DE29710930U1 - Niederdruck-Kokillengießanlage - Google Patents
Niederdruck-KokillengießanlageInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niederdruck-Kokillengiessanlage,
die gekennzeichnet ist durch die Merkmale des Anspruches 1.
Die gesamte Giessanlage besteht aus zwei Anlageteilen, die eine gemeinsame Kerneinlegestation haben und so durch eine
einzige Bedienungsperson bedient werden können. Deswegen müssen beide Anlageteile zwar im Betriebszyklus
aufeinander abgestimmt werden, können aber im übrigen voneinander unabhängig betrieben werden.
Durch die besondere Anordnung der Arbeitsstationen entlang der linearen Bewegungsbahnen der Manipulationseinheiten
entstehen kurze Fahrwege der letzteren zwischen den zugeordneten Arbeitsstationen,· was eine verhältnismässig
hohe Produktionsleistung ermöglicht.
Bevorzugte Weiterausgestaltungen der erfindungsgemässen Niederdruck-Kokillengiessanlage bilden Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 und 2 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht eine aus zwei Anlageteilen bestehende Niederdruck-Kokillengiessanlage;
und
Fig. 3 bis 7 die einzelnen Arbeitsstationen des einen Anlageteils in Ansicht in Richtung des
Pfeiles A in den Fig. 1 und 2.
Von der in den Fig. 1 und 2 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht gezeigten, aus zwei Anlageteilen I und II
bestehenden Niederdruck-Kokillengiessanlage sind in den Fig. 3 bis 7 die einzelnen Arbeitsstationen des
Anlageteils I in Ansicht in Richtung des Pfeiles A in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei zum besseren Verständnis
die in dieser Richtung A gesehen vor der jeweils gezeigten Arbeitsstation liegenden Arbeitsstationen nicht gezeigt
sind.
Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist die aus zwei Anlageteilen I und II bestehende Niederdruck-Kokillengiessanlage
zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Giessstationen I1 101 mit je einem Schmelzofen
2, 102 auf, der auf einem Traggerüst 3 bzw. 103 angeordnet ist. Die in den Fig. 3 bis 7 nicht gezeigten Traggerüste
3, 103 stützen sich auf dem Giessereiboden 4 ab. Zur Anlage gehört weiter ein Traggestell 5, das vier aufrechtstehende
Stützen 6, 7, 8, 9 aufweist. Alle diese Stützen 6 bis 9 bestehen aus zwei miteinander verschraubten Stützenteilen
6a, 6b; 7a, 7b bzw. 9a, 9b. Die in Richtung des Pfeiles A gesehen linke, vordere Stütze 6 ist im oberen
Teil abgewinkelt, wie das insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Längsachse des oberen Stützenteiles 6b bildet
mit der vertikalen Längsachse des unteren Stützenteiles 6a einen Winkel. Diese Ausbildung der vorderen Stütze
6 erlaubt es, der grösseren Breite des Schmelzofens 2 Rechnung zu tragen, ohne die ganze Giessanlage breiter als
nötig bauen zu müssen. Dank der Unterteilung der Stützen &bgr;
bis 9 in zwei miteinander verschraubbare Stützenteile ist
es möglich, die Anlage in einzelne Einheiten zu zerlegen, welche sich ohne grosse Probleme transportieren lassen.
Die Stützen 6, I1 8 und 9 stehen auf den Traggerüsten 3,
bzw. 103 auf dem Giessereiboden 4.
Auf den Stützen 6 und 7 bzw. 8 und 9 ruht je ein Querträger 10 bzw. 11, der mit den zugeordneten Stützen 6, 7 bzw.
8, 9 verbunden ist. Auf diesen Querträgern 10, 11 stützen sich zwei Längsträger 12, 13 ab, die in einem Abstand voneinander
und zueinander parallel verlaufen. Diese Längsträger 12, 13 legen eine geradlinige Bewegungsbahn 14 bzw.
114 für eine Fahreinheit 15 bzw. 115 fest. An dieser Fahreinheit 15, 115 ist eine Manipulationseinheit 16, bzw.
116 befestigt, welche je eine Kokille 17 trägt, deren Kokillenhälften mit 17a und 17b bezeichnet sind {siehe
insbesondere die Fig. 3 bis 7). Die an der Manipulationseinheit 116 befestigte Kokille ist in den
Fig. 1 und 2 nicht dargestellt.
