DE102015215318A1

DE102015215318A1 - Sand mold labeling device

Info

Publication number: DE102015215318A1
Application number: DE102015215318.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Blas; Alexander Kostgeld; Dierk Hartmann; Ulf Schmidtgen; Sven Koch; Kai Fischer; Friedrich Gobald
Original assignee: Hochschule fur Angewandte Wss - Fachhochschule Kempten; Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Kempten
Current assignee: Hochschule fur Angewandte Wss - Fachhochschule Kempten; Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Kempten
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-02-16
Also published as: WO2017025266A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sandgussformkennzeichnungsvorrichtung mit einem Gehäuse 1, welches eine Formbildungsoberfläche 2 umfasst, in welcher mehrere individuell einstellbare Indikatorenelemente 3 angeordnet sind, die jeweils von einem Rahmenelement 4 umgeben sind, wobei die Indikatorenelemente 3 jeweils mit einem in dem Gehäuse 1 angeordneten Aktuator 5 verbunden sind, wobei die Akuatoren 5 zur individuellen Einstellung der Indikatorenelemente 3 mit einer elektronischen Steuerung betriebsverbunden sind.The invention relates to a sand casting mold marking device comprising a housing 1, which comprises a forming surface 2, in which a plurality of individually adjustable indicator elements 3 are arranged, each surrounded by a frame member 4, wherein the indicator elements 3 each connected to an actuator 5 arranged in the housing 1 wherein the actuators 5 are operatively connected to an individual control of the indicator elements 3 with an electronic control.

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung, welche zur Kennzeichnung oder Markierung von Gussteilen dient. Die Gussteile werden während des Gießvorganges mit einer fortlaufenden Kennzeichnung versehen, so dass die Gussteile individualisiert werden können. Der Erfindung liegt auch ein Verfahren zur Kennzeichnung von Gussteilen während des Urformprozesses zugrunde.The invention describes a device which serves for marking or marking of castings. The castings are provided with a continuous marking during the casting process so that the castings can be individualized. The invention is also based on a method for marking castings during the primary molding process.

Um Gussteile in der Serienproduktion individuell zu identifizieren, bedarf es einer eindeutigen Kennzeichnung, die zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen werden kann, wodurch eine Rückverfolgbarkeit in der Produktionskette ermöglicht wird. Herkömmliche Verfahren bringen eine Markierung durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt an der Außenseite des Gussteils an. Gussteile haben jedoch nach dem Gießvorgang eine zu hohe Temperatur, wodurch dieser Arbeitsschritt erst sehr spät erfolgen kann. Wird eine ausreichende Abkühlphase eingehalten, erschwert dies allerdings die genaue Zuordnung zu dem jeweiligen Herstellungsprozess, da eine geordnete Lagerung während des Abkühlvorgangs nicht möglich ist.In order to individually identify castings in mass production, a clear identification is required, which can be read out at a later date, which enables traceability in the production chain. Conventional methods attach a mark to the outside of the casting by an additional operation. However, castings have too high a temperature after the casting process, so that this step can be done very late. If a sufficient cooling phase is maintained, however, this complicates the exact assignment to the respective manufacturing process, since an orderly storage during the cooling process is not possible.

Der Stand der Technik zeigt die Möglichkeit, Markierungen mittels einer Gießuhr auf dem fertigen Gussteil auszubilden. Die als Gießuhr bekannte Lösung besteht aus mehreren konzentrischen Ringen, auf denen Ziffern für Monat, Kalendertag, Schicht und teilweise auch Stunde angebracht sind. Eine Referenzmarke ermöglicht das Auslesen vom Zeitpunkt des Gussvorgangs. Das Verfahren ermöglicht nur eine Rückverfolgbarkeit bis maximal zu einer Stunde, der dadurch gewonnene Informationsgehalt ist sehr gering. Außerdem ist ein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig, wodurch ein Taktzeitverlust entstehen kann. Die DE 10 2010 024 037 A1 und die DE 199 58 123 A1 zeigen derartige Wechselmarkierungsstempel.The prior art shows the possibility of forming markings on the finished casting by means of a casting clock. The solution known as a casting clock consists of several concentric rings, on which numbers for month, calendar day, shift and sometimes even hour are attached. A reference mark makes it possible to read from the time of the casting process. The process only allows traceability up to one hour, the information content obtained is very low. In addition, an additional step is necessary, which can result in a cycle time loss. The DE 10 2010 024 037 A1 and the DE 199 58 123 A1 show such change mark punches.

