DE102014205999A1

DE102014205999A1 - Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils und Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils

Info

Publication number: DE102014205999A1
Application number: DE102014205999.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Fent; Hubert Moreis; Lucas Schulte-Vorwick; Richard Schächtl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-10-01
Also published as: EP3126077A1; US20170014899A1; WO2015150031A1; CN105873695A; CN105873695B; US10052685B2; EP3126077B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils sowie eine Gießzelle und ein Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine Sprühvorrichtung zum Kühlen des Gussrohteils, welche wenigstens eine Düseneinrichtung zum wenigstens zeitlich, örtlich oder quantitativ variablen Aufbringen eines fließfähigen Mediums auf wenigstens einen Abschnitt des Gussrohteils aufweist, sowie eine Temperaturmesseinrichtung zum Messen der Temperatur an wenigstens einem Abschnitt des Gussrohteils und eine Kontrolleinrichtung zum Steuern und Regeln der Düseneinrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils sowie eine Gießzelle zum Herstellen eines Gussbauteils, welche eine Gießmaschine sowie eine Bearbeitungsvorrichtung aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils.
Es ist grundlegend bekannt, dass im Druckgussverfahren, welches ein industrielles Gussverfahren für die Herstellung von Serienbauteilen ist, in der Regel metallische Werkstoffe mit niedrigem Schmelzpunkt zum Einsatz kommen. Hierbei wird insbesondere flüssige Schmelze unter hohem Druck von ca. 10 MPa bis 120 MPa und mit einer relativ hohen Formfüllgeschwindigkeit von beispielsweise bis zu 120 m/s in eine Druckgussform, welche auch als Kavität bezeichnet werden kann, gepresst, in welcher die Schmelze zu einem Gussrohteil erstarrt. Vorteilhaft wird bei dem Druckgussverfahren mit einer Dauerform und folglich ohne ein entsprechend erforderliches Modell gearbeitet, so dass hierbei ein geringer Herstellungsaufwand bei der Fertigung von Serienbauteilen vorliegt. Die beispielsweise im Druckgussverfahren hergestellten Strukturbauteile, welche vorteilhaft Magnesium- und Aluminiumstrukturbauteile sind, werden bekannterweise aus der Gießmaschine im heißen Zustand entnommen und anschließend innerhalb der Gießzelle in einer Presse grobentgratet. Die Feinentgratung erfolgt jedoch zu einem viel späteren Zeitpunkt, wenn das aus der Gießmaschine entnommene Gussrohteil auf eine Raumtemperatur (i. d. R. 25°C) abgekühlt ist. Das bedeutet, dass der zweite Entgratungsprozess, nämlich der Feinentgratungsprozess, mit einem weiteren zusätzlichen Stanzwerkzeug in einer zusätzlichen Presse, welche gegebenenfalls außerhalb der Gießzelle angeordnet ist, erfolgen muss. Des Weiteren ist es grundlegend bekannt, dass die Gussrohteile im kalten Zustand zumeist noch zeit- und kostenaufwendig manuell gerichtet werden müssen, um gegebenenfalls erforderliche Bauteiltoleranzen zu erreichen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils sowie einer Gießzelle zum Herstellen des Gussbauteils zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils sowie eine Gießzelle zum Herstellen des Gussbauteils und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen des Gussbauteils zur Verfügung zu stellen, mittels welchen auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise ein Gussbauteil hergestellt werden kann, wobei bei dessen Herstellung auf separat aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte, wie die voneinander separierte Grobentgratung und Feinentgratung sowie dem dazu separiert durchgeführten Richtprozess, verzichtet werden kann. Vorteilhaft soll das Gussbauteil innerhalb einer Gießzelle hergestellt und insbesondere bearbeitet werden.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Gießzelle zum Herstellen eines Gussbauteils mit den Merkmalen des Anspruches 7 und ferner mit einem Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils mit den Merkmalen des Anspruches 8. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Bearbeitungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gießzelle bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils weist eine Sprühvorrichtung zum Kühlen des Gussrohteils, welche wenigstens eine Düseneinrichtung zum wenigstens zeitlich, örtlich oder quantitativ variablen Aufbringen eines fließfähigen Mediums auf wenigstens einen Abschnitt des Gussrohteils aufweist, auf, sowie eine Temperaturmesseinrichtung zum Messen der Temperatur an wenigstens einem Abschnitt des Gussrohteils und eine Kontrolleinrichtung zum Steuern und Regeln der Düseneinrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur. Das Gussrohteil selbst ist vorteilhaft ein Rohteil, welches nach dem Gießprozess entsteht, jedoch aber im Nachfolgenden noch bearbeitet und insbesondere gerichtet und entgratet werden muss, so dass aus diesem Gussrohteil ein Gussbauteil entstehen kann, welches gemäß der vorliegenden Erfindung als fertiges Bauteil verstanden wird, welches beispielsweise in einer Bauteilgruppe anordenbar ist. Die Bearbeitungsvorrichtung selbst dient vorteilhaft dazu das mittels insbesondere einer Gießmaschine gegossene Gussrohteil im Nachfolgenden zu bearbeiten. Hierzu weist die Bearbeitungsvorrichtung eine Sprühvorrichtung auf, welche zumindest eine Düseneinrichtung aufweist, die zum Aufbringen eines fließfähigen Mediums, welches vorteilhaft ein Wasser-Luft-Gemisch ist, auf zumindest Abschnitte des Gussrohteils dient. Die Düseneinrichtung der Sprühvorrichtung selbst kann beispielsweise statisch, das bedeutet unbeweglich, oder beweglich relativ zu dem zu kühlenden Gussrohteil angeordnet sein. Bei einer statischen Anordnung der Düseneinrichtung innerhalb der Sprühvorrichtung, ist es demzufolge möglich, dass das Gussrohteil entlang eines Bearbeitungs- oder Transportpfades durch die Sprühvorrichtung entlang der Düseneinrichtung bzw. an dieser vorbei bewegt wird. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass das Gussrohteil nicht nur in translatorischer Bewegung in Richtung des Transportpfades entlang der Düseneinrichtung, sondern auch rotatorisch um dessen Längsachse rotierend entlang der Düseneinrichtung bewegt wird, so dass die Möglichkeit besteht, dass mittels der Düseneinrichtung auf jedweden Abschnitt des Gussrohteils das fließfähige Medium aufgebracht werden kann. Im Falle, dass die Düseneinrichtung selbst beweglich relativ zu dem zu kühlenden Gussrohteil angeordnet ist, kann die Düseneinrichtung entlang des vorteilhaft statisch und demnach unbeweglich innerhalb der Sprühvorrichtung angeordneten Gussrohteils bewegt werden, um ein Aufbringen des fließfähigen Mediums in jedweden Abschnitt des Gussrohteils zu ermöglichen. Welche Menge an fließfähigem Medium in welchem Mischungsverhältnis in welchem Zeitraum und auf welchen Abschnitt des Gussrohteils aufgebracht werden soll, wird vorteilhaft basierend auf den gemessenen Werten der Temperaturmesseinrichtung ermittelt.
