-
Die Erfindung betrifft ein Gießverfahren sowie eine Gießanlage zur Herstellung von Werkstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, wie dies in den Ansprüchen 1 und 3 beschrieben ist.
-
Es sind schon mehrere Gießanlagen bekannt geworden, bei welchen auf einer als Rundtisch ausgebildeten Transportvorrichtung mehrere Kokillen angeordnet sind. Die Befüllung der Kokille erfolgt dabei stets im Kipptiegel- bzw. Schwerkraft-Gießvorgang. Es konnte dabei zwar der Vorteil des getakteten Weitertransportes der einzelnen Kokillen genutzt werden, jedoch nicht in allen Anwendungsfällen eine ausreichende Gussqualität erzielt werden.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gießverfahren sowie eine Gießanlage zur Herstellung von Werkstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, zu schaffen, mit welchem bzw. mit welcher eine wirtschaftliche Herstellung der Werkstücke ermöglicht wird und zusätzlich eine verbesserte Gussqualität erzielt werden kann.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird hier durch ein Gießverfahren gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die sich aus der Merkmalskombination dieses Anspruches ergebenden Vorteile liegen darin, dass so die Möglichkeit geschaffen wird, trotz des erhöhten Aufwandes für die Befüllung der einzelnen Kokillen in der Gießstation ein wirtschaftlicherer Gießvorgang erreicht werden kann, bei welchem zusätzlich noch die Produktqualität des herzustellenden Werkstückes verbessert werden kann. Dabei ist zwar ein erhöhter Aufwand für das Ankuppeln der Kokille an den die Schmelze aufnehmenden Ofen in Kauf zu nehmen, wobei dann dieser Nachteil durch die Wahl des Rundtisches als Transportvorrichtung und der Mehrfachanordnung der Kokillen sowie der zusätzlichen Stationen weggemacht werden kann. Dadurch wird auch für ein eher aufwändigeres Gießverfahren die Möglichkeit geschaffen, dieses in einem rationelleren Arbeitsablauf einsetzen zu können, wobei dann bei jeder der zu befüllenden Kokillen zuerst die Verbindung mit dem die Schmelze aufnehmenden Ofen hergestellt werden muss, dann der Vergussvorgang erfolgt und nachfolgend die Leitungsverbindung zu unterbrechen ist, um einerseits die befüllte Kokille von der Gießstation weg zu befördern und gleichzeitig damit eine neue, unbefüllte Kokille in den Bereich der Gießstation zu verbringen.
-
Weiters ist ein Vorgehen gemäß den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen vorteilhaft, weil dadurch auch nach dem Abkuppeln des Ofens und dem Beenden der Befüllung der Kokille die eingebrachte Schmelze mit einem vorbestimmten Druck während deren Abkühlung beaufschlagt ist und so die Bildung von Rissen und Lunkern verhindert wird. Weiters kann dadurch aber auch ein gewisser Schwund ausgeglichen werden, um so gerade im Angussbereich noch einen gewissen Vorrat an Schmelze zu haben, welcher in den Formhohlraum nachgedrückt werden kann.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird aber eigenständig auch durch die Merkmale des Anspruches 3 gelöst. Die sich aus der Merkmalskombination dieses Anspruches ergebenden Vorteile liegen darin, dass so die Möglichkeit geschaffen wird, trotz des erhöhten Aufwandes für die Befüllung der einzelnen Kokillen in der Gießstation ein wirtschaftlicherer Gießvorgang erreicht werden kann, bei welchem zusätzlich noch die Produktqualität des herzustellenden Werkstückes verbessert werden kann. Dabei ist zwar ein erhöhter Aufwand für das Ankuppeln der Kokille an den die Schmelze aufnehmenden Ofen in Kauf zu nehmen, wobei dann dieser Nachteil durch die Wahl des Rundtisches als Transportvorrichtung und der Mehrfachanordnung der Kokillen sowie der zusätzlichen Stationen weggemacht werden kann. Dadurch wird auch für ein eher aufwändigeres Gießverfahren die Möglichkeit geschaffen, dieses in einem rationelleren Arbeitsablauf einsetzen zu können, wobei dann bei jeder der zu befüllenden Kokillen zuerst die Verbindung mit dem die Schmelze aufnehmenden Ofen hergestellt werden muss, dann der Vergussvorgang erfolgt und nachfolgend die Leitungsverbindung zu unterbrechen ist, um einerseits die befüllte Kokille von der Gießstation weg zu befördern und gleichzeitig damit eine neue, unbefüllte Kokille in den Bereich der Gießstation zu verbringen.
-
Durch die Ausbildung nach Anspruch 4 ist es möglich, dass so ein getakteter Stationsbetrieb der Gießanlage erfolgen kann, bei welchem während des Umlaufes der einzelnen Kokillen diese in vordefinierten Stationen einen vorgegebenen Behandlung bzw. Bearbeitung unterzogen werden können. Dadurch wird es möglich, mit einer kompakten Bauweise der Gießanlage eine hohe Produktivität zu erzielen. Damit können die Formfüllzeiten in den weiteren Stationen für die Manipulation bzw. Bearbeitung herangezogen werden.
