Verfahren und Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Gussstücken Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen Betrieb einer Giessereianlage für die Herstellung von Metallguss- teilen in Dauergussformen, beispielsweise aus Graphit.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Ver fahrens, welches gestattet, die Herstellung von Guss- stücken zu vereinfachen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum kontinuier lichen Betrieb einer Giessereianlage für die Herstel lung von Metallgussteilen in Dauergussformen, die aus einem Ober- und Unterteil bestehen, wobei die Metallschmelze durch Rohre unter Druck aus der Giesspfanne in die Gussform gepresst wird, ist ge kennzeichnet durch das Schmelzen des Giessmetalls, den Zusammenbau eines Paares zusammengehöriger Gussformober- und Unterteile, den Transport der zusammengebauten Gussform zu einer Abgiessstation, den Guss in die Gussform, den Transport der mit Giessmetall gefüllten Gussform von der Abgiesssta- tion,
das Trennen von Gussformober- und Unterteil, das Herausnehmen des Gussstückes, den Transport des Gussstückes auf einer nicht geschlossenen Förder- bahn mit einem geradlinigen Bahnteil über eine Mehr zahl von Behandlungsstationen, den Transport der Gussformunterteile von der Abgiessstation in einer geschlossenen Förderbahn über eine Mehrzahl von Reinigungsstationen für die Gussformunterteile und zurück zur Abgiessstation,
den Transport des Guss- formoberteiles auf einer anderen geschlossenen För- derbahn über eine Mehrzahl von Gussformoberteil- behandlungsstationen und zurück zur Abgiessstation, wobei der genannte Bahnteil der offenen Förderbahn einen gemeinsamen Bestandteil aller drei Förderbah nen bildet, ferner gekennzeichnet durch eine Ein richtung zur Vorwärmung von Eingussrohren an einer dem geradlinigen Bahnteil benachbarten und der Ab- giessstation unmittelbar benachbarten Stelle der offe nen Förderbahn,
wobei der Zusammenbau von Guss- formober- und Unterteil auf einem geradlinigen Teil einer Förderbahn in Flucht mit dem geradlinigen Teil der genannten nicht geschlossenen Förderbahn un mittelbar vor der Abgiessstation stattfindet, das vor gewärmte Eingussrohr zur Abgiessstation und die zusammengebaute Gussform zum Eingussrohr ge bracht wird und die vorerwähnten Verfahrensschritte wiederholt werden.
Die erfindungsgemässe Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeich net durch eine Abgiessstation für die Herstellung der Gussstücke; eine nicht geschlossene Förderbahn für den Transport der Gussstücke von der Abgiess- station durch eine Mehrzahl von Gussformbehand- lungsstationen, wobei ein Teil der genannten Förder- bahn einen geraden Bahnteil bildet;
eine geschlossene Förderbahn für den Transport der Gussformunter- teile von der Abgiessstation durch die Mehrzahl von Behandlungsstationen für die Gussformunterteile und zurück zur Abgiessstation; eine weitere geschlossene Förderbahn für den Transport der Gussformoberteile von der Abgiessstation durch eine Mehrzahl von Gussformoberteilbehandlungsstationen und zurück zur Abgiessstation, wobei der genannte geradlinige Bahn teil einen gemeinsamen Teil der drei vorerwähnten Förderbahnen bildet;
eine dem geraden Bahnteil benachbarte und der Abgiessstation unmittelbar be nachbarte Eingussrohr-Vorwärmstation; eine unmit telbar vor der Abgussstation angeordnete Zusam- menbaustation im geraden Bahnteil für die Guss- formen; Mittel für den Transport der Eingussrohr- Vorwärmung zur Abgiessstation und eine der Ab- giessstation nachgeschaltete Gussformtrennstation im geradlinigen Teil der Förderbahn.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh rungsform der erfindungsgemässen Anlage dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Teiles der Anlage im Grundriss, und Fig. la und 1b weitere den in Fig. 1 gezeigten Teil ergänzende Teile der Anlage.
Wie aus den Fig. 1, la und 1b hervorgeht, besitzt die Anlage drei zusammengehörige Teile oder Ab schnitte, nämlich einen Reinigungsraum, einen Form raum und einen Schmelzofenraum.
Bei den Formen handelt es sich um solche, die permanenten Charakter haben, wobei das Abgiessen derselben unter Druck stattfindet. Dabei wird ge schmolzenes Metall, welches unter Druck gesetzt wird, aus einer in einem Druckgefäss angeordneten Giess- pfanne durch ein keramisches Giessrohr im Deckel des Behälters in einen an der Unterseite der Form vorgesehenen Einguss eingepresst.
Die Form, welche aus Unter- und Oberteil besteht, ist oberhalb des Behälters angeordnet, wobei der Oberteil mit ent- fernbaren Auskleidungen für die Steiger und mit einem Abschluss für den Einguss versehen ist, um diesen am Ende des Abgiessvorganges abzuschliessen.
Vorerst wird Fig. 1b beschrieben, die den Schmelz ofenraum darstellt, da die Herstellung des Gusses mit dem Schmelzen des Metalles beginnt. Wesentlich für die Lage des Schmelzraumes und seiner Einrich tungen ist, dass die Schmelzöfen, von denen vorzugs weise zwei vorgesehen sind, die mit 10 bezeichnet sind und die Giesspfannengrube 28 benachbart und in Längsrichtung der Anlage in gleicher Flucht mit der Abgiessstation 12 angeordnet sind.
Die Schmelz öfen 10 sind vorzugsweise am Boden des Erdge schosses befestigt, so dass die Ofentüren von einem Zwischenstock 11 aus erreichbar sind, währenddem die Fundamente des Ofens vom Boden 13 aus erreicht werden können.
Der Schmelzofenraum oder Abschnit der Anlage besitzt eine grössere Zahl von Unterabschnitten, wie z. B. den Reparaturraum für die Formen, einen Werk zeugmaschinenraum, ein Laboratorium (nicht darge stellt). Ein wesentlicher Unterabschnitt ist der in der Zeichnung mit 14 bezeichnete für die Abfall- oder Altmetallbehälter, der an der entgegengesetzten Seite der Abgiessstation und in der gleichen Flucht wie dieselbe sowie die Öfen liegt und damit gestattet, alle drei Unterabschnitte 12, 28 und 14 mit zwei auf einer gemeinsamen Bahn 19 beweglichen Brücken kranen 16 und 17 zu bedienen.