Der genauere Aufbau der beiden gleichartigen Manipulationseinheiten 16 und 116 wird später anhand der
Fig. 3 bis 7 noch näher erläutert werden. Mittels der Fahreinheiten 15, 115 werden die Manipulationseinheiten 16
und 116 in Richtung des Pfeiles B, bzw. B' entlang der linearen Bewegungsbahn 14, 114 d.h. in Längsrichtung der
Längsträger 12, 13, hin und herbewegt. Das Traggestell 5 weist weiter drei Stützen 106, 107 und 108 auf, die in
Fig. 1 nicht gezeigt sind.
Zwischen den beiden Giessstationen 1 und 101 sind in einer Reihe eine Anzahl von weiteren Arbeitsstationen
angeordnet, die unterhalb der Bewegungsbahnen 14 und 114 der Fahreinheiten 15 bzw. 115 liegen. Benachbart zu jeder
Giessstation 1, 101 befindet sich eine Entnahmestation 21 bzw. 121, an der die Gussteile nach einer Seite hin
weggeführt werden. Hiezu dient ein Wegführtisch 22 bzw. 122, der in Richtung des Pfeiles C bzw. C (Fig. 2)
entlang einer Führung 23 bzw. 123 (Fig. 1) verfahrbar ist. Statt eines solchen Wegführtisches 22, 122 kann auch eine
Greifereinrichtung zum Erfassen und Wegführen der Gussteile vorgesehen werden. Benachbart zu jeder
Entnahmestation 21, 121 ist eine Kühl- und Schlichtstation 18 bzw. 118 angeordnet, die ein Schlichtbad 19 bzw. 119
aufweist. Zwischen den beiden Kühl- und Schlichtstationen 18, 118 befindet sich eine Kerneinlegestation 20, die
beiden Anlageteilen I und II gemeinsam ist. Die Fahreinheit 15 mit der Manipulationseinheit 16 bewegt sich
zwischen der Giessstation 1 und der Kerneinlegestation 20, während die andere Fahreinheit 115 mit der
Manipulationseinheit 116 zwischen der Giessstation 101 und der Kerneinlegestation 20 hin und herfährt.
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist weiter ein Reinigungsgerät 24 vorgesehen, das zum periodischen Reinigen der Kokillenhälften
17a, 17b dient. Dieses Reinigungsgerät 24 weist eine Reinigungskabine 25 auf, die beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel als Sandstrahlkabine ausgebildet ist. Zum Reinigungsgerät 24 gehört weiter ein Filter 26 sowie
eine Plattform 27. Das Reinigungsgerät 24 kann in Richtung des Pfeiles D translatorisch verschoben werden, um aus der
in Fig. 2 gezeigten Wartestellung in die Arbeitsstellung verbracht werden zu können. Das Reinigungsgerät 24
befindet sich in dieser Arbeitsstellung am Ort der Kerneinlegestation 20.
Anhand der Fig. 3 bis 7 wird nun der Aufbau der Manipulationseinheit
16 beschrieben. Die andere Manipulationseinheit 116 ist gleich ausgebildet wie die
Manipulationseinheit 16. Letztere ist in diesen Fig. 3 bis 7 jedoch nur rein schematisch gezeigt und nur soweit
dargestellt, dass ihre Funktionsweise erkennbar ist.
Die Manipulationseinheit 16 weist eine mit dem Fahrwerk 15 verbundene Tragkonstruktion 30 auf. Die Tragkonstruktion
30 ist in Richtung des Pfeiles E heb- und senkbar. In der Tragkonstruktion 30 ist ein langgestrecktes Führungselement
31 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse 32 des Führungselementes 31 verläuft parallel zur Bewegungsrichtung
B der Fahreinheit 15. Vom Führungselement 31 ragen zwei Lagerungselemente 33 und 34 weg, von denen das eine Lagerungselement
33 fest montiert und das andere Lagerungselement 34 in Richtung des Pfeiles F linear verschiebbar gelagert
ist. Mit jedem Lagerungselement 33, 34 ist schwenkbar ein Tragarm 35 bzw. 36 verbunden. Die Schwenkachsen 37
bzw. 38 der Tragarme 35 bzw. 36 verlaufen ebenfalls parallel zur Bewegungsrichtung B der Fahreinheit 15 und
sind somit parallel zur Schwenkachse 32 des Führungselementes 31. An diesen Tragarmen 35, 36 sind die Kokillenhälften
17a und 17b befestigt. In der in der Fig. 3 gezeigten Giessstellung der Kokille 17 liegt die Formtrennebene
39 in einer Vertikalebene, die parallel zur Bewegungsrichtung B der Fahreinheit 15 und der Manipulationseinheit
16 verläuft {Fig. 3).
