DE2304564A1

DE2304564A1 - Vorrichtung zur automatischen herstellung von formen und kernen fuer giessereizwecke

Info

Publication number: DE2304564A1
Application number: DE19732304564
Authority: DE
Inventors: Winfried Steinheider
Original assignee: COBOMAT APPARATEBAU GmbH
Current assignee: COBOMAT APPARATEBAU GmbH
Priority date: 1973-01-31
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1974-08-08

Description

Vorrichtung zur automatischen Herstellung von Formen und Kernen für Gießereizwecke Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen Herstellung von Formen und Kernen für Gießereizwecke nach dem Cold-Box-Verfahren.
Es ist bekannt, Formen und Kerne für Gießereizwecke aus sogenannten synthetischen Formsanden, die aus einer Mischung von Quarzsand mit Ton bzw. Bentonit oder anderen Bindemitteln hergestellt sind, durch Verdichtung unter Verwendung eines Modells mit oder ohne Formkasten in horizontaler oder vertikaler Teilung herzustellen. Für diese Arbeiten verwendet man Formmaschinen, die nach dem Preß-, Rüttelpreß- oder Schießpreßverfahren arbeiten.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens unter Verwendung von synthetischem Formsand und herkömmlichen Formmaschinen ist aber der große erforderliche Zeitaufwand für die Herstellung von Formen sowie die geringen Festigkeiten und Maßungenauigkeiten der Gußstücke.
Man hat daher schon frühzeitig begonnen, nach anderen Bindemitteln für den Formsand zu suchen und hat eine Reihe von Verfahren entwickelt, nach denen der Formsand chemisch gebunden wird, z. B. durch Wärmeeinwirkung, oder man vermischt mit dem Formsand einen Kunstharz, der nach Formgebung einen Katalysator zugefügt erhält, durch den in sehr kurzer Zeit eine Aushärtung des Kunstharz es und damit eine Härtung der Form erfolgt. Neben dem heißen Verfahren, wie Hot-Box- oder Croning, wird neuerdings das Cold-Box-Verfahren immer mehr angewendet, da es erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile aufweist.
Der Einsatz dieses Cold-Box-Verfahrens in der Gießerei erfolgte auf an sich bekannten Maschinen, die auf das Verfahren eingerichtet waren, jedoch war es bisher nicht möglich, in praktisch kontinuierlicher Folge in einer Maschine sowohl Formen als auch Kerne herzustellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine solche Maschine zu schaffen, mit der es erst möglich ist, alle Vorteile des Cold-Box-Verfahrens auszuschöpfen.
Erreicht wird das dadurch, daß die Vorrichtung eine Wägeeinrichtung zum kontinuierlichen Abwägen von Formsandmengen umfaßt, Einrichtungen zur Zuführung solcher Formsandmengen zu einem Schießzylinder mit wenigstens zwei Auslässen, die in einen Form- und einen Kernkasten führen, und daß Einrichtungen zum Ausformen der Formen und Kerne vorgesehen sind sowie Einrichtungen, die diese Formen und Kerne, falls gewünscht, in der richtigen Reihenfolge zusammensetzen und auf ein unterhalb des mehrteiligen Form- bzw. Kernkastens angeordnetes Förderband absetzen.
Auf diese Weise kann die Formmaschine kontinuierlich arbeiten, zumal nach Eingabe des für das Cold-Box-Verfahren vorbereiteten Formsandes mit der Einleitung der Schießluft in den Schießzylinder der Maschine der Katalysator mit eingeleitet wird, so daß nach der Überführung des Formsandes in den Form- bzw.
Kernkasten die katalytische Reaktion einsetzt und die Form bzw.
der Kern aushärten. In der Zwischenzeit wird der Schießzylinder wieder mit neuem Formsand gefüllt, während unter Verwendung hydraulischer Zylinder- und Halteeinrichtungen der Form- bzw.
