DE2932418C2 - Anlage zur Herstellung von Gießkernen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Gießereiwesens, insbesondere auf Ausrüstungen zur Herstellung von Kernen in beheizter Ausstattung.

Die Erfindung kann in den Betrieben sanitätstechnischer, elektrotechnischer, sowie anderer Industriezweige in Kraftwagen- und Maschinenbau und dergl. eingesetzt werden, wo eine Serien- bzw. Massenproduktion erfolgt.

In den letzten Jahren sind Produktionsverfahren zur Herstellung von Kernen direkt in Kernkästen weltweit zur Verwendung gekommen. Dies sind die sogenannten »hot-box«- und »cold-box«-Verfahren.

Das »hot-box«-Verfahren sieht die Herstellung von Kernen vor, bei welchem der beheizte Kernkasten im Sandstrahlverfahren mit einem Formstoff aus Sand, Bindemittel und Katalysator gefüllt wird. Die Aushärtung des Formstoffes erfolgt unter Einwirkung von Wärme und Katalysator infolge einer schnell vor sich gehenden Polymerisation des Bindemittels. Werke des Gießereimaschinenbaus produzieren verschiedenartige Mehrstationanlagen, die für das »hot-box«-Verfahren geeignet sind. Die Anlage besteht aus einer Sandstrahlmaschine, einer Vorrichtung zum Auseinandernehmen der Kernkästen und zur Freigabe von fertiggestellten Kernen, einer Vorrichtung zum Beheizen der Kernkästen und einem Fördermittel zu deren Vorschub von der einen Station zu der anderen.
Die Anlage funktioniert in folgender Weise.
In der ersten Station wird der beheizte Kasten an die Sandstrahlplatte angedrückt und mit dem Formstoff gefüllt Die zweite Station dient zum Besichtigen und Auswechseln von den Kernkästen. In weiteren Stationen erfolgt das Aushärten des Formstoffes und das Beheizen der Kernkästen durch die Einwirkung von Erhitzern, die in diese eingebaut sind bzw. durch den

ίο Vorschub der Kästen innerhalb der Wärmkammer. In der letzten Station erfolgt das Aufmachen des Kastens, das Herausnehmen des Kerns, dessen Freigabe nach außerhalb der Anlage und das Druckluftabblasen des Kastens.

Das »cold-box«-Verfahren sieht vor, Kerne durch das Füllen des unbeheizten Kernkastens im Sandstrahlverfahren mit dem Formstoff und durch dessen nachfolgendes Aushärten herzustellen, wobei dies entweder aufgrund eines Durchblasens mit einem gasförmigen Katalysator (Ashland-cold-hot), oder ohne ein solches Durchblasen infolge der Anwendung eines hochreaktiven Bindemittels mit erhöhter Katalysatormenge (Fascold bzw. Gisag cold-box) erzielt wird.

Bekannt sind Ausrüstungen zur Herstellung von Gießkernen nach dem »cold-boxw-Verfahren.

Im großen und ganzen sind Ausrüstungen, die nach den »hot-box«- und »cold-box«-Verfahren funktionieren, obwohl sie zur Leistungssteigerung, zur Erhöhung der Fornj'toffestigkeit und zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen wesentlich beitragen, nicht geeignet, das Problem einer effektiven Ventilation der Kerne positiv zu lösen, insbesondere solcher Kerne, wie sie für Heizkessel und Heizkörper notwendig sind, die von allen Seiten mit flüssigem Metall umgeben sind und außer an zwei kleinen Markierungen keinen anderen Kontakt mit der Form aufweisen. Da die Aushärtung des Formstoffes innerhalb des Kerns über dem gesamten Durchschnitt gleichmäßig erfolgt, werden die Kerne, damit sie in ihrem Inneren Ventilationskanäle haben, die mit der Umgebungsluft verbunden sind, aus zwei Hälften mit nachfolgendem Zusammenkleben hergestellt. Die Einführung neuer technologischer Arbeitsgänge macht aber den Vorgang zur Herstellung von Kernen wesentlich komplizierter sowie zeit- und kraftraubend, senkt die Form und Maßgenauigkeit der Kerne und stört bei der Erzielung einer komplexen Automatisierung der Produktion.

Bekannt sind das Verfahren und die Vorrichtung die es gestatten, den oben genannten Nachteil zu beseitigen (DE-PS 22 39 057).

