DE102018132871A1

DE102018132871A1 - Kippgießmaschine

Info

Publication number: DE102018132871A1
Application number: DE102018132871.0A
Authority: DE
Inventors: Jörg Loewenstein; Sven Heineke; Holger Oppelt
Original assignee: M&a Automation GmbH; KSM Castings Group GmbH
Current assignee: M&a Automation GmbH; KSM Castings Group GmbH
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-07-04
Also published as: DE112018006625A5; CN111615435B; CN111615435A; WO2019129323A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kippgießmaschine.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kippgießmaschine.
Kippgießverfahren, die mittels Kippgießmaschinen ausgeführt werden, sind dem Fachmann in verschieden Ausführungen bekannt. Solche Kippgießverfahren werden bei Werkstoffen mit hoher Neigung zur Schaumbildung und Oxidation angewandt, also insbesondere bei Aluminiumkokillengießverfahren und besonders für Gussstücke, die keine Lufteinschlüsse aufweisen dürfen.
Bei einem Kippgießverfahren kann die Gießform mit einem Gießbecken bzw. Gießtümpel versehen sein, in dem die gesamte für den Abguss benötigte Metallschmelze einbringbar ist. Die Gießform wird für den Gießvorgang zunächst in eine waagerechte Lage gekippt, so dass die Metallschmelze nach dem Füllen des Gießbeckens bzw. Gießtümpels noch nicht in den Formhohlraum der Gießform fließen kann. Erst durch langsames Aufrichten der Gießform strömt die Metallschmelze mit mäßiger Geschwindigkeit und geringem Gefälle in den Formhohlraum der Gießform. Auf diese Weise werden Turbulenzen der Metallschmelze vermieden. Bei Gießende ist die Gießform vollständig aufgerichtet. In dieser Stellung kann das Gussstück über eine vorgegebene Zeit erstarren. Die Kippgießmaschinenhydraulik soll eine Regelung der Kippgeschwindigkeit und damit auch der Strömungsgeschwindigkeit der Metallschmelze beim Gießen ermöglichen. Es ist bekannt, für das Kippen der Gießform einen Servoantrieb vorzusehen, der ein direktes Eingießen der Metallschmelze während des Kippens der Gießform ermöglichen soll.
Es sind verschiedene Kippgießmaschinen für Aluminiumkokillengießverfahren bekannt. Üblicherweise sind diese so ausgelegt, dass der mögliche Kippwinkel in eine Richtung zwischen 0 und 90° beträgt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kippgießmaschine zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Kippgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Kippgießmaschine umfasst zwei voneinander beabstandete stationäre Haltelemente, die jeweils einen drehbar gelagerten Drehkranz aufweisen. Zumindest einer der Drehkränze ist vorzugsweise als Zahnkranz ausgebildet. Die Drehkränze sind erfindungsgemäß mittels eines Antriebssystems um eine gemeinsame, vorzugsweise horizontal ausgerichtete Drehachse antreibbar. Die erfindungsgemäße Kippgießmaschine umfasst weiterhin ein eine Gießform aufweisendes Gießwerkzeug, das mit einem Kipprahmen verbunden ist, welcher zwischen den Haltelementen angeordnet und derart mit den Drehkränzen verbunden ist, dass dieser durch Drehen der Drehkränze um die gemeinsame Drehachse drehbar ist.
Die erfindungsgemäße Kippgießmaschine ermöglicht die Umsetzung unterschiedlicher Varianten von Kippgießverfahren. Da die in den Halteelementen gelagerten antreibbaren Drehkränze quasi geschlossene Ringe bilden kann eine komplette Rotation um die gemeinsame Mittelachse erreicht werden. Das bedeutet, dass ein Kippwinkel von -360° über 0° bis +360° einstellbar ist, je nach gewünschtem Gießverfahren. Die setzt natürlich eine entsprechende Dimensionierung des Kippgießwerkzeugs voraus. So können gegebenenfalls vorgesehene Kernzieh- bzw. -schiebereinrichtungen bei einer 360°-Rotation hinderlich sein.
Die die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kippgießmaschine wird neben eines größtmöglichen Kippwinkels auch eine Minimierung der Kipprahmenverwindung erreicht.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Antriebssystem wenigstens einen Servoantrieb, vorzugsweise zwei synchronisierte Servoantriebe, aufweist. Bei zwei synchronisierten Servoantrieben ist jedem Dreh- bzw. Zahnkranz ein Servoantrieb zugeordnet, wodurch ein präzises Drehen und/oder Halten des Kipprahmens und damit des Gießwerkzeugs in eine vorgegebene Position über eine vorgegebene Zeit sowohl in die eine Rotationsrichtung als auch in die andere Rotationsrichtung ermöglicht wird. Das Positionieren erfolgt dabei stufenlos. Das Kippen des Gießwerkzeugs erfolgt ruckfrei. Die Servoantriebe sind vorzugsweise mit wenigstens einer Sicherheitsbremse, insbesondere zum Halten der Position des Kippgießwerkszeugs, ausgerüstet.