Weiterhin zeigt der Stand der Technik die Möglichkeit, Markierungen mittels Laser oder Prägen auf dem fertigen Gussteil aufzubringen. Dazu können Gussteile vor oder nach dem Gießen direkt mittels Laser oder mechanischen Werkzeugen, z. B. Nadelpräger, markiert werden, so wie dies in der JP 2000 15395 A beschrieben ist. Nachteilig bei Lösungen dieser Art sind sowohl hohe Anschaffungskosten als auch hohe Wartungskosten unter Extrembedingungen.Furthermore, the prior art shows the possibility of applying markings by laser or embossing on the finished casting. For this purpose, castings before or after casting directly by means of laser or mechanical tools, such. As needle markers are marked, as in the JP 2000 15395 A is described. Disadvantages of solutions of this type are both high initial costs and high maintenance costs under extreme conditions.

Die Analyse des Standes der Technik zeigt, dass die bekannten Lösungen entweder kostenaufwendig sind oder zu wenig detaillierte Informationen zum Gussvorgang bieten. Weitere Nachteile bestehen in der Beschränkung des Anwendungsgebietes oder in Beeinträchtigungen der Gussqualität.The analysis of the prior art shows that the known solutions are either expensive or provide too little detailed information about the casting process. Further disadvantages exist in the limitation of the field of application or in impairments of the casting quality.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, automatischer Einsetzbarkeit die Aufbringung von Kennzeichnungen oder Markierungen ermöglicht, die eine individuelle Kennzeichnung jedes einzelnen Gussteils ermöglichen und die insbesondere automatisch auslesbar ist.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned above, which allows the application of labels or markers with a simple structure and simple, automatic applicability, which allow individual identification of each casting and in particular is automatically readable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the combination of features of claim 1, the dependent claims show further advantageous embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß wird somit eine Sandgussformkennzeichnungsvorrichtung geschaffen, welche ein Gehäuse umfasst, welches eine Formbildungsoberfläche aufweist. In der Formbildungsoberfläche sind erfindungsgemäß mehrere individuell einstellbare Indikatorenelemente angeordnet, die jeweils von einem Rahmenelement umgeben sind. Die Indikatorenelemente sind jeweils mit einem in dem Gehäuse angeordneten Aktuator verbunden, wobei die Aktuatoren zur individuellen Einstellung der Indikatorenelemente mit einer elektronischen Steuerung betriebsverbunden sind.Thus, according to the present invention, there is provided a sand casting mold marking apparatus comprising a housing having a forming surface. In the shaping surface according to the invention a plurality of individually adjustable indicator elements are arranged, which are each surrounded by a frame element. The indicator elements are each connected to an actuator arranged in the housing, wherein the actuators are operationally connected to an electronic controller for individual adjustment of the indicator elements.

Das mit der erfindungsgemäßen Lösung erreichte Ziel einer individuellen Gussteilmarkierung ist es, individuelle Markierungen prozesssicher und kostengünstig an Gussteilen anzubringen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein individueller Code auf einem in das Modell zur Herstellung einer Sandgussform integrierbaren Gerät erzeugt, welcher sich auf der Negativ-Gussform abbildet. Durch den Gießvorgang wird dieser auf dem Gussteil abgebildet.The goal of an individual casting marking achieved with the solution according to the invention is to attach individual markings to castings in a process-reliable and cost-effective manner. With the aid of the device according to the invention, an individual code is generated on a device which can be integrated into the model for producing a sand casting mold and which images on the negative casting mold. Through the casting process, this is imaged on the casting.

Durch die individuelle Gussteilmarkierung wird eine eindeutige Fehlerzuordnung ermöglicht, wodurch mögliche Risiken und Einflussfaktoren ermittelt werden können. Eine spezifische Bauteilkennzeichnung ermöglicht es zudem, wichtige prozessbezogene Informationen zuzuordnen. Die dadurch erzeugten Datensätze ermöglichen eine präzise Ursachen-Wirkungs-Analyse, was die Ursachenermittlung bei Fehlern erleichtert. Die sich ergebenden positiven Effekte bei einer Reduzierung der Fehlerquote sind u. a. das Verringern des Ausschussbestands, die Senkung der Energie-/Material-/Mitarbeiterkosten sowie eine Verringerung des CO₂-Ausstoßes.The individual casting markings enable a clear assignment of errors, which enables the identification of possible risks and influencing factors. Specific component identification also makes it possible to assign important process-related information. The data sets generated thereby enable a precise cause and effect analysis, which facilitates the determination of causes in the event of errors. The resulting positive effects of reducing the error rate include reducing scrap levels, reducing energy / materials / labor costs, and reducing CO ₂ emissions.

Mit der Erfindung wird eine Lösung vorgestellt, welche eine kostengünstige, prozesssichere und auf dem breiten Anwendungsgebiet der verschiedenen Gusstechnologien eine Markierung von Gussteilen während des Urformprozesses ermöglicht. Des Weiteren arbeitet die Markiereinheit vollständig autonom und ist nicht auf zusätzliche Steuerungseinheiten angewiesen.With the invention, a solution is presented, which enables a cost-effective, process-reliable and in the wide field of application of the various casting technologies marking of castings during the original molding process. Furthermore, the marking unit operates completely autonomously and does not rely on additional control units.

Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in einer Form zur Herstellung einer Sandgussform oder eines Sandgusskerns so eingebaut, dass die Formbildungsoberfläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung, an welcher die Indikatorenelemente angeordnet sind, sich in der Oberfläche der Sandgussform oder des Sandgusskerns abbildet. Beim nachfolgenden Abguss wird diese Form somit auf dem fertigen Bauteil übernommen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass jedes einzelne Gussteil oder jeder einzelne Sandgusskern eine individuelle Kennzeichnung durch die Indikatorenelemente erhält. Diese werden mittels der ihnen zugeordneten Aktuatoren bei jedem Abformvorgang zur Herstellung einer Sandgussform in einer automatischen Gießanlage oder einer Kernschießmaschine nach einer vorgegebenen Regel durch die elektronische Steuerung, welche die Aktuatoren bedient, eingestellt. Somit trägt jedes fertige Gussteil oder jeder fertige Kern eine individuelle Kennzeichnung durch die Abbildung der Indikatorenelemente. Dies erweist sich insbesondere bei automatischen Gießanlagen oder Kernschießmaschinen als besonders vorteilhaft, da der gesamte Gießvorgang auf diese Weise dokumentiert und nachverfolgt werden kann. Sollten bei einzelnen Gußteilen oder Sandkernen Fehler auftreten, so ist exakt nachprüfbar, wie dieses einzelne Gussteil oder der einzelne Sandkern mit dem vorangegangenen und dem nachfolgenden Gussteil oder Sandkern zugeordnet werden kann. Die jeweiligen Gießparameter können dabei ebenfalls zugeordnet werden, beispielsweise die Schmelzentemperatur, die Abkühlbedingungen oder Ähnliches. Somit ist es möglich, bei auftretenden Fehlern sofort zu überprüfen, wodurch diese Fehler hervorgerufen wurden. Fehler können sich selbstverständlich auch aus der automatischen Herstellung der Sandgussform oder dem Kernschießen der Sandgusskerne ergeben, beispielsweise bei der Begasung oder bei der Aufbereitung des Sandes selbst. All diese Faktoren sind somit jeweils für das individuelle Gussteil zuordenbar. The housing of the device according to the invention is installed in a mold for producing a sand casting mold or a sand casting core such that the molding surface of the device according to the invention, on which the indicator elements are arranged, is formed in the surface of the sand casting mold or sand casting core. In the subsequent casting, this shape is thus adopted on the finished component. In this way, it is ensured that each individual casting or each individual sand casting core receives an individual identification by the indicator elements. These are adjusted by means of their associated actuators in each molding process for producing a sand casting mold in an automatic caster or a core shooting machine according to a predetermined rule by the electronic control, which operates the actuators. Thus, each finished casting or each finished core carries an individual marking by the image of the indicator elements. This proves to be particularly advantageous in automatic casting or core shooting machines, since the entire casting process can be documented and tracked in this way. If errors occur in individual castings or sand cores, it is possible to verify exactly how this single casting or the individual sand core can be associated with the preceding and the following casting or sand core. The respective casting parameters can also be assigned, for example the melt temperature, the cooling conditions or the like. Thus, it is possible to check immediately when errors occur, causing these errors were caused. Of course, mistakes can also arise from the automatic production of the sand casting mold or the core shooting of the sand casting cores, for example during the fumigation or during the treatment of the sand itself. All these factors can thus be assigned to the individual casting.

Ein wesentlicher Aspekt der erfindungsgemäßen Vorgehensweise liegt darin, dass die auf der Oberfläche des fertigen Gussteils abgebildeten Indikatorenelemente, welche mit einem Rahmenelement umgeben sind, durch automatische Bilderkennungssysteme ausgelesen werden können. So ist es beispielsweise bei der nach der Abkühlung der Gussteile erfolgenden automatischen oder teilautomatischen Qualitätskontrolle möglich, das individuelle Gussteil zu identifizieren und dem Verlauf des automatischen Gießvorgangs zuzuordnen.An essential aspect of the procedure according to the invention is that the indicator elements depicted on the surface of the finished casting, which are surrounded by a frame element, can be read out by automatic image recognition systems. Thus, for example, in the case of the automatic or semi-automatic quality control taking place after the cooling of the cast parts, it is possible to identify the individual casting and to assign it to the course of the automatic casting process.