Aus Fig. la der Zeichnung ist ersichtlich, dass auf der linken Seite der Abgiessstation und dieser unmittelbar benachbart eine Eingussröhrbehandlungs- stelle 18 angeordnet ist, die sich in eine Rohrrepara- turstelle und in eine Rohrvorwärmstelle 18a bzw. 18b unterteilt. Die Stelle 18b enthält eine Mehrzahl von Öfen 20, die zum Vorwärmen der keramischen Ein- gussrohre notwendig sind.
Die Lage der Rohrbehand- lungsstelle gestattet diese durch ein Paar von kleine ren Brückenkranen 22 und 23 zu bedienen, welche auf einer gemeinsamen in Längsrichtung verlaufenden Bahn 25 beweglich sind.
Bei dem auf der linken Seite dargestellten Kranen 22 handelt es sich um den Rohrkran, welcher ver wendet wird, um die Rohre innerhalb der Behand lungsstelle zwischen der Rohrreparaturstelle und den Öfen 20 zu bewegen. Der auf der rechten Seite dargestellte Kran 23, welcher als Giesskran bezeichnet wird, dient zum Transport der Rohre an den Giess behälter 15 der Abgiessstation 12. der Kran 23 ist mit einem querbeweglichen Mechanismus 25 d. h. einer Laufkatze versehen, welche gestattet, die Formen zwischen den Transportvorrichtungen 24 und 26 der Abgiessstation 12 zu bewegen.
Entgegengesetzten Seiten der Abgiessstation 12 benachbart sind zwei in der gleichen Flucht liegende Abstoss=Transportvorrichtungen vorgesehen, die quer zur Anlage verlaufen. Die hin- und herfördernde Transportvorrichtung 24 wird vor dem Abgiessvor- gang und hin- und herfördernde Transportvorrichtung 26 nach diesem Abgiessvorgang eingesetzt.
Jede der beiden Transportvorrichtungen besitzt bekannte Ausbildung und weist eine Mehrzahl von Rollen zur Abstützung der Formabschnitte sowie einen hydraulisch betätigten Stössel auf, der eine Mehrzahl von Mitnehmern zur Verbindung mit den Formen auf den Rollen aufweist. Der Stössel wird in einer Richtung um einen vorbestimmten Betrag bewegt, im vorliegenden Falle um 1,5 m. Dabei wird im Betrieb jede mit demselben verbundene Form um 1,5 m d. h. um einen Schritt verschoben. Nach der Bewegung um einen solchen Schritt kehrt der Stössel in seine Ursprungslage zurück, um daraufhin unter erneuter Mitnahme der Formen diese um einen weiteren Schritt vorzuschieben.
Sobald also eine Form die Stellung g erreicht hat, wird sie auf die Transportvorrichtung 24 schrittweise verschoben, eben so bei Erreichung der Stelle a' auf der Transport vorrichtung 26 und somit durchlaufen die Formen auf dieser Transportvorrichtung alle Stellen derselben, sofern sie nicht früher abgehoben werden.
Im Betrieb der Anlage wird die Charge des bzw. der Öfen durch den Kran 16 von den Abfallmetall behältern 14 herantransportiert. Die Öfen 10 weisen vorzugsweise je eine Kapazität von 14 t auf und sind in der Lage, eine Schmelze abzugeben, die ausreicht, um mindestens 30 Abgüsse von zusammen je 360 kg herzustellen. Im vorliegenden Beispiel sollen Eisen bahnwagenräder hergestellt werden und die Anlage ist ausgelegt, um pro 8 Std. Schicht maximal etwa 240 Räder zu produzieren, d. h. 720 Räder pro 24 Std. Arbeitstag.
Da die Schmelzzeit jedes Ofens etwa 2 Std. beträgt und etwa 30 vollständige Formen pro Std. behandelt werden können, ergibt sich, dass die Öfen abwechslungsweise, d. h. stündlich in der Lage sind, die für das Abgiessen von 30 Formen notwendige Metallmenge zu produzieren. Bei der Einleitung des Giessvorganges wird eine Schmelze dem Ofen entnommen und in eine Giesspfanne ver bracht, die sich in der Grube befindet, welche etwas unterhalb der Ebene des Erdgeschosses liegt. Die gefüllte Giesspfanne wird hierauf durch den Kran 17 an die Abgiessstation verbracht und hier in eine Grube verbracht, die den Drucktank 15 enthält und bezüglich des Erdgeschosses tiefer liegt.
Darauf wird ein Giessrohr sowie ein Tankdeckel durch den Kran 23 an die Abgiessstation transportiert und hier zusammen auf den Tank so abgesenkt, dass das Giessrohr sich in die gefüllte Giesspfanne er streckt, wobei der Deckel die Oberseite des Tanks um das Giessrohr herum abschliesst.
Durch die Transportvorrichtung 24 wird von der Stellung g auf derselben eine Unterteileinheit, beste hend aus einem eigentlichen Unterteil und einem Halteteil in die Schliesslage d oder f verbracht. Gleichzeitig wird durch einen der beiden Krane 30, welche in Längsrichtung beweglich sind, eine Ober teileinheit, bestehend aus Oberteil und Halteteil, von der Stellung 32 auf der Oberteiltransportvorrichtung 34 oder der Stelle 36 auf der Oberteiltransportvor- richtung 38 erfasst und auf den benachbarten Unterteil zum Schliessen der Form aufgesetzt.
Die geschlossene Form wird hierauf durch die Transportvorrichtung 24 in die Lage a verbracht, auf welcher dieselbe vom Kran 23 erfasst und auf den Giesstank 15 aufgesetzt wird. Nach der Durchführung der notwendigen über prüfung und weiterer Vorbereitungsschritte wird die Form abgegossen und hierauf durch den Kran 23 an die Stelle a' der Transportvorrichtung 26 verbracht, während eine neue Form auf den Giesstank 15 auf gesetzt wird. Während des Abgiessens der Formen verbleibt der Kran 23 über dem Giesstank, wobei die Formen durch die Laufkatze 25 des Krans 23 transferiert werden.
