Bei der Eisengießerei Reinhard Tweer GmbH in Bielefeld-Sennestadt wurde eine RUMP-Einlauf-Hängebahn-Strahlanlage in gießereigerechter Ausführung in Betrieb genommen. Sie kam als Ersatz für die inzwischen in die Jahre gekommene kleinere Vorgängermaschine, die wegen der außergewöhnlichen Fördertechnik schon im Jahre 1989 auf der GIFA in Düsseldorf ausgestellt wurde.
Die Strahlkammer der Anlage besteht vollständig aus Manganhartstahlblech und ist mit einem Profilstahlgerüst stabilisiert, welches gleichzeitig die Stützkonstruktion des oberhalb der Kammer verlaufenden speziellen Lasthaken-Fördersystems bildet. Im Inneren befindet sich im direkten Strahlbereich an der den Turbostrahlern gegenüberliegenden Kammerwand zusätzlich eine lose eingehängte und leicht auswechselbare Auskleidung aus verstärkten Manganhartstahl-Blechplatten.
Die Bodenabdeckung bilden Manganhartstahl-Lochbleche, welche das untergebaute Strahlmittelrückfördersystem optimal vor direkter Strahleinwirkung schützen. Für das Ein- und Ausfahren der Werkstücke mit dem Lasthaken-Transportsystem befindet sich an der Frontseite der Strahlkammer eine zweiflügelige, pneumatisch betätigte Tür aus Manganhartstahl und eine beleuchtete Notkontakteinrichtung auf der Innenseite. Die Anlage ist mit vier Turbostrahlern mit mechanischer Vorbeschleunigung und einer Antriebsleistung von 30 kW je Schleuderrad ausgerüstet. Diese sind auf der Strahlkammerseitenwand montiert. Hierdurch wird eine optimale Strahlbildüberdeckung der rotierenden und linear vertaktenden Werkstücke auch im Bereich von Hinterschneidungen erreicht und das Strahlbild optimal homogenisiert.
Der Strahlmittelrücktransport erfolgt über eine Schwingfördersiebrinne mit Austrag am Becherwerk. Über den Siebboden dieser Rinne werden hierbei grobteilförmige Verunreinigungen wie beispielsweise Kernnägel und Sandknollen aus dem Strahlmittelkreislauf in einen untergestellten Reststoffbehälter ausgetragen. Der Becherwerksschacht besteht aus hochverschleißfestem Manganhartstahl und beinhaltet den umlaufenden Gummigurt mit Gewebeeinlagen und aufgesetzten Schöpfbechern mit verstärkter Schöpfkante. Vom Becherwerk aus gelangt das Strahlmittel-Sand-Gemisch dann in einen zweistufigen Magnetabscheider. In der ersten Stufe wird das ferritische Strahlmittel durch eine Magnetwalze vom Formsand getrennt und läuft im Anschluss über einen Windsichter zur Abscheidung von staubförmigen Verunreinigungen, Restsandanteilen und Strahlmittel-Unterkorn. Das so gereinigte Strahlmittel gelangt in den Vorratsbunker und wird von dort den Turbostrahlern über Dosiereinrichtungen mit pneumatischer Betätigung zugeführt. Der ausgeschiedene Formsand wird mittels einer sekundären Magnetwalze von Strahlmittel-Restanteilen befreit und schließlich in einen untergestellten Behälter abgeleitet. Das herausgezogene Reststrahlmittel wird dem Strahlmittelkreislauf der Anlage wieder zugeführt.
Bei den eingesetzten Turbostrahlern handelt es sich um die bewährten „TSMV“-Turbinen mit Riementrieb. Das Gehäuse der Turbostrahler besteht vollständig aus verschweißten Manganhartstahlblech-Laserzuschnitten. Im Inneren befinden sich in Wurfrichtung umlaufend drei Schutzkloben aus gehärtetem Werkzeugstahl. Das Schleuderrad ist mit zwei Seitenscheiben und acht geraden Wurfschaufeln aus hochverschleißfestem Spezialstahl und einem Außendurchmesser von 500 mm ausgestattet. Die Schleuderräder arbeiten nach dem Prinzip der mechanischen Vorbeschleunigung und sind mit einem zentral angeordneten Verteilerrad ausgerüstet. Durch die verstellbare Verteilerhülse kann der Ausstrahlwinkel optimal eingestellt werden. Die Schaufeln sind zwischen den zwei Seitenscheiben geführt. Der Antrieb erfolgt durch einen Norm-Drehstrommotor mit einer Antriebsleistung von 30 kW. Die Abwurfgeschwindigkeit der Schleuderräder beträgt circa 80 m/s bei einer Motor-Nenndrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute, einer Schleuderraddrehzahl von 2.500 Umdrehungen pro Minute und einem Strahlmitteldurchsatz je Rad von etwa 350 kg pro Minute. Der Strahlmittelverbrauch je Rad beträgt je nach Teilespektrum und Oberflächenbeschaffenheit etwa 6 bis 8 kg pro Strahlstunde.
