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Die Erfindung bezieht sich auf eine Karussellvorrichtung für Stranggiessanlagen zur Aufnahme zweier metallurgischer Vorratsbehälter, insbesondere Giesspfannen, und zweier diesen zugeordneter Zwischenbehälter, bei welcher Vorrichtung die Vorratsbehälter und die Zwischenbehälter an Schwenkarmen hängend um eine aufrechte, unverdrehbare Säule in unterschiedlichen Höhenebenen unabhängig voneinander verschwenkbar angeordnet sind, wobei die Säule zwei teleskopartig ineinander geführte Teile hat, deren äusserer die Schwenkarme für die Zwischenbehälter trägt, wogegen der innere Säulenteil oben über den äusseren Säulenteil hinausragt, oben die Schwenkarme für die Vorratsbehälter trägt und mittels eines innerhalb der Säule bewegbaren Huborgans heb- und senkbar ist.
Beim Stranggiessen mittels Vorratsbehältern und Zwischenbehältern ist es bekannt, die ein sehr grosses Gewicht aufweisenden Vorratsbehälter bzw. Zwischenbehälter mittels fahrbarer Wagen, die auf Schienen laufen, in die Giessstellung bzw. aus dieser weg zu transportieren (US-PS Nr. 3, 344, 847, Nr. 3, 382, 913, Nr. 3, 446, 269, Nr. 3, 456, 713). Es macht aber häufig Schwierigkeiten, die Schienen genügend nahe an die Giessdüse heranzubringen.
Es ist auch bekannt (US-PS Nr. 3, 552, 902), zwei Tragarme für die Vorratsgefässe schwenkbar an einer gemeinsamen vertikalen Säule anzuordnen, wobei zwei Zwischenbehälter vorhanden sind, deren jeder unabhängig vom andern um eine eigene vertikale Säule schwenkbar ist. Auf diese Weise kann jeder Vorratsbehälter und jeder Zwischenbehälter in die Giessstellung bzw. aus dieser weg gebracht werden, jedoch ist der konstruktive Aufwand beträchtlich und es ist ein erheblicher Platzbedarf erforderlich, der nicht überall und immer zur Verfügung steht.
Es ist weiters bekannt (US-PS Nr. 3, 556, 349), zwei Zwischenbehälter gemeinsam schwenkbar an einer einzigen vertikalen Säule anzuordnen, wobei eine Höhenverstellung möglich ist, jedoch ist eine gesonderte Abstützung für zumindest einen Vorratsbehälter erforderlich. Auch hiefür gelten die vorstehend genannten Nachteile.
Bei der eingangs beschriebenen bekannten Karussellvorrichtung (DE-OS 1963147) besteht der Nachteil, dass die beiden Vorratsbehälter an einem Doppelarm gelagert sind und daher nicht unabhängig voneinander verschwenkt werden können, was die Arbeitsweise dieser bekannten Vorrichtung erschwert und einen unnützen Energieaufwand bedeutet.
Aus der DE-OS 1964231 ist eine Karussellvorrichtung bekanntgeworden, bei welcher an einer feststehenden Säule zwei übereinanderliegende, voneinander unabhängig verschwenkbare Tragarme vorgesehen sind, deren jeder eine Giesspfanne aufnehmen kann.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und eine Karussellvorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass jeder Vorratsbehälter und jeder Zwischenbehälter unabhängig von den andern Bauteilen verschwenkbar ist und die Vorratsbehälter unabhängig von den Zwischenbehältern heb-und senkbar sind. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass die beiden Schwenkarme für die Vorratsbehälter in an sich bekannter Weise in vertikalem Abstand übereinanderliegend am inneren Säulenteil angeordnet sind und unabhängig voneinander um die Säule verschwenkbar sind und dass die Heb- und Senkbewegung des inneren Säulenteiles vorzugsweise durch einen am einen der Säulenteile befestigten Vorsprung, der in eine Längsnut des andern Säulenteiles hineinragt, begrenzt ist.