Anhand der Fig. 3 bis 7 wird nun die Funktionsweise des Anlageteils I der Niederdruck-Kokillengiessanlage näher
erläutert.
In der Fig. 3 (und links in Fig. 1) ist die Manipulationseinheit 16 in ihrer einen, ersten Endstellung gezeigt, in
der sie sich in der Giessstation 1 befindet. Die geschlossene Kokille 17 befindet sich auf dem Giessmund
des Schmelzofens 2. Die Kokille wird auf bekannte Weise mit flüssigem Metall gefüllt. Dabei wird der Füllvorgang
durch Steuerung des Druckverlaufes im Schmelzofen 2 an die Ausgestaltung des herzustellenden Gussteils angepasst.
Nach Beendigung des Giessvorgangs wird die gefüllte Kokille 17 durch eine Aufwärtsbewegung der Tragkonstruktion
30 in Richtung des Pfeiles E vom Giessmund abgehoben. Die Fahreinheit 15 wird dann zusammen mit der Manipulationseinheit
16 in eine erste Zwischenstellung, d.h. in die Entnahmestation 21, verfahren. Bei sich in der
Entnahmestation 21 befindlicher Manipulationseinheit 16 wird die Kokille 17 geöffnet {siehe Fig. 4) . Dies erfolgt
durch eine Bewegung des Lagerungselementes 34 in Richtung des Pfeiles F gegen aussen. Dabei wird die Kokillenhälfte
17b von der Kokillenhälfte 17a wegbewegt. Mittels nicht gezeigter, in den Tragarmen 35, 36 angeordneter Ausstosser
wird das fertige Gussstück aus der Form ausgestossen und fällt auf den Wegführtisch 22, der sich wie in Fig. 4 gezeigt
unterhalb der offenen Kokille 17 befindet. Anschliessend wird der Wegführtisch 22 in Richtung des Pfeiles
C nach aussen, d.h. aus der Entnahmestation 21 heraus, bewegt. Wird anstelle eines solchen Wegführtisches 22 ein
Entnahmegreifer verwendet, so erfasst dieser das Gussstück und fördert letzteres aus der offenen Kokille 17 heraus
weg. Sobald der Wegführtisch 22 entladen ist, fährt er wieder zurück in die Beladeposition.
Die Manipulationseinheit 16 wird anschliessend mittels der
Fahreinheit 15 in eine zweite Zwischenstellung, d.h. in die Kühl- und Schlichtstation 18, bewegt. In der Fig. 1
sind die sich in dieser zweiten Zwischenstellung befindliche Fahreinheit und die Manipulationseinheit mit
15' bzw. 16' bezeichnet. Fig. 5 zeigt die sich in der
Kühl- und Schlichtstation 18 befindliche Manipulationseinheit 16. Die beiden sich noch immer
gegenüberliegenden Kokillenhälften 17a und 17b sind etwas auseinandergefahren und werden dann durch Verschwenken der
Tragarme 35 und 36 um die Schwenkachsen 37 bzw. 38 in Richtung der Pfeile G bzw. H in das Schlichtbad 19 eingetaucht.
Die in das Schlichtbad 19 eingetauchten Kokillenhälften sind mit 17a1 und 17b' bezeichnet. Im
Schlichtbad 19 werden die Kokillenhälften 17a', 17bf auf
die optimale Temperatur abgekühlt und mit einem Schlichtfilm überzogen. Dann werden die Tragarme 35 und 36 in
Richtung der Pfeile G bzw. H wieder um ihre Schwenkachsen 37 bzw. 38 zurückgeschwenkt, bis sie ihre horizontale Endlage
einnehmen und sich die Kokillenhälften 17a und 17b wieder gegenüberliegen. Die Fahreinheit 15 fährt weiter in
die zweite Endstellung, d.h. in die Kerneinlegestation 20. Die Kokillenhälften 17a und 17b werden durch Verschieben
des Lagerungselementes 34 in Richtung des Pfeiles F soweit als nötig auseinandergefahren. Gleichzeitig wird das
Führungselement 31 um seine Schwenkachse 32 in Richtung des Pfeiles I um 90° verschwenkt. Wie die Fig. 6 zeigt,
nimmt dabei das Führungselement 31 eine vertikale Stellung ein, während die Kokillenhälften 17a, 17b eine horizontale
Lage einnehmen. Das Einlegen des Kernes in die offene
Kokille 17 erfolgt von der in Fig. 6 gesehen linken Seite her, wie das durch den mit K bezeichneten Pfeil angedeutet
ist. Nach erfolgtem Einlegen des Kernes wird die Kokille 17 durch Zurückfahren des Lagerungselementes 34
geschlossen und das Führungselement 31 wird in Richtung des Pfeiles I um seine Schwenkachse 32 in die horizontale
Lage zurückverschwenkt. Die Fahreinheit 15 verfährt die Manipulationseinheit 16 dann wieder zurück in die erste
Endstellung, d.h. in die Giessstation 1. In dieser wird die Kokille 17 durch Senken der Tragkonstruktion 30 in
Richtung des Pfeiles E auf den Giessmund des Schmelzofens 2 aufgesetzt. Der beschriebene Zyklus beginnt wieder von
neuem.