Dies Verfahren besteht darin, daß der flüssig bewegliche Formstoff in den beheizten Kernkasten unter Druck eingepreßt wird, wobei dieser hermetisch abgeschlossen und nach Verlauf einer für die Formstoffhärtung notwendigen Haltezeit wieder geöffnet wird, wonach man den Kern herausnimmt.

Das Verfahren gestattet es, ganze Kerne beliebiger Art herzustellen, denn während des Härtevorganges kommt es inmitten des Kerns zur Bildung eines naturgemäßen Kanals bzw. von Poren, durch die eine effektive Ventilation der Gase erfolgen kann. Die Vorrichtung besteht aus Behältern und Dosierern für die Ausgangskomponenten des Formstoffes, einem Mischer mit Schieber, der die Einlaßöffnung abschließt, einem Preßzylinder mit Plunger, einer Dosierkammer, einer beweglichen Klappe mit auseinanderschiebbarem Aufsatz und einem Hebetisch. Die Vorrichtung funktioniert in folgender Weise.

■Die Ausgangskomponenten des Formstoffes werden in den Mischer aufgegeben, darin vermengt und zum Auslaßfenster gefördert, wo der flüssig bewegliche Formstoff gebildet wird, der zur Dosierkammer hin fließt, die von unten mit der Klappe abgeschlossen ist Nachdem die Dosierkammer vollgefüllt ist, schließt der Schieber die Auslaßöffnung des Mischers ab, die Klappe kommt in Bewegung, wobei sich dadurch der Aufsatz und die Dosierkammer decken, während der Tisch den beheizten Kernkasten hebt und diesen an den Aufsatz drückt Der Plunger preßt unter Einwirkung des Preßzylind^rs den Formstoff in den Kernkasten ein. Nach dem erfolgten Einpressen wird der Kernkasten hermetisch abgedichtet, wodurch einem Auswurf des Formstoffes aus der Einlaßöffnung des Kastens vorgebeugt wird. Nach einiger Zeit, die zur Entschäumung und Beruhigung des Formstoffes notwendig ist, kann der Kasten zur nachfolgenden Station geleitet werden. Die Klappe schließt die Dosierkammer von unten wiederum ab, der Aufsatz wird zur Entfernung der Formstoffreste auseinandergeschoben, i^er Plunger nimmt die Ausgangsstellung ein und die Klappe öffnet die Einlaßöffnung des Mischers. Der Kreislauf wiederholt sich.

Unter bestimmten Bedingungen steigt der Druck innerhalb des Kastens an, und erreicht eine Größe, die dazu ausreicht, das Gewicht der Oberhälfte des Kernkastens zu überwinden. Wenn daher der verspannte Kasten nach dem Einpressen und dem hermetischen Abdichten an der Preßstation nicht die notwendige Haltezeit stehen bleibt, kann es zum Aufheben von dessen Oberhälfte und dementsprechend zum Auswurf von Formstoff durch die Fuge kommen, was unvermeidlich die Herstellung eines Ausschußkerns herbeiführt.

Im Vergleich zu den »hot-box«- und »cold-box«-Verfahren ist die Härtedauer des Formstoffes im betrachtenden Fall wesentlich größen Dies beruht darauf, daß die Härtung hauptsächlich mit der Verdampfung von Feuchtigkeit aus dem flüssig beweglichen Formstoff vor sich geht.

Die lange Haltezeit des Kastens nach dem Einpressen und die große Dauer der Formstoffhärtung ergeben eine beträchtliche Verlängerung des Kreislaufs bei der Kernherstellung. Dieser Umstand setzt die Konkurrenzfähigkeit der Maschine im Vergleich zu den Ausrüstungen, die nach den »hot-box«- und »cold-boxw-Verfahren funktionieren, um ein Beträchtliches herab, was auch die Zweckmäßigkeit des Einsatzes für Serien- und Massenproduktion in Frage stellt.

Ein wesenlicher Nachteil der bekannten Maschine besteht darin, daß sie mit keinen Vorrichtungen versehen ist, die ein konstantes Verspannen beider Hälften des Kernkastens vom Moment des Einpressens bis zu dem des Aufmachens gewährleisten. Eine relativ lang andauernde Haltezeit des Kastens, dei zwischen dem Tisch und der Preßvorrichtung nach dem Einpressen verspannt ist, ist dazu notwendig, um den Druck des Formstoffes darin so sehr herabzusetzen, daß dieser nach dem Lösen des Kastens dessen Oberhälfte nicht mehr heben kann, senkt aber die Leistung der Mehrstationmaschine und gibt letzten Endes keine vollständige Gewähr dafür, daß gewisse Schwingungen der Oberhälfte des Kastens in senkrechter Ebene unter Einwirkung des restlichen Drucks vollständig entfallen. Infolge solcher Schwingungen ergibt sich eine Verzerrung der geometrischen Maße des Kerns und somit eine Verschlechterung von dessen Qualität.

