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Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator zum Ansetzen eines Giessrohres an den
Ausgussschieber einer Giesspfanne mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Kopf, auf dem ein
Auslegerarm zur Aufnahme des Giessrohres um eine horizontale Schwenkachse drehbar gelagert und sowohl quer zur Schwenkachse als auch zur vertikalen Drehachse des Kopfes verschiebbar ist.
Um flüssigen Stahl aus einer Giesspfanne einem nachgeordneten Verteiler geführt zufördern zu können, wird an den Bodenausguss der Giesspfanne ein Giessrohr angesetzt, das mit Hilfe eines
Manipulators an einen Zentrieransatz des Ausgussschiebers der Giesspfanne angedrückt wird und die Bewegungen des Ausgussschiebers bzw. der Giesspfanne mitmacht. Der Manipulator muss daher diesen Bewegungen folgen können, und zwar unter Aufrechterhaltung der erforderlichen Andrückkraft des Giessrohres an den Ausgussschieber. Zu diesem Zweck ist es bekannt, das Giess- rohr In einem Auslegerarm aufzunehmen, der im Kopf einer Standsäule innerhalb einer Gleithülse in Richtung seiner Längsachse verschiebbar und mit dieser Gleithülse um eine horizontale Schwenkachse drehbar gelagert ist.
Da die Standsäule mit dem Kopf oder der Kopf gegenüber der
Standsaule zusätzlich um eine vertikale Achse gedreht werden kann, ist das am Ende des Auslegerarmes in einer Gabel gehaltene Giessrohr entlang von drei Raumkoordinaten veriagerbar, so dass das Giessrohr allen Bewegungen des Ausgussschiebers und allfälligen Giesspfannenbewegungen folgen kann. Der Schwenkantrieb des Giessrohres um die horizontale Schwenkachse sorgt dabei für die erforderliche Anpresskraft des Giessrohres an den Ausgussschieber.
Nachteilig bei dieser an sich einfachen Konstruktion ist allerdings, dass die zum Verschieben des Auslegerarmes innerhalb der Gleithülse erforderlichen Kräfte richtungsabhängig sind, weil bei geneigtem Auslegerarm eine Gewichtskomponente des Ausiegerarms in Richtung der Längsachse des Auslegerarmes wirksam wird, so dass der Verschiebewiderstand in der einen Richtung um diese Gewichtskomponente vergrössert und in der anderen Verschieberichtung verringert wird. Dieser Umstand macht sich vor allem dann unangenehm bemerkbar, wenn über eine Bewegung des Ausgussschiebers bzw. der Giesspfanne der Auslegerarm mitgenommen werden muss.
Dazu kommt, dass sich aufgrund der axialen Verschiebung des Auslegerarmes In der Gleithülse die Übersetzungsverhältnisse des durch den Auslegerarm gebildeten Hebels verandern, was bei einer konstanten Drehmomentbeaufschlagung des Auslegerarmes durch seinen Schwenkantrieb zu einer nicht vernachiässigba- ren Anderung der Andrückkraft des Giessrohres an den Ausgussschieber führt.
Um die Schlittenbelastung durch das Drehmoment zufolge der Andrückkraft des Giessrohres an den Ausgussschieber zu vermeiden, ist es ausserdem bekannt (AT-PS 385 930), den Auslegerarm über einen um eine vertikale Achse verschwenkbaren Hebel an einem vertikal verschiebbaren Schlitten anzulenken, so dass das in den Auslegerarm eingesetzte Giessrohr über den Anlenkhebel in einer horizontalen Ebene verlagert und zugleich über den Schlitten vertikal verstellt werden kann. Da bei einer solchen Konstruktion eine horizontale Schwenkachse für den Auslegerarm fehlt, wird zwar eine Änderung der Beaufschlagung des Giessrohres bei einer Verlagerung des Giessrohres vermieden, doch kann eine solche Konstruktion keine Lehre zur Vermeidung der bei einem gattungsgemässen Manipulator auftretenden Schwierigkeiten geben.
Schliesslich ist ein Manipulator mit einem Auslegerarm bekannt (EP-A-265 414), der zwar um eine horizontale Achse verschwenkbar gelagert ist, nicht aber in Achsrichtung verschoben werden kann. Anstelle einer solchen Verschiebebewegung kann die den Auslegerarm tragende Säule ebenfalls um eine horizontale Schwenkachse verschwenkt werden, was wiederum grundsätzlich andere Konstruktionsverhältnisse schafft, die kein Vorbild für die Lösung der mit einem gattungsgemässen Manipulator verbundenen Probleme darstellen können.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Manipulator zum Ansetzen eines Giessrohres der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass das Giessrohr richtungsunabhängig unter gleichbleibenden Verschiebewiderständen verlagert und mit einer weitgehend konstanten Andrückkraft an den Ausgussschieber angedrückt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Kopf einen in Verschieberichtung des Auslegerarmes verfahrbaren, das horizontale Schwenklager des Auslegerarmes tragenden Schlitten aufweist und dass der Auslegerarm axial unverschiebbar gegenüber dem auf dem Schlitten befestigten Schwenklager angeordnet ist.
