DE3030497C2 - Verfahren und Einrichtung zum Kühlen von Gußteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gesteuerten Gußstückkühlung im Produktionsablauf, bei der die Gußstücke im erhitzten Zustand von einer Ausdrückstation mittels einer Fördervorrichtung zu einer Station für manuelle Bearbeitung zugeführt werden und ihnen längs der Förderstrecke ein Kühlmedium zugeführt wird, sowie eine dafür erforderliche Einrichtung.

Bekannt ist ein Verfahren und eine dafür erforderliche Einrichtung der eingangs genannten Art (Literaturstelle »Gießerei«, 63,1976, Nr. 17, Seiten 479 bis 484), bei welchem die Gußstücke in einem Mehrstufenverfahren mittels Luftdüsen abwechselnd im Gleich- und Gegenstrom gekühlt werden, wobei unterschiedliche Kühllufttemperaturen angewendet werden. Damit soll eine gezielte, in einer konvexen Kurve verlaufende Abkühlung erreicht werden, um Gußteile aus Kugelgraphit ohne nachgeschaliete Wärmebehandlung frei von Härtegefüge und Eigenspannungen zu erhalten.

Durch die erforderlichen Gebläse und eine Heizvorrichtung entstehen hohe Investitions- und Betriebskosten sowie ein großer Platzbedarf, so daß sich dieser Aufwand höchst selten nur für ganz wenige Produkte rechtfertigt

Weiterhin hat dieses oder andere Verfahren, z. B. mittels einer stetigen Luftkühlung den Nachteil, daß entweder große Aufwendungen für die Abschirmung der Kühlstrecke sowie für die Absaugung und Filterung der Luft erforderlich sind oder daß die ohnehin staubige und trockene Luft in der Gießerei noch stärker verunreinigt wird und durch die starke Luftströmung noch trockener wird, was die Arbeitsbedingungen verschlechtert.

Bei einem weiteren häufig benutzten Verfahren, das

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65 beispielsweise in der DE-OS 28 22 333 beschrieben ist, werden die Tejje mit dem Formstoff einer drehbaren Ausrütteltrommel zugeführt, in deren Inneren Wasser zugeführt werden kann. Dabei wird die Kühlwirkung des Formstoffes benutzt, dessen Temperatur in den äußeren Schichten bedeutend tiefer ist als benachbart zu den Teilen, Trotz des bei dieser Ausführung betriebenen großen Aufwandes in Form einer Trommel mit Antrieb für den Drehbetrieb ist kaum eine schnelle, ausreichende Kühlung der Teile erreichbar. Die ganz oder teilweise im Formstoff eingebetteten Teile können nicht ungehemmt Wärme abgeben und in der Trommel staut sich die Wärme u. a. durch den wegen der Wasserzufuhr erzeugten Dampf, der nicht ungehindert emporsteigen kann. Ferner drängt das zugeführte Wasser in den Formstoff hinein, so daß eine feuchte Masse entsteht, die eine hohe Temperatur aufweist und die Teile umkapselt

Gegenüber dem erstgenannten Stand der Technik Hegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Verfahren und eine nach ihm arbeitende Einrichtung zu schaffen, die demgegenüber vor allem die Vorteile einer preisgünstigen, sauberen und umweltfreundlichen Lösung besitzt, bei der eine angenehme Raumfeuchtigkeit entsteht

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im gekennzeichneten Teil der Ansprüche 1 bis 4 gelöst

Ausführungsformen dieser Lösung sind in den weiteren, abhängigen Ansprüchen umschrieben.

Die hier beanspruchte Kühlart besteht demnach aus Zufuhr von Wasser in Intervallen, wobei keine Kraftquellen für die Zufuhr benötigt wird, weil das Wasser mit dem Druck des öffentlichen Wassernetzes transportiert wird. Die ganze Kühlung besteht somit aus einer Wasserleitung, die geöffnet und geschlossen wird. Hierbei werden die Gußteile einfach mit Wasser besprüht, das sich längs der Gußoberfläche bewegt und daran verdampft. Wenn das Wasser verdampft ist, wird nochmals gesprüht Die hierbei verwendete Intervallkühlung bezweckt somit, daß die Gußteile trocknen, bevor sie nochmals besprüht werden. Unter »Trocknen« wird dabei auch verstanden, daß die äußere Gußschicht eine gewisse Erwärmung von innen wieder erreicht hat, bevor eine weitere Abkühlung erfolgt Die Investitionsund auch Betriebskosten bei der nach diesem Verfahren arbeitenden Einrichtung gemäß der Erfindung sind sehr niedrig und zudem der Platzbedarf äußerst gering. Eine Belastung der Umwelt ist zudem nicht vorhanden.

