DE19947482C2 - Verfahren zum Manipulieren von Werkstücken sowie Drehherdofen hierfür - Google Patents
Verfahren zum Manipulieren von Werkstücken sowie Drehherdofen hierfürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manipulieren von aufzukohlenden
Werkstücken, bei dem die auf Paletten abgelegten Werkstücke oder
Werkstückmagazine in einen Drehherdofen in mehreren, einer vorgegebenen
Werkstückreihenzahl entsprechenden Reihen eingebracht, nach dem Aufkohlen
dem Drehherdofen entnommen und einer eine vorgegebene Preßstationenzahl
aufweisenden Härtepresse zugeführt werden, und auf jeder Palette eine der
Preßstationenzahl entsprechende Anzahl von Werkstücken oder
Werkstückmagazinen abgelegt werden.
Bei der thermischen Behandlung von Werkstücken als Großserienteile für das
Einsatzhärten werden in Abhängigkeit von der Werkstückgröße und -masse
verschiedene Ofenarten zur Aufkohlung eingesetzt. Kleine oder dünnwandige
Werkstücke wie zum Beispiel Synchronringe oder Schaltmuffen für Fahrzeug-
Schaltgetriebe können in relativ kurzer Zeit in einem Drehherdofen erwärmt und
bis zu einer ausreichenden Einhärtungstiefe von ca. 0,2 bis 0,3 mm verarbeitet
werden. Zur vollen Ausnutzung des Ofenraumes und zur Erzielung von
mehrstündigen Aufkohlungszeiten werden die aufzukohlenden Werkstücke
üblicherweise in mehretagigen Rostsystemen auf einzelnen Paletten positioniert.
Diese werden mit beladenen "Grünteilen", das heißt noch nicht aufgekohlten
Werkstückrohlingen, in den Drehherdofen eingebracht und nach dem Aufkohlen
diesem wieder entnommen und einer eine vorgegebene Preßstationenzahl
aufweisenden Härtepresse zugeführt. Dabei ist die Zahl der auf je einer Palette
abzulegenden Werkstücke durch die Anzahl der Preßstationen (Preßstationenzahl)
in der Härtepresse bestimmt.
Bei der Auslegung einer Werkstückhärteanlage bestehend im wesentlichen aus
einem Drehherdofen und einer Härtepresse kommt es wesentlich darauf an, die
Kapazität sowohl des Ofens als auch der Presse so auszunutzen, daß keine
Leerzeiten entstehen. Dazu werden die Paletten im Drehherdofen in einer
kreisförmigen Reihe angeordnet, wobei an einer Beschickungsstelle des
Drehherdofens jeweils eine Palette mit fertig aufgekohlten Werkstücken oder
Werkstückmagazinen entnommen und mit einer Grünlinge tragenden Palette
beschickt wird.
Aus der Gebrauchsmusterschrift 296 08 569 ist es bekannt, eine Palette anstelle mit
einzelnen Werkstücken mit einem oder mehreren Werkstückmagazinen zu beladen,
wobei in jedem Werkstückmagazin mehrere Werkstücke geordnet übereinander
gestapelt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Manipulieren so
zu gestalten, daß sowohl der Drehherdofen wie auch die Härtepresse besser
ausgelastet sind. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß die Paletten im
Drehherdofen in einer derartigen Anzahl von Reihen angeordnet werden, dass die Werkstück
reihenzahl ein Vielfaches der Preßstationenzahl ist und daß neben den aus dem Drehherdofen zu entnehmenden, auf gleichem
Radius liegenden Paletten mindestens ein Freiplatz, der nicht von einer
Palette besetzt ist, vorgesehen wird. Die Erfindung macht es
möglich, beispielsweise kleinere Härtepressen mit wenigen Preßstationen mit
größeren Drehherdöfen, in denen eine größere Anzahl von Werkstückreihen
untergebracht werden kann, zu koppeln, weil die bisherige Gleichheit der
Preßstationenzahl mit der Werkstückreihenzahl nicht mehr eingehalten werden
muß. Damit lassen sich entsprechend der jeweiligen Aufkohlungszeit kleinere
Härtepressen mit größeren Drehherdöfen koppeln, ohne daß Leerzeiten entstehen.
Ein Drehherdofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist im Patentanspruch 3 definiert.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend an einem in der beigefügten Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine schematisch gezeichnete
Werkstückhärteanlage mit einer zwei Preßstationen
aufweisenden Härtepresse,
Fig. 2 bis 9 verschiedene Stadien des Palettenentnahme- und
beschickungsvorgangs an einem Drehherdofen nach Fig. 1.
