EP1089045A2 - Articles handling process and rotary hearth furnace therefor - Google Patents
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- F27D3/0024—Charging; Discharging; Manipulation of charge of metallic workpieces
Definitions
- the invention relates to a method for manipulating carburized Workpieces in which the workpieces or Workpiece magazines in a rotary hearth furnace in several, a predetermined Number of rows of workpieces introduced after carburizing taken from the rotary hearth furnace and a predetermined number of pressing stations having the hardness press, and on each pallet one of the Number of pressing stations corresponding number of workpieces or Work piece magazines are stored.
- Green parts " that is to say workpiece blanks which have not yet been carburized, are introduced into the rotary hearth furnace and, after the carburizing, removed again and fed to a hardening press having a predetermined number of pressing stations.
- the number of workpieces to be deposited on a pallet is the number of pressing stations (number of pressing stations) in the hardness press.
- the invention is based, so the manipulation mentioned above to design that both the rotary hearth furnace and the hardening press better are busy. According to the invention it is provided that the pallets in Rotary hearth furnace can be arranged in such a number of rows that the Number of workpiece rows is a multiple of the number of press stations.
- the invention makes it is possible, for example, to use smaller hardening presses with a few pressing stations larger rotary hearth furnaces in which a larger number of workpiece rows can be accommodated to couple, because the previous equality of Number of pressing stations with the number of workpiece rows can no longer be maintained got to. This allows smaller ones to be used depending on the carburization time Coupling hardening presses with larger rotary hearth furnaces without any idle times.
- a manipulator 4 In front of the loading opening 3 of a rotary hearth furnace 2 is a manipulator 4 set up as a whole with 1 designated workpiece hardening system, next to which a hardness press 5 on one side and a magazine on the other side 6 are arranged with green compacts 7 stored in this.
- the manipulator 4 is designed so that a pallet 10 place on his boom, not shown finds, which carries two workpieces 12, 14 in the illustrated example. Instead of the two workpieces 12, 14, two workpiece magazines can be placed on the pallet 10 be deposed.
- the hardening press 5 is equipped with two press stations 8, 9, so that two carburized workpieces or two with one pressing process Workpiece magazines with carburized workpieces can be processed simultaneously can. Not shown is one upstream of the hardening press 5 Quenching station for the carburized, hot workpieces.
- the rotary hearth furnace 2 has several floors with concentric one above the other arranged, annular grids on which pallets such as the pallet 10th parked and from which the pallets can be removed if they are currently lie behind the loading opening 3.
- Each pallet carries 10 as many Workpieces 12, 14 or workpiece magazines, in the present case two pieces, such as the hardness press can work on workpieces simultaneously, i.e. a number of Workpieces or workpiece magazines equal to the number of press stations is.
- the pallets are therefore in concentric rows on the grate floors arranged and can in each grate floor by the boom of the manipulator 4 the loading opening 3 is removed or removed from it.
- For Simplification of the illustration is only a single shelf level in the figures shown.
- Figure 1 shows a workpiece hardening system 1, in which the manipulator 4 a Rotary hearth furnace 2 with four concentric rows of workpieces on each of the grate floors 16, 17, 18, 19 can find space, as well as a hardness press 5 with two Press stations 8, 9 operated. They are on the same radius adjacent workpieces or workpiece magazines 26, 27 of the workpiece rows 16 and 17 on a single pallet 36 and the other two on the same Radius further inward adjacent workpieces or workpiece magazines 28 and 29 the workpiece rows 18, and 19 on a further pallet 38, so that both pallets 36 and 38 are substantially on the same radius. To simplify in Figure 1 in the grate floors shown only four pairs opposite Pallet pairs shown.
- the two pallets 36 and 38 are in succession at the loading opening 3 stand, it is to remove the inner pallet 38 and replace it with one Grünlingen loaded pallet only required in the main direction of rotation 51 des Provide grate 50 next to the outer pallet 36 a free space that is not included a pallet is occupied, and the grate drive with a reversing device short-term reversal of direction of rotation for the grate.
- the manipulator 4 is a hardening press with a press station and operated a rotary hearth furnace with two rows of workpieces.
- the main direction of rotation of the Grid 50 is designated 51, so it points in the counterclockwise direction.