Es kann von Vorteil sein, wenn jeder Servoantrieb auf seiner Motorwelle ein Zahnritzel als antreibendes Zahnrad aufweist, das direkt oder über wenigstens ein weiteres Zahnrad mit dem Drehkranz, vorzugsweise dem Zahnkranz, in Wirkverbindung steht.
Es kann von Vorteil sein, wenn ein Zahnkranz über ein Festlager an einem Halteelement gelagert ist.
Es kann von Vorteil sein, wenn ein Zahnkranz über ein Loslager, vorzugsweise über ein Rillenkugellager, an einem Halteelement gelagert ist, um beispielsweise ein gegebenenfalls vorhandenes Spiel und/oder um eine aufgrund der beim Gießen auftretenden Wärmeentwicklung hervorgerufene Dehnung auszugleichen.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Halteelement und der am Halteelement gelagerte Drehkranz, vorzugsweise Zahnkranz, eine durchgehende Aussparung aufweisen. Über eine solche stirnseitige Aussparung ist das Kippgießwerkzeug beispielsweise für Montage-, Wartungs- und/oder Reinigungsarbeiten einfacher zugänglich. Zudem kann der Freiraum genutzt werden, um Fluide, beispielsweise Gas, Kühlwasser, Hydraulikflüssigkeit und/oder Luft, zum Gießwerkzeug zu führen.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gießwerkzeug eine in Längsrichtung der Kippgießmaschine angeordnete Kernzieh- bzw. -schiebereinrichtung aufweist, die zumindest teilweise in bzw. durch die Aussparung geführt ist. Dadurch lassen sich bei gleichzeitig kompakter Ausführung der Kippgießmaschine verschiedenste Geometrien von im Kippgießverfahren hergestellten Gussstücken verwirklichen.
Es kann von Vorteil sein, wenn Zu- und/oder Rücklaufkanäle für Fluide, beispielsweise für Gas, Kühlwasser, Hydraulikflüssigkeit und/oder Luft, vorgesehen sind, die zumindest über einen Teilabschnitt entlang der Drehachse verlaufen, wobei der Übergang zwischen einem feststehenden Körper, vorzugsweise der Stirnseite eines Haltelements, und einem rotierenden Körper, vorzugsweise dem Kipprahmen, mittels einer Drehdurchführung sichergestellt ist. Dadurch wird erreicht, dass ein Kippwinkel von -360° über 0° bis +360° verwirklicht werden kann. Dadurch kann vorteilhaft auf eine die entsprechenden Kanäle führende Schleppkette verzichtet werden. Der Schleppaufwand der Medien- bzw. Fluidzufuhr wird minimiert. Die Verteilung und Steuerung der Fluide erfolgt vorteilhaft auf dem Kipprahmen. Es kann von Vorteil sein, wenn der Kipprahmen und mithin das Gießwerkzeug um mehr als 360°, also quasi schleifenförmig, in eine Richtung drehbar ist.
Es kann von Vorteil sein, wenn Leitungen zur Übertragung von elektrischer Leistung bzw. Strom und/oder elektrischer Signale zumindest über einen Teilabschnitt entlang der Drehachse verlaufen, wobei jeder Übergang zwischen einem feststehenden Körper, vorzugsweise der Stirnseite eines Haltelements, und einem rotierenden Körper, vorzugsweise dem Kipprahmen, mittels eines Schleifrings sichergestellt ist. Dadurch wird erreicht, dass ein Kippwinkel von -360° über 0° bis +360° verwirklicht werden kann. Dadurch kann vorteilhaft auf Schleppketten, die entsprechenden Leitungen führen, verzichtet werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn die auf den rotierenden Körper übergehenden Zu- und/oder Rücklaufkanäle für Fluide und/oder die Leitungen zur Übertragung von elektrischer Leistung bzw. Strom und/oder elektrischer Signale zumindest größtenteils auf die rückwärtige Längsseite des Kipprahmens, übergehen, wobei mittels dort vorgesehener Ventile die Verteilung zu vorgegebenen Stellen oder Bereichen im Gießwerkzeug erfolgt. Die rückwärtige Längsseite des Kipprahmens ist die Seite, von der aus die Gießformhälften nach dem Öffnen und Aufschwenken der Gießform beispielsweise zu Reinigungszwecken nicht zugänglich sind.