-
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäß Anspruch 5 wird erreicht, dass so jede der einzelnen Kokillen unabhängig voneinander bedient werden können und trotzdem über die gemeinsame Transportvorrichtung ein vordefinierter Verfahrensablauf stattfinden kann.
-
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 6, da so jede der Kokillen unabhängig voneinander in unterschiedlichste Lagen bezüglich der Transportvorrichtung verbracht werden kann.
-
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 7 ist von Vorteil, dass so eine definierte Abstützung des Traggestells und damit der Kokille an der Transportvorrichtung, insbesondere dem Rundtisch erfolgen kann. Damit wird aber auch eine vordefinierte Schwenkebene relativ bezüglich der Transportebene festgelegt.
-
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 8 wird erreicht, dass so eine beidseitig der Kokille ausgebildete Abstützung erfolgen kann. Dadurch wird nicht nur eine Halterung der Kokille erreicht, sondern gleichzeitig damit auch deren Schwenkbewegung bezüglich der Transportvorrichtung erreicht.
-
Durch die Ausbildung nach Anspruch 9 kann eine zentrische Verlagerung des Traggestells und damit verbunden der Kokille relativ bezüglich der Transportvorrichtung erfolgen.
-
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 10, da so das Traggestell an vorbestimmten Abstützpunkten im Bereich der Stützräder abgestützt wird und so gleichzeitig auch die relative Schwenkbewegung des Rahmenteils relativ bezüglich der Transportvorrichtung ermöglicht wird.
-
Gemäß einer Ausbildung, wie im Anspruch 11 beschrieben, kann so eine gerichtete und vereinfachte Verschwenkung des gesamten Traggestells um die Schwenkachse erfolgen. Damit kann jede der einzelnen Kokillen individuell in ihrer Lage relativ bezüglich der Transportvorrichtung positioniert und eingestellt werden.
-
Dabei erweist sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 12 vorteilhaft, weil dadurch eine Antriebsanordnung geschaffen werden kann, die einerseits einen gesicherten formschlüssigen Eingriff sicherstellt und andererseits trotzdem in ihrer Herstellung keinen allzu großen Aufwand, insbesondere komplizierte und teure Fertigungsmaschinen, benötigt werden.
-
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 13 wird so eine vordefinierte formschlüssige Eingriffssituation geschaffen, um mit einfachen Mittel einen nahezu spielfreien Antrieb des Traggestells zu erzielen.
-
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 14, da so Verschleißteile einfacher herstellbar sind und nach einem gewissen Verschleiß auch rasch und einfach austauschbar sind. Dadurch kann auch ein Austausch einzelner Rastkörper bzw. Verbindungsmittel erfolgen und es braucht nicht, wie bei einem Zahnrad, das gesamte Bauteil ausgetauscht werden.
-
Gemäß Anspruch 15 wird so eine Ausrichtung erzielt, bei welcher gleichzeitig mit der Schwenkbewegung auch das entsprechende Antriebsdrehmoment übertragen werden kann.
-
Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 16 wird so eine noch höhere Festigkeit der gesamten Antriebsanordnung, insbesondere der Rastelemente, erzielt. Durch das Vorsehen des gemeinsamen Verbindungssteges können die zu übertragenden Antriebskräfte nicht nur von einem der einzelnen Rastelemente hin auf den Rahmenteil übertragen werden, sondern es erfolgt auch eine gewisse Übertragung durch die unmittelbar benachbarten weiteren Rastelemente hin auf den Rahmenteil.
-
Möglich ist dabei auch eine Ausbildung nach Anspruch 17, weil dadurch mit normmäßigen Antriebskomponenten das Auslangen gefunden werden kann.
-
Schließlich ist aber auch eine Ausbildung, wie im Anspruch 18 beschrieben möglich, da dadurch auf das Traggestell mit den beiden Rahmenteilen ein definiertes Verstellmoment aufgebracht werden kann und trotzdem mit geringerem Aufwand an Antriebsmitteln das Auslangen gefunden wird.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
-
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:
-
1 eine Gießanlage, in vereinfachter schaubildlicher Darstellung;
-
2 die Gießanlage nach 1 in Ansicht und vereinfachter Darstellung;
-
3 einen Teil der Gießeinheit mit deren Antriebs- und Schwenkanordnung, ohne Kokille, in schaubildlich vereinfachter Darstellung;
-
4 die Gießeinheit nach 3 in einer weiteren schaubildlich vereinfachten Darstellung;
-
5 eine Rahmenteil des Traggestells der Gießeinheit nach den 3 und 4, in schaubildlich vereinfachter Darstellung;
-
6 einen Teilabschnitt der Antriebsanordnung der Gießeinheit nach den 3 bis 5, in Ansicht teilweise geschnitten.
