DE3624554A1 - Anlage zum herstellen eines kernpaketes - Google Patents

Description

Die Konstrukteure von Verbrennungsmotoren bemühen sich regel­ mäßig darum, die Motoren nicht nur funktionsgerecht sondern auch fertigungsgerecht zu konstruieren. Bei den Gußteilen, also z.B. den Motorblöcken und Zylinderköpfen bedeutet das eine Konstruktion dieser Teile derart, daß u.a. mit mög­ lichst wenigen und einfachen Kernen auszukommen ist. Trotz diesem Bemühen ist es nicht vermeidbar, daß manche Kerne zu kompliziert sind, um in einem Arbeitsgang einstückig herge­ stellt zu werden. Solche Kerne müssen dann aus einer Anzahl von Einzelkernen hergestellt und zu einem Kernpaket zusammen­ montiert werden. Bisher geschieht das im Allgemeinen in der Weise, daß in der Großserienproduktion von Kernen einzelne Kerne auf verschiedenen Kernschießmaschinen hergestellt werden und manuell unter Verwendung von Klebstoff oder Verbindungs­ bolzen zu jeweils einem Kernpaket zusammengefügt werden. Obwohl ein derartiges Verfahren sehr veraltet zu sein scheint, ist es heute doch noch allgemein verbreitet. Nur vereinzelt wurden Verfahren vorgeschlagen, mit denen Kernpakete automatisch und maschinell mit einem entsprechend geringen Personaleinsatz hergestellt werden können.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit diesem Problem, und sie will eine Anlage vorschlagen, mit der auch komplizierte Kernpakete automatisch maschinell und demzufolge kostengünstig in großer Stückzahl hergestellt werden können.

Der Lösung dieser Aufgabe dient eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruches 1, wobei diese Anlage mit den Merkmalen der Unteransprüche in besonders zweckmäßiger Weise ausgestaltet wird.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Kernpaket, an dessen Herstellung beispielsweise, aber auch insbesondere gedacht ist, Fig. 2 die erfindungsgemäße Anlage in einer Seiten­ ansicht und stark vereinfacht und Fig.3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Bei dem Kernpaket 1 handelt es sich um ein Kernpaket, das beim Guß eines Doppelzylinderblockes Verwendung findet. Das fertige Kernpaket könnte aber auch in der Ebene 2-2 geteilt werden, so daß zwei Kernpakete für zwei Zylinderblöcke mit jeweils vier Zylindern in Reihenanordnung vorlägen. Das Kern­ paket ist im Maßstab von etwa 1:20 dargestellt, was gesagt sein soll, um einen Begriff von der Realität zu vermitteln, ohne daß dies erfindungswesentlich ist. Die Erfindung ist beispielsweise auch für die Herstellung von Kernen zum Guß von Zylinderblöcken extrem großer Motoren oder anderer belie­ biger Gußteile anwendbar.

Das Kernpaket besteht aus zwei Kerngruppen 3 und 4, die symme­ trisch zu der Ebene 5-5 angeordnet sind. Jede Kerngruppe besteht aus drei Einzelkernen 6, 7 und 8 (Fig.1).

In der an sich bekannten und üblichen Kernschießmaschine 9 werden in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitstakten zwei Kern­ gruppen 6, 7 und 8 hergestellt, wobei die einzelnen Kerne beider Kerngruppen in gleicher Position und Anordnung zueinander in der Kernschießmaschine geformt werden (Fig. 2). Es muß Kernmaterial verwendet werden, und dieses Kernmaterial muß in der Weise verdichtet werden, daß die Kerne die Handhabung in der Anlage unbeschädigt überstehen und nach der Behandlung in der erfindungsgemäßen Anlage ein bestimmungsgemäß zu hand­ habendes Kernpaket 1 vorliegt. Wichtig ist, daß dem Kernsand in ausreichendem Maße Binde- und Härtemittel zugesetzt wird. Eines weiteren Eingehens auf die Herstellung der Einzelkerne 6, 7 und 8 bedarf es nicht, da dies an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung ist.

Die beiden zu einem Kernpaket 1 zusammenzufügenden Einzelkern­ gruppen werden nacheinander in der Kernschießmaschine 9 herge­ stellt, und mit einer Übergabevorrichtung 10 wird jede Kern­ gruppe 6, 7 und 8 einer Bearbeitungsvorrichtung 11 zugeführt. Bei der Bearbeitungsvorrichtung 11 handelt es sich um eine Entgratungsvorrichtung, bei der nicht zu vermeidende Grate der Einzelkerne entfernt werden. Die Entgratung der drei Einzelkerne erfolgt in einem Arbeitstakt, die Schablone der Entgratungsmaschine ist entsprechend ausgebildet, d.h. weist entsprechende Formschablonenöffnungen auf. Es ist dabei wichtig, daß beide Formgruppen in gleicher Anordnung und Zuordnung zueinander hergestellt und an die Bearbeitungsvorrichtung übergeben und dort bearbeitet werden, um beide Gruppen mit dem gleichen Schießwerkzeug der Schießmaschine 9 und Bearbei­ tungsmatrize in der Entgratungsvorrichtung herstellen bzw. bearbeiten zu können.