Die Erfindung bezweckt, die oben genannten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anlage zur Herstellung von Gießkernen durch Einpressen eines flüssig beweglichen Formstoffes in beheizte Kernkasten zu entwickeln, deren Aufbau ein zuverlässiges Verspannen der Hälften von dem Moment vor dem Einpressen bis zu dem des Auseinandernehmens zu gewährleisten, mögliche Schwingungen der Oberhälfte des Kastens in senkrechter Ebene auszuschließen und

ίο maximal zu erreichende Arbeitsleistung der Anlage zu erzielen gestattet

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Anlage zur Herstellung von Gießkernen, bestehend aus einem Stützrahmen, der in Form von zwei Etagen ausgeführt ist, von denen auf der unteren ein Fördermittel und Übergabetische und auf der oberen eine Misch- und Preßvorrichtung für den Formstoff ein Stößel mit Traverse, eine Wärmkammer und Vorrichtungen zum Auseinandernehmen der Kernkästen und zur Freigabe des fertiggestellten Kerns angeordnet sind, erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Verspannen der Kernkasten, die sich vor der Wärmkammer befindet, und eine Vorrichtung, die hinter der Wärmkammer montiert und zum Lösen der Kernkästen bestimmt ist, vorgesehen sind, wobei jeder der Kästen zwei waagerechte Stangen mit Kegelelementen, die an dessen Unterhälfte angebracht sind und mit den Vorrichtungen zum Verspannen und zum Lösen der Kästen in Wechselwirkung stehen, und zwei senkrechte Stangen enthält, die an dessen Oberhälfte befestigt sind und an ihren Unterenden Schlitze und Kegelöffnungen aufweisen, welche zur Wechselwirkung mit Kegelelementen der waagerechten Stangen bestimmt sind.
Es ist zweckmäßig, die Vorrichtung zum Verspannen der Kernkästen in Form von waagerechten Kolbenantrieben, die an der Traverse des Stößels angelenkt sind, und die Vorrichtung zum Lösen der Kernkästen in Form von einer Konsole mit regulierbaren Anschlägen auszuführen, die an der Vorrichtung zum Auseinandernehmen des Kernkastens montiert ist

Das Wesen der Erfindung besteht in folgendem.
Der Tisch hebt den beheizten Kernkasten von dem Fördermittel ab und führt ihn der Preßvorrichtung zu. Die Vorrichtung zum Verspannen des Kernkastens wirkt auf dessen waagerechte Stangen derart ein, daß die Kegelelemente der waagerechten Stangen in die Kegelöffnungen der senkrechten Stangen hineinragen. Es kommt zum Verkeilen, was ein zuverlässiges Verspannen von beiden Hälften des Kernkastens zustande bringt. Dieser Arbeitsgang gestattet es, die Haltezeit der Käasten nach dem Einpressen bis auf Null herabzusetzen und den Arbeitskreislauf der Anlage dadurch wesentlich zu verkürzen. Die Vorrichtungen zum Verspannen des Kastens sind an der Traverse des Stößels angelenkt, was die Möglichkeit einer Störsituation in dem Fall ausschließt, daß bewegliche Elemente der Vorrichtung die Ausgangsstellung nicht eingenommen haben. Die Preßvorrichtung preßt den durch die Mischvorrichtung aufbereiteten Formsteff in den Kasten ein, der Kasten wird hermetisch abgedichtet und mittels eines Stößels unverzüglich in die Wärmkammer geleitet, wo bereits mehrere Kästen stehen. Bei dem Vorschub des ersten Kastens in die Kammer kommt der letzte aus dieser heraus, wobei er in die Wirkungszone der Vorrichtung zur Freigabe des fertiggestellten Kerns gerat, die ihn bis auf den Übergabetisch fördert. Die waagerechten Stangen des Kernkastens stoßen am Hubende auf regulierbare Anschläge der Konsolen, die

