen Formgebungshohlräume
2 hinein erstrecken, deren Boden halbkreisförmige öffnungen 2' besitzt, damit die
Teile 22 durch sie hindurch geführt werden können. Das andere Formteil l'' (vgl.
Fig. 2, 3 und 4) besitzt ebenfalls Öffnungen 2'; demzulfolge bilden die Formgebungshohlräume
2 und die oeffnungen 2' bei Einnahme der Schließstellung (Fig. 2) der beiden Formteile
1' und 1'' zylindrische Durchgänge, die koaxial den oberen Bereich der Teile 22
in der ersten Stellung umgeben.
-
Die Trägerstange 21 ist mittels des Stempels 20 in Richtung auf die
Klammer 18 geführt, wenn sich die Formteile 1' und 1" einander nähern oder voneinander
wegbewegen und während der Schwenkbewegung (die weiter unten noch beschrieben wird)
der Klammer 18 um die Schwenkzapfen 12' und 15', die die Klammer 18 mit den Armen
12 und 15 verbinden. Somit können die Teile 22 innerhalb oder außerhalb der Formgebungshohlräume
2 angeordnet sein und mittels der Klammer 18 in eine horizontale oder zweite Stellung
oberhalb eines Förderbandes 23 verschwenkt werden, an welchem eine Schulter 24 mit
einem querverlaufenden Mitnehmer 24' zur Aufnahme der fertiggestellten Kerne befestigt
ist. Der Mitnehmer 24' besitzt Auschnitte 24 t r zur Entfernung der Teile 22 in
der weiter unten noch zu beschreibenden Art.
-
Die Schwenkbewegung der Klammer 18 erfolgt über eine Freilauf einrichtung
in der Form von zwei seitlichen Anschlußgliedern 25 und 26, die an ihrem einen Ende
auf den Schwenkzapfen 12' und 15' der Klammer 18 aufgeteilt sind und die an ihrem
anderen Ende schwenkbeweglich mit Drehstücken 27 und 28 in Verbindung stehen in
welchen Stangen 29 und 30 verschiebbar angeordnet sind. Diese Stangen 29 und 30
gleiten in Löchern in den Drehstücken 27 und 28, bis ein erweitertes Ende 29' und
30' der Stangen 29 und 30 gegen die Stücke 27 und 28 zur Anlage kommt, um diese
Stücke nach links zu verschwenken und damit eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn
rund um die Schwenkzapfen 12' und 15' zu bewirken und um dementsprechend die Klammer
18 und die Teile 22 aus der vertikalen oder ersten Stellung der Fig. 1, 2 und 3
in die horizontale oder zweite Stellung gemäß Fig. 4 zu verschwenken.
-
Zwei Zugfedern 31 (von denen lediglich eine dargestellt ist) dienen
der Rückstellung der Klammer 18 und der an dieser angeordneten Teile 22 aus der
horizontalen oder zweiten Stellung in die vertikale oder erste Stellung.
-
Die Teile 22 können unterschiedliche Abmessungen hinsichtilch ihrer
Höhe und ihres Querschnitts entsprechend den Abmessungen der herzustellenden Kerne
besitzen. Die Teile 22 können beispielsweise einen nadelförmigen Querschnitt für
sehr dünne Kerne und des weiteren im Querschnitt einen Durchmesser besitzen, der
größer als ihre Länge ist.
-
Die oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläuterte Vorrichtung kann an
Formpressen mit horizontaler Bewegungsbahn und auch an dem stationären Formteil
oder dem bewegbaren Formteil angeordnet sein; darüber hinaus kann die Vorrichtung
auch an Pressen mit Formteilen angeordnet sein, die vertikal bewegbar sind. Selbstverständlich
kann die Vorrichtung eine Änderung der Abmessungen der Teile und des Winkels erforderlich
machen, um den die Klammer 18 verschwenkt
wird.
-
Die Teile der Vorrichtung zur tragenden Aufnahme und zur Bewegung
der Teile 22 können von anderen Teilen als den hohlen Teilen 3 des Formteils 1'
getragen sein; hierzu können beispielsweise die Stangen 4, 5, 6 und 7, die die gesamte
Vorrichtung tragen, an (nicht dargestellten) Trägern des Gestells 1t2' der Formpresse
1 angeordnet sein.
-
Im folgenden wird die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung und unter Bezugnahme auf
die Fig. 2, 3 und 4 ebenso wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert.
-
Zu Beginn jedes einzelnen Arbeitszyklus werden die Formteile 1' und
1'', die verschiebbar an Trägerstangen 32 der Formpresse 1 angeordnet sind, aufeinander
zu bewegt. Im allgemeinen ist das Formteil 1' ortsfest angeordnet, während das Formteil
1'' entlang der Trägerstangen 32 verschoben und zwischen der Schließstellung (Fig.
2) und der Öffnungsstellung (Fig. 3) gegenüber dem Formteil 1' mittels einer (nicht
dargestellten) hydraulisch oder mit Hilfe von Luft betätigten Einheit in hinlänglich
bekannter Weise bewegt wird. Wenn sich das Formteil 1'' dem Formteil 1' nähert (Fig.
