DE2822138C3

DE2822138C3 - Oszillationsvorrichtung für eine Stranggießkokille

Info

Publication number: DE2822138C3
Application number: DE2822138A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm 4102 Homberg Borghorst
Original assignee: Juergens Walter Dr Ing 5100 Aachen
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1978-05-20
Filing date: 1978-05-20
Publication date: 1981-10-15
Also published as: IT7922722A0; ATA343079A; US4215739A; IT1114229B; BR7903023A; AT384568B; FR2425902B1; DE2822138A1; DE2822138B2; FR2425902A1; JPS607878Y2; JPS54171627U

Description

Die Erfindung betrifft eine Oszillationsvorrichtung für eine Stranggießkokille, die in einer zur Strangader parallelen Führung bewegbar ist und deren Schwingbewegungen von einem Motor mittels Schwinghebel übertragbar ist, wobei die Schwinghebel jeweils aus zweiarmigen, um Drehachsen schwenkbaren Winkelhebeln bestehen, die mit dem anderen Hebelarm pro Strangseite mittels Zug- bzw. Schubstangen an den Schwingantrieb angeschlossen sind.

Derartige Oszillationsvorrichtungen dienen dem Zweck, das zu vergießende flüssige Metall, insbesondere flüssiger Stahl, während des Erstarrungsvorganges von den Wandflachen der Stranggießkokille zu lösen. Im allgemeinen werden hier sinusförmige Schwingbewegungen oder auch Abwandlungen der Sinusform bzw. Anwandlungen der Amplitude für unterschiedliche Aufwärts, und Abwärtsbewegungen vorgesehen.

Die Mittel zur Erzeugung der Schwingbewegungen bestehen im allgemeinen aus einem Elektromotor, der eine Exzenterwelle antreibt, an die Schwinghebel angeschlossen sind. Aufgrund der mehr entfernten Anordnung des Elektromotors entsteht eine Vielzahl von Gelenkstellen. Alle bekannten Oszillationsvorrichtungen bilden Gelenkketten von beträchtlicher Länge.

3-i Nachteilig ist bei einer solchen Vorrichtung der hohe Aufwand für die komplizierten Hebelgetriebe und für die Hebeldrehlager, die Ungenauigkeiten der Schwingungsbahn verursachen. Um die geforderten Bewegungen für die Stranggießkokille exakt nachfahren zu können, sind genauer arbeitende Hebelgetriebe erforderlich.

Der hohi Aufwand an Teilen macht derartige Oszillationsvorrichtungen außerdem sehr störanfällig; sie sind wenig zugänglich und daher wenig wartungsfreundlich und erfüllen schließlich in dem rauhen Betrieb der Gießerei nur ein geringes Maß an Betriebssicherheit. Als Beispiel für eine derartige Oszillationsvorrichtung nach dem Stand der Technik wird auf die DE-OS 25 46 689 hingewiesen.

Gegenüber diesem Stand der Technik ist der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrundegelegt, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile eine Oszillationsvorrichtung zu schaffen, die mit sehr kurzen Gelenkketten auskommt, daher eines geringen Aufwandes bedarf und gleichzeitig die Eigenschaft aufweist, Bewegungsbahnen exakt einzuhalten und mit größtmöglicher Betriebssicherheit zu arbeiten.

Die gestellte Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß an den Stützstellen zwischen Stranggießkokille bzw. dem sie tragenden Hubtisch einerseits und dem einen Arm der Schwinghebel andererseits elastische, die Gelenkachse umgebende Stützelemente vorgesehen sind und daß beidseitig der Strangader angeordnete Winkelhebelpaare mit dem jeweils anderen Hebelarm unmittelbar an jeweils eine Zug- bzw. Schubstange angeschlossen sind. Die Ersparnis an Aufwand wird hierbei in erster Linie aufgrund der Anlenkung der zweiarmigen Hebel an ein gemeinsames Zugelement

erreicht Außerdem wird die Kraftübertragungsstrecke, beginnend am Schwingantrieb bedeutend verkürzt. Durch die kürzere Kraftübertragungsstrecke wird wiederum die Anzahl der Fehlerquellen verkleinert, so daß die Bewegungsabläufe genauer als bisher eingehalten werden können. Ein Höchstmaß an Genauigkeit wird jedoch durch die elastischen, die Gelenkachse umgebenden Stützelemente erreicht. Das bei bekannten Hebelgetrieben auftretende Gelenkspiel wird durch die elastischen Stützelemente vermieden. Der Antriebszug vom Elektromotor über ein Vorschaltgetriebe mit anschließender Exzenterwelle kann daher nahezu spielfrei während der vollen Schwingungsbewegung gestaltet werden. Vorteilhaft ist ferner, daß die elastischen Stutzelemente Wärmedehnungsvorgänge der Stranggießkokille bzw. des Hubtisches, auf dem die Kokille angeordnet ist, symmetrisch zur Strangachse gestattet, ohne Zwängungen auf den Gießstrang auszuüben.

Zwängungen, die sich aus ungleich langen Hebelpaaren für Bogenbewegungen ergeben könnten, vermeidet die Erfindung außerdem dadurch, daß an seinem Schwinghebelpaar zwischen dem Winkelhebel, der das elastische Stützelement trägt, und der Stranggießkokille bzw. dem Hubtisch jeweils ein zusätzlicher Hebel angelenkt ist.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist die erfindungsgemäße Oszillationsvorrichtung gleichermaßen für gerade und gebogene Stränge geeignet. Für gebogene Stränge wird vorgeschlagen, daß die die elastischen Stützelemente tragenden Hebelarme innerhalb eines gleichachsigen Paares gleich lang und die Hebelarme von Paar zu Paar unterschiedlich lang sind.

Vorteilhaft ist ferner, daß jeweils die sich neben der Strangader befindlichen Zug- bzw. Schubstangen längeneinstellbar sind. Diese Maßnahme ermöglicht, die Ausgestaltungen der Schwinghebel in bezug auf die Stranggießkokille bzw. in bezug auf den die Stranggießkokille tragenden Hubtisch spielfrei justieren zu können.

Für eine Justierung der zweiarmigen Schwinghebel ist ferner günstig, daß bei paarweise vorgesehenen Zugbzw. Schubstangen jede Stange längeneinstellbar ist.

Die Genauigkeit des Hebelsystems wird ferner dadurch gefördert, daß die die Drehachsen für die Schwinghebel aufnehmenden Lagerböcke auf einem gemeinsamen Tragrahmen angeordnet sind. Der Grundgedanke dieser Maßnahme besteht darin, eine noch größere Genauigkeit, 2. B. hinsichtlich der symmetrischen Anordnung und damit des Gleichlaufsystems auf beiden Seiten neben der Strangader zu erreichen. Die Parallelität der Schwinghebel ist für die zu erzeugende Schwingbewegung ebenfalls von beträchtlicher Bedeutung.

Die Erfindung knüpft nunmehr an die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen für den Stranggießbetrieb an. Hierbei ist von Zwängungskräften auszugehen, die durch Erwärmung des Hubtisches bzw. der Stranggießkokille verursacht werden, so daß Wärmedehnungskräfte sich auf die Schwinghebel, die elastischen Stützelemente und die Zugstangen auswirken könnten. Als Gegenmaßnahme wird hierzu vorgeschlagen, daß die Lageböcke auf dem Tragrahmen in horizontaler Richtung der Strangader verschiebbar angeordnet sind. Diese Richtung entspricht im wesentlichen der Riehlung, die der Gießstrang aufweist, auch wenn die Bogenform auf eine horizontale Ebene projiziert wird.

Soweit die Erfindung bisher vorsieht, elastische Stützelemente, die die Ge'enkachse der Schwinghebel umgeben, vorzusehen, wird dieser Gedanke nunmehr dahingehend erweitert, daß die Stütz- bzw. Drehlager der zweiarmigen Schwinghebel aus elastischen Stützelementen bestehen, die in Hülsen drehelastisch aufgenommen sind. Sofern der Hubtisch zusammen mit der Stranggießkokille daher Wärrnedehungskräfte auf die Schwinghebel leitet, die an den Stützstellen zwischen Stranggießkokille bzw. dem sie tragenden Hubtisch und den Schwinghebeln nicht mehr aufgefangen werden können, sind die Stütz- bzw. Drehlager der zweiarmigen Schwinghebel ebenfalls in der Lage, derartige Zwängungskräfte aufzunehmen. Die Geienkachse, das elastische Stützelement und die Hülse können im übrigen eine austauschbare Baueinheit bilden.

Die Drehelastitzität der elastischen Stützelemente kann nunmehr noch zum Aufbau einer entgegen der Gewichtskraft des Hubtisches bzw. der Stranggießkokille wirkenden Vorspannkraft ausgenutzt werden, indem die elastischen Stützelemente in den zweiarmigen Schwinghebeln zumindest innerhalb der Drehlager der Lagerböcke im Betriebszustand unter einer rückdrehenden Kraft eingebaut sind.

Die Erfindung ist weiterhin noch dadurch verbessert daß an der Stranggießkokille bzw. am Hubtisch und am Lagerbock ein biegefähiges, in der Länge unveränderliches Zugelement befestigt ist, das bei gebogenem Strangachsverlauf zum Krümmungsmittelpunkt gerichtet ist. Damit ist ein weiteres Mittel anhand gegeben, die Genauigkeit einer Bogenführung beim Auf- und Abschwingen des Hubtisches zusammen mit der Stranggießkokille zu steigern.

Es können auch mehrere derartige Zugelemente vorgesehen sein. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die biegefähigen Zugelemente vorgespannt, um ebenfalls die Genauigkeit der Schwingbewegung zu unterstützen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Oszillationsvorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit bei A in F i g. 1, in Seitenansicht gezeichnet,

F i g. 3 hierzu die Stellung des erfindungsgeniäßen Schwinghebels während einer Aufwärtsbewegung des Hubtisches bzw. der Stranggießkokille,

Fig.4 einen senkrechten Querschnitt durch das elastische Stützelement,

Fig. 5 einen senkrechten Querschnitt durch eine mit dem erfindungsgemäßen elastischen Stützelement versehenes Stütz- bzw. Drehlager eines Schwinghebels,
F i g. 6 einen senkrechten Schnitt VI-VI nach F i g. 5, F i g. 7 eine zweite Ausführungsform für die Abstützung des Hubtisches bzw. der Stranggießkokille mittels der erfindungsgemäßen Schwinghebel in perspektivischer Darstellung wie F i g. 1 (als Teilansicht),

Fig. 8 das Prinzip der geänderten Ausführungsfotm gemäß F i g. 7 in Seitenansicht.

Mit der Bezugsziffer 1 ist die in schwingende Auf- und Abwärtsbewegungen zu versetzende Stranggießkokille bzw. der Hubtisch bezeichnet. Der jeweiligen Größe des Gießstrang-Querschnitts entsprechend beträgt das Gewicht des Hubtisches 1 zusammen mit der Stranggießkokille (nicht dargestellt) für Brammen-Gießstränge bis zum 20 Mp und mehr. Für den Fall, daß die Stranggießkokille ohne Hubtisch in der Oszillationsvorrichtung gelagert wird, ermäßigen sich die Gewichte

entsprechend. In der Stranggießkokille (Hubtisch 1) wird der Gießstrang 2 erzeugt, dessen Mittelachse in Verbindung mit dem Strangquerschnitt als Strangader 2a bezeichnet ist. Parallel zu dieser Strangader 2a wird der Kokillenhohlraum oszilliert, um den durch Erstarren sich bildenden Strang von der Kokillenwandung zu lösen.

Der Hubtisch 1 (bzw. die Stranggießkokille) ist auf den Stützste'llen 3a, 3b, 3c, 3d mittels Schwinghebeln 4a, 4b, 4c, 4dgelagert (Fig. 1). Die Gelenkachse 5 (Fig. 5) jedes der Schwinghebel 4 ist von elastischen Stützelementen 6 umgeben, wobei elastische Werkstoffe, wie z. B. verschiedene Gummisorten oder Gummimischungen, denen auch Metallteile eingelagert sein können, verwendet sind. Der Werkstoff ist begrenzt elastisch und zugleich schwingungsdämpfer. Mit steigender Belastung an den Stützstellen 3a bis 3d ist der begrenzt elastische Werkstoff härter gewählt (Fig.4). Die Schwinghebel 4a bis 4d bestehen im gezeichneten Ausführungsbeispiel aus Winkelhebeln. Die Erfindung kann auch mit gestreckten zweiarmigen Hebeln ausgeführt werden. Für diesen Fall ändert sich lediglich die Anordnung der Zug- bzw. Schubstangen 7. Die Zugbzw. Schubstangen 7 verbinden jeweils zwei Schwinghebel 4a, 4d bzw. 4b, 4c, die Paare solcher Schwinghebel bilden, die sich jeweils auf den beiden verschiedenen Strangseiten 8a, 8b befinden. Fluchtend in Richtung der Strangader 2a ruht auf einem weiter nicht dargestellten Anlagenteil der Stranggießanlage der Schwingantriebsmotor 9, der über die lösbare Kupplung 10 das Vorschaltgetriebe 11 treibt, von dem aus symmetrische Exzenterwellen 12a und 12ώ ausgehen. An den Exzentern 13a und 13i>sind die Zug- bzw. Schubstangen 7 angelenkt und mit den Schwinghebeln 4a, 4tfbzw. 4b, 4c verbunden.

Eine gegenüber F i g. 1 abgeänderte Ausführungsform der Erfindung zeigt F i g. 7. Dort ist, um Zwängungen durch unterschiedliche Längen der Schwinghebelpaare 4a, 4b bzw- 4c, 4d sowie durch Wärme bedingte Dehnungen des Hubtisches 1 zu ίο vermeiden, ein zusätzlicher Hebel 14 als Glied zwischen dem Hubtisch 1 und den Stützstellen 3a, 30, 3c, 3d vorgesehen.

Die Zug- bzw. Schubstangen 7 weisen Zapfengelenke 7a, Tb und 7c auf und können wie dargestellt geteilt in mehrere Abschnitte oder mit den Zapfengelenken durchgehend an zwei Schwinghebel 4a, 4r/ bzw. 4b, 4c angeschlossen sein. Für die auf beiden Strangseiten 8a, Sb vorgesehenen Zug- bzw. Schubslangen 7 ist eine Längeneinstellung mittels eines Spannschlosses 15 eingefügt (F i g. 7 und 8). Die Schwinghebel 4 (F i g. 2 bis 6) sind mittels Drehachsen 16 in den Lagerböcken 17a und Ub gelagert. Die Lagerböcke 17 umschließen die Schwinghebel 4 jeweils an ihren Längsseiten. Als Unterlage für die Lagerböcke 17a und 176 ist ein gemeinsamer Tragrahmen 18 vorhanden, der auf dem Gerüst 19 der Stranggießanlage aufliegt. Die Lagerbökke 17a und YIb sind auf weiter nicht gezeichneten Schienenführungen in Richtung der Strangader 2a, jedoch innerhalb einer horizontalen Ebene 20. verschiebbar und in dieser Stelle fixierbar.

Die Elastizität des Systems ergibt sich aus den elastsichen Stützelementen 6 (Fig.2 bis 6). Die Stützbzw. Drehlager 28 für die Schwinghebel 4 bestehen aus den Gelenkachsen 5 mit den elastischen Stützelementen 6, die ringförmig um den Schaft 5a in Hülsen 29 drehelastisch aufgenommen sind. Die Elastizität dieses Bauteils wirkt auf die Gelenkachse 5 radial, axial und raumbeweglich. Außerdem besteht eine Torsionskraft zwischen der Gelenkachse 5 und der Hülse 29, die mittels der abgeflachten Gelenkachsenzapfen 5b (in Fig.4 und 5 mit einem Kreuz bezeichnet) unter dem Winkel 30 (Fig.3) eingesetzt sind, so daß eine Belastung durch den Hubtisch 1 zu einer Entlastung des vorgespannten elastischen Stützelementes 6 führt. Diese Maßnahme erbringt eine absolut spielfreie Kraftübertragungsstrecke innerhalb des Oszillationsantriebs.

Am Hubtisch 1 ist der Vorsprung 31 (Fig. 1) befestigt, an diesem und am Lagerbock 17 jeweils ein biegefähiges, in der Länge unveränderliches Zugelement 32, das an Bogen-Stranggießanlagen zum Krümmungsmittelpunkt der Anlage gerichtet ist. Solche Zugelemente 32 sind paarweise angeordnet und gleichen Abweichungen, die durch ungleich lange Hebelpaare 4al4b bzw. 4cJ4d entstehen könnten, aus. Eine exakte Führung der biegefähigen Zugelemente 32 kann durch entsprechend der Oszillationsbahnform gestaltete Abrollflächen (nicht dargestellt) erzielt weiden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche.

1. Oszillationsvorrichtung für eine Stranggießkokille, die in einer zur Strangader parallelen Führung bewegbar ist und deren Schwingbewegungen von einem Motor mittels Schwinghebel übertragbar ist, wobei die Schwinghebel jeweils aus zweiarmigen, um Drehachsen schwenkbaren Winkelhebeln bestehen, die mit dem anderen Hebelarm pro Strangseite mittels Zug- bzw. Schubstangen an den Schwingantrieb angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stützstellen (3a, 3b, 3c, 3d) zwischen Stranggießkokille bzw. dem sie tragenden Hubtisch (1) einerseits und dem einen Arm der Schwinghebel (4a, 4b, Ac, 4d) andererseits elastische, die Gelenkachse (5) umgebende Stützelemente (6) vorgesehen sind und daß beidseitig der Strangader {2a) angeordnete Winkelhebelpaare (44a/4d bzw. 4b/4c)mh dem jeweils anderen Hebelarm unmittelbar an jeweils eine Zug- bzw. Schubstange (7) angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Schwinghebelpaar [AaIAb bzw. 4c/4d) zwischen dem Winkelhebel, der das elastische Stützelement (6) trägt und der Stranggießkokille bzw. dem Hubtisch (1) jeweils ein zusätzlicher Hebel (14) angelenkt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die elastischen Stützelemente (6) tragenden Hebelarme innerhalb eines gleichachsigen Paares (4al4b bzw. 4c!4d) gleichlang und die Hebelarme {4al4b; 4cl4d) von Paar (4a/4b) zu Paar (4c/4d) unterschiedlich lang sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die sich neben der Strangader (2a) befindlichen Zug- bzw. Schubslangen (7) längeneinstellbar sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei paarweise vorgesehenen Zug- bzw. Schubstangen (7) jede Stange längeneinstellbarist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehachsen (16) für die Schwinghebel (4) aufnehmenden Lagerböcke (17a, i7b) auf einem gemeinsamen Tragrahmen (18) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerböcke (17a, 176^ auf dem Tragrahmen (18) in horizontaler Richtung (20) der Strangader (2a^ verschiebbar angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz- bzw. Drehlager (28) des zweiarmigen Schwinghebels (4) aus elastischen Stützelementen (6) bestehen, die in Hülsen (29) drehelastisch aufgenommen sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurcn gekennzeichnet, daß die elastischen Stützelemente (6) in den zweiarmigen Schwinghebeln (4) zumindest innerhalb der Drehlager (28) der Lagerböcke (17a, \7b) im Betriebszustand unter einer rückdrehenden Kraft eingebaut sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stranggießkokille bzw. am Hubtisch (1) und am Lagerbock (17) ein biegefähiges, in der Länge unveränderliches Zugelement (32) befestigt ist, das bei gebogenem Strangachsverlauf zum Krümmungsmittelpunkt gerichtet ist.

II. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die biegefähigen Zugelementt (32) vorgespannt sind.