Die abgegossene und das Gussstück enthaltende Form wird hierauf durch die Transportvorrichtung 26 aus der Stellung a' in die Stellung f' verbracht. In der Stellung f' wird der Oberteil durch einen in Längsrichtung beweglichen Kran 40 abgehoben und an das benachbarte Ende einer angetriebenen Rollen transportvorrichtung 42 verbracht, die diesen Oberteil bis zu einer Anschlag- oder Steuervorrichtung 44 weiter transportiert. Beim der Transportvorrichtung handelt es sich um einen kontinuierlich bewegten, endlosen Kettenförderer. Beim Anschlag 44 handelt es sich um eine Vorrichtung, die in der Lage ist, mittels beweglichen Armen eine Form auf dem För derer zu fassen und an einer weiteren Bewegung zu hindern, während sich der Förderer weiter bewegt. Die Anschläge können die Form automatisch oder manuell freigeben und zwar jeweils eine Form pro Freigabe.
Nach dem Abheben des Oberteiles wird der Un terteil zusammen mit dem Gussstück in die Stellung g' der Transportvorrichtung 26 verbracht, in welcher das Gussstück mittels eines Transferkranes 46 erfasst und auf das Ende einer der Transportvorrichtungen 48 oder 50 abgesetzt wird. Nach der Entfernung des Gussstückes wird der Unterteil durch angetriebene Rollen 52 am Ende der Transportvorrichtung 26 an einen Rollendrehtisch 54 verschoben, welcher sich im Uhrzeigersinn um 90 dreht und den Unterteil an das Ende eines Rollenkettenförderers 58 abgibt.
Der Drehtisch 54 besitzt wie alle nachfolgend be schriebenen Drehtische mit Ausnahme des mit 285 bezeichneten einen Fuss und einen darauf drehbaren Tisch, der mit angetriebenen Rollen ausgerüstet ist. Diese Rollen sind während der Bewegung des Tisches stillgesetzt, drehen sich jedoch, um den Gegenstand bzw. die Form vom Tisch auf eine andere Gruppe von angetriebenen Rollen zu schieben, die die Form an den nächsten Förderer abgeben. Die Drehtische können entweder automatisch oder durch Druck knöpfe bedient werden, um jeweils eine Form nach Freigabe durch einen gesteuerten Anschlag zu trans ferieren. Mit Ausnahme des Drehtisches 52, vor welchem ein Anschlag nicht notwendig ist, sind vor allen anderen Drehtischen solche gesteuerten An schläge vorgesehen.
Der Kettenförderer 58 transportiert die Unterteile bis zum Anschlag 60, an welchem sich die Unterteile ansammeln können, um jeweils einzeln an eine Reini gungsstation 64 für diese Unterteile abgegeben zu wer den. An dieser Station 64 wird jeder Unterteil auto matisch soweit gekippt, dass Fremdkörper, die sich in dem nach oben offenen Hohlraum befinden, entfernt werden können und eine Reinigung und Inspektion der Form möglich ist. Der Unterteil wird darauf in eine horizontale Lage gebracht, in welcher dessen Hohlraum nach aufwärts offen ist.
Nach der Reinigung werden die Unterteile durch einen Rollenkettenförderer 68 an einen Anschlag 70 befördert, an welchem sie sich ansammeln und von diesem einzeln abgegeben werden. Der Förderer 68 bewegt hierauf die einzelnen Formen an eine Sprüh station, an welcher deren Hohlraum mit einer ent sprechenden Waschflüssigkeit oder einer Oberflächen- schicht besprüht wird. Die Sprühstation kann gleich wie auch die entsprechende Station für die Oberteile mit automatischen Mitteln zum Heben und Drehen der Formhälfte versehen sein, um das. Besprühen zu erleichtern.
Nachdem der Sprühvorgang beendet ist, bewegt der Rollenkettenförderer 74 die Unterteile an einen Anschlag 80, von welchem dieselben einzeln freigege ben werden und hierauf an einen Drehtisch 84 gelan gen, der die Unterteile mittels eines weiteren Rollen kettenförderers über einen Anschlag 90 und einen Drehtisch 94 an einen Rollenkettenförderer 98 abgibt, auf welchem die Unterteile bis zu einem Anschlag 100 gelangen. Dieser Anschlag gibt wiederum je einen Unterteil frei, der an einen Drehtisch 104 und darauf in die Stellung g am Förderer 24 gelangt, wonach sich der beschriebene Vorgang wiederholt.
Nachdem die Oberteile durch den Kran von der Station f' der Transportvorrichtung 26 abgehoben und an den Förderer 42 abgegeben wurden, werden sie an den Anschlag 44 geführt, von dem aus dieselben einzeln abgegeben werden können. Der jeweils frei gegebene Oberteil wird durch den Rollenförderer 108 an eine Station 110 geführt, wo derselbe aufwärts geschwenkt bzw. gekippt wird und der gebrauchte Kern sowie die Steiger-Auskleidung entfernt werden. In horizontale Lage zurückgebracht, wird der Ober teil hierauf an die Station 112 gebracht, wo derselbe von neuem umgekippt wird, um die Reinigung von der anderen Seite her zu gestatten.
Nach der Reini gungsoperation wird der Oberteil in die horizontale Lage zurückgebracht und durch den Rollenförderer 108 an den Kettenrollenförderer 116 abgegeben, und zwar mit nach abwärts gerichteter Teilebene. Die Oberteile bewegen sich am Förderer 116 entlang bis sie am Anschlag 118 auflaufen und sich ansammeln und von diesem einzeln an einen Drehtisch 122 ab gegeben werden. Hier werden die Oberteile in Uhr zeigerrichtung um 90 gedreht und auf den Rollen förderer 124 übergeführt. Der Rollenförderer 124 bewegt die Oberteile an einen Drehtisch 125, an welchem in mehreren Stellungen Kerne vorbereitet werden und welcher der Station 126 für die Steiger- auskleidungen benachbart ist.
An diese Station kann Sand durch einen Förderer 128 über der allgemeinen Arbeitsebene aus Sand-Silos 130 an die Station geführt werden.