- Two concentric rows 52, 54 of pallets are placed on the grate 50, which here, since each pallet carries a single workpiece or workpiece magazine, corresponds to the number of workpiece rows.
- the pallets 55, 57 carry in detail one workpiece just before the end of the carburizing time or Workpiece magazine, the pallets 56, 58 each a finished carburized workpiece or Workpiece magazine and the pallets 62, 64, 66 each one still to be carburized Workpiece or workpiece magazine.
- the pallets 55, 57 are shortly before Pallets 56, 58 exactly on and the pallets 62, 64, 66 in the main direction of rotation 51 behind the loading opening. Radially in front of the pallet 62 is on the grate 50 a free space 80 that is not occupied by any pallet.
- the boom of manipulator 4 removes pallet 58 (FIG. 3). Then the direction of rotation of the grate drive is reversed until that of the inner Pallet 56 in the main direction of rotation 51 adjacent inner pallet 62 behind the Loading opening is located. Then the grate drive is stopped and the free space 80 with a pallet 70 occupied by the boom, which is a green compact bears ( Figures 4 and 5). Thereafter, the grate 50 in the main direction of rotation 51 rotated further until the inner pallet 56 through the loading opening for the Boom is accessible ( Figure 6). The boom then clears the pallet 56 from Rust 50 and replace them with a pallet 72, which carries a green compact ( Figures 7 and 8).
- a rotary hearth furnace with n possible Coupling rows of workpieces with a hardness press that is only a number of Has pressing stations, which is a real divisor of n in the mathematical sense, if there is a sufficient number of free places. Allows one Rotary hearth furnace, for example, six rows of workpieces per grate, it can either with a hardness press with two or with a hardness press with three press stations be coupled, with three or two rows of pallets in the rotary hearth furnace are accommodated. If three rows of workpieces per grate are possible, one is sufficient Hardening press with a press station.
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Abstract
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.The invention relates to a method for manipulating carburized Workpieces in which the workpieces or Workpiece magazines in a rotary hearth furnace in several, a predetermined Number of rows of workpieces introduced after carburizing taken from the rotary hearth furnace and a predetermined number of pressing stations having the hardness press, and on each pallet one of the Number of pressing stations corresponding number of workpieces or Work piece magazines are stored.
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.In the thermal treatment of workpieces as large series parts for case hardening, different types of furnaces are used for carburization depending on the workpiece size and ― mass. Small or thin-walled workpieces such as synchronizer rings or gearshift sleeves for manual transmissions can be heated in a rotary hearth furnace in a relatively short time and processed to a sufficient hardening depth of approx. 0.2 to 0.3 mm. To fully utilize the furnace space and to achieve carburizing times of several hours, the workpieces to be carburized are usually positioned on individual pallets in multi-day grate systems. These are loaded with Green parts ", that is to say workpiece blanks which have not yet been carburized, are introduced into the rotary hearth furnace and, after the carburizing, removed again and fed to a hardening press having a predetermined number of pressing stations. The number of workpieces to be deposited on a pallet is the number of pressing stations (number of pressing stations) in the hardness press.
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 der Drehherdofen mit einer Grünlinge tragenden Palette beschickt wird.When designing a workpiece hardening system consisting essentially of a rotary hearth furnace and a hardening press, it is essential that the To utilize the capacity of both the furnace and the press in such a way that none Empty times arise. For this, the pallets in the rotary hearth furnace in one circular row arranged, at a loading point of the Rotary hearth furnace each a pallet with finished carburized workpieces or Workpiece magazines removed and the rotary hearth furnace with a green body load-bearing pallet.
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.From the utility model 296 08 569 it is known to use a pallet instead to load individual workpieces with one or more workpiece magazines, with several workpieces arranged one above the other in each workpiece magazine are stacked.
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 Werkstückreihenzahl ein Vielfaches der Preßstationenzahl ist. 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.The invention is based, so the manipulation mentioned above to design that both the rotary hearth furnace and the hardening press better are busy. According to the invention it is provided that the pallets in Rotary hearth furnace can be arranged in such a number of rows that the Number of workpiece rows is a multiple of the number of press stations. The invention makes it is possible, for example, to use smaller hardening presses with a few pressing stations larger rotary hearth furnaces in which a larger number of workpiece rows can be accommodated to couple, because the previous equality of Number of pressing stations with the number of workpiece rows can no longer be maintained got to. This allows smaller ones to be used depending on the carburization time Coupling hardening presses with larger rotary hearth furnaces without any idle times.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Particular embodiments of the invention are in the subclaims specified.