In besonders günstiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktuator zur Drehung der Indikatorenelemente um eine senkrecht zur Formbildungsoberfläche angeordnete Drehachse ausgebildet ist. Besonders günstig dabei ist es, wenn der Aktuator in Form eines elektrischen Schrittmotors ausgebildet ist. Die einzelnen Formgebungselemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden somit nach einer vorgegebenen Regel verdreht. Eine derartige Verdrehung kann in der Form zur Herstellung der Sandform, in welcher nachfolgend das fertige Gussteil gegossen wird, vollautomatisch erfolgen. Die jeweiligen Positionen der Indikatorenelemente, die in der Oberfläche des fertigen Gussteils abgebildet werden, sind somit zum einen exakt vorwählbar und zum anderen exakt auf die Gussteiloberfläche übertragbar.In a particularly favorable embodiment of the invention, it is provided that the actuator is designed to rotate the indicator elements about a rotational axis arranged perpendicular to the forming surface. It is particularly favorable in this case if the actuator is designed in the form of an electric stepping motor. The individual shaping elements of the device according to the invention are thus rotated according to a predetermined rule. Such a rotation can be done fully automatically in the mold for producing the sand mold, in which subsequently the finished casting is cast. The respective positions of the indicator elements, which are imaged in the surface of the finished casting, are thus on the one hand exactly preselectable and on the other hand can be transferred exactly to the casting surface.

Die Steuerung zur Einstellung der Positionen der einzelnen Indikatorenelemente, welche die einzelnen Aktuatoren betätigt, arbeitet gemäß einer vorgegebenen Regel.The control for adjusting the positions of the individual indicator elements, which operates the individual actuators, operates according to a predetermined rule.

Die Indikatorenelemente sind beispielsweise in zwei übereinander liegenden Reihen angeordnet und in Form einer parallel zur Formgebungsoberfläche angeordneten Nadel ausgebildet. Das Indikatorenelement hat aufgrund seiner symmetrischen Nadel-Form beispielsweise vier verschiedene Möglichkeiten, sich zu positionieren. Dabei wird P0 als Nullstellung mit 0° zu einer vorgegebenen Bilderkennungsrichtung bezeichnet. Mögliche Positionen der Indikatorenelemente sind:

– P0 = 0°
– P1 = 45°
– P2 = 90°
– P3 = 135°

The indicator elements are arranged for example in two superposed rows and formed in the form of a needle arranged parallel to the shaping surface. For example, due to its symmetrical needle shape, the indicator element has four different ways to position itself. In this case, P0 is referred to as zero position with 0 ° to a predetermined image recognition direction. Possible positions of the indicator elements are:

- P0 = 0 °
- P1 = 45 °
- P2 = 90 °
- P3 = 135 °

Durch die bereits erwähnte Symmetrie der nadelförmigen Indikatorenelemente wird bei 180° wieder die Anfangsposition P0 erreicht. Bei der Anordnung von sechs Indikatorenelementen sind 4.096 verschiedene Kombinationen möglich. Ein Orientierungselement auf der Formgebungsoberfläche, die ebenfalls mit abgeformt wird, gibt an, aus welcher Richtung der durch die Indikatorenelemente gebildete Code gelesen werden muss. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Steuerung mit zumindest einem Lagesensor oder Beschleunigungssensor, der bevorzugterweise ebenfalls in dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung untergebracht ist, betriebsverbunden. Somit kann die elektronische Steuerung erkennen, wenn die Form zur Herstellung der Sandform beispielsweise geöffnet ist. In diesem geöffneten Zustand ist es dann besonders einfach möglich, die Indikatorenelemente einzustellen. Dabei ist es auch besonders vorteilhaft, wenn in dem Gehäuse eine Energieversorgungsvorrichtung angeordnet ist, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung autonom arbeiten kann. Dabei ist es günstig, dass sämtliche Elemente, nämlich die Indikatorenelemente, die Aktuatoren, die Steuerung, der Lagesensor oder der Beschleunigungssensor und die Energieversorgungsvorrichtung in dem Gehäuse untergebracht sind. Dieses ist bevorzugterweise abgedichtet und so isoliert, dass kein Formsand eintreten kann und somit die Funktionsfähigkeit des Gehäuses über einen sehr langen Zeitraum gewährleistet ist. Die Indikatorenelemente sind dabei bevorzugterweise mittels einer Dichtung in dem Gehäuse gelagert, so dass bei Drehung der Indikatorenelemente keine Verunreinigungen in das Gehäuse eintreten können.By the already mentioned symmetry of the needle-shaped indicator elements, the initial position P0 is reached again at 180 °. When arranging six indicator elements, 4,096 different combinations are possible. An orientation element on the forming surface, which is also molded, indicates from which direction the code formed by the indicator elements must be read. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the electronic control with at least one position sensor or acceleration sensor, which is preferably also housed in the housing of the device according to the invention, operationally connected. Thus, the electronic controller can recognize when the mold for producing the sand mold is opened, for example. In this opened state, it is then particularly easy to adjust the indicator elements. It is also particularly advantageous if a power supply device is arranged in the housing, so that the device according to the invention can operate autonomously. It is favorable that all elements, namely the indicator elements, the actuators, the controller, the position sensor or the acceleration sensor and the power supply device are accommodated in the housing. This is preferably sealed and isolated so that no Formsand can occur and thus the functionality of the housing is ensured over a very long period. The indicator elements are preferably mounted by means of a seal in the housing, so that no impurities can enter into the housing upon rotation of the indicator elements.