Dadurch wird eine Karussellvorrichtung mit gedrängter Bauweise geschaffen, die eine einzige Säule aufweist, welche sowohl die Vorratsbehälter als auch die Zwischenbehälter trägt, deren jeder in vertikaler Richtung beweglich und in einer Horizontalebene unabhängig von den andern Bauteilen verschwenkbar ist. Während bei der eingangs geschilderten bekannten Konstruktion die Hubvorrichtung stets beide Säulenteile und die daran hängenden Vorrats- und Zwischenbehälter hebt, ist bei der Erfindung die Hubvorrichtung gleichsam zwischen die beiden Säulenteile eingeschaltet und hebt den oberen Säulenteil gegenüber dem unteren Säulenteil an.
Weiters wird der Vorteil erzielt, dass beide Vorratsbehälter unabhängig voneinander verschwenkt werden können, was insbesondere dann von Wichtigkeit ist, wenn beim Guss von einem Vorratsbehälter auf den nächsten Vorratsbehälter übergegangen werden muss und das Volumen des jeweils zugeordneten Zwischenbehälters verhältnismässig klein oder die Giessgeschwindigkeit gross ist. Es kann nämlich bei der erfindungsgemässen Konstruktion der eine Vorratsbehälter dem andern Vorratsbehälter unmittelbar benachbart werden, so dass zur Überführung des nächstfolgenden Vorratsbehälters in die Giessposition nur eine geringe Fahrstrecke durchfahren werden muss. Dadurch wird der Zeitvorgang wesentlich abgekürzt, der erforderlich ist, um den zweiten Vorratsbehälter in die Giessposition zu bringen.
Ausserdem treten natürlich wesentlich geringere
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Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte auf, als wenn der Vorratsbehälter aus einer um 180 verschwenkten Stellung in die Giessposition verfahren werden muss, wie dies bei der bekannten Konstruktion der Fall ist.
Die unabhängige Höhenverstellbarkeit der Vorratsbehälter bringt aber auch im Hinblick auf die Qualität des vergossenen Materials Vorteile. Der Giessstrahl vom Vorratsbehälter in den Zwischenbehälter nimmt nämlich beim freien Fall Sauerstoff auf, welcher später mit den Beruhigungsmitteln (z. B. Aluminium oder Silizium) chemisch reagiert und Verunreinigungen im Endprodukt erzeugt. Zur Vermeidung ähnlicher Reaktionen ist es bekannt, Giessrohre zwischen dem Zwischengefäss und der Kokille anzuordnen, welche den Einsatz heb-und senkbarer Zwischengefässe erfordern. Wegen des Hubes der Zwischengefässe müssen aber bis jetzt die Giesspfannen um den Hub des Zwischengefässes höher gesetzt werden, um Kollisionen mit der Pfanne beim Anheben zu vermeiden.
Die Länge des freien Falles des Giessstrahles aus der Pfanne vergrössert sich aber um diesen zusätzlichen Abstand nicht unerheblich, und als Folge davon steigt die Sauerstoffaufnahme des Giessstrahles und damit die Menge der Verunreinigungen im Strang. Es ist daher zu erkennen, dass eine Absenkung der Giesspfanne während des Giessvorganges eine Qualitätsverbesserung des Endproduktes bewirkt. Eine weitere Möglichkeit einer solchen Qualitätsverbesserung durch Absenkbarkeit der Giesspfanne wird dadurch erzielt, dass nunmehr ebenso wie beim Zwischengefäss sogenannte Giessrohre auch zwischen Pfanne und Zwischengefäss verwendet werden können, welche die Aufnahme von Luftsauerstoff durch den Giessstrahl zumindest zum Grossteil unterbinden.
Auch ein Aufsetzen der Pfanne auf das Zwischengefäss und die dadurch erzielte Dichtwirkung verringern den Zutritt von Luftsauerstoff zum Giessstrahl und wirken damit qualitätsverbessernd.
Weiters werden auch Investitions- sowie betriebliche Vorteile hinsichtlich der gesamten Anlage erzielt.