Nachdem der Sand in die Steigerauskleidungen der Oberteile eingebracht worden ist, werden die Ker ne oder Auskleidungen gesintert, während sich der Tisch 125 im Gegenuhrzeigersinn verdreht. Beim jeweiligen Anhalten des Tisches wird ein fertiggestell ter Oberteil von diesem abgeschoben und auf einen Rollenförderer 132 aufgegeben, von welchem derselbe an eine Drehstation 134 transportiert wird. An dieser Drehstation wird der Oberteil um 180 gedreht, so dass dessen Hohlraum nach oben gerichtet ist, wenn der selbe auf den Rollenkettenförderer 136 anlagert.
Die Oberteile werden dann durch diesen Förderer an einen Anschlag 138 geführt, wo jeweils ein Oberteil frei gegeben und an den Drehtisch 140 geschoben wird. An dieser Stelle wird derselbe durch den Drehtisch im Gegenuhrzeigersinn um 90 gedreht, sofern der Ober teil eine genügend tiefe Temperatur erreicht hat, um aus einer Flüssigkeitsschicht auf denselben zu ge statten. Der Drehtisch verschiebt den Oberteil auf einen Förderer 142, der denselben auf einen Drehtisch 146 abgibt, an welchem der Oberteil wiederum um 90 im Gegenuhrzeigersinn verdreht und hierauf durch einen Rollenkettenförderer 148 an eine Sprühstation 150 abgegeben wird.
Wenn die Oberteile beim Erreichen des Dreh tisches 140 noch zu heiss sind, um ein Besprühen mit Flüssigkeit zu gestatten, so wird der Drehtisch 140 nicht betätigt und die Oberteile werden entlang einem Bypass oder Kühlkreislauf bewegt, und zwar durch einen Förderer 154, bis zu einem Anschlag 156, von welchem sie einzeln freigegeben und an den Drehtisch<B>160</B> abgegeben werden. Der Drehtisch 160 verdreht die Oberteile um 90 im Gegenuhrzeigersinn, worauf diese durch Rollen 162 an einen Drehtisch 164 und nach Verdrehung um weitere 90 in der gleichen Richtung an einen Förderer 168 geführt werden.
Auf dem Förderer 168 können sich die Oberteile vor dem Anschlag 169 ansammeln, bzw. im Kühlkreislauf ver bleiben, bis sie die vorbestimmte Sprühtemperatur erreicht haben. Sobald dies der Fall ist, werden sie einzeln an den Drehtisch 146 abgegeben und von dort durch den Förderer 148 an die Sprühstation 150 gefördert.
An der Sprühstation 150 können die Oberteile gehoben und während des Besprühens mit einer Lö sung verschwenkt werden. Hierauf. gelangen die Ober teile an einen Drehtisch 176, von welchem sie im Uhrzeigersinn um 90 gedreht und durch Rollen 178 an einen Drehtisch 180 geführt werden. Der Dreh tisch 180 dreht die einzelnen Oberteile wiederum im Uhrzeigersinn um 90 und gibt sie an den Förderer 182 ab, der die Oberteile an eine Drehvorrichtung 184 fördert. An der Vorrichtung 184 wird der Oberteil um 90 gekippt, worauf eine Sperrklinke eingerastet wird. Hierauf erfolgt eine weitere Verdrehung des Ober teiles um 180 unter Befestigung eines Hakens zur Sicherung der Sperrklinke.
Hierauf erfolgt eine weite re Verdrehung des Oberteiles um 90 , so dass der Hohlraum nach abwärts gerichtet ist.
An dieser Stelle werden die Oberteile durch den Förderer 186 an den Drehtisch 188 abgegeben, der dieselben entweder an den Förderer 38 oder über Rollen 192 an den Drehtisch 194 und nach Ver- schwenkung um 90 im Gegenuhrzeigersinn an den Förderer 34 abgibt. Die Förderer 34 und 38 nehmen je etwa 32 Oberteile auf, wobei normalerweise vorerst der eine Förderer gefüllt wird, bevor Oberteile an den andern abgegeben werden. Beim Giessen von Rädern von unterschiedlichem Gewicht kann der eine Förderer für die einen Räder und der andere Förderer für die andern Räder verwendet werden.
Dadurch wird der Oberteilbehandlungsvorgang abgeschlossen, wobei sich diese Oberteile auf den Förderern 34 und 38 vor den Anschlägen 198 und 200 zur Abgabe für den nächsten Zyklus ansammelt.
Der Mantel 208 dient zur Verwendung von neuen Formen. Die Förderer 202 und 204 sind dazu be stimmt, neue und nachbearbeitete Formen durch den Vorwärmeofen zu führen. Die Hängebahn 206 dient zur Abführung von Formen aus dem Kreislauf.
Die Fig. 1 und la zeigen die Behandlung des Gussstückes, im vorliegenden Fall eines Eisenbahn wagenrades aus Stahl, nach dem Verlassen der Ab- giessstation. Die Räder werden bei etwa 1600 C ab gegossen und trotz Kühlung in gwissem Ausmass auf der Transportvorrichtung 26, besitzen sie doch Temperaturen von etwa 820 C, wnn sie auf den För derern 48 oder 50 des Ofens 210 durch den Kran 46 abgesetzt werden.
Der Ofen 210, welcher, wenn auch abgeschlossen, keine Heizmittel aufweist, dient zur allmählichen Ab kühlung der immer noch heissen Räder von der ursprünglichen Temperatur von etwa 820 C auf etwa 480 - 540 C. Der Mantel dient zur Speicherung von Wärme. Beim Verlassen des Ofens auf einem der Förderer 48 oder 50 passieren diese eine Weiche 212, deren Stellung so verändert werden kann, dass dei geneigte Förderer 214 entweder Räder vom Förderer 48 oder vom Förderer 50 empfängt.