Die Erfindung wird nachstehend an einem in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Figur 1- eine Draufsicht auf eine schematisch gezeichnete Werkstückhärteanlage mit einer zwei Preßstationen aufweisenden Härtepresse,
Figuren 2 bis 9- verschiedene Stadien des Palettenentnahme- und
beschickungsvorgangs an einem Drehherdofen nach
Figur 1.
- Figure 1
- 2 shows a plan view of a schematically drawn workpiece hardening plant with a hardening press having two press stations,
- Figures 2 to 9
- Different stages of the pallet removal and loading process on a rotary hearth furnace according to 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.In front of the loading opening 3 of a
Der Drehherdofen 2 besitzt mehrere Etagen mit konzentrisch übereinander
angeordneten, ringförmigen Rosten, 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 Rostetagen sind daher die Paletten in konzentrischen Reihen
angeordnet und können in jeder Rostetage vom Ausleger des Manipulators 4 durch
die Beschickungsöffnung 3 abgesetzt oder von diesem entnommen werden. Zur
Vereinfachung der Darstellung ist nur eine einzige Rostetage in den Figuren
gezeigt.The
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 Weitergeben derselben in die
Abschreckeinrichtung und von dort zwischen die Preßmatritzen der Härtepresse 5. Also not shown are means for removing magazine 6
stocked green compacts 7 and to put them on an empty pallet
and other means for removing
Figur 1 zeigt eine Werkstückhärteanlage 1, bei der der Manipulator 4 einen
Drehherdofen 2, auf dessen Rostetagen 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 Figur 1 in der dargestellten Rostetagen nur vier paarweise gegenüberliegende
Palettenpaare dargestellt. Tatsächlich befinden sich in einer Rostetage 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
Werkstückreihen ein Vielfaches, hier das Doppelte, der Anzahl der Preßstationen,
hier die beiden Preßstationen 8 und 9, ist.Figure 1 shows a
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 Figuren 2 bis 9
erläutert, bei dem der Manipulator 4 eine Härtepresse mit einer Preßstation und
einen Drehherdofen mit zwei Werkstückreihen bedient.If the two
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.Since the number of workpieces or on a pallet
Each pallet must carry workpiece magazines corresponding to the number of press stations
only a single workpiece or workpiece magazine. The main direction of rotation of the
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 (Figuren 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 (Figur 6). Der Ausleger räumt dann die Palette 56 vom
Rost 50 ab und ersetzt sie durch eine Palette 72, welche einen Grünling trägt
(Figuren 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 Figur 2 entsprechender Zustand der Rostbeladung mit
Paletten ist erreicht.First, the boom of manipulator 4 removes pallet 58 (FIG. 3). Then
the direction of rotation of the grate drive is reversed until that of the
Entsprechend ist es möglich, einen Drehherdofen mit n möglichen Werkstückreihen mit einer Härtepresse zu koppeln, die nur eine Anzahl von Preßstationen besitzt, die ein im mathematischen Sinne echter 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.Accordingly, it is possible to have a rotary hearth furnace with n possible Coupling rows of workpieces with a hardness press that is only a number of Has pressing stations, which is a real divisor of n in the mathematical sense, if there is a sufficient number of free places. Allows one Rotary hearth furnace, for example, six rows of workpieces per grate, it can either with a hardness press with two or with a hardness press with three press stations be coupled, with three or two rows of pallets in the rotary hearth furnace are accommodated. If three rows of workpieces per grate are possible, one is sufficient Hardening press with a press station.
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WIENSTROTH T ET AL: "DREHHERDOFENANLAGE ZUM GAS-AUFKOHLEN MIT ANSCHLIESSENDER PRESSENHARTUNG" HAERTEREI TECHNISCHE MITTEILUNGEN, CARL HANSER VERLAG. MUNCHEN, DE, Bd. 44, Nr. 2, 1. M{rz 1989 (1989-03-01), Seiten 121-124, XP000008559 ISSN: 0341-101X * |
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