Die Übergabevorrichtung 10 besteht aus einer Schiene 12, an der ein Schlitten 13 verfahrbar hängt, dem Greifmittel 14 zum Halten der Einzelkerne zugeordnet sind. Der Antrieb des Schlittens 13 im Bereich der Schiene 12 ist nicht erfindungs­ wesentlich, an sich bekannt und demzufolge nicht dargestellt.

Mit der gleichen Übergabevorrichtung 10 oder einer anderen entsprechend ausgestalteten Übergabevorrichtung gelangen die beiden Gruppen der Einzelkerne nach ihrer Bearbeitung in der Bearbeitungsvorrichtung 10 in die in besonderem Maße erfindungswesentliche Montagevorrichtung 15.

Die Montagevorrichtung weist ein feststehendes, auf einem Fundament 16 gelagertes Tischunterteil 17 auf, auf dem ein gleiches, jedoch um die Hochachse 18 gegenüber dem Tisch­ unterteil 17 drehbares Tischoberteil 19 gelagert ist. Zu Beginn der Einbringung von Einzelkernen 6, 7 und 8 in die Montagevorrichtung 15 werden diese in der Reihenfolge, in der sie in der Kernschießmaschine gefertigt und in der Bear­ beitungsstation bearbeitet worden sind, zwischen je zwei Kern­ haltern 20, 21, gelagert. In der Absicht, ein Kernpaket gemäß Fig. 1 herzustellen, wird nun das Tischoberteil 19 um die Hochachse 18 um 180° gedreht, so daß die nächste Gruppe aus Einzelkernen 6′, 7′ und 8′ zwar in der Reihenfolge ihrer Herstellung in der Kernschießmaschine an die Montagevorrich­ tung 15 übergeben werden, jedoch spiegelsymmetrisch zu den dort bereits befindlichen Einzelkernen 6, 7 und 8 zwischen den bis dahin noch freien Kernhaltern 20, 21 gelagert werden.

Befinden sich die Einzelkerne 6, 7 und 8 sowie 6′, 7′ und 8′ in der Montagevorrichtung 15, so werden die Flächen der Einzelkerne, mit denen diese zusammengefügt werden sollen, aus einer Klebstoffauftragvorrichtung 22 mit Klebstoff bestrichen. Die mit Klebstoff zu versehenden Flächen der Einzelkerne 6, 7, 8, 6′, 7′ und 8′ sind ausnahmslos nach oben gerichtet, was das Auftragen von Klebstoff erleichtert, bzw. eine einfache Auftrag­ vorrichtung 22 möglich macht, die aber selbst nicht Gegenstand der Erfindung ist und demzufolge im Einzelnen auch nicht dargestellt ist. Sind die einander zugehörigen Flächen mit Klebstoff versorgt, so werden die Zangen 23, 24 der Kernhalter 20, 21, in denen die Einzelkerne gehalten sind, so um ihre Längsachse geschwenkt, daß die mit Klebstoff bestrichenen Flächen der Einzelkerne einander zugekehrt sind. Danach werden die Kernhalter 20, 21 soweit auf Führungsstangen 25, 26 verstellt und einander genähert, daß die miteinander zu verklebenden Flächen aufeinander zu liegen kommen und miteinander verbunden werden. Ein gegebenenfalls notwendiger Anpreßdruck wird mit den Mitteln erzeugt, die die Kernhalter 20, 21 einander nähern, als solche aber nicht erfindungswesentlich und demzufolge nicht beschrieben und dargestellt sind, was auch für die Mittel gilt, die die Zangen 23, 24 drehen.

Ersichtlich müssen zum Verkleben der beiden Kerngruppen 6, 7 und 8 einerseits und 6′, 7′ und 8′ andererseits und zum zuver­ lässigen Verkleben der Einzelkerne, innerhalb jeder Einzelkern­ gruppe Flächen von Einzelkernen mit Klebstoff versehen werden, die in der Ausgangsstellung der Montagevorrichtung 15 nach unten weisen. Dies kann in einem zusätzlichen Arbeitstakt geschehen, indem die Einzelkerne zusätzlich gedreht werden, um nacheinander beide Klebflächen dieser Einzelkerne mit Klebstoff aus der Auftragvorrichtung 22 zu versehen, was mit geringem Bau- aber entsprechend größerem Zeitaufwand ohne Schwierigkeiten möglich ist. Soll ein größerer Bauaufwand in Kauf genommen werden, um eine extrem rasche Arbeitsweise zuzulassen, so kann eine zusätzliche Klebstoffauftragvorrich­ tung 22′ vorgesehen werden, um die beiden um 180° einander gegenüberliegenden Flächen der betroffenen Einzelkerne gleich­ zeitig mit Klebstoff versehen zu können.