Die erste Station, an welche die Räder gelangen, wenn sie vom Förderer 214 empfangen werden, ist die Station 216, an welcher die Eingusszapfen von den Rädern entfernt werden. Hierauf gelangen die Räder an eine Kippvorrichtung 218, wonach die verbleiben den Teile des keramischen Stopfens an der Station 220 entfernt werden. Die Räder gelangen dann an eine Presse 222, wo die notwendigen Markierungen einge stempelt werden. Darauf gelangen die Räder an die Station 224, an welcher eine oder mehrere Naben bearbeitungsvorrichtungen vorgesehen sind, die ge statten, durch die Naben eine Bohrung, beispielsweise durch Brennschneiden, zu erzeugen. Von der Station 224 gelangen die Räder an die Station 226, an welcher die Räder wiederum umgedreht werden und in die ursprüngliche Lage gelangen, in welcher der Flansch unten liegt.
Die Räder erreichen hierauf einen verti kalen Elevator, von welchem sie auf die zur Ein führung in einen Glühofen notwendige Höhe gehoben werden. Die Räder gelangen über einen geneigten Förderer 230 an einen Anschlag 232, von dem sie einzeln freigegeben werden. Sie werden dort durch eine Bewegungsvorrichtung 234 erfasst und an einen drehenden Behandlungsofen 238 abgegeben. Der Ofen ist mit einer Mehrzahl von Anschlägen versehen, so dass bei jeder Schrittschaltung ein neues Rad in den Ofen gebracht und ein behandeltes Rad durch eine zweite Bewegungsvorrichtung 236 zum geneigten För derer 240 geführt wird.
Die Gussstücke verbleiben während etwa 1 #/2 Std. im Drehofen, d. h. während einer vollen Umdrehung desselben. Die Gussstücke treten mit einer Tempera tur von etwa 315 C in den Ofen ein und verlassen denselben mit einer Temperatur von etwa 870 C.
Die Räder werden durch den Förderer 240 an eine Absenkvorrichtung 242 abgegeben, von welcher sie auf eine endlose Transportvorrichtung 244 ab gesetzt werden. Bei der Bewegung der Räder auf dem Förderer 244 passieren sie Nabenkühlstationen 246 und 248, in welcher die Naben unter der Einwirkung von Druckluft während kurzer Zeit und durch Be- sprüher mit Wasser, ebenfalls während kurzer Zeit, abgekühlt werden. Überdies sind die Räder während der Zeit, in welcher sie sich auf dem Förderer 244 befinden, auf ihrer ganzen Oberfläche der atmosphäri schen Luft ausgesetzt, die den Förderer umgibt.
Wenn die Räder das Ende des Förderers erreicht haben, werden sie in eine Stapelvorrichtung 250 be wegt, die die Räder automatisch zu Stapeln von drei Stücken ordnet und sie auf einen Kettenförderer 252 abgibt, welcher dieselben an einen der vorzugsweise acht Förderer 254 fördert. Die Stapel werden auf die Förderer 254 durch Stössel 256 aufgeschoben, von denen nur einer dargestellt ist. Jeder Förderer kann zwanzig Stapel von je drei Rädern, d. h. total sechzig Räder aufnehmen. Nachdem acht Förderer zu je sechzig Rädern vorgesehen sind, ist die Speicherkapa- zität der Zone 258 vierhundertachtzig Räder, d. h. sie reicht aus, um die während zwei Achtstundenschichten hergestellten Räder aufzunehmen.
Wenn die Räder der Speicherzone entnommen werden, haben sie also während sechzehn Stunden Gelegenheit gehabt, sich abzukühlen, so dass sie für die Weiterverarbeitung genügend kalt sind. Die Räder werden von den För derern 254 an den Förderer 260 und von diesem an eine Vorrichtung 262 abgegeben, welche die Stapel auflöst und sie in eine Aufstellvorrichtung 264 bringt, in welcher die einzelnen Räder in eine vertikale Lage gebracht und auf eine abwärts geneigte Schiene 266 aufgesetzt werden. Die Räder rollen auf der Schiene 266 zur Station 268 hindurch, an welcher der Flansch geschliffen wird.
Hierauf laufen die Räder entlang einer Schiene 266 an eine Schleuderstrahl-Reinigungs- vorrichtung 269, an welcher sie gereinigt werden. Auf der Schiene 266 gelangen sie hierauf unter der Ein wirkung der Schwerkraft an die Station 270 und 272, wo sie durch ein magnetisches Prüfverfahren, z. B. den sogenannten Magnaglo-Prozess und visuell geprüft werden. Sie gelangen hierauf auf der Schiene 266 an eine Ablegestation 274, in welcher sie wieder in die horizontale Lage gebracht werden. Hier werden solche Räder entfernt, die Mängel aufweisen, wobei sie an die Ausgussbehälter geführt werden.
Sofern die Räder nur eine zusätzliche Abschmirgelung notwendig ha ben, gelangen sie über einen Förderer 278 und einen Drehtisch 280 an einen Förderer 282, wo sie einer wei teren Schleif- od. Schmirgelbehandlung ausgesetzt wer den. Darauf kommen sie an den Drehtisch 284, wo sie aufgestellt und auf eine geneigte Schiene 267 aufge setzt werden, auf welcher sie an den Drehtisch 285 gelangen. Dieser verbringt die Räder in vertikale Lage auf die Schiene 266, womit sie wieder im Kreislauf angekommen sind.
Sofern die Räder nach dem Er reichen des Drehtisches 280 als in Ordnung befunden worden sind, werden sie durch den Förderer 286 an den Drehtisch 288 und hierauf durch den Förderer 290 an die Aufstellvorrichtung 292 abgegeben, in welcher sie in vertikale Lage gebracht werden, um deren Einführung in das Nabenbohrwerk, das mit 296 bezeichnet ist, zu gestatten. Nachdem die Naben gebohrt sind, werden die Räder einer endgültigen Prüfung an der Station 298 und einer Gewichtskontrol le an der Station 300 ausgesetzt. Die Räder sind hierauf bereit, auf die Laderampe 302 gebracht zu werden, bevor sie auf Eisenbahnfahrzeuge (nicht dar gestellt) auf dem Geleise 304 aufgeladen werden.
Method and plant for the continuous production of castings The present invention relates to a method and a plant for the continuous operation of a foundry plant for the production of metal cast parts in permanent casting molds, for example made of graphite.
The invention aims to create a method which allows the production of cast pieces to be simplified.
