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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kokillen-Seriengießen
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von verschiedenen, in unterschiedlich großen Stückzahlen benötigten
Gußteiltypen, bei dem die am laufenden Band zugeführten Kokillen nacheinander -
bei Bedarf mit Kernen bestückt - gefüllt, verschlosse einer Gießstation zugeführt
und nach dem Erstarren der Gußteile zum Auswerfen derselben geöffnet werden, worauf
die Gußteile einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
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Es ist bereits ein lineares Dauerformgußsystem bekannt (DE-OS 28 55
128), mit dem die gleichzeitige Herstellung von bis zu 25 verschiedenen Gußerzeugnissen
möglich ist. Bei diesem bekannten Dauerformgußsystem mit Einrichtungen zum Schrittschaltantreiben
bzw. schrit£weisen Arbeiten und zum Bewegen der Formen zu einer Vielzahl von Stationen
sind nacheinander die folgenden Stationen vorgesehen: Eine Rauchstation zum Beschichten
einer Form, eine Station zum Kerneinsetzen, eine Zeiteinlesestation zum Registrieren
der Erstarrungszeit in einem Speichersystem, eine Verriegelungsstation zum Festsetzen
der Formen in einer geschlossenen Stellung, eine Gießstation zum Füllen der Formen,
eine Kühl- und Ausspannstation zum öffnen der Form und zum Freigeben des Gußstückes,
eine Einrichtung zum Aufnehmen und Fördern des Gußstückes in ein gesteuertes Kühlsystem
und ein Transportsystem mit geschlossenem Kreislauf zum Schrittschaltantreiben einer
Vielzahl Behälter, die isoliert und feuerfest mit einem beheizbaren Deckel ausgekleidet
sind. Weiter ist ein Heizsystem zum Vorwärmen der isolierten Behälter und ein Langsamkühltunnel
mit Türen an jedem Ende zum Einfüllen und Ausstoßen von Gußstücken vorgesehen. Schließlich
liegt eine Trennrichtung zum Trennen von Sand und Gußstücken und eine Pendel station
zum Zurückführen der Gießwaren zu der Rauchstation vor.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Kokillen-Seriengießen
von sehr unterschiedlichen Gußteiltypen, wie sie insbesondere im Automobilbau und
speziell beim Bremsenbau vorkommen. Hier gibt es Großseriengußteile, von denen täglich
viele
tausende Stück benötigt werden. Andererseits werden Kleinserienteile evtl. nur einmal
im Monat in einer etwas größeren Stückzahl gefertigt. Bei einem derartigen Kokillen-Seriengießsystem
können bis zu 60 Kokillen ständig im Umlauf sein.
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Ein Großserienteil braucht ständig ca. 6 bis 8 Kokillen.
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Für ein Kleinserienteil genügt im allgemeinen eine Kokille, die dann
z.B. alle Monat fünf Stunden lang umläuft, worauf dann das Produktionsziel erfüllt
ist. Großserienteile sind z.B. bei Scheibenbremsen die Faustsättel. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist besonders geeignet für Sphäroguß, läßt sich aber auch für Grauguß
und andere>Gießwerkstoffe anwenden.
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Beim bekannten Kokillen-Seriengießen werden die Wagen mit den Metallkokillen
in einem Umlauf system angeordnet. In die gereinigten und berußten Kokillen werden
zunächst die Kerne eingelegt, worauf dann die Kokille verschlossen und der Gießstation
zugeführt wird. Die aus den Kokillen nach dem Erstarren herausgenommenen Gußteile
werden anschließend durch eine Wärmebehandlungsstation, z.B. einem Glühofen, geführt.
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Nach einer Zwischenlagerung erfolgt dann die Nachbearbeitung, z.B.
das Abtrennen der Angüsse und ggfs. ein Nachschleifen oder ein Reinigen durch Stahl
strahlen.
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Das Problem bei den bekannten Verfahren zum Kokillen-Seriengießen
besteht in dem hohen manuellen Aufwand beim Sortieren.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Gußteile nach dem Ausformen
und vor der Wärmebehandlung abgekühlt und gehandhabt werden-müssen. Dies bedeutet
einen erheblichen Energieverlust, weil die beim Abkühlen abgegebene Wärme nutzlos
vergeudet wird.
