DE102004034522A1

DE102004034522A1 - Segment - Wechseleinrichtung für Bogen-Stranggieß-Anlagen

Info

Publication number: DE102004034522A1
Application number: DE200410034522
Authority: DE
Inventors: Dieter Figge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-16

Abstract

Es wird eine neue Einrichtung zum Wechseln von Segmenten in einer Bogen-Stranggieß-Anlage zum Gießen von Stahlbrammen beschrieben. Dabei soll ein Wechsel-Manipulator verwendet werden, der aus zwei Wagen besteht, die synchron auf zwei Führungsbahnen laufen. Der Raum zwischen den Führungsbahnen ist frei. DOLLAR A Die Wagen tragen mechanische Einrichtungen für die Senkrecht- und Schwenkbewegung (ebenfalls synchron). Zwischen den Wagen ist Platz für das Segment. Das Segment wird über zwei Einzel-Balken gepackt, geklemmt und transportiert und kann - nach Lösen der Klemmung - in einer krangemäßen Stellung vom Kran nach oben ausgehoben und zur Werkstatt befördert werden. DOLLAR A Der komplette Manipulator liegt unter der Gießbühne und benötigt nur ein Krananfahrmaß zur Übernahme des Segmentes durch den Hallenkran.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Wechseln von Segmenten in einer Bogen-Strangführung zum Stranggießen von Stahlbrammen.
Die Segmente müssen für Reparaturarbeiten einzeln in unterschiedlichen Zeitabständen (alle 4 bis 12 Wochen) ausgebaut und durch ein anderes Segment ersetzt werden. Wegen des Gewichtes von 20 – 50 t ist ein Segmentwechsel immer eine schwierige und zeitaufwendige Angelegenheit.

Solche Wechseleinrichtungen sind bekannt, haben aber verschiedene Nachteile:
Das Patent DE 2908476 verwendet mehrere ortsfeste und eine schwenkbare Führung mit Arretiervorrichtungen und Führungsketten. Nachteil ist die schlechte Zugänglichkeit zu den Segmenten und der notwendige Einsatz von Handarbeit.

Das Patent DE 3639611 benutzt einen längs verfahrbaren Wagen mit einem schwenkbaren Führungsarm, an dem eine Haltekonsole bewegbar ist. Die Haltekonsole kann mit dem Segment gekoppelt werden. Der Führungsarm muss über ein einziehbares Stützelement abgestützt werden. Nach Packen und Hochziehen des Segmentes fährt der Wagen in eine Übergabeposition, wo das Segment von einem Kran übernommen werden und von dort in die Werkstatt gebracht werden soll.

Die Übergabe von Wechselvorrichtung zu Kran wird leider nicht beschrieben. Sie erfordert aber eine aufwendige zusätzliche Mechanik, um das Segment in eine Stellung zu bringen, in der es von der Haltekonsole gelöst und vom Hallenkran übernommen werden kann.

Das ist deswegen so schwierig, weil das Segment unten an der Haltekonsole hängt, aber der Führungskran nicht weit genug geschwenkt werden kann, um das Segment ganz nach oben zu klappen. Dazu wäre ein Schwenkwinkel von 180° notwendig, vorhanden sind aber nur 90°. In dieser Stellung muss das Segment (außerhalb des engen Gießbereiches) gestützt, von der Konsole gelöst, gewendet und dann vom Hallenkran gepackt werden. Damit der Wagen zurückfahren kann, muss das Segment entfernt und die Stützeinrichtung weggeklappt sein.

Die Probleme dieses Vorschlags liegen also bei den nachfolgenden Tätigkeiten, die vom Patent DE 3639611 gar nicht behandelt werden.

Die Offenlegungsschrift DE 10210988 hat viel Ähnlichkeit mit den Grundgedanken von DE 3639611 , benutzt aber mehrere, fest eingebaute Führungen statt einer verstellbaren Führung. Sie verwendet ebenfalls Ausbauketten und Führungsräder und will die Zugänglichkeit zu den Segmenten verbessern.