The inventive method for the continuous operation of a foundry plant for the produc- tion of metal castings in permanent casting molds, which consist of an upper and lower part, wherein the metal melt is pressed through pipes under pressure from the pouring ladle into the casting mold, is characterized by the melting of the Casting metal, the assembly of a pair of matching upper and lower parts of the casting mold, the transport of the assembled casting mold to a pouring station, the casting into the casting mold, the transport of the casting mold filled with casting metal from the pouring station,
The separation of the upper and lower parts of the casting mold, the removal of the casting, the transport of the casting on a non-closed conveyor track with a straight track part over a plurality of treatment stations, the transport of the lower parts of the casting from the pouring station in a closed conveyor track over a plurality of Cleaning stations for the lower parts of the mold and back to the pouring station,
the transport of the upper part of the casting mold on another closed conveyor track via a plurality of upper part of the casting mold treatment stations and back to the pouring station, said track part of the open conveyor track forming a common component of all three conveyor tracks, further characterized by a device for preheating Sprue pipes at a point of the open conveyor track that is adjacent to the straight track section and immediately adjacent to the pouring station,
The assembly of the upper and lower parts of the casting mold on a straight part of a conveyor track in alignment with the straight part of the said non-closed conveyor track takes place directly in front of the pouring station, the pre-heated pouring pipe is brought to the pouring station and the assembled casting mold is brought to the pouring pipe and the aforementioned process steps are repeated.
The system according to the invention for carrying out the method according to the invention is characterized by a pouring station for the production of the castings; a non-closed conveyor track for the transport of the cast pieces from the pouring station through a plurality of mold treatment stations, a part of said conveyor track forming a straight track part;
a closed conveyor track for transporting the casting mold lower parts from the pouring station through the plurality of treatment stations for the casting mold lower parts and back to the pouring station; a further closed conveyor track for the transport of the upper mold parts from the pouring station through a plurality of upper mold part treatment stations and back to the pouring station, said rectilinear track forming part of a common part of the three aforementioned conveyor tracks;
a sprue preheating station adjacent to the straight track section and directly adjacent to the pouring station; an assembly station arranged directly in front of the casting station in the straight track section for the casting molds; Means for the transport of the pouring tube preheating to the pouring station and a casting mold separation station downstream of the pouring station in the straight part of the conveyor track.
In the drawing, an exemplary embodiment of the system according to the invention is shown. 1 shows a schematic illustration of a first part of the system in plan, and FIGS. 1 a and 1b show further parts of the system that supplement the part shown in FIG.
As can be seen from FIGS. 1, la and 1b, the system has three related parts or sections from, namely a cleaning room, a mold room and a furnace room.
The forms are those that have a permanent character, with the pouring of the same taking place under pressure. Here, molten metal, which is put under pressure, is pressed from a pouring pan arranged in a pressure vessel through a ceramic pouring pipe in the lid of the container into a sprue provided on the underside of the mold.
The mold, which consists of a lower part and an upper part, is arranged above the container, the upper part being provided with removable linings for the risers and with a closure for the sprue to close it off at the end of the pouring process.
First, Fig. 1b is described, which represents the furnace chamber, since the manufacture of the casting begins with the melting of the metal. It is essential for the location of the melting chamber and its facilities that the melting furnaces, two of which are preferably provided, denoted by 10 and the ladle pit 28 adjacent and in the same alignment with the pouring station 12 in the longitudinal direction of the system.
The melting furnaces 10 are preferably attached to the bottom of the ground floor so that the furnace doors can be reached from a mezzanine 11, while the foundations of the furnace can be reached from the bottom 13.
The furnace room or section of the plant has a large number of subsections, such as B. the repair room for the molds, a work machine machine room, a laboratory (not shown represents). An essential subsection is that designated in the drawing with 14 for the waste or scrap metal container, which is on the opposite side of the pouring station and in the same alignment as the same and the ovens and thus allows all three subsections 12, 28 and 14 with two cranes 16 and 17 to operate on a common track 19 movable bridges.
From FIG. 1 a of the drawing it can be seen that on the left-hand side of the pouring station and directly adjacent to it, there is a pouring tube treatment point 18, which is divided into a pipe repair point and a pipe preheating point 18a or 18b. The location 18b contains a plurality of furnaces 20 which are necessary for preheating the ceramic pouring pipes.
The location of the pipe treatment point allows it to be served by a pair of smaller bridge cranes 22 and 23, which are movable on a common track 25 running in the longitudinal direction.
The crane 22 shown on the left is the pipe crane which is used to move the pipes between the pipe repair site and the ovens 20 within the treatment center. The crane 23 shown on the right-hand side, which is referred to as a pouring crane, is used to transport the pipes to the pouring container 15 of the pouring station 12. The crane 23 is equipped with a transversely movable mechanism 25d. H. a trolley which allows the molds to be moved between the transport devices 24 and 26 of the pouring station 12.
Adjacent opposite sides of the pouring station 12 are two push-off = transport devices which are in the same alignment and run transversely to the system. The back and forth conveying transport device 24 is used before the pouring process and the back and forth conveying transport device 26 is used after this pouring process.
Each of the two transport devices has a known design and has a plurality of rollers for supporting the mold sections as well as a hydraulically operated ram which has a plurality of drivers for connection to the molds on the rollers. The ram is moved in one direction by a predetermined amount, in the present case by 1.5 m. In operation, each shape connected to it is reduced by 1.5 m d. H. shifted by one step. After moving by such a step, the ram returns to its original position in order to then push the molds forward by a further step, taking along the molds again.
As soon as a shape has reached position g, it is gradually shifted onto the transport device 24, just as when it reaches point a 'on the transport device 26 and thus the molds on this transport device pass through all of the same locations, unless they are lifted earlier .
During operation of the system, the batch of the furnace or furnaces is transported by the crane 16 from the waste metal containers 14. The furnaces 10 preferably each have a capacity of 14 t and are able to deliver a melt which is sufficient to produce at least 30 casts of a total of 360 kg each. In the present example, railway car wheels are to be manufactured and the system is designed to produce a maximum of about 240 wheels per 8 hour shift, i.e. H. 720 bikes per 24 hours of work.