Die Funktionsweise des anderen Anlageteils II ist im Prinzip dieselbe wie vorstehend anhand des Anlageteils· I
beschrieben. Die Manipulationseinheit 116 wird aus der ersten Endstellung, in der sie sich in der Giessstation
101 befindet, in die erste Zwischenstellung (Entnahmestation 121), dann in die zweite Zwischenstellung
(Kühl- und Schlichtstation 118) und schliesslich in die zweite Endstellung (Kerneinlegestation 20) verfahren, um
dann wieder zurück in die erste Endstellung bewegt zu werden. Da die Kerneinlegestation 20 beiden Anlageteilen I
und II gemeinsam ist, sind die Betriebszyklen der beiden Anlageteile I und II zeitlich gegeneinander verschoben.
Befindet sich die zweite Manipulationseinheit, wie in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt und mit 116' bezeichnet, in
der zweiten Endstellung (Kerneinlegestation 20), so befindet sich die erste Manipulationseinheit 16 in ihrer
ersten Endstellung (Giessstation 1) oder bereits in der ersten Zwischenstellung (Entnahmestation 21) . Anders
ausgedrückt findet jeweils im einen Anlageteil I bzw. II
der Giessvorgang statt, während im andern Anlageteil II bzw. I in der Kerneinlegestation 20 ein neuer Kern in die
Kokillenhälften eingelegt wird.
Nach einer bestimmten Anzahl von Arbeitszyklen ist es notwendig, die Kokillenhälften 17a, 17b zu reinigen. Zu diesem
Zwecke wird bei sich in der Kerneinlagestation 20 befindlicher Manipulationseinheit 16 bzw. 116 nach der
Entnahme eines Gussteiles das Führungselement 31 um seine Schwenkachse 32 in Richtung des Pfeiles I im Uhrzeigersinn
verschwenkt, so dass die Kokillenhälften 17a, 17b gegen die Bedienungsseite für das Kerneinlegen gerichtet sind.
Die Tragarme 35, 36 werden um ihre Schwenkachsen 37, 38 in Richtung der Pfeile G bzw. H in eine horizontale Lage
verschwenkt. Die beiden Kokillenhälften 17a, 17b sind nun in Richtung des Pfeiles A gesehen von der linken Seite der
Anlage her zugänglich, wie das Fig. 7 zeigt. Nun wird das Reinigungsgerät 24 von der in Fig. 2 gezeigten
Warteposition in die Arbeitsposition verschoben. Die Kokillenhälften 17a, 17b ragen dann in die
Reinigungskabine 25 hinein und werden durch Sandstrahlen gereinigt. Nach beendigter Reinigung wird das
Reinigungsgerät 24 wieder in die Wartestellung zurückverschoben. Die Manipulationseinheit 16 bzw. 116
wird durch die Fahreinheit 15 bzw. 115 zur Kühl- und Schlichtstation 18 bzw. 118 verfahren. Zudem wird das
Führungselement 31 wieder um die Achse 32 in die Horizontallage verschwenkt. Die Kokillenhälften 17a, 17b
werden, wie anhand der Fig. 5 beschrieben, in das Schlichtbad 19 bzw. 119 eingetaucht und mit einem
Schlichtfilm überzogen. Nun kann der vorangehend erläuterte Arheitszyklus wieder weiterlaufen (Kerneinlegen,
10
Giessen, Gussteilentnahme, Kühlen und Überziehen der Kokillenhälften
mit einem Schlichtfilm).
Die Betätigung der einzelnen Teile der Manipulationseinheiten erfolgt vorzugsweise durch hydraulische Antriebe.
Die Fahreinheiten 15, 115 werden vorteilhafterweise durch einen elektrischen Antrieb verfahren.