Die Temperaturmesseinrichtung, welche demzufolge eine Einheit der Bearbeitungsvorrichtung darstellt, misst vorteilhaft an wenigstens einem Abschnitt des Gussrohteils die Temperatur des Gussrohteils, wobei es auch denkbar ist, dass die Temperaturmesseinrichtung an verschiedenen Abschnitten des Gussrohteils dessen Temperatur ermittelt.
Eine mit der Temperaturmesseinrichtung und vorteilhaft mit der Düseneinrichtung datenkommunizierend verbundene Kontrolleinrichtung dient vorteilhaft dazu, die Düseneinrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur wenigstens zu steuern oder zu regeln. Folglich kann die Kontrolleinrichtung definieren, auf welchen Abschnitt des Gussrohteils welche Menge an fließfähigem Medium in welcher Zeitdauer und/oder in welchem Mischungsverhältnis aufgebracht werden soll.
Vorteilhaft dient die Bearbeitungsvorrichtung zum einen zum Kühlen des Gussrohteils und zum anderen vorteilhaft auch zum Richten des Gussrohteils, wie im Nachfolgenden noch detailliert beschrieben. Vorteilhaft wird das Gussrohteil mittels der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung aufgrund des exakt dosierbaren fließfähigen Mediums auf eine Temperatur von vorteilhaft weniger als 80°C und besonders vorteilhaft weniger als 50°C abgekühlt, so dass im nachfolgenden Schritt die Grob- und auch Feinentgratung in einem einzelnen Bearbeitungsschritt vorteilhaft innerhalb einer Gießzelle ermöglicht werden kann.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung weist vorteilhaft eine Geometriemesseinrichtung zum Messen wenigstens einer Geometrie des Gussrohteils auf. Demzufolge ist die Geometriemesseinrichtung vorteilhaft eine Einheit der Bearbeitungsvorrichtung und besonders vorteilhaft auch kabelgebunden oder kabellos mit der Kontrolleinrichtung datenkommunizierend verbunden, um ermittelte bzw. gemessene Messwerte an die Kontrolleinrichtung weiterzuleiten, welche daraufhin ermittelt, ob eine Abweichung der Geometrie und insbesondere einzelner Maße des Gussrohteils vorliegt. Vorteilhaft kann demzufolge die Kontrolleinrichtung nicht nur basierend auf den Messwerten der Temperaturmesseinrichtung, sondern vorteilhaft auch basierend auf den Messwerten der Geometriemesseinrichtung die wenigstens eine Düseneinrichtung derart ansteuern, dass diese in definierten Zeitintervallen eine definierte Menge an fließfähigem Medium auf einen definierten Abschnitt bzw. Bereich des Gussrohteils, vorteilhaft in einem definierten Mischungsverhältnis, aufbringt, um das Gussrohteil spezifisch abzukühlen und folglich aufgrund einer gezielten Anströmung des Gussrohteils mittels dem fließfähigem Medium einem möglichen auftretenden Verzug gezielt entgegenzuwirken.
Vorteilhaft weist die Bearbeitungsvorrichtung eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des gemessenen Temperaturwertes mit einem Referenztemperaturwert und/oder des gemessenen Geometriewertes mit einem Referenzgeometriewert auf. Demzufolge ist die Vergleichseinrichtung, welche vorteilhaft auch eine Einheit der Bearbeitungsvorrichtung ist, besonders vorteilhaft datenkommunizierend mit der Kontrolleinrichtung verbunden und gleicht die erhaltenen Istwerte mit beispielsweise in einer Speichereinrichtung gespeicherten Sollwerten ab. Die Speichereinrichtung ist vorzugsweise eine Einheit der Kontrolleinrichtung, kann jedoch auch eine eigenständige Einheit sein. Der Abgleich der Werte führt beispielsweise zu einem definierten Aufbringen des fließfähigen Mediums auf definierte Abschnitte des Gussrohteils und damit zu einem definierten Kühlen und/oder Richten des Gussrohteils oder auch zu einem Kühlstopp und/oder Richtstopp.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass die Düseneinrichtung wenigstens eine Zweistoffdüse zum Aufbringen zweier zueinander unterschiedlich fließfähiger Stoffe auf das Gussrohteil aufweist, wobei mittels der Zweistoffdüse die zwei fließfähigen Stoffe zu dem fließfähigen Medium quantitativ variabel kombinierbar sind. Demzufolge ist es denkbar, dass das fließfähige Medium, welches beispielsweise ein Wasser-Luft-Gemisch ist, in dessen Mischungsverhältnis flexibel variierbar ist. Vorteilhaft wird das fließfähige Medium in Form eines Sprühnebels auf das Gussrohteil und insbesondere wenigstens einen Abschnitt des Gussrohteils aufgebracht. Vorteilhaft werden bei dem fließfähigen Medium, insbesondere dem Wasser-Luft-Gemisch, die Wassertropfen fein zerstäubt auf das Bauteil gesprüht, wobei im Rahmen der Erfindung davon ausgegangen wird, dass sich der Leidenfrost-Effekt umso geringer ausprägt, je feiner die Wassertropfen zerstäubt werden. Mit dem Leidenfrost-Effekt ist ein physikalischer Effekt beschrieben, welcher die verzögerte Stoffumsetzung und insbesondere die zeitlich gedehnte Änderung des Aggregatzustandes beinhaltet. Basierend auf dem Leidenfrost-Effekt ist es folglich nachteilig möglich, dass sich eine angestrebte kurze Zeit zum Herabkühlen des Gussrohteils beispielsweise durch eine sich zwischen dem Gussrohteil und dem Kühlmedium anlagernde Dampfschicht verlängern würde. Demzufolge wird im Rahmen der Erfindung nur quantitativ derart viel Sprühnebel emittiert, wie Wasser rückstandsfrei verdampft werden kann. Vorteilhaft wird die Menge je nach Sprühdauer bzw. Gussrohteiltemperatur echtzeitgesteuert reguliert. Vorteilhaft kann dadurch eine Wasseransammlung an dem Gussrohteil und demzufolge eine damit verbundene Wasserverschleppung innerhalb der Gießzelle verhindert werden, insbesondere indem die Menge an versprühtem Wasser stetig reduziert wird, so dass insbesondere der zeitlich letzte Zeitabschnitt der Kühlphase vorteilhaft ausschließlich mit Luft durchgeführt wird.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Sprühvorrichtung eine Mehrzahl an statisch oder beweglich relativ zu dem zu kühlenden Gussrohteil angeordneten Düseneinrichtungen aufweist, welche beabstandet voneinander innerhalb der Sprühvorrichtung angeordnet sind. Demzufolge kann die Sprühvorrichtung vorteilhaft zwei oder mehr Düseneinrichtungen aufweisen, welche vorteilhaft unabhängig voneinander mittels der Kontrolleinrichtung angesteuert bzw. geregelt werden. Vorteilhaft ist es demzufolge möglich, dass jede Düseneinrichtung der Sprühvorrichtung eine zu einer anderen Düseneinrichtung der Sprühvorrichtung unterschiedliche Menge an fließfähigem Medium oder auch ein unterschiedliches Mischverhältnis aufweisendes fließfähiges Medium auf jeweils zueinander unterschiedliche Abschnitt bzw. Bereiche des Gussrohteils aufbringt. Hierdurch kann eine definierte Abkühlung einzelner Abschnitte des Gussrohteils ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft wiederum einem auftretenden Verzug durch die definierte Abkühlung gezielt entgegengewirkt bzw. durch welches ein gezieltes Richten herbeigeführt wird.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Sprühvorrichtung einen Angussgreifer zum Positionieren des Gussrohteils gegenüber der Düseneinrichtung aufweist. Mittels des Angussgreifers kann das Gussrohteil vorteilhaft innerhalb der Sprühvorrichtung fixiert werden, so dass die bei der Kühlung auftretende Schwindung keinerlei Einfluss auf die Greifposition ausüben kann.