Da zufolge dieser Massnahmen nicht mehr der Auslegerarm in Richtung seiner Längsachse gegenüber seinem horizontalen Lager verschoben wird, sondern der Auslegerarm mit seinem
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Horizontallage in horizontaler Richtung, hat die jeweilige Neigung des Auslegerarmes keinen Einfluss auf den Verschiebewiderstand des den Auslegerarm tragenden Schlittens, so dass das im Auslegerarm gehaltene Giessrohr über den Ausgussschieber bzw. die Giesspfanne unter gleich bleibenden Bedingungen verlagert werden kann.
Die gegenüber dem Schwenklager verschiebefeste Halterung des Auslegerarmes bringt ausserdem ein konstantes Übersetzungsverhältnis für die Kraft- übertragung vom Schwenkantrieb für den Auslegerarm auf das Giessrohr mit sich, was insgesamt sehr vorteilhafte Bewegungsbedingungen sicherstellt, ohne auf eine einfache Schwenklagerung des Auslegerarmes zur Höhenverstellung des Giessrohres verzichten zu müssen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird ein erfindungsgemässer Manipulator zum Ansetzen eines Giessrohres an den Ausgussschieber einer Giesspfanne in einer vereinfachten, teilweise aufgerissenen Seitenansicht gezeigt.
Der Manipulator gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht im wesentlichen aus einer Standsäule 1, die einen um eine vertikale Achse 1 a drehbaren Kopf 2 trägt, und aus einem auf dem Kopf 2 um eine horizontale Schwenkachse 3 drehbaren Auslegerarm 4, der an seinem freien Ende ein Giessrohr 5 über einen Aufnahmering 6 in einer Gabel 7 aufnimmt. Zum Unterschied zu herkömmlichen Konstruktionen ist der Auslegerarm 4 jedoch axial unverschiebbar gegenüber seinem Schwenklager 8 festgelegt und das Schwenklager auf einem Schlitten 9 angeordnet, der auf einer Schlittenführung 10 sowohl senkrecht zur horizontalen Schwenkachse 3 als auch zur vertikalen Drehachse 1a des Kopfes 2 verfahrbar ist.
Zwischen dem Schlitten 9 und dem Auslegerarm 4 ist dessen Schwenkantrieb 11, vorzugsweise ein hydraulischer Schwenkzylinder, angelenkt, mit dessen Hilfe das Giessrohr 5 an den Ausgussschieber einer nicht dargestellten Giesspfanne mit einer vorgegebenen Kraft angedrückt wird, um einen sicheren Anschluss des Giessrohres 5 an den Ausgussschieber sicherzustellen.
Der beispielsweise mittels eines Drehkranzes auf der Standsäule 1 gelagerte Kopf 2 wird mit dem Schlitten 9 über einen Getriebemotor 12 um die Achse 1a gedreht, der ein mit einem Zahnkranz des Drehkranzes kämmendes Ritzel antreibt. Die Verlagerung des Schlittens 9 entlang der Schlittenführung 10 wird mit einem Verschiebeantrieb 13 in Form eines Stellzylinders erreicht, der zur Mitnahme des Giessrohres 5 durch den Ausgussschieber bzw. die Giesspfanne ausgeschaltet werden kann. Der Auslegerarm 4 ist in üblicher Weise um seine Längsachse 4a drehbar gelagert und zum Verschwenken des Giessrohres 5 mit einem entsprechenden Drehantrieb 14 versehen.
Aufgrund der Drehverstellung des Auslegerarmes 4 um die Vertikalachse 1a der Standsäule 1 und um die horizontale Schwenkachse 3 sowie der Verschiebbarkeit des Schlittens 9 jeweils senkrecht zu diesen Achsen 1 a und 3 kann das Giessrohr 5 entlang der durch diese Verstellmöglichkeiten bestimmten Raumkoordinaten beliebig verlagert werden, was einerseits ein genaues Ansetzen des Giessrohres 5 an den Zentrieransatz des Ausgussschiebers und anderseits eine Mitnahme des Giessrohres 5 durch den Ausgussschieber bzw. die Giesspfanne in jeder Richtung erlaubt.
Für die Mitnahme des Giessrohres 5 durch den Ausgussschieber sind der Getriebemotor 12 für die Drehverstellung des Kopfes 2 um die Drehachse 1a und der Verschiebeantrieb 13 für den Schlitten 9 abzuschalten, während über den Schwenkantrieb 11 des Auslegerarmes 4 das für das Andrücken des Giessrohres 5 an den Ausgussschieber mit einer vorgegebenen Kraft erforderliche Drehmoment auf den Auslegerarm 4 aufgebracht werden muss. Es ist wohl unmittelbar ersichtlich, dass der Verstellwiderstand des Schlittens 9 bei ausgeschaltetem Verschiebeantrieb 13 richtungsunabhängig und unabhängig von der jeweiligen Winkellage des Auslegerarmes 4 bezüglich einer Horizontalebene ist, so dass sich für den Giessbetrieb gleichbleibende Verlagerungsverhältnisse für das Giessrohr 5 ergeben.