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Nachteilig ist auch, daß immer wieder Kokillen mit unterschiedlichem
Inhalt nacheinander vorliegen, was einer erheblichen Aufmerksamkeit der Bedienungspersonen
bedarf. Es besteht eine erhebliche Verwechslungsgefahr mit der möglichen
Folge
eines Werkzeugbruches.
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Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Kokillen-Seriengießen der eingangs genannten Gattung zu schafen, bei dem die in
den Gußteilen nach dem Gießen und Ausformen noch vorhandene Wärme möglichst gut
für die anschließende Wärmebehandlung ausgenutzt wird. Außerdem soll der hohe manuelle
Aufwand beim Sortieren herabgesetzt werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Gußteile
nach Typen geordnet in einzelne Behälter abgeworfen werden und daß die in dem Behälter
enthaltenen Gußteile spätestens beim Absinken der Temperatur auf einen in der Grössenordnung
der Temperatur der anschließenden Wärmebehandlung liegenden Wert in die Wärmebehandlungsstation
überführt werden.
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Erfindungsgemäß werden also die noch warmen Gußteile mit einer Temperatur
von z.B. 700 bis 9000 C zunächst mechanisch sortiert und dann ohne großen Energieverlust
färmebehandelt bzw. geglüht. Dadurch wird der hohe manuelle Aufwand beim Sortieren
reduziert, denn die Ordnung der Kokillen wird übernommen. Das bisher übliche Abkühlen
und Handhaben der Gußteile entfällt.
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Insbesondere ist das bisher übliche Vorsortieren der abgekühlten Gußteile
von Ha,nd vor und nach dem Glühen nicht mehr erforderlich. Auch das manuelle Beschicken
des Glühofens bzw.
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der Glühöfen entfällt.
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Erfindungsgemäß erfolgt das geordnete Abwerfen aus der Kokille von
typengleichen warmen Gußteilen durch automatische Steuerung des Gieß-Umlaufsystems.
Die warmen Gußteile werden über wärmeisolierte Transporteinrichtungen in die zugeordneten
Glühwagen befördert. Dabei wird der Kernsand und das Kreislaufmaterial weitgehend
separiert. Die Glühwagen bilden beim Weg durch den schutzgasbeaufschlagten Glühofen
den Boden des Glühofens.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Ordnung der Kokillen
übernommen wird und insbesondere der Wärmeinhalt der Gußteile im Verfahrensblauf
nutzbringend verwertet wird. Der manuelle Aufwand wird reduziert, und die Sortier-und
Glühkosten werden verringert. Außerdem sind die Arbeitsplatzbedingungen verbessert.
Schließlich wird der Verfahrensablauf übersichtlicher und die Verwechslungsgefahr
(Werkzeugbruch) wird verringert. Weiter wird eine wirtschaftliche, automatische
mechanische Nachbearbeitung aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
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Bei Großseriengußteilen wird zweckmäßig jeder Behälter nur mit einem
Typ von Gußteilen gefüllt Bei Kleinseriengußteilen kann dagegen jeder Behälter auch
mit mehreren Typen von Gußteilen gefüllt werden, um die Kapazität der Behälter besser
auszunutzen.
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Die Gußteile können entweder- mit dem Behälter selbst in die Wärmebehandlungsstation
überführt werden, oder sie werden zuvor auf ein Transportband entleert.
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An der Abwurfstation soll jeder gefüllte Behälter sofort durch einen
leeren ersetzt werden.
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Vorzugsweise ist erfindungsgemäß eine Zeitsteuerung vorgesehen, welche
die Behälter bzw. die darin enthaltenen Gußteile unabhängig vom Füllgrad nach einer
vorbestimmten Zeit zur Wärmebehandlungsstation befördert.
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Die Überführungstemperatur ist zweckmäßig nicht kleiner als z.B.
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5000 C, um einen erheblichen Energiespareffekt zu erzielen.
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Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, daß die Transporteinrichtung
für die Kokillen mit einer Kokillen-Ausschleusstation, einer Stelle zum Einschleusen
von Kokillen sowie einer Kokillen-Vorwärmstation versehen ist. So kann auf einfache
Weise eine Anpassung der Kokillen-Gießanlage an den jeweiligen Bedarf sowohl hinsichtlich
der Menge als auch der Art der Gußteile erfolgen. Ohne Unterbrechung des Gießablaufs
kann die Zahl der umlaufenden Kokillen erhöht oder erniedrigt werden.