Des Weiteren ist eine Gießzelle zum Herstellen eines Gussbauteils beansprucht, aufweisend wenigstens eine Gießmaschine mit wenigstens einer Kavität zum Erzeugen eines Gussrohteils und wenigstens einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6. Vorteilhaft ist folglich eine Gießzelle zum Herstellen eines Gussbauteils beansprucht, welche unter anderem eine Bearbeitungsvorrichtung der oben genannten Art aufweist. Im Rahmen der Erfindung kann innerhalb der Gießzelle das Gussrohteil vorteilhaft erzeugt, gekühlt und bearbeitet werden, so dass demzufolge Transportwege zwischen dem Gießbereich und dem Bearbeitungsbereich entfallen. Vorteilhaft entfallen auch zusätzliche Fertigungsschritte, indem innerhalb einer Gießzelle das gegossene Gussrohteil nach dem Abkühlen entgratet und vorteilhaft gleichzeitig auch gerichtet werden kann, wobei die Grobentgratung und die Feinentgratung vorteilhaft während eines Bearbeitungsschrittes erfolgen. Unter einem Entgraten ist im Rahmen der Erfindung eine mechanische Bearbeitung des Gussrohteils zu verstehen, bei welcher das Gieß- und Überlaufsystem entfernt werden. Die Gießmaschine, welche auch als Druckgießmaschine bezeichnet werden kann, weist vorteilhaft eine Formschließeinheit auf, welche dem Öffnen und Schließen der Druckgießform und insbesondere der Kavität dient. Die Formschließeinheit selbst weist vorteilhaft eine feste Maschinenplatte zur Aufnahme einer feststehenden Eingießformhälfte und eine bewegliche Maschinenplatte zur Aufnahme eines hydraulischen Auswerfers auf. Vorteilhaft wird die bewegliche Maschinenplatte mittels Führungssäulen geführt. Geschlossen werden die feste Maschinenplatte und die bewegliche Maschinenplatte beispielsweise mittels eines Schließzylinders. Der flüssige Werkstoff, nämlich die Schmelze, zum Herstellen des Gussrohteils wird beispielsweise aus einer Gießkammer mit einem Gießkolben in die Form bzw. Kavität gepresst, wobei nach der Art der eingesetzten Maschine insbesondere zwischen einem Warmkammerverfahren und einem Kaltkammerverfahren unterschieden werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Gießzelle ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Des Weiteren ist ein Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils beansprucht, aufweisend zumindest die Schritte:

– Gießen eines Gussrohteils mittels einer Gießmaschine innerhalb wenigstens einer Kavität der Gießmaschine,
– Messen der Temperatur wenigstens eines Abschnittes des gegossenen Gussrohteils mittels einer Temperaturmesseinrichtung, und
– Bearbeiten des gegossenen Gussrohteils mittels eines von einer Bearbeitungsvorrichtung auf das Gussrohteil aufgetragenen fließfähigen Mediums. Das Gussbauteil selbst ist vorteilhaft ein bearbeitetes Gussrohteil, wobei das Gussrohteil innerhalb einer Kavität der Gießmaschine gegossen bzw. hergestellt wird, und zur Bearbeitung an eine Bearbeitungsvorrichtung übergeben werden kann. Vorteilhaft dienen Greifer bzw. Transportmittel zur Übergabe des Gussrohteils von der Kavität der Gießmaschine an die Bearbeitungsvorrichtung, wobei die Gießmaschine und die Bearbeitungsvorrichtung vorteilhaft Einheiten bzw. Vorrichtungen einer gemeinsamen Gießzelle sind. Nach der Bearbeitung des Gussrohteils entsteht das Gussbauteil, welches folglich als fertiges Bauteil in eine Bauteilgruppe integriert werden kann. Um zu ermitteln, in welchen Abschnitten das Gussrohteil mittels dem fließfähigen Medium bearbeitet werden soll, dient eine Temperaturmesseinrichtung zum Messen der Temperatur, wobei die Temperaturmesseinrichtung insbesondere ein Temperaturmesssystem, wie beispielsweise ein Temperaturfühler oder ein Temperatursensor usw. oder gegebenenfalls auch eine Thermobildkamera sein kann. Die Temperaturmesseinrichtung ermittelt die Temperatur des gegossenen Gussrohteils vorteilhaft in Echtzeit und überträgt die ermittelten Temperaturmesswerte beispielsweise an eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der ermittelten Messwerte mit entsprechenden in einer Speichereinrichtung hinterlegten Referenzwerten. Basierend auf den Vergleichswerten wird die Bearbeitung des Gussrohteils gesteuert bzw. geregelt. Das bedeutet, dass sofern das Gussrohteil beispielsweise auf eine Temperatur von unter 50°C abgekühlt ist, ein Aufbringen des fließfähigen Mediums zumindest in definierten Abschnitten des Gussrohteils beendet wird.

Vorteilhaft ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, das Gussrohteil mittels des fließfähigen Mediums zumindest zu kühlen oder zu richten. Vorteilhaft wird während des Kühlens folglich auch gleichzeitig ein erster Bearbeitungsschritt zum Bearbeiten des Gussrohteils auf dem Weg zum Gussbauteil ermöglicht, nämlich das Richten des Gussrohteils, wobei unter dem Begriff des Richtens im Rahmen der Erfindung eine gezielte zeitliche und örtliche variable Abkühlung des Gussrohteils verstanden wird. insbesondere unter Berücksichtigung, dass als Ursache für einen Gussteilverzug sowohl der eigentliche Gießprozess selbst als auch die anschließende Abkühlphase verstanden werden kann, ist es dank des Aufbringens des fließfähigen Mediums möglich, durch eine gezielte zeitlich und örtlich variable Abkühlung einzelner Abschnitte bzw. Positionen des Gussrohteils insbesondere Spannungen durch eine inhomogene Temperaturverteilung zu erzeugen. Demzufolge kann dem auftretenden Verzug durch die Abkühlung bzw. Kühlung so gezielt entgegengewirkt oder ein gezieltes Richten herbeigeführt werden. Demzufolge entfällt vorteilhaft ein nach dem Abkühlprozess erforderlicher Richtprozess. Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft möglich, dass die Auslegung des Kühl- bzw. Abkühlprozesses und des Richtprozesses insbesondere simulationsgestützt erfolgt.