Es kann von Vorteil sein, wenn die Zu- und/oder Rücklaufkanäle für Fluide größtenteils als Rohre ausgebildet sind. Dadurch sind die Kanäle besonders geschützt.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gießwerkzeug mit dem Kipprahmen in wenigstens eine Richtung um bis zu 360° um die Drehachse drehbar ist.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gießwerkzeug zum Heben und Senken einer an die obere Gießformhälfte anschließenden oberen Aufspannplatte und damit zum Öffnen und Schließen der Gießform oder für das Wechseln der Gießform bzw. Gießformhälfte einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen und damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswellen aufweist, wobei der auf die Aufspannplatte wirkende Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb ist. Vorzugsweise umfasst der Hubantrieb zwei Hydraulikzylinder, die einen Parallelhub von vorzugsweise bis 400 mm ermöglichen.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gießwerkzeug zum Auswerfen eines Gussstücks aus der oberen Gießformhälfte der geöffneten Gießform einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen und damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswellen aufweist, wobei der Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb ist, der eine die Auswerferstifte aufweisende Auswerfereinheit, insbesondere Auswerferplatte, bewegt. Die Auswerfereinheit ist dabei über der oberen Aufspannplatte angeordnet. Die vorzugsweise hydraulisch angetriebenen Auswerferstifte bzw. -bolzen werden durch die obere Aufspannplatte hindurchgeführt, um die Gussstücke von der oberen Gießformhälfte nach dem Öffnen der Gießform abzustreifen.
Es kann von Vorteil sein, wenn im Oberteil des Gießwerkzeugs, welches durch einen Schwenkrahmen mit ausgebildet sein kann, eine Freimachung zum Eingie-βen von Metallschmelze mittels eines Gießlöffels, eines Gießtümpels und/oder einer Gießrinne vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Freimachung derart dimensioniert, dass beim Drehen bzw. Kippen des Kipprahmens und damit der Gießform ein mit Metallschmelze gefüllter Gießlöffel mitgeführt wird, der kontinuierlich Metallschmelze in eine dafür vorgesehene Einfüllöffnung der Gießform gießt. Die Freimachung kann beispielsweise eine Breite von 460 mm und eine Höhe von 550 mm aufweisen.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gießwerkzeug zum Auswerfen eines Gussstücks aus der unteren Gießformhälfte der geöffneten Gießform einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen und zumindest eine damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswelle aufweist, wobei der Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb ist, der eine die Auswerferstifte aufweisende Auswerfereinheit, insbesondere Auswerferplatte, bewegt. Die Auswerfereinheit ist dabei unter der unteren Aufspannplatte angeordnet. Die vorzugsweise mittels wenigstens eines Hydraulikzylinders angetriebenen Auswerferstifte bzw. -bolzen werden durch die untere Aufspannplatte hindurchgeführt, um die Gussstücke von der unteren Gießformhälfte nach dem Öffnen der Gießform abzustreifen. Als besonders bevorzugst hat sich ein Antrieb mit zwei Hydraulikzylindern herausgestellt.
Es kann von Vorteil sein, wenn die für einen Gießformwechsel erforderliche Hublänge zum Auseinanderfahren der Aufspannplatten wenigstens 300 mm beträgt.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gießwerkzeug eine untere Aufspannplatte aufweist, die derart ausgelegt ist, dass diese verschiedene Gießformbreiten aufspannen kann. Hierzu weist die untere Aufspannplatte vorzugsweise mehrere von einanander beabstandete Nuten, insbesondere T-Nuten, für Klemmmittel, insbesondere Klemmleisten, auf, die ein Aufspannen verschiedener, vorzugsweise von bis zu vier verschiedenen Gießform- bzw. Kokillenbreiten ermöglichen. Es kann von Vorteil sein, wenn die Breite der Aufspannplatte bis zu 1500 mm, vorzugsweise 1500 mm beträgt, und die Tiefe der Aufspannplatte bis zu 900 mm, vorzugsweise 900 mm, beträgt. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Aufspannplatte verstellbare Anschläge für die Begrenzung der Gießform bzw. Kokille aufweist. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Aufspannplatte eine Gießform- bzw. Kokillensicherung aufweist.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Gießwerkzeug eine Schwenkeinrichtung aufweist, die die obere Gießformhälfte bei geöffneter Gießform vorzugsweise um bis zu 100 ° gegenüber der unteren Formhälfte aufschwenkt. Es kann von Vorteil sein, wenn die Schwenkeinrichtung einen mit der oberen Gießformhälfte in Wirkverbindung stehenden Schwenkrahmen aufweist, der vorzugsweise an der rückwärtigen Seite des Kipprahmens angelenkt ist, derart, dass sich eine Schwenkachse ausbildet, um die der Schwenkrahmen und damit die obere Gießformhälfte aufschwenkbar ist.
Es kann von Vorteil sein, wenn die obere Gießformhälfte nur aufschwenkbar ist, wenn die Gießformhälften auseinander gefahren sind, vorzugsweise um eine Hublänge von wenigstens 20 cm.