-
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
-
In den 1 bis 6 ist vereinfacht eine Gießanlage 1 bzw. Anlagenteile dieser Gießanlage 1 zur Herstellung von nicht näher dargestellten Werkstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, gezeigt. Zur Herstellung der Werkzeuge im Gussverfahren ist eine Gießstation 2 vorgesehen, in welcher der zu vergießende Werkstoff für das Einbringen in zumindest eine Kokille 3 entsprechend aufbereitet wird.
-
Die Gießanlage 1 umfasst weiters eine Transportvorrichtung 4, die beispielsweise als Werkzeugträger in Form eines Rundtisches 5 ausgebildet ist. Der Rundtisch 5 definiert dabei eine bevorzugt horizontal ausgerichtete Stützebene 6, auf welcher die Mehrzahl von Kokillen 3 angeordnet und abgestützt ist. Dabei sind die Kokillen 3 verteilt über den Umfang des Rundtisches 5 angeordnet und können mittels des Rundtisches 5 hintereinander bzw. nacheinander zur Gießstation 2 hin und von dieser wieder wegbewegt werden. Je nach gewählter Anzahl der Kokillen 3 und der Größe der zur Verfügung stehenden Transportvorrichtung 4 hängt die Anzahl der auf der Transportvorrichtung 4 angeordneten bzw. anordenbaren Kokillen 3 ab.
-
In bekannter Weise erfolgt hier ein getakteter Weitertransport zur Gießstation 2 und von dieser wiederum weg. Die Ausbildung der Gießstation 2 sowie das Vergussverfahren in der Gießstation 2 selbst wird nachfolgend noch näher beschrieben werden. Dabei kann die gewählte Vergussart in der Gießstation 2 für sich alleinig betrachtet eine für sich unabhängige Lösung darstellen. Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, dass eine wirtschaftliche Herstellung der Werkstücke ermöglicht wird und zusätzlich eine verbesserte Gussqualität erzielt werden kann. Dies wird durch die Wahl des Vergussverfahrens, nämlich eines Niederdruck- und/oder Gegendruck-Gießverfahrens erreicht. Bevorzugt wird jedoch im sogenannten Gegendruck-Gießverfahren gearbeitet, da hier eine ausreichend gute Gussqualität erzielbar ist. Sollte auch mit dem Niederdruck-Gießverfahren eine ausreichende Qualität erreicht werden können, kann auch dieses Verfahren eingesetzt werden. Damit soll erreicht werden, dass eine höhere Gussqualität der herzustellenden Werkstücke erzielbar ist.
-
Die Gießanlage 1 kann weiters über den Umfang des Rundtisches 5 verteilt noch mehrere zusätzliche Stationen umfassen. So ist es möglich, zum Beispiel eine oder mehrere Kühlstationen 7, mindestens eine Entnahmestation 8 sowie zumindest eine Vorbereitungsstation 9 vorzusehen. Damit ist es möglich, einen getakteten Stationsbetrieb der Gießanlage 1 durchzuführen, um so eine hohe Produktivität und Rentabilität zu erzielen.
-
Wie nun besser aus einer Zusammenschau der 1 und 2 zu ersehen ist, ist jede der einzelnen Kokillen 3 in einem eigenen Traggestell 10 angeordnet, welches seinerseits an der Transportvorrichtung 4, insbesondere dem Rundtisch 5 abgestützt ist. So bildet jede der Kokillen 3 mit dem die Kokille 3 aufnehmenden und tragenden Traggestell 10 eine Gießeinheit 11 aus.
-
Um jede der Kokillen 3 in ihrer relativen Lage bezüglich der Stützebene 6 insbesondere unabhängig voneinander verlagern zu können, wie dies beispielsweise während oder nach dem Befüllvorgang mit der Schmelze, dem Entnahmevorgang des hergestellten Werkstücks aus der Kokille 3 oder der Vorbereitung für den nächsten Gießvorgang notwendig ist, ist das Traggestell 10 mitsamt der Kokille 3 um eine Schwenkachse 12 verschwenkbar. Diese Schwenkachse 12 ist bevorzugt parallel bezüglich der durch den Rundtisch 5 definierten Stützebene 6 ausgerichtet. Das Traggestell 10 ist seinerseits über eine Schwenkvorrichtung 13 an der Transportvorrichtung 4, insbesondere dem Rundtisch 5, abgestützt.