Es ist des Weiteren denkbar, dass das fließfähige Medium in Form eines Sprühnebels auf das Gussrohteil aufgebracht wird, wobei der Auftrag des Mediums zeitlich, örtlich und/oder quantitativ mittels einer Kontrolleinrichtung gesteuert wird. Demzufolge kann die Düseneinrichtung mittels der Kontrolleinrichtung angesteuert werden, wobei die Düseneinrichtung selbst starr gegenüber dem zu kühlenden Gussrohteil oder auch beweglich relativ zu diesem angeordnet sein kann. Sofern insbesondere die Düseneinrichtung, wobei auch eine Mehrzahl an Düseneinrichtungen innerhalb der Sprühvorrichtung angeordnet sein können, statisch bzw. unbeweglich in der Sprühvorrichtung angeordnet ist bzw. sind, wird vorteilhaft das Gussrohteil selbst in Richtung eines Transportpfades entlang dieser wenigstens einen Düseneinrichtung bzw. an dieser Düseneinrichtung vorbei bewegt und vorteilhaft um dessen Längsachse gedreht, so dass eine Benetzung jedweden Abschnittes des Gussrohteils mittels des durch die Düseneinrichtung zerstäubten fließfähigen Mediums ermöglicht wird. Es ist des Weiteren denkbar, dass auch die Düseneinrichtung selbst beweglich relativ zum Gussrohteil angeordnet ist, wobei vorteilhaft die Düseneinrichtung in drei translatorischen Freiheitsgraden sowie in drei rotatorischen Freiheitsgraden beweglich gegenüber bzw. beweglich relativ zu dem zu kühlenden Gussrohteil innerhalb der Sprühvorrichtung angeordnet ist. Es ist des Weiteren denkbar, dass nicht nur die Düseneinrichtung selbst, sondern auch das zu kühlende Gussrohteil beweglich innerhalb der Sprühvorrichtung angeordnet sind, so dass folglich das Gussrohteil sowie auch die Düseneinrichtung relativ zueinander bewegt werden können. Vorteilhaft wird bei einer Mehrzahl an Düseneinrichtungen innerhalb der Sprühvorrichtung jede Düseneinrichtung separat mittels beispielsweise der Kontrolleinrichtung angesteuert, so dass es denkbar ist, dass jede Düseneinrichtung eine zueinander unterschiedliche Menge an fließfähigem Medium in unterschiedlichen Zeitintervallen und unterschiedlichen Mischungsverhältnissen auf separate Abschnitte bzw. Bereiche des zu kühlenden Gussrohteils aufbringt. Die Durchflussmenge des fließfähigen Mediums pro Düse bzw. pro Düseneinrichtung wird vorteilhaft in Echtzeit überwacht und eingestellt, wobei hierzu insbesondere die Kontrolleinrichtung dient. Die Kontrolleinrichtung selbst ist vorteilhaft eine Einheit der Bearbeitungsvorrichtung und mit der Düseneinrichtung kabelgebunden oder kabellos datenkommunizierend verbunden. Es ist des Weiteren denkbar, dass bei Vorliegen einer Mehrzahl an Düseneinrichtungen einige dieser Düseneinrichtungen statisch bzw. unbeweglich angeordnet sind, während andere dieser Düseneinrichtungen dynamisch bzw. beweglich innerhalb der Sprühvorrichtung angeordnet sind. Demnach ist es denkbar, dass die Sprühvorrichtung ein dynamisches Düsenfeld oder ein statisches Düsenfeld oder neben einem statischen Düsenfeld auch ein dynamisches Düsenfeld aufweist.
Es ist des Weiteren möglich, dass eine Geometriemesseinrichtung wenigstens eine Geometrie des gegossenen Gussrohteils misst. Die Geometrie des gegossenen Gussrohteils ist beispielsweise eine Länge oder eine Breite oder ein Winkel oder ein vergleichbares Maß, wobei die Geometriemesseinrichtung vorteilhaft eine Einheit der Bearbeitungseinrichtung oder eine eigenständige Einheit bzw. Einrichtung ist, welche mit der Bearbeitungseinrichtung kabellos oder kabelgebunden datenkommunizierend verbunden ist. Vorteilhaft ist die Geometriemesseinrichtung eine optische Distanzmessung. Die Geometriemesseinrichtung ist vorteilhaft kabellos oder kabelgebunden datenkommunizierend zumindest mit einer Vergleichseinrichtung und/oder einer Kontrolleinrichtung verbunden, um die ermittelten bzw. gemessenen Geometriewerte und insbesondere Geometrie-IST-Werte an die Vergleichseinrichtung und/oder die Kontrolleinrichtung zu übermitteln.
Im Rahmen der Erfindung vergleicht eine Vergleichseinrichtung den von der Temperaturmesseinrichtung gemessenen Temperaturwert mit einem Referenztemperaturwert und/oder den von der Geometriemesseinrichtung gemessenen Geometriewert mit einem Referenzgeometriewert. Die Vergleichseinrichtung selbst kann dabei beispielsweise eine Einheit bzw. eine Einrichtung der Bearbeitungsvorrichtung oder auch eine eigenständige bzw. unabhängige Einrichtung sein, welche lediglich mit der Bearbeitungsvorrichtung kabellos oder kabelgebunden datenkommunizierend verbunden ist. Vorteilhaft ist die Vergleichseinrichtung insbesondere datenkommunizierend mit der Kontrolleinrichtung verbunden. Die Referenzwerte, wie insbesondere die Referenzgeometriewerte und/oder die Referenztemperaturwerte sind beispielsweise in einer Speichereinrichtung der Vergleichseinrichtung gespeichert, wobei die Speichereinrichtung auch eine unabhängige Einrichtung zur Vergleichseinrichtung sein kann, welche lediglich kabellos oder kabelgebunden datenkommunizierend mit der Vergleichseinrichtung verbunden ist. Die Vergleichseinrichtung selbst dient zur SOLL-IST-Abfrage bzw. zum SOLL-IST-Vergleich, wobei die von der Temperaturmesseinrichtung bzw. von der Geometriemesseinrichtung ermittelten Werte mit den hinterlegten bzw. gespeicherten Referenzwerten verglichen werden. Die Vergleichseinrichtung dient vorteilhaft zudem als Auswerteeinrichtung und ermittelt aufgrund des Abgleichs zwischen den SOLL-Werten und den IST-Werten, ob eine Bearbeitung des Gussrohteils in definierten Abschnitten des Gussrohteils erforderlich ist oder nicht. Dies bedeutet, dass basierend auf den ermittelten Werten, sprich den Temperatur- und/oder Geometriewerten, ermittelt wird, in welchem Abschnitt des Gussrohteils ein fließfähiges Medium in welchem Mischungsverhältnis über welche Zeitdauer aufgebracht werden muss, um insbesondere eine hinreichende Abkühlung des Gussrohteils zur anschließenden Entgratung sowie auch ein Richten des Gussrohteils zu erzielen.