Als Strahlmittel wird ein Gemisch aus kugelförmigem Stahlgusskorn mit einem Durchmesser von zirka 1,5 bis 2,5 mm und einer Härte von zirka 48 bis 51 HRC verwendet. Das Strahlmittel wird gezielt auf die Oberfläche der Werkstücke gelenkt und bildet dort ein optimales Strahlbild ab. Der Verschleiß von Schleuderradgehäuse und Maschinen-Innenauskleidung wird dadurch weitgehend reduziert.
Die Werkstückaufgabe erfolgt durch den vorhandenen, oberhalb der Anlage verfahrenden Brückenkran. Hierzu wurde ein bewährtes Konzept eingesetzt, bei dem die bis zu 10 t schweren Werkstückchargen zunächst vor der Strahlkammer mit einer Öse an einem dreiarmigen Lastübergabe-Puffersystem angehängt und über eine 120°-Schwenkbewegung dann an den oberhalb der Kammer befindlichen Transportwagen mit Kranfahrwerken und einem Lasthaken übergeben wird. Der Wagen verfährt dann bis zur Startposition der Automatik im vorderen Bereich der Kabine. Die Temperatur der zu strahlenden Werkstücke kann nach der Wärmebehandlung gelegentlich bis zu 800° C betragen. Nach dem Startbefehl vom Bediener schließt sich die Kammertür und die strahltechnische Behandlung mit den voreingestellten Parametern beginnt. Der drehbare Lasthaken ist mit einem Kettenrad ausgerüstet, in welches die auf der Strahlkammerdecke angeordnete Rotationseinrichtung wahrend des Strahlvorgangs eingreift. Mit diesem Transportwagen verfährt der Haken mit der angehängten Last nacheinander in die drei Strahlpositionen, in denen das Hakensystem wahrend des Strahlens jeweils mit einer elektro-pneumatisch schwenkbaren Rotationseinrichtung sanft frequenzgeregelt in Drehung versetzt und um die Hakenachse rotiert wird, um eine vollständige Strahlbildüberdeckung auch bei den Hinterschneidungen zu erreichen. Im Anschluss an die Behandlung öffnen sich die Türen und die nun fertig gestrahlte Gusswerkstücke verfahren zur Übergabeposition der dreiarmigen Schwenksäule vor der Strahlkammer, mit welcher dann der Gehängewechsel durchgeführt wird.
Die Absaugung der Strahlkammer und der Windsichterstufe erfolgt durch die angeschlossene zentrale Entstaubungsanlage mit einem Gesamtluftvolumenstrom von 15 000 m3/h.
Die Steuerung der Strahlanlage und des Fördersystems erfolgt über eine frei programmierbare Steuerung, welche einen sicheren und störungsfreien Betrieb erlaubt und verschiedene Auspack- und Strahlprogramme zur Verfügung stellt. Einzelne Parameter lassen sich über ein Touch-Panel mit Klartextanzeige variieren. Der elektrische Gesamtanschlusswert der Strahlanlage beträgt etwa 145 kW.
Durch die exakte Trennung von Formsand und Strahlmittel wird Anlagenverschleiß vorgebeugt und hohe Strahlmittel-Austragsverluste vermieden. Die zweistufige Magnetabscheidung ermöglicht bei Bedarf eine Wiederverwertung eines Großteils des abgeschiedenen Formsandes, welcher dann ggf. über einen pneumatischen Sender der nachgeschalteten Sandregenerierung zugeführt wird.
Autor:
Heinz Neise
Konrad Rump Oberflächentechnik GmbH & Co KG, Salzkotten
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