-
Aus den 3 bis 6 ist nun besser das Traggestell 10 zu ersehen, bei welchem auf die Darstellung der Kokille 3 verzichtet worden ist. Das Traggestell 10 kann grundsätzlich unterschiedlichst ausgebildet sein und umfasst bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest zwei in Richtung der Schwenkachse 12 voneinander distanziert angeordnete Rahmenteile 14, welche zwischen sich die Kokille 3 aufnehmen können. Dabei können die Rahmenteile 14 z. B. in etwa radförmig bzw. kreisringförmig ausgebildet sein, wobei auch Teilabschnitte von dieser Raumform möglich sind. Es wäre auch eine scheibenförmige Ausbildung der Rahmenteile 14 möglich. Eine gegenseitige Verbindung und Abstützung bzw. Verstrebung zwischen den Rahmenteilen 14 ist dabei ebenfalls möglich und denkbar. Weiters können die Rahmenteile 14 jeweils stirnseitig – also an deren Außenumfang – zumindest eine Stützfläche 15 aufweisen bzw. ist die Stützfläche 15 am Rahmenteil 14 zumindest bereichsweise ausgebildet. Unter stirnseitig wird hier verstanden, dass die Stützfläche 15 auf der von der Schwenkachse 12 abgewendeten Seite des Rahmenteils 14 angeordnet ist. Je nach Verlauf und Form der durchzuführenden Schwenkbewegung sind dann die Rahmenteile 14 mit ihren daran angeordneten bzw. ausgebildeten Stützflächen 15 auszubilden. So ist es möglich, beispielsweise die Stützfläche 15 derart auszubilden, dass diese umfangsmäßig gesehen einen kreisbogenförmig ausgebildeten Längsverlauf aufweist. Es wäre aber auch möglich, jede andere beliebige Bogenform für die Ausbildung des Längsverlaufes zu wählen. Bevorzugt wird die Gestalt einer konvexen Krümmung gewählt, welche beispielsweise in Form eines Abschnittes einer Ellipse, Parabel oder dergleichen gewählt sein kann.
-
Die Rahmenteile 14 des Traggestells 10 bilden hier somit nicht nur einen Teil des Traggestells 10 aus, sondern sind auch gleichzeitig Bestandteil der Schwenkvorrichtung 13. Zur Abstützung der Rahmenteile 14 mit ihren Stützflächen 15 umfasst die Schwenkvorrichtung 13 weiters im Bereich jedes Rahmenteils 14 zumindest zwei voneinander distanziert angeordnete Stützräder 16, an welchen jeder der Rahmenteile 14 mit seiner Stützfläche 15 abgestützt ist. Dabei sind die Stützräder 16 bevorzugt in senkrechter Richtung bezüglich der Schwenkachse 12 voneinander distanziert und entsprechend fluchtend zur jeweiligen Stützfläche 15 ausgerichtet. Dadurch ist es möglich, auf einfache Art und Weise die gesamte Gießeinheit 11 mit ihrem Traggestell 10 über die Rahmenteile 14 unter Zwischenschaltung der Schwenkvorrichtung 13 an der Transportvorrichtung 4 abstützten zu können. Wird ein kreisbogenförmiger Längsverlauf der Stützfläche 15 bezüglich der Schwenkachse 12 gewählt, wird eine zentrale Verschwenkung des Traggestells 10 mitsamt der daran angeordneten Kokille 3 um die gemeinsame Schwenkachse 12 erzielt.
-
Da es sich bei derartigen Gießeinheiten 11 zumeist um volumen- und massemäßig bedeutsame bzw. große Abmessungen handelt, ist zur Durchführung der Schwenkbewegung des Traggestells 10 diesem zumindest eine Antriebsanordnung 17 zugeordnet bzw. steht diese mit dem Traggestell 10 in Antriebsverbindung. Mittels dieser Antriebsanordnung 17 wird es möglich, das Traggestell 10 bezüglich der Transportvorrichtung 4, insbesondere des Rundtisches 5, um die Schwenkachse 12 verschwenken zu können. Um ein gegenseitiges Verlagern des Traggestells 10 mit seinen Rahmenteilen 14 relativ bezüglich den das Traggestell 10 abstützenden Stützrädern 16 durchführen zu können, ist es möglich, zusätzliche jedoch nicht näher beschriebene Führungsanordnungen wie z. B. umlaufende Führungsstege oder dgl. vorzusehen. Die Ausrichtung der Stützflächen 15 an den Rahmenteilen 14 erfolgt dabei in bevorzugt paralleler Ausrichtung bezüglich der Schwenkachse 12. Je nach gewähltem Längsverlauf der Stützfläche 15 am Rahmenteil 14 bildet sich beispielsweise bei einem kreisbogenförmigen Längsverlauf eine zylinderförmig ausgebildete Hüllfläche für die Stützfläche 15 aus.
-
Um eine möglichst hohe Variabilität sowie Einfachheit in der Herstellung für die Antriebsanordnung 17 zu erzielen, erfolgt dies zumeist aufgrund der zu übertragenden Kräfte bzw. Momente mittels eines Zahnradantriebes. So ist es möglich, einen Teil der Antriebsanordnung 17 durch zumindest ein Zahnrad 18 auszubilden. Dieses kann seinerseits mit einem Antriebsmittel 19 in Antriebsverbindung stehen. Das Antriebsmittel 19 kann beispielsweise ein Elektromotor, Hydraulikmotor, Schrittmotor oder dergleichen sein, mit welchem das aufzubringende Drehmoment hin auf das Zahnrad 18 in bekannter Weise übertragen wird.