So ist es ebenfalls denkbar, dass nach einer Ermittlung wenigstens eines Geometriewertes und/oder insbesondere wenigstens eines Temperaturwertes des Gussrohteils das wenigstens eine ermittelte Datum mit vorteilhaft in einer Speichereinrichtung, wie beispielsweise in einer Datenbank hinterlegten Werten hinsichtlich der Geometrie und/oder der Temperatur verglichen wird, woraufhin ein entsprechendes hinterlegten bzw. abgespeichertes Bearbeitungsprogramm und insbesondere Sprühprogramm initiiert bzw. aktiviert werden kann. Das bedeutet, dass es möglich ist, dass zu unterschiedlichen Daten bezüglich der Temperatur und/oder der Geometrie unterschiedlicher herzustellender Gussbauteile unterschiedliche Sprühprogramme gespeichert sind, welche in Berücksichtigung der ermittelten Werten bzw. Daten abgefahren werden können. Vorteilhaft wird dadurch ein stetiges Messen bzw. Ermitteln einzelner Werte, wie der Temperatur und/oder der Geometrie des Gussrohteils, vermieden. Das Sprühprogramm bzw. Sprührezept regelt beispielsweise welche Düseneinrichtung angesteuert werden muss, welche Düseneinrichtung welche Menge an Medium in welchem Mischungsverhältnis auf das Gussrohteil auftragen muss und/oder wie die Düseneinrichtungen zum Gussrohteil bzw. das Gussrohteil zu den Düseneinrichtungen bewegt werden soll. Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass das Gussrohteil während eines Bearbeitungsschrittes grobentgratet und feinentgratet wird. Das bedeutet, dass vorteilhaft die gesamte Entgratung nach dem Kühlen in einem Arbeitsschritt und vorteilhaft innerhalb der Bearbeitungsvorrichtung erfolgt. Ein zusätzliches Feinentgraten nach einem Grobentgraten mittels einer zusätzlichen Vorrichtung wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft vermieden, so dass die Bearbeitung des Gussrohteils zu einem Gussbauteil kostengünstig sowie auch zeitreduziert erfolgen kann.
Des Weiteren ist es denkbar, dass das Gussbauteil innerhalb einer Gießzelle gemäß dem vorangegangenen Anspruch 7 hergestellt wird. Folglich ist es vorteilhaft möglich, dass das Gussbauteil innerhalb einer Gießzelle gemäß der zuvor genannten Art hergestellt wird, so dass vorteilhaft ein Transport des Gussrohteils aus der Gießzelle heraus zum Entgraten und insbesondere zum Feinentgraten und/oder zusätzlichen Richten des Gussrohteils entfällt, wodurch vorteilhaft Transportwege und Transportkosten eingespart werden können.
Vorteilhaft wird als Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten des Gussrohteils eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6 und demzufolge gemäß der oben genannten Art verwendet.
Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Bearbeitungsvorrichtung und/oder einer Gießzelle gemäß den ersten Aspekten der Erfindung beschrieben worden sind.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung sowie der Ablauf bzw. das Verfahren zum Bearbeiten des Gussrohteils werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
1 eine Funktionsskizze einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung,
2 ein Flussdiagramm hinsichtlich einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bearbeiten des Gussrohteils, und
3 ein Flussdiagramm hinsichtlich einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Bearbeiten des Gussrohteils.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist schematisch eine Funktionsskizze einer Ausführungsform einer Bearbeitungsvorrichtung 1 zum Bearbeiten eines Gussrohteils 20 gezeigt. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 weist eine Sprühvorrichtung 2, aufweisend eine Düseneinrichtung 3 und insbesondere eine Mehrzahl an Düseneinrichtungen 3.1 bis 3.7 auf. Die Düseneinrichtungen 3 bzw. 3.1 bis 3.7 sind entlang eines Transportpfades T innerhalb der Bearbeitungsvorrichtung 1 angeordnet, um ein fließfähiges Medium M auf zumindest Abschnitte bzw. Bereiche des Gussrohteils 20 aufzubringen. Die einzelnen Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 sind vorteilhaft in Bewegungsrichtung B und insbesondere in X-, Y-, und/oder Z-Richtung bzw. in Richtung der X-, Y-, Z-Achsen beweglich relativ zu dem abzukühlenden Gussrohteil 20 angeordnet. Des Weiteren ist es möglich, dass die Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 drehbar bzw. rotierbar um die X-, Y- und/oder Z-Achse und folglich in Dx-, Dy- und/oder Dz-Drehrichtung bewegbar sind. Es ist jedoch auch denkbar, dass die einzelnen Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 statisch innerhalb der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet sind, so dass sich lediglich das Gussrohteil 20 entlang des Transportpfades T bewegt.
Vorteilhaft weist das Gussrohteil 20 eine Längsachse L auf, um welche sich herum das Gussrohteil 20 in Drehrichtung D drehen bzw. rotieren kann, so dass ein Aufbringen des fließfähigen Mediums M auf jedweden Abschnitt des Gussrohteils 20 ermöglicht werden kann. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 rotatorisch beweglich um das Gussrohteil 20 angeordnet bzw. bewegt werden können, so dass folglich die Düseneinrichtung 3 bzw. die Düseneinrichtungen 3.1 bis 3.7 um die Längsachse L des Gussrohteils 20 rotieren können. Vorteilhaft weisen die Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 wenigstens drei Freiheitsgrade in translatorischer Richtung und folglich in X-, Y- und Z-Richtung sowie drei Freiheitsgrade in rotatorischer Richtung und vorteilhaft folglich in Dx-, Dy und Dz-Drehrichtung auf.
Die Bearbeitungsvorrichtung 1 weist zudem eine Temperaturmesseinrichtung 4 sowie eine Geometriemesseinrichtung 5 auf, welche entlang des Transportpfades T angeordnet sind, um eine Temperatur und insbesondere eine Oberflächentemperatur bzw. eine Geometrie, wie ein Längenmaß oder ein Breitenmaß oder auch ein Winkelmaß, des Gussrohteils 20 messen bzw. ermitteln zu können. Vorteilhaft sind die Temperaturmesseinrichtung 4 und/oder die Geometriemesseinrichtung 5 beweglich relativ zu dem Gussrohteil 20 angeordnet, um jedweden Abschnitt des Gussrohteils 20 abfahren zu können, um folglich die Temperatur bzw. die Maße des Gussrohteils 20 in jedwedem Abschnitt ermitteln zu können. Auf die möglichen Bewegungsfreiheitsgrade der Temperaturmesseinrichtung 4 und/oder der Geometriemesseinrichtung 5 wird auf die zuvor genannten Freiheitsgrade der Bewegung der Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 verwiesen, wobei vorliegend angenommen wird, dass auch die Temperaturmesseinrichtung 4 und/oder die Geometriemesseinrichtung 5 entsprechende Bewegungen ausführen können. Das bedeutet, wie auch schon im Hinblick auf die Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 erwähnt, dass es denkbar ist, dass die Temperaturmesseinrichtung 4 und/oder die Geometriemesseinrichtung 5 auch statisch und folglich unbeweglich relativ zu dem Gussrohteil 20 angeordnet sein kann bzw. können, wobei es jedoch erforderlich ist, dass in diesem Falle zumindest das Gussrohteil 20 in translatorischer Richtung T bzw. in Drehrichtung D, das bedeutet in rotatorischer Richtung D um dessen Längsachse L bewegt wird. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Geometriemesseinrichtung 5 und/oder die Temperaturmesseinrichtung 4 aus einer Mehrzahl von Messeinrichtungen besteht, welche beabstandet zueinander in der Bearbeitungsvorrichtung 1 angeordnet sind.