2), drückt das Formteil 1 ?'' gegen die Stangen 4, 5, 6 und 7 und drückt dabei die
auf diesem vorgesehenen Elemente in Richtung auf das Formteil 1'; insbesondere werden
die Teile 22 in Richtung auf die Formgebungshohlräume 2 in dem Formteil 1' bewegt,
während die Stangen 4, 5, 6 und 7 durch die Löcher 5', 6', 7' und 8' gegen den Druck
der Federn 8, 9, 10 und 11 gleiten. Das Formteil 1'' erreicht die Schließstellung
mit dem Formteil 1' (Fig. 2), wobei die Teile 22 in die vollständigen Formgebungshohlräume
2 vorstehen und durch die zughörigen Öffnungen 2' hineinragen. In diesem Zustand
wird Sand in die Formgebungshohlräume 2 unter Verwendung eines bekannten Behälters
33
eingeblasen und ausgehärtet, beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten)
Blaskopfes zur Zuführung eines Aushärtungsgases, nachdem der Blaskopf in bekannter
Weise den Behälter 33 ersetzt bzw. abgelöst hat.
-
Bei der Betrachtung der Fig. 2 sollte beachtet werden, daß der Sand
zusätzlich zum Ausfüllen der Formgebungshohlräume 2 in den Formteilen 1' und l''
zur Bildung der gewünschten Kerne die Kerne rund um die Teil 22 herum formt. Die
Teile 22 sind hinsichtlich der Herstellung von innen hohlen Kernen mit Wänden bemessen,
deren Dicke vom Abstand der Wände der Formgebungshohlräume 2 von den Wänden der
Teile 22 abhängt.
-
Nach dem Aushärten der Kerne wird das bewegbare Formteil 1" vom Formteil
1' wegbewegt (Fig. 3), und bei seiner rückwärts gerichteten Bewegung wird der Kern
aus dem ortsfesten Formteil 1' ausgeworfen oder von diesem abgezogen. Diese Tätigkeit
wird zusätzlich zu der Druckwirkung der Federn 8, 9, 10 und 11 auf die Stangen 4,
5, 6 und 7 durch Auswerfeinrichtungen in dem mit den Formteilen 1' und l'' Verbindung
stehenden hohlen Teilen 3 unterstützt, welche Auswerfeinrichtungen wegen ihres Bekanntseins
nicht erläutert und dargestellt sind. Die Stangen 29 und 30 sind an ihren rückwärtigen
Enden schwenkbeweglich an einem Vorsprung 34 des bewegbaren Teil 1'' angeschlossen
; aus diesem Grunde gleiten die Stangen 29 und 30 während der rückwärts gerichteten
Bewegung des Formteils l'' weg von dem Formteil 1' durch die Löcher in den Drehstücken
27 und 28 der seitlichen Anschlußglieder 25 und 26.
-
Das Weitergleiten hört dann auf, wenn das Formteil 1'' von dem Formteil
1' so ausreichend weit entfernt ist, daß die Schwenkbewegung der Teile 22 stattfinden
kann. In dieser Phase kommen die erweiterten Enden 29' und 30' der Stangen 29 und
30 an den Drehteilen 27 und 28 zur Anlage, und dementsprechend führt jede weitere
Bewegung der Stangen 29 und 30 zu einer Schwenkbewegung der seitlichen Anschlußglieder
25 und 26 mit der damit in Verbindung stehenden Verschwenkung der Klammer 18, der
Trägerstange 21, der die Kerne 35 tragenden Teile 22, des Stempels 20 und der Einheit
19 (Fig.4).
-
Gemäß Fig. 4 ist eine Schwenkbewegung um etwa 900 ausgeführt worden;
dabei nimmt der Kern 35 die horizontale oder zweite Stellung ein, wobei sich der
Kern 35 jenseits des Mitnehmers 24' der Schulter 24 befindet, während vorstehende
Abschnitte der Teile 22 in den Ausschnitten 24" des Mitnehmers 24' liegen. Zu diesem
Zeitpunkt wird die Einheit 19 betätigt, um die Teile 22 aus dem Kern 35 herauszuziehen,
während dieser von dem Mitnehmer 24' festgehalten wird. Das Herausziehen kann durch
die gleichzeitige Bewegung des Mitnehmers 24' infolge der Bewegung des Förderbandes
23 unterstützt werden.
-
Entsprechend einer Abwandlungsform kann ein teilweises Herausziehen
der Teile 22 stattfinden, während die Formteile 1' und 1" noch die Schließstellung
(Fig. 2) einnehmen, und zwar unmittelbar nach Abschluß des Aushärtens des Kerns
35. Bei dieser Verfahrensweise stellt das teilweise Herausziehen die Lösung des
Kerns von den Teilen 22 ausschließlich durch Bewegung des Kerns auf dem Förderband
23 sicher, während die anschließende Bewegung des Mitnehmers 24' auf dem Förderband
23 ausreicht, das endgültige tatsächlich vollständige Herausziehen der Teile 22
aus dem Kern sicherzustellen.