Vor der Beschickungsöffnung 3 eines Drehherdofens 2 ist ein Manipulator 4 einer
im Ganzen mit 1 bezeichneten Werkstückhärteanlage aufgestellt, neben welchem
an einer Seite eine Härtepresse 5 und gegenüber an der anderen Seite ein Magazin
6 mit in diesem bevorrateten Grünlingen 7 angeordnet sind. Der Manipulator 4 ist
so ausgelegt, daß auf seinem nicht dargestellten Ausleger eine Palette 10 Platz
findet, welche im erläuterten Beispiel zwei Werkstücke 12, 14 trägt. Statt der
beiden Werkstücke 12, 14 können zwei Werkstückmagazine auf die Palette 10
abgesetzt sein. Die Härtepresse 5 ist mit zwei Preßstationen 8, 9 ausgerüstet, sodaß
mit einem Preßvorgang zwei aufgekohlte Werkstücke oder zwei
Werkstückmagazine mit aufgekohlten Werkstücken gleichzeitig bearbeitet werden
können. Nicht dargestellt ist eine der Härtepresse 5 üblicherweise vorgeschaltete
Abschreckstation für die aufgekohlten, heißen Werkstücke.
Der Drehherdofen 2 besitzt mehrere konzentrisch übereinander angeordnete,
ringförmige Roste, auf denen Paletten wie etwa die Palette 10 abgestellt und von
denen die Paletten entnommen werden können, wenn sie gerade hinter der
Beschickungsöffnung 3 liegen. Dabei trägt jede Palette 10 soviele Werkstücke 12,
14 oder Werkstückmagazine, im vorliegenden Fall zwei Stück, wie die Härtepresse
an Werkstücken gleichzeitig bearbeiten kann, also eine Anzahl von Werkstücken
oder Werkstückmagazinen, die gleich der Anzahl der Preßstationen ist. Auf den
Rostebenen sind daher die Paletten in konzentrischen Reihen angeordnet und
können in jeder Rostebene vom Ausleger des Manipulators 4 durch die
Beschickungsöffnung 3 abgesetzt oder von diesem entnommen werden. Zur
Vereinfachung der Darstellung ist nur eine einzige Rostebene in den Figuren
gezeigt.
Weiterhin nicht dargestellt sind Mittel zur Entnahme von im Magazin 6
bevorrateten Grünlingen 7 und zum Absetzen derselben auf einer leeren Palette
sowie andere Mittel zur Entnahme von Werkstücken 12, 14 oder
Werkstückmagazinen von der Palette 10 und Weitergaben derselben in die
Abschreckeinrichtung und von dort zwischen die Preßmatritzen der Härtepresse 5.
Fig. 1 zeigt eine Werkstückhärteanlage 1, bei der der Manipulator 4 einen
Drehherdofen 2, auf dessen Rostenebenen jeweils vier konzentrische
Werkstückreihen 16, 17, 18, 19 Platz finden können, sowie eine Härtepresse 5 mit
zwei Preßstationen 8, 9 bedient. Dabei befinden sich die auf gleichem Radius
benachbarten Werkstücke oder Werkstückmagazine 26, 27 der Werkstückreihen 16
und 17 auf einer einzigen Palette 36 und die weiteren beiden auf dem gleichen
Radius weiter innen benachbarten Werkstücke oder Werkstückmagazine 28 und 29
der Werkstückreihen 18, und 19 auf einer weiteren Palette 38, sodaß beide Paletten
36 und 38 im wesentlichen auf demselben Radius liegen. Zur Vereinfachung sind
in Fig. 1 in der dargestellten Rostebene nur vier paarweise gegenüberliegende
Palettenpaare dargestellt. Tatsächlich befinden sich in einer Rostebene meist sehr
viel mehr Paletten, die in konzentrischen Reihen angeordnet sind. Im vorliegenden
Fall erfassen die zwei Palettenreihen, zu denen die Paletten 36 und 38 gehören, die
vier Werkstückreihen 16, 17, 18 und 19. Man sieht, dass die Anzahl der
Preßstationen, hier die beiden Preßstationen 8 und 9, ein Teiler der Anzahl der
Werkstückreihen ist.
Wenn die beiden Paletten 36 und 38 hintereinander an der Beschickungsöffnung 3
stehen, ist es zur Entnahme der inneren Palette 38 und deren Ersatz durch eine mit
Grünlingen beladenen Palette lediglich erforderlich, in Hauptdrehrichtung 51 des
Rostes 50 neben der äußeren Palette 36 einen Freiplatz vorzusehen, der nicht mit
einer Palette besetzt ist, sowie den Rostantrieb mit einer Umsteuereinrichtung zur
kurzzeitigen Drehrichtungsumkehr für den Rost auszurüsten. Dies wird
nachstehend an einem einfacheren Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 2 bis 9
erläutert, bei dem der Manipulator 4 eine Härtepresse mit einer Preßstation und
einen Drehherdofen mit zwei Werkstückreihen bedient.
Da die Anzahl der auf einer Palette aufgenommenen Werkstücke oder
Werkstückmagazine der Preßstationenzahl entsprechen muß, trägt hier jede Palette
nur ein einziges Werkstück oder Werkstückmagazin. Die Hauptdrehrichtung des
Rostes 50 ist mit 51 bezeichnet, sie weist also in Gegenrichtung des Uhrzeigers.