Der Nachteil dieser Lösung besteht einmal darin, dass für z.B. 8 Segmente auch 8 einzeln gefertigte Führungen notwendig sind, die alle unterschiedliches Design besitzen und einen beträchtlichen Kostenaufwand darstellen.

Außerdem ist der Raum unterhalb der Gießbühne mit diesen Führungen total belegt, die Führungen sind fest eingebaut und können nicht entfernt werden.

Auch sind 7 unterschiedliche Krananfahrpunkte in der Gießbühne freizumachen, damit die Segmente nach oben befördert und in die Werkstatt transportiert werden können.

Das ist umständlich und zeitraubend, weil dazu verschiedene Abdeckungen in der Bühne entfernt und später wieder eingesetzt werden müssen. Die Unfallgefahr bei freigemachten Abdeckungen ist beträchtlich für das Personal.

Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung der beschriebenen Nachteile vorgeschlagen, einen Wechsel-Manipulator zu verwenden, der das Segment in beliebiger Lage in der Stranggieß-Anlage packen und in krangemäßer Lage außerhalb des Gießbereiches dem Hallenkran zum endgültigen Abtransport zu Verfügung stellen kann, ohne dass dafür eine weitere Mechanik notwendig ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch 2 synchron verfahrbare Wagen, einen links und einen rechts, die zwischen sich den Freiraum für ein Segment haben. Jeder Wagen benutzt als Führung ein großes Hohlprofil, das auf Betonstützen verankert ist. Jeder Wagen trägt eine Senkrechtführung für einen Schlitten mit einer drehbaren Planscheibe. Beide Schlitten sind synchron senkrecht verfahrbar und können ihre Planscheibe synchron schwenken. In jeder der 2 Planscheiben ist ein Einzel-Balken geführt. Die 2 Einzel-Balken sind nur über das Segment gekoppelt und können über 2 Hydrozylinder gemeinsam verstellt werden.

Die 2 Einzel-Balken umfassen das Stranggieß-Segment seitlich mit einem U-Profil an einer Halteleiste des Segmentes. Zwischen Halteleiste und Balken kann eine formschlüssige Klemmung durch Bolzen herbeigeführt werden.

Jeder Einzel-Balken besteht aus einem Rechteck-Hohlprofil mit einem verschweißten U-Profil plus einem verschweißten H-Profil. Jeder der 2 Einzel-Balken ist im Querschnitt so dimensioniert, dass er das halbe Gewicht des Segmentes mit entsprechender Ausladung sicher aufnehmen kann.

Durch die Verfahrbarkeit in 2 Ebenen und durch die Schwenkbarkeit der Planscheibe können die beiden Balken jedes Segment der Bogen-Stranggieß-Anlage erreichen, packen und abtransportieren.

Der Manipulator befindet sich unterhalb der Gießbühne, so dass keine Funktionsbeeinträchtigung des Gießprozesses erfolgt.

Es gibt nur ein Krananfahrmaß zur Übernahme der Segmente durch den Kran.

Zur Synchronisierung der 2 Schlittenantriebe vertikal und der 2 Planscheiben – Drehantriebe dienen 2 mechanische Koppelwellen, die in einer neutralen Zone die beiden Wagen/Schlitten verbinden. Neutrale Zone heißt, dass bei Drehung der Planscheiben mit Balken die Koppelwellen nicht stören, weil man beim Ausbau das Segment in 2 Richtungen durch die U-Führung der Balken mit dem Kran aus dem Manipulator ziehen kann, weit keine Querriegel zwischen den 2 Einzel-Balken stören.