Wie bereits erwähnt, ist es günstig, wenn an der Formbildungsoberfläche ein Orientierungselement ausgebildet ist, welches über seine Abformung in der Sandgussform ebenso wie die Indikatorenelemente auf der Oberfläche des fertigen Gussteils ausgebildet wird. Das Orientierungselement dient zur Definition einer Bezugsrichtung oder Bezugsfläche zur Bestimmung der jeweiligen Positionen der Indikatorenelemente. Es kann mittels einer Bilderkennungsvorrichtung zusammen mit den Indikatorenelementen ausgelesen werden.As already mentioned, it is favorable if an orientation element is formed on the shaping surface, which is formed by its molding in the sand mold as well as the indicator elements on the surface of the finished casting. The orientation element serves to define a reference direction or reference surface for determining the respective positions of the indicator elements. It can be read out by means of an image recognition device together with the indicator elements.

Das Rahmenelement ist bevorzugterweise konkav auf der Formgebungsoberfläche ausgebildet. In der Oberfläche des fertigen Gussteils ergibt sich somit eine konkave, bevorzugt ringförmige Ausnehmung, in deren Mitte das jeweilige Indikatorenelement vorsteht. Diese sehr typische Formgestaltung erleichtert eine automatische Auslesung mittels einer Bilderkennungssoftware.The frame member is preferably concave on the forming surface. In the surface of the finished casting thus results in a concave, preferably annular recess, protruding in the middle of the respective indicator element. This very typical design facilitates automatic reading by means of an image recognition software.

Die elektronische Steuerung beinhaltet vorteilhafterweise mehrere Motorcontroller zur Betätigung der Aktuatoren, eine SD-Karte, einen WLAN-Adapter, einen Beschleunigungssensor sowie eine Energiequelle. Alle Komponenten befinden sich in dem Gehäuse, welches an der Formplatte zur Erzeugung der Sandform angebracht wird und als Steuergerät für das erfindungsgemäße Markierungswerkzeug (Sandgussformkennzeichnungsvorrichtung) dient. Der angeschlossene WLAN-Adapter ermöglicht die Datenübertragung an eine Datenbank der Gießerei und den Eingriff von außen. Über einen Zeitstempel werden den einzelnen Seriennummern die Informationen über die Prozessparameter zugeordnet.The electronic control advantageously includes a plurality of motor controllers for actuating the actuators, an SD card, a WLAN adapter, an acceleration sensor and an energy source. All components are located in the housing, which is attached to the mold plate for producing the sand mold and serves as a control device for the marking tool according to the invention (sand casting mold marking device). The connected WLAN adapter enables data transfer to a database of the foundry and external intervention. A time stamp is used to assign the information about the process parameters to the individual serial numbers.

Mit Hilfe eines Beschleunigungssensors wird der aktuelle Zustand der Formanlage aus einem vordefinierten Bewegungsprofil ermittelt. Der geeignete Zeitpunkt der Einstellung für einen neuen Code ist eine Lage der Schwenkplatte, an der sie waagerecht zur Sandvorschubrichtung steht. In dieser Position gibt der Beschleunigungssensor den Impuls zur Einstellung eines neuen Codes.With the aid of an acceleration sensor, the current state of the molding installation is determined from a predefined movement profile. The appropriate time to set a new code is a position of the swivel plate at which it is horizontal to the sand feed direction. In this position, the accelerometer will give the pulse to set a new code.