Es kann von Vorteil sein, wenn die Schwenkeinrichtung zum Aufschwenken des Schwenkrahmens und mithin der oberen Gießformhälfte wenigstens einen Hubantrieb, vorzugsweise zwei voneinander beabstandete Hubantriebe, die vorzugsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet sind, aufweist, wobei die Hubantriebe jeweils mit der einen Seite, nämlich mit der Gehäuseseite, am Kipprahmen befestigt sind und mit der anderen Seite, also der Kolbenseite, am Schwenkrahmen angelenkt sind, vorzugsweise derart, dass der Schwenkrahmen und damit die obere Gießformhälfte der geöffneten Gießform durch ein Einziehen der Kolbenstangen um die Schwenkachse aufschwenkbar ist.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Gießrundtisch, der wenigstens zwei erfindungsgemäße Kippgießmaschinen umfasst. Die erfindungsgemäßen Kippgießmaschinen sind vorteilhaft aufgrund ihrer kompakten Bauform für einen Gießrundtisch geeignet.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Kippgießmaschine oder eines erfindungsgemäßen Gießrundtisches zur Herstellung eines Querträgers.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in teils vereinfachter, schematischer Darstellung:

1 eine vordere Längsseitenansicht einer erfindungsgemäßen Kippgießmaschine mit einem Kippgießwerkzeug in Grundstellung,
2 eine Stirnseitenansicht des Kipprahmens mit geöffneter Gießform,
3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kippgießmaschine mit dem Kippgießwerkzeug in Grundstellung,
4 in Seitenansicht eine untere Aufspannplatte der erfindungsgemäßen Kippgießmaschine,
5 eine perspektivische Unteransicht der unteren Aufspannplatte der erfindungsgemäßen Kippgießmaschine,
6 eine perspektivische Ansicht der Kippgießmaschine mit Darstellung der Fluidführung,
7 eine hintere Längsseitenansicht der erfindungsgemäßen Kippgießmaschine,
8 eine weitere vordere Längsseitenansicht der erfindungsgemäßen Kippgießmaschine ohne Gießform,
9 eine Ansicht des Aufspanntisches bzw. der unteren Aufspannplatte der erfindungsgemäßen Kippgießmaschine,
10 eine Draufsicht auf das Gießwerkzeug in zur vorderen Längsseite der Kippgießmaschine gedrehter Eingießstellung,
11 eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit in Erstarrungsstellung gedrehtem Kippgießwerkzeug,
12 eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit in Aufheizstellung gedrehtem Kippgießwerkzeug,
13 eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit in Präparierstellung gedrehtem Kippgießwerkzeug,
14 eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit in Präparierstellung gedrehtem Kippgießwerkzeug,
15 eine Stirnseitenansicht des in eine Gießformwechselstellung gedrehten Kippgießwerkzeugs,
16 eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit Kippgießwerkzeug,
17 eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit aufgeschwenkter oberer Gießformhälfte,
18 eine Draufsicht auf die Kippgießmaschine mit dargestelltem Auswerfersystem und
19 eine perspektivische Ansicht der Kippgießmaschine mit Darstellung der Fluidführung.

In den Figuren werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen, 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. Diese Lageangaben sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Das Ausführungsbeispiel zeigt mögliche Ausführungsmerkmale der erfindungsgemäßen Lösung. Die Erfindung ist allerdings nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsmerkmale eingeschränkt. Vielmehr sind auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsmerkmale untereinander möglich, wobei diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch die gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Die entsprechenden Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus dem gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel können für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in der Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 5 bis 8 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 5 und der oberen Grenze 8 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 5 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 8 oder weniger, z.B. 5 bis 5,6, oder 6,2 bis 7,6, oder 7,5 bis 8.
Die Erfindung betrifft eine Kippgießmaschine 10, die zwei voneinander beabstandete stationäre Haltelemente 12, 14 umfasst, welche 12, 14 bodenseitig über eine Halteplatte 86 zur Ausbildung eines Halterahmens miteinander verbunden sind. Ein solcher Halterahmen, umfassend die Haltelemente 12, 14 und Halteplatte 86, ist beispielsweise auf einem Gießrundtisch positionierbar.
Jedes Halteelement 12, 14 weist einen drehbar gelagerten Drehkranz in Form eines Zahnkranzes 16, 18 auf.
Die Zahnkränze 16, 18 sind mittels eines Antriebssystems 20 um eine gemeinsame, horizontal ausgerichtete Drehachse 22 antreibbar.
Zwischen den Haltelementen 12, 14 ist ein Gießwerkzeug 26 angeordnet.
Das Gießwerkzeug 26 weist einen Kipprahmen 28 auf, der mit den Zahnkränzen 16, 18 verbunden ist, derart, dass durch Drehen der in den Halteelemente 12, 14 gelagerten Zahnkränze 16, 18 auch der Kipprahmen 28 um die gemeinsame Drehachse 22 gedreht wird.