Die beiden Anlageteile I und II können unabhängig voneinander betrieben werden, d.h. es können mit der
erfindungsgemässen Anlage gleichzeitig Gussteile aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden. Trotzdem
ist der Platzbedarf verhältnissmässig gering, weil dank der besonderen Anordnung der Arbeitsstationen das
Kerneinlegen für beide Anlagehälften am selben Ort erfolgen kann. Für das Kerneinlegen und das Reinigen der
Kokillenhälften ist nur eine Bedienungsperson erforderlich.
Durch die gewählte Anordnung der verschiedenen Arbeitsstationen ergeben sich kurze Fahrwege der Fahreinheiten 15
und 115 und der Manipulationseinheiten 16 und 116. Diese beiden Einheiten 15, 16 bzw. 115, 116 bewegen sich von
einer ersten Endstellung in eine erste Zwischenstellung, von dieser in eine zweite Zwischenstellung, dann in eine
zweite Endstellung und anschliessend zurück in die erste Endstellung.
Claims (7)
11
Ansprüche
Niederdruck-Kokillengiessanlage mit zwei in einem
Abstand voneinander angeordneten, je einen Schmelzofen (2, 102) aufweisenden Giessstationen (1, 101), mit
einer Anzahl von weiteren, in einer Reihe zwischen den beiden Giessstationen (1, 101) angeordneten
Arbeitsstationen, nämlich zwei je zu einer der beiden Giessstationen (1, 101) benachbarten Entnahmestationen
(21, 121) für die Gussteile, zwei je zu einer der beiden'Entnahmestationen (21, 121) benachbarten, Kühl-
und Schlichtstationen (18, 118) und einer zwischen den beiden Kühl- und Schlichtstationen (18, 118)
angeordneten Kerneinlegestation (20), und mit zwei jeweils zwei Kokillenhälften (17a, 17b) tragenden
Manipulationseinheiten (16, 116), von denen jede entlang einer linearen, oberhalb der Giessstationen
(1, 101) und der weiteren Arbeitsstationen (18, 20, 21, 118, 121) verlaufenden Bewegungsbahn (14, 114)
zwischen einer ersten Endposition, in der sie sich in der zugeordneten Giessstation (1, 101) befindet, und
einer zweiten Endposition, in der sie sich in der Kerneinlegestation (20) befindet, hin und
herverfahrbar ist und in zwischen den Endpositionen liegenden Zwischenpositionen in der zugeordneten
Entnahmestation (21, 121) und der zugeordneten Kühl-
und Schlichtstation (18, 118) anhaltbar ist, wobei die beiden Kokillenhälften (17a, 17b) der
Manipulationseinheiten (16, 116) derart an der jeweils zugeordneten Manipulationseinheit (16, 116) angeordnet
sind, dass in der Giessstellung der Kokille (17) die Formtrennebene (39) in einer zur Bewegungsrichtung (B,
12
B') der entsprechenden Manipulationseinheit (16, 116)
parallelen Vertikalebene liegt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Manipulationseinheit (16, 116) an einer
Fahreinheit (15, 115) angebracht ist, die entlang wenigstens eines, sich am Traggestell (5) abstützenden
Längsträgers (12,13) verfahrbar geführt ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Reinigungsgerät (24) für die Kokillen (17), das
von einer Wartestellung in eine Arbeitsstellung bringbar ist, in der bei einer sich in der
Kerneinlegestation (20) befindlichen Manipulationseinheit (16, 116) die Kokillenhälften
(17a, 17b) gereinigt werden.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kokillenhälften (17a, 17b) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar und um jeweils
90° um eine gemeinsame Schwenkachse (32), die parallel zur Bewegungsrichtung (B, B' ) der
zugeordneten Manipulationseinheit (16, 116) verläuft, schwenkbar in dieser Manipulationseinheit (16, 116)
gelagert sind.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kokillenhälfte (17a, 17b) zusätzlich um eine
eigene Schwenkachse (37, 38), die parallel zur Bewegungsrichtung (B, B') der zugeordneten
Manipulationseinheit (16, 116) verläuft, um jeweils 90° verschwenkbar ist.
13
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Traggestell (5) vier in den Ecken eines Vierecks angeordnete Stützen (6, 7, 8, 9)
aufweist, die paarweise jeweils mittels eines Querträgers (10, 11) miteinander verbunden sind und dass auf
den Querträgern (10, 11) mindestens ein, sich etwa rechtwinklig zu diesen erstreckender Längsträger (12,
13) abgestützt ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Kühl- und
Schlichtstationen (18, 118) ein Schlichtbad (19, 119) aufweist.
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