Die einzelnen Düseneinrichtungen 3, 3.1 bis 3.7 sowie die Temperaturmesseinrichtung 4 und die Geometriemesseinrichtung 5 sind vorteilhaft über Datenkommunikationsleitungen 6 mit einer Vergleichseinrichtung 10 verbunden. Hierbei ist es auch denkbar, dass die Datenübertragung zwischen der Düseneinrichtung 3, 3.1 bis 3.7 der Temperaturmesseinrichtung 4 und/oder der Geometriemesseinrichtung 5 zu der Vergleichseinrichtung 10 kabellos über beispielsweise Bluetooth oder WLAN usw. erfolgen kann. Die Vergleichseinrichtung 10 dient vorteilhaft dazu, die von der Temperaturmesseinrichtung 4 und/oder der Geometriemesseinrichtung 5 erhaltenen IST-Werte hinsichtlich der Temperaturen, insbesondere der Oberflächentemperatur, bzw. den einzelnen Maßen bzw. Geometriewerten des Gussrohteils 20 mit insbesondere in vorteilhaft einer Speichereinrichtung 10.1 der Vergleichseinrichtung 10 hinterlegten bzw. gespeicherten Referenzwerten zu vergleichen. Vorteilhaft weist die Vergleichseinrichtung 10 auch eine Auswerteeinrichtung 10.2 auf, welche dazu dient, zu ermitteln, welcher Abschnitt des Gussrohteils 20 noch mit dem fließfähigen Medium M beaufschlagt werden muss und/oder welches Mischungsverhältnis das fließfähige Medium M aufweisen muss und/oder in welchem Zeitrahmen der jeweilige Abschnitt des Gussrohteils 20 mit dem fließfähigen Medium M benetzt werden soll, um insbesondere eine kontinuierliche und gleichmäßige Abkühlung des Gussrohteils 20 zu erzielen und ein Verziehen des Bauteils während der Abkühlung vorteilhaft zu vermeiden.
Des Weiteren ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 7 eine Kontrolleinrichtung gezeigt, welche vorteilhaft dazu dient die einzelnen Düseneinrichtungen 3, 3.1–3.7 der Sprühvorrichtung 2 je nach Erfordernis anzusteuern. So ist es denkbar, dass nach dem Ermitteln der Temperatur bzw. wenigstens eines Temperaturwertes des Gussrohteils 20 und/oder nach dem Ermitteln einer Geometrie bzw. wenigstens eines Geometriewertes des Gussrohteils 20 die Kontrolleinrichtung 7 veranlasst wird beispielsweise wenigstens einzelne der Düseneinrichtungen 3, 3.1–3.7 zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, deren Sprühdauer und/oder deren Mischungsverhältnis des fließfähigen Mediums zu steuern bzw. zu regeln usw.
In der 2 ist ein Flussdiagramm hinsichtlich eines Verfahrens zur Bearbeitung eines Gussrohteils dargestellt, wobei in einem Schritt S1 das Gussrohteil, kommend aus der Gießmaschine, der Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt wird. In einem nachfolgenden Schritt S2 wird das Gussrohteil und insbesondere wenigstens ein Abschnitt des Gussrohteils mit dem fließfähigen Medium, welches insbesondere ein Wasser-Luft-Gemisch ist, angeströmt und insbesondere mittels der Düseneinrichtung benetzt. In einem nachfolgenden Schritt S3 wird vorteilhaft mittels der Temperaturmesseinrichtung die Temperatur und insbesondere eine Oberflächentemperatur wenigstens eines Abschnittes des Gussrohteils gemessen bzw. erfasst und einer Vergleichseinrichtung zugeführt, welche in einem Schritt S4 den ermittelten Temperaturmesswert, welcher auch als Temperatur-IST-Wert bezeichnet werden kann, mit einem Referenztemperaturwert und insbesondere einem Grenzwert, welcher vorteilhaft in einer Speichereinrichtung der Vergleichseinrichtung hinterlegt Ist und auch als Temperatur-SOLL-Wert bezeichnet werden kann, vergleicht. Weist der gemessene Temperatur-IST-Wert einen größeren Wert auf als der Referenztemperaturwert, wird mit dem Schritt S2 fortgefahren und der entsprechende Abschnitt wird weiter mit dem fließfähigen Medium benetzt, bis der gemessene Temperatur-IST-Wert den Referenztemperaturwert bzw. Grenzwert erreicht, welcher vorteilhaft 50°C oder auch weniger ist. Erreicht folglich der gemessene Temperatur-IST-Wert den Grenzwert, weiß die Vergleichseinrichtung, dass zumindest der gemessene Abschnitt des Gussrohteils hinreichend abgekühlt ist, so dass das Gussrohteil feinentgratet werden kann. Hierzu ist es möglich, dass das Gussrohteil und insbesondere das abgekühlte Gussrohteil in einem weiteren Schritt S5 aus der Sprühvorrichtung entnommen wird, und einem Entgratungsbereich zugeführt werden kann. Folglich findet in einem letzten Schritt S6 die Entgratung, welche insbesondere eine Kombination aus einer Grobentgratung und einer Feinentgratung ist, statt. Nach der Entgratung des Gussrohteils ist ein Gussbauteil entstanden, welches folglich in einer Bauteilgruppe zur Herstellung eines Endproduktes angeordnet werden kann. Es ist des Weiteren denkbar, dass der Schritt S5 und insbesondere die Entnahme des abgekühlten Gussrohteils aus der Sprühvorrichtung entfällt, insbesondere dann, wenn die Entgratung selbst und insbesondere die Feinentgratung bzw. Grobentgratung, wie im Schritt S6 dargestellt, innerhalb der Sprühvorrichtung, welche insbesondere ein Bestandteil der Bearbeitungsvorrichtung ist, stattfindet.
In der 3 ist ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum Bearbeiten eines Gussrohteils gezeigt, wobei neben dem reinen Kühlen des Gussrohteils und insbesondere eines Abschnitts des Gussrohteils auch ein Richten des Gussrohteils gezeigt ist. Vorteilhaft wird das Gussrohteil nach dem Herstellen in einer Kavität und insbesondere einer Gießmaschine während dem Schritt S1 der Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, wobei in dem nachfolgenden Schritt S7 das Gussrohteil vorteilhaft mit einer Geometriemesseinrichtung vermessen wird, so dass beispielsweise dessen Länge und/oder Breite und/oder dessen Winkel und insbesondere dessen gesamte Geometrie vermessen werden kann. Es ist zudem denkbar, dass zumindest zeitweise während der Vermessung des Gussrohteils bzw. während der Ermittlung wenigstens eines Geometriewertes des Gussrohteils dieses Gussrohteil innerhalb der Messeinrichtung gedreht bzw. bewegt wird, um einzelne Bereiche bzw. Abschnitte des Gussrohteils vermessen zu können. Es ist jedoch auch denkbar, dass lediglich die Messmittel bzw. das wenigstens eine Messmittel zum Ermitteln des wenigstens eines Geometriewertes entlang wenigstens eines Abschnittes des Gussrohteils bewegt werden kann. Demzufolge ist es ebenfalls möglich, dass sowohl das Gussrohteil als auch das wenigstens eine Messmittel zueinander bewegt werden können.