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Ferner können je nach der Art der gewünschten Gußteile in Betrieb
andere Kokillen in die Gießstrecke eingeschleust werden. Auch das Auswechseln einzelner
Kokillen bei Verschleiß ist ohne Unterbrechung des Gießablaufs möglich.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben, deren einzige Figur eine erfindungsgemäße Vor richtung zum Kokillen-Seriengießen
schematisch zeigt.
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Aus einer Kokillen-Vorwärmstation 18 werden die geöffneten Kokillen
26 über eine Abkühl-, Absaug- und Warmhaltestation 17 einer Reinigungs- und Berußungsstation
25 zugeführt. Die geöffneten Kokillen haben dort eine Temperatur von ca. 400 bis
5O00C. Die schematisch bei 26 geöffnet bzw. geschlossen dargestellten Kokillen sind
auf nicht dargestellten Kokillen-Transportwagen gelagert, von denen beispielsweise
60 Stück vorgesehen sind, die durch einen äußeren Antrieb schrittweise fortbewegt
werden.
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Die geöffneten Kokillen werden dann einer Kerneinlegestation 27 zugeführt,
wo beispielsweise von einer schematisch dargestellten Person 28 die Kerne eingelegt
werden. Anschließend folgt dann eine Schließstation 29, wo die Kokillen 26 verschlossen
und verriegelt werden. Die Schließhaltezeit ist für jeden Kokillenwachen stufenlos
einstellbar, Über das laufende Band 30 werden die Kokillenwagen dann weiter bis
zur Gießstation 31 befördert, wo das Ausgießen der Kerne in den Kokillen erfolgt.
Für jeden Kokillenwagen sind an der Gießstation Positioniereinrichtungen vorbestehen.
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Vor dem Einlaufen in die Gießstation 31 haben die Kokillen 26 eine
Temperatur von < 5000C. Der Gießvorgang läuft bei etwa 14500C ab.
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Nach der Gießstation und dem Erstarren der Gußteile werden die Kokillen
26 geöffnet. Sie gelangen dann mit einer Temperatur von ca. 700 bis 9000C zu einer
Abwurfstation 24 mit Abwurfschächten 11, 12, 13, 14, wo die Gußteile nach Typen
geordnet abgeworfen werden. Beispielsweise fallen die schematisch angedeuteten Gußteile
19 eines bestimmten Typs in den Abwurfschacht 11, die Gußteile 20 in den Abwurfschacht
12, die Gußteile 21 in den Abwurfschacht 13 und eine Vielzahl von Kleinserien-Gußteilen
22 in den Abwurfschacht 14.
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Während in der Zeichnung beispielsweise nur vier Abwurfschächte gezeigt
sind, sind vorzugsweise fünf bis acht Abwurfschächte unter dem Hallenflur vorgesehen.
Die Gußteile fallen durch diese Abwurfschächte 11 bis 14 hindurch auf je eine Rüttelrinne
mit Gitter zum Separieren von Kernsand und kleinen Kreislaufteilen.
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Schließlich werden die Gußteile geordnet in Behälter 15 solange abgeworfen,
bis diese gefüllt sind. Bei den Behältern 15 kann es sich um ausgekleidete Glühwagen
handeln. Jeder Behälter 15 wird gleichmäßig gefüllt Sobald ein Behälter 15 voll
ist, wird er automatisch durch einen leeren ersetzt. Der Arbeitsplatz der Bedienungsperson
ist so angeordnet, daß ein visuelles Kontrollieren der Kokillen 26 und der Gußteile
möglich ist.
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Anschließend erfolgt dann der Behältertransport über ein Transportband
16 zur Wärmebehandlungsstation 23, wo z.B. ein Glühen stattfindet. Die Behälter
15 können aber auch auf das Transportband 16-entleert werden, so daß die Gußteile
ohne Behälter in die Wärmebehandlungsstation 23 gelangen.