Auf dem Rost 50 sind zwei konzentrische Reihen 52, 54 von Paletten abgestellt,
die hier, da jede Palette ein einziges Werkstück oder Werkstückmagazin trägt,
gleich der Werkstückreihenzahl entspricht. Im einzelnen tragen die Paletten 55, 57
je ein kurz vor dem Ende der Aufkohlungszeit stehendes Werkstück oder
Werkstückmagazin, die Paletten 56, 58 je ein fertig aufgekohltes Werkstück oder
Werkstückmagazin und die Paletten 62, 64, 66 je ein noch aufzukohlendes
Werkstück oder Werkstückmagazin. Die Paletten 55, 57 stehen kurz vor, die
Paletten 56, 58 genau an und die Paletten 62, 64, 66 in Hauptdrehrichtung 51 hinter
der Beschickungsöffnung. Radial vor der Palette 62 befindet sich auf dem Rost 50
ein Freiplatz 80, der mit keiner Palette besetzt ist.
Zunächst entnimmt der Ausleger des Manipulators 4 die Palette 58 (Fig. 3). Sodann
wird die Drehrichtung des Rostantriebs solange umgekehrt, bis die der inneren
Palette 56 in Hauptdrehrichtung 51 benachbarte innere Palette 62 hinter der
Beschickungsöffnung sich befindet. Alsdann wird der Rostantrieb angehalten und
der Freiplatz 80 mit einer Palette 70 vom Ausleger besetzt, welche einen Grünling
trägt (Fig. 4 und 5). Darnach wird der Rost 50 in Hauptdrehrichtung 51 solange
weitergedreht, bis die innere Palette 56 durch die Beschickungsöffnung für den
Ausleger zugänglich ist (Fig. 6). Der Ausleger räumt dann die Palette 56 vom
Rost 50 ab und ersetzt sie durch eine Palette 72, welche einen Grünling trägt
(Fig. 7 und 8). Schließlich wird der Rost 50 in Hauptdrehrichtung solange
angetrieben, bis das nächste Palettenpaar 55, 57 mit inzwischen fertig aufgekohlten
Werkstücken durch die Beschickungsöffnung zugänglich wird. Ein dem
Ausgangszustand gemäß Fig. 2 entsprechender Zustand der Rostbeladung mit
Paletten ist erreicht.
Entsprechend ist es möglich, einen Drehherdofen mit n möglichen
Werkstückreihen mit einer Härtepresse zu koppeln, die nur eine Anzahl von
Preßstationen besitzt, die ein Teiler von n ist, wenn eine genügende Zahl von
Freiplätzen vorhanden ist. Ermöglicht ein Drehherdofen beispielsweise sechs
Werkstückreihen pro Rost, kann er entweder mit einer Härtepresse mit zwei oder
mit einer Härtepresse mit drei Preßstationen gekoppelt werden, wobei dann im
Drehherdofen drei oder zwei Palettenreihen untergebracht sind. Sind drei
Werkstückreihen pro Rost möglich, reicht eine Härtepresse mit einer Preßstation
aus.
Claims (5)
1. Verfahren zum Manipulieren von aufzukohlenden Werkstücken, bei dem die
auf Paletten abgelegten Werkstücke oder Werkstückmagazine in einen
Drehherdofen in mehreren, einer vorgegebenen Werkstückreihenzahl
entsprechenden Reihen eingebracht, nach dem Aufkohlen dem Drehherdofen
entnommen und einer eine vorgegebene Preßstationenzahl aufweisenden
Härtepresse zugeführt werden, und wobei auf jeder Palette eine der
Preßstationenzahl entsprechende Anzahl von Werkstücken oder
Werkstückmagazinen abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Paletten
(36, 38; 55, 57; 56, 58; 64, 66) im Drehherdofen (2, 50) in einer derartigen
Anzahl von Reihen angeordnet werden, dass die Werkstückreihenzahl ein
Vielfaches der Preßstationenzahl ist, und dass neben den aus dem Drehherdofen
zu entnehmenden, auf gleichem Radius liegenden Paletten (56, 58) mindestens
ein Freiplatz (80), der nicht von einer Palette besetzt ist, vorgesehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem von einem mit zwei konzentrischen
Palettenreihen belegten Rost des Drehherdofens eine an einer
Beschickungsöffnung befindliche Palette der äußeren Palettenreihe entnommen
wird, dadurch gekennzeichnet, dass danach der Freiplatz (80) an die
Beschickungsöffnung gedreht, eine neue Palette (70) auf den Freiplatz (80)
abgelegt, eine hintere Palette (56) vor die Beschickungsöffnung gedreht, aus
dem Drehherdofen entnommen und durch eine weitere neue Palette (72) ersetzt
wird.
3. Drehherdofen mit einer oder mehreren übereinander angeordneten Rostebenen
sowie mit einem Manipulator zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem Rost (50) mehrere
konzentrische Reihen (52, 54) von mit Werkstücken oder Werkstückmagazinen
besetzten Paletten angeordnet sind, wobei wenigstens eine Palettenreihe
wenigstens einen nicht mit einer Palette besetzten Freiplatz (80) aufweist.
4. Drehherdofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Palette eine
Anzahl von Werkstücken (12, 14) oder Werkstückmagazinen trägt, die gleich
der Preßstationenzahl einer dem Drehherdofen (2) zugeordneten Härtepresse
(5) ist.
5. Drehherdofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Drehrichtung des Rostes umstellbar ist.
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