Das Aufsetzen von neuen Pfannen kann nämlich beim Erfindungsgegenstand in abgesenkter Position des Tragarmes erfolgen, wodurch die Pfanne durch den Kran weniger hoch gehoben werden muss. Dies ermöglicht es, die gesamte Werkshalle um den Hub der Pfannenarme niedriger zu bauen, was nicht unerhebliche Einsparungen beim Bau der Werkshallen bedeutet. Ausserdem ist es leichter möglich, eine neue Stranggussanlage in eine bereits bestehende Halle, deren Höhe vorgegeben ist, einzubauen. Die Stranggussanlage kann dann um den Hub der Pfannenarme weniger tief in den Boden versenkt werden, was ebenfalls beträchtliche Kosteneinsparungen zur Folge hat.
Zwar ist es möglich, die Qualitätsverbesserungen im Endprodukt, die auf die Verwendung absenkbarer Pfannenarme zurückzuführen sind, auch durch Verwendung eines Kranes an Stelle eines Pfannenbockes zu erzielen, jedoch ist ein Kran erheblich teurer als ein Pfannenbock und man würde dabei die Vorteile der unabhängig voneinander verschwenkbaren Arme sowie die erwähnten Investitions- und Betriebsvorteile verlieren.
Es wäre auch denkbar, beide unabhängig voneinander angetriebenen, die Vorratsbehälter tragenden Arme mit getrennten Hubeinrichtungen zu versehen, jedoch ist dies nicht erforderlich und würde die Konstruktion der Karussellvorrichtung unnötig verteuern. Es genügt vielmehr im Rahmen der Erfindung, am inneren Säulenteil zwischen den die beiden Vorratsbehälter tragenden Schwenkarmen einen gegen Verdrehung gesicherten Zahnkranz zu befestigen, mit welchem zwei Zahnräder kämmen, die auf den Abtriebswellen zweier Motoren sitzen, von welchen Motoren der eine vom einen dieser Schwenkarme, der andere Motor vom andern dieser Schwenkarme getragen ist. Dadurch wird mit einfachen konstruktiven Mitteln die unabhängige Verschwenkung der beiden die Vorratsbehälter tragenden Schwenkarme ermöglicht.
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.
Die Vorrichtung weist eine Giessdüse-l-auf, deren Mündung in einem Giessboden --2-- oder oberhalb desselben liegt. Die Vorrichtung hat eine mittig angeordnete vertikale Säule --3--, die einen oberen zylindrischen Säulenteil --4-- aufweist, der teleskopartig in einem unteren zylindrischen Säulenteil
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Der Säulenteil --5-- ist am Fundament --6-- unterhalb des Giessbodens-2-befestigt, z. B. angeschweisst. Der Säulenteil --5-- hat ein kreisrundes Bodenstück --7--, das gleichfalls am Fundament fest angeschweisst ist und das eine mittige viereckige Öffnung aufweist, durch welche ein viereckiger Keil
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- 8-vorragt (Fig. 3). Auf diese Weise wird die TRagsäule --3-- relative zum Fundament --6-- ausgerichtet.
Der Säulenteil --4-- ist teleskopartig im oberen offenen Ende des Säulenteiles --5-- geführt. Hiefür sind ein oder mehrere Vorsprünge --10-- vorgesehen, die vertikal und parallel zur Achse der Tragsäule - angeordnet und an die innere Oberfläche des Säulenteiles --5-- angeschweisst sind. Jeder Vorsprung - ragt in eine Längsnut --11-- hinein, die in der äusseren Oberfläche des Säulenteiles --4-- vorgesehen ist, so dass der Säulenteil --4-- gegen Verdrehung relativ zum Säulenteil --5-- gesichert ist, sich jedoch in vertikaler Richtung relativ zu diesem verschieben lässt.
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--4-- trägt- befestigt ist.