an der Vorrichtung zum Auseinandernehmen der Kernkästen vorgesehen sind, und kehren in die Anfangsstellung zurück. Es kommt zum Loskeilen und folglich zum Lösen von beiden Kastenhälften. Die Kegelelemente der waagerechten Stangen werden aus den Kegelöffnungen der senkrechten Stangen herausgeführt. Gleichzeitig damit wird der Kernkasten gelüftet. Auf diese Weise wird die Förderung des Kastens auf den Übergabetisch sehr effektiv ausgenutzt, indem noch zwei zusätzliche Arbeitsgänge ausgeführt werden und die notwendige Vorschubgröße durch die regulierbare Anschläge ermittelt wird, die an der Vorrichtung zum Auseinandernehmen vorgesehen sind. Die Vorrichtung zum Auseinandernehmen öffnet den Kasten, und Jie senkrechten Stangen werden dank den Schlitzen außer Eingriff mit den waagerechten Stangen gebracht

Nach dem Herausnehmen des Kerns und dessen Entfernen aus dem Kasten wird dieser mittels der Vorrichtung zum Auseinandernehmen wiederum zusammengebaut und durch den Übergabetisch auf das Fördermittel hinuntergeführt, wonach dieses den Kasten zur Station der Preßvorrichtung zurückbringt.

Die Mehrstationanlage ist in zwei Etagen ausgeführt, was die Möglichkeit bietet, deren Breite bis zu einem Mindestmaß zu reduzieren und bessere Bedingungen zu deren Einfügen in die bereits bestehenden Betriebsflächen zu gewährleisten. Sie gestattet es, die Arbeitsleistung fast auf das Doppelte zu steigern und die Qualität der Kerne zu stabilisieren. Es sei darauf hingewiesen, daß ein zuverläßiges Verspannen der Kastenhälften von dem Moment des Einpressens des beweglich flüssigen Formstoffes bis zu dem des Auseinandernehmens dazu beiträgt, einer Verschmutzung mechanischer Teile wesenlich vorzubeugen und den Herstellungsvorgang der Kerne in der Anlage sauberer zu machen.

Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung werden Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Zeichnungen angeführt, in diesen zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht der Anlage zur Herstellung von Gießkernen;

Fig. 2eine Ansicht in Pfeilrichtung»A«\n Fig. 1;

F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie HI-III in F i g. 2; F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in F i g. 3; F i g. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in F i g. 3;

F i g. 6 eine Ansicht in Pfeilrichtung »B« in F i g. 5.

Die Anlage zur Herstellung von Gießkernen (F i g. 1 bis 6) besteht aus einem Stützrahmen 1, ausgeführt in Form von zwei Etagen, von denen auf der unteren ein Fördermittel 2 und Übergabetische 3 und 4 und auf der oberen eine Mischvorrichtung 5 und eine Preßvorrichtung 6 für den Formstcff, ein Stöße! 7 mit Traverse S, ar. der Kolbenantriebe 9 angelenkt sind, eine Wärmkammer 10, eine Vorrichtung 11 zum Auseinandernehmen der Kernkasten mit Konsolen 12 und regulierbaren Anschlägen 13 und eine Vorrichtung 14 zur Freigabe des fertiggestellten Kerns angeordnet sind.

Der Kernkasten besteht aus einer Oberhälfte 16 und einer Unterhälfte 17, die mittels Bolzen 18 und Hülsen 19 miteinander fixiert werden. An der Oberhälfte 16 sind senkrechte Stangen 20 mit Kegelöffnungen 21 und Schlitzen 22 an gegenüberliegenden Seiten diagonalmäßig befestigt und Schieber 23 eingebaut, die zur hermetischen Abdichtung des Kastens 15 dienen. Die Unterhälfte 17 ist mit eingebauten Auswerfern 24 und Hülsen 25 versehen, die als Führungen für die waagerechten Stangen 26 mit Kegelelementen 27 dienen. Der Formstoff wird in den Kasten 15 durch Einlaßöffnungen 28 eingeführt. Die Anlage funktioniert in folgender Weise.