Während der Auswertung der Messdaten hinsichtlich der Geometrie des Gussrohteils mittels einer Vergleichseinrichtung, wie insbesondere im Schritt S8.1 der 3 gezeigt, kann vorteilhaft parallel bzw. zeitgleich zum Auswerteverfahren bzw. zum Verfahren des SOLL-IST-Vergleichs das Gussrohteil beispielsweise in eine Sprühvorrichtung transportiert bzw. dieser übergeben werden, wie insbesondere mit dem Schritt S8.2 gezeigt. Folglich ist es denkbar, dass die Vorrichtung zur Vermessung der Geometrie und die Sprühvorrichtung zueinander separierte Vorrichtungen sind, zwischen denen das Gussrohteil zur Bearbeitung übergeben werden kann. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Messvorrichtung und die Sprühvorrichtung eine gemeinsame Vorrichtung zur Bearbeitung des Gussrohteils darstellen, so dass folglich der Schritt S8.2 entfallen würde. Die Vergleichseinrichtung wertet zum einen die ermittelten Geometriewerte im Hinblick auf vorteilhaft in einer Speichereinrichtung der Vergleichseinrichtung gespeichert Referenzwerte aus und überprüft zum anderen in einem nachfolgenden Schritt S9, ob die eventuelle ermittelten Geometrieabweichungen innerhalb vorgegebener Toleranzbereiche liegen. Entsprechen die ermittelten bzw. gemessenen Maße bzw. Geometrien den vorgegebenen Referenzwerten bzw. liegen diese innerhalb zulässiger Toleranzgrenzen, so wird in einem nachfolgenden Schritt S3 die Temperatur und insbesondere die Oberflächentemperatur des Gussrohteils vorteilhaft mit einer Temperaturmesseinrichtung ermittelt. Die ermittelten Temperaturmesswerte, welche auch als Temperatur-IST-Werte bezeichnet werden können, werden wiederum der Vergleichseinrichtung übermittelt, welche die erhaltenen bzw. gemessenen Temperatur-IST-Werte mit einem entsprechend Referenzwert bzw. Temperaturgrenzwert und insbesondere einem Temperatur-SOLL-Wert in einem Schritt S4 vergleicht, wobei der oder die Temperaturgrenzwerte wiederum vorteilhaft in einer Speichereinrichtung der Vergleichseinrichtung hinterlegt ist/sind. Ist der gemessene Temperatur-IST-Werte größer als ein vorgegebenen Temperaturgrenzwert, findet ein Beaufschlagen zumindest eines Abschnitts und vorteilhaft einzelner Abschnitte des Gussrohteils mit dem fließfähigen Medium statt, wie insbesondere im Schritt S2 gezeigt. Vorteilhaft während oder auch nach dem Beaufschlagen des Gussrohteils mit dem fließfähigen Medium findet wiederum die Temperaturmessung mittels der Temperaturmesseinrichtung statt, um ermitteln zu können, ob die Temperatur des Gussrohteils den vorgegebenen Temperaturgrenzwert erreicht. Demzufolge findet vorteilhaft während des Beaufschlagens des Gussrohteils mittels des fließfähigen Mediums eine stetige Temperaturmessung, wie mit dem Schritt S3 dargestellt, sowie ein Abgleich der ermittelten Temperaturwerte mit dem hinterlegten Temperaturgrenzwert, wie im Schritt S4 gezeigt, statt, so dass das Erreichen des Temperaturgrenzwertes in Echtzeit ermittelt werden kann. Ermittelt die Vergleichseinrichtung ein Erreichen des Temperatur-IST-Wertes an dem Temperaturgrenzwert bzw. unterhalb des Temperaturgrenzwertes, wird das Gussrohteil und insbesondere das abgekühlt Gussrohteil vorteilhaft aus der Sprühvorrichtung, wie im Schritt S5 gezeigt, entnommen und einem Entgratungsprozess zur Grob- und Feinentgratung zugeführt, wobei auch der Entgratungsprozess selbst innerhalb der Sprühvorrichtung vorgenommen werden kann.
Ermittelt die Geometriemesseinrichtung eine Geometrie- bzw. Maßabweichung im vorangegangenen Schritt S8.1, wobei sich die ermittelte Maßabweichung zudem nicht innerhalb vorgegebenen Toleranzgrenzen, wie in Schritt S9 gezeigt, befindet, wird ein gezieltes Beaufschlagen einzelner Abschnitte des Gussrohteils mit dem fließfähigen Medium, wie im Schritt S10 gezeigt, eingeleitet. Nach dem Kühlen bzw. dem Sprühkühlen des Gussrohteils kann dieses wieder, wie beispielsweise im Schritt S11 gezeigt, aus der Sprühvorrichtung entnommen und einer Messvorrichtung zum Vermessen der Geometrie und Ermitteln wenigstens eines Geometriewertes des Gussrohteils zugeführt werden. Mit dem Schritt S11 wäre folglich ein Transport des Gussrohteils beschrieben. Es ist jedoch auch denkbar, dass, wie bereits oben erwähnt, die Messvorrichtung und die Sprühvorrichtung eine gemeinsame Vorrichtung bilden, so dass ein Transport des Gussrohteils zwischen den einzelnen Schritten Messen und Kühlen nicht erforderlich ist. In diesem Falle könnte unter dem Schritt S11 nach oder zumindest auch zweitweise während dem gezielten Beaufschlagen bzw. Anströmen der einzelnen Abschnitte des Gussrohteils mittels dem fließfähigen Medium eine Handhabung des Gussrohteils derart verstanden werden, dass dieses beispielsweise innerhalb der kombinierten Mess-/und Sprühvorrichtung bewegt und insbesondere um eine bestimmte Drehachse bzw. Längsachse in verschiedenen Richtungen gedreht werden kann. In diesem Fall würde der Schritt S11 und der im Nachfolgenden erläuterte Schritt S12 vorteilhaft zusammenfallen.
Im Schritt S12 der 3 findet beispielsweise während und vorteilhaft nach dem gezielten Anströmen des Gussrohteils mit dem fließfähigen Medium wiederum eine Geometrievermessung mittels der Geometriemesseinrichtung statt, um wiederum Geometrie-IST-Werte zu erhalten, welche der Vergleichseinrichtung übermittelt werden. Diese führt wiederum in einem Schritt S13.1 einen SOLL-IST-Vergleich der ermittelten Geometriewerte durch. Während der Auswertung der Daten bzw. Messwerte ist es denkbar, dass das Gussrohteil wieder aus der Messvorrichtung entnommen und einer Sprühvorrichtung übergeben wird, wie insbesondere mit dem Schritt S13.2 gezeigt, welcher vorteilhaft zeitgleich bzw. parallel zum Schritt S13.1 abläuft. Sind die Messvorrichtung und die Sprühvorrichtung jedoch eine gemeinsame Vorrichtung, so ist mit dem Schritt S13.2 insbesondere ein Handling des Gussteils gemeint, bei welchem während der Vermessung und/oder der Auswertung der Messdaten ein Sprühkühlen und/oder ein kontinuierliches Vermessen des Gussrohteils und ein Ermitteln dessen Geometriedaten erfolgt. Entsprechen die ermittelten Geometrie-IST-Werte den vorteilhaft in einer Speichereinrichtung gespeicherten Geometrie-SOLL-Werten oder liegen die ermittelten Geometrie-IST-Werte innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen, findet nach dem Schritt S14 der oben bereits beschriebene Schritt S3 und folglich die Temperaturmessung mittels der Temperaturmesseinrichtung statt. Anderenfalls wird in einem Schritt S15 ermittelt, ob wenigstens eines von möglichen Ausschleusekriterien erfüllt ist. Ausschleusekriterien sind beispielsweise derart starke Deformierungen oder bereits zu stark abgekühlte Bereiche bzw. Abschnitte des Gussrohteils, dass dieses mittels dem fließfähigen Medium nicht weiter gerichtet bzw. bearbeitet werden kann, um ein entsprechendes Gussbauteil zu erzeugen. Folglich wird das nicht mehr bearbeitbare Gussrohteil in einem Schritt S16 aus der Bearbeitungsvorrichtung ausgeschleust und einem Ausschussbehälter, wie mit dem Schritt S17 gezeigt, zugeführt. Erfüllt das Gussrohteil die Ausschleusekriterien nicht, wird es weiter in definierten Abschnitten bzw. Bereichen mit dem fließfähigen Medium beaufschlagt, so dass ein Richten des Bauteils, wie mit dem Schritt S10 eingeleitet, fortgesetzt wird.