Kernkasten geöffnet wird und die Form bzw. der Kern auf ein unterhalb der Maschine angeordnetes Transportband abgestellt wird, das die Formen und Kerne oder was immer in der Formmaschine hergestellt sein mag, zur Gießstation transportiert.
Die Vorrichtung zur mengenmäßig genau vorherbestimmbaren Zuteilung von Formsand zum Schießzylinder ist eine Waage, die Zylinder an den Enden zweier sich kreuzender Waagebalken trägt, die durch drei Stationen rotieren, in denen die Zylinder gefüllt, entleert und gesäubert werden, während in der vierten Station eine Leerbewegung stattfindet.
Der Schießzylinder ist mit zwei Auslaßöffnungen versehen, die durch einen pneumatisch betätigten Schieber verschließbar sind und mit einer unterhalb des Wägezylinders liegenden Einfüllöffnung, die ebenfalls durch einen pneumatisch betätigten Schieber verschließbar ist. Der gesamte Schleßzylinder ist seinerseits über vorzugsweise flexible Leitungen mit einer Druckluftquelle in Verbindung, die die Schießluft dem Schießzylinder zuführt und außerdem in einem Gestell vertikal bewegbar , vorzugsweise unter Verwendung hydraulischer Zylinder, damit der Schießzylinder auf die entsprechende Oberfläche des Formen-und Kernkastens absenkbar bzw. anpreßbar ist.
Der Formen- bzw. Kernkasten wird vorzugsweise unter Verwendung elektromagnetisch gesteuerter pneumatischer Spannvorrichtungen gehalten und kann daher schnell ausgewechselt werden oder in einer oder mehreren automatisch ausfahrbaren Zwischenaufnahmen gehalten werden. Die Teile des mehrteiligen Forr men- bzw. Kernkastens sind durch Scharniere miteinander verbunden und können durch pneumatische Einrichtungen geöffnet und geschlossen werden. Zur Aufnahme des beim Schießvorgang auftretenden Druckes im Innern des Kern- bzw. Formkastens sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten und gegebenenfalls mit unterschiedlichen Zwischenlagen Druckzylinder angeordnet, die die Teile des Form- bzw. Kernkastens fest zusammenpressen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt, teilweise in der Ansicht, von der Seite her gesehen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Herstellung von Formen und Kernen, wobei das die Vorrichtung tragende und haltende Gestell und die zahlreichen Leitungen zur Zuführung von Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit zu den Zylinder- und Kolbeneinrichtungen aus Ubersichtlichkeitsgründen weggelassen sind, ebenso reine maschinenbautechnische Mittel, die der Ausführung von Bewegungen zur Halterung oder Lagerung von Teilen usw. dienen, Fig. 2 zeigt eine Ansicht von oben auf die Waage zum Abwägen von Formsand, Fig. 3 zeigt den zusammengesetzten Formenstrang.
Das in einer besonderen Anlage aufbereitete Formsandgemisch für das Cold-Box-Verfahren wird in einen Vorratsbehälter 1 gegeben, aus dem es in geeigneter Weise über eine Tülle 2 einzelnen Wägebehältern zylindrischer Gestalt 3, daher auch Zylinder genannt, zugeführt wird. Die Feststellung der einzugebenden erforderlichen Menge wird vermittels einer Waage bestimmt, zu der diese vier Zylinder 3, siehe Fig. 2, gehören.
Die Zylinder 3 sind an zwei sich kreuzenden Waagebalken 4 befestigt, und jeder Zylinder 3 ist mit einer Verschlußvorrichtung 5 ausgestattet, die aus Schieber 6 und einer diesen betätigenden Zylinder- und Kolbeneinrichtung 7 besteht. Die Waage kann nach irgendeinem geeigneten an sich bekannten System arbeiten. Sie rotiert in Richtung des Pfeiles 8, und die Zylinder 3 durchlaufen dabei vier Stationen I bis IV, wobei in der Station I die erforderliche Menge Formsand abgewogen wird, in Station II der Formsand dem Schießzylinder 9 zugeführt wird, Station III ist frei, und in Station IV wird der Zylinder 3 vermittels einer absenkbar ausgestalteten Bürste 10 von anhaftenden Formsandresten befreit.
