DE4446496A1 - Förderstrecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Hängefördersysteme, zum Beispiel in Form von Kettenförderer, sind in vielfachem Einsatz zum Transport von Werkstücken zu den verschiedensten Bearbeitungsstationen. Wird der Werkstückrohling durch ein Verfahren gewonnen, in dem ein maßgeblicher Erwärmungsprozeß vorgeschaltet ist, wie es beim Druckguß oder bei der Umformung durch Schmieden geschieht, so ist häufig ein anschließender Abkühlungsvorgang erforderlich.

Zu diesem Zweck fährt das Transportsystem durch eine Kühlstrecke, die in ihrem Fahrbereich angeordnet ist. Insbesondere bei Werkstücken großer Länge muß das Transportsystem eine längere abwärtsgerichtete Fahrbewegung ausführen. Damit die Werkstücke kontrolliert transportiert werden und sich durch übermäßige Schräglage nicht behindern, kann die Abwärtsbewegung nur in einem Winkel der wesentlich kleiner als 45° ist, durchgeführt werden.

Der erforderliche Zeitaufwand bis zum kompletten Eintauchen der Werkstücke kann somit einige Minuten betragen.

Handelt es sich nur um einen allgemeinen Abkühlvorgang, so kann dieses akzeptiert werden. Soll das Werkstück jedoch aus der Prozeßwärme abgeschreckt werden mit dem Ziel eines Härtevorgangs, so ist dieses technologisch nicht möglich. Bekannt ist, daß zur Erreichung eines befriedigenden Härteergebnisses ein schnelles und komplettes Abschrecken des Teiles erforderlich ist. Andernfalls sind Härterisse, unterschiedliche Härtewerte und andere Härtefehler unvermeidbar.

Aufgabe und Lösung der Erfindung

Die Erfindung hat sich demzufolge die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher ein schnelles und komplettes Abschrecken für einen Härtevorgang in einem Abkühlbad, insbesondere auch bei großen Werkstücken, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 dar.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 beinhaltet als neuen Gedanken ein in zwei getrennte Transport strecken aufgetrenntes Fördersystem, in welchem vorzugsweise ohne Unterbrechung der Taktfolge Werkstücke von einem Transportsystem übernommen und an ein zweites Transportsystem übergeben werden, wobei gleichzeitig das komplette Werkstück innerhalb kürzester Zeit in ein Kühl- bzw. Abschreckbad eintaucht. Bei dem Rückwärtshub wird ein abgekühltes Werkstück vom zweiten Transportsystem übergeben und weiteren Bearbeitungsstationen zugeführt. Die erfindungsgemäße Aufteilung einer Förderstrecke in eine Hauptförderstrecke zur Verbindung verschiedener Fertigungsstationen und einer zusätzlichen speziellen Förderstrecke zur Abschreckung und zeitlich bedarfsgerechtem Durchfahren eines Kühlbades ermöglicht in Verbindung mit einer entsprechenden Anordnung der Förderstrecken eine erhebliche Reduzierung des Platzbedarfes und verbessert das Härteergebnis ganz wesentlich. Ein wesentlicher Vorteil wird auch durch die spezielle Ausbildung der Übergabevorrichtung erreicht, die jeweils als eine Art Wechseleinrichtung ausgebildet, das heißt wechselndes Bestandteil der Förderstrecken ist.

Durch die Wahl entgegengesetzter Förderrichtungen, entsprechender Teilabstände und darauf abgestimmte Taktzeit kann auf einfache Weise ohne Unterbrechung des Fördertaktes die Übergabe der Werkstücke von einem Fördersystem an das andere wechselseitig erfolgen.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es weiterhin möglich, die bei einem Umformvorgang erfolgte Werkstückerwärmung für eine nachfolgende Härtung oder Vergütung des Werkstückes zu nutzen. So wird zum Beispiel bei einem Schmiedeprozeß ein Stahlrohling auf über 1100° erwärmt. Die Temperatur muß nach der Umformung zur Erreichung einer problemlosen Härtung vor dem Eintauchen in ein Abschreckbad noch einen bestimmten Mindestwert aufweisen. Dieser Wert ergibt sich bei Stahlteilen entsprechend der Zusammensetzung aus dem bekannten Eisen-Kohlenstoff-Diagramm.