-
Da die Rahmenteile 14 des Traggestells 10 zumeist eine relativ große Dimension, insbesondere einen großen Durchmesser aufweisen, ist das mit dem Zahnrad 18 zusammenwirkende weitere Antriebselement der Antriebsanordnung 17 in Bezug auf die Stützfläche 15 an dem Rahmenteil 14 auszubilden. Zur Vermeidung von kompliziert zu fertigenden Zahnelementen in Form von Teilabschnitten von Zahnrädern bzw. Zahnstangen ist hier vorgesehen, dass die Antriebsanordnung 17 im Bereich zumindest eines Rahmenteils 14 eine Vielzahl von Rastelementen 20 umfasst, welche voneinander distanziert und entsprechend bezüglich der Schwenkachse 12 bzw. der Stützfläche 15 am Rahmenteil 14 angeordnet sind. Der Längsverlauf der hintereinander angeordneten Rastelemente 20 bezogen auf die Schwenkachse 12 ist somit an die gewählte Umfangsform der Stützfläche 15 anzupassen. Bei einer kreisbogenförmig und somit zylindrischen Ausbildung der Stützfläche 15 erfolgt die Anordnung der einzelnen Rastelemente 20 ebenfalls in Form eines Kreisbogens mit seinem Zentrum in der Schwenkachse 12. Je nach gewählter Zahnform des Zahnrades 18 ist auch der Querschnitt der einzelnen Rastelemente 20 entsprechend zu wählen. Als einfachste Querschnittsform hat sich dabei herausgestellt, wenn die einzelnen Rastelemente 20 bolzenförmig ausgebildet sind, und ihre Anordnung bzw. Längserstreckung parallel zur Schwenkachse 12 gewählt ist. Bei entsprechender umfangsmäßiger Distanzierung voneinander erfolgt ein problemloser und bevorzugt spielfreier Eingriff mit dem Zahnrad 18, über welches somit das gesamte Traggestell 10 mitsamt der Kokille 3 um die Schwenkachse 12 verschwenkt werden kann.
-
In der 6 ist zu ersehen, dass das Rastelement 20 beispielsweise einen rohrförmig bzw. hülsenförmig ausgebildeten Rastkörper 21 sowie ein den Rastkörper 21 in dessen Längserstreckung durchsetzendes Verbindungsmittel 22 umfasst. Damit wird es möglich, mittels des Verbindungsmittels 22 den Rastkörper 21 mit dem Rahmenteil 14 zu verbinden bzw. daran zu haltern. Das Verbindungsmittel 22 kann dabei beispielsweise durch eine Schraube, eine Niete, einen Bolzen oder dergleichen gebildet sein. So ist es möglich, eine Vielzahl von einzelnen Rastelementen 20 umfänglich entlang der Stützfläche 15 am Rahmenteil 14 anzuordnen und daran zu haltern. Zur Erzielung einer noch höheren Festigkeit und Stabilität der einzelnen Rastelemente 20 während deren Zusammenwirken mit dem Zahnrad 18 zu erzielen, können die einzelnen Rastelemente 20 auf der vom Rahmenteil 14 abgewendeten Seite sowie in Umfangsrichtung der Stützfläche 15 gesehen, mittels eines eigenen zusätzlichen Verbindungssteges 23 miteinander bzw. untereinander verbunden sein.
-
Das Verbindungsmittel 22 ist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel als bolzenförmiger Bauteil ausgebildet, welcher an seinen beiden Enden einen Ansatz mit einem Gewinde trägt. Dabei ist ein Ende in den Rahmenteil 14 einschraubbar. Dazu kann am Verbindungsmittel 22 z. B. ein Sechskantansatz oder dgl. vorgesehen sein. Das weitere Ende mit seinem Gewindeansatz durchsetz den Verbindungssteg 23, wobei dieser dann mittels einer Mutter am Verbindungsmittel 22 festgelegt ist.
-
Durch das Vorsehen der Antriebsanordnung 17 ist es nunmehr möglich, das gesamte Traggestell 10 um die Schwenkachse 12 relativ bezüglich der Transportvorrichtung 4 verlagern bzw. verschwenken zu können. Dabei erfolgt der Antrieb ausgehend vom Antriebsmittel 19 hin auf das Zahnrad 18, welches seinerseits in Antriebsverbindung mit den Rastelementen 20 steht.