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Sofern die Behälter 15 Glühwagen sind, welche mit in die Wärmebehandlungsstation
23 eingefahren werden, gelangen sie unter der Gießanlage durch die Wärmebehandlungsstation
23, welche durch einen Glühofen gebildet sein kann. Der Rücktransport der leeren
Behälter 15 erfolgt dann über eine Strecke 32 zurück zur Abwurfstation 24. Die von
Glühwagen gebildeten Behälter 15 sind mit feuerfestem Material abgedichtet und weisen
eine Auffangeinrichtung für die Gußteile auf. Die Wärmezufuhr und -abfuhr im
Glühofen
muß von allen Seiten gewährleistet sein. Die Glühwagen weisen eine seitliche Abdichtung
gegen den Glühofen auf, damit sich nur die Wagenoberfläche und das Glühgut nach
einer vorgegebenen Wärmebehandlungskurve erwärmen. In Fahrtrichtung sind die Glühwagen
untereinander vorn und hinten abgedichtet.
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In der Wärmebehandlungsstation 23 erfolgt eine elektrische Beheizung
oder eine Beheizung mit Gas.
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Hinter der Wärmebehandlungsstation 23 befindet sich eine Übergabestation
33, wo die behandelten Gußteile geordnet in Container geschüttet werden. Es erfolgt
dann ein automatischer Weitertransport in Zwischenlager zum Abkühlen bzw. Puffern
für die Gußnachbearbeitung. Die die Behälter 15 bildenden Glühwagen werden dann
über die Strecke 32 zur Abwurfstation 24 zurückbefördert.
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Die in der Ahwurfstation 24 geleerten Kokillen 26 werden mit einer
Temperatur von etwa ca. 9000C zu der Abkühl-, Absaug-und Warmhaltestation 17 weiterbefördert.
Darin befindet sich eine Kokillen-Kühlstrecke mit Absaughaube. Außerdem ist hier
eine Kokillen-Ausschleusstation 34 vorgesehen, wo nicht mehr gebrauchte Kokillenwagen
ausgeschleust werden können. Erneut gebrauchte Kokillen 26 Werden über den Kreislauf
35 wieder auf das-laufende Band 30 zurückgeschleust. Nach Bedarf können von der
Kokillen-Vorwärmstation 18 neue Kokillen in den Kreislauf 35 eingeschleust werden.
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Das Reinigen der Kokillen in der Reinigungs- und Berußungsstation
25 kann durch Ausblasen erfolgen.
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In der Kerneinlegestation 27 befindet sich ein automatischer Kerneinleger
für vier Kerne je Kokille. Nach dem Einlegevorgang
sind die Kokillenhälften
zusammenzuschieben, um ein Herausfallen der Kerne zu verhindern.
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Die Kernzuführung erfolgt erfindungsgemäß automatisch durch Abruf
der Kernaufnahmerahmen im Bereitstellungslager,von wo der'Transport zum automatischen
Kerneinleger erfolgt. Vor dem Einlegen der Kerne geschieht eine Prüfung auf Zusammengehörigkeit
von Kokille 26 und Kern. Nach der Abgabe der Kerne an die Kokillen erfolgt der Rücktransport
der leeren Kern-Aufnahmerahmen zur Kernmacherei.
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c.
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Ggfs. kann das Kerneinlegen auch manuell erfolgen, wofür zwischen
der Reinigungs- und Berußungsstation 25 und der automatischen Kerneinlegestation
27 ein entsprechender Platz vorzusehen wäre.
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Erfindungsgemäß können auch zwei Umlauf systeme, wie sie in der Zeichnung
dargestellt sind, parallel geschaltet werden.
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An der Abwurf station 24 sind dann jedoch die beiden Umlaufsysteme
miteinander verbunden, so daß sämtliche Behälter nur über ein Transportband 16 oder
eine sonstige Förderstrecke der Wärmebehandlungsstation 23 zugeführt werden. Diese-kanR
/ we s wieder aus zwei parallel geschalteten Glühöfen bestehen.
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Das Abwerfen in die Abwurfschächte 11, 12, 13, 14 kann durch eine
geeignete Codierung der Kokillenwagen bzw. der Kokillen 26 automatisch bewerkstelligt
werden.
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Neben der Wärmebehandlungsstation 23 kann sich mit dieser thermisch
gekoppelt auch noch eine Kokillen-Warmhaltestation 37 befinden, welche eine Verbindung
36 mit dem Kreislauf 35 innerhalb der Abkühl-, Absaug- und Warmhaltestation 17 hat.
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