Weitere Vorteile sind:

- sehr niedrige Temperatur,

- verbesserte thermodynamische Verhältnisse,

- geringe Staubbildung und

- eine angenehmere Feuchtigkeit am Arbeitsplatz.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht einer Förderbahn mit Körben für Gußteile,

Fig.2 ein Kühldiagramm für verschiedene Kühlmittel,

F i g. 3 eine Draufsicht eines Korbes mit eingetragenen Sprühbereichen,

F i g. 4 eine Endansicht des Korbes nach F i g. 3 und

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine Sprühdüse mit Zulaufrohr.

in F i g, 1 ist eins Förderbahn mit eis Fördermittel für Gußteile dienenden Körben 1 dargestellt, die an einer bewegten Kett& hängen und an einer Belade- und einer Emiadestation 2 vorbeigeführt werden. An der geladestation werden die Körbe 1 tnitGuÖteilen direkt von der Auspackstation gefüllt, die an der Entladestation 2 in eine bewegte und gerüttelte Abschlagrinne entleert werden. Längs der Abschlagrinne stehen Arbeiter, weiche die Trichter, Steiger, Gießgräte usw. mittels eines Hammers von den Gußteilen entfernen, die anschließend einer Strahlmaschine zugeführt werden.

Damit die Gußteile ohne Zeitverlust bearbeitet werden können, ist es wichtig, daß sie auf dem Weg von der Auspackstation zur Abschlagrinne derart abgekühlt werden, daß die Arbeiter sie anfassen können. Um die günstigste Kühlungsart zu ermitteln, wurden Versuche mit verschiedenen Kühlmittelkombinatjonen aus Luft und/oder Wasser durchgeführt, und die Resultate im Diagramm nach Fig.2 eingetragen. Dabei ist die zeitabhängige Abkühlung in ⁰C längs der Förderbahn von der Auspackstation bis zur Abschlagrinne für verschiedene Kühlungsarten dargestellt

In F i g. 2 zeigt Kurve 3 eine Kühlung der GuPteile in Raumluft, Kurve 4 mittels eines Ventilators, Kurve 5 Intervallkühlung mittels eines Ventilators, Kurve 6, wie Kurve 4, jedoch zusätzlich mit Wasserkühlung mittels zweier Düsen, Kurve 7, wie Kurve 5, jedoch zusätzlich mit Wasserkühlung mittels zweier Düsen, und Kurve 8 Wasserkühlung in Intervallen von jedem zweiten Korb mittels jeweils sechs Düsen 9.

Aus dem Diagramm geht hervor, daß die besten Resultate mit den Kurven 6, 7 und 8, und zwar insbesondere mit Kurve 7, erreicht werden. Die Versuche wurden mit relativ schweren Gußteilen von brutto etwa 64 und netto 34 kg durchgeführt Da diese Anlage in der Hauptsache für kleinere Gewichte vorgesehen ist, sind die Außentemperaturen der Gußteile am Anfang der Abschlagrinne in der Regel noch tiefer. Deshalb spielt der kleine Temperaturunterschied zwischen den Kurven 6, 7 und 8 keine große Rolle. Wenn dann die Kosten betrachtet werden, sind die Verhältnisse bei ausschließlicher Verwendung von Wasser in Intervallkühlung besonders günstig.

In F i g. 3 ist ein Korb 2 mit einer Wasser-Syrühvorrichtung 10 mit sechs Düsen 9 in Draufsicht und in Fig.4 in Endansicht dargestellt. Daraus geht hervor, daß sich die Wasserstrahlen der einzelnen Düsen 9 derart kegelförmig nach unten ausbreiten, daß sie sich, bevor sie die Gußteile erreichen, teilweise überdecken. In der Weise wird praktisch die gesammte Oberfläche der Körbe 2 mit Wasser besprüht. In Fig.5 ist ein Vertikalschnitt durch eine Düse 9 dargestellt, die z. B. eine Öffnung von 1,6 mm aufweist. Der Auslaßwinkel der Düse 9 ist wählbar. Die Kühlung wird dadurch in Intervallen durchgeführt, daß, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht, über jedon dritten Korb 2 eine Sprühvorrichtung 10 angeordnet ist. Die von der Auspackstation ankommenden Körbe 2 haben somit zwischen den Sprühstellen Zeit zum Trocknen. Das Trocknen ist auch darauf zurückzuführen, daß das Wasser sehr fein versprüht wird, und infolgedessen nur ganz kleine Wassermengen benötigt werden. Bei allen durchgeführten Versuchen wurde keine Verschlechterung der Festigkeit oder Struktur der Gußteile festgestellt