Nachdem in Station II der Zylinder 3 seinen Formsand in den Schießzylinder 9 entleert hat und der untere Schieber 11 vermittels der dazugehörigen pneumatischen Zylinder- und Kolbeneinrichtung 12 vorher geschlossen worden war, wird auch der obere Schieber 13 vermittels der Zylinder- und Kolbeneinrichtung 14 geschlossen, worauf der Schießzylinder 9 vermittels der Hydraulikzylinder 15 gegen den Form- bzw. Kernkasten 16 gepreßt wird, wobei der Formzylinder selbstverständlich in geeigneten Führungseinrichtungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, geführt ist. Die beiden Auslaßöffnungen 17 und 18 des Schießzylinders 9 liegen nun über dem Formkasten D bzw.
über dem Kernkasten E. Aus einem Druckluftbehälter 19 wird Druckluft über die Leitung 20 in den Schießzylinder eingeleitet, der ein Katalysator beigemischt ist, welcher den Kunststoff zur Ausführung einer bestimmten chemischen Reaktion veranlaßt und nachdem der untere Schieber 10 geöffnet worden ist. Durch die Druckluft wird der in dem Schießzylinder befindliche Formsand in den Form- bzw. Kernkasten 16 hineingepreßt und härtet aus.
Zwischen diesen Vorgängen vergeht nur ein außerordentlich kleiner Zeitraum. Mit den Bezugszeichen 21 und 22 sind hydraulische Zylinder bezeichnet, die an dem Teil A bzw. dem Teil C angreifen und den Formkasten entweder fest zusammenpressen oder die Teile A und C beim öffnen des Formkastens nach der Herstellung von Form und Kern auseinanderziehen. Auch dabei werden wieder Führ.ungs- und Halteeinrichtungen verwendet, die aber aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen sind.
Wenn nun Form und Kern nach dem Schießvorgang ausgehärtet sind und mit einem weiteren Schuß aus reiner Druckluft der Schießzylinder von evtl. Rückstandsnebeln befreit und eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Katalysators in Form- und Kernkasten erreicht worden ist, wird er geöffnet und die Teile A und C vermittels der Hydraulikzylinder 22 zur Seite weggezogen, so daß nur noch die Teile B, D und E verbleiben. Durch die Betätigung von Federauswerfern, die im Teil B angeordnet sind, wird sichergestellt, daß die Form D an dem Teil A mit dem Formkastenteil A' verbleibt und der Kern E an dem Teil C mit dem Kernkastenteil C' verbleibt. Sodann wird das Teil B der Form mit den Teilen C" und A" über eine in der Fig. 1 nicht erkennbare, senkrecht zur Papierebene angeordnete Vorrichtung zur Seite gefahren, also entweder nach hinten oder nach vorn unter Bezugnahme auf die Zeichnung, so daß das Teil C mit dem Kern E an das Teil A herangefahren werden kann, wodurch der Kern E zur Hälfte sich in die Form D einlegt. Durch Betätigung von Auswerfern im Teil C wird dieses nun von dem Kern E befreit und das Teil C mit C' zurückgefahren, während der Kern E in der Form D verbleibt.
Diese Form wird nun mittels einer pneumatischen Greifervorrichtung 23, von der nur ein Stück in Fig. 1 gezeigt ist, auf die Gießstrecke 24 abgesenkt, siehe Fig. 3, wobei der Preßstempel 25 mit seiner Platte 26 wieder gegen die Form D herangefahren wird, nachdem er vorher für das Absetzen der Form D auf die Gießstrecke zurückgefahren wurde und hält bzw. schiebt die Formen D auf die Gießstrecke 24, die aus einem endlosen Förderband besteht, auf der die Nachbehandlung und Weiterverarbeitung der Formen stattfindet.