Der Übergabetisch 4 nimmt den Kernkasten 15 von dem Fördermittel 2 ab und führt ihn der Preßvorrichtung 6 zu. Die Kolbenantriebe 9 wirken auf die waagerechten Stangen 26 des Kastens 15 ein und versetzen diesen in den Hülsen 25 derart, daß die Kegelelemente 27 der waagerechten Stangen 26 in Kegelöffnungen 21 der senkrechten Stangen 20 hineingehen. Es kommt zum Verkeilen, das ein Verspannen von beiden Hälften des Kastens 15 gewährleistet. Die Preßvorrichtung 6 preßt durch die Einlaßöffnungen 28 den mittels der Mischvorrichtung 5 aufbereiteten Formstoff ein. Mit Hilfe von den Schiebern 23 werden die öffnungen 28 abgeschlossen, der Kasten 15 wird hermetisch abgedichtet und mittels des Stößels 7 in die Wärmkammer 10 geleitet, wo bereits mehrere Kästen stehen. Bei dem Vorschub des ersten Kastens in die Kammer kommt der letzte aus dieser heraus, wobei er in die Wirkungszone der Vorrichtung 14 zur Freigabe des fertiggestellten Kerns gerät Diese fördert den Kasten aus der Kammer 10 bis auf den Übergabetisch 3, der sich in der oberen Stellung befindet Die waagerechten Stangen 26 stoßen am Ende dieses Hubes auf die regulierbaren Anschläge 13 der Vorrichtung 11 zum Auseinandernehmen der Kernkästen und bewegen sich in den Hülsen 25 in Richtung der Ausgangsstellung. Es kommt zum Loskeilen und folglich zum Lösen von beiden Hälften des Kernkastens. Die Kegelelemente 27 der waagerechten Stangen 26 werden aus den Kegelöffnungen der waagerechten Stangen 26 herausgeführt Gleichzeitig damit wird der Kasten gelüftet und es werden die Schieber 23 in die Ausgangsstellung gebracht Durch die Vorrichtung 11 zum Auseinandernehmen der Kernkasten wird der Kasten geöffnet und die senkrechten Stangen 20 werden dank den Schlitzen 22 außer Eingriff mit den waagerechten Stangen 26 gebracht Nach dem Herausnehmen des Kerns mit Hilfe von den Auswerfern 24 und dessen Entfernen aus dem Kasten wird der letztere wiederum zusammengebaut und durch den Übergabetisch 3 auf das Fördermittel 2 gesenkt wonach dieses ihn zum Übergabetisch 4 bewegt Mit dem Hochgang des Übergabetisches 3 mit dem Kasten beginnt der nachfolgende Arbeitskreislauf der Anlage.

Die erfindungsgemäße Anlage gestattet es, die Arbeitsleistung fast auf das Doppelte zu steigern sowie eine hohe Form- und Maßgenauigkeit der Kerne zu gewährleisten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anlage zur Herstellung von Gießkernen durch Einpressen eines flüssig beweglichen Formstoffes in beheizte Kernkästen, bestehend aus einem Stützrahmen, der in Form von zwei Etagen ausgeführt ist von denen auf der unteren ein Fördermittel und Übergabetische und auf der oberen eine Misch- und eine Preßvorrichtung für den Formstoff, ein Stößel mit Traverse, eine Wärmkammer, sowie Vorrichtungen zum Auseinandernehmen der Kernkästen und zur Freigabe des fertiggestellten Kerns angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Verspannen der Kernkästen (15), die vor der Wärmkammer (tO) aufgestellt ist, und eine Vorrichtung, die hinter der Wärmkammer (10) montiert und zum Auseinandernehmen der Kernkästen (15) bestimmt ist, vorhanden sind, wobei jeder der Kästen (15) zwei waagerechte Stangen (26) mit Kegelelementen (27), die an dessen Unterhälfte (17) angebracht sind und mit den Vorrichtungen zum Verspannen und zum Auseinandernehmen der Kästen (15) in Wechselwirkung stehen, und zwei senkrechte Stangen (20) enthält, die an dessen Oberhälfte (16) befestigt sind und an den Unterenden Schlitze (22) und Kegelöffnungen (21) aufweisen, die zur Wechselwirkung mit den Kegelelementen (27) der waagerechten Stangen (26) bestimmt sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verspannen der Kernkästen (15) in Form von waagerechten Kolbenantrieben (9), die an der Traverse (8) des Stößels (7) angelenkt sind, und die Vorrichtung zum Auseinandernehmen der Kernkästen (15) in Form von Konsolen (12) mit regulierbaren Anschlägen (13), montiert an der Vorrichtung (11) zum Auseinandernehmen des Kernkastens (15), ausgeführt sind.