1 zeigt einer eine vordere Längsseitenansicht der erfindungsgemäßen Kippgießmaschine 10 mit einem Kippgießwerkzeug 26 in Grundstellung.
Das Antriebssystem 20 weist zwei synchronisierte Servoantriebe 30, 32 auf. Jeder Servoantrieb treibt einen Zahnkranz 16, 18 an. Dazu weist jeder Servoantrieb 30, 32 auf seiner Motorwelle ein Zahnritzel 34 als antreibendes Zahnrad auf, das über ein weiteres Zahnrad 36 mit dem Zahnkranz 16, 18 in Wirkverbindung steht. Eine detaillierte Darstellung findet sich in 2, die eine Stirnseitenansicht des Kipprahmens 28 mit geöffneter Gießform 24 zeigt. Die beidseitig angeordneten und synchronisierten Servomotoren ermöglichen ein stufenloses Positionieren des Zahnkranzes und damit des Kipprahmens sowie des Kippgießwerkzeugs.
Der eine Zahnkranz 16 ist über ein Festlager an dem einen Halteelement 12 gelagert. Der andere Zahnkranz 18 ist über ein Loslager in Form eines Rillenkugellagers an dem anderen Halteelement 14 gelagert.
Die Halteelemente 12, 14 und die an den Halteelementen 12, 14 gelagerten Zahnkränze 16, 18 weisen eine durchgehende Aussparung 38 auf. Dadurch ist es möglich, die im und vom Kipprahmen 28 gehaltene und sich aus einer oberen Gießformhälfte 50 und einer unteren Gießformhälfte 70 zusammensetzende Gießform 24 mit wenigstens einem Seitenschieber zu versehen, der zumindest teilweise in bzw. durch die Aussparung 38 geführt ist.
Weiterhin sind - wie in 6 erkennbar - Zu- und/oder Rücklaufkanäle 88 für Fluide, beispielsweise für Gas, Kühlwasser, Hydraulikflüssigkeit und/oder Luft, vorgesehen sind, die zumindest über einen Teilabschnitt 40 entlang der Drehachse 22 verlaufen, wobei der Übergang zwischen dem feststehenden Körper, also der Stirnseite des Haltelements 12, und dem rotierenden Körper, also dem Kipprahmen 28, mittels einer Drehdurchführung 42 sichergestellt ist. Eine entsprechende Darstellung findet sich in 19.
Leitungen 44 zur Übertragung von elektrischer Leistung bzw. Strom und/oder elektrischer Signale verlaufen ebenfalls zumindest über einen Teilabschnitt 46 entlang der Drehachse 22, wobei jeder Übergang zwischen einem feststehenden Körper, vorliegend der Stirnseite des Haltelements 16, und einem rotierenden Körper, also dem Kipprahmen 28, mittels eines Schleifrings 48 sichergestellt ist. Eine entsprechende Darstellung findet sich in 19.
Die auf den Kipprahmen 28 übergehenden Zu- und/oder Rücklaufkanäle für Fluide und/oder die Leitungen zur Übertragung von elektrischer Leistung bzw. Strom und/oder elektrischer Signale werden größtenteils - wie in 7 gezeigt - zur rückwärtigen Längsseite des Kipprahmens 28 geführt, wobei mittels dort vorgesehener Ventile die Verteilung zu vorgegebenen Stellen oder Bereichen im Gießwerkzeug 26 erfolgt. Unter rückwärtiger bzw. hinterer Längsseite des Kipprahmens 28 wird die Längsseite verstanden, zu der die Gießform nicht aufgeschwenkt wird.
Wie in 8 dargestellt sind die Zu- und/oder Rücklaufkanäle für Fluide größtenteils als Rohre ausgebildet, so dass die Kippgießmaschine 10 kaum Fluidleitungen in Form von Schläuchen oder als Teil von Schleppketten aufweist.
Das Gießwerkzeug 26 mit dem Kipprahmen 28 ist in wenigstens eine Richtung um bis zu 360° um die Drehachse 22 drehbar, wie dies in 16 angedeutet ist.
Das Gießwerkzeug 26 weist zum Heben und Senken einer an die obere Gießformhälfte 50 anschließenden oberen Aufspannplatte 52 und damit zum Öffnen und Schließen der Gießform 24 oder für das Wechseln der Gießform 24 bzw. Gießformhälfte 50 einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen 54 und damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswellen 56 aufweist, wobei der auf die Aufspannplatte 52 wirkende Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb 58 ist. Die Zahnführungssäulen 54 nebst Ausgleichswellen 56 sowie der Hubantrieb 58 sind im Oberteil des Gießwerkzeugs 26, quasi im Deckel, welches durch den weiter unten beschriebenen Schwenkrahmen mit ausgebildet wird, angeordnet. In 3 sind die entsprechenden Bauteile dargestellt.