-
Die Wahl der einzelnen und voneinander unabhängigen Rastelemente 20 ist deshalb vorteilhaft, da hier so auf teure Fertigungsanlagen zur Herstellung von Zahnradteilen mit großen Dimensionen verzichtet werden kann. Durch das Vorsehen einer Vielzahl von Rastelementen 20 kann so beispielsweise auf Normteile bzw. einfach zu fertigende Bauteile zurückgegriffen werden, welche zueinander in entsprechender Ausrichtung und Anordnung am Rahmenteil 14 bzw. an den Rahmenteilen 14 anzuordnen und zu haltern sind. Damit wird eine wesentlich höhere Flexibilität und vor allem eine Kosteneinsparung erzielt.
-
Weiters ist es noch möglich, dass jedem der Rahmenteile 14 eine Vielzahl von Rastelementen 20 zugeordnet ist bzw. diese dort angeordnet sind und jeweils jeder Reihe von Rastelementen 20 ein eigenes Zahnrad 18 zugeordnet ist bzw. damit in Eingriff steht. Zur gemeinsamen Antriebsverbindung der beiden Zahnräder 18 ist es dann möglich, dass diese über eine gemeinsame Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung stehen. So kann mit einem einzigen Antriebsmittel, wie beispielsweise einem Antriebsmotor, das Auslangen gefunden werden.
-
Weiters ist in der 4 noch dargestellt, dass es möglich ist, wenn nur bei einem der Rahmenteile 14 die Antriebsanordnung 17 vorgesehen ist, am anderen Rahmenteil 14 eine Führungsanordnung 24 vorzusehen. Diese dient dazu, dass der auf den beiden Stützrädern 16 mit seiner Stützfläche 15 abgestützte Rahmenteil 14 gegen ein Abheben von den Stützrädern 16 gesichert ist. Dazu ist am Rahmenteil 14 ein Führungssteg 25 angeordnet, welcher in seiner umfangsmäßigen Längserstreckung an den Längsverlauf der Stützfläche 15 angepasst ist. Ein Führungselement 26, wie z. B. eine Laufrolle, ein Gleitelement, ist auf der der Schwenkachse 12 zugewendeten Seite des Führungssteges 25 angeordnet und steht mit einem die Stützräder 16 lagernden Basisteil 27 in Verbindung. Bevorzugt ist das Führungselement 26 mittig zwischen den beiden voneinander distanzierten Stützrädern 16 angeordnet.
-
Dabei sei erwähnt, dass auch die Antriebsanordnung 17 bzw. deren einzelne Bauteile, insbesondere die Rastelemente 20 im Zusammenwirken mit dem Zahnrad 18, gegebenenfalls eigenständig eine für sich unabhängige Ausführungsform der Erfindung darstellen kann bzw. können. Dabei kann die Aufgabe der Erfindung darin gesehen werden, zusammenwirkende und miteinander in Eingriff stehende Antriebsmittel zu schaffen, welche einfach und vor allem kostengünstig herstellbar sind.
-
Das Einbringen der Schmelze in die Kokille 3 wird in der Gießstation 2 in Form eines zuvor beschriebenen Gießvorganges durchgeführt. Das Niederdruckgießen bzw. das Niederdruckgießverfahren unterscheidet sich vom Schwerkraftgießen bzw. Kipptiegelgießen dadurch, dass die aufbereitete Schmelze in einem nach außen hin abgeschlossenen Ofen bereitgestellt wird und die Schmelze mittels eines Steigrohres mit Hilfe von Druck, welcher auf die Badoberfläche wirkt, in die Kokille 3 gedrückt wird. Diese Art des Formfüllens ist der wohl wesentlichste Unterschied zum Schwerkraft- bzw. Kippgießen. Dabei läuft der Formfüllvorgang absolut kontrolliert ab. Daraus resultiert auch ein turbulenzarmes bzw. turbulenzfreies Formfüllen. Da sich hier die Schmelze in einem geschlossenen Behälter des Ofens befindet, wird auch eine geschützte Atmosphäre im Bereich der Badoberfläche erzielt. Dadurch nimmt die Schmelze unter anderem weniger Wasserstoff und andere Verunreinigungen auf und die Oxydbildung wird ebenfalls verringert. So kann eine gute Gussqualität erzielt werden.
-
Das Gegendruckgießen ist ein ähnliches Verfahren zum Niederdruckgießen, wobei hier ebenfalls mit einem Differenzdruck zwischen der im Ofen befindlichen Schmelze und der Kokille 3 gearbeitet wird. So wird beim Gegendruckgießen im Gegensatz zum Niederdruckgießen mit zwei Druckkammern gearbeitet. Beide Kammern, nämlich der Ofen mit der Schmelze als erste Kammer und eine Glocke um das Werkzeug als zweite Kammer werden gleichzeitig unter Druck gesetzt. Der Arbeitsdruck dabei kann beispielsweise ca. 2 bar bis 4 bar, insbesondere 3 bar, aufweisen. Der Druck im Ofen selbst wird dann nochmals soweit erhöht, dass die Schmelze über das Steigrohr in die Kokille 3 gedrückt wird. Der Druckunterschied zwischen den Kammern kann dabei in etwa 0,2 bar bis 1,0 bar, insbesondere 0,3 bar, betragen.