Die Energieversorgung für die ECU sowie die Aktuatoren wird durch eine Energiequelle wie beispielsweise Batterien oder ein Powerpack gewährleistet. Dadurch kann die ECU flexibel und kabellos an der Formplatte angebracht werden.The power supply for the ECU and the actuators is provided by an energy source such as batteries or a power pack. This allows the ECU to be flexibly and wirelessly attached to the mold plate.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:In the following the invention will be described by means of an embodiment in conjunction with the drawing. Showing:

1 eine vereinfachte Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sandgussformkennzeichnungsvorrichtung, 1 a simplified exploded view of an embodiment of the Sandgussformkennzeichnungsvorrichtung invention,

2 eine perspektivische Ansicht im montierten Zustand, 2 a perspective view in the mounted state,

3 eine schematische Darstellung einer Sandgussformherstellungsvorrichtung mit integrierter erfindungsgemäßer Sandgussformherstellungsvorrichtung, und 3 a schematic representation of a Sandgussformherstellungsvorrichtung with integrated inventive Sandgussformherstellungsvorrichtung, and

4 eine vereinfachte Seitenansicht eines Indikatorenelements mit zugeordnetem Aktuator. 4 a simplified side view of an indicator element with associated actuator.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Gehäuse 1, welches aus mehreren Bauelementen zusammengesetzt ist und eine Formbildungsoberfläche 2 aufweist, die an der Oberfläche einer Formplatte zur Erzeugung einer Sandform (s. 3) angeordnet ist.Like from the 1 and 2 it can be seen, the device according to the invention comprises a housing 1 , which is composed of several components and a forming surface 2 having on the surface of a mold plate for producing a sand mold (s. 3 ) is arranged.

An der Formbildungsoberfläche 2 sind mehrere Indikatorenelemente 3 angeordnet, welche beispielsweise in Form von symmetrischen Nadeln ausgebildet sind. Die Indikatorenelemente sind so gewählt, dass sie nach der Erzeugung eines Gussteils auf dessen Oberfläche so sichtbar sind, wie dies in 2 dargestellt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet somit einen Teil einer Modelloberfläche, die zur Erzeugung einer Sandform angeformt wird und dann von der in der Sandform erzeugten Negativform wiederum auf dem fertigen Gussteil als Positivoberfläche, so wie dies in 2 gezeigt ist, wiedergegeben wird.At the forming surface 2 are several indicator elements 3 arranged, which are formed for example in the form of symmetrical needles. The indicator elements are chosen so that they are as visible on the surface of a casting after it has been produced 2 is shown. The device according to the invention thus forms part of a model surface, which is formed to produce a sand mold and then of the negative mold produced in the sand mold, in turn, on the finished casting as a positive surface, as in 2 is shown is reproduced.

Die einzelnen Indikatorenelemente sind in einem Rahmenelement 4 aufgenommen, welches konkav ausgebildet ist. Somit ergibt sich ein rückversetzter konkaver Ring, der das jeweilige Indikatorenelement 3 umgibt. Das Indikatorenelement 3 steht somit nicht oder nur unwesentlich über die Oberfläche des fertigen Gussteils über und beeinträchtigt somit nicht die Funktion des Gussteils. Die Rahmenelemente 4 sind auch hinsichtlich der Materialfestigkeit optimiert, da sich keine erkennbare Schwächung des Gussteils selbst ergibt.The individual indicator elements are in a frame element 4 taken, which is concave. This results in a recessed concave ring, the respective indicator element 3 surrounds. The indicator element 3 is thus not or only slightly over the surface of the finished casting over and thus does not affect the function of the casting. The frame elements 4 are also optimized in terms of material strength, as there is no noticeable weakening of the casting itself.

Auf der Formbildungsoberfläche 2 ist weiterhin ein Orientierungselement 7 abgebildet, welches konkav oder konvex sein kann. Das Orientierungselement 7 ist so gewählt, dass es mittels einer automatischen Bilderkennung ebenso erkannt werden kann, wie die Positionen der einzelnen Indikatorenelemente 3.On the forming surface 2 is still an orientation element 7 imaged, which may be concave or convex. The orientation element 7 is chosen so that it can be detected by means of an automatic image recognition as well as the positions of the individual indicator elements 3 ,

Wie in den 1 und 4 dargestellt, ist jedes Indikatorenelement 3 mit einem Aktuator 5 verbunden, welcher beispielsweise als Schrittmotor ausgebildet ist. Der Aktuator 5 ist mittels einer Kupplung 10 mit einem Sockelteil 8 des Indikatorenelements 3 gekoppelt. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet die Drehachse sowohl des Indikatorenelements 3 als auch des Aktuators 5. As in the 1 and 4 represented, is each indicator element 3 with an actuator 5 connected, which is designed for example as a stepper motor. The actuator 5 is by means of a clutch 10 with a base part 8th of the indicator element 3 coupled. The reference number 6 denotes the axis of rotation of both the indicator element 3 as well as the actuator 5 ,

In dem Sockelteil 8 ist eine Dichtung 9 angeordnet, die den Innenbereich des Gehäuses 1 abdichtet.In the base part 8th is a seal 9 arranged the interior of the housing 1 seals.