Das Gießwerkzeug 26 weist zum Auswerfen eines Gussstücks aus der oberen Gießformhälfte 50 der geöffneten Gießform 24 einen Antrieb mit Gleichlaufsystem auf, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen 60 und damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswellen 62 aufweist, wobei der Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb 64 ist, der eine die Auswerferstifte aufweisende Auswerferplatte 66 bewegt. Die Zahnführungssäule 60 nebst Ausgleichswellen 62 sowie der Hubantrieb 64 sind im Oberteil des Gießwerkzeugs 26, quasi im Deckel, welches durch den weiter unten beschriebenen Schwenkrahmen mit ausgebildet wird, angeordnet. In 3 sind die entsprechenden Bauteile dargestellt.
Das Oberteil des Gießwerkzeugs 26 weist eine Freimachung 68 auf, so dass ein mit Metallschmelze gefüllter Gießlöffel 90 und/oder eine Gießrinne, an eine Einfüllöffnung der Gießform 24 heranführbar ist. Eine entsprechende Darstellung findet sich insbesondere in 10. Dort ist Oberteil des Gießwerkzeugs 26 aus einer in 1 noch nach oben weisenden Grundstellung zur vorderen Längsseite der Kippgießmaschine 10 gekippt. Diese Stellung kann als eine Eingießstellung betrachtet werden.
Das Gießwerkzeug 26 weist zum Auswerfen eines Gussstücks aus der unteren Gießformhälfte 70 der geöffneten Gießform 24 einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen 74 und zumindest eine damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswelle 76 aufweist, wobei der Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb 78 ist, der eine die Auswerferstifte aufweisende Auswerfereinheit bewegt. Eine entsprechende Darstellung findet sich in den 4 und 5.
Die für einen Gießformwechsel erforderliche Hublänge zum Auseinanderfahren der Aufspannplatten 52, 72 beträgt vorzugsweise wenigstens 30 cm.
Das Gießwerkzeug 26 weist eine - in den 4, 5 und 9 dargestellte untere Aufspannplatte 72 auf, die derart ausgelegt ist, dass diese 72 verschiedene Gießformbreiten aufspannen kann. Hierzu weist die untere Aufspannplatte 72 mehrere von einanander beabstandete Nuten, insbesondere T-Nuten 92, für Klemmmittel, insbesondere Klemmleisten 94, auf, die ein Aufspannen verschiedener, vorzugsweise von bis zu vier verschiedenen Gießform- bzw. Kokillenbreiten ermöglichen. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Aufspannplatte verstellbare Anschläge für die Begrenzung der Gießform bzw. Kokille aufweist. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Aufspannplatte eine Gießform- bzw. Kokillensicherung aufweist.
Das Gießwerkzeug 26 weist eine Schwenkeinrichtung 80 auf, die die obere Gießformhälfte 50 bei geöffneter Gießform 24 vorzugsweise um bis zu 100 ° gegenüber der unteren Formhälfte 70 aufschwenkt. Die Schwenkeinrichtung 80 umfasst einen Schwenkrahmen 96, der am Kipprahmen 28 gelagert und um eine Schwenkachse 98 schwenkbar ist.
Die obere Gießformhälfte 50 ist nur aufschwenkbar, wenn die Gießformhälften 50, 70 - wie in 17 dargestellt - auseinander gefahren sind, vorzugsweise um eine Hublänge von wenigstens 20 cm.
Die Schwenkeinrichtung 80 weist zum Aufschwenken der oberen Gießformhälfte 50 zwei voneinander beabstandete, an der rückwärtigen Längsseite des Kipprahmens 28 Hubantriebe 82, 84 auf, die - wie in 7 dargestellt - als Hydraulikzylinder ausgebildet sind. Dabei sind die Gehäuse der Hydraulikzylinder 82, 84 am Kipprahmen 28 befestigt, während die jeweils aus dem Gehäuse tretenden Kolbenstangen am Schwenkrahmen 96 angelenkt sind. Durch Einziehen der Kolbenstangen wird der Schwenkrahmen 96 bei geöffneter Gießform 24 um die Schwenkachse 98 aufgeschwenkt. Untere und obere Gießformhälfte 50, 70 schließen sind so in aufgeschwenkter Stellung wie ein aufgeschlagenes Buch zueinander angeordnet.