-
Die Wahl, welches Gießverfahren verwendet wird, hängt von der Form des herzustellenden Werkstückes ab. Bevorzugt wird der während des Gießvorganges aufgebaute Speisedruck so lange aufrecht erhalten, bis dass eine ausreichende Verfestigung der Schmelze erfolgt ist. Erst anschließend daran soll der Ofen abgekuppelt und abgesenkt werden. Nachfolgend kann die Transportvorrichtung 4 die befüllte Kokille 3 der Gießeinheit 11 von der Gießstation 2 weg hin zu einer dieser nachfolgend angeordneten Stationen weiter transportieren. Dabei ist stets darauf zu achten, dass auf keinen Fall ein Druckabfall des auf die Schmelze aufgebrachten Druckes erfolgt. In Verbindung mit dem Rundtisch 5 erfolgt dabei eine gewisse Abkühlung der Schmelze in der Gießstation 2 selbst. Dadurch werden nachfolgende Kühlzeiten vermindert bzw. überhaupt vermieden. So kann nach erfolgtem Weitertransport der Kokille 3 mit dem bereits Großteils erstarrten Werkstück anschließend gleich die Entnahmestation 8 vorgesehen werden und auf die Anordnung einer eigenen Kühlstation 7 verzichtet werden. So kann ohne Produktivitätsminderung der Gießanlage 1 jene Zeit der Abkühlung der Schmelze in der Gießstation 2 in der nachfolgenden Entnahmestation 8 für die Entnahme des Werkstücks aus der Kokille 3 verwendet werden. In diesem Zeitraum kann dann auch gleichzeitig in der dieser nachgeordneten Vorbereitungsstation 9 die für den nächsten Gießvorgang vorgesehene Kokille 3 entsprechend gewartet werden. Damit verbleibt ein wesentlich längerer Zeitraum für die Entnahme des Werkstücks sowie auch für die Pflege und Wartung der einzelnen Kokillen 3. Dies ist gerade bei möglich auftretenden Komplikationen, wie diese bei einem Schussabbruch bei der Befüllung der Kokille 3 auftreten können, günstig. So können fehlerhafte Werkstücke gleich aussortiert werden bzw. kann eine gewisse Qualitätsprüfung der Werkstücke stattfinden. Als Minimum wird hier eine Gießanlage 1 mit vier Stationen und vier Gießeinheiten 11 am Rundtisch 5 betrachtet. Beginnend mit der Vorbereitungsstation 9 wird die Kokille 3 vorbereitet. In der nachfolgenden Station erfolgen der Gießvorgang und bereits eine ausreichende Abkühlung der Schmelze. In der nächsten Station – der Entnahmestation 8 – wird das Werkstück entnommen. Dann kommt die Kokille 3 wiederum in die Vorbereitungsstation 9 und es beginnt der Umlauf dieser Kokille 3 von neuem.
-
Dabei ist auch noch möglich, die die Schmelze aufnehmende Kokille 3 relativ rasch aus der Gießstation 2 weiter zu transportieren und eine eigene Kühlstation 7 vorzusehen, in welcher das Werkstück rasch abgekühlt, insbesondere abgeschreckt wird. Dann kann bereits in der Kühlstation 7 die Entnahme des Werkstücks erfolgen.
-
Damit wird erreicht, dass jene teure Anlagenkomponente, nämlich die Gießstation 2 dauernd in Betrieb ist und in den weiteren Stationen zusätzliche Prozessschritte durchgeführt werden können.
-
Bei diesem Verfahrensablauf des Gießens ist auch noch möglich, dass nach dem Befüllen der Kokille 3 mit der Schmelze in der Gießstation 2 gleich ein Weitertransport der mit der Schmelze gefüllten Kokille 3 aus der Gießstation 2 erfolgt und der während des Gießvorganges aufgebaute Druck weiter aufrecht erhalten wird, bis dass eine ausreichende Verfestigung der Schmelze erfolgt ist.