Sind die Einzelkerne auf diese Weise zu dem Kernpaket 1 montiert, so kann dieses an eine weitere Aufnahmevorrichtung 27 übergeben werden. Ist das Kernpaket 1 von der Aufnahmevorrichtung 27 übernommen worden, so kann es in ein Zwischenlager übergeben werden, es kann direkt der Verwendung zugeführt werden, oder es kann nach einer nochmaligen Bearbeitung zwischengelagert oder verwendet werden. Vorgesehen ist eine Nachbehandlung zum Glätten der gesamten oder eines Teiles der Oberfläche des Kernpaketes 1 in einem Bad 28. Dabei wird ein hitzebestän­ diger Überzug erzeugt, damit der Kernsand gegen die Gießtemperatur geschützt ist und die Gußstückoberfläche verbessert wird. Die Ablage des auf diese Weise einsetzbaren Kernpaketes 1 ist auf einem Ablagetisch 29, wozu die Aufnahmevorrichtung 27 heb­ und senkbar, translatorisch seitlich verfahrbar und gegebenenfalls drehbar ist, um das Kernpaket um seine Längsachse wenden zu können. Die Mittel, mit denen das bewirkt wird, sind wiederum als bekannt und als solche nicht erfindungswesentlich nicht dargestellt.

Die Verbindung der Einzelkerne 6, 7 und 8 sowie 6′, 7′ und 8′ zum Kernpaket 1 kann in anderer Weise als durch Kleben, beispielsweise durch Verschrauben erfolgen, ohne daß dies im Einzelnen erläutert werden müßte.

Die Kerngruppen 6, 7 und 8 einerseits und 6′, 7′,8′ anderer­ seits müssen nicht symmetrisch zusammengefügt werden. Sollen sie in gleicher Reihenfolge der Einzelkerne zusammengefügt werden, in der sie gefertigt werden, so entfällt ein Drehen des Tischoberteiles um die Hochachse, und es ist lediglich ein entsprechend langer Verstellweg des Schlittens 13 vorzu­ sehen, um zunächst die Gruppe der Kernhalter 20, 21 mit Einzel­ kernen 6, 7 und 8 bestücken zu können, die der Kernschieß­ maschine 9 abgekehrt sind und dann die der Kernschießmaschine 9 näheren Kernhalter 20, 21 mit den im zweiten Arbeitstakt der Kernschießmaschine gefertigten Einzelkernen 6, ,7′ und 8′ der zweiten Einzelkerngruppe versehen zu können.

Statt an eine einzelne Kernschießmaschine 9 angeschlossen zu sein, kann die Vorrichtung auch an zwei oder mehrere Kern­ schießmaschinen angeschlossen sein.

Claims (11)

1. Anlage zur Herstellung eines Kernpaktes, gekennzeichnet, durch eine oder mehrere an sich bekannte Kernschieß­ maschinen zur Herstellung einer Gruppe von Einzelkernen in einer vorgegebenen Zuordnung der Einzelkerne zueinander, durch eine Übergabevorrichtung zur Übergabe der Gruppe von Einzelkernen ohne Veränderung der Zuordnung der Einzel­ kerne zueinander an eine erste Bearbeitungsstation, gekennzeichnet weiter durch diese Bearbeitungsstation selbst, durch eine Montagevorrichtung mit zugehöriger Übergabevorrichtung, in der die gruppenweise ankommenden Einzelkerne zu dem Kernpaket montiert werden und durch eine zweite Bearbeitungsstation, in der das ankommende Kernpaket einer insoweit abschließenden Bearbeitung unter­ zogen wird, um danach einer noch weiteren Bearbeitung, Verwendung oder Lagerung zugeführt zu werden.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den in der Montagevorrichtung zum Kernpaket montierten Einzelkernen in der Montagevorrichtung zur Montage zum Kernpaket noch weitere Einzelkerne hinzugefügt werden können.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Montagevorrichtung zur ersten Gruppe von Einzelkernen hinzugefügten weiteren Einzelkerne ebenfalls zu einer Gruppe von Einzelkernen zusammengefaßt sind und daß diese zweite Gruppe von Einzelkernen wie die erste Gruppe von Einzelkernen in derselben oder anderen Kernschießmaschinen hergestellt worden sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagevorrichtung drehbar ausgebildet ist, um die beiden aus einer Kernschießmaschine in gleicher Zuord­ nung der Einzelkerne zueinander angekommenden Kern­ gruppen spiegelsymmetrisch einander zuordnen zu können.

5. Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagevorichtung Träger für die Einzelkerne aufweist, deren Stellung relativ zueinander veränderbar ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger für die Einzelkerne relativ zueinander schwenk­ bar sind.

7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger für die Einzelkerne relativ zueinander translatorisch verstellbar sind.

8. Anlage nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Träger für die Einzelkerne schwenkbar und im Anschluß daran translatorisch zueinander verstellbar sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagevorrichtung eine Vorrichtung zur Anbringung von Verbindungsmitteln für die Verbindung der Einzelkerne miteinander zugeordnet ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Anbringen der Verbindungsmittel für die Verbindung der Einzelkerne miteinander eine Vorrichtung z.B. zum Auftragen von Klebstoff ist.

11. Verwendung einer Anlage nach zumindest einem der Ansprü­ che 1-10 für die Herstellung von Kernpaketen, die bei der Produktion von Gußstücken Verwendung finden.