DE3521140A1 - Verfahren und kokillengiessanordnung zum vergiessen einer schmelze - Google Patents

Description

• Verfahren und Kokillengiessanordnung
• zum Vergiessen einer Schmelze Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kokillengiessanordnung, wobei einzelne Kokillen in die Vergiesslage ausgefahren werden.
• Die Vorteile des Kokillengiessens im kasten- und sandlosen Abgiessen von masshaltigen Gussteilen bei hohem Ausbringen und minimalen Putzkosten sind bekannt. Das Konzept von bekannten Kokillengiessereien basiert im wesentlichen auf dem Einsatz von Karusell-Kokillengiessmaschinen für ein beschränktes Sortiment, oder von Universal-Kokillengiessmaschinen für ein breites Sortiment von Gussteilen. Bei der Planung geht man davon aus, dass ein Vergiessofen eine, höchstens aber zwei beidseitig angeordnete Kokillengiessmaschinen mit flüssigem Eisen versorgt. Dies kompliziert die Handhabung der rot ausgepackten Teile, die jeweils von den einzelnen Kokillengiessmaschinen rasch in einen Ofen zum Temperaturausgleich gebracht werden müssen.
• Die Möglichkeiten der teueren Universal-Kokillengiessmaschinen werden nur selten voll genutzt.
• Eine moderne Kokillengiesserei soll in Bezug auf die minimale Investition, hohe Leistung und gutes Handling folgende Merkmale aufweisen: 1. Versorgung von mehreren Kokillengiessmaschinen durch einen einzigen Vergiessofen.
• 2. Je nach der Form der Gussteile soll es möglich sein die Kokillen gemäss ihrer Teilung in senkrechter oder in waagrechter Lage abzugiessen.
• 3. Die grundsätzlich senkrecht zurKokillenteilung ausgepackten Teile sollen mittels eines gemeinsamen Transportbandes durch einen Transporttunnel auf kürzestem Wege zum gemeinsamen Temperatur-Ausgleichsofen beförderbar sein.
• 4. Leistungssteigerung durch mehrere übereinander angeordnete Kokillen (Strang), möglichst zwei Stranganordnungen, wobei das gleichzeitige Abgiessen der Stränge mit je einem regelbaren Vergiessstopfen erfolgt.
• 5. Eine den Punkten 1 bis 4 entsprechende vereinfachte Kokillengiessmaschine. Dies ist gleichzeitig auch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
• Anhand der beigelegten Figuren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Kokillenanordnung, Fig. 2 eine Kokilleneinheit mit einer Kokille vor dem Ausfahren in die Vergiesslage, Fig. 3 eine Draufsicht von Fig. 2, Fig. 4 die Ansicht P aus der Fig. 2, mit der Kokille in der Vergiesslage, Fig. 5 eine Kokilleneinheit mit einer Kokille mit waagerechter Kokillenteilung vor dem Ausfahren in die Vergiesslage, Fig. 6 eine Draufsicht von Fig. 5, Fig. 7 eine Kokilleneinheit mit einer Kokille mit waagerechter Kokillenteilung in der Vergiesslage, Fig. 8 eine Ansicht A-A aus der Fig. 7, Fig. 9-11 Detailansichten des Kokillenhalte-und Aufreissmechanismus.
• Die Fig. 1 zeigt eine Kokillenanordnung mit einem Vergiessofen 15, der eine Füllöffnung 30 aufweist. Der Vergiessofen 15 verfährt auf den Schienen 32 entlang der 3 Kokilleneinheiten 35 bis 37. Dem Vergiessofen 15 zugeordnet ist ein Schaltschrank 34, Kabel- und Kühlwasserleitungen 31 und ein Masselbett 33. Die Kokilleneinheiten 35, 36, 37 werden entlang den Führungen 5 in die Vergiesslagen 44 gefahren.
• Die Kokilleneinheit 35 wird gerade über zwei Vergiessstopfen 16a, 16b abgegossen. Die Kokilleneinheit 37 ist zum Abgiessen bereit und die Kokilleneinheit 36 wird nach erfolgtem Auspacken der Gussteile kontrolliert und gereinigt. In dieser Ausgangslage 45 werden auch eventuell Kerne oder metallische Teile eingelegt und beide Kokillenhälften behandelt.