Die 11 bis 14 zeigen verschiedene Stellungen der Kippgießwerkzeugs für ein mögliches Kippgießverfahren. Nachdem in 1 bereits die Grundstellung des Kippgießwerkzeugs und in 10 die Startposition für ein Kippgießverfahren dargestellt sind, zeigt 11 eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit in eine Erstarrungsstellung gedrehtem Kippgießwerkzeug 26. Diese Erstarrungsstellung entspricht der Grundstellung. Das Kippgießwerkzeug 26 wurde mittels des Kipprahmens um 90° gedreht. In 12 ist eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine 10 mit in eine Aufheizstellung um weitere 90° gedrehtem Kippgießwerkzeug dargestellt. 13 und 14 zeigen jeweils eine Stirnseitenansicht der Kippgießmaschine mit in Präparierstellung gedrehtem Kippgießwerkzeug. Hierbei ist die obere Gießformhälfte aufgeschwenkt, so dass die Gießformhälften 50, 70 wie ein aufgeschlagenes Buch positioniert sind. In dieser Position lassen sich die Gießformhälften 50, 70 besonders einfach präparieren, insbesondere reinigen und gegebenenfalls mit einer Schlichte behandeln. In den 13 und 14 ist schematisch eine Person 100 dargestellt, die diese Präparationsschritte ausführt.
15 zeigt eine Stirnseitenansicht des mittels des Kipprahmens in eine Gießformwechselstellung gedrehten Kippgießwerkzeugs 26. Die Gießform 24 ist mittels der Hydraulikzylinder 58 in eine geöffnete Stellung überführt, so dass die obere Gießformhälfte 50 von oben aus der Kippgießmaschine 10 entnommen werden kann. Zu diesem Zweck sind eine gegebenenfalls zuvor mit der oberen Gießformhälfte 50 in Verbindung stehende Gießrinne und/oder ein gegebenenfalls zuvor mit der oberen Gießformhälfte 50 in Verbindung stehender Gießtümpel demontiert.
Bezugszeichenliste
(ist Teil der Beschreibung)

10: Kippgießmaschine
12: Haltelement
14: Haltelement
16: Zahnkranz
18: Zahnkranz
20: Antriebssystems
22: Drehachse
24: Gießform
26: Gießwerkzeug
28: Kipprahmen
30: Servoantrieb
32: Servoantrieb
34: Zahnritzel
36: Zahnrad
38: Aussparung
40: Teilabschnitt
42: Drehdurchführung
44: Leitungen
46: Teilabschnitt
48: Schleifrings
50: obere Gießformhälfte
52: obere Aufspannplatte
54: Zahnführungssäulen
56: Ausgleichswellen
58: Hubantrieb
60: Zahnführungssäulen
62: Ausgleichswellen
64: Hubantrieb
66: Auswerferplatte
68: Freimachung
70: untere Gießformhälfte
72: untere Aufspannplatte
74: Zahnführungssäulen
76: Ausgleichswellen
78: Hubantrieb
80: Schwenkeinrichtung
82: Hubantrieb
84: Hubantrieb
86: Halteplatte
88: Zu-/Rücklaufkanäle
90: Gießlöffel
92: T-Nut
94: Klemmleiste
96: Schwenkrahmen
98: Schwenkachse
100: Person

Claims

Kippgießmaschine (10) umfassend zwei voneinander beabstandete stationäre Haltelemente (12, 14), die (12, 14) jeweils einen drehbar gelagerten Drehkranz aufweisen, wobei zumindest einer der Drehkränze vorzugsweise als Zahnkranz (16, 18) ausgebildet ist, wobei die Drehkränze mittels eines Antriebssystems (20) um eine gemeinsame, vorzugsweise horizontal ausgerichtete Drehachse (22) antreibbar sind, und umfassend ein eine Gießform (24) aufweisendes Gießwerkzeug (26), das mit einem Kipprahmen (28) verbunden ist, welcher (28)zwischen den Haltelemente (12, 14) angeordnet und derart mit den Drehkränzen verbunden ist, dass dieser (28) durch Drehen der Drehkränze um die gemeinsame Drehachse (22) drehbar ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (20) wenigstens einen Servoantrieb (30, 32), vorzugsweise zwei synchronisierte Servoantriebe (30, 32), aufweist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Servoantrieb (30, 32) auf seiner Motorwelle ein Zahnritzel (34) als antreibendes Zahnrad aufweist, das direkt oder über wenigstens ein weiteres Zahnrad (36) mit dem Drehkranz, vorzugsweise dem Zahnkranz (16, 18), in Wirkverbindung steht.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnkranz (16) über ein Festlager an einem Halteelement (12) gelagert ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnkranz (18) über ein Loslager, vorzugsweise über ein Rillenkugellager, an einem Halteelement (14) gelagert ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12, 14) und der am Halteelement (12, 14) gelagerte Drehkranz, vorzugsweise Zahnkranz (16, 18), eine durchgehende Aussparung (38) aufweisen.