Vor dem Absenken der Form D mit dem darin zur Hälfte eingebettet liegenden Kern E wird der Kern E von dem Kernkastenteil C' getrennt, so daß nun die andere Hälfte des Kernes E sich in die Form D' auf der Gießstrecke 24 einlegen kann, während auf der anderen Seite das Formkastenteil A' von der Form D getrennt wird und diese nun die Stellung einnimmt wie sie D' auf der Gießstrecke 24 hat, während der Kern E im Kernkasten schließlich dem Kern E' auf der Gießstrecke entspricht.
Wie bereits gesagt, bewegen sich die so in kontinuierlicher Folge hergestellten und ineinandergefügten Formen und Kerne auf der Kühlstrecke entlang und werden mit flüssigem Metall gefüllt, und nach dem Erstarren des Gießlings und Abkühlen zerfallen die Formen und Kerne, und das anfallende Gut wird schließlich weiter zerkleinert, wobei eine Erhitzung des zerkleinerten Gutes stattfindet, bei der die Kunstharzbindemittel verbrennen. Das sich dann ergebende Produkt kann schließlich erneut zu Form- und Kernsand aufgearbeitet werden.
Anstelle der Greifervorrichtung 23 kann auch eine andere Vorrichtung vorgesehen sein, die die Kerne und Formen zu einem Formen- oder Gießstrang auf eine Transportvorrichtung absetzt, beispielsweise eine Formkastendrehvorrichtung.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur automatischen Herstellung von Formen und Kernen für Gießereizwecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Wägeeinrichtung (3, 4) zum kontinuierlichen Abwägen von Formsandmengen umfaßt, Einrichtungen zur Zuführung solcher Formsandmengen zu einem Schießzylinder (9) mit wenigstens zwei Auslässen (17, 18), die in einen Form- und einen Kernkasten führen (A, B, C) und daß Einrichtungen zum Ausformen (21, 22, 23) der Formen (D) und Kerx (E) vorgesehen sind sowie Einrichtungen, die diese Formen (D) und Kern (E), falls gewünscht, in der richtigen Reihenfolge zusammensetzen und auf ein unterhalb des mehrteiligen Form- und Kernkastens (A, B, e) angeordnetes Förderband absetzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägevorrichtung (3, 4) aus sich kreuzenden Wägebalken (4) besteht, die an ihren Enden Wägezylinder (3) für die abzuwägenden Formsandmengen tragen und mit pneumatisch betätigbaren Schiebern (6) versehen sind, und daß das Waagebalkenkreuz (4) mit den Wägezylindern (3) drehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Reinigungsstation umfaßt, in der eine Bürste (10) die Wägezylinder nach der Entleerung reinigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des einen Wägezylinders (3) der Schießzylinder (9) angeordnet ist, der in Führungen geführt auf den darunterliegenden Kernkasten absenkbar ist und an seiner oberen Einfüllöffnung und seinen unteren Entleerungsöffnungen (17, 18) pneumatisch betätigbare (12, 14) Verschlußschieber (10, 13) besitzt, die sich mit dem Schießzylinder (9) bewegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schießzylinder mit einemDruckluftvorrat (19) über eine flexible Leitung (20) verbunden ist, in die der Katalysator eintritt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schießzylinders zwischen gegenüberliegenden Preßzylindern (21, 22) ein mehrteiliger (A, B, C) Form- und Kernkasten angeordnet ist, der Auswerfer zur Entfernung von Form- bzw. Kernkastenteilen (A", B, C") und hydraulisch oder pneumatisch betätigbare, dafür vorgesehene Wechseleinrichtungen umfaßt, und daß in den Formkastenteilen (A und C) pneumatisch betätigbare Auswerfer enthalten sind, die zur Uberführung von Kern (E) in Form (D) und zur Trennung von Form (D) von Formkastenteil (A') denen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Form- und Kernkastens (A, B, C) eine Gießstrecke (24) mit endlosem Transportband angeordnet ist, auf die der Greifer (23) den Form- und Kernkasten (A, B. C) entnommene Formen und/oder Kerne über einen Preßstempel (25) mit Halteplatte (26) absetzt.