Diese Forderung kann durch eine abwärtsgerichtete Vertikalbewegung der Übergabevorrichtung gelöst werden. Bei dieser Abwärtsbewegung werden auch Werkstücke mit einer Länge über 1 Meter in wenigen Sekunden komplett in das Abschreckbad eingetaucht. Die Verweilzeit des Werkstückes kann nun durch die Trennung der Fördersysteme individuell gesteuert werden. Lediglich der Taktrhythmus der Fördersysteme muß aufeinander abgestimmt sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend am Beispiel einer Schmiedelinie zur Herstellung großer Kurbelwellen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 den prinzipiellen Ablauf des Werkstücktransportes mit der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung bzw. Förderanlage.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine obere Hauptförderstrecke mit eingekuppelter Werkstückübergabevorrichtung und eine untere Förderstrecke zum Werkstücktransport durch eine Abschreck- und Kühlstrecke,

Fig. 2 die Werkstückübergabevorrichtung nach einer Abwärtsbewegung eingekuppelt an die untere Förderstrecke mit eingetauchten Werkstücken in das Abschreckbad,

Fig. 3 Übergabe des neuen Werkstückes an die untere Förderstrecke und Übernahme eines gekühlten Werkstückes,

Fig. 4 Vorrichtung nach Aufwärtsbewegung in oberer Position mit Übergabe des gekühlten Werkstückes und Aufnahme eines abzuschreckenden Werkstückes.

Fig. 5 und 6 zeigen einen Schnitt quer zur Teileförderrichtung mit Anordnung der Vorrichtung und Werkstück in oberer Position (Fig. 5) und in abgesenkter Position (Fig. 6).

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Hauptförderstrecke 1 bestehend aus einer stationären Führungsschiene 2, Werkstückaufnahmeelemente 3 und Schieber 4. Die Aufnahmeelemente 3 tragen Werkstücke 5, die auf einer nicht näher dargestellten Schmiedemaschine nach einer Erwärmung auf zum Beispiel ca. 1150°C umgeformt wurden und mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Roboters aus der Schmiedemaschine entnommen, und an die Aufnahmeelemente 3 übergeben wurde. Mit dem Pfeil 6 ist die Haupttransportrichtung gekennzeichnet. Zwischen der unterbrochenen Führungsschiene 2 befindet sich die Werkstückübergabevorrichtung 7, die eine Vertikalbewegung 8 ausführen kann. Einem Abschreckbad bzw. Kühlstrecke 9 ist eine weitere Nebenförderstrecke 10 zugeordnet, die aus einer Führungsschiene 11, aus Werkstückaufnahmeelemente 3 und Schieber 13 besteht. Die Transportrichtung in der Kühlstrecke 9 ist mit 12 bezeichnet. Ersichtlich ist in Fig. 1, wie der Schieber 4b ein Werkstückaufnahmeelement 3b mit Werkstück 5b auf die Werkstückübergabevorrichtung 7 geschoben hat. Ein weiterer Schieber 4c hat gleichzeitig das Werkstückaufnahmeelement 3c mit Werkstück 5c von der Werkstückübergabevorrichtung 7 auf die sich fortsetzende Schiene 2 der Hauptförderstrecke 1 geschoben.

Fig. 2 Nach Ausführung der Vertikalbewegung 8 befindet sich die Werkstückübergabevorrichtung 7 zwischen den unteren Führungsschienen 1 der Förderstrecke 10. Durch die schnelle Vertikalbewegung ist das noch höher als 830° C temperierte Werkstück 5b demzufolge innerhalb weniger Sekunden komplett in das Abschreckbad getaucht und damit gehärtet. Zur weiteren Abkühlung wird das Werkstück 5b durch die Kühlstrecke 9 transportiert.

Fig. 3 zeigt die Übergabe der Werkstückaufnahme 3b mit Werkstück 5b an die linke Führungsschiene 11 mittels der nach links gerichteten Bewegung des Schiebers 13a. Das aus einem Umlauf im Abschreckbad kommende, fertig abgekühlte Werkstück 5d mit Werkstückaufnahme 3d wird gleichzeitig durch Schieber 13b auf die Werkstückübergabevorrichtung 7 geschoben, um im nächstfolgenden Takt nach oben transportiert zu werden.

Fig. 4 Nach der Vertikalbewegung 8 ist die Werkstückübergabevorrichtung 7 wieder zwischen den Führungsschienen 2 der Hauptförderstrecke 1. Schieber 4b hat die Transportbewegung von Werkstückaufnahme 3d mit Werkstück 5d übernommen, um dieses zur nächsten, nicht näher dargestellten, Bearbeitungsstation zu transportieren. Schieber 4a kann gleichzeitig durch seine Bewegung das Werkstückaufnahmeelement 3a mit Werkstück 5a auf die Werkstückübergabevorrichtung 7 schieben.