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (24) zumindest eine Kernzieheinrichtung aufweist, die zumindest teilweise in oder durch die Aussparung (38) geführt ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zu- und/oder Rücklaufkanäle (88) für Fluide, beispielsweise für Gas, Kühlwasser, Hydraulikflüssigkeit und/oder Luft, vorgesehen sind, die zumindest über einen Teilabschnitt (40) entlang der Drehachse (22) verlaufen, wobei der Übergang zwischen einem feststehenden Körper, vorzugsweise der Stirnseite eines Haltelements (12, 14), und einem rotierenden Körper, vorzugsweise dem Kipprahmen (28), mittels einer Drehdurchführung (42) sichergestellt ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen (44) zur Übertragung von elektrischer Leistung bzw. Strom und/oder elektrischer Signale zumindest über einen Teilabschnitt (46) entlang der Drehachse (22) verlaufen, wobei jeder Übergang zwischen einem feststehenden Körper, vorzugsweise der Stirnseite eines Haltelements (14, 16), und einem rotierenden Körper, vorzugsweise dem Kipprahmen (28), mittels eines Schleifrings (48) sichergestellt ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den rotierenden Körper übergehenden Zu- und/oder Rücklaufkanäle (88) für Fluide und/oder die Leitungen (44) zur Übertragung von elektrischer Leistung bzw. Strom und/oder elektrischer Signale zumindest größtenteils auf die rückwärtige Längsseite des Kipprahmens (28), übergehen, wobei mittels dort vorgesehener Ventile die Verteilung zu vorgegebenen Stellen oder Bereichen im Gießwerkzeug (26) erfolgt.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und/oder Rücklaufkanäle für Fluide größtenteils als Rohre ausgebildet sind.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießwerkzeug (26) mit dem Kipprahmen (28) in wenigstens eine Richtung um bis zu 360° um die Drehachse (22) drehbar ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießwerkzeug (26) zum Heben und Senken einer an die obere Gießformhälfte (50) anschließenden oberen Aufspannplatte (52) und damit zum Öffnen und Schließen der Gießform (24) oder für das Wechseln der Gießform (24) bzw. Gießformhälfte (50) einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen (54) und damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswellen (56) aufweist, wobei der auf die Aufspannplatte (52) wirkende Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb (58) ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießwerkzeug (26) zum Auswerfen eines Gussstücks aus der oberen Gießformhälfte (50) der geöffneten Gießform (24) einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen (60) und damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswellen (62) aufweist, wobei der Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb (64) ist, der eine die Auswerferstifte aufweisende Auswerfereinheit, insbesondere platte (66), bewegt.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberteil des Gießwerkzeugs eine Freimachung zum Eingießen von Metallschmelze mittels eines Gießlöffels (90), eines Gießtümpels und/oder einer Gießrinne vorgesehen ist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießwerkzeug (26) zum Auswerfen eines Gussstücks aus der unteren Gießformhälfte (70) der geöffneten Gießform (24) einen Antrieb mit Gleichlaufsystem aufweist, wobei das Gleichlaufsystem verteilt angeordnete Zahnführungssäulen (74) und zumindest eine damit in Wirkverbindung stehende Ausgleichswelle (76) aufweist, wobei der Antrieb vorzugsweise ein Hubantrieb (78) ist, der eine die Auswerferstifte aufweisende Auswerfereinheit, insbesondere Auswerferplatte, bewegt.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für einen Gießformwechsel erforderliche Hublänge zum Auseinanderfahren der Aufspannplatten (52, 72) wenigstens 30 cm beträgt.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießwerkzeug (26) eine untere Aufspannplatte (72) aufweist, die derart ausgelegt ist, dass diese (72) verschiedene Gießformbreiten aufspannen kann.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießwerkzeug (26) eine Schwenkeinrichtung (80) aufweist, die die obere Gießformhälfte (50) bei geöffneter Gießform (24) vorzugsweise um bis zu 100 ° gegenüber der unteren Formhälfte (70) aufschwenkt.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Gießformhälfte (50) nur aufschwenkbar ist, wenn die Gießformhälften (50, 70) zunächst auseinander gefahren sind, vorzugsweise um eine Hublänge von wenigstens 20 cm.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung (80) zum Aufschwenken der oberen Gießformhälfte(50) wenigstens einen Hubantrieb (82, 84), vorzugsweise zwei voneinander beabstandete Hubantriebe (82, 84), die vorzugsweise als Hydraulikzylinder ausgebildet sind, aufweist.
Kippgießmaschine (10), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung (80) einen mit der oberen Gießformhälfte in Wirkverbindung stehenden Schwenkrahmen (96) aufweist, der an der rückwärtigen Seite des Kipprahmens (28) angelenkt ist, derart, dass sich eine Schwenkachse (98) ausbildet, um die der Schwenkrahmen (96) und damit die obere Gießformhälfte (50) aufschwenkbar ist.
Gießrundtisch, umfassend wenigstens zwei Kippgießmaschinen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 22
Verwendung einer Kippgießmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 oder eines Gießrundtisches nach Anspruch 23 zur Herstellung eines Querträgers.