Since the melting time of each furnace is about 2 hours and about 30 complete molds can be processed per hour, it follows that the furnaces alternate, i. H. are able to produce the amount of metal required to cast 30 molds every hour. When the casting process is initiated, a melt is removed from the furnace and placed in a pouring ladle, which is located in the pit, which is slightly below the level of the ground floor. The filled pouring ladle is then brought to the pouring station by the crane 17 and brought into a pit which contains the pressure tank 15 and is lower than the ground floor.
A pouring pipe and a tank lid are then transported by crane 23 to the pouring station and lowered here together onto the tank so that the pouring pipe extends into the filled pouring ladle, the lid closing the top of the tank around the pouring pipe.
By the transport device 24, a lower part unit, best starting from an actual lower part and a holding part, is brought into the closed position d or f from position g on the same. At the same time, one of the two cranes 30, which are movable in the longitudinal direction, grips an upper part unit, consisting of upper part and holding part, from position 32 on upper part transport device 34 or from position 36 on upper part transport device 38 and onto the adjacent lower part Close the mold.
The closed mold is then brought into position a by the transport device 24, on which the same is grasped by the crane 23 and placed on the pouring tank 15. After performing the necessary check and further preparatory steps, the mold is poured and then brought by the crane 23 to the point a 'of the transport device 26, while a new mold is placed on the pouring tank 15. While the molds are being poured, the crane 23 remains above the pouring tank, the molds being transferred by the trolley 25 of the crane 23.
The poured-off mold containing the casting is then brought by the transport device 26 from position a 'to position f'. In the position f 'the upper part is lifted by a longitudinally movable crane 40 and brought to the adjacent end of a driven roller transport device 42, which transports this upper part to a stop or control device 44. The transport device is a continuously moving, endless chain conveyor. The stop 44 is a device that is able to grasp a shape on the conveyor by means of movable arms and to prevent further movement while the conveyor continues to move. The stops can release the form automatically or manually, one form per release.
After the upper part has been lifted off, the lower part, together with the casting, is brought into position g 'of the transport device 26, in which the casting is picked up by means of a transfer crane 46 and placed on the end of one of the transport devices 48 or 50. After the casting has been removed, the lower part is shifted by driven rollers 52 at the end of the transport device 26 to a roller turntable 54, which rotates clockwise by 90 and delivers the lower part to the end of a roller chain conveyor 58.
The turntable 54 has like all turntables described below be with the exception of the designated with 285 a foot and a rotatable table thereon, which is equipped with driven rollers. These rollers are stationary while the table is moving, but rotate to push the object or mold from the table onto another set of powered rollers which deliver the mold to the next conveyor. The turntables can be operated either automatically or by pushbuttons, in order to transfer a mold after release by a controlled stop. With the exception of the turntable 52, in front of which a stop is not necessary, such controlled stops are provided in front of all other turntables.
The chain conveyor 58 transports the lower parts up to the stop 60, at which the lower parts can accumulate in order to be given individually to a cleaning station 64 for these lower parts. At this station 64, each lower part is automatically tilted so far that foreign bodies that are located in the cavity that is open at the top can be removed and the mold can be cleaned and inspected. The lower part is then brought into a horizontal position in which its cavity is open upwards.
After cleaning, the lower parts are conveyed by a roller chain conveyor 68 to a stop 70, at which they collect and are discharged individually by the latter. The conveyor 68 then moves the individual molds to a spray station, at which their cavity is sprayed with a suitable washing liquid or a surface layer. Like the corresponding station for the upper parts, the spray station can be provided with automatic means for lifting and rotating the mold half in order to facilitate the spraying.
After the spraying process is finished, the roller chain conveyor 74 moves the lower parts to a stop 80, from which the same are released individually and then gelan to a turntable 84, which the lower parts by means of another roller chain conveyor via a stop 90 and a turntable 94 a roller chain conveyor 98 delivers on which the lower parts reach a stop 100. This stop in turn releases a lower part each, which arrives at a turntable 104 and then into position g on the conveyor 24, after which the described process is repeated.
After the upper parts have been lifted by the crane from station f 'of the transport device 26 and delivered to the conveyor 42, they are guided to the stop 44, from which they can be delivered individually. The respective released upper part is guided by the roller conveyor 108 to a station 110, where it is pivoted or tilted upwards and the used core and the riser lining are removed. Returned to a horizontal position, the top is then brought to station 112, where it is tipped over again to allow cleaning from the other side.
After the cleaning operation, the upper part is returned to the horizontal position and delivered by the roller conveyor 108 to the chain roller conveyor 116, with the partial plane pointing downwards. The upper parts move along the conveyor 116 until they run up against the stop 118 and collect and are given from this individually to a turntable 122 from. Here the upper parts are rotated clockwise by 90 and transferred to the roller conveyor 124. The roller conveyor 124 moves the upper parts to a turntable 125 on which cores are prepared in several positions and which is adjacent to the station 126 for the riser linings.
At this station, sand can be carried to the station by a conveyor 128 above the general work level from sand silos 130.
After the sand is placed in the riser liners of the tops, the cores or liners are sintered as the table 125 rotates counterclockwise. When the table is stopped, a finished upper part is pushed off the latter and placed on a roller conveyor 132, by which the same is transported to a rotating station 134. At this turning station, the upper part is turned by 180 so that its cavity is directed upwards when it is deposited on the roller chain conveyor 136.
The upper parts are then guided by this conveyor to a stop 138, where one upper part is released and pushed onto the turntable 140. At this point the same is rotated by the turntable counterclockwise by 90, provided that the upper part has reached a sufficiently low temperature to equip the same from a layer of liquid. The turntable shifts the upper part onto a conveyor 142, which transfers the upper part to a turntable 146, on which the upper part is again rotated 90 in the counterclockwise direction and then delivered to a spray station 150 by a roller chain conveyor 148.
If the tops when reaching the turntable 140 are still too hot to allow spraying with liquid, the turntable 140 is not actuated and the tops are moved along a bypass or cooling circuit, through a conveyor 154, up to one Stop 156, from which they are released individually and delivered to the turntable <B> 160 </B>. The turntable 160 rotates the upper parts by 90 in the counterclockwise direction, whereupon they are guided by rollers 162 to a turntable 164 and, after being rotated by a further 90 in the same direction, to a conveyor 168.