• Die ausgepackten Teile fallen auf ein Transportband 18 (Fig. 2) im Transportkanal 17 und gelangen auf kürzestem Weg in den Temperatur-Ausgleichsofen 41. Die Kokilleneinheiten sind aus Sicherheitsgründen mit Wänden 38 und Türen 39 umgeben. Es ist ein gemeinsames Hydraulikaggregat 40 vorgesehen.
• Die in der Fig. 1 beschriebene Anordnung setzt wesentliche Vereinfachungen der Kokillengiessmaschinen voraus, wie sie in den nachfolgenden Fig. 2 bis 11 dargestellt sind.
• Die Kokillengiessmaschinen bestehen im wesentlichen aus den Kokillenplatten la, lb mit den Kokillenhälften, die mit zwei Führungsstangen 2 mit innen eingebauten Zylindern 3 versehen sind. Die unverschiebbare Kokillenplatte la weist eine Halterung 4 mit je 2 x 4 konischen Rollen 6 auf. Diese Rollen 6 führen die komplette Kokille 1 an einer Führung 5.
• Das Ausfahren der Kokille 1 in die Vergiesslage 44 besorgt der Teleskopzylinder 8, der am Steg 9 und an der Stütze 7 anliegt. Die Zylinder 3 in den als Rohre ausgebildeten Führungsstangen 2 dienen nur zum vollständigen Oeffnen der beiden Kokillenplatten la, lb, die zuvor schon voneinander getrennt wurden, und um diese vor dem Ausfahren in die Vergiesslage 44 wieder ganz zu schliessen.
• Zwei in der Vergiesslage 44 parallel und zur Führung 5 senkrecht angeordnete U-förmige Bügel 13 weisen an ihren freien Enden 43 und auf den inneren Wänden 29 je eine Kolbenstange 11 mit einer Ausnehmung lla auf. Diese sind dazu bestimmt, um mit den Zapfen 10, die an den Aussenflächen 28 der Kokillenplatten la, lb angeordnet sind, in Eingriff zu kommen. Auch die Führung 5 ist innerhalb des U-förmigen Bügels 13 untergebracht. Die Bügel 13 sind an Silentblocks 14 nachgiebig befestigt.
• Das Ganze bildet eine Rokilleneinheit.
• Der Funktionsablauf ist wie folgt: Die in die Vergiesslage 44 ausgefahrene Kokille 1 fährt mit den vier Zapfen 10 in die Ausnehmungen lla der Kolbenstangen 11 der Zylinder 12 ein (Fig. 9). Durch das Ausfahren der Kolbenstangen 11 mit ihren konischen Enden 24 in die Ausnehmungen 25 der Zapfen 10 werden die beiden Kokillenhälften la, lb zusammengedrückt (Fig. 10). Die auftretenden Reaktionen fangen die U-förmigen Bügel 13 auf.
• Nach erfolgtem Abgiessen aus den beiden Vergiessstopfen 16a, 16b in die Füllöffnungen 20 wird die Kokille 1 zunächst mit einer Zuhaltekraft der Zylinder 12 gehalten. Danach werden die Zylinder 12 umgesteuert. Die Kolbenstangen 11 fahren in die Positiongemäss Fig. 11. Dabei wirken die Kolbenstangen 11 mit ihren Nasen 26 auf die Bunde 27 der Zapfen 10. Sobald alle Nasen 26 an den Bunden 27 anliegen, beginnt der Druck in den Zylindern 12 zu steigen. Nach dem Erreichen eines vorbestimmten Druckes von z.B. 5 bar, wird mindestens die Druckseite der Zylinder 12 auf der Seite der unverschiebbaren Rokillenplatte la gesperrt, so dass die verschiebbare Kokillenplatte lb von der unverschiebbaren Kokillenplatte la,ohne die Führung 5 zu beschädigen,weggerissen werden kann und um ca. 20mm ausgefahren wird.
• Danach zieht der Teleskopzylinder 8, bei drucklosen Zylindern 12, die Kokille 1 in ihre Ausgangslage 45 zurück.