In der Darstellung der 1 wurde darauf verzichtet, die elektrische Verkabelung der einzelnen Aktuatoren 5 darzustellen. Weiterhin sind die elektronische Steuerung, die Energieversorgung hierfür sowie weitere Sensoren, beispielsweise eine Lagesensor, nicht bezeichnet.In the presentation of the 1 was waived, the electrical wiring of the individual actuators 5 display. Furthermore, the electronic control, the power supply for this and other sensors, such as a position sensor, not designated.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer automatischen Anlage zur Erzeugung einer Sandform. Diese umfasst zwei einander zugewandte Formplatten 11, die relativ zueinander in einem Gehäuse 12 verfahrbar sind. Die beiden Formplatten 11 tragen jeweils ein Modell 13, durch welches die gewünschte Sandgussform aus dem automatisch zugeführten Sand 14 erzeugt wird. Dieser tritt aus einem Trichter 15 durch eine Öffnung 16 in einen Formhohlraum 17 ein.The 3 shows a schematic representation of an automatic system for producing a sand mold. This comprises two mutually facing mold plates 11 that are relative to each other in a housing 12 are movable. The two mold plates 11 each wear a model 13 through which the desired sand mold from the automatically supplied sand 14 is produced. This one comes out of a funnel 15 through an opening 16 in a mold cavity 17 one.

Das in 3 rechts gezeigte Modell 13 weist das in ihm integrierte Gehäuse 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Formbildungsoberfläche 2 auf. Wenn nach dem Einfüllen des Sandes 14 die beiden Formplatten 11 gegeneinander verfahren werden, um die Sandgussform zu erzeugen, wird somit auf der Oberfläche der Sandgussform die Formbildungsoberfläche 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgebildet.This in 3 right shown model 13 has the housing integrated in it 1 the device according to the invention with the forming surface 2 on. If after filling in the sand 14 the two mold plates 11 are moved against each other to produce the sand mold, thus, on the surface of the sand mold, the forming surface 2 imaged the device of the invention.

Mittels eines Bewegungssensors oder eines Lagesensors ist es für die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich, automatisch zu bestimmen, wann der richtige Zeitpunkt zur Verstellung der Indikatorenelemente 3 vorliegt. Es ist beispielsweise der in 3 gezeigte geöffnete Zustand.By means of a motion sensor or a position sensor, it is possible for the device according to the invention to automatically determine when the right time to adjust the indicator elements 3 is present. It is for example the in 3 shown open state.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Markierung von mittels automatischer Gießanlagen hergestellten Gussteilen besitzt somit durch die Indikatorenelemente 3 und die elektronische Steuerung eine Markierungseinrichtung zur Generierung einer aktuellen Seriennummer der jeweiligen Sandform und damit auch des durch die jeweilige Sandform hergestellten Gussteils.The device according to the invention for marking cast parts produced by means of automatic casting machines thus has the indicator elements 3 and the electronic control a marking device for generating a current serial number of the respective sand mold and thus also of the casting produced by the respective sand mold.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insgesamt so aufgebaut, dass das Gehäuse 1 mit der Formbildungsoberfläche 2 vollständig abgedichtet ist und damit vor äußeren Einflüssen, wie Formsand, Pressdruck, Sandpartikel, Feuchtigkeit und Temperatur geschützt ist. Zusätzlich zu der bereits beschriebenen Dichtung 9 der Indikatorenelemente 3 ist eine Dichtungsplatte 18 unterhalb des Deckels 19, der die Formbildungsoberfläche 2 trägt, angeordnet. Zusätzlich ist eine Dichtung 20 vorgesehen. Das Sockelteil 8 der Indikatorenelemente 3 verhindert ein Verkanten der Indikatorenelemente 3 und vermeidet radiale Belastungen auf die Aktuatoren 5. Zusätzlich dämpft das Sockelteil 8 den Druck während des Sandeinschusses und des Formenpressens.The device according to the invention is overall constructed so that the housing 1 with the forming surface 2 is completely sealed and thus protected from external influences, such as molding sand, pressing pressure, sand particles, moisture and temperature. In addition to the seal already described 9 the indicator elements 3 is a sealing plate 18 below the lid 19 that the forming surface 2 carries, arranged. In addition, there is a seal 20 intended. The base part 8th the indicator elements 3 prevents tilting of the indicator elements 3 and avoids radial loads on the actuators 5 , In addition, the base part dampens 8th the pressure during sand injection and molding.

Die Aktuatoren 5 werden durch eine Klemmverbindung befestigt, um die Aktuatoren im Gehäuse 1 zu fixieren. Die Klemmverbindung wird durch ein Mittelteil 21 und seitliche Verbindungsteile 22 realisiert. Ein Gehäuseboden 23 dient zur Verbindung mit dem Deckel 19. Die gesamte Anordnung wird durch Passstifte 24 verbunden.The actuators 5 are fastened by a clamp connection to the actuators in the housing 1 to fix. The clamping connection is through a middle part 21 and lateral connecting parts 22 realized. A caseback 23 serves to connect to the lid 19 , The entire arrangement is made by dowel pins 24 connected.