Die nächste Darstellung würde Bild 1 entsprechen und ein neuer Übergabezyklus gestartet. Wesentlich ist bei diesem Ablauf gemäß Bild 1 bis Bild 4 der gewählte Teileabstand und die Taktzeit. Hat zum Beispiel der Werkstückabstand auf den Förderstrecken das Maß X, so kann der komplette Übergabezyklus in einer Zeit stattfinden, die einer Förderstrecke von 3/4 X entspricht. Die verbleibende Zyklus zeit ist dann so bemessen, daß zum Beispiel der Schieber 4a das Werkstück 5a um das Maß 1/4 X befördert und damit auf die Werkstückübergabevorrichtung 7 schiebt bzw. der Schieber 4b das Werkstück 5d aus dem Bereich der Werkstückübergabevorrichtung entfernt (Fig. 4). Aus den Darstellungen ist deutlich ersichtlich, daß bei der Erfindung der gesamte Übergabezyklus ablaufen kann, ohne daß die Bewegungen der Förderstrecken 1 und 10 unterbrochen werden. Möglich ist dies dadurch, daß die Bewegungsrichtung der Förderstrecken gegenläufig gewählt werden.

Fig. 5 ist eine Darstellung quer zur Transportrichtung und entspricht dem Taktzyklus in Fig. 1.

Der umlaufende Schieber 4b hat die Werkstückaufnahme 3b mit Werkstück 5b auf die Führungsschiene 14 der Werkstückübergabevorrichtung 7 geschoben. Weitere Teile der Werkstückübergabevorrichtung 7 sind Halter 15 und Lineareinheit 16, die als Zylinder, Motor-Spindeleinheit oder dergleichen ausgebildet ist. Entsprechend dem gewählten Transporttakt wird die Vertikalbewegung 8 der Lineareinheit 16 und damit der Werkstückübergabevorrichtung 7 ausgelöst.

Fig. 6 zeigt die Werkstückübergabevorrichtung nach erfolgtem vertikalen Abwärtshub, zum Beispiel nach Fig. 2. Das Werkstück 5b ist komplett in das Abschreckbad 9 eingetaucht.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen und vorteilhaften Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Grundgedankens.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur taktweisen Förderung von Werkstücken zu einer Bearbeitungs- bzw. Behandlungsstation, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung ein erstes Transportsystem (1 bis 4) sowie ein hierzu wenigstens teilweise parallel angeordnetes zweites Transportsystem (10, 11, 13) umfaßt, auf welchen die Werkstücke (5) im Fördertakt transportierbar sind und daß das erste und zweite Transportsystem mittels einer Werkstückübergabevorrichtung (7) im Sinne eines Werkstückaustausches zwischen den Transportsystemen miteinander verbindbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Transportsystem aus einer Hauptförderstrecke (1) und das zweite Transportsystem aus einer Nebenförderstrecke (10) besteht, die jeweils eine, durch die Werkstückübergabevorrichtung (7) unterbrochene, Führungsschiene (2, 11) aufweisen, wobei die Werkstücke (5) taktweise auf die Werkstückübergabevorrichtung (7) gleichzeitig auf- und abschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- und Nebenförderstrecke (1, 10) eine gegenläufige Transportrichtung (6, 12) für die Werkstücke (5) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückübergabevorrichtung (7) aus einem Teilabschnitt der Hauptförderstrecke (1) bzw. Nebenförderstrecke (10) gebildet ist, welcher mittels einer Lineareinheit (16) oder dergleichen zwischen den Förderstrecken (1, 10) verfahrbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückübergabevorrichtung eine Vertikalbewegung zur Verbindung der Haupt- und Nebenförderstrecke (1, 10) durchführt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- bzw. Nebenförderstrecke (1, 10) mit taktweise zu fördernden Werkstückaufnahmeelementen (3) bestückt sind, wobei zum Werkstücktransport Schieber (4, 13) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmeelemente (3) zum hängenden Transport von Werkstücken (5) konzipiert sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Transportsystem (10, 11, 13) ein Härtebad oder Abschreckbad (9) zugeordnet ist, in welches die Werkstücke (5) bei einer Abwärtsbewegung der Werkstückübergabevorrichtung (7) ganzflächig und schnell eintauchen, wobei das zweite Transportsystem eine Umlaufbewegung der Werkstücke (5) im Härte- bzw. Abschreckbad (9) vollzieht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückübergabevorrichtung (7) eine simultane Aufnahme und Abgabe von Werkstücken vollzieht.