Zwecks Herabsetzung der Reibung sind Wälzlager --22 bzw. 23-- zwischen den Arm - 14-- bzw. den Arm --15-- und den Säulenteil --4-- eingeschaltet, so dass beide Arme --14, 15-- um den Säulenteil --4-- leicht zu verschwenken sind, wobei sich jeder der beiden Arme --14, 15-- in einer Horizontalebene bewegt. Zur Durchführung dieser Bewegung ist ein Zahnkranz --25-- starr am Säulenteil - zwischen den Armen --14, 15-- befestigt, z.B. angeschweisst. Am Arm --14-- ist ferner ein in seiner Drehrichtung umkehrbarer Elektromotor --26-- vorgesehen, dessen Abtriebswelle --27-- nach unten zeigt und ein Zahnrad --28-- trägt, das mit dem Zahnkranz --25-- kämmt.
Wenn mittels des Motors --26-die Welle --27-- und damit das Zahnrad --28-- verdreht werden, so werden der Motor --26-- und der Arm --14-- in horizontaler Richtung um den Säulenteil --4-- verschwenkt, da ja der Zahnkranz --25-unverdrehbar am Säulenteil --4-- befestigt und dieser wieder verdrehungssicher mittels der Vorsprünge - gehalten ist. In gleicher Weise ist ein in seiner Drehrichtung umkehrbarer Elektromotor --29-- am Arm --15-- befestigt, jedoch ragt die Abtriebswelle --30-- dieses Motors nach oben. Sie trägt ein Zahnrad - -31--, das mit dem Zahnkranz --25-- kämmt.
Wird die Welle --30 -- vom --30-- vom Motor --29-- verdreht, so dreht sich auch das Zahnrad --31-- und der Motor --29-- und der Arm --15-- schwenken in horizontaler Richtung um den Säulenteil --4--. Die elektrische Energie zum Betrieb der Motoren --26, 29-- kann den beweglichen Armen --14, 15-- mittels nicht dargestellter Bürsten zugeführt werden, die mit Schleifringen --32-- des Zahnkranzes --25-- in Berührung stehen. Der Säulenteil --4--, die Arme --14 und 15--, die
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Draufsicht nach Fig. 2 ersichtlich.
Zusätzlich zur beschriebenen Schwenkbewegung der Arme --14, 15-- (Fig. 1) um die Achse der Tragsäule --3-- sind diese Arme --14, 15-- zusammen mit den von ihnen getragenen Vorratsbehältern - 16, 17-auch hebbar und senkbar. Fig. 1 zeigt hiebei die Arme --14, 15-- in ihrer untersten Stellung, wobei der Bund --19-- auf einer ringförmigen Kappe --35-- aufruht, die oben am unteren Tragsäulenteil - befestigt ist. Der Tragsäulenteil --4--, die Arme --14, 15-- und die Vorratsbehälter-16, 17- können von der in Fig. 1 dargestellten untersten Stellung angehoben und hierauf wieder abgesenkt werden, wofür eine Hubvorrichtung --37-- im unteren Säulenteil --5-- unterhalb des oberen Säulenteiles - vorgesehen ist.
Wie Fig. 3 zeigt, kann diese Vorrichtung --37-- mehrere Einheiten aufweisen (im vorliegenden Fall sind sechs Einheiten dargestellt), deren jede vorzugsweise als hydraulische Einheit ausgebildet ist, die einen Druckmittelzylinder --38-- mit einem in diesem geführten Kolben --39-- aufweist.
Am Oberteil des unteren Säulenteiles --5-- sind zwei weitere Schwenkarme --40, 41-- gelagert, deren
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verschwenkbar. Zur Durchführung dieser Schwenkbewegung dienen Einrichtungen ähnlich jenen zur Verschwenkung der Arme --14, 15--, u.zw. ist ein Zahnkranz --51-- unverdrehbar am Säulenteil --5-- zwischen den Armen --40, 41-- starr befestigt, z. B. angeschweisst. Der Arm --40-- trägt an der dem Zwischenbehälter --42-- gegenüberliegenden Seite des Säulenteiles --5-- einen in seiner Drehrichtung umkehrbaren Elektromotor --52--, dessen Abtriebswelle --53-- nach unten gerichtet ist und ein Zahnrad - 54-- trägt, das mit dem Zahnkranz --51-- kämmt.