Vorteilhaft wird mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bearbeiten bzw. zum Herstellen des Gussbauteils ein Entgratungsschritt und folglich eine Presse und ein Stanzwerkzeug eingespart, da insbesondere die Grobentgratung und die Feinentgratung in einem Bearbeitungsschritt nach dem Abkühlen des Gussrohteils durchgeführt werden können. Zudem ist vorteilhaft ein späteres manuelles Richten der Teile nicht mehr erforderlich, insbesondere weil ein Richten der Bauteile mittels des auch zur Kühlung verwendeten fließfähigen Mediums erfolgen kann. Vorteilhaft werden folglich damit die Transport- und Lagerkosten verringert.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungsvorrichtung
2: Sprühvorrichtung
3, 3.1–3.7: Düseneinrichtung
4: Temperaturmesseinrichtung
5: Geometriemesseinrichtung
6: Datenkommunikationsleitung
7: Kontrolleinrichtung
10: Vergleichseinrichtung
10.1: Speichereinrichtung
10.2: Auswerteeinrichtung
20: Gussrohteil
B: Bewegungsrichtung
D: Drehrichtung
Dx: Drehrichtung um X-Achse
Dy: Drehrichtung um Y-Achse
Dz: Drehrichtung um Z-Achse
L: Längsachse
M: fließfähiges Medium
S1: Bereitstellung des Gussrohteils
S2: Beaufschlagen des Gussrohteils mit dem fließfähigen Medium
S3: Messen der Temperatur
S4: Vergleichen des Temperatur-Istwertes mit dem Temperatur-Grenzwert
S5: Entnahme des abgekühlten Gussrohteils
S6: Entgratung
S7: Geometrievermessung
S8.1: SOLL-IST-Vergleich
S8.2: Handling des Gussrohteils
S9: Vergleich der Maßabweichung mit einer vorgegebenen Toleranz
S10: Gezieltes Beaufschlagen des Gussrohteils mit dem fließfähigen Medium
S11: Handling des Gussrohteils
S12: Geometrievermessung
S13.1: SOLL-IST-Vergleich
S13.2: Handling des Gussrohteils
S14: Vergleich der ermittelten Maßabweichung zu einer vorgegebenen Toleranz
S15: Ermittlung, ob wenigstens ein Ausschleusekriterium erfüllt ist
S16: Ausschleusen des Gussteils
S17: Ausschuss
T: Transportpfad
X: X-Achse
Y: Y-Achse
Z: Z-Achse

Claims

Bearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten eines gegossenen Gussrohteils (20), aufweisend eine Sprühvorrichtung (2) zum Kühlen des Gussrohteils (20), welche wenigstens eine Düseneinrichtung (3, 3.1–3-7) zum wenigstens zeitlich, örtlich oder quantitativ variablen Aufbringen eines fließfähigen Mediums (M) auf wenigstens einen Abschnitt des Gussrohteils (20) aufweist, sowie eine Temperaturmesseinrichtung (4) zum Messen der Temperatur an wenigstens einem Abschnitt des Gussrohteils (20) und eine Kontrolleinrichtung (7) zum Steuern und Regeln der Düseneinrichtung (3, 3.1–3-7) in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsvorrichtung (1) eine Geometriemesseinrichtung (5) zum Messen wenigstens einer Geometrie des Gussrohteils (20) aufweist.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsvorrichtung (1) eine Vergleichseinrichtung (10) zum Vergleichen des gemessenen Temperaturwertes mit einem Referenztemperaturwert und/oder des gemessenen Geometriewertes mit einem Referenzgeometriewert aufweist.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinrichtung (3, 3.1–3-7) wenigstens eine Zweistoffdüse zum Aufbringen zweier zueinander unterschiedlicher fließfähiger Stoffe auf das Gussrohteil (20) aufweist, wobei mittels der Zweistoffdüse die zwei fließfähigen Stoffe zu dem fließfähigen Medium (M) quantitativ variabel kombinierbar sind.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühvorrichtung (2) eine Mehrzahl an statisch oder beweglich relativ zu dem zu kühlenden Gussrohteil angeordneten Düseneinrichtungen (3, 3.1–3-7) aufweist, welche beabstandet voneinander innerhalb der Sprühvorrichtung (1) angeordnet sind.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühvorrichtung (2) einen Angussgreifer zum Positionieren des Gussrohteils (2) gegenüber der Düseneinrichtung (3, 3.1–3-7) aufweist.
Gießzelle zum Herstellen eines Gussbauteils, aufweisend wenigstens eine Gießmaschine mit wenigstens einer Kavität zum Erzeugen eines Gussrohteils und wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6.
Verfahren zum Herstellen eines Gussbauteils, aufweisend zumindest die Schritte: – Gießen eines Gussrohteils (20) mittels einer Gießmaschine innerhalb wenigstens einer Kavität der Gießmaschine, – Messen der Temperatur wenigstens eines Abschnittes des gegossenen Gussrohteils (20) mittels einer Temperaturmesseinrichtung (4), und – Bearbeiten des gegossenen Gussrohteils mittels eines von einer Bearbeitungsvorrichtung (1) auf das Gussrohteil (20) aufgetragenen fließfähigen Mediums (M).
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussrohteil (10) mittels des fließfähigen Mediums (M) zumindest gekühlt oder gerichtet wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das fließfähige Medium (M) in Form eines Sprühnebels auf das Gussrohteil (20) aufgebracht wird, wobei der Auftrag des Mediums (M) zeitlich, örtlich und/oder quantitativ mittels einer Kontrolleinrichtung (7) gesteuert wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geometriemesseinrichtung (5) wenigstens eine Geometrie des gegossenen Gussrohteils (20) misst.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergleichseinrichtung (10) den von der Temperaturmesseinrichtung (4) gemessenen Temperaturwert mit einem Referenztemperaturwert und/oder den von der Geometriemesseinrichtung gemessenen Geometriewert mit einem Referenzgeometriewert vergleicht.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussrohteil (20) während eines Bearbeitungsschrittes grobentgratet und feinentgratet wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussbauteil innerhalb einer Gießzelle gemäß dem vorangegangenen Anspruch 7 hergestellt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Bearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten des Gussrohteils eine Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6 verwendet wird.