Hubert Prokopp, Hagen
Im Rahmen eines Investitionsprojektes wurden neue Produktionsanlagen für die Herstellung von rotations- symmetrischen Teilen aus unlegiertem und niedrig legiertem Gusseisen mit Lamellengraphit für Lkw realisiert. Integrierter Bestandteil der neuen Fertigungslinie ist eine von DISA – speziell für diesen Anwendungsfall entwickelte Strahlanlage (Bild 1) für Komponenten aus der Fahrzeugindustrie (Felgen, Naben, Radkörper, Bremskomponenten und andere).
Bild 1: Die neue, von der DISA entwickelte Strahlanlage
Die Gussteile können, aufgrund des Eigengewichtes von bis zu 80 kg pro Komponente, nicht in einer konventionellen Durchlauf- strahlanlage gestrahlt werden; der Ausschuss durch Schlagschäden hätte zur Unproduktivität geführt. Die Strahlanlage ist für einen Mehr-Schicht-Betrieb an 300 Arbeitstagen pro Jahr, oder anders gesagt, für einen Produktionsausstoß von über 2 Millionen Teilen pro Jahr, entwickelt worden (Bild 2).
Bild 2: Die Strahlanlage ist für einen Mehrschichtbetrieb entwickelt worden
Nach dem Formen und Abtrennen des Kreislaufmaterials gelangen die Gussteile auf Förderanlagen zum Trennen von Guss und Sand, so dass die nachgeschaltete Strahlanlage – zur Verschleißminderung – weitgehend ohne mitgeführten Sand betrieben werden kann.
DISA-Strahlanlage CBS
Technische Daten |
| Länge der Förderbahn: 11 m |
| Fördergeschwindigkeit: 4 bis 9 m/min |
| Stellwinkel Strahlanlage: 30 bis 50° |
| Anzahl Schleuderräder: 10 |
| Leistung: 30 kW |
| Durchmesser: 450 mm |
| Einzelstückgewichte: bis 80 kg |
Zum Abkühlen der Gussteile erfolgt die Übergabe der Teile an zwei Kühlwendel. In den absteigenden, außen liegenden Förderbahnen, werden die Komponenten im Gegenstrom mit Luft gezielt gekühlt. So wird sichergestellt, dass sie beim Strahlen mit möglichst wenig Verbrauch an Strahlmittel einwandfrei sauber werden und der Luftverbrauch anderseits so gering wie möglich ist. Die Gussteile verlassen die Kühlzone im „Gänsemarsch“, wobei durch Sensoren überprüft wird, dass jeweils nur ein Teil an die folgende Fördereinrichtung übergeben wird. Alle Transferstationen sind so gestaltet, dass ohne Industrieroboter gearbeitet werden kann. Auf dem Fördersystem vor der Strahlmaschine wird der Guss von der Horizontalen in eine Schräglage von 30 bis 50° gewendet und dann vom Transportsystem der Strahlanlage übernommen.
Werkstückspezifisch, schlag- und stoßfrei strahlen
Kernstück der neuen CBC-Strahlmaschine ist ein geneigter, kubusförmiger Maschinenkörper mit zehn Schleuderrädern, die auf drei Seiten angebaut sind. Die Neigung des Strahlkörpers ist einstellbar und liegt je nach Werkstücktyp zwischen 30 und 50°. Der Durchlauf der Teile durch den Strahlkubus erfolgt – absolut schlag und stoßfrei – einzeln und in geneigter Position auf einem 600 mm breiten abriebresistenten Gummiförderband (Bild 3). Das Gummiförderband wird über Spindelhubelemente kontinuierlich in der Achse der Antriebsrollen verschoben, so wird sichergestellt, dass sich das Förderband nicht ungleichmäßig abnutzt.
Bild 3: Der Durchlauf der Teile durch den Strahlkubus erfolgt in geneigter Position
Die Gussteile liegen an einer Seite auf einem System von Führungskufen aus verschleißfesten Rundstäben auf. Die Kombination aus Translationskraft (aufgebracht vom Förderband) und Reibwiderstand an den Führungskufen bewirkt, dass sich die Teile kontinuierlich, gleichförmig drehen, so dass ein gezieltes und reproduzierbares Strahlen jedes einzelnen Werkstücks möglich ist. Durch Verstellen der Neigung des Strahlkubus können Antriebskraft und Reibwiderstand vergrößert oder vermindert und damit die Drehgeschwindigkeit der Teile gesteuert werden. Je flacher die Teile liegen, desto langsamer passieren sie die Strahlzone, bedingt durch den höheren Reibwiderstand.
Gestrahlt werden beide Seitenflächen sowie senkrecht zum Werkstück. Dieses Arbeitsprinzip ermöglicht eine effiziente, schonende Behandlung von Einzelteilen im kontinuierlichen Durchlauf. Die teilespezifische Regelung von Durchlauf- geschwindigkeit, Verweilzeit und Strahlintensität über die Trommelneigung und den Bandvorschub mindert den Verschleiß an der Anlage und sorgt dafür, dass die Werkstücke gezielt behandelt werden können.
Die sorgfältige Anordnung der Schleuderräder verhindert das Überlappen des Hot Spots und damit verbunden, höheren Energie- und Strahlmittelverbrauch. Abgestrahlter Sand oder Gussgrate, die den Verschleiß der Schleuderräder und der Schutzauskleidung steigern können, wurden durch den Einbau von Rinnen und Magnet/Pneumatikseparationen verhindert. Das Strahlmittel wird den Schleuderrädern – über Magnetventile geregelt – stoßfrei mechanisch vorbeschleunigt zugeführt. Die Anpassung an Produktionsschwankungen erfolgt automatisch.
Das neue Konzept eignet sich ideal für alle rotations- symmetrischen Teile, besonders für stoß- und bruchempfindliche Komponenten. Die Teileverfolgung und damit der Nachweis der Prozesssicherheit sind gewährleistet.
Einsatzbereich:
- Entsanden und Entzundern von Fe-Teilen
- Entsanden, Entgraten und Veredeln von Oberflächen bei Teilen aus Leichtmetall
- Kugelstrahlen
Durch die Integration der Strahlanlage in einen voll- automatischen Produktionsablauf, kommt der Mensch erst mit den sauberen Gussteilen in Berührung.