Die infolge der Hitze der Gußteile bewirkte Verdampfung führte zu einer angenehmen Erhöhung der Feuchtigkeit im Arbeitsraum, Wegen der kleinen Wassermengen entstanden keine Wasserlachen oder ο Verklebungen mit Staub. Deshalb wurde die periodische Reinigung der Anlage durch das Wassersprühen nicht erschwert

Bei kleinen Gußteilen kann die Häufigkeit der Besprühung reduziert werden, indem gleichzeitig z. B.

nur jeder sechste Korb 2 besprüht wird und trotzdem am Anfang der Abschlagrinne eine ausreichend tiefe Temperatur erreicht wird.

In einem Falle mit Kühlung von jedem zweiten Korb bzw. Wagen, betrug die Taktzeit 38 sek, die Haltezeit eines bestimmten Korbes an einer Sprühstelle 12 sek und die Kettongeschwindigkeit 0,105 m/sek. Pro Stunden wurden 95 Körbe von einer bestimmten Vorrichtung besprüht Die Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Besprühungen eines bestimmten Korbes betrug 48.76 sek.

Anstelle von Körben können auch andere Behälter oder auc'* Haken verwendet werden, an denen die Gußteile aufgehängt sind.

Das Besprühen kann z. B. dadurch automatisch

jo gesteuert werden, daß die Anzahl der eingeschalteten Sprühvorrichtungen und die Sprühdauer ram Gewicht und von der Temperatur der einzelnen Gußteile oder Körbe 2 abhängig sind.

Die Beschaffung und die Installation der Sprühvor-

j-, richtungen sind mit relativ niedrigen Kosten verbunden, und das benötigte Wasser wird gratis oder preisgünstig direkt von der öffentlichen Wasserleitung abgezapft Deshalb ergeben sich gegenüber kostspieligen Gebläsen mit elektrischem Antrieb sehr große Einsparungen bei Intervallkühlung mittels Wassers. Die Wasserzufuhr zu den Düsen kann zudem zwischen den Körben abgestellt werden.

Die intervallkühlung hat den Vorteil, daß die Wärme im Inneren des Gußteils zwischen jedem Kühlintervall

-r, an die Oberfläche dringen kann. In der Weise kann der Kühlenergiebedarf herabgesetzt werden, weil das Kühlen einer bereits abgekühlten Oberfläche eine Verschwendung von Kühlenergie darstellt. Dabei hängt die Dauer für das Nachdringen der Temperatur vom

in Inneren des Gußteils bis zur Oberfläche desselben mehr oder weniger von der Legierung des Gußteils ab.

Da die Geschwindigkeit bei der Abkühlung einen Einfluß auf das Materialgefüge hat, der mehr oder weniger stark bzw. vernachlässigbar oder erwünscht

5i sein kar',1, ist es zweckmäßig diese Geschwindigkeit auch von diesem Gesichtspunkt aus zu steuern.

Es ist ferner zu erwähnen, daß eine kalte Sahlösung eine besonders starke Kühlwirkung besitzt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gestewerten^ußstückküblung im Produktionsablauf, bei der die Gußstücke im erhitzten Zustand von einer Ausdrückstation mittels einer Fördervorrichtung zu einer Station für manuelle Bearbeitung geführt werden und ihnen längs der Förderstrecke ein Kühlmedium zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium ausschließlich Wasser verwendet und dessen Zuführung zu den Gußstücken in derart bemessenen Intervallen vorgenommen wird, daß das Wasser durch die in den Gußstücken gespeicherte Wärme zwischen zwei Intervallen verdampft

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Intervalle der Dicke der Gußteile und/oder deren Temperatur angepaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser oberhalb der Gußteile zugeführt wird.

4. Einrichtung mit einer Fördervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Abständen längs der Förderstrecke Vorrichtungen (10) zur Zufuhr von Wasser zu den Gußteilen angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung an einer jo Förderkette befestigte Körbe (1) aufweist