-
Im Gegensatz zum Schwerkraftgießen ist bei dem hier gewählten Gießvorgang, dass die Schmelze ausgehend vom Ofen 28 durch zumindest ein Steigrohr 29 unter Druck in die Kokille 3 einzubringen ist. So ist bei jedem Füllvorgang einer leeren und für den Gießvorgang vorbereiteten Kokille 3 der oder die Angussstutzen der Kokille 3 mit dem Steigrohr 29 zu kuppeln. Zu diesem Zweck ist der Ofen 28 mittels einer Hubvorrichtung 30 von seiner Ruhelage unterhalb der Transportvorrichtung 4 hin in Richtung auf die Kokille 3 anzuheben. Dazu kann z. B. im Rundtisch 5 der Transportvorrichtung 4 bei jeder Gießeinheit 11 zumindest ein Durchbruch 31 vorgesehen sein, um den Durchtritt des Ofens 28 bzw. des Steigrohres 29 hin zur Kokille 3 zu ermöglichen. Befindet sich eine leere Kokille 3 in der Gießstation 2, kann mittels der Hubvorrichtung 30 der Ofen 28 gezielt angehoben werden, bis eine dichtende Kupplungsstellung mit der Kokille 3 erreicht ist. Anschließend erfolgt der Vergussvorgang der Schmelze ausgehend vom Ofen in die Kokille 3. Nach erfolgtem Gießvorgang ist der Angussstutzen der Kokille 3 bevorzugt unter weiterer Aufrechterhaltung des zuvor aufgebauten Gießdruckes zu belassen. Ist eine ausreichende Abkühlung ohne Druckverlust erfolgt, ist der Ofen 28 mit seinem Steigrohr 29 abzukuppeln und abzusenken, damit ein Weitertransport der befüllten Kokille 3 ermöglicht wird. Durch den Weitertransport in eine der nachgeschalteten Stationen kommt eine unbefüllte weitere Kokille 3 hin zur Gießstation 2 und der Befüllvorgang beginnt von neuem.
-
Die Anordnung der einzelnen die Gießeinheiten 11 bildenden Traggestelle 10 mit den Kokillen 3 am Rundtisch 5 kann derart erfolgen, dass zumindest vier, bevorzugt sechs oder auch mehr Gießeinheiten 11 vorgesehen sind. Sind mehr Gießstationen 11 an einem Rundtisch 5 vorgesehen, wie z. B. sechs oder acht Gießstationen 11, kann auch noch diametral zur ersten Gießstation 2 eine zusätzliche weitere Gießstation 2 vorgesehen werden. Damit kann in jeder der beiden Gießstationen 2 gleichzeitig eine Kokille 3 befüllt werden und anschließend an eine jeweils dieser nachgeordnete Kühl- und/oder Entnahmestation 7, 8 sowie die dieser nachgeordnete Vorbereitungsstation 9 weiter transportiert werden. Damit lässt sich die Produktivität weiter erhöhen. Damit lässt sich mit geringem Platzbedarf eine sehr hohe Produktivität der gesamten Gießanlage 1 erzielen.
-
Die Medienzufuhr zu den einzelnen Gießstationen 11 kann zentral im Zentrum des Rundtisches 5 erfolgen und anschließend erfolgt erst die Verteilung hin zu den einzelnen Gießstationen 11. Da eine Drehung des Rundtisches erfolgt, ist dies mittels einer Drehdurchführung zu bewerkstelligen. Die Medienzufuhr kann das Kühlmittel, die Energieversorgung usw. betreffen. Die Abfuhr des Kühlmittels von den einzelnen Gießeinheiten 11 kann dabei z. B. drucklos in Rinnen oder dgl. erfolgen. Damit wird im äußeren Umfangsbereich des Rundtisches 5 ausreichend Platz eingespart, welcher für das Zwischenlagern der Werkstücke, deren Abtransport usw. genutzt werden kann.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gießstation 2 umrüstbar ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass es auch möglich wäre, an der Transportvorrichtung 4 mehrere Kokillen 3 mit ihren Traggestellen 10 anzuordnen, welche für das einfachere Gießverfahren, nämlich das Schwerkraft- bzw. Kipptiegelgießen geeignet sind. Wird keine ausreichende Gussqualität erzielt, kann dann diese Gießanlage 1 auf das Niederdruckgießen und/oder Gegendruckgießen umgerüstet werden. So wird dann auch bei diesen gewählten Vergussverfahren in Verbindung mit dem Rundtisch 5 als Transportvorrichtung 4 ein wirtschaftlicherer Vergussvorgang bei erhöhter Gussqualität.
-
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z. B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d. h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z. B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
-
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Gießanlage 1, insbesondere der Schwenkvorrichtung 13 und der Antriebsanordnung 17, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
-
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Gießanlage 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
-
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
-
Vor allem können die einzelnen in den 1, 2; 3, 4, 5, 6 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gießanlage
- 2
- Gießstation
- 3
- Kokille
- 4
- Transportvorrichtung
- 5
- Rundtisch
- 6
- Stützebene
- 7
- Kühlstation
- 8
- Entnahmestation
- 9
- Vorbereitungsstation
- 10
- Traggestell
- 11
- Gießeinheit
- 12
- Schwenkachse
- 13
- Schwenkvorrichtung
- 14
- Rahmenteil
- 15
- Stützfläche
- 16
- Stützrad
- 17
- Antriebsanordnung
- 18
- Zahnrad
- 19
- Antriebsmittel
- 20
- Rastelement
- 21
- Rastkörper
- 22
- Verbindungsmittel
- 23
- Verbindungssteg
- 24
- Führungsanordnung
- 25
- Führungssteg
- 26
- Führungselement
- 27
- Basisteil
- 28
- Ofen
- 29
- Steigrohr
- 30
- Hubvorrichtung
- 31
- Durchbruch