Bei Erregung des Elektromotors --52-- werden die Abtriebswelle --53-- und das Zahnrad --54-- verdreht, so dass der Motor --52-- und der Arm --40-- in einer Horizontalebene um den Säulenteil --5-- verschwenkt werden, da ja der am Säulenteil --5--
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angeschweisste Zahnkranz --51-- sich nicht relativ zum Säulenteil --5-- verdrehen kann und dieser verdrehungssicher durch seine Anschweissung am Fundament --6-- gehalten ist. In ähnlicher Weise ist ein in seiner Drehrichtung umkehrbarer Elektromotor --55-- am Arm --41-- an der dem Zwischenbehälter - -43-- gegenüberliegenden Seite des Säulenteiles --5-- befestigt, jedoch ragt die Abtriebswelle --56-dieses Elektromotors --55-- nach oben.
Sie trägt ein Zahnrad --57--, das ebenfalls mit dem Zahnkranz - kämmt. Wird der Motor --55-- erregt und werden dadurch die Welle --56-- und das Zahnrad --57-verdreht, so werden der Motor --55-- und der Arm --41-- in einer Horizontalebene um den Säulenteil - verschwenkt. Die elektrische Antriebsenergie zum Betrieb der Motoren --52, 55-- kann den Armen - -40, 41-- gleichfalls mittels nicht dargestellter Bürsten zugeführt werden, die an am Zahnkranz --51-befestigten Schleifringen --58-- anliegen.
Zusätzlich zur beschriebenen Schwenkbarkeit der Arme --40, 41-- und der Arme --42, 43-- um die Säule --3-- können die Zwischenbehälter-42, 43-auch abgesenkt bzw. angehoben werden. Hiefür sind für die beiden Zwischenbehälter --42, 43-- einander identische Einrichtungen vorgesehen, aus welchem Grund lediglich die am Schwenkarm --40-- befindliche Vorrichtung beschrieben wird. Der Schwenkarm - -40-- hat eine Nabe --60--, die den unteren Säulenteil --5-- umgibt, und eine den Zwischenbehälter - abstützende Gabel--61--, die sich radial nach aussen von der Nabe erstreckt (Fig. 1, 2). Die Gabel - ist an einer Führung der Nabe --60-- derart geführt, dass sie gegenüber der Nabe in vertikaler Richtung verstellbar ist.
Hiezu hat die Nabe --60-- zwei Führungsnuten --62, 63--, von denen in Fig. 1 lediglich die Nut --62-- dargestellt ist; beide Nuten --62, 63-- sind jedoch aus Fig. 2 ersichtlich. Die Gabel-61- (Fig. 2) ist mit vertikalen Führungsprofilen --64, 65-- versehen, die in die Nuten --62, 63-hineinragen und auf diese Weise die Gabel --61-- bei ihrer Vertikalbewegung relativ zur Nabe --60-führen. Für diese Bewegung der Gabel --61-- dient ein Hydraulikzylinder --67, 68--, der an der Nabe - befestigt ist und mit dessen Kolben eine Kolbenstange --69-- bewegt wird, an derem oberen Ende eine Rolle --70-- gelagert ist, über die ein Seil --71-- geführt ist, dessen eines Ende an der Nabe --60-befestigt ist.
Das Seil --71-- ist um eine weitere Rolle --72-- geführt und ist mit seinem nach unten gerichteten andern Ende an der Gabel --61-- befestigt. Die Gabel --61-- befinden sich in ihrer in Fig. 1 dargestellten Stellung in ihrer höchsten Lage. Um die Gabel--61-- abzusenken, werden die Kolbenstange --69-- und die Rolle --70-- nach oben bewegt, so dass das über die Rolle --72-- geführte Seil --71-- die Rolle --72-- im Uhrzeigersinn dreht, wobei sich die Gabel --61-- unter Einfluss ihres Eigengewichtes nach unten senkt. Zur Wiederanhebung der Gabel --61-- werden die Kolbenstange --69-- und die von ihr getragene Rolle --70-- nach unten bewegt, wobei das Seil --71-- die Rolle --72-- entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und die Gabel --61-- nach oben gezogen wird.