On the conveyor 168, the upper parts can accumulate in front of the stop 169, or remain in the cooling circuit until they have reached the predetermined spray temperature. As soon as this is the case, they are delivered individually to the turntable 146 and from there conveyed by the conveyor 148 to the spray station 150.
At the spray station 150, the tops can be lifted and pivoted with a solution while spraying. On that. reach the upper parts to a turntable 176, from which they are rotated clockwise by 90 and guided by rollers 178 to a turntable 180. The rotary table 180 rotates the individual tops in turn clockwise by 90 and transfers them to the conveyor 182, which conveys the tops to a rotating device 184. The upper part of the device 184 is tilted by 90, whereupon a pawl is engaged. This is followed by a further rotation of the upper part by 180 with attachment of a hook to secure the pawl.
This is followed by a further rotation of the upper part by 90, so that the cavity is directed downwards.
At this point the upper parts are delivered by the conveyor 186 to the turntable 188, which delivers them either to the conveyor 38 or via rollers 192 to the turntable 194 and, after pivoting by 90 in the counterclockwise direction, to the conveyor 34. The conveyors 34 and 38 each hold about 32 tops, with one conveyor normally being filled first before tops are delivered to the other. When casting wheels of different weights, one conveyor can be used for one wheel and the other conveyor for the other wheels.
This completes the topside handling process with these tops accumulating on conveyors 34 and 38 in front of stops 198 and 200 for discharge for the next cycle.
The jacket 208 is used to use new shapes. The conveyors 202 and 204 are designed to move new and reworked shapes through the preheat furnace. The overhead conveyor 206 is used to remove molds from the circuit.
1 and la show the treatment of the casting, in the present case a railroad car wheel made of steel, after it has left the pouring station. The wheels are cast at about 1600 ° C. and, despite cooling, to a certain extent on the transport device 26, as they have temperatures of about 820 ° C. when they are placed on the conveyors 48 or 50 of the furnace 210 by the crane 46.
The oven 210, which, although closed, has no heating means, is used to gradually cool the still hot wheels from the original temperature of about 820 C to about 480 - 540 C. The jacket is used to store heat. When leaving the oven on one of the conveyors 48 or 50, these pass a switch 212, the position of which can be changed so that the inclined conveyor 214 receives either wheels from the conveyor 48 or from the conveyor 50.
The first station to which the wheels arrive when received from conveyor 214 is station 216, where the sprues are removed from the wheels. The wheels then come to a tilting device 218, after which the remaining parts of the ceramic plug at station 220 are removed. The wheels then go to a press 222 where the necessary markings are stamped in. The wheels then arrive at station 224, at which one or more hub machining devices are provided which enable the hubs to drill a hole, for example by flame cutting. From station 224, the wheels arrive at station 226, at which the wheels are again turned around and returned to the original position in which the flange is at the bottom.
The wheels then reach a vertical elevator, from which they are raised to the height required for introduction into an annealing furnace. The wheels reach a stop 232 via an inclined conveyor 230, from which they are released individually. They are picked up there by a movement device 234 and transferred to a rotating treatment furnace 238. The furnace is provided with a plurality of stops, so that with each step switching a new wheel is brought into the furnace and a treated wheel is guided to the inclined conveyor 240 by a second movement device 236.
The castings remain in the rotary kiln for about 1/2 hours, i.e. H. during one full revolution of the same. The castings enter the furnace at a temperature of around 315 C and leave the furnace at a temperature of around 870 C.
The wheels are delivered by the conveyor 240 to a lowering device 242, from which they are placed on an endless transport device 244. As the wheels move on the conveyor 244, they pass hub cooling stations 246 and 248, in which the hubs are cooled under the action of compressed air for a short time and by sprayers with water, also for a short time. In addition, while the wheels are on the conveyor 244, their entire surface is exposed to the atmospheric air surrounding the conveyor.
When the wheels have reached the end of the conveyor, they are moved into a stacker 250 which automatically arranges the wheels into stacks of three and delivers them to a chain conveyor 252 which conveys them to one of the preferably eight conveyors 254. The stacks are pushed onto the conveyors 254 by rams 256, only one of which is shown. Each conveyor can hold twenty stacks of three wheels each; H. take a total of sixty bikes. After eight conveyors of sixty wheels each are provided, the storage capacity of zone 258 is four hundred and eighty wheels; H. it is sufficient to accommodate the wheels produced during two eight-hour shifts.
When the wheels are removed from the storage zone, they have had the opportunity to cool down for sixteen hours so that they are sufficiently cold for further processing. The wheels are delivered from the conveyors 254 to the conveyor 260 and from this to a device 262, which breaks up the stacks and brings them into a positioning device 264 in which the individual wheels are brought into a vertical position and onto a downwardly inclined rail 266 be put on. The wheels roll on track 266 to station 268 where the flange is ground.
The wheels then run along a rail 266 to a centrifugal jet cleaning device 269, on which they are cleaned. On the rail 266 they get thereupon under the action of gravity to the station 270 and 272, where they are tested by a magnetic test method, for. B. the so-called Magnaglo process and checked visually. They then arrive on the rail 266 at a depositing station 274, in which they are brought back into the horizontal position. Here those wheels are removed that have defects, whereby they are led to the pouring containers.
If the wheels only need additional sanding, they pass via a conveyor 278 and a turntable 280 to a conveyor 282, where they are subjected to further sanding or sanding treatment. Then they come to the turntable 284, where they are set up and placed on an inclined rail 267, on which they reach the turntable 285. This brings the wheels in a vertical position on the rail 266, with which they are back in the circuit.
If the wheels after reaching the turntable 280 have been found to be in order, they are delivered by the conveyor 286 to the turntable 288 and then by the conveyor 290 to the positioning device 292, in which they are brought into a vertical position to their Introduction to the hub boring mill, designated 296, to allow. After the hubs are drilled, the wheels are subjected to a final check at station 298 and a weight check at station 300. The wheels are then ready to be brought onto the loading ramp 302 before they are loaded onto rail vehicles (not shown) on the track 304.