Die Erfindung wird in mehreren Bildern erläutert:
In 1a, 1b, 1c ist eine Bogen-Stranggieß-Anlage mit 8 Segmenten und einer erfindungsgemäßen Segment-Wechseleinrichtung zu sehen. Das Segment Nr. 4 soll gerade gewechselt werden. Man sieht die 2 langen Balken, die das Segment seitlich (vorne und hinten) umfassen. Die Balken sind in den Planscheiben der Schlitten in Rollen und Gleitführung geführt.
Gut sichtbar ist auch das große Hohlprofil (1) für die horizontale Führung des Wagens (3), ebenso die Vertikalführung (2) am Wagen (3) sowie der Schlitten (4) mit der Planscheibe (5) und dem Balken (6).
Das Hohlprofil (1) ist von den Betonstützen (8) abgestützt;
In 2 erkennt man in einem Vertikalschnitt die 2 großen, horizontal verlaufenden Hohlprofile (1) mit den 2 darauf rollenden Wagen (3) und den mit den Wagen verbundenen Senkrechtführungen (2) sowie den daran gleitenden Schlitten (4) mit den Planscheiben (5) und den darin geführten Balken (6). Jeder Wagen (3) ist über 4 Führungsrollen (9) am hochstehenden Rechteck-Hohlprofil geführt;
3 zeigt das Segment (7) mit Halteleiste (10) und Balken (6), der seinerseits in der Planscheibe (5) geführt ist.
Jeder Balken (6) ist über 2 Rollen (11) und 2 Gleitführungen in der Planscheibe (5) geführt.
Jeder Balken besteht aus Hohlprofil (12) mit U-Profil (13) sowie H-Profil (14). Das H-Profil (14) dient als Untergriff zur Führung des Balkens in der Planscheibe. Die Klemmung zwischen Segment (7) und Balken (6) erfolgt durch Formschluss-Elemente (15);
In 4 ist im Schema angedeutet, wie das Segment zunächst am Balken geklemmt wird, wie der Balken dann verfahren wird, bis das Segment in Planscheibenmitte steht und wie die Planscheibe dann gedreht wird, bis eine Winkellage erreicht ist, wo nach gelöster Balkenklemmung das Segment durch den Hallenkran nach oben abgezogen werden kann;
In 5 ist schematisch gezeigt, wie die synchrone Senkrechtverstellung der 2 Schlitten durch eine Getriebelösung mit Koppelwelle (20a) und Gewindespindel/Spindelmutter-Antrieb realisiert wird;
In 6 kann man im Schema sehen, wie die synchrone Drehbewegung der 2 Planscheiben durch eine Getriebelösung mit Koppelwelle (20b) und Drehantrieb der Planscheiben über Ritzel/Zwischenrad/Zahnrad realisiert wird;
In 7 (Draufsicht mit waagerechter Stellung der 2 Balken) ist im Schema ein Vorschlag zur Synchronbewegung der 2 Wagen (3) über elektrische Regelung für 2 E-Motore (18) und zur Synchronbewegung der 2 Balken über mechanische Koppelung durch das Segment (7) dargestellt.
Man erkennt den Fahrantrieb über Zahnstange (16) und den Balkenantrieb über Hydrozylinder (17). Vor allem aber kann man deutlich die 2 einzelnen Balken ohne Querriegel sehen. Das erlaubt es, das Segment in beiden Richtungen durch die U-förmige Balkenführung zu ziehen; dadurch kann man mit 2 Koppelwellen arbeiten.

1: Hohlprofil als Führung
2: Vertikalführung
3: Wagen
4: Schlitten
5: Planscheibe
6: Balken
7: Segment
8: Betonstütze
9: Führungsrolle im Wagen
10: Halteleiste am Segment
11: Führungsrolle in der Planscheibe
12: Balken-Hohlprofil
13: Balken-U-Profil
14: Balken-H-Profil
15: Formschluss-Elemente für Klemmung
16: Zahnstange
17: Hydrozylinder für Balkenantrieb
18: E-Motor für Fahrantrieb
19: Gießbühne
20: Koppelwellen