Erfindungsgemäß wird die Sandgussformkennzeichnungsvorrichtung somit wie folgt eingesetzt:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird, wie in 3 gezeigt, in ein Modell 13, welches mit einer Formplatte 11 verbunden ist, eingebaut. Die Indikatorenelemente weisen somit zu der in der fertigen Form der Schmelze zugewandten Seite. Nachfolgend wird der Urformprozess gestartet. Der (nicht gezeigte) Beschleunigungssensor sendet an die Steuerung an einem definierten Punkt aus dem Beschleunigungsprofil bzw. Bewegungsprofil des Modells 13 einen Impuls zur Generierung einer neuen Seriennummer durch Verstellung der Indikatorenelemente. Dabei wird die zu generierende Seriennummer softwaremäßig in einem mittels einer automatischen Bilderkennung maschinenlesbaren Code der Zuordnung der einzelnen Indikatorenelemente umgewandelt. Dies ist die zugrundeliegende Regel, nach der die Indikatorenelemente verstellt werden. Nachfolgend erfolgt ein Einschießen des Sandes 14. Hierbei wird ein Negativabdruck der Indikatorenelemente 3 und des Orientierungselements 7 erzeugt. Bei der nachfolgenden Füllung der Sandform mit der Schmelze und dem hierbei ablaufenden Gießvorgang wird der durch die Indikatorenelemente 3 gebildete Code auf der Außenfläche des Gußteils abgebildet. Nach der Abkühlung und dem Auspacken des Gussteils kann der Code mit Hilfe einer automatischen Bilderkennung ausgelesen werden.According to the invention, the sand casting mold marking device is thus used as follows:
The device according to the invention is, as in 3 shown in a model 13 , which with a mold plate 11 connected, installed. The indicator elements thus have the side facing the finished shape of the melt. Subsequently, the original process is started. The acceleration sensor (not shown) sends to the controller at a defined point the acceleration profile of the model 13 an impulse to generate a new serial number by adjusting the indicator elements. In this case, the serial number to be generated is converted into a software code by means of an automatic image recognition machine-readable code of the assignment of the individual indicator elements. This is the underlying rule by which the indicator elements are adjusted. Subsequently, a shooting in of the sand 14 , This will be a negative impression of the indicator elements 3 and the orientation element 7 generated. In the subsequent filling of the sand mold with the melt and the case running casting is the by the indicator elements 3 formed code on the outer surface of the casting mapped. After cooling and unpacking the casting, the code can be read out using automatic image recognition.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gehäusecasing
22: FormbildungsoberflächeShaping surface
33: Indikatorenelementindicators element
44: Rahmenelementframe element
55: Aktuatoractuator
66: Drehachseaxis of rotation
7 7: Orientierungselementorientation element
88th: Sockelteilbase part
99: Dichtungpoetry
1010: Kupplungclutch
1111: Formplattemold plate
1212: Gehäusecasing
1313: Modellmodel
1414: Sandsand
1515: Trichterfunnel
1616: Öffnungopening
1717: Formhohlraummold cavity
1818: Dichtungsplattesealing plate
1919: Deckelcover
2020: Dichtungpoetry
2121: Mittelteilmidsection
2222: Verbindungsteilconnecting part
2323: Gehäusebodencaseback
2424: Passstiftdowel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010024037 A1 [0003]
DE 19958123 A1 [0003]
JP 200015395 A [0004]

Claims

Sand casting mold marking device with a housing ( 1 ), which has a shaping surface ( 2 ), in which a plurality of individually adjustable indicator elements ( 3 ) are arranged, each of a frame element ( 4 ), the indicator elements ( 3 ) each with a in the housing ( 1 ) arranged actuator ( 5 ), the actuators ( 5 ) for individual adjustment of the indicator elements ( 3 ) are operationally connected to an electronic control.

Device according to claim 1, characterized in that the actuator ( 5 ) for rotation of the indicator elements ( 3 ) about a perpendicular to the forming surface ( 2 ) arranged rotary axis ( 6 ) is trained.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the actuator ( 5 ) is formed in the form of an electric stepping motor.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the controller is operatively connected to at least one position sensor or acceleration sensor.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control for adjusting the positions of the indicator elements ( 3 ) is formed according to a predetermined rule.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the controller, the actuators ( 5 ) and the position sensor and / or acceleration sensor in the housing ( 1 ) are arranged.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the housing ( 1 ) A power supply device is arranged.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the indicator elements ( 3 ) by means of a seal in the housing ( 1 ) are stored.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the frame element ( 4 ) is concave.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that on the forming surface ( 2 ) an orientation element ( 7 ) is trained.