Auf diese Weise können die Gabel--61-- und
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--42-- nach- 42- (Fig. 2) in eine Lage über der Giessdüse--1--gebracht. Hierauf wird der Arm --14-- zusammen mit dem mit Metallschmelze gefüllten Vorratsbehälter --16-- entgegen dem Uhrzeigersinn um den Säulenteil - verschwenkt, bis der Vorratsbehälter --16-- über dem Zwischenbehälter --42-- liegt. Die vertikale Lage des Vorratsbehälters --16-- kann hiebei mit Hilfe der Hubvorrichtung --37-- eingestellt werden und die vertikale Lage des Zwischenbehälters --42-- ist mittels des Hydraulikzylinders --67-- einstellbar.
Hierauf kann der Giessvorgang beginnen. Ist der Vorratsbehälter --16-- fast leer, so wird der Vorratsbehälter-17-, der mit Metallschmelze gefüllt ist, im Uhrzeigersinn um den Säulenteil --4-- in
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nicht leer wird. Der leere Vorratsbehälter --16-- wird hierauf im Uhrzeigersinn in eine Nachfüllage verschwenkt, welche an der der Giessdüse --1-- gegenüberliegenden Seite der Säule --3-- liegt. Ist der Vorratsbehälter --16-- nachgefüllt, so wird er entgegen dem Uhrzeigersinn so lange verschwenkt, bis er neben dem Vorratsbehälter --17-- liegt. Ist dieser leer,
so wird er entgegen dem Uhrzeigersinn in die Nachfüllstellung verschwenkt und der Vorratsbehälter --16-- entgegen dem Uhrzeigersinn über den Zwischenbehälter --42-- gebracht. Wenn der Zwischenbehälter --42-- ausser Betrieb genommen werden
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wird. Der Arm --40-- wird hierauf weiter verschwenkt, bis der Zwischenbehälter --42-- in eine Stellung gelangt, in der die Gabel --61-- und mit ihr der Zwischenbehälter --42-- abgesenkt werden kann, so dass der Zwischenbehälter --42-- auf einem nicht dargestellten Wagen zum Aufruhen kommt, mit welchem er von der Gabel --61n entfernt werden kann.
Ein neuer oder ausgebesserter Zwischenbehälter kann hierauf über die Gabel --61-- gebracht werden, worauf durch Anheben und Verschwenken der Gabel-61-
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--61n zusammenNabe --60-- und der Arme --14, 15-- dazu verwendet werden, den Zugang zu verschiedenen Bauelementen der Vorrichtung zu verbessern, was z. B. für Kontroll- und Instandhaltungszwecke günstig ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Karussellvorrichtung für Stranggiessanlagen zur Aufnahme zweier metallurgischer Vorratsbehälter, insbesondere Giesspfannen, und zweier diesen zugeordneter Zwischenbehälter, bei welcher Vorrichtung die Vorratsbehälter und die Zwischenbehälter an Schwenkarmen hängend um eine aufrechte, unverdrehbare Säule in unterschiedlichen Höhenebenen unabhängig voneinander verschwenkbar angeordnet sind, wobei die Säule zwei teleskopartig ineinandergeführte Teile hat, deren äusserer die Schwenkarme für die Zwischenbehälter trägt, wogegen der innere Säulenteil oben über den äusseren Säulenteil hinausragt, oben die Schwenkarme für die Vorratsbehälter trägt und mittels eines innerhalb der Säule bewegbaren Huborgans heb-und senkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwenkarme (14,15)
für die Vorratsbehälter (16,17) in an sich bekannter Weise in vertikalem Abstand übereinanderliegend am inneren Säulenteil (4) angeordnet und unabhängig voneinander um die Säule (4,5) verschwenkbar sind und dass die Heb- und Senkbewegung des inneren Säulenteiles (4) vorzugsweise durch einen am einen der Säulenteile (4,5) befestigten Vorsprung (10), der in eine Längsnut (11) des andern Säulenteiles hineinragt, begrenzt ist.