Claims

1) Wechselvorrichtung für Strangguss-Segmente in einer Bogen-Stranggieß-Anlage für Stahlbrammen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in zwei senkrecht zueinander liegenden Ebenen synchron miteinander bewegbare Schlitten zwei synchron miteinander drehbare Planscheiben tragen, wobei die Schlitten in synchron miteinander horizontal bewegbaren 2 Wagen sitzen, dass jede der 2 Planscheiben einen synchron mit der anderen Planscheibe verschiebbaren Einzel-Balken ohne Querriegel trägt, der über Formschluss seitlich mit dem Segment gekoppelt werden kann, dass der Raum zwischen den Schlitten also frei ist oder mit dem Segment gefüllt werden kann, dass jeder Schlitten in einem Wagen mit Senkrechtführung synchron vertikal verfahrbar und jeder Wagen auf einem hochgestellten Rechteck-Hohlprofil geführt und synchron waagerecht bewegbar ist, und dass das ausgehobene Segment, auf den 2 Balken geklemmt, durch Balkenbewegung in die Planscheibenmitte gefahren wird, und dass die 2 Wagen dann mit dem dazwischen befindlichen Segment in immer dieselbe Krananfahrposition fahren, wo das Segment durch Aktivierung der Planscheiben in eine Winkellage gedreht wird, dass es nach gelöster Balkenklemmung vom Kran durch die 2 stehenbleiben den Einzel-Balken hindurch nach oben abgezogen wird, um von da aus mit dem Kran in die Reparaturwerkstatt gebracht zu werden;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Synchronbewegung der 2 Wagen durch "elektrische Welle" erfolgt, d.h. 2 separate Elektro-Motore sind über Drehgeber miteinander verbunden und geregelt und jeder Motor treibt über Schnecke/Schneckenrad auf einen Ritzel-Zahnstangen-Trieb ohne mechanische Koppelung;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die synchron Senkrechtbewegung der 2 Schlitten durch einen Getriebezug (Bild 5) mit Koppelwelle (20a) von Seite A nach Seite B erfolgt; wobei die Koppelwelle so angeordnet ist, dass sie bei Drehung der Planscheibe mit Balken durch den Freiraum nicht stört;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Synchrondrehung der 2 Planscheiben durch einen Getriebezug (Bild 6) mit Koppelwelle (20b) von Seite A zu Seite B erfolgt; wobei die Koppelwelle so angeordnet ist wie bei Anspruch 3;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronbewegung der 2 Balken durch das Segment selbst hergestellt wird und die 2 Balken durch 2 Hydrozylinder (17) angetrieben werden, die am Balkenende und an der Planscheibe ihre Anlenkpunkte haben;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Balken in der Planscheibe mit einer gemischten Wälz-Gleitführung gelagert sind, wobei die Hauptlast durch Rollen, die Nebenkräfte durch Gleitelemente aufgenommen werden;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmung zwischen Balken und Segment entweder manuell durch Bolzen oder automatisiert durch kraftbetätigte Elemente erfolgt;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zum Tragen und Befördern des Segmentes 2 Einzel-Balken ohne Querriegel mit zum Segment hin offenem U-Profil (13) gewählt werden, so dass es möglich ist, das Segment, das seitlich 2 recht eckige Halteleisten (10) besitzt, mit dem Kran nach beiden Seiten hin auszuziehen, weil keine Querriegel stören, aber die Drehung der Planscheibe wegen der Koppelwellen beschränkt ist;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Koppelwellen (20a + 20b) von Seite A zu Seite B zum Synchronantrieb der Schlitten-Senkrechtbewegung und der Planscheibendrehung bei Draufsicht auf den Schlitten in der Nord-West-Ecke liegen (siehe Bild 4a), wo sie nicht stören bei Drehung der Planscheiben mit ausgefahrenen Balken;

Wechselvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante der 2 waagerechten Rechteck-Hohlprofile (Führungsbahn für die 2 Wagen) ungefähr in der Höhe des halben Gießradius der bogenförmigen Element-Anordnung der Strangguss-Anlage verläuft und das der senkrechte Verstellweg des Schlittens ungefähr 80 % des Gießradius beträgt und das der Balkenhub ungefähr 50 % des Gießradius beträgt.