DE2451280A1

DE2451280A1 - Pendelschere fuer stranggiessanlage

Info

Publication number: DE2451280A1
Application number: DE19742451280
Authority: DE
Inventors: Adalbert Roehrig; Adrian Stilli; Josef Zeller
Original assignee: Concast AG
Current assignee: SMS Concast AG
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1975-05-07
Also published as: GB1484032A; JPS5089217A; YU283574A; FR2249729A1; BR7409107A; TR19928A; BE821766A; IL45946A0; CA1012881A; JPS5411024B2; SE410409B; SE7413763L; IT1025408B; DE2451280C3; FR2249729B1; DE2451280B2; YU36457B; AR200972A1; US3946630A; ES431678A1

Description

CONCAST AG ZUERICH (SCHWEIZ)

Pendelschere für Stranggiessanlage

Die Erfindung betrifft eine Pendelschere für eine Stranggiessanlage, wobei die Schere mit einem mechanischen Antrieb für impulsweises Schneiden versehen, ein mit dem Pendel starr verbundenes Messer durch eine angetriebene Kurbel gegen ein zweites Messer bewegbar und eine Einrichtung für die Beschleunigung des Pendels aus seiner Ruhelage bei etwa maximaler Messeröffnung in die Stranglaufrichtung vorgesehen ist, diese Einrichtung vor Schnittbeginn das Pendel in seinem Schnittbereich auf eine etwa der Stranggeschwindigkeit entsprechende Geschwindigkeit beschleunigt.

Zum Ablängen von aus Treibaggregaten von Stranggiessanlagen austretenden Strängen, speziell von Knüppeln aus Stahl, sind mechanische Pendelscheren bekannt. Solche Pendelscheren sind mit einem mechanischen Antrieb versehen, welcher für impulsweises Schneiden mit der Kurbelwelle des Pendels ein- und auskuppelbar ist. Ein mit dem Pendel starr verbundenes Messer wird dabei durch die Kurbel gegen ein zweites Messer bewegt. Der grösste Teil der Wegstrecke der Schliessbewegung der Messer kann bei solchen Scheren zum Schneiden ausgenutzt werden. Das Pendel befindet sich bei Erhalt des von der Stranglängenmesseinrichtung kommenden Schnittimpulses in seiner Ruhelage im Bereich des Totpunktes mit etwa maximaler Messeröffnung. Eine Einrichtung für die Beschleunigung des Pendels aus"seiner Ruhelage vor Schnittbeginn in die Bewegungsrichtung des Stranges auf eine der Stranggeschwindigkeit etwa entsprechende Geschwindigkeit, besteht aus einer am Pendel und am Ständer angelenkten hydraulischen Kolbenzylindereinheit. Ein solcher hydraulischer Antrieb für die Pendelbeschleunigung und für eine Pendelbewegung während und nach dem Schnitt sowie für die Rückführung des Pendels in die Ruhelage benötigt aber eine umfangreiche und kostspielige Steuerung. Zusätzlich sind solche Steuerungen wegen der kurzen Zeitzyklen für diese Bewegungsabläufe einerseits und wegen einer gewissen Trägheit der Hydraulik andererseits nur mit entsprechendem Aufwand so adjustierbar', damit beim Ankuppeln der Messer am Strang und während dem Schnitt keine nachteiligen in der Kokille spürbaren Verzögerungen oder Beschleunigungen der Strangbewegung eintreten. Verzögerungen können,

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speziell bei kleinen Knüppelformaten und nohen GLesegeschwindigkeiten, zu Kokillenüberläufen und Beschleunigungen zu Durchbrüchen führen. Im weiteren können durch solche plötzlichen Geschwindigkeitsveränderungen des Stranges innerhalb der Kokille an seiner Oberfläche Fehler entstehen. Müssen aus Qualitäts-, Format- oder anderen Gründen die Giessgeschwindigkeiten oft verändert werden, so benötigen solche Scheren zusätzlich kostspielige, vorprogrammierbare Steuerungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Pendelschere zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine präzise Steuerung der Pendelbeschleunigung aus der Ruhestellung' in die Bewegungsrichtung des Stranges ermöglicht. Im weiteren soll diese Steuerung auch mit einfachen Mitteln auf unterschiedliche Giessgeschwindigkeiten anpassbar sein.

Die erfindungsgemässe Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einrichtung für die Beschleunigung des Pendels aus einer am Ständer angeordneten Führung besteht, die das Pendel auf. seinem Weg zwischen der Ruhelage und dem Schnittbeginn führt, und dass das Zusammenwirken dieser Führung mit dem durch die Kurbel bewegten Pendel dessen Beschleunigung steuert. .

Die erfindungsgemässe Schere ist gegenüber den bekannten mechanischen Pendelscheren einfacher und billiger. Ferner ermöglicht diese Schere die parallel zur Strangbewegung notwendige Bewegungskomponente des Pendels der Stranggeschwindigkeit mit einfachen Mitteln anzupassen. Nachteilige Auswirkungen der Schneidoperation, die über den Strang in die Kokille geleitet werden und Kokillenüberläufe _f( Strangoberflächenfehler, Durchbrüche etc, verursachen, können mit dieser Schere verhütet werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch das Fehlen jeglicher Hydraulik mit den. zugehörigen Steuerungen, deren Unterhalt qualifiziertes Personal erfordert.

Je nach der Drehrichtung der Kurbel wird auf das Pendel bei deren Bewegungsbeginn eine.in Stranglaufrichtung oder entgegengesetzt zur Stranglaufrichtung wirkende Bewegungskomponente übertragen. Die Führung ist somit am Ständer entsprechend der Drehrichtung der Kurbel, in Stranglaufrichtung gesehen, vor oder hinter einer mit dem Pendel verbundenen Referenzführung anzuordnen. Vorteilhaft weist die Kurbel bei Bewegungsbeginn eine zur Stranglaufrichtung entgegengesetzte · Bewegungskomponente auf. Die Führung am Ständer ist ciabei

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in Stranglaufrichtung gesehen hinter dar Referenzführung vorzusehen. Die Kurvenbahn der Führung erzeugt bei dieser Anordnung eine auf die Referenzführung stossende Kraftkomponente, die dem Pendel eine präzise Beschleunigung erteilt. Zusätzlich liegt eine solche Führung ausserhalb der Bewegungsbahn der Referenzführung während des Schliess- und Oeffnungshubes der Messer und kann somit einfach gestaltet werden.

Die Führung kann beispielsweise nur die Bewegung des Pendels zwischen der Ruhelage und dem Schnittbeginn, d.h. den Beschleunigungsweg bestimmen. Der Strang übernimmt in diesem Fall bei Schnittbeginn das Weiterbewegen des Pendels. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Führung das Pendel zusätzlich auf seinem Schnittweg führen.

Bei Knüppel- und Bioomanlagen werden in der Regel Zwischengefässe mit offenen Ausgussdüsen verwendet. Unregelmässigkeiten inder Stahlzufuhr können dabei nicht verhindert werden. Um die Badspiegelhöhe in der Kokille zu halten, wird die Ausziehgeschwindigkeit des Stranges entsprechend der Zuflussmenge in die Kokille reguliert und ändert sich somit bei Normalbetrieb innerhalb eines Sollgeschwindigkeitsbereiches. Ist während eines Schnittes die Ist-Stranggeschwindigkeit grosser als die durch die Kurvenbahn der Führung erzeugte Pendelbewegung, so kann die Referenzführung des Pendels die Kurvenbahn ungehindert verlassen. Der Strang verleiht in diesem Fall dem Pendel den notwendigen Antrieb. Ist dagegen während eines Schnittes die Ist-Stranggeschwindigkeit kleiner,als die durch die Kurvenbahn der Führung erzeugte Geschwindigkeit der Pendelbewegung, so wird auf den Strang durch die, Führung eine Zugkraft ausgeübt. Um die nachteilige Wirkung dieser Zugkraft auf die Führung auszuschalten, und um die durch die Kurvenbahn der Führung erzeugte Geschwindigkeit des Pendels mindestens der mittleren Sollstranggeschwindigkeit anpassen zu können, ist es von Vorteil, wenn nach einem Kennzeichen der Erfindung die Führung beim Zusammenwirken mit der Referenzführung entlang des Beschleunigungsweges starr ist und entlang des Schnittweges bei einem vorbestimmten Druck der Referenzführung auf die Führung eine Verschwenkung zulässt. Durch diese zusätzliche Vorrichtung ist die Pendelgeschwindigkeit während dem Schnitt einer Ist-Giessgeschwindigkeit anpassbar, die kleiner ist als die durch die Kurvenbahn der Füh-

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rung bestimmte Geschwindigkeit. Der vorbestimmte Druck der Referenzführung auf die Kurvenbahn der Führung hilft auch mit, den Verschleiss der Führung zu reduzieren.

Zum Schutz der Messer gegen Reibung am in die Schere einlaufenden Strang bei deren Oeffnungsbewegung und um eine vom Pendel auf den Strang verursachte Bremswirkung auszuschalten, kann, gemäss einem Kennzeichen der Erfindung eine zusätzliche bewegbare Führung für das Pendel am Ständer vorhanden sein, die das Pendel während dem Oeffnen der Messer auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die grosser als die Geschwindigkeit des in die Schere einlaufenden Stranges ist.

Das Pendel kann durch Federn etc. in die Ruhelage zurückgebracht werden. Eine vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn das Pendel mit einem Gegengewicht versehen ist, das den Rücklauf des Pendels in die Ruhelage und das Gleichgewicht in dieser Lage sicherstellt.

Zur Anpassung der Schere während eines laufenden Gusses an grössere Schwankungen der Strangausziehgeschwindigkeit kann, nach einem weiteren Kennzeichen, die Führung mit einem Stelltrieb ver- * sehen sein, der die Lage der Kurvenbahn der Führung der jeweiligen Stranggeschwindigkeit anpasst.

Je nach der örtlichen Lage der mit dem Ständer verbundenen Führung und der am Pendel angebrachten Referenzführung zum Schnittbereich des Pendels, resultieren unterschiedliche Kurvenbahnen an der Führung. Eine einfache, einer Geraden am nächsten liegende Kurvenbahn ergibt sich, wenn nach einem zusätzlichen Kennzeichen der Erfindung, das Pendel mit dem Untermesser starr verbunden, das Obermesser mit einer gegenüber der Kurbel des Pendels um 180 versetzten Kurbel befestigt ist und dass die Führung und die Referenzführung am Pendel in einem Höhenbereich am Ständer bzw. am Pendel angebracht sind, der in seiner Lage etwa dem Schnittbereich entspricht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren von Beispielen zu entnehmen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Pendelschere, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht eines anderen Beispieles einer Führung

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für das Pendel und

Fig. 4 eine Ansicht eines weiteren Beispieles einer Führung für das Pendel.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein ortsfester Ständer einer Pendelschere für eine Stranggiessanlage dargestellt. Von der Stranggiessanlage selbst ist nur ein letztes Treibrollenpaar 2 zu sehen. Antrieb, Schwungrad und Kupplung zwischen dem Antrieb und einer Kurbelwelle 3 sind aus Gründen der besseren Uebersicht nicht dargestellt. Ein üntermesser 5 ist mit einem Pendel 6 starr verbunden. Eine durch die Kurbelwelle 3 angetriebene Kurbel 10 bewegt das Untermesser 5 gegen ein Obermesser 7. Das Obermesser 7 wird von einer um 180 gegenüber der Kurbel 10 versetzt angeordneten Kurbel, die in der Figur 1 aus Uebersichtlichkeitsgrunden nicht dargestellt ist, entlang von Gleitführungen 8 mit einem zum Untermesser 5 relativ kleinen Hub bewegt. Durch strichpunktierte Linien ist der zu schneidende Strang 11 dargestellt. Das Pendel ist in dieser Figur in seiner Ruhelage dargestellt, die in diesem Beispiel mit der unteren Totpunktläge übereinstimmt. Dabei ist die Achse 12 des Pendels 6 der Ruhelage in der Regel um einen Winkel von 2-5 von der senkrechten Achse 13 verschoben. Die Messeröffnung ist in der Ruhelage· am gross ten.

Eine Einrichtung für die Beschleunigung des Pendels 6 aus seiner Ruhelage in die Bewegungsrichtung 15 des Stranges 11 ist vorhanden und besteht aus einer am Ständer 1 angeordneten Führung 16 und einer am Pendel 6 angebrachten Referenzführung 17. Durch das Zusammenwirken dieser Führungen 16 und 17 mit einer bei Bewegungsbeginn der Kurbel 10 zur Bewegungsrichtung 15 des Stranges 11 entgegengesetzten Bewegungskomponente 18 der Kurbel 10 wird das Anliegen der Referenzführung 17 an einer Kurvenbahn 9 der Führung '16 sichergestellt und die Pendelbeschleunigung gesteuert. Durch die Bewegungskomponente 18 bedingt, ist die Führung 16 in Stranglaufrichtung 15 gesehen, hinter der Referenzführung 17 angeordnet. Das Pendel.6 wird durch die Führung 16 vor Schnittbeginn in seinem Schnittbereich 20 auf eine etwa der Bewegungsgeschwindigkeit des Stranges 11 entsprechende Geschwindigkeit beschleunigt. Die Führung 16 ist in diesem Beispiel so verlängert, dass das Pendel 6 während dem gesamten Schnitt geführt und dieses mit einer in der Stranglaufrichtung 15 wirkenden Bewegungskomponente mit Strangge-

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schwindigkeit bewegt wird. Die Führung 16 und die am Pendel 6 angebrachte Referenzführung 17 sind in einem Höhenbereich am Ständer 1 bzw. am Pendel 6 angebracht, der in seiner Lage etwa mit dem Schnittbereich 20 übereinstimmt. Durch die Neigung der Kurvenbahn 9 wird die dem Pendel 6 übertragene Bewegungsgeschwindigkeit in Stranglaufrichtung 15 bestimmt. Die Führung 16 ist deshalb so ausgebildet, dass die Kurvenbahn 9 vor Giessbeginn auf eine vorbestimmte Neigung, die der Sollstranggeschwindigkeit entspricht, einstellbar ist. Ein Gegengewicht 21 stellt den Rücklauf des Pendels 6 in die Ruhelage und das Anliegen des Pendels 6 an der Führung 16 sicher. Dieser Rücklauf kann auch durch Federn etc. bewerkstelligt werden. Zusätzlich wird das Pendel 6 durch eine Klinke 24 in der Ruhelage festgehalten.

In Fig. 3' ist die Führung 16 für" ein anderes Beispiel als De,-tail herausgezeichnet. Mit einem Bolzen 30 ist diese Führung 16 am Ständer, der in dieser Figur nicht dargestellt ist, schwenkbar befestigt. Eine zusätzliche, um einen Bolzen 31 in Pfeilrichtung 36 schwenkbare Führung 32 für die Referenzführung 17 des Pendels 6 ist ebenfalls am Ständer angebracht. Diese zusätzliche Führung 32 wirkt während dem Oeffnen der Messer 5, 7 mit der Referenzführung 17 zusammen. Durch die Ausbildung der Kurvenbahn 33 der Führung 32 wird das Pendel in seinem Schnittbereich 20 auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die grosser als die Geschwindigkeit des in die Schere einlaufenden Stranges ist. Beim Aufwärtshub des Pendels 6 wird durch die Referenzführung 17 die Führung 32 von der Führung 16 weggedrückt. Kurz vor dem Ende des Aufwärtshubes zieht eine Feder 35 die Führung 32 wieder an die Führung 16 zurück. An Stelle der Schwenkbewegung der Führung 32 um den Bolzen 31 kann auch beispielsweise eine geradlinige Bewegung gewählt werden.

Ein am Ständer angeordneter Stelltrieb 37 wirkt auf eine mit der Führung 16 verbundene Gewindespindel 38. Der Stelltrieb 37 ist elektrisch mit der Steuerung für die Stranggeschwindigkeit verbunden. Bei Veränderung der Stranggeschwindigkeit während des Giessens verändert der Stelltrieb 37 die Lage der Führung 16 so, dass die Beschleunigung und die Bewegung des Pendels während des Schnittes der jeweiligen Stranggeschwindigkeit angepasst sind. Ein gleichzeitiges Nachstellen der Führung 32 mit der Führung 16 ist in der Regel nicht notwendig, weil die Kurvenbahn 33 einer Geschwindigkeit angepasst

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werden kann, die der maximal möglichen Ciessgeschwxndigkeit des zu giessenden Strangformates entspricht.

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Bei einer für 130 χ 130 mm Knüppel ausgelegten Schere weist

der Schnittbereich 20, der der Summe der Messerwege des Untermessers 5 bzw. des Obermessers 6 entspricht, beispielsweise 150 mm bzw_r 20 mm auf. Daraus resultiert eine Messerfreiheit am Untermesser 5 und am Obermesser 7 von 20 mm gegenüber dem Strang. Das Massverhältnis zwischen dem Schnittbereich 20 und der effektiven Schnitthöhe bei der genannten Strangabmessung ist somit bei diesem Beispiel 170 : 130 oder 1 : 0,76.. Je nach der erforderlichen Messerfreiheit kann dieses Verhältnis auch höher liegen, beispielsweise 1 : 0,85.

In Fig. 4 ist die Kurvenbahn 9 der Führung 16 in einen Beschleunigungsweg 42 und einen Schnittweg 40 unterteilt. Der Beschleunigungsweg 42 entspricht dem Führungsweg für die Referenzführung 17 entlang der Kurvenbahn 41 zwischen der Ruhelage und dem Ankuppeln des Untermes-sers 5 am Strang 11 bei Schnittbeginn. Der Schnittweg 40 entspricht der Gesamthublänge des mit dem Pendel 6 verbundenen Messers 5 minus dem Beschleunigungsweg 42. Die Führung 16 ist mit dem Bolzen 43 schwenkbar mit dem Ständer 1, der nicht dargestellt ist, verbunden. Zwischen der Führung 16 und einer Einstelleinrichtung 44 ist eine Feder 45 eingespannt. Die Einstelleinrichtung 44 ist über eine Gewindekonsole 47 mit Schrauben 46 mit dem Ständer verbunden. In der Gewindekonsole 47 ist eine Spindel 49 für beispielsweise Handkurbelantrieb drehbar. Sie dient zum Einstellen der Kurvenbahn 41 zur Erzeugung unterschiedlicher Bewegungsgeschwindigkeiten des Pendels entsprechend einer Skala 50. Damit die Kurvenbahn 9 entlang des Beschleunigungsweges 42 beim Zusammenwirken mit der Referenzführung 17 starr ist, wird der Bolzen 43 auf der Höhe des Ueberganges des Beschleunigungsweges 42 und des Schnittweges 40 plaziert. Ein Anschlag 51 der Einstelleinrichtung 44 verhindert zusammen mit dem Bolzen 43 eine Kippbewegung der Führung 16 beim Ablauf der Referenzführung 17 entlang dem Beschleunigungsweg 42 der Kurvenbahn 9. Das Pendel wird somit immer auf die voreingestellte Sollbeschleunigung beschleunigt. Beim weiteren Ablauf der Referenzführung 17 entlang des Schnittweges 40 der Kurvenbahn 9 kann bei einem vorbestimmten Druck der Referenzführung 17 auf die Führung 16 die Kraft der Feder 45 überwunden

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werden. Dabei verschwenkt sich die Führung 16 um den Bolzen 43. Die Kraft der Feder 45 ist so einzustellen, dass einerseits eine Verschwenkung stattfindet, wenn die Ist-Stranggeschwindigkeit während des Schnittes kleiner als die durch die Kurvenbahn 9 in Stranglaufrichung 15 erzeugte Geschwindigkeit des Pendels ist. Andererseits muss die Federkraft gross genug sein, das Pendel 6 bei Ablauf der Schneidbewegung ohne Strang mit der vorbestimmten Geschwindigkeit zu bewegen, ohne dass sich die Führung 16 verschwenkt.

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Claims

PATENTANSPi? U ECHE

1. Pendelschere für Stranggiessanlage, wobei die Schere mit einem mechanischen Antrieb für impulsweises Schneiden versehen, ein mit dem Pendel starr verbundenes Messer durch eine angetriebene Kurbel gegen ein zweites Messer bewegbar und eine Einrichtung· für die Beschleunigung des Pendels aus seiner Ruhelage bei etwa maximaler Messeröffnung in die Stranglaufrichtung vorgesehen ist, diese Einrichtung vor Schnittbeginn das Pendel in seinem Schnittbereich auf eine etwa der Stranggeschwindigkeit entsprechende Geschwindigkeit beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung für die Beschleunigung des Pendels (6) aus einer am Ständer (1) angeordneten Führung (16) besteht, die das Pendel (6) auf seinem Weg zwischen der Ruhelage und dem Schnittbeginn führt, und dass das Zusammenwirken dieser Führung (16) mit dem durch die Kurbel (10) bewegten Pendel (6) dessen Beschleunigung steuert.

2. Pendelschere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (10) bei Bewegungsbeginn eine zur Stranglaufrichtung (15) entgegengesetzte Bewegungskomponente (18) aufwe'ist.

3. Pendelschere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (16) das Pendel auch auf seinem Schnittweg führt.

4. Pendelschere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (16) beim Zusammenwirken mit der Referenzführung (17) entlang des Beschleunigungsweges (42) starr ist und entlang des Schnittweges (40) bei einem vorbestimmten Druck der Referenzführung (17) auf die Führung (16) eine Verschwenkung zulässt.

5. Pendelschere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche, bewegbare Führung (32) für das Pendel (6) am Ständer (1) vorhanden ist, und dass die Charakteristik der Kurvenbahn dieser Führung (32) das Pendel (6) während dem Oeffnen der Messer (5, 7) auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die grosser als die Geschwindigkeit des in die Schere einlaufenden Stranges (11) ist.

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6 ο Pendelschere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendel (6) mit einem Gegengewicht (21) versehen ist/ das den Rücklauf des Pendels in die Ruhelage und das
Zusammenwirken des Pendels (6) mit der Führung (16) sicherstellt.

7. Pendelschere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (16) mit einem Stelltrieb (37) versehen ist, der die Lage der Kurvenbahn (9) der Führung (16) der jeweiligen Stranggeschwindigkeit anpasst.

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