• Mit Hilfe der Zylinder 3 wird dann die Kokille 1 voll geöffnet. Gleichzeitig mit dem Oeffnungsvorgang werden Auswerfer (nicht dargestellt) betätigt. Die ausgepackten Teile fallen durch die Oeffnung 19 auf das Transportband 18 im Transportkanal 17.
• Bei Kokillen, die mit der Trennebene in waagrechter Lage abgegossen werden müssen, fährt der Teleskopzylinder 8 die geschlossene Kokille 1 in den Bereich zwischen dem Transportkanal 17 und dem Bügel 13a aus. (In der Fig. 5 gestrichelt dargestellt.) Hier wird die Kokille 1 mittels eines Schwenkantriebes 22 mit Hilfe einer Wippe 21 um 0 90 geschwenkt, und danach mit dem Teleskopzylinder 8 zwischen die beiden Bügel 13a, 13b in die Vergiesslage 44 eingefahren. Der weitere Verlauf erfolgt gemäss der obigen Beschreibung. Die Kokille 1 mit der Füllöffnung 20 wird über einen Vergiessstopfen 16a abgegossen (Fig. 7). Die in der Ausgangslage 45 ausgepackten Teile fallen durch die Ausnehmung 19 des Transportkanals 17 auf das Transportband 18.
• Die Bügel 13 sind mit den Stegen 23 gehalten.
• Die Ausgangslagen 45 sind gemäss dem Transportband 18 so gewählt, dass alle Gussstücke in den Temperatur-Ausgleichsofen 41 gelangen.
• Der ganze Ablauf, angefangen vom Schliessen der Türe 39 und der Betätigung des Startknopfes 42 einer Kokilleneinheit (Fig. 1), kann bis zum Auspacken der Teile automatisch erfolgen. Es ist von Vorteil, geeignete Sensoren zum Ueberwachen des gesamten Giessvorganges einzusetzen.

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Vergiessen einer Schmelze in einer Kokillenanordnung, wobei einzelne Kokillen in die Vergiesslage ausgefahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgtem Abgiessen die Kokille (1, la, lb) in der Vergiesslage (44) in einer ersten Phase so weit geöffnet wird, bis der Widerstand beim Aufreissen der Kokille (1, la, Ib) auf den Widerstand zum Verschieben der auf den Führungsstangen (2) verschiebbaren Kokillenhälfte (lb) absinkt, wobei in einer zweiten Phase die verschiebbare Kokillenhälfte (lb) ausserhalb der Vergiesslage (44) von der unverschiebbaren Kokillenhälfte (la) vollständig ausgefahren wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ueberschreiten eines bestimmten Druckes während des Aufreissens der Kokille (1) mindestens die Druckseite des Zylinders (12) zum Aufreissen'der unverschiebbaren Kokillenhälfte (la) hydraulisch gesperrt wird.
3. 3. Kokillengiesseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, vorzugsweise mit mehreren Kokilleneinheiten und mit einem, bezüglich der Kokilleneinheiten verfahrbaren Vergiessofen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillen (1, la, lb) der Kokilleneinheiten (35, 36, 37) mittels je einer Führung (5) in mindestens je einem, in der Vergiesslage (44) der Kokillen (1, la, lb) sich befindlichen U-förmigen Bügel (13) verfahrbar sind, und dass an den freien Enden (43) des Bügels (13) mindestens ein mit Druck beaufschlagbarer Kokillenhalte- und Aufreissmechanismus vorgesehen ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kokillenhalte- und Aufreissmechanismus aus den beidseitig an den äusseren Wänden (28) der Kokillenhälften (la, lb) angeordneten Zapfen (10) und den an den inneren Wänden (29) des Bügels (13) angeordneten Kolbenstangen (11) der Zylinder (12) besteht, wobei die Zapfen (10) in die Kolbenstangen (11) in der Verfahrrichtunq der Kokille (1) auf der Führung (5) seitlich einfahrbar sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Bügel (13) nachgiebig gelagert sind.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (1) mit der Führung (5) mittels einer Wippe (21) um 900 geschwenkt werden kann.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Kokillen (1) in den den Vergiesslagen (44) entgegenliegenden Ausgangslagen (45) ein Transportband (18) angeordnet ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausfahren und Zurückführen der verschiebbaren Kokillenhälfte (lb) mittels den in den Führungsstangen (2